汪家河水库枢纽工程任务书及设计资料.doc

汪家河水库枢纽工程设计任务书及设计资料设计指导书一、设计目的和要求本设计系在水库枢纽已完成水利规划的基础上（规划中已研究了有关枢纽主要参数，如正常高水位、灌溉引水流量等），进行枢纽布置和建筑物设计工作。在设计中要求学生根据枢纽任务和枢纽的自然条件等，做出技术上可行、经济上合理、施工运用上安全可靠的枢纽布置方案和建筑物的初步设计。二、设计内容与步骤1、确定枢纽组成 根据流域规划对水库提出的任务，并根据地形、地质、水文、气象、建筑材料、交通运输、施工和运用条件等，确定枢纽中应包括的主要建筑物，以及各主要建筑物的型式和布置。2、调洪演算 按照枢纽等级确定水库防洪标准。根据河道相应标准的设计洪水过程线和校核洪水过程线进行调洪演算，以确定泄洪建筑物尺寸和调洪库容（其相应的水位即为设计洪水位及校核洪水位）。3、建筑物设计（1）土坝坝型选择 根据土料的种类、储量和分布位置，并考虑施工条件、工程量等因素选择出最优坝型。拟定主要尺寸及构造 包括坝顶高程，坝顶宽，上、下游坝坡，防渗排水设施的型式及尺寸等。渗流及稳定计算 本次设计仅进行上游为正常蓄水位条件下的浸润线计算和渗流量计算，并于下游坝坡取一个滑弧进行稳定计算。细部设计 包括坝顶，上、下游护坡，坝面排水，防渗设施与坝体及坝基的连接，反滤层布置等。（2）溢洪道溢洪道型式及主要尺寸拟定 根据地形地质条件、水流条件、工程量大小及下泄洪水安全归河等因素，确定溢洪道的型式及主要尺寸。泄水渠水面线计算及出口消能计算 确定边墙（或衬砌）高度及消能设施尺寸。构造设计 拟定边墙、护底防渗排水等各部分的构造尺寸。（3）涵管型式选择 选择进口控制建筑物、管身断面及出口消能设施的型式，并确定涵管进出口高程。涵管水力计算 包括过水能力计算及出口水流衔接计算。三、设计时间及成果要求根据教学计划安排，本课程设计的时间为6周。课程设计结束后，每位同学提出一种枢纽布置方案，设计成果应包括设计说明书一份，计算说明书一份，枢纽平面布置图一张，大坝横断面、溢洪道纵剖面、涵管纵剖面及建筑物上的主要构造和一些细部构造的图纸一到两张。汪家河水库枢纽工程设计资料一、基本情况汪家河水库位于湖北省大悟县境汪家河中上游。汪家河发源于本区王家店，是环水东支大悟河的一条支流，全长约40公里，在三里城处汇入大悟河。流域总面积46.7平方公里，坝址以上控制面积27.6平方公里。流域内四季气候鲜明，下游土壤肥沃，盛产稻、麦、棉花等作物。汪家河为一山区河流，河床较窄，水位变幅较大，每当山洪暴发，下游即遭洪水淹没；而当缺雨季节，因水量不足，又易引起旱灾。为此，根据流域规划，确定兴建汪家河水库，以达兴利除害的目的。根据流域规划要求，确定本水库以灌溉为主，兼兴防洪、养鱼之利，其主要任务如下：灌溉方面：灌溉面积共4万亩，均分布于水库右岸。防洪方面：根据下游防洪要求，最大下泄流量不得超过120米3/秒。二、基本资料1、地形地质本区没有大的高山，附近都是堆积剥蚀低丘，一般地势比较平坦，相对高程不超过200米，坡度为3050，局部地势较陡，约为6080。地貌特点是右岸山头岩石露头较明显，覆盖层厚0.2米，表面岩石均已风化，风化层厚1.0米，局部地区有崩塌现象；左岸岩石露头较少，覆盖层厚1.5米，风化层厚1.0米。库区为一狭长带形，两岸群山连绵，山坡多植松树，植被良好。耕地主要分布于右岸下游平坦地区，沿河两岸分布有少量梯田梯地。本区岩石均为太古代泰山纪变质岩，大致可分为五种，花岗片麻岩、花岗岩、闪长岩、石英岩和石岩云母片麻岩。其中以花岗片麻岩分布最广，整个库区均有，其抗压强度较高，但易风化。各种岩石在坝址附近分布情况见坝址地形地质图。岩层走向均与河流斜交，倾向库内，一般倾角较大，有的近于垂直。花岗片麻岩中裂隙和节理不很发育。坝址处河谷狭窄，上下游较开阔，足以布置施工场地。坝址以上有足够的库容可以满足蓄水要求。坝址处河床高程103.0米，有3米厚的砂卵石覆盖层，工程地质条件良好。坝址左岸离坝轴线400米处有天然鞍部，略高于正常蓄水位，工程地质条件亦属良好，覆盖层为砂质粘土，平均厚约3米，可布置溢洪道，钻孔资料见坝址地形图附表。库区地质条件与坝址区大致相同，未发现坍塌、滑坡现象，节理裂隙不发达，渗漏问题不大。本区地震基本烈度小于度。2、水文气象资料流域内无径流资料。所需年、月设计径流量及洪水流量均由暴雨推求，并根据降雨系列延长。通过水文水利计算得出各特征值见后面调洪演算成果。本区风力按七级计，最大风速多年平均值Vmaxcp=15米/秒，水库吹程D=1公里。3、建筑材料根据勘测，距坝轴线1公里以内有比较丰富的土料，主要分布如下：（1）砂质粘土分布于坝址以上肖家畈等处，最大运距1000米，储量为12万方，高程为106110米。坝址以下两岸山坡有89万方，运距在8001000米范围内。（2）河床砂卵石由于汪家河为一山区河流，河谷较窄，沙滩较少。因此，坝轴线附近砂卵石储量不多，约有5.55.9万方，分布于坝轴线上、下游200米处。坝轴线下游有较多的砂卵石储量（约40万方），运距1000米左右。各种土料物理力学性质见附表1。附表1土料物理力学性质表土壤名称比重孔隙率含水量(%)干容重(kN/m3)天然容重(kN/m3)饱和容重(kN/m3)砂质粘土2.700.3719.016.719.920.5河床砂卵石2.760.5030.020.022.024.5土壤名称凝聚力(kN/m2)内摩擦角渗透系数（cm/s）粘粒含量(%)砂质粘土3.0（水上）2.0（水下）23(水上)19(水下)1.4810-65038河床砂卵石038610-2304、其它坝顶无交通要求。对外交通不便，河流四季不能通航，县城至三里城小镇有20公里公路，三里城至大坝仅有人行便道（长约5公里）。为了施工导流需要，在坝底设圆形导流涵管，涵管直径2.5米，进口高程105.5米，出口高程104.8米。施工完毕后即留作放空水库之用。三、水库及枢纽工程的勘测、规划成果1、勘测成果（1）坝址地形图一张（附图）（2）坝址河床高程103.00米（3）溢洪道出口河底高程101.99米（4）风化岩石允许流速6米/秒（5）坝址及坝址下游水位流量关系（附表2及附表3）。附表2 坝址水位流量关系表水位(m)103.0103.5104.0104.5105.0105.5105.8流量(m3/s)07.517.03050100120附表3 坝址下游水位流量关系表水位(m)101.84102.62103.15103.54103.83104.03104.10流量(m3/s)0204060801001202、灌溉引水要求及渠首有关数据（1）设计引水流量4.0米3/秒（2）灌溉渠道进口控制水位110.00米（3）渠首段渠道参数底宽b=3.8米边坡系数m=0.2设计水深h=2.0米糙率n=0.03渠道比降i=1/50003、水库规划设计成果（1）淤沙高程10