水利水电工程毕业设计 - 水利枢纽布置及泄水建筑物设计

XX理工大学毕业设计（论文）

题 目 XXXX水利枢纽布置 及泄水建筑物设计

专 业 水利水电工程 班 级 学 生 指导教师

XXXX水利枢纽工程布置及泄水建筑物设计

摘 要

XXXX水库坝址位于汉江支流玉带河下游，该水库是以供某工厂工业用水为主，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼等综合利用水利枢纽工程。本次毕业设计分析了坝址的地形和地质条件，对比几种坝型最终选取常态混凝土重力坝和坝轴线并进行了枢纽布置。枢纽建筑物包括泄水建筑物、挡水大坝、底孔、供水管道和电站等。然后对该工程的溢流坝及底孔的形式和消能及防冲进行了设计。坝体剖面的稳定和应力计算，荷载组合取了基本组合和特殊组合两种不同的情况，以正常蓄水位时的荷载组合作为基本组合；以校核荷载和地震荷载作为特殊组合。设计中选取了坝基面和廊道底部截面作为计算截面，对坝体的两种稳定和强度都进行了计算，结果都满足要求。本次设计的主要成果有：设计说明书1份，设计图纸6张以及其他相关附图附表等。

关键词： 常态混凝土重力坝；溢流坝；底孔；设计 。

- 2 -

Copper cash dam water conservancy hub project layout andWater discharge building design

ABSTRACT

Copper cash dam located in hanjiang river dam site tributary jade belt

linked to the downstream, the reservoir for a factory in industrial water is given priority to, and compensation of farmland irrigation water downstream, and flood control, power generation, fish, and other comprehensive use of water conservancy hub project. The graduation design analysis of the dam site topographical and geological conditions, compared several dam type selection ultimately normal concrete gravity dam and dam axis and the general layout.Hub buildings including outlet structure,Block water dam,underport,Water supply pipe and power stations.Then the spillway and bottom outlet in the form of engineering and the energy dissipationand scour protection design. The stability of the dam profile and stress calculation, the load combination to take thebasic combinations and special combination of two different situation, normal water level of theload combination as the basic combination; checking loads and seismic loads as special combinations.In the design of the dam foundation and corridor on the surface as the section at the bottom section on the dam two stability and strength are calculated, the result is meet the requirements. The design of the main achievements are: a design specifications, design drawings and other relevant drawings six pictures schedule, etc.

Keywords: normal concrete gravity dam; Overflow dam; underport; Design.

- 3 -

前 言

毕业设计是学生综合应用在校所学的知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的实践性环节，其目的是巩固课本的专业知识，并使之系统化，培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，并初步掌握设计水利枢纽工程的内容、原则、方法和步骤，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的能力等。

本次毕业设计是在指导老师的悉心指导下，根据国家水利部及电力部颁发的关于水利水电工程的最新规范，同时参考了相关的教材、资料、设计手册等的基础上完成的。本次设计的主要内容有：XXXX水库洪水分析及调洪计算；坝轴线、坝型的比选及枢纽布置；坝高及非溢流坝段的剖面拟定；溢流坝段剖面拟定及消能设计；排沙底孔的剖面拟定；构造设计；地基处理设计。

XXXX水库的建成能保证某工厂工业用水年平均流量，兼补偿下游农田灌溉用水，以及防洪、发电、养鱼的要求。

本次毕业设计从开题报告的撰写到最终成果答辩历时近四个月，经过学习基本上达到了预期的目的。

- 4 -

目录

第1章 XXXX工程概述 ......................... 错误！未定义书签。

1.1 工程概况 ............................................... 1 1.2 工程特征表 ............................................. 2 第2章 水文气象 ............................................... 3

2.1 流域水文概况 ........................................... 3 2.2洪水分析计算 ............................................ 3 第3章 兴利调节和调洪计算 ..................................... 7

3.1 底孔规模及死库容确定 ................................... 7 3.2 兴利库容确定 ........................................... 7 3.3 调洪计算 ............................................... 8 第4章 工程地质 .............................................. 14

4.1 区域地质概况 .......................................... 14 4.2 库区工程地质条件 ...................................... 14 4.3 坝址工程地质条件 ...................................... 16 4.4 各坝轴线工程地质条件 .................................. 18 第5章 枢纽布置 .............................................. 19

5.1 坝址选择 .............................................. 19 5.2 坝轴线选择 ............................................ 20 5.3 坝型选择 .............................................. 20 5.4 枢纽布置 .............................................. 21 第6章 建筑物设计 ............................................ 23

6.1 非溢流坝坝体设计 ...................................... 23

6.1.1 坝顶高程确定 ..................................... 23 6.1.2 初拟坝体剖面 ..................................... 25 6.1.3 荷载计算 ......................................... 25 6.1.4 坝基面稳定计算 ................................... 31 6.1.5 坝体应力分析 ..................................... 38 6.2 溢流坝设计 ............................................ 41 6.2.1 溢流坝堰面体型设计 ............................... 42

- 5 -

5000450040003500典型洪水设计洪水校核洪水流量（m3/s）3000250020001500100050001964-9-112:001964-9-20:001964-9-212:001964-9-30:001964-9-312:001964-9-40:001964-9-412:001964-9-50:001964-9-512:00时间

图2-1 XXXX水库同倍比放大法推求设计洪水过程线

表2-3 XXXX水库Z-V和Z-A关系曲线 库水位(m) 570.9 库容(万m) 0 水面(m) 23580 211.4 68.5 590 180.5 600 373.5 610 525.5 620 740 630 952.08 1404.4 4112.4 8587.4 14949 23378.5 0

图2-2 XXXX水库水位-库容的关系曲线

- 5 -

表2-4 水库坝下游河道水位流量关系曲线 水位Z(m) 流量Q 3(m/s) 570.9 0 573 200 575 577 579 3000 580 3900 582 5600 584 7600 700 1600 Z-Q关系曲线586584582)m(Z580位水578游下57657457257002000400060008000下游河道流量Q(m3/s)图2-3 XXXX下游水位-流量的关系曲线

- 6 -

第3章 兴利调节和调洪计算

3.1 底孔规模及死库容确定

灌溉要求放水入坝下游河道，选用武侯镇、铁索关和茶店子三站1966-1974年实测沙量资料，通过沙量平衡计算求得XXXX多年平均来沙量值，参照铁索关站1936-1970年水文资料统计成果可以看出玉带河河源来水、来沙的大小在月季的分配上基本相对应，而且来沙比径流出现更为集中，同时考虑意外情况下泄洪的需要，宜建底孔。根据水库淤积计算和排沙要求，为了保证设计洪水时宣泄通畅，选取底孔进口高程580m,孔口尺寸3.5×3m，兼顾水力发电最小工作水头的要求，选取死水位（即兴利下限水位）为588m，相应死库容为1075万m3。

3.2 兴利库容确定

（1）工业供水净用水量为1.5m3/s考虑管道沿途损失以10%计，工业供水保证率为97%。

（2）农业上要求水库补偿灌溉用水年3000万m3。其中5月份1000万m3，6月份2000万m3。同时要求5、6、7、8四个月的河道天然径流不纳入水库径流调节。

（3）水库渗漏蒸发损失估算,根据当地水文气象资料分析，水库多年平均水面蒸发量为360 mm，水库库区地质条件属中等，月渗漏量以月平均库容水量的1.5%计。

（4）根据当地水文、用水变化特点，选取调节度从9月初开始至次年8月底结束，确定水库运用方式为10月至次年4月为蓄水期，5-6月为用水高峰期，7-9月为防汛排沙期。这样可以做到工、农业用水，蓄清、排浑相结合，保证水库安全渡汛，延长水库使用寿命，又可将部分兴利库容作为防汛使用。

（5）用历时列表法，进行代表年P=25%，50%，75%，97%年调节兴利库容的推求，从中选择最大者作为采用年调节兴利库容，综合考虑水库的淹没及

- 7 -

浸没确定兴利库容V兴=5275万m3，相应的正常高水位为605m。

3.3 调洪计算

初定大坝采用底孔和溢流坝联合泄流，溢流坝段堰顶高程为605 m,溢流坝段总长定为69m，分成5孔，每孔净宽13米。底孔设一个,进口高程580m,孔口尺寸3.5×3m。

大坝库水位库容Z～V关系曲线见图3-1，大坝下游河道水位流量Z～Q关系曲线见图3-2。

图3-1 大坝库水位库容Z～V关系曲线

- 8 -

图3-2 坝下游河道水位流量Z～Q关系曲线

表3-1 库水位—总泄量计算表

库水位—总泄量计算表(△t=3600s)

库水位Z(m) 堰顶以上库容V 3库容V （万V/△t(m/33（万m) m） s) 0 0.00 堰顶水头H(m) 排沙洞水头H(m) 溢流坝排沙底总泄量3泄流孔泄流q(m/s33q1(m/s) q2(m/s) ) 0.00 192.4 192 327 571 885 q/2(3m/s) 96 V/△t+q/2(3m/s) 96 605 0.00 26.75 6100.0 606 1.00 27.75 6500.0 400 1111.11 131.20 196.0 607 2.00 28.75 7000.0 900 2500.00 371.10 199.5 608 3.00 29.75 7500.0 1400 3888.89 681.75 202.9 609 4.00 30.75 8000.0 1900 5277.78 1049.62 206.3 610 5.00 31.75 8550.0 2450 6805.56 1466.89 209.7 611 6.00 32.75 9100.0 3000 8333.33 1928.27 212.9 612 7.00 33.75 9700.0 3600 10000.00 2429.90 216.2 164 1275 285 2785 442 4331 1256 628 5906 1677 838 7644 2141 1071 9404 2646 1323 11323 - 9 -

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4gah.html