设计说明书 水利水电工程

山东科技大学学士学位论文摘 要通过地质地形，库区经济，料场位置的分析，以及在土石坝中对几种不同类型的土石坝进行技术经济等方面的比较，最终确定大坝为心墙土石坝。并对大坝的基本剖面及轮廓尺寸进行拟定。并对坝体排水及坝坡，粘土防渗墙进行防渗设计。坝址附近有粘土料场及沙砾料场，通过计算确定粘土料场及沙砾料场的选用。在坝体的渗流计算中，本设计分别选用坝体中间剖面及坝体左右各一个剖面共三个剖面进行设计，计算渗透流量及溢出水深。并画流网图，验算渗流溢出点的渗透坡降。土石坝易于发生滑动失稳。故要对其稳定性进行计算。确定在各种水位工况下上下游坝坡的最小安全系数，并经过反复计算得到大坝经济剖面。土石坝坝基处理是分析河床部分及坝肩，选择适宜的渗流控制方案。在大坝的细部构造上，分别设计坝防渗体及排水设备，并对防渗体及排水部位进行反滤层设计。设计采用隧洞泄洪。隧洞要设计进口部分，洞身尺寸及出口消能。通过隧洞水面线计算最终确定洞身尺寸。最后对隧洞细部及放空洞进行设计。关键词：土石坝设计 洪水演算 枢纽布置 土料设计 渗流计算 稳定验算 泄水建筑物ABSTRACTConsidered with the geology ,reservoir area economy, stockyard an analysis of position, and comparaed with the technical from some kinds of earth-rock dams, at last I choose the central core earth-rock dam, And proceed the drawup to basic section and outline sizes of the big dam, drain to the dam and batter. Glue the soil defend the seepage wall proceeds to defend the design of seepage. The neighborhood of site glues the soil anticipates a field and the pebbles anticipates field, through the calculation make sure to glue the soil anticipates field and pebblesses anticipate the field choose to use. The infiltration of the dam flous the calarlation inside, this design chooses to use the dam respectively in the centre section an orso one for each section of the dam with three section proceeds the design totally, calculating to permeate the discharge and overflow the water deep, the painting flous the spillage orders of permeate the batter decline. Earth filled dams are easy to lose steady, so as to calculate the stability, Certain under every kind of water level the minimun safety, calculate on and back getthe economic sation. The basic of the earth-rock dam handles is to analyses river bed part and the shoulder of the dam, choose the adequate seepage to control project. On the minute part in big dam structure, design respectively the dam defend secpage and drain the equipment. KEY-WORDS：earth-rock dam； damsite selection； choice of dam type； soil design； filtration routing； stability analysis； water release construction目 录1. 设计基本资料11.1 流域概况及枢纽任务11.2 设计要求21.3 枢纽设计基本资料32.工程等别及建筑物级别133. 洪水调节计算153.1 洪水调节原理153.2 设计洪水与校核洪水163.3 调洪演算与方案选择174. 坝型选择及枢纽布置404.1 坝址及坝型选择404.2 枢纽组成建筑物及其布置425. 大坝设计425.1 土石坝坝型选择425.2 大坝剖面尺寸的拟定435.3 渗流计算505.4 稳定分析635.5 坝体沉降计算及裂缝控制725.6 基础处理745.7 细部构造设计746. 泄水建筑物设计786.1 泄水方案选择786.2 隧洞选线与布置786.3 隧洞的体形设计796.4 放空洞设计897. 专题浅析土石坝几种筑坝材料的应用89英文文献及翻译95参考文献104总 结105谢辞1061. 设计基本资料1.1 流域概况及枢纽任务1.1.1流域概况该河流位于我国西南地区，流向自东向西北，全长约122公里，流域面积2558平方公里，在坝址以上流域面积为780平方公里。本流域大部分为山岭地带，山脉、盆地相互交错于其间，地形变化剧烈，流域内支流很多，但多为小的山区河流，地表大部分为松软沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层，汛期河流含沙量较大，冲积层较厚，两岸有崩塌现象。本流域内因山脉连绵，交通不便，故居民较少，全区农田面积仅占总面积的20%，林木面积约占全区的30%，其种类有松、杉等。其余为荒山及草皮覆盖。1.1.2枢纽任务本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用。1）发电装机24MW，多年平均发电量为1.05亿度。本电站装3台8MW机组。正常蓄水位为264m，汛期限制水位可取与正常蓄水位相等，3台机组满发时的流量为44.1m3/s，尾水位为213.7m。厂房形式为引水式厂房，厂房平面尺寸为3213m，发电机高程为221m，尾水管底高程为219m，厂房顶高程为233m，副厂房平面尺寸为356m。开关站尺寸为3020m。2）灌溉增加保灌面积10万亩。3）防洪可减轻洪水对下游城镇、厂矿和农村的威胁。根据防洪要求，设计洪水时最大下泄流量限制为1500m3/s。4）渔业正常蓄水位时，水库面积为180km2，为发展养殖业创造了有利条件。5）其它引水隧洞进口底高程为250m，出口底高程为214m；引水隧洞直径为4m，压力钢管直径为2.3m，调压井直径为12.0m；放空洞直径为2.5m。可放空水库至水位230m。1.2 设计要求在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：1）根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择，枢纽布置方案比较通过初步分析确定。绘制枢纽平面布置及下游立视图。2）进行泄水建筑物的剖面设计（2个剖面形式，进行技术经济比较分析确定），内容包括：拟定断面，水力计算稳定应力分析等，并绘制设计图纸。3）进行挡水建筑物的剖面设计（23个剖面形式，进行技术经济比较分析确定），内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定应力分析等，并绘制设计图。4）进行细部构造设计和地基处理设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水、廓道、排水以及开挖、清理、灌浆、断层处理等，并绘制有关设计图。1.3 枢纽设计基本资料1.3.1 气候特性1）气温：年平均气温约为12.8，最高气温为30.5，发生在7月份，最低气温-5.3，发生在1月份。各月平均气温见表1-1，各平均气温天数见表1-2。表1-1 月平均气温统计表（）月份123456789101112平均气温4.88.311.214.816.318.018.818.316.012.48.65.912.8表1-2 平均温度天数 月份天数气温123456789101112061.20.3000000003.10302526.830.7303130313130313027.9300000000000002）湿度：本区域气候特征是冬干夏湿，每年11月至次年四月特别干燥，其相对湿度在51%73%之间，夏季因降雨日数较多，相对湿度随之增大，一般变化范围为67%86%。3）降水量：最大年降水量可达1213毫米，最小为617毫米，多年平均降水量为905毫米。各月降雨天数见表1-3。表1-3 各月降雨天数统计表 月份天数气温1234567891011125mm2.62.24.34.27.08.611.58.59.69.54.84.3510mm0.30.20.21.42.02.42.72.72.62.40.80.11030mm0.10.10.70.52.34.64.93.82.21.30.60.14）风力及风向：一般14月风力较大，实测最大风速为18米/秒，风向为西北偏西，水库吹程为15公里。1.3.2 水文特征径流年内分配极不均匀，每年6月11月为汛期，径流量占年径流量的80%以上，12月翌年5月为枯水期，径流量不足年径流量的20%，其中尤以3月4月份最枯，径流量不足年径流量的4%。附近A站最丰水年年平均流量为315m/s，最枯水年年平均流量为89.2m/s，丰枯水年径流比3.53倍; 附近B站最丰水年年平均流量507m/s(1971年6月1972年5月)，最枯水年年平均流量为180m/s(1980年6月1981年5月)，丰枯水年径流比2.82倍。该坝址径流成果见表1-4，设计代表年径流年内分配成果见表1-5，设计洪水成果见表1-6，分期设计洪峰成果见表1-7。表1-4 坝址径流成果表 单位：m/s项目均值各级频率设计值5%10%20%50%75%80%90%95%年径流261397362322254207197170150枯水径流99.214913612196.579.475.566.058.5表1-5 坝址设计代表年径流年内分配成果表 单位：m/s频率设计代表年径流年内分配6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月10%27057884269541671526316210178.178.012725%35336898349446233522015011771.552.182.550%27752761851032519816813397.362.057.760.175%37234842335919230716510079.344.457.729.090%15037250130918711510167.274.149.851.452.5表1-6 坝址设计洪水成果表频率0.05%1%2%5%10%流量（m3/s）23201680142011801040表1-7 分期设计洪水洪峰成果表站名（坝址）分 期各级频率P(%）设计值（m3/s）5102050洞门山坝址3个月（2月4月）4873712721654个月（1月4月）5184143172065个月（1月5月）12109467083666个月（12月翌年5月）149012008964407个月（12月翌年6月）237017701310843西南某河为多沙性河流，流域内植被破坏较严重，水土流失现象较为普遍。泥沙年际、年内变化较大，有90%以上的泥沙集中于汛期。坝址处多年平均悬移质输沙量4080万吨，多年平均含沙量5.35kgm，最大年平均悬移质含沙量11.8 kgm（1986年），最小年平均悬移质含沙量2.75 kgm（1980年）。推移质输沙量按悬移质输沙量的7%计为286万吨，则该坝址多年平均输沙总量为4370万t。泥沙特征值统计见表1-8。表1-8 坝址泥沙特征值统计表（1973年2003年系列）集 水面积(km2）多年平均流量(m3/s）多年平均年悬移质输沙量(万t）多年平均年推移质输沙量(万t）多年平均悬移质含沙量(kg/m3）最大年平均 悬移质含沙量最小年平均悬移质含沙量含沙量(kg/m3）年份含沙量(kg/m3）年份28875265(242）4240(4080）63.6(286）5.08(5.35）11.819862.7519801.3.3 工程地质1）设计采用地质资料及参数坝区N14a(线)岩组泥岩碎屑较多或泥岩碎屑为主，以钙泥质胶结为主，岩石强度较低：弱风化砾岩、砂砾岩单轴湿抗压强度Rb=18.725.0MPa，=21.8MPa，软化系数0.620.81，平均0.68，属软岩。 N14b(线)以灰岩碎屑为主，以钙质胶结为主，岩石强度较高：弱风化上部（180m高程以上）单轴湿抗压强度Rb=25.739.1MPa，=31.5MPa，软化系数0.440.60，平均0.52，属偏软的中硬岩；（180m高程以下）弱风化下部微风化带岩石单轴湿抗压强度Rb=37.880.9MPa，=56.7MPa，软化系数0.540.92，平均0.72，属偏硬的中硬岩。 N15灰岩角砾岩弱风化带岩石Rb=49.6MPa，软化系数0.500.93，平均0.71，为中硬岩，微风化带岩石Rb=62.4MPa，软化系数0.74，为坚硬岩。设计中采用的其他地质资料及参数见表1-9、表1-10、表1-11。表1-9 坝址岩层风化深度位 置覆盖层(m)弱风化顶板埋深(m)相对隔水层埋深(m)河床厚小于30m，高程约191.0m左右埋深小于30m顶板高程高于184.0m坝基弱风化岩体透水率普遍较大，在本阶段70120m勘探深度范围内，未发现较连续分布的相对隔水层（q3Lu）左岸存在第四系松散堆积层，为残坡积、崩塌堆积和人工堆积，厚度不大两岸坝头石场范围弱风化出露右岸表1-10 岩体渗透性能特征表地层岩性砂砾岩夹砾岩（）灰岩角砾岩（）位置左岸河床右岸左岸河床右岸分布高程(m)178.28208.96174.30135.49166.0216.46238.14270.25238.14252.07以上以下以上以下以上以下以上以下以上以下透水率(Lu)11190局部2253000.57101181局部1003400.578.015103局部1102901.58.0131550.89105.340.010.9166局部1294161.7310表1-11 枢纽建筑物岩体力学参数建议值表岩石名称风化程度抗剪断(砼/岩)抗剪断(岩/岩)承载力变形模量坝基岩体质量分级fc(MPa)fc(MPa)R（MPa）E0(Gpa)灰岩角砾岩（N15）弱风化0.900.750.90.83.546.07.0微风化1.10.91.11.04.5579砂砾岩夹砾岩（N14b）弱风化上部0.750.850.40.450.650.70.350.41.521.52.0弱风化下部微风化0.850.50.900.522.54备注：砂砾岩夹砾岩（N14b）弱风化上部深挖至185m高程以下取高值，以上取低值。2）岩土永久开挖边坡建议值见表1-12。表1-12 永久工程边坡坡比建议值表（坡高小于10m）类别残坡积层全风化带强风化带弱风化带微风化带坡比1:1.51:1.751:1.51:1.01:1.21:0.51:0.751:0.31:0.53）岩土的抗冲流速岩土的抗冲流速建议为：中粗砂为1.0m/s1.2m/s；砂卵砾石层为1.2m/s1.5m/s；人工填土为0.5m/s0.75m/s；弱风化灰岩角砾岩为5.0m/s6.0m/s。4）地震烈度根据规范水工建筑物抗震设计规范（DL5073），坝址区地震基本烈度为度，设计烈度为度。地震动峰值加速度为0.08g。1.3.4 当地建筑材料坝址附近分布有土料、石料和天然砂砾料。其中砂砾料分布在下坝址上下游2km范围内河滩上，能满足工程对粗骨料、细骨料储量要求，质量方面，除含泥量偏高、砂的细度模数平均粒径偏低外，其余指标能满足规范要求。石料场位于（下）坝址上游右岸约200m，目前正在开采。该石料场为砂砾岩夹砾、灰岩，质量和数量能满足要求。土料场有三个，本工程需要土量较少，坝区土料场的土料能满足要求。本砂砾场岩性主要为砂砾石和砂卵砾石，下部含泥量逐渐增多，有用层厚度可达15.0m，靠近岸边分布有薄层砂壤土。其中以卵砾石含量较多（52.2%），其次为中粗砂，砂的含量为47.8%。据试验统计成果，砂的平均粒径为0.35，砂细度模数为2.16，干松密度为1.87g/cm，含泥量为3.9%，针片状含量为3.8%，上述指标除含泥量偏高，砂的细度模数平均粒径偏低外，其余指标均满足规范要求。各石料参数取值见表1-13、表1-14、表1-15、表1-16。表1-13 泄水隧洞地基的物理力学指标表岩石类别密度(g/cm3)允许承力(MPa)软化系数变形模量(MPa)抗剪(断)强度岩石/岩石岩石/混凝土f 1c1(MPa)f 1c1(MPa)fC(MPa)弱风化花岗岩2.662.00.8061030.91.00.70.90.80.90.50.70.60.65/强风化花岗岩/0.6/3103/0.5/引水隧洞洞身主要在弱微透水的弱风化岩体内通过，未发现大的断层发育，多属类围岩。类围岩：取f56，K040005000MN/m3；类围岩：取f45，K030004000MN/m3；表1-14 土料物理力学性质指标采用值表项目单位防渗土料强风化料河床砂砾石石渣干密度g/cm31.701.791.661.80天然含水量%15.42.2313.25最优含水量%15.912.1孔隙比e0.720.650.720.7孔隙率n%41.8639.3941.8641.18湿容重g/cm31.961.831.88饱和容量g/cm32.122.182.082.21浮容重g/cm31.121.181.081.21渗透系数k大值平均cm/s4.251051.310431021103小值平均cm/s2.83106总应力强度u16.427.7CukPa53.575.0cu17.633.1CcukPa26.311.0有效应力强度cu21.940.4CcukPa11.814.0表1-15 渗流分析计算参数项 目渗透系数K（cm/s）备注防渗土料3.9810-6大值平均值防渗土料2.8310-6小值平均值坝壳料2.010-2河床砂砾石及砂填料2.010-2排水反滤层510-3排水棱体110-2帷 幕110-8基 岩510-5石渣及戗堤110-3有土砂混合表1-16 溢洪道地基的物理力学指标表岩石类别允许承载力(kpa)岩石/混凝土摩擦系数f弱风化花岗岩20000.6强风化花岗岩6000.51.3.5交通条件对外交通以公路运输为主。目前坝址左岸有公路通过，为2级公路，该公路高程约239m，为混凝土路面，路宽约55.5m；坝址右岸有公路与外界联系。施工前期，利用右岸公路与外界联系，后期计划围堰作为跨河通道，主要利用左岸原有公路与外界联系。对外交通计划需新修公路2km，扩建公路4km，加固桥梁一座。场内交通中左岸公路为场内运输主干道。场内交通以汽车运输为主。1.3.6水库水位与库容关系曲线及水位流量关系水库水位关系见表1-17，水位流量关系见表1-18。表117 水库水位库容曲线高程（m）211215220225230235240245250255260265270275面积（万m2）01.16491141972723484555486487498519581065库容（万m3）02.32128536131524884038604685541154415035190332355528612表1-18 水库水位流量关系表序 号下坝址水位（m）流量（m3/s）1213.702215.011.03215.520.0421637.05216.565.062171287218314821958092209001022112901122217601222322601322428401422534401.3.7效益及淹没损失通过现场调查，落实淹没实物指标为：库区淹没影响4个村，居民170户762人；淹没影响居民房屋共计31649.56m；淹没土地总面积为12721.72亩,其中农用地5559.76亩(耕地1089.97亩,园地1278.08亩,草地1350.09亩,林地1841.25亩；鱼塘0.37亩),建设用地126.35亩，未利用土地7035.61亩(包括河流水面3661.07亩)；淹没的专项设施有：四级公路2.84km，吊桥一座，10kV输电线路7.02km,光缆线路2.97km，供水管线0.28 km，库区内有12个铅锌矿平洞和8个铁矿平洞被淹。表1-19 工程效益及淹没损失工程效益指标单位数值备注发电效益装机容量MW130保证出力（P=90%）MW17.1多年平均年发电量亿kWh6.2511装机年利用小时数h4809建设征地和移民安置淹没耕地亩1089.97基准年淹没林地亩1841.25基准年迁移人口人793规划水平年拆迁房屋m231650基准年1.3.8工程总工期导流方案布置了导流隧洞和导流明渠两种方案进行比较，经比较采用导流隧洞方案是可行的。洞的进出口段属类围岩，施工时应边开挖边支护，根据地质情况采用相应的处理措施，如喷锚支护，考虑大流量及高流速导流，建议进出口段采用全断面混凝土衬砌；大部分洞身段，围岩主要为类，施工期需作好初期的临时喷锚支护，考虑大流量及高流速导流，建议类围岩段采用全断面喷锚支护。围堰坐落在河床冲积砂卵砾石层上，为强透水层，其渗漏及渗透稳定问题较为突出，需做好防渗处理措施。下伏基岩均存在强透水层，建议加强基坑排水。2.工程等别及建筑物级别根据SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准，综合考虑水库总库容，防洪效益，灌溉面积，电站装机容量，工程规模由库容（正常蓄水位时为1.965亿m3，估计校核情况下不会超过3亿m3）控制属大（2）型。水利水电枢纽工程分等指标见表2-1。表2-1 水利水电枢纽工程分等指标工程等级工程规模水库总库容（108m）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田（104亩）治涝面积（104亩）灌溉面积（104亩）供水对象重要性装机容量（104kW）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.10中等100306015505中等305大（1）型0.100.01一般30515350.5一般51大（2）型0.110.001530.51注：1、水库总库容指水库最高水位以下的静库容；2、治涝面积和灌溉面积均指设计面积。根据SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准规定，本工程主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。水工建筑物级别划分见表2-2和表2-3。表2-2 永久性水工建筑物级别划分工程等别主要建筑物次要建筑物1323344555表2-3 临时性水工建筑物级别划分级别保护对象失事后果使用年限（年）临时性水工建筑物规模高度（m）库容（108m ）3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失3501.041、2级永久水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失31.550151.00.153、4级永久建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小1.5150.1永久性水工建筑物洪水标准：正常运用（设计）洪水重现期100年；非常运用（校核）洪水重现期2000年。水电站厂房正常与非正常运用洪水标准分别为50年和500年；临时性水工建筑物用洪水标准为2030年表2-4 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水期标准 单位：年项目水工建筑物级别12345设计洪水重现期10005005001001005050303020校核洪水重现期土石坝可能最大洪水（PMF）或100005000）50002000200010001000300300200混凝土坝、浆砌石坝50002000200010001000500500200200100表2-5 山区、丘陵区水利水电工程消能防冲建筑物洪水期标准 单位：年永久性泄水建筑物级别12345洪水重现期年100500302010表2-6 临时性水工建筑物洪水期标准临时性建筑物临时性水工建筑物345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构2010105533. 洪水调节计算3.1 洪水调节原理本设计洪水调节计算利用单辅助线法进行。1）根据库容曲线ZV，拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算QZ关系为q=MBH3/2。计算公式:Q-q1+V1t+q12=(V2t+q22)q=MBH3/2式中：计算时段中的平均入库流量（m3/s），它等于Q1+Q2/2；计算时段初的下泄流量（m3/s）；计算时段末的下泄流量（m3/s）；计算时段初水库的蓄水量（m3）；计算时段末水库的蓄水量（m3）；计算时段，一般取16小时，化为秒数,本设计取3小时。式中q、（v/t+q/2）均可与水库水位建立函数关系，因此，可根据选定的计算时段t值、已知的水库水位容积关系曲线，以及根据水力学公式算出的水位与下泄流量关系曲线，然后计算并绘制曲线：qf（v/t+q/2）和qz关系曲线即是水位下泄流量关系曲线。具体的计算方法参考水利水能规划书。2）将入库洪水Qt和计算的qt点绘在一张图纸上，二者的交点即为所求的下泄洪水流量最大值qmax.3）根据公式q=MBH3/2即可求得此时对应的水头H和上游水位Z。4）计算工况：计算工况分为校核和设计两种。5）水位流量关系曲线的确定：本工程泄洪方式采用WES堰流曲线。水位流量关系曲线由下式确定：q=MBH3/2式中：H堰顶以上水头；M流量系数，取1.7；B溢流孔宽，待拟定。3.2 设计洪水与校核洪水本河流属典型的山区河流，洪水暴涨暴落，设计洪峰流量Q设=1680m3/s（P=1%），校核洪峰流量Q校=2320m3/s（P=0.05%）。采用以峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大，放大系数分别为：设计洪水放大系数：KQ=QmpQm=16801340=1.175；校核洪水放大系数：KQ=QmpQm=23201340=1.622；设计洪水与校核洪水过程线分别见图3-1、图3-2。图 3-1 设计洪水过程线图 3-2 校核洪水过程线3.3 调洪演算与方案选择3.3.1泄洪方式与水库运用方式本枢纽拦河大坝初定为土石坝，需另设坝外泄水建筑物。由于坝址两岸山坡陡峻，如采取开敞溢洪道的方案，可能造成开挖量太大而不经济，因而采用隧洞泄洪，并考虑与施工导流洞结合。水库运用方式：洪水来临时用闸门控制下泄流量等于来流量，水库保持汛前限制水位不变，当来流量继续加大，则闸门全开，下泄流量随水位的升高而加大，流态为自由泄流.3.3.2基本资料水位-容积曲线见图3-3。图3-3 水位库容关系曲线设计、校核洪水过程线如图一、图二所示。各类型洪峰值见表3-1。表3-1 不同频率洪峰流量频率0.05%1%2%5%10%流量（m3/s）23201680142011801040正常（设计）洪水重现期100年，对应频率：P=1%。非常（校核）洪水重现期2000年，对应频率：P=0.05%。3.3.3限制条件防洪限制水位取与正常蓄水位重合，这是防洪库容与兴利库容不结合的情况，因为山区河流特点是暴涨暴落，整个汛期内大洪水随时都可能出现，任何时刻都应预留一定的防洪库容是必要的。起调水位：与泄洪洞底高程相同，参加泄洪的不包括放空流量,发电的流量可忽略不计，最大的下泄流量不得大于安全泄量1500m3/s。3.3.4调洪演算本设计拟定四个泄洪方案进行比较计算，最终选定一个较适合的方案作为最终方案。具体计算过程见下：（一） 方案1:孔口尺寸: Z=254m，B=7m水库单辅助线计算表见表3-2。表3-2 水库q=f(V/t/q/2)辅助曲线计算表 B=7m Z=254m水库水位Z(m)总库容V总(万m)正常蓄水位以上库容(万m)V/t (m/s)q (m/s)q/2 (m/s)V/t+q/2 (m/s)2641800000.00376.31188.16188.16265190331033956.48434.15217.071173.552661990019001759.26494.67247.342006.602672060026002407.41557.78278.892686.302682160036003333.33623.36311.683645.012692240044004074.07691.33345.664419.742702355555555143.52761.60380.805524.322712440064005925.93834.10417.056342.982722550075006944.44908.77454.397398.832732640084007777.78985.55492.778270.552742750095008796.301064.37532.189328.4827528612106129825.931145.19572.5910398.52依据上表画出水库qf（V/t+q/2）辅助曲线及qz关系曲线见图3-4和图3-5。图3-4 水库qf(V/t+q/2)辅助曲线图3-5 qz关系曲线由水库的泄流方式，可知在调洪初始演算时，闸门全打开时下泄流量q不为零。从设计和校核洪水过程曲线中依据q=Q，可以查到初始调洪时刻（即起调时刻）。然后在此时刻后，每隔三个小时为时间段进行计算。设计洪水情况下，水库调洪计算表见表3-3。表3-3 水库半图解法调洪计算表 P=1%时间t(h)入库流量Q(m/s)平均入库流量Q(m/s)V/t+q/2 (m/s)q (m/s)Z(m)4376.31492.44188.16376.31263.96608.56304.29382264.2744.849881.12667.13404264.5962.18121043.241225.31418264.71255.89151468.532063.19500266.41574.27181680.003137.46583267.41644.76211609.514199.21665268.61439.16241268.814973.37695269.11211.83271154.855490.20760269.9931.6430708.425661.84770270.1649.0933589.765540.93762270530.4336471.105309.36748269.8435.2739399.444996.63722269.4376.5342353.624651.16710269.3330.1345306.634271.28680268.8284.9048263.163876.18640268.2252.5951242.013488.76610267.8233.7954225.573112.55590267.5217.9357210.292740.48562267.1207.3660204.422385.84530266.5200.3163196.202056.15498266.2187.9866179.751746.12474265.6172.1269164.481444.24450265.2校核洪水情况下，水库调洪计算表见表3-4。表3-4 水库半图解法调洪计算表 P=0.05%时间t(h)入库流量Q(m/s)平均入库流量Q(m/s)V/t+q/2 (m/s)q (m/s)Z(m)2.4376.31397.44188.16376.312643418.57209.29379264.1629.486840.39459.77390264.21028.5991216.781098.36427264.81328.73121440.672000.08493265.91734.32152027.973241.40595267.62173.99182320.004820.39718269.42271.33212222.666373.72844271.21987.42241752.177517.13919272.11673.49271594.808271.62987273.11286.5530978.298571.161050273.8896.3633814.438417.52998273.2732.5036650.578152.02975272.8601.0939551.617778.11940272.4519.9842488.347358.09905271.9455.8945423.446908.98872271.5393.4348363.416430.40840271.1348.8151334.215939.21798270.5322.8654311.505464.07748269.8300.9657290.415017.02726269.5286.3560282.294577.37702269.2276.6263270.944151.99660268.6259.5866248.223751.57618268237.6869227.133371.24602267.6以上计算将洪水过程线和下泄流量过程线画在同一张坐标上，可以发现两线交点为qt曲线的最高点，故即为此洪水过程下的下泄最大流量，依据此流量在qz曲线中查处相应的水位即为设计或校核水位高程。水库Qt和qt过程线见图3-6和图3-7。图3-6 Qt和qt过程线（设计洪水）图3-7 Qt和qt过程线（校核洪水）从图上可以查出：设计状况下：最大下泄流量为qmax=770m/s， 对应图3-5查得上游水位z=270.1m；校核状况下：最大下泄流量为qmax=1050m/s，对应图3-5查得上游水位z=27