白岩河计算说明书最终

目录摘要 VAbstract VI前言 1第一章工程概况 31.1概述 31.1.1工程地理位置 31.1.2工程所在河流规划及审批意见 31.1.3工程简介 41.2自然条件 61.2.1自然概况 61.2.2地质概况 71.3工程任务和规模 81.3.1地区经济概况 81.3.2水利、水能 81.4工程布置及建筑物 91.4.1工程等别及建筑物级别 9第二章水文 102.1流域概况 102.1.1自然地理 102.1.2气象 102.2水文基本资料 112.3径流 112.3.1径流计算 11_Toc2332616722.3.2径流成果分析 122.4洪水 122.4.1暴雨洪水特性 122.4.2历史洪水 132.4.3设计洪水 132.4.4施工洪水 132.5泥沙 142.6设计断面水位流量关系曲线 142.7库容曲线 152.8水文测报系统规划 162.8.1编制原则 162.8.2现有测站情况 162.8.3测报系统规划设想 16第三章工程地质 183.1概况 183.2区域地质 183.2.1地形地貌 183.2.2地层岩性 193.2.3地质构造及地震 203.2.4岩溶水文地质条件 213.2.5物理地质现象 223.3水库区工程地质条件 233.3.1水库概况 233.3.2水库渗漏 233.3.3库岸稳定 243.3.4水库淹没（浸没） 243.3.5水库淤积 243.3.6水库诱发地震 243.4坝址工程地质条件 253.4.1地形地貌 253.4.2地层岩性 253.4.3地质构造 263.4.4物理地质现象 263.4.5岩体风化分带 263.4.6工程岩体质量指标及物理力学参数建议 273.4.7岩溶水文地质条件 293.4.8防渗处理 303.5发电厂房工程地质条件 303.6施工导流隧洞主要工程地质条件 313.7压力管道工程地质条件 313.8溢洪道主要工程地质条件 313.9施工围堰主要工程地质条件 323.10天然建筑材料 323.10.1砂石骨料 323.10.2土料场 323.11结论与建议 32第四章工程任务和规模 344.1河流规划和工程任务 344.1.1河流规划 344.1.2社会综合状况 344.1.3工程任务 354.2洪水调节和防洪特征水位的确定 354.2.1洪水调节计算 354.2.2防洪特征水位的确定 364.3径流调节计算 364.3.1基本资料 364.3.2计算原则和方法 364.3.3正常蓄水位的确定 374.3.4正常尾水位的确定 374.3.5死水位的确定 374.3.6水轮机额定水头 374.3.7装机容量得选择 374.3.8动能经济指标计算 384.4水库淤积计算 394.5回水计算 394.5.1计算方法 394.5.2回水计算成果 40第五章工程布置及建筑物 415.1工程等级及设计标准 415.1.1工程等别及设计标准 415.1.2工程特征水位及相关参数 415.1.3采用的技术规范及标准 425.1.4主要技术文件 425.2工程选址 435.2.1工程坝址比较 435.2.2选定工程坝址概述 435.3坝线、坝型的选择 445.3.1坝线选择 445.3.2坝型选择 445.3.3坝型的确定 46第六章非溢流坝段设计 486.1坝顶高程的确定 486.1.1设计洪水位时坝顶高程的确定 486.1.2校核洪水位时坝顶高程的确定 496.2基本剖面的确定 496.2.1基本剖面设计 496.3实用剖面的确定 516.3.1实用剖面的确定 516.3.2正常蓄水位的应力计算： 526.3.3设计洪水位的应力计算： 526.3.4校核洪水位的应力计算： 53第七章泄水建筑物 557.1泄水建筑物的比较 557.2泄水建筑物的选定 567.3溢洪道设计及导流洞设计 577.3.1溢洪道水力计算 577.3.2水工隧洞的计算 647.3.3水工隧洞的确定 657.3.4水工隧洞进口段 667.3.5水工隧洞洞身段 697.3.6水工隧洞出口消能段及消能设施 71第八章电站引水管道、进水口的确定 748.1引水管道的确定 748.2进口段的确定 748.2.1进水口底部高程的确定 758.2.2进水喇叭口 758.2.3通气孔 768.2.4渐变段 768.2.5事故闸门 77第九章水电站厂房的布置设计计算 789.1电站基本参数 789.2主厂房的平面设计 799.2.1主厂房的上部结构部分 799.3主厂房的剖面设计 819.3.1水轮机安装高程 819.3.2主厂房基础开挖高程 829.3.3水轮机层地面高程 829.3.4发电机装置高程 839.3.5发电机层楼板高程 839.3.6起重机（吊车）的安装高程 839.3.7屋顶高程 849.3.8装配场的楼板高度 84参考文献： 85致谢 86附录一visualbasic编程 87第一章visualbasic编的程序如下所示 871.1基本剖面的确定程序如下： 871.2实用剖面的确定、应力计算程序如下： 88附件二工程各个建筑物附图 105贵州省玉屏侗族自治县白岩河水电站工程（正常水位390.80m）摘要白岩河电站位于排坡河的下游，地处长岭乡白岩河村白岩河大桥处。大坝离桥约20米，混凝土重力坝(含左端部挡水墙土堤)+左岸泄洪洞(兼做前期导流洞)+左岸溢洪道+坝后厂房。电站正常蓄水位390.80m，正常蓄水位以下的库容为178万m3,调节库容144万m3,为年调节水库。校核洪水位393.40m，相应库容220万m3。坝顶高程394.00m，溢洪道堰顶高程为390.80m，堰顶宽为32.00m，最大下泄流量为216m3/s，全长约为148.00m。泄洪洞底板高程为359.00m，洞径大小为4.80m，出水口高程为356.00m，全长约为172m，最大下泄流量为356.00m3/s。厂房为坝后式厂房，距离大坝约为40.0m，装机容量1260kw，是一座以发电为主，白岩河水电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW。关键词：大坝，溢洪道，隧洞，厂房YupingDongAutonomousCountyofGuizhouProvinceBaiyanRiverHydropowerProject（theNormalwaterlevelof390.80meters）AbstractBaiyanRiverPowerStationthatislocatedinthedownstramofthePoPairiverislocatedinthechanglingcountrynearthebridgeOftheBaiyanRiverattheBaiyanvillage.Damabout20metersawayfromthebridge,theconcretegravitydam(includingtheDepartmentoftheretainingwallofearthleft)andleftbankspillwaytunnel(alsoofferingpre-diversiontunnel)andBehindthedamplantontheleftbankofthespillway.Powernormalwaterlevel390.80m,belownormalwaterlevelofstoragecapacityto1.78millionm3,adjuststoragecapacity1,440,000m3,toregulationinthereservoir.Checkfloodlevel393.40m,thecorrespondingcapacityof2.2millionm3.Crestelevation394.00m,spillwayweirelevationfortopof390.80m,weirCrestwidthto32.00m,themaximumdischargeflowrateof216m3/s,atotallengthofapproximately148.00m.Spillwaytunnelfloorelevationfor359.00m,thesizeofdiameter4.80m,heightoutletfor356.00m,atotallengthofabout172m,themaximumdischargeflow356.00m3/s.Behindthedam-typeplantsfortheplant,awayfromthedamisabout40.0mKeywords:dam,spillway,tunnel,plant前言本次毕业设计涉及到水利水电工程的部分主要建筑物，包括挡水建筑物混凝土重力坝，泄洪建筑物溢洪道和隧洞，隧洞前期用作导流，后期用作泄洪。发电系统水电站厂房。这几大工程是我们水工专业是主要专业课程，因此对我们在大学中学习的情况是一个很好的检验。毕业设计是检验我们综合运用所学理论知识用于实践的最好的一种标准，也是对我们在大学本科四年学习期间，培养分析问题和解决问题能力的最好的一种体现：首先毕业设计在整个过程中所涉及的知识面广阔，贯穿了个人在大学四年来所学的各门公共基础知识的灵活运用；其次毕业设计的专业性很强，对学生专业知识的掌握程度以及综合运用知识的能力要求很高；最后，学生的毕业设计要求学生要充分发挥个人的主观能动性，在空间思维能力和认识上，要有突破性的进步，敢于创新。同时，这也是我们在校期间的最后一门必修课，是一次全面性总结性的实践环节，对我们走向工作岗位起着承上启下的作用。它是在老师指导下，综合运用四年来所学知识和科学研究的基本内容和基本工作程序，树立较强的工作概念、工程概念、经济概念，培养分析问题和解决问题的能力，完成作为一个工程师的基本训练，是为将来顺利走向工作岗位提供业务知识和能力的保证。这次设计是我们走向工作岗位前的一次“实战演习”，它可以巩固、联系、充实、加深、扩大我们所学的基础知识和专业知识，提高运用所学知识，解决实际问题的能力，培养我们敢于创新的精神，并能正确地将独创精神和科学的态度相结合，使我们初步掌握专业设计的流程和方法，熟练运用计算机等工具，以提高其工作效率。毕业设计对于我们来说，是一个独立设计、创作的过程，其中的每一步和每一个环节都是对我们的考验和锻炼，它将成为我们今后的学习和工作做铺垫，提高我们多方面的能力。水利水电工程建设设计工作是水利水电工程项目工作的的重要组成部分，水利水电工程与其它工程建设相比具有更多相对困难的问题，比如大坝的枢纽布置，要考虑地形、地貌及水文特点等诸多因素，要考虑各项主体建筑物之间的衔接、对应问题，要做不同的方案进行对比，最终得出最佳方案。此外，各项主体建筑中的各项设备也有很多要考虑的因素，结合地形合理布置。我们就是要针对设计中所遇到的具体问题，运用所学知识，参考相应的书籍、规范以及一些实际工程资料，找到其解决方法。在对设计图的处理上，运用了AutoCAD的基本知识，使得绘图更加方便，快捷，从而避免了手工绘图得种种不便，提高了工作效率。同时，也运用了Office、Excel相关办公相关软件，使得我们的设计更具有时代特点。在肖良锦老师的悉心指导下，同组同学康金刚、瞿运斌等广大同学的相互帮助下，经过三个月的努力，毕业设计才得以顺利完成，在此谨表衷心的感谢！限于本人水平，也限于时间，在设计过程中难免有些错误和不足之处，还望评阅老师们多多提出宝贵的意见，谢谢！第一章工程概况1.1概述1.1.1工程地理位置白岩河电站位于排坡河的下游，地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处，距田坪乡3km、距长岭乡2km；地理位置东经108°48′32″-109°09′46″、北纬27°07′11″-27°07′27″。玉屏侗族自治县东临湖南省新晃县,南与镇远县相连,西接岑巩县,,北靠万山特区和铜仁市。该地有201省级公路通过，田坪、长岭间有乡村公路连接，附近有320国道和湘黔铁路株六复线通过，与全国公路网和铁路相连，交通极为方便，为电站的建设物资运输提供了便利条件。1.1.2工程所在河流规划及审批意见1997年铜仁地区水利电力勘测设计院和玉屏侗族自治县水利局勘测设计队编制提出了《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》。玉屏自治县计委、水利局以玉水[2003]18号文联合上报铜仁地区计委、地区水利局。由玉屏自治县政府于2003年5月26日在玉屏自治县主持召开会议，对《玉屏侗族自治县排坡河流域综合开发规划报告》进行了审查，经铜仁地区计划局、铜仁地区水利局及自治县有关部门和专家审查提出修改补充意见。2003年6月，贵州省铜仁地区水利电力勘测设计院对排坡河流域规划进行补充修改后，规划梯级开发电站四级，含河口下游100m处一级，共五级电站，即有两河口、拦门河、白岩河、汆水洞和跳岩等电站。总装机容量4520kw，年发电量2108万kw·h，详见排坡河梯级电站水能指标表1.1－1。排坡河梯级电站水能指标表表1.1－1序号电站水头流量装机年电量备注名称（m）（m3/s）（kw）（万kw·h）一级两河口562.82×630504规划二级拦门河12.522×10096规划表1.1-1（续）三级白岩河36.15.382×630600拟建（原规划水头54m，流量16.0m3/s，装机2×1250kw）四级汆水洞175.842×400308已建五级跳岩525.22×500600在车坝河玉屏境内合计452021081.1.3工程简介白岩河水电站是以发电为主兼顾旅游灌溉的小型水利水电工程。坝型为混凝土重力坝,最大坝高48.00米,电站初步设计装机容量2×630KW。白岩河水电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）定为Ⅴ等小(2)型水利水电工程，大坝及厂房均为Ⅴ等5级建筑物。泄洪道和导流洞与大坝同等级别,挡水建筑物采用:混凝土重力坝+左岸挡水土堤+右岸浆砌石挡墙形式。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）有关条款的规定,根据水工建筑物的级别,采用防洪标准洪水重现期(年)如下。挡水建筑物：校核洪水标准采用200年一遇；设计洪水标准采用30年一遇。厂房：校核洪水标准采用50年一遇；设计洪水标准采用30年一遇。抗震标准:根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003》、《中国地震动峰值加速度区划图GB18306-2001》、《水工建筑物抗震设计规范DL5073-2000》，本工程的场地基本烈度小于VI度,相应地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于白岩河水电站枢纽布置为上坝线枢纽布置方案即单心双曲混凝土拱坝(含端部挡水墙)+重力墩+左岸泄洪洞(兼做前期导流洞)+左岸溢洪道+坝后厂房。电站所在地处于舞阳河北岸，属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质应力以侵蚀、溶蚀为主。区内地势总体由北向东南呈梯级次降，一般海拔350～660m，由于地形强烈切割，相对高差大，一般相对高差100～300m，属中山～低中山地貌。区内岩溶地貌占主导地位，主要呈三类地貌形态，即岩溶峰丛、台地，岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。根据<<玉屏县白岩河电站坝址地形图>>(1:2000)上的地形等高线可以看出:在上坝线的河道左岸坝肩位置处等高线仅为392.20m,鉴于此种情况,在左岸坝肩处连接一段挡水土堤至左岸溢洪道边墙处,形成挡水建筑物挡水,同时采取必要的工程措施使混凝土拱坝与挡水土堤连接处不漏水。采用压力管道引水发电,一管两机型式。开关站位于厂房安装间侧的山坡上,其高程为385.0m,占地面积20m2,采用露天形式。从厂房顶出线引至开关站塔架,开关站临近进厂公路,交通方便。在场地四周设置排水沟,雨水顺岸坡排至河道内。由于地形的限制和施工的安排布置,导流洞和溢洪道均布置在河道的左岸。河道左岸上坝址处的天然垭口作为溢洪道的引水渠,溢洪道布置在左岸，进口位于左岸冲沟，进口底板高程约390.8m,溢流堰溢流前缘宽度为32.0米。溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（∈3b)白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育，其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料，覆盖层厚5.4m，基岩为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩，强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大，溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡，边坡总体稳定性较好，右侧为斜向、局部为顺向坡，岩层倾角15～20°，岩层倾角平缓。溢洪道开挖深度一般1.5～2.5导流洞位于左岸，进口位于左岸冲沟，进口底板高程约358.0m，出口底板高程为356.0m，穿过地层岩性为寒武系上统比条组（∈3b)白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。导流洞穿过地段无断裂构造发育，隧洞轴线与岩层走向呈50～75°交角，除隧洞进出口段外，隧洞埋深均大于20m，隧洞均处于弱风化岩体或微风化岩体，岩体强度较高。导流洞进出口段由于处在岸边卸荷带，裂隙较发育，围岩稳定性差，属IV～V类围岩，其余洞身段为III类围岩。洞轴线穿越坝肩而过，洞长约172m。导流洞在截流阶段作导流洞用，大坝建成蓄水后作冲沙洞、放空洞、泄洪洞用，即一洞多用。隧洞为有压洞,水头约40m，洞身断面采用圆形，圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。进水口由闸门段,渐变段,启闭框架,交通桥组成.进水口曲线方程是:x2/4.82+y2/1.62=1,进水口闸门段长度4.8m.洞口由4.8×4.8m,经渐变段变为直径为4.8m的圆形洞身,过流流量316.00m/s3。启闭框架高27.2m,启闭平台与2.0m宽的交通桥相连,交通桥长57.16米,宽2米,桥的另一端搭接在土堤上。施工导流采用导流隧洞导流,工程总工期为20个月。工程静态总投资为940.22万元。1.2自然条件1.2.1自然概况白岩河电站位于排坡河的下游，地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处，距田坪乡3km、距长岭乡2km。玉屏地处云贵高原东部边缘与湘西丘陵连接的过渡地带,境内地势多为低山丘陵,东北部和西南边缘地带有高山镶嵌,是贵州省地势高差最小的县。排坡河为长江流域沅江水系，潕阳河的二级支流，位于玉屏侗族自治县东北部，源于万山特区高楼坪乡的上大坪，由北向南流经铜仁市鱼塘乡、玉屏县亚塘、田坪，于长岭乡跳岩处汇入潕阳河左岸一级支流车坝河。排坡河上游河段称冷水江，在两河口处纳入黄土江，其下游称为排坡河。全流域面积189.7km2，河长35.5km，总落差394m，河床平均比降8.9‰，流域形状系数0.15，呈扇形流域。流域内气象属中亚热带季风湿润气候区，特点是气候温和、雨量充沛、四季分明。该区多年平均气温16℃，历年极端最高气温39.9℃，极端最低气温-14℃。多年平均日照时数为1330h，占可照时数的30.4％。无霜期280d。该区多年平均降雨量1135.8mm，最大年降雨量1570.6mm，最小年降雨量705.7mm，汛期一般在4～8月，5个月降雨量约占全年的65％。多年平均水面蒸发量800mm，陆面蒸发量由于该河属山区雨源型河流，洪水由暴雨形成，加上该流域地势陡峭、河谷深切、坡陡流急，两岸多悬岩峭壁，故槽蓄作用小，而造峰能力大。因此，每遇暴雨就易形成暴涨暴落的大洪水，洪水一般出现在5～8月，尤以6～7月份居多，洪峰流量大，持续时间短，洪水历时一般为1~2天左右。电站坝址处多年平均悬移质输沙量为2.01万t，多年平均含沙量为0.23kg/m3，多年平均悬移质输沙率为0.64kg/s。推移质输沙量按悬移质输沙量的15％计，即推移质输沙量为0.30万t，则平均总输沙量为2.31万t。1.2.2地质概况测区地处舞阳河北岸，属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质营力以侵蚀、溶蚀为主。区内岩溶地貌占主导地位，主要呈三类地貌形态，即岩溶峰丛、台地，岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。测区出露地层岩性主要有寒武系中统敖溪组（∈2a）、花轿组（∈2h）、上统车夫组（∈3c）、比条组（∈3b）、追屯组（∈3z）；奥陶系下统南津关组（O1n）、分乡组（O1f）、红花园组(O1h)、大湾组（O1d）及零星分布的第四系覆盖层等。测区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35，相应地震基本烈度小于Ⅵ度，区域构造稳定。水库两岸无低邻谷分布，两岸上体宽厚，库盆无渗漏之忧，库岸边坡整体稳定，水库无大面积淹没损失，不会产生大的淤积问题，蓄水后不会产生诱发地震，成库条件较好。坝址两岸基岩多裸露，河床覆盖层不深，坝基（肩）岩石总体强度较高，工程地质条件适宜建坝。坝址坝基（肩）发育有一定深度的裂隙、地下水位低槽带渗漏问题，需进行防渗及加固处理。发电厂房位于坝址下游50m的河床中，河床砂卵砾石层厚2～3.0m，下伏基岩为寒武系上统比条组（∈3b)白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩，岩层产状：150°∠30°，厂基岩体属软～中硬岩。河床强风化厚度5～6m。厂房两岸河谷自然坡体基本稳定，局部存在裂隙切割松动岩块。厂区有顺河向断层F4通过，F4断层为压扭性断层，产状：EW/N＜80～85°，破碎带宽1～2.0m，经对断层破碎带作适当挖深、回填处理，适宜厂房建设。溢洪道布置在左岸，进口位于左岸冲沟，溢洪道穿过地层岩性为寒武系上统比条组（∈3b)白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩。溢洪道穿过地段无断裂构造发育，其轴线与岩层走向呈60°交角。据ZK4号钻孔资料，覆盖层厚5.4m，基岩为白云岩夹白云质灰岩、灰质白云岩、偶夹泥质灰岩，强风化深10.2m。溢洪道开挖深度不大，溢洪道开挖后左侧为斜向、局部为逆向坡，边坡总体稳定性较好，右侧为斜向、局部为顺向坡，岩层倾角15～20°，岩层倾角平缓。溢洪道冲刷区位于坝址下游左岸上坡，覆盖层零星分布。开挖边坡:强风化基岩：1:0.5～1:0.75导流洞位于左岸，进口位于左岸冲沟，穿过地层岩性为寒武系上统比条组（∈3b)白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩。导流洞穿过地段无断裂构造发育，隧洞轴线与岩层走向呈50～75°交角，除隧洞进出口段外，隧洞埋深均大于20m，隧洞均处于弱风化岩体或微风化岩体，岩体强度较高。导流洞进出口段由于处在岸边卸荷带，裂隙较发育，围岩稳定性差，属IV～V类围岩，其余洞身段为III类围岩。进出口位于强风化岩体中，边坡均较陡，建议进出口开挖时作适当放坡、支护处理，强风化岩体开挖边坡：1:0.5～1:0.75。综上所述,该区工程地质不存在影响修建水利水电工程的制约因素。1.3工程任务和规模1.3.1地区经济概况玉屏侗族自治县位于贵州省东北部，铜仁地区东南部，地处西南、中南交界，北接铜仁、万山特区，西邻黔东南州的岑巩县、镇远县，东南与湖南省新晃县接壤。古为水陆重镇，素有“黔东门户”之称。截止2002年，玉屏全县总人口14.05万人，国内生产总值65490万元，其中农林牧鱼业产值31649万元，规模以上工业总产值35657万元，地方财政收入3981万元。玉屏城镇经济发展战略是：充分利用自然、民族文化、交通优势，以市场为导向，走内联外引、贸、工、农共同发展的路子。为实现可持续发展战略，玉屏县人民政府已把排坡河流域列入“贵州北侗箫之乡“旅游规划发展区之一，拟实施排坡河流域生产旅游林建设工程。白岩河电站的开发具有交通方便、工程地质条件好、材料条件好、施工条件好、淹没少、经济效益好的优越条件，根据实际勘测和分析计算，可安装2×630kw的装机，工程建成后，每年可向县电网补充600万kw·h的电量，缓解玉屏县经济持续发展中电力供需的矛盾，对生产和生活所需电量的补充，将起到积极作用。1.3.2水利、水能白岩河电站水库库区地形狭窄,库盆较小,正常蓄水位以下的库容为178万m3,调节库容144万m3,为年调节水库。由于该河流特点是河谷深切、两岸坡陡峭壁，故基本无淹没田土，正常蓄水位的确定主要为考虑白岩河大桥的高程和垭口溢洪道高程来定，经过对387m、389m和391m三个正常蓄水位方案进行调节计算比较，按照溢洪道布置可行，最后确定电站正常蓄水位为390.8m。根据电站和水头选用2×630kw、3×500kw、3×630kw和2×1000kw进行年调节计算，经水能利用率、设备利用率、引用流量与多年平均流量相比和装机容量与保证出力的倍比数相比较，以及装机利用小时数来看，装机2×630kw的方案是比较合理可行的。故采用装2台HLA551-WJ-60和SFW630-8/1180水轮发电机组，设计水头Hr=29.00m，设计流量Qr＝2.69m3/s，综合系数A＝8.12。1.4工程布置及建筑物1.4.1工程等别及建筑物级别白岩河电站是小型工程,无防洪要求,装机小于1万KW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）定为Ⅴ等小(2)型水利水电工程。大坝及厂房均为Ⅴ等5级建筑物，泄洪道和导流洞与大坝同等级别。挡水建筑物采用:右岸浆砌石挡墙+单心双曲混凝土拱坝+左岸防洪土堤形式。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）有关条款的规定,根据水工建筑物的级别,采用防洪标准洪水重现期(年)如下:挡水建筑物：校核洪水标准采用200年一遇；设计洪水标准采用30年一遇。厂房：校核洪水标准采用50年一遇；设计洪水标准采用30年一遇。本工程的场地基本烈度小于VI度，相应地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于0.35第二章水文2.1流域概况2.1.1自然地理排坡河为长江流域沅江水系，潕阳河的二级支流，位于玉屏侗族自治县东北部，源于万山特区高楼坪乡的上大坪，由北向南流经铜仁市鱼塘乡、玉屏县亚塘、田坪，于长岭乡跳岩处汇入潕阳河左岸一级支流车坝河。排坡河上游河段称冷水江，在两河口处纳入黄土江，其下游称为排坡河。全流域面积189.7km2，河长35.5km，总落差394m，河床平均比降8.9‰，流域形状系数0.15，呈扇形流域。该区位于贵州高原东部，地处贵州高原向湘西平原过渡的低山丘陵地带，地势由北向南倾斜，地形为中低山丘陵地貌，北高南低，相对切割深度约150m左右，高程一般在400～600m，河谷为横向河谷，一般河床宽50～70m，两岸大多为悬崖，出露地层主要为寒武系追屯组ε3z，深灰色厚层至块状微至细晶白云岩、钙质白云岩等。土壤主要为黄壤和黄泥土。植被属中亚热带贵州高原湿润常绿阔叶林亚带，黔东低山丘陵常绿樟栲林、松杉林及油桐、油茶林地区，除了水青冈、杉木等树种外，山坡还是灌丛和茅草。白岩河电站位于排坡河的下游，地处玉屏侗族自治县长岭乡白岩河村白岩河河段白岩河大桥处，距田坪乡3km、距长岭乡2km；地理位置东经108°48′32″-109°09′46″、北纬27°07′11″-27°07′27″。坝址以上流域面积151km2，河长30.5km，河床平均比降8.58‰，流域形状系数0.16，呈扇形流域。2.1.2气象流域内气象属中亚热带季风湿润气候区，特点是气候温和、雨量充沛、四季分明。排坡河流域无水文测站，只有上游邻流域万山气象站和本流域中下游的田坪雨量站有1964年至2004年共有41年的降雨资料，组成40个水文年度的降雨资料。该站资料已经过水文部门整编，可作参证站进行采用。该区多年平均气温16℃，历年极端最高气温39.9℃，极端最低气温-14℃。多年平均日照时数为1330h，占可照时数的30.4％。无霜期280d。该区多年平均降雨量1135.8mm，最大年降雨量1570.6mm，最小年降雨量705.7mm，汛期一般在4～8月，5个月降雨量约占全年的65％。多年平均水面蒸发量800mm，陆面蒸发量2.2水文基本资料排坡河流域内无水文测站，故无实测水文资料。流域内只有田坪雨量站，该站靠近流域中心，故采用田坪雨量站的雨量资料作本电站的水文分析计算。田坪雨量站有1963～2004年的水文资料，经水文系统整编，资料可行。由于1963年1～5月缺测，因此，本次分析计算采用1964年至2004年共41年的逐月降雨量资料，组成40个水文年度的雨量资料进行分析计算。2.3径流2.3.1径流计算根据田坪雨量站40年（水文年）的降雨资料系列计算坝址径流量。（一）年径流按公式：（式中径流系数），把雨量资料换算成流量资料，进行数理统计分析计算，求得电站坝址处多年平均流量为2.81m3/s，年径流量0.886亿m3，年径流深587mm。由公式：式中：，，查图：，求得：，取，，，按PⅢ型曲线适线，求得各代表年的流量，根据年流量相近和对工程不利的原则，选取2002～2003年为丰水年，2000～2001年为平水年，1985～1986年为枯水年。从下表看出，三个代表年的平均值与系列平均值基本相近，说明设计年径流和40年月径流分配，满足设计要求。按照同倍比缩放的原则，求出各典型代表年径流年内分配如表2.3-2。表2.3-1典型代表年成果一览表代表年P（％）QP(m3/s)典型年Q(m3/s)Q年（4～3月）Q枯（9～3月）Q年（4～3月）Q枯（9～3月）表2.3-1（续）丰水年153.512.162002～20033.421.78平水年502.761.592000～20012.681.48枯水年852.121.131985～19862.061.27三年平均2.81.632.721.51系列平均2.811.642.811.64典型代表年径流年内分配表表2.3-2年份456789101112123年均丰水年6.37.229.33.425.071.473.290.91.652.731.451.323.51平水年3.482.576.565.44.431.743.511.260.371.181.221.42.76枯水年2.125.532.42.333.940.842.272.010.840.891.111.162.12(二)枯水径流1.最小月平均流量0.21m32.P=85％的保证调节流量1.06m33.P=85％的枯水流量1.13m32.3.2径流成果分析本流域属典型的山区雨源型河流，径流由降水补给，查《贵州省地表水资源》，此片区多年平均降雨量为1200mm左右，多年平均径流深为600mm左右，年径流系数0.5左右，径流变差系数0.25左右。本次计算白岩河电站坝址多年平均流量为2.81m3/s，多年平均径流深587mm，年径流系数0.52，径流变差系数0.24；从年径流深、年径流系数和径流变差系数上看，符合地区分布规律，说明径流成果合理。2.4洪水2.4.1暴雨洪水特性该区形成暴雨的主要天气系统类型主要为冷锋低槽类和两高切变线。暴雨主要发生在5～8月份，尤其以6～7月份居多，特点是强度大、历时短。由于该河属山区雨源型河流，洪水由暴雨形成，加上该流域地势陡峭、河谷深切、坡陡流急，两岸多悬岩峭壁，故槽蓄作用小，而造峰能力大。因此，每遇暴雨就易形成暴涨暴落的大洪水，洪水一般出现在5～8月，尤以6～7月份居多，洪峰流量大，持续时间短，洪水历时一般为1～2天左右。2.4.2历史洪水从历史文献考证，该河在1539、1736和1935年曾发生过3次大洪水，解放后在50至90年代曾发生过多次大洪水，今年6月份也发生一次较大洪水。2.4.3设计洪水该流域由于无水文资料，故设计洪水的计算，利用暴雨资料，采用“雨洪法”进行计算。根据田坪雨量站历年最大日降雨量资料统计，其多年平均最大日降雨量为79.2mm，按系数1.13换算成年最大24小时点雨量为89.5mm，查贵“贵州省暴雨洪水最大24小时点雨量等值线图”和“贵州省暴雨洪水变差系数等值线图”，得该区域年最大24小时点雨量为90mm，变差系数为CV＝0.42，取CS=3.5CV。计算公式采用：式中：，，，,F值满足:25≤F≥300km2经计算，求得各频率的设计洪水如表2.4-1和图2.4-2。白岩河电站坝址设计洪峰、洪量一览表表2.4-1频率P（％）0.20.330.5123.3351020重现期N(年)500300200100503020105洪峰流量（m3/s）672616572501424367323255190洪量（万m3）282126162452217218901670149711969172.4.4施工洪水按照枯水期不同时段进行最大值选样，组成不同时段的最大流量系列，进行统计分析计算，按PⅢ型曲线适线，求得不同时段不同频率的施工洪水如表2.4-2。施工洪水一览表表2.4-2频率P（％）51020施工期重现期N（年）20105（d）时段4月～次年3月3232551903659月～次年3月56.648.841.121210月～次年3月33.228.424.4182根据SL252-2000中有关规定，选用10年一遇洪水标准为施工洪水标准，时段为9月～次年3月，施工洪水QP=10%=48.8m3/s，施工期212天。2.5泥沙由于本流域无实测泥沙资料，因此，坝址处的泥沙特征值，采用《贵州省地表水资源》一书中提供的经验公式进行估算。计算公式：式中：MP(t/km2)………………多年平均泥沙侵沙模数K＝旱地面积/水田面积的多年平均值，经过玉屏县水田面积与耕地面积的比重和对区域的调查了解分析，估计K＝0.9MQ(s·l/km2)…………多年平均径流模数，经计算MQ＝18.6s·l/km2把上列参数代入公式计算，求得MP＝133T/km2。所计算成果符合该区泥沙侵沙模数所在分区100～200t/km2的范围。经计算，电站坝址处多年平均悬移质输沙量为2.01万t，多年平均含沙量为0.23kg/m3，多年平均悬移质输沙率为0.64kg/s。推移质输沙量按悬移质输沙量的15％计，即推移质输沙量为0.30万t，则平均总输沙量为2.31万t。2.6设计断面水位流量关系曲线本电站坝址和厂房尾水水位流量关系曲线，是根据实测河道纵横断面，按照曼宁公式Q=A×1/n×R2/3×I1/2（其中n取0.045，I＝6‰）计算绘制而成（见图2-5、2-6）。2.7库容曲线根据1：10000地形图量算绘制而成（见图2-7）。2.8水文测报系统规划2.8.1编制原则本工程自动监测系统的编制遵循以下原则：（1）水库自动监测系统为水库安全运行提供现代化的信息采集和管理手段，在水雨情采集、传输和应用的基础上实现水库的合理调度和科学管理，同时兼顾防汛、水文信息采集等方面的要求，实现资源共享。（2）系统采用较成熟的计算机技术来实现，将技术先进性和功能实现性有机结合，建成界面友善、功能完备、升级方便和可拓展的开放式信息系统，便于省、地、县和水库的分级管理。（3）加强工情信息的采集和处理功能，尽可能采用多媒体等计算机先进技术对水库运行状况进行监测，将水库重要特征直观显示，为水库安全运行提供准确调度依据。（4）采用水情测报、计算机及通讯、防汛调度三类规程规范为设计依据。（5）深入研究洪水运行调度模型，在尽量应用国内现有成熟模型的基础上，结合我省实际情况，采用有较高预报率和具备自学功能的洪水运行调度模型。2.8.2现有测站情况本电站坝址以上邻流域有万山气象站，流域中游坝址附近有田坪雨量站，基本控制本流域水(雨)情势，可作预报分析参考点。2.8.3测报系统规划设想在目前现有条件下，尽量采用万山气象站和田坪雨量站的雨情资料和两站建立雨量预报关系，收集雨量信息来指导本电站的防汛工作。建议今后在坝址上游适当地段建立一个水文站或水位站，并作出水文自动测报系统专题报告的编制和实施。第三章工程地质3.1概况白岩河电站位于玉屏侗族自治县舞阳河左岸的二级支流排坡河下游、长岭乡白岩河村白岩河大桥处，距长岭乡2km；地理位置东经108°48′32″～109°09′46″、北纬27°07′11″～27°07′27″。电站有简易乡村公路通至201省级公路，交通便利。电站枢纽建筑物由单心双曲混凝土拱坝、永久泄洪洞（前期兼导流洞）、溢洪道、有压引水管道、发电厂房等主要建筑物组成，均为5级建筑物。拱坝坝顶宽度2.0m,坝底最大厚度7.0m,坝顶高程394.0m,正常蓄水位390.8m,厚高比0.163,宽高比1.86。总坝轴线长142.0m,坝顶拱弧段长80m,最大中心角115.1º,最小中心角40.24º,坝体最大倒悬度0.305,拱圈型式为圆弧拱圈,坝体经过加重力墩呈对称布置。采用永久泄洪洞（前期为导流洞）及泄洪道联合泄洪方式，其中泄洪洞直径为4.2m，溢洪道中的溢流堰宽度为32.0m。采用有压引水管道引水。进水口处管底高程376.50m，引水管道直径为1.52m，引水管道全长约80.0m。发电厂房位于坝址下游约80.0m(直线距离)的河道中，设2台630KW的卧式水轮发电机组,单机最大引用流量约5.38m3/s。主厂房尺寸为19.0m×10.0m×8.3m（长×宽×高）。3.2区域地质3.2.1地形地貌测区地处舞阳河北岸，属贵州东部高原山区向湘西丘陵过渡的斜坡地带。地质营力以侵蚀、溶蚀为主。区内地势总体由北向东南呈梯级次降，一般海拔350～660m，由于地形强烈切割，相对高差大，一般相对高差100～300m，属中山～低中山地貌。区内按地势高低分为两级剥夷面，一级剥夷面是测区最老的剥夷面，海拔约500～550m，多呈山峰齐一的峰顶面；二级剥夷面为波状起伏的平缓地面，多呈宽谷形状，其海拔高程400～450m左右。区内岩溶地貌占主导地位，主要呈三类地貌形态，即岩溶峰丛、台地，岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌。（1）岩溶峰丛、台地峰丛主要分布在分水岭和谷坡地带，区内多处可见此类地貌；库区两岸特别是左岸以开阔台地为主，台地一般较为平坦，粘土覆盖较厚，植被覆盖好。（2）岩溶狭谷地貌区内大部分地段均属岩溶狭谷，狭谷地带从400m左右（相当于二级剥夷面）开始下切，至排坡河底（高程300～350m）深切100余米。（3）构造侵蚀地貌构成此类地貌形态的地层主要为寒武系上统比条组（∈3b）、追屯组（∈3z）白云岩类，由于受构造破坏，地形复杂，沟谷纵横交错。建库河流——排坡河为舞阳河左岸的二级支流，属长江流域沅江水系，其流向总体近SN向。库盆处于浅切峡谷地段，河床宽15～30m，岸坡基岩多裸露，地形坡度15°～45°，局部河段为陡崖，河谷基本为“V”型纵向谷,岩层缓倾左岸。河床高程355.0～356m（坝址）,两岸地势由库首向库内降低不大，相对高差100～80m。测区山势走向主要为NNE向。库首两岸NNE走向的狮子坳～包家坳～马家坡及黑岩珯～岩珯上高大山脊构成库盆地表一级分水岭，分水岭高程在500～600之间，高出水库正常蓄水位100m以上。建库河流两岸20km内无地形上低邻谷分布。河谷阶地不甚发育。在河流两岸见有零星堆积阶地，阶地宽缓，高程355～360m，阶高0.5～1m，宽1～3m，阶面受冲蚀，保存不完整，多由砂质粘土夹卵砾石组成。3.2.2地层岩性测区出露地层岩性主要有寒武系中统敖溪组（∈2a）、花轿组（∈2h）、上统车夫组（∈3c）、比条组（∈3b）、追屯组（∈3z）；奥陶系下统南津关组（O1n）、分乡组（O1f）、红花园组(O1h)、大湾组（O1d）及零星分布的第四系覆盖层等。现由老到新分述如下：①寒武系中统敖溪组（∈2a）：上部为灰白色纹层状白云岩，有发育的方解石、重晶石、石英团块，为汞矿主要层位；下部为薄层灰岩、白云质灰岩夹炭质页岩（即钾矿层）3～5层和白云岩。厚425～494m。主要分布于库区右岸2km以外。②花轿组（∈2h）：灰色、深灰色泥质灰岩、泥灰岩、薄层灰岩，偶夹竹叶状灰岩。厚122.1～298m。分布于库区左岸10km以外。③寒武系上统车夫组（∈3c）：灰色厚层竹叶状灰岩与泥质灰岩互层或泥质条带灰岩夹竹叶状灰岩、泥质灰岩夹泥灰岩。厚39～329m。分布于库区左岸10km以外。④比条组（∈3b）：灰色中厚层纹层白云岩夹灰岩，或厚层白云质灰岩夹泥质灰岩，厚258～717m。分布于库区右岸1km以外。⑤追屯组（∈3z）：灰色厚层块状细晶白云岩，厚＞300m。库区两岸均有出露，组成库盆的主要地层。⑥奥陶系下统南津关组（O1n）：灰色厚层状灰岩、白云质灰岩，夹白云岩、燧石条带，厚＞181m。分布于库区左岸1km以外。⑦分乡组（O1f）：黄绿色页状泥灰岩夹生物屑灰岩，厚>94m。分布于库区左岸1km以外。⑧红花园组(O1h):上部为厚层生物碎屑灰岩,下部为白云质灰岩、灰岩和白云岩。厚98～142m。分布于库区左岸1km以外。⑨大湾组（O1d）：上部为黄绿色云母质泥灰岩,下部为紫红色瘤状泥灰岩。厚＞113m。分布于库区左岸1～2km。⑩第四系（Q）：残坡积粘土、砂砾土，冲洪积的砂卵砾石等，厚0～20m，库区内见有零星分布。3.2.3地质构造及地震工程区以北东向构造体系为主，以万山断裂带为代表，万山断裂带由一系列断裂、褶皱构造构成，主要的断裂、褶皱构造有：田坪宽缓向斜、田坪压性断层（F1）、高楼坪压性断层（F2）、亚鱼场压性断层（F3）。这些断层及褶皱轴线走向多为40～45°，延伸长度一般大于30公里。田坪宽缓向斜：轴向NNE～SW向，属北东向构造体系的次一级构造，核部距库区约2km，大致沿田坪～出水洞～汪家溪一带，两端延伸出图外，核部地层平缓，为宽缓向斜，北西翼岩层倾角5～25，南东翼岩层倾角7～15。工程区位于向斜南西翼。该向斜为汇水向斜，沿核部有多处泉水出露。工程区主要断层见下表“表3.2—1主要断层一览表”:主要断层一览表表3.2—1工程区主要受NNE向构造控制，山势、槽谷走向多为NE向，与构造线基本一致。本区大地构造单元属（Ⅰ）扬子(Pt)准地台—（Ⅰ1）黔北(D-T32)台隆—（Ⅰ1A）遵义（D-C）断拱—贵阳复杂构造变形区(Ⅰ1A3)，并靠近华南褶皱带。区内全新世以来无断层活动破坏迹象，区域构造稳定。根据国家质量技术监督局2001年02月发布的《中国地震动参数区划图》（1：400万）（GB18306-2001），测区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期小于0.35s，相应地震基本烈度小于Ⅵ度。3.2.4岩溶水文地质条件测区出露地层以寒武系中上统及奥陶系下统可溶岩为主，间夹少量薄层碎屑岩。测区地貌上表现为岩溶峰丛、台地，岩溶峡谷及构造侵蚀山地地貌，洼地、落水洞不发育。总体上看，工程区溶蚀活动相对较弱，场区内可溶性岩石可视为中等～弱岩溶含水层。测区地下水来源于大气降水，地下水主要赋存于构造裂隙中，地下水运移受地层岩性及构造影响，从1：20万及1：5万区域水文地质图可知，测区地下水总的运移方向沿主要构造线运移，以水平循环为主，水力坡度平缓，径流速度慢，地下水埋藏较浅，多以裂隙、溶隙型泉水形式汇集于地势较低地带，在地势低的地方出露成泉，库区见多处泉水出露，如坝址上游河边S130、S131泉水，左岸S146、S147、S148泉水及右岸S4、S5泉水等（见表3.2—2测区泉点统计表），均为地下水沿裂隙运移，受层面的控制顺层排出地表而成。测区泉点统计表表3.2—2泉水出露位置汛期流量枯期流量出露高程（m）出露备注编号（L/S）（L/S）地层表3.2—2（续）S1两河口右岸山马冲2～50.01～0.02538∈3z裂隙水S2两河口汇口