混凝土面板堆石坝工程中溢洪道水力设计计算书.docx

混凝土面板堆石坝工程中溢洪道水力设计计算书

目录

1说明 2

1.1计算目的与要求 2

1.2计算基本依据 2

1.3计算原理与假定 2

2泄流曲线计算 3

2.1泄流曲线计算公式 3

2.2计算参数选取 3

2.3泄流曲线计算 4

3溢洪道体型拟定 4

3.1堰顶上下游曲线设计 5

3.2反弧段设计 6

3.3泄槽抛物线设计 7

3.4挑流鼻坎设计 8

4溢洪道水面线计算 8

4.1设计洪水位条件下的水面线计算 8

4.2校核洪水位条件下的水面线计算 14

4.3泄漕掺气水深计算及边墙超高计算 19

5挑流消能计算 20

5.1设计工况 20

5.2校核工况 21

1说明

1.1计算目的与要求

本计算书通过对某水电站预可行性研究阶段上坝址混凝土面板堆石坝方案进行泄流曲线计算，为规划专业调洪演算提供依据。并根据调洪成果，对溢洪道进行水力设计，确定溢洪道的泄流能力、堰面曲线、边墙高度及消能防冲等，以供工程量计算及工程布置。

1.2计算基本依据

1.2.1溢洪道布置

溢洪道紧靠左岸坝肩布置，由进水渠、闸室、泄槽和挑流鼻坎四部分组成。闸室采用开敞式，溢流堰采用WES曲线型低实用堰，堰顶高程2876.0m。闸室为单孔，孔口尺寸为12.0m×10.0m(宽×高)，闸室下接“U”型泄槽，泄槽净宽12.0m，全长195.0m，底坡由i=0.1下接一段抛物线渐变至i=0.4。挑流鼻坎采用等宽连续式鼻坎，鼻坎反弧半径为25.0m，挑坎坎顶高程为2817.35m，挑角为25o。

1.2.2正常蓄水位

水库正常蓄水位为2886.00m。

1.2.3洪水标准：

设计洪水标准：P=1%；

校核洪水标准：P=0.05%。

1.2.4主要参考书目

a）DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》；

b）《水力学》（高等教育出版社）(第二版吴持恭主编)；

c）《水力计算手册》（水利电力出版社1983年版）；

d）《水工设计手册》（第6卷〈泄水和过坝建筑物〉）。

1.3计算原理与假定

放空洞下泄流量作为大坝泄流能力安全储备，不计入水库调洪演算中。

2泄流曲线计算

2.1泄流曲线计算公式

本方案采用岸边开敞式溢洪道泄洪，其泄流曲线采用如下公式进行计算：

Q=cmε（2-1）

ε=1-0.2（2-2）

式中：Q—下泄流量，m3/s；

B—溢流堰总净宽，m，B=nb；b—单孔宽度，m；

n—闸孔数目，n=1；H0—堰上总水头，m；g—重力加速度，m/s2；m—流量系数；

c—上游堰坡影响系数，上游取为铅直面，c=1.0；

ε—侧收缩系数；

ζ0—中墩形状系数；

ζK—边墩形状系数；

σs—淹没系数。

2.2计算参数选取

2.2.1流量系数取值

流量系数由溢流堰上游堰高P1与定型设计水头Hd的比值及堰上总水头H0与定型设计水头Hd的比值查DL/T5166-2002《溢洪道设计规范》表A.3而得，比值不为表中数值时通过内插而得。

取定型设计水头Hd=11.0(m)，P1=2876.0-2871.0=5.0m。

2.2.2侧收缩系数取值

边墩与进水渠边墙平齐，可看作为流线形边墩，则边墩形状系数取为0.7；计算侧收缩系数时，若H0/b1.0，取H0/b=1.0进行计算。

2.2.3淹没系数

溢洪道为敞泄自由出流，淹没系数为σs=1.0。

2.3泄流曲线计算

泄流曲线计算成果见表1-1。

表1-1水位～下泄流量关系曲线(堰顶高程：2876m)

库水位

2876

2877

2878

2879

2880

2881

2882

流量系数m

0.351

0.370

0.392

0.409

0.425

0.437

0.449

侧收缩系数ε

1.000

0.988

0.977

0.965

0.953

0.942

0.930

下泄流量Q(m3/s)

0.0

19.4

57.5

109.1

172.1

244.6

326.0

库水位

2883

2884

2885

2886

2887

2888

2889

流量系数m

0.459

0.467

0.476

0.482

0.487

0.