水利水电工程施工课程设计计算说明书

1、水利工程施工课程设计计算说明书一、基本资料大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。戗堤处水位流量关系见表1和图2。戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m3。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图3。图1 河床剖面图图2 戗堤处水位流量关系曲线表1 戗堤处水位流量关系流 量（m3/s）2503174105001000水位（m）952.15952.71953.48954.00955.87图3 上游水位泄流量关系曲线表2 上游水位泄流量关系泄流流量（m3/

2、s）01503004108001400上游水位（m）953.00955.40957.03958.00960.66964.12 每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。按以下公式确定截流设计流量Q=（300+3×学号的最后两位） m3/s，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率

3、的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段5%10的月平均或者旬平均流量作为设计标准。截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见水利工程施工P3942），以下对于图解法及图解法的量化法-三曲线法做如下介绍。二、截流的水力计算1、 计算下游水位、戗堤高度、戗堤水深由=306，根据戗堤处水位流量关系曲线，由内插法可知，=952.62;由,=957.08m，=7.08m；=1.62m+Z.2、 根据已知的泄流量与上游水位关系绘制曲线0.00 150.00 300.00 410.00 800.00 1400.00 953.00 955.40 957.03 958.00 960.66

4、 964.12 0.38 2.78 4.41 5.38 8.04 11.50 3、 绘制龙口泄水曲线由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：式中 流量系数当，为淹没流，当，为非淹没流，龙口平均过水宽度梯形断面：三角形断面：龙口上游水头梯形断面：三角形断面：其中 龙口上下游水位差戗堤高度戗堤端部边坡系数，取龙口上游水位河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为 ： -淹没流时：，龙口底板以上的下游水深非淹没流时：，龙口断面的临界水深即淹没出流时： 对于梯形断面： 对三角形断面：。非淹没出流时： 对于梯形断面： 对三角形断面：；以下以假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程，河床底部无护底。40.000

5、 0.500 2.120 0.236 0.371 27.960 141.796 40.000 1.000 2.620 0.382 0.385 28.460 205.720 40.000 1.500 3.120 0.481 0.385 28.960 272.032 40.000 2.000 3.620 0.552 0.385 29.460 345.847 40.000 2.500 4.120 0.607 0.385 29.960 427.048 假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程35.000 0.500 2.120 0.236 0.371 22.960 116.439 35.000 1.000

6、2.620 0.382 0.385 23.460 169.578 35.000 1.500 3.120 0.481 0.385 23.960 225.065 35.000 2.000 3.620 0.552 0.385 24.460 287.150 35.000 2.500 4.120 0.607 0.385 24.960 355.778 假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程30.000 0.500 2.120 0.236 0.371 17.960 91.082 30.000 1.000 2.620 0.382 0.385 18.460 133.436 30.000 1.500 3.120 0.

7、481 0.385 18.960 178.098 30.000 2.000 3.620 0.552 0.385 19.460 228.452 30.000 2.500 4.120 0.607 0.385 19.960 284.508 30.000 3.000 4.620 0.649 0.385 20.460 346.304 假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程25.000 1.000 2.620 0.382 0.385 13.460 97.294 25.000 2.000 3.620 0.552 0.385 14.460 169.754 25.000 3.000 4.620 0.649 0.38

8、5 15.460 261.674 25.000 4.000 5.620 0.712 0.385 16.460 373.786 25.000 5.000 6.620 0.755 0.385 17.460 506.897 假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程20.000 1.000 2.620 0.382 0.385 8.460 61.152 20.000 2.000 3.620 0.552 0.385 9.460 111.056 20.000 3.000 4.620 0.649 0.385 10.460 177.045 20.000 4.000 5.620 0.712 0.385 11.460 2

9、60.242 20.000 5.000 6.620 0.755 0.385 12.460 361.738 假设戗堤顶部时为例，演算曲线的过程14.160 1.000 2.620 0.382 0.385 2.620 18.938 14.160 2.000 3.620 0.552 0.385 3.620 42.497 14.160 3.000 4.620 0.649 0.385 4.620 78.198 14.160 4.000 5.620 0.712 0.385 5.620 127.623 14.160 5.000 6.620 0.755 0.385 6.620 192.191 4、绘制B、Q、

10、Qd曲线簇5、由CAD图，可知交点处相应的Q、Z，并判断流态和求水深h、流速v，并作ZV、BV图，列表如下：说明40250.991.34428.8041.9764.4 梯形非淹没35236.031.59424.0542.1434.6 梯形非淹没30217.181.89419.3542.3434.8 梯形非淹没25192.782.26914.7292.5935.0 梯形非淹没20158.72.74510.2052.9115.3 梯形非淹没14.1699.123.4625.0824.5784.3 三角非淹没6、由，确定块体粒径d；式中V石块的极限抗冲流速；d石块化引为球形时的粒径；K综合稳定系数，取1.2；水容重，取10.石块容重，取26.具体计算如下表：40.00 1.34 4.40 0.42 35.00 1.59 4.60 0.46 30.00 1.89 4.80 0.50 25.00 2.27 5.00 0.