水利工程枢纽布置

，西安理工大学水利水电学院张小飞，水利工程布局和防洪计算，三峡水利工程，二滩水电站-1998年竣工流域/地址：亚龙江/四川攀枝花；大坝类型：双曲率拱坝；最大坝高：240米；总存储容量：58.0亿m3；总安装容量：330万千瓦。锦屏一级水电站-流域/地址建设中：雅砻江/四川；大坝类型：双曲率拱坝；最大坝高：305米；总存储容量：100亿m3；总安装容量：300万千瓦。瀑布沟水电站流域/地址：大渡河/四川；大坝类型：心墙堆石坝；最大坝高：186米；总存储容量：51.7亿m3；总安装容量：330万千瓦。糯扎渡电站枢纽由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸引水发电系统等组成。第一节水管理和水电工程设计程序，流域(或区域)规划阶段，建议可行性研究阶段初步设计阶段(技术设计阶段)建筑设计阶段(技术应用设计)，第二节水管理枢纽和枢纽布置，第一，枢纽布置的一般原则和要求，第一。要求轮毂布置在一般条件下工作正常，应用时应避免相互干扰。灌溉用水建筑物必须保证在所有期间根据需要提取灌溉用水。发电取水口要水流顺畅，水头损失小，下游尾部水平稳定。海运建筑物入口，出口的流动要顺畅，流速低，水位稳定。排水、排沙、鱼等必须能够得到合理的解决方法；溢洪道的布置要确保安全泄洪，上游进口畅通，出口顺利回河。枢纽要合理布置内外交通线路。2 .技术经济条件枢纽布置应在技术可行的条件下尽可能经济地优化。让一栋建筑物承担多项任务。例如，过渡与排水、排沙、排放水库相结合。转换和发展，灌溉的结合等。要减少混凝土建筑和土坝、河岸坡度等连接的数量，从而降低变桥、导墙、可见墙等连接建筑的成本。应考虑尽快启动集线器或部署部分提前启动的方案，从而在更快的时间内发挥成本效益，并相应地降低集线器成本。总之，在满足建筑物强度、稳定性、使用等要求的前提下，将枢纽总成本降至最低，将年度运营成本降至最低，具有良好的经济指标。黄河数万水电站枢纽主要由河床发电厂、溢洪道、右岸堆石坝、开关站等建筑组成。工程由从左海岸到右港的河床工厂坝段、泄洪坝段、黏土均质坝等组成。混凝土坝的高度为51.65米，土坝的高度为25.5米。3 .工程准备坝址、坝轴线选择及枢纽布置与施工转换、施工方法及施工期密切相关，应努力以最小的投资在最短的时间内成功完成建设任务。三峡工程坝址为宜昌市三头坪，坝址山谷开放，两岸海岸坡度平缓，有江中小岛(中报)，具有良好的阶段性工程转换条件。枢纽大厦是以断层和裂缝不发达、大部分接合状态良好、透水性弱的坚硬花岗岩体为基础的。4。环境影响(1)对上游沉积、淹没、淹没和下游河床演变、水文学条件及水温、水质等的影响；(2)减少水库淤积，延长水库寿命。措施：在汛期使用排水和取水建筑物清洗沙子。(3)美化枢纽周围的环境，发展旅游。第三节不同类型枢纽布局的一般原则，第一，重力坝枢纽布局原则(1)溢流坝布局尽可能放在河床中央；尽可能使用开放式溢流孔(溢流坝)。溢洪道建筑物的平面布置不能影响电站、取水建筑物、船闸等正常运营要求。安康水电站，(2)坝身排水孔布置排沙任务的排水孔应位于发电(灌溉、供水)入口附近，即枢纽排水建筑物中最低的进口标高；其他排水口的位置取决于泄洪要求。枢纽排水建筑物由溢流坝和排水口共同承担，通常溢流坝位于河床中央，排水口位于溢流坝侧。其次，土石坝枢纽布局(a)坝布局。水坝放置在河床的中央。大坝类型包括均质土坝、粘土均质坝、粘土斜墙坝、混凝土面板堆石坝、沥青防渗心墙(斜墙)土石坝等。(b)土坝枢纽排水建筑物布局排水建筑物一般由泄洪道和隧道组成。溢洪道布置以两种形式位于海岸上：阳具和边沟。溢洪道布置充分利用了雅口地形(如铜钱坝)。堰顶高程一般很高，主要任务是溢洪道。隧道任务有泄洪、排沙、防空洞等，因此其布置高程要相应地确定任务，其中排放和防空洞隧道入口高程较低。第四节建筑设计1，重力坝，(a)坝顶高程确定；坝顶高于静态水位的超高值h，基准计算；h=hl h0 hchl波高；H0波中心线到静态水位的高度；Hc安全高度。坝顶高程或坝顶上游防波堤墙顶高程的计算方法如下，选择其中较大的值。坝顶高程=设计洪水水位h坝顶高程=检查洪水水位h学校，(b)非溢流坝剖面形式，上游n=0至0.2；下游m=0.6至0.8；坝顶宽度：b=h(810)%，b3m坝底宽度：b/h=0.7至0.9。(c)溢流坝，1 .溢流坝堰顶高程的确定：取决于是否设置闸门。灌嘴设定：堰=500；设计-h灌嘴无：堰=500；正常，型式：q集单一宽度流。2 .单宽度流q设置为：单宽度流选择与地质条件相关：常规软弱岩石：q=30 50 m3/(sm)；更好的岩石：q=50 70 m3/(sm)；坚固的岩石：q=70 130 m3/(sm)；3 .排水宽度设计：单孔孔宽度：一般情况：b=(8 16)m；如果有浮动要求，可以增加到(18 20) m。如果允许轮毂布局，则浇口通常应使用b/h-1.0到2.0进行宽而平的选择。总排水宽度：B=nb:总排水宽度由泄洪要求和坝址地形确定。孔数少则采取单数。上游曲线段(a b):双圆弧，椭圆。近年来，提出了3号及以下类型的曲线：下游段曲线b c):大坝上游面为直线时：形式中：Hd固定设计水头，一般为确定洪水位时堰顶水头的75% 95%。中间直线段(c d)坡度等于溢流坝段下游坡度。消弧线段(d e)捡料能量耗散：r=(4 10) hchchc用于检查洪水时弧的最低点处的水深。5 .灌嘴配置和码头配置，维护灌嘴和工作灌嘴之间的间距：考虑维护的1-3m间距。平板灌嘴：工作灌嘴插槽深度0.5 2m，宽度1 4m，门插槽的灌嘴厚度1 1.5m；弧形闸门码头的最小厚度为1.5 2米。码头、码头厚度增加0.5 1米。6 .消能防设计类型：常用搓纸流、潜流搓纸流、主要设计内容：反弧半径r、搓纸角度、鼻脊、水舌挑战距离、冲孔深度、反弧半径r=(8 10) h、h为鼻凸轮的水深选择角度：=20 25山脊顶部必须高于1 2米的下游水位。使用挑檐距离l和最大细分英尺深度做为指标通常需要l/tk 2.5到5.0。/，底流设计主要内容：池长计算，尾坎高计算，护坦结构计算。(4)出水口1。确定出水口入口高程：根据任务设置。排水孔中孔，深孔，底孔。其中，孔和深孔负责泄洪任务，底孔负责泄洪、排沙、排空水库的任务。进口设置：中间孔通常位于大坝高度的一半附近。深孔位于大坝高度的一半以下。井底位于水库的低水位下。2.出水口类型：无压力孔和无压力孔：工作灌嘴位于坝身。压力孔：工作浇口位于大坝外部。孔大小：由溢洪道工作确定。，无压力排水孔(单位：m)1-提升机走廊；2-通风孔，压力排气孔(单位：m)1-通风孔；双扁管；3-盖板插槽；4-渐层区段；5工作闸门，4。入口体形：钟顶曲线；侧曲线都是椭圆曲线；矩形折断：顶面曲线；a是孔高度；=1/3到1/4两条曲线；a是孔宽度；=1/4下边界线可以使用圆弧。5.孔高度：无压力孔取决于水面线设置，压力孔取决于排放流。6.设置通风孔(补孔)7。耗能器设计：主要有两种，与交叉坝要求相同的挑流和底流。第二，土石坝(a)坝设计坝设计内容主要包括计算部分：坝顶高程计算、渗流分析(计算渗透线)和坝稳定性分析等。施工设计：坝顶、防渗体、上游和下游边坡保护、排水结构等。问题需要特别注意。1.坝顶高程必须满足两个条件。一个是坝顶高程要求比正常水位高0.5米，另一个是坝顶高程要求比检查水位高。2.粘土防渗墙顶部高程：心墙高于正常水位0.6 0.3米，斜墙高于正常水位0.6 0.8米；高于；高于。3 .面板堆石坝波浪墙和面板连接问题：波浪墙顶部有缝；波浪墙顶水位以上的止水结构；4 .边坡保护上游边坡保护设置死亡水位以下2.5米；以下游护坡为多倍体。(b)泄洪设计泄洪控制区类似于溢流重力坝设计，泄洪为低堰，溢流坝为高堰。另外，泄洪控制区后面有深槽。计算项目：流量计算、表面线计算、能量耗散水力计算(捡料流程：捡料距离和英尺深度计算)；底流：消除池长度计算、尾高、护坦结构计算)设计中的注释：1。每个部分曲线在直线连接上需要相切。2.进口布置应与大坝有一定距离，距离小，水影响大坝安全的情况下，应布置导墙。3.出口离坝脚很远，不能用春雪洗坝脚。4 .陡峭的坡口纵坡从陡峭变为平缓，然后用圆弧连接。如果坡度陡峭，请使用抛物线连接。5.尽可能不设定弯道。如果必须设定曲线，则曲线半径足够大，曲线半径为R10b。控制区的地基应位于弱风化岩中。7.能量耗散器使用挑库样式时，其山脊基础应位于弱风化岩石上。(c)隧道设计1。进口高程排沙隧道：设置与重力坝井底要求相同。其他泄洪洞：根据地形、地质条件、泄洪作业设置。2.布置注意事项：(1)进口布置应与大坝有一定距离，距离小，水影响大坝安全的情况下，应布置导墙。(2)出口离坝脚很远，不能用春雪洗坝脚。(3)对于无压隧道，尽可能以直线定位孔轴以避免弯曲。压力隧道不需要此要求。(4)水塔设定海岸和交通。3.计算项目：排放流量计算、水面线计算(无压力隧道)、能量耗散计算。第5节：防洪计算，Qt、Qt 1-t期间开始和最后出库流量；Vt、vt1-t期起止水库容量。正如此公式所示，防洪计算需要洪水调度线、枢纽排水建筑物排水曲线、水库容量曲线等数据。1 .储存泛洪传输线：Qt曲线(1)资料直接提供设计标准的泛洪传输线；(2)数据显示，典型的洪水线将放大到设计洪水线，您可以查看洪水线。放大系数=Q设计/Q常规，2。排水曲线q=f(Z)，3。水位存储容量关系曲线V=f(Z)已知。将数据转换为下图，2:水库防洪计算的反图形1。绘制辅助曲线(3)水平衡方程式：q平均值(V1/t-q1/2)=(V2/t q2/2)型式的V，q与资源库水位的关系，即储存容量水位关系曲线V=创建相关计算表；曲线(V/t-q/2)=f(Z)，(V/t q/2)=f(Z)表示(1)(