D江水利枢纽工程设计.doc

水利枢纽工程设计 1 目目 录录 1 工程效益及设计要求 4 1 1 工程效益 4 1 2 设计要求 5 2 工程设计基本资料 5 2 1 流域概况 5 2 2 气候特征 5 2 3 水文特征 6 2 4 工程地质 地形 7 2 5 建筑材料 8 2 6 其他 8 3 工程等别及各级建筑物的级别确定 8 3 1 确定工程等别及各级建筑物的级别 8 4 调洪计算 9 4 1 设计洪水和校核洪水的计算 9 4 1 1 绘制设计洪水过程线及校核洪水过程线 9 4 1 2 泄洪方式及水库运用方式选择 10 4 2 调洪计算 10 4 2 1 计算并绘制水库 q f V 关系曲线 10 4 2 2 调洪原理及计算步骤 10 水利枢纽工程设计 2 4 2 3 第一种方案调洪计算 12 4 2 2 方案二的调洪计算 16 4 2 3 方案三的调洪计算 20 4 2 4 方案四的调洪计算 23 4 2 5 方案选定 28 5 水电站引水建筑物设计 28 5 1 隧洞的总体布置及洞线选择 28 5 2 进水口建筑物形式的选择 28 5 3 进水口布置 28 5 3 1 进水口的进口高程选择 29 5 3 2 隧洞洞径估算 30 5 3 3 进水口轮廓尺寸确定 30 5 4 进水口及隧洞的水力计算 32 5 4 1 拦污栅局部水头损失 32 5 4 2 进水口局部阻力水头损失 33 5 4 3 进水口闸门段水头损失 33 5 4 4 进水口渐变段局部水头损失 34 5 4 5 沿程水头损失 35 5 4 6 校核设计隧洞能否设计流量 36 5 4 7 绘制库水位与隧洞流量关系曲线 39 水利枢纽工程设计 3 5 5 隧洞的衬砌结构计算 41 5 5 1 衬砌的材料和形式 41 5 5 2 衬砌厚度确定 42 5 5 3 隧洞荷载计算 42 5 5 4 荷载作用下的内力计算 43 5 5 5 荷载组合 47 5 5 6 荷载组合计算 47 5 5 7 钢筋配置 48 6 调压室的设计 52 6 1 调压室的设置条件 52 水利枢纽工程设计 4 摘要 本设计主要是对 D 江进行调洪计算以及引水枢纽的设计 调洪计算是利用来水流量泄 洪流量的时间曲线来确定最大下泄流量 从而确定相应的库容及其水位 从所给的四组数据进行计算比 较 从而利用约束条件 最终只有第一种方案满足要求 即堰顶高程 2810 2 3 900 3mVmZ m 溢洪道堰顶净宽 7 2m mZ2822 设 引水枢纽设计主要是对进水口段 隧洞段 3 2045mV万 设 m2828 校 Z 3 m2828万 校 V 的设计 根据所给资料 选择有压进水口 并利用已知的地形地质条件 有压进水口包括竖井式 塔 式 岸塔式 坝式 经过分析比较 最终选择竖井式进水口 并对进水口的进口段高程 闸门段 渐 变段的尺寸进行确定 确定了隧洞的洞径为 3 6m 隧洞长为 600m 不对隧洞进行水力计算 校核设计 隧洞符合要求 对隧洞进行衬砌结构计算 最后配筋结果为内外各配钢筋 校核符合抗裂200 12 要求 关键词 进水口 隧洞 调洪计算 水力计算 结构计算 Abstract The design carried out mainly on D River Flood Diversion Project in calculation and design Calculation is the use of flood inflow of flood flow time curve to determine the maximum discharge for in order to determine the appropriate capacity and water level from the data to calculate the four groups compared to the use constraints and ultimately only the first option Meet the requirements The weir crest elevation 2810 2 m net width of the spillway crest 7 2m Design of Water Diversion Project is mainly on the intake section the design of tunnel segments according to the given information select a pressure inlet and using the known topographic and geologic conditions including the intake pressure shaft tower tower bank Dam style through analysis and comparison the final choice silo intake and intake of the inlet section of the elevation the gate section to determine the size of transition section to determine the tunnel hole diameter is 3 6m tunnel length is 600m not tunnel Hydraulic calculation checking the design tunnel to meet the requirements the lining of the tunnel structure calculation the final result is both inside and outside with reinforced steel bar check meet the requirements of cracking Key words inlet tunnel Flood regulating calculation Hydraulic calculation Structure calculation 1 工程效益及设计要求工程效益及设计要求 1 1 工程效益 D 江是我国西部的一条河流 根据河流规划拟建一座水库 本设计的任务是进行水库 水利枢纽工程设计 水库建成后 可建装机容量约为 24MW 的水电站 多年平均发电量 可达 1 05 亿度 可增加灌溉面积约 10 万亩 正常蓄水位 2819 5m 死水位 2796m 满 水利枢纽工程设计 5 载流量 44 1m3 s 水库配合下游河道整治等措施 可以很大程度的减轻洪水对下游城镇 厂矿 农村 公路 铁路以及旅游景点的威胁 可为发展养殖创造有利条件 1 2 设计要求 1 根据防洪要求 对水库进行洪水调节计算 确定坝顶高程及泄洪建筑物尺寸 2 通过分析 对可能的方案进行比较 确定枢纽组成建筑物的形式 轮廓尺寸及水 利枢纽布置方案 3 详细作出大坝设计 通过比较 确定坝的基本剖面与轮廓尺寸 拟定地基处理方 案与坝身构造 进行水力 静力计算 4 对泄水建筑物进行设计 选择建筑物的形式 轮廓尺寸 确定布置方案 拟定细 部构造 进行水力 静力计算 2 工程设计基本资料工程设计基本资料 2 1 流域概况 D 江位于我国西部地区 流向自西向东南 全长约 122 公里 流域面积为 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 盆地相互交错期间 地形变化剧烈 流域内支流 很多 但多为小的河流 地表大部分为松软砂岩 页岩 玄武岩以及石灰岩的分化层 汛期河流含沙量较大 冲击层较厚 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 全区农田面积仅占全区面积的 20 林木面积占全区面积的 30 其种类有松 杉等 其余为荒山及草皮覆盖 2 2 气候特征 2 2 1 气温 水利枢纽工程设计 6 年平均气温约为 12 8 最高气温为 30 5 发生在 7 月份 最低气温为 5 3 发 生在 1 月份 2 2 2 湿度 本区域气候特征为冬干夏湿 每年 11 月至次年 4 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 2 2 3 降雨量 最大年降雨量可达 1213 毫米 最小为 617 毫米 多年平均降水量为 905 毫米 2 2 4 风力即风向 一般 1 4 月风力较大 实测最大风速为 19 1 米 秒 相当于 8 及风力 风向为西北 偏西 水库吹程为 15 公里 2 3 水文特征 D 江径流的主要来源为降水 在此山区流域内无湖泊调节径流 根据实测短期水文气 象资料研究 一般是每年五月至六月初河水开始上涨 汛期开始 十月以后 洪水下降 则枯水期开始 直到次年五月 D 江洪水形状陡涨猛落 峰高而瘦 具有山区河流的特性 实测最大流量为 700 立方 米 秒 而最小流量为 0 5 立方米 秒 年日常径流 坝址附近水文站有实测资料 8 年 参考邻近测站水文资料 经延长后 有 22 年水文系列 多年平均流量为 17 立方米 秒 洪峰流量 经频率分析 求得不同频率的洪峰流量如下表 频率0 05 1 2 5 10 流量 m3 s 23201680142011801040 固体径流 D 江为山区性河流 含沙量大小均随降水量的大小而变化 平均含沙量达 0 5 公斤 立方米 枯水极少 河水清澈见底 初步估计 30 年后坝前淤积高程为 2765 米 水利枢纽工程设计 7 2 4 工程地质 地形 库区内出露的地层有石灰岩 玄武岩 火山角砾岩与凝灰岩等 经地质勘探认为库 区渗漏问题不大 但水库蓄水后 两岸的坡积与残积等物质的塌岸是不可避免的 经过 勘测 估计可能塌方量约为 300 万立方米 在考虑水库淤积是可作参考 坝址位 D 江中游地段的峡谷地带 河床比较平缓 坡降不太大 两峰高山耸立 构 成高山深谷的地貌特征 河床冲积层主要为砂砾石类 砂质粘土与砂层均较少 且多呈透镜体状 并有大漂 石渗杂其中 卵砾石成分以玄武岩为主 石灰岩和砂岩占极少数 沿河谷内分布 坝基 部分冲积层厚度最大为 32 米 一般为 20 米左右 靠岸边最薄为几米 其颗粒组成以卵 砾石为主 细小颗粒为数极少 卵石直径一般为 10 100 毫米 砾石直径一般为 2 10 毫米 砂粒直径 0 05 0 2 毫米 细小颗粒直径小于 0 1 毫米 经抽水试验 测得冲积层 渗透系数 K 值为 3 10 2 1 10 2厘米 秒 坝址附近无大的断层 但两岸露出的岩石节理特别发育 可以分为两组 一组走向 与岩石走向几乎一致 即北东方向 倾向西北 另一组的走向与岩层倾向大致相同 倾 角一般都较大 近似垂直 裂隙清晰 且为钙质泥质物所充填 节理间距密者 0 5 米即有 一条 疏者 3 5 米即有一条 所以沿岸常见有岩块崩落的现象 上述节理主要在砂岩 泥灰岩及玄武岩之类的岩石中产生 本地区地形高差大 缺乏强烈透水层 故地下水不丰富 对工程比较有利 根据压 水试验资料 玄武岩中透水性不同 裂隙少坚硬完整的玄武岩为不透水性 其压水试验 的单位吸水量小于 0 001 min m 加于玄武岩中的凝灰岩以及裂隙甚少的火山角砾岩均 为不透水性岩层 正因为这些隔水层与透水的玄武岩的存在 使玄武岩区产生许多互不 连贯的地下水 一般砂岩也是细粒至微粒结构 除因构造裂隙较发育 上部裂隙水较多 外 深处岩层因隔水层的层次多 难以形成泉水 石灰岩地区外围岩石多为不透水层 渗透问题不存在 水利枢纽工程设计 8 本地区地震烈度定为 7 度 基岩与砼之间的摩擦系数取 0 65 附 1 2000 地形图 1 张 坝址地质图 2 张 隧洞地质图 1 张 2 5 建筑材料 料场的位置和储量见坝区地形图 由于河谷内地形平坦 采运较方便 坚硬玄武岩 可作为堆石坝料 储量较丰富 在坝区附近有石料场一处 覆盖层浅 开采条件较好 2 6 其他 库区经济 流域内都为农业人口 多种植稻米 玉米等 库区尚未发现可开采的矿 产 交通运输 坝址下游 120 公里处有铁路干线通过 已建成公路离坝址仅 20 公里 因 此交通方便 3 工程等别及各级建筑物的级别工程等别及各级建筑物的级别确定确定 3 1 确定工程等别及各级建筑物的级别 根据资料中已知装机容量为 2 4 万 kW 灌区面积为 10 万亩 库容为 3 6 108m3 查 水利水电工程等级划分及洪水标准 经比较 按水电站装机容量此工程应为小 1 型 工程 工程等别为四等 按灌溉面积此工程应为此工程应为中型工程 工程等别为三等 按库容此工程应为大 2 型工程 工程等别为二等 按综合考虑取最大的原则 最后选 定此工程为大 2 型工程 工程等别为二等 从而可得 永久性建筑物级别主要建筑物 为 2 级 次要建筑物为 3 级 临时性建筑物级别为 4 级 进而可以查出 正常运用洪水 标准的重现期为 100 年一遇 校核洪水标准的重现期为 2000 年一遇 水利枢纽工程设计 9 4 调洪计算调洪计算 4 1 设计洪水和校核洪水的计算 4 1 14 1 1 绘制设计洪水过程线及校核洪水过程线绘制设计洪水过程线及校核洪水过程线 查资料可知 重现期为 100 年一遇的洪峰流量由线性内插法得 1680m3 s 则可利用同 倍比放大法得 放大倍比为 从而可以绘出洪水设计过程曲线 同理 1 14119 1680 k 2000 年一遇的校核洪峰流量为 2320m3 s 则放大倍比为 同理亦可绘 5 19119 2320 k 制校核洪水过程曲线 洪水设计过程曲线与校核洪水过程线如图 3 1 图 3 1 洪水设计过程曲线与校核洪水过程线 本设计议定四组方案进行比较 择优选择 水利枢纽工程设计 10 表 4 1 计算方案 方案一二三四 堰顶高程2810 22810 22811 52811 9 堰顶宽度7 27 888 4 1 24 1 2 泄洪方式及水库运用方式选择泄洪方式及水库运用方式选择 泄洪方式选择河岸式溢洪道 且为自由出流 水库水下泄为闸口出流 山区河流选 择不结合库容 堰的形式选择为实用堰 4 2 调洪计算 4 2 14 2 1 计算并绘制水库计算并绘制水库 q fq f V V 关系曲线 关系曲线 根据已知条件中可得 应用式 4 1 根据不同的库水位计算 H 与 q s m 1 44Q 3 再由水库面积与容积特性曲线查的相应的 V 并将计算结果列于水库 关系曲线 Vfq 计算表中 表 4 2 水库水位容积关系曲线 库水位 m 2750 0 2770 0 2780 0 2790 0 2800 0 2810 0 2820 0 2830 0 2840 0 库容 万 m3 0 0 80 0 280 0 660 0 1280 0 2240 0 3660 0 5800 0 8100 0 4 2 24 2 2 调洪原理及计算步骤调洪原理及计算步骤 计算原理 1 实用堰的闸孔出流流量公式 4 1 2 3 Hg2mB 溢 q 溢洪道的下泄流量 溢 qs m3 水利枢纽工程设计 11 H 溢洪道堰上水头 m B 溢洪道堰顶净宽 m 侧收缩系数 水量平衡方程 4 2 VVVtqqtQQtqQ 122121 2 1 2 1 式中 t 时段中的平均入库流量 等于 Qs m32 21 QQ t 时段中的平均下泄流量 等于 qs m32 21 qq t 时段初末的入库流量 1 Q 2 Qs m3 t 时段初末的下泄流量 1 q 2 qs m3 t 时段初末的蓄水水量 1 V 2 V 3 m t 计算时段 t 时段水库蓄水量变化值 V 3 m 计算步骤 2 确定调洪的起始条件 本设计按来洪时闸门完全打开 可视为无闸门 因此调水位 即防洪限制水位取与堰顶高程平齐 即等于堰顶高程 起始下泄流量为发电流量 计算时段平均入库流量和时段入库流量 首先按洪水过程线划分计算时段 初选计 算时段填入第一列 表中的第二列为按计算时段摘录的入库洪水流量 sht216006 由式 4 2 可计算出时段平均入库流量和时段入库流量 分别填入第三列 第四列 水利枢纽工程设计 12 逐时段试算求泄流过程tq 试算方法 由起始条件已知时段的 和入库流量 假设时段末的下泄流 1 q 1 V 1 Q 2 Q 量 q2 就能根据式 4 2 求出时段末水库的蓄水量 而 由查V 21 VVV 2 V 曲线的 将其与假定的相比较 若两者相等 则所假设同时满足式 Vfq 2 q 2 q 2 q 4 2 和式 4 1 即为所求 否则需重新假设一个值 重复上述试算过程 直至两 2 q 者相等或很接近为止 这样便完成一个时段的计算工作 接下去 把这一时段末的 2 q 作为下一时段的 再进行下一时段的试算 如此连续下去 便可求的整个泄 2 V 1 q 1 V 流过程 tq 由表第一列 第二列可绘制出下泄过程曲线 第一列 第九列可绘制出水库蓄水过 程线 第一列 第十列可绘制水库调洪后的水库水位过程线 绘制与曲线 推求最大下泄流量tQ tq max q 曲线与曲线的交点既为最大下泄流量tQ tq max q 推求设计调洪库容和设计洪水位 设 V 设 Z 利用表中的第九列各时段末的库容值 由库容曲线上即可求得各时段末的相应水位V 即表中的第十列 Z 4 2 34 2 3 第一种方案调洪计算第一种方案调洪计算 水利枢纽工程设计 13 表 4 3 水库关系曲线计算表 Vfq 库水位 m 2810 2 2815 2 2820 2 2825 2 2830 2 2834 2 溢洪道堰顶水头 m 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 24 0 溢洪道泄量 m3 s 0 0 161 0 455 4 836 6 1288 1 1693 2 发电洞泄量 m3 s 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 总流泄流量 m3 s 44 1 205 1 499 5 880 7 1332 2 1737 3 库容 万 m3 2268 4 2978 4 3702 8 4772 8 5846 0 6766 0 说明 其中溢洪道的下泄流量由式 2 3 Hg2mB 溢 q 其中 m 由 水力学 查的为 0 85 m 为 0 502 计算得 2 3 2 3 2 6 13Hg2mBHgq 溢 水利枢纽工程设计 14 图 4 2 曲线 Vfq 表 4 4 正常洪水水库调洪计算表 时间 t 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2100 0 2808 5 6 0 70 5 35 3 76 1 70 5 0 0 0 0 2100 0 2808 5 12 0 493 5 282 0 609 1 375 9 223 2 482 1 127 0 2227 0 2809 9 18 0 1680 0 1086 8 2347 4 478 7 427 3 923 0 1424 4 3651 3 2819 9 24 0 796 7 1238 3 2674 8 905 4 692 1 1494 8 1180 0 4831 3 2825 5 30 0 535 8 666 2 1439 0 769 6 837 5 1809 0 370 0 4461 3 2823 7 36 0 410 9 473 4 1022 4 605 0 687 3 1484 6 462 1 3999 2 2821 6 42 0 314 4 362 7 783 3 467 5 536 3 1158 3 375 0 3624 2 2819 7 48 0 239 7 277 1 598 4 351 3 409 4 884 3 285 9 3338 4 2817 7 54 0 183 3 211 5 456 8 266 1 308 7 666 8 210 0 3128 4 2815 3 60 0 141 0 162 2 350 2 207 1 236 6 511 1 160 8 2967 6 2815 1 66 0 98 7 119 9 258 9 169 2 188 2 406 4 147 5 2820 1 2814 1 72 0 67 8 83 3 179 8 133 8 151 5 327 2 147 4 2672 6 2813 0 水利枢纽工程设计 15 78 0 42 3 55 1 118 9 104 2 119 0 257 0 138 1 2534 5 2812 1 84 0 25 4 33 9 73 1 76 6 90 4 195 3 122 1 2412 4 2811 2 结论 由图 4 3 4 4 可得 所以对应的库容为 减去smq 860 3 max 3 m4455万 V 堰顶以下的库容即 相应于库容的水位为 3 2410m万 3 2045mV万 设 3 m4715万 V 2822m 即 mZ2822 设 3 7 871 3 35834455mV万 m5 2 5 28192822Z 设 m2828 校 Z 3 2270mV万 校 表 4 5 校核洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 00 00 00 00 00 00 00 02100 02808 5 6 097 548 8105 370 50 00 02100 02808 5 12 0682 5390 0842 4375 9 223 2 482 1360 32460 32811 5 18 02320 01501 33242 7771 0573 51238 72004 04464 32823 3 24 01101 81710 93695 51344 61057 82284 81410 75875 02830 0 30 0741 0921 41990 21079 91212 32618 5 628 25246 72827 4 36 0555 8648 41400 51004 21042 12250 8 850 34396 42823 4 42 0434 9495 41070 0535 4769 81662 8 592 83803 62820 7 48 0331 5383 2827 7446 0490 71059 9 232 23571 42819 4 54 0253 5292 5631 8352 5399 3862 4 230 63340 82817 8 60 0195 0224 3484 4274 0313 3676 6 192 23148 62816 4 66 0136 5165 8358 0224 0249 0537 8 179 82968 82815 1 72 093 6115 1248 5174 0199 0429 8 181 32787 52813 9 78 058 576 1164 3142 6158 3341 9 177 72609 82812 6 水利枢纽工程设计 16 84 035 146 8101 199 0120 8260 9 159 82450 02811 5 图 4 3 水库设计洪水过程线与下泄流量过程线 图 4 4 水库校核洪水过程线与下泄流量过程线 水利枢纽工程设计 17 4 2 24 2 2 方案二的调洪计算方案二的调洪计算 表 4 6 水库 q f V 关系曲线计算表 库水位 m 2810 8 2815 8 2820 8 2825 8 2830 8 2834 8 溢洪道堰顶水头 m 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 24 0 溢洪道泄量 m3 s 0 0 161 0 455 4 836 6 1288 1 1693 2 发电洞泄量 m3 s 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 总流泄流量量 m3 s 44 1 205 1 499 5 880 7 1332 2 1737 3 库容 万 m3 2353 6 3021 0 3831 2 4901 2 5984 0 6904 0 图 4 5 曲线 Vfq 表 4 6 设计洪水水库调洪计算表 时 间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄 流量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 水利枢纽工程设计 18 0 00 00 00 00 00 00 00 02100 02808 5 6 070 535 376 170 50 00 02100 02808 5 12 0493 5282 0609 1338 1 204 3 441 3167 82267 82810 2 18 01680 01086 82347 4468 0403 1870 61476 73744 52820 4 24 0796 71238 32674 8898 3683 21475 61199 24943 72826 0 30 0535 8666 21439 0767 5832 91799 1 360 04583 72824 3 36 0410 9473 41022 4604 0685 81481 2 458 84124 92822 2 42 0314 4362 7783 3469 4536 71159 3 375 93748 92820 4 48 0239 7277 1598 4361 1415 3896 9 298 53450 42818 5 54 0183 3211 5456 8276 8319 0688 9 232 13218 32816 9 60 0141 0162 2350 2212 2244 5528 1 177 93040 52815 6 66 098 7119 9258 9172 2192 2415 2 156 32884 22884 2 72 067 883 3179 8135 5153 9332 3 152 52731 72813 5 78 042 355 1118 9102 1118 8256 6 137 72594 02812 5 84 025 433 973 174 088 1190 2 117 12476 92811 7 表 4 7 校核洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 00 00 00 00 00 00 00 02100 02808 5 6 097 548 8105 370 50 00 02100 02808 5 12 0682 5390 0842 4338 1 204 3 441 3401 12501 12811 8 18 02320 01501 33242 7770 0554 11196 82045 94547 02824 0 24 01101 81710 93695 51346 01058 02285 31410 35957 22829 3 30 0741 0921 41990 21078 01212 02617 9 627 75329 52827 6 36 0555 8648 41400 51005 21041 62249 9 849 34480 22824 0 42 0434 9495 41070 0535 2770 21663 6 593 73886 52821 2 48 0331 5383 2827 7447 2491 21061 0 233 33653 32819 7 54 0253 5292 5631 8353 0400 1864 2 232 43420 82817 6 60 0195 0224 3484 4275 1314 1678 3 194 03226 92816 3 66 0136 5165 8358 0225 1250 1540 2 182 23044 72815 5 72 093 6115 1248 5174 6199 9431 7 183 22861 52813 8 78 058 576 1164 3142 8158 7342 8 178 52683 02812 7 84 035 146 8101 199 7121 3261 9 160 82522 22811 3 水利枢纽工程设计 19 由图 4 6 4 7 可得 所以对应的库容为 减去堰顶以smq 880 3 max 3 m4850万 V 下的库容即 相应于库容的水位为 2825 6m 3 6 2353m万 3 4 2496mV万 设 3 m4850万 V 即 mZ 6 2825 设 3 7 1266 3 35834850mV万 m1 6 5 2819 6 2825Z 设 m 3 2828 校 Z 3 2276mV万 校 图 4 6 水库设计洪水过程线与下泄流量过程线 水利枢纽工程设计 20 图 4 7 水库校核洪水过程线与下泄流量过程线 4 2 34 2 3 方案三的调洪计算方案三的调洪计算 表 4 8 曲线计算表 Vfq 库水位 m 2811 5 2816 5 2821 5 2826 5 2831 5 2835 5 溢洪道堰顶水头 m 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 24 0 溢洪道泄量 m3 s 0 0 178 9 506 0 929 6 1431 2 1881 3 发电洞泄量 m3 s 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 总流泄流量量 m3 s 44 1 223 0 550 1 973 7 1475 3 1925 4 库容 万 m3 2453 0 3163 0 3981 0 5051 0 6145 0 7065 0 水利枢纽工程设计 21 图 4 8 曲线 Vfq 表 4 9 设计洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内水 库存水变 化量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2100 0 2808 5 6 0 70 5 35 3 76 1 70 5 0 0 0 0 2100 0 2808 5 12 0 493 5 282 0 609 1 328 7 199 6 431 1 178 0 2278 0 2810 3 水利枢纽工程设计 22 18 0 1680 0 1086 8 2347 4 465 0 396 8 857 1 1490 2 3768 3 2820 5 24 0 796 7 1238 3 2674 8 929 0 697 0 1505 5 1169 3 4937 5 2826 0 30 0 535 8 666 2 1439 0 771 4 850 2 1836 4 397 4 4540 1 2824 1 36 0 410 9 473 4 1022 4 592 9 682 2 1473 4 451 0 4089 1 2822 0 42 0 314 4 362 7 783 3 454 3 523 6 1131 0 347 7 3741 5 2820 6 48 0 239 7 277 1 598 4 347 3 400 8 865 7 267 3 3474 2 2818 7 54 0 183 3 211 5 456 8 265 5 306 4 661 8 205 0 3269 2 2817 2 60 0 141 0 162 2 350 2 203 0 234 3 506 0 155 7 3113 5 2816 2 66 0 98 7 119 9 258 9 173 3 188 2 406 4 147 5 2965 9 2815 1 72 0 67 8 83 3 179 8 135 0 154 2 333 0 153 1 2812 8 2814 0 78 0 42 3 55 1 118 9 100 5 117 8 254 3 135 4 2677 4 2813 1 84 0 25 4 33 9 73 1 72 1 86 3 186 4 113 3 2564 1 2812 3 表 4 10 校核洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 00 00 00 00 00 00 00 02100 02808 5 6 097 548 8105 370 50 00 02100 02808 5 12 0682 5390 0842 4328 7 199 6 431 1411 32511 32810 8 18 02320 01501 33242 7771 3550 01187 92054 84566 12824 0 24 01101 81710 93695 51345 01058 22285 61409 95976 02829 2 30 0741 0921 41990 21080 41212 72619 4 629 25346 82827 0 水利枢纽工程设计 23 36 0555 8648 41400 51004 61042 52251 8 851 34495 52823 5 42 0434 9495 41070 0535 8770 21663 6 593 73901 92821 0 48 0331 5383 2827 7446 5491 21060 9 233 23668 72819 0 54 0253 5292 5631 8352 0399 3862 4 230 63438 12818 0 60 0195 0224 3484 4276 7314 4679 0 194 63243 52816 7 66 0136 5165 8358 0225 2251 0542 1 184 03059 52815 5 72 093 6115 1248 5175 3200 3432 5 184 02875 42813 4 78 058 576 1164 3142 9159 1343 7 179 42696 02812 3 84 035 146 8101 199 6121 3261 9 160 82535 22811 2 由图 4 9 4 10 可得 所以对应的库容为 减去堰顶smq 900 3 max 3 m4864万 V 以下的库容即 相应于库容的水位为 2825 6m 即 3 2453m万 3 2305mV万 设 3 m4864万 V mZ 6 2825 设 3 7 1280 3 35834864mV万 m1 65 28196 2825Z 设 m 3 2828 校 Z 3 2274mV万 校 图 4 9 水库设计洪水过程线与下泄流量过程线 水利枢纽工程设计 24 图 4 10 水库校核洪水过程线与下泄流量过程线 4 2 44 2 4 方案四的调洪计算方案四的调洪计算 表 4 11 曲线计算表 Vfq 库水位 m 2811 9 2816 9 2821 9 2826 9 2831 9 2835 9 溢洪道堰顶水头 m 0 0 5 0 10 0 15 0 20 0 24 0 溢洪道泄量 m3 s 0 0 178 9 506 0 929 6 1431 2 1881 3 发电洞泄量 m3 s 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 44 1 总流泄流量量 m3 s 44 1 223 0 550 1 973 7 1475 3 1925 4 库容 万 m3 2509 8 3219 8 4066 6 5136 9 6237 9 7157 0 水利枢纽工程设计 25 图 5 11 曲线 Vfq 表 4 12 设计洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内 水库存 水变化 量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2100 0 2808 5 水利枢纽工程设计 26 6 0 70 5 35 3 76 1 70 5 0 0 0 0 2100 0 2808 5 12 0 493 5 282 0 609 1 302 7 186 6 403 1 206 0 2306 0 2810 5 18 0 1680 0 1086 8 2347 4 459 0 380 9 822 7 1524 7 3830 8 2820 8 24 0 796 7 1238 3 2674 8 924 2 691 6 1493 9 1180 9 5011 7 2826 3 30 0 535 8 666 2 1439 0 770 0 847 1 1829 7 390 7 4621 0 2824 5 36 0 410 9 473 4 1022 4 592 0 681 0 1471 0 448 5 4172 5 2822 4 42 0 314 4 362 7 783 3 456 3 524 2 1132 2 348 8 3823 6 2820 6 48 0 239 7 277 1 598 4 350 5 403 4 871 3 272 9 3550 7 2819 2 54 0 183 3 211 5 456 8 269 0 309 8 669 1 212 2 3338 5 2817 5 60 0 141 0 162 2 350 2 210 7 239 9 518 1 167 8 3170 7 2816 6 66 0 98 7 119 9 258 9 171 7 191 2 413 0 154 1 3016 6 2815 5 72 0 67 8 83 3 179 8 134 0 152 9 330 2 150 3 2866 2 2814 4 78 0 42 3 55 1 118 9 100 0 117 0 252 7 133 8 2732 4 2813 5 84 0 25 4 33 9 73 1 71 9 86 0 185 7 112 5 2619 9 2812 7 表 4 13 校核洪水水库调洪计算表 时间 h 入库流 量 m3 s 时段平 均入库 流量 m3 s 时段入 库量 万 m3 下泄流 量 m3 s 时段平 均下泄 流量 m3 s 时段下 泄水量 万 m3 时段内水 库存水变 化量 万 m3 水库存 水量 万 m3 水库水 位 m 0 00 00 00 00 00 00 00 02100 02808 5 6 097 548 8105 370 50 00 02100 02808 5 12 0682 5390 0842 4335 2 202 9 438 2404 22504 22811 8 18 02320 01501 33242 7773 0554 11196 92045 84550 02813 6 水利枢纽工程设计 27 24 01101 81710 93695 51345 21059 12287 71407 95957 92830 4 30 0741 0921 41990 21060 21202 72597 8 607 65350 32827 6 36 0555 8648 41400 51000 01030 12225 0 824 54525 82824 3 42 0434 9495 41070 0536 7768 41659 6 589 73936 12821 6 48 0331 5383 2827 7446 6491 71062 0 234 33701 92819 8 54 0253 5292 5631 8335 8391 2845 0 213 23488 72817 4 60 0195 0224 3484 4275 3305 6660 0 175 63313 12816 7 66 0136 5165 8358 0224 6250 0539 9 181 93131 22815 8 72 093 6115 1248 5176 5200 6433 2 184 72946 52814 0 78 058 576 1164 3141 1158 8343 0 178 72767 82812 9 84 035 146 8101 199 5120 3259 8 158 82609 02811 6 由图 4 12 4 13 得 所以对应的库容为 减去堰顶一smq 910 3 max 3 m4890万 V 下的库容即 相应于库容的水位为 2824m 即 3 8 2509m万 3 2380mV万 设 3 m4890万 V mZ 7 2825 设 3 7 1306 3 35834890mV m2 6 5 28197 2825Z 设 m2829 校 Z 3 2279mV万 校 图 4 12 水库设计洪水过程线与下泄流量过程线 水利枢纽工程设计 28 图 4 13 水库校核洪水过程线与下泄流量过程线 4 2 54 2 5 方案选定方案选定 经过比较四组数据 考虑到下游防洪设计要求 比较满足条件 3 m900万 V 的条件下只有第一种方案满足要求 即 堰顶高程 2810 2 m 溢洪道堰顶净宽 mZ3 7 2m mZ2822 设 3 2045mV万 设 m2828 校 Z 3 m2270万 校 V 5 水电站引水建筑物设计水电站引水建筑物设计 5 1 隧洞的总体布置及洞线选择 根据地形地质条件结合枢纽总体布置 由于是山区河流 河的两岸为山体 隧洞布 置在右岸山体内 隧洞轴线按垂直 侧向埋深符合规范要求的条件下 力求是轴线最短 的原则确定 水利枢纽工程设计 29 5 2 进水口建筑物形式的选择 竖井式 这种进水口优点是结构简单 不受风浪和冰的影响 抗震和稳定性较好 缺点是竖井开挖比较困难 竖井前的隧洞段检修不便 竖井式适用于地质条件较好 岩 体较完整的情况 塔式 塔式进水口常用于岸坡岩石较差 覆盖层较厚 不易采用靠岸进水口的情况 岸塔式 岸塔式进水口适用于岸坡较陡 岩体比较坚固稳定的情况 斜坡式 斜坡式进水口一般只适用于中 小型工程 或只用于