潘口面板堆石坝设计-计算书

附录：目录TOC\o"1-3"\h\u7721调洪演算 1142141.1基本设计资料 1276501.1.1工程等别、建筑物级别及洪水标准 1280851.1.2气象条件 129721.1.3水文基本资料 219431.1.4坝址设计洪水 357631.1.5入库洪水 354571.1.6可能最大暴雨和可能最大洪水 4147541.2设计基本原理 5164351.2.1水量平衡方程 543271.2.2蓄泄方程 6298931.3列表试算法主要步骤 7321701.4洪水标准的确定 8251341.4.1各项指标的确定 884431.4.2确定洪水过程和水位-库容曲线 10121461.4.3方案分析 12251741.5调洪演算计算过程表 13259631.5.1方案1洪水计算过程 13136601.5.2方案2洪水计算过程 19298691.6调洪计算成果表及方案对比 24146552坝体设计 25297342.1坝顶高程和坝顶结构 25146012.1.1坝顶高程 2569832.1.2坝顶宽度 29278512.1.3坝坡 29119572.2坝体结构和材料分区 30102462.2.1坝体标准剖面 3060392.2.2坝体材料分区 30113342.3混凝土面板 3287722.3.1面板的分缝分块 32188422.3.2面板厚度 3218782.3.3面板混凝土 329802.3.4面板防裂措施 34149652.4混凝土趾板设计 34273133溢洪道计算 3552043.1引水渠的计算 3511123.2控制段的计算 36229633.2.1上下游堰高的确定 37258203.2.2堰面曲线的确定 37285213.2.3剖面衔接计算 3888533.3泄槽的计算 38193953.3.1泄槽临界水深和临界坡降 3857843.3.2泄槽水面曲线确定 39306393.3.3掺气水深的计算 4145003.4消能防冲段的计算 42180753.4.1反弧半径R的计算 42124993.4.2挑流鼻坎最大单宽流量计算 43250703.4.3坎顶最大流速的计算 4372373.4.4水舌挑距L的计算 43280243.4.5冲坑深度的计算 44 BJ水利枢纽设计设计计算书1调洪演算1.1基本设计资料1.1.1工程等别、建筑物级别及洪水标准潘口水电站地处堵河干流上游河段，位于湖北省十堰市竹山县境内，下距竹山县城13km(公路里程)，经鲍峡镇至十堰市162km，经房县至十堰市184km。堵河为汉江中上游南岸一大支流，发源于大巴山北麓，有西、南两源：西源名泗河，为堵河上游主流，发源于陕西省镇坪县境内；南源官渡河，发源于渝鄂交界的阴条岭及乌云顶，两源在两河口汇合后始称堵河，再由西南流向东北汇入汉江。堵河全长(包括上游泗河)354km，总落差500多m，全流域面积12502km2，年径流量达60亿m3左右。潘口水电站水库正常蓄水位355.00m，总库容23.38亿m3，具有完全年调节性能。工程开发任务主要是发电，兼有提高下游黄龙滩水电站大坝防洪能力和改善库区通航条件等效益。大坝最大高度114.0m，电站装机2台，总装机容量500MW。属一等大(1)型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、右岸泄洪洞、左岸引水隧洞、坝后地面厂房等组成，其中大坝、溢洪道、泄洪洞、引水隧洞进水口为1级水工建筑物，正常运用洪水重现期为1000年，非常运用洪水重现期为10000年；电站厂房为1级水工建筑物，设计洪水重现期为200年，校核洪水重现期为1000年；消能防冲建筑物设计洪水重现期为100年。1.1.2气象条件芭蕉河所在的娄水流域属亚热带湿润气候，支流芭蕉河雨量充沛，气候温和。多年平均气温15.4℃，极端最高气温40.7℃（1959年8月23日），极端最低气温-10.1℃（1977年1月30日）。表鹤峰县气象站气象要素统计表项目单位鹤峰多年平均降水量mm1684.5历年最大1d降水量mm277.8多年平均蒸发量mm1000.5多年平均气温℃15.4历年极端最高气温℃40历年极端最低气温℃-10.1多年平均相对湿度%81多年平均风速m/s0.6历年最大风速/风向m/s14.0/ENE（3）降雨量流域降水受山区地形及山地影响，有随地势增高而递增的特征。经统计（1962年~1985年）流域多年平均年降雨量1986.4mm，鹤峰站以上流域多年平均年降雨量1770.6mm（1961年~1985年）。年月降雨量见表。表鹤峰、BJ水利枢纽坝址流域年、月平均降雨量表站址各月平均（mm）年平均（mm）一二三四五六七八九十十一十二鹤峰30.740.379.1158.1225.2277.6323.4211.5180.4134.174.435.91770.634.841.486.4179.6250.9297.5357.4235.3228.8154.680.339.41986.4由上表可见流域内降雨量主要集中在4~10月，约占全年降雨量的85.6%，尤以7月份为多，是流域暴雨多发季节。设计流域内无雨量站，但流域周边有鹤峰、太平镇、中营、雪落寨等雨量站；鹤峰站以上流域内有鹤峰、中营、坪山、燕子坪、大坪等雨量站，基本能控制流域降雨。水文基本资料（1）正常径流芭蕉河属山溪性河流，径流主要由降雨所至。芭蕉河流域无实测径流资料，径流系列是依据芭蕉河口附近的干流溇水鹤峰站1960~1998年实测径流资料，以流域面积和雨量比（1962~1985年资料）为参数推算。其中，1962~1985年各年借用两流域各月实测雨量比值推算，1960~1961年、1986~1998年因受资料条件所限，均借用1962~1985年多年平均月雨量比推算。由此统计得BJ水利枢纽坝址多年平均流量为12.6m3/s，平均年径流量3.97亿m3。鹤峰站及BJ水利枢纽坝址年、月平均流量见表表坝址、鹤峰站年、月平均流量表地址各月平均流量（m3/s）年平均(m3/s)一二三四五六七八九十十一十二坝址2.503.887.7713.118.922.030.515.815.611.16.993.0212.6鹤峰4.717.9414.625.137.545.756.127.527.620.213.05.7323.9由上表可见，由鹤峰站推算的多年平均流量系列中，径流年内分配主要集中在汛期（4~10月），约占全年径流量的84.6%，11~3月为枯水期，其径流年内分配基本与流域降雨量年内分配相吻合。推算的坝址径流系列具有一定的代表性，基本能反映本流域的降雨量特征。（2）洪峰流量及总量本流域无实测流量资料，据水文资料推算，坝址处的洪峰流量及总量如下：坝址设计洪水采用鹤峰站设计洪水峰量值，洪峰以流域面积比的2/3次方推算，各时段洪量以流域面积比的一次方及流域平均降雨量比为参数推算得BJ水利枢纽坝址设计洪水。成果见表。表鹤峰、BJ水利枢纽坝址设计洪水成果表站址项目各频率（P%）设计值0.050.10.20.5125鹤峰Q(m3/s)7210648057704830414034402560W24h(亿m3)2.532.312.081.771.541.321.02W72h(亿m3)4.313.983.603.082.712.321.82BJ水利枢纽坝址Q(m3/s)4350391034802910250020801540W24h(亿m3)1.321.201.080.9220.8020.6870.531W72h(亿m3)2.242.071.871.601.411.210.948设计洪水过程线：由鹤峰站1960~1998年实测洪水过程中选用1962年7月7日、1969年7月11日、1998年8月3日三次不同峰型、峰高、量大较为恶劣的洪水过程为典型，按峰、量同频率控制放大。经水库调洪演算后采用1962年7月洪水过程，设计洪水过程线见表和图。表2.4-5电站坝址设计洪水过程线表(1962年7月)时序时间各频率(%)流量(m3/s)时序时间各频率(%)流量(m3/s)(h)日时0.0512(h)日时0.0512069438287245372285552345311046730726138237814894242115033302823980728456395312532350298401718455394413519341291412718454393514506332283423720453392615492323276434722454393716458300256445723455394817423278237456725456395918398261223467786483418101937824821147883951644711203562341994898805464671221335216187491074836431113223462191935011619298267142335622619951124912462231.1.4坝址设计洪水堵河洪水均由暴雨形成，洪水的水成果组成不连序峰量系列，经验频率计算成果见表1—2。表1-2竹山站年最大洪水频率计算成果表设计阶段及项目XCvCs/Cv频率(%)0.010.020.050.10.51.01985年初设Qm(m3/s)42800.562.7213002000018200169001370012300Ｗ24h(亿m3)2.730.573.014.513.612.311.39.098.11W3d(亿m3)5.070.593.028.126.223.721.917.415.5本次Qm(m3/s)41700.553.0212001980018000166001340012000Ｗ24h(亿m3)2.620.593.014.513.512.311.38.998.00W3d(亿m3)4.920.613.028.426.523.922.017.415.5本次成果与原潘口初设成果很接近。考虑到竹山站自1959年至2003年已有45年实测资料系列，插补延长资料精度也较高，长系列资料所携信息更多，故推荐潘口坝址设计洪水采用本次成果。1.1.5入库洪水潘口水库建成后，回水区内原有的产汇流条件均会发生一定变化，故分析计算了入库设计洪水。潘口原初步设计时，入库设计洪水用“系列法”和“典型年法”两种方法进行分析计算，经分析比较，推荐采用“典型年法”入库设计洪水成果。本阶段用延长到2003年的入库洪水系列进行频率分析计算，考虑到本阶段入库洪水系列较潘口初步设计时更长，系列长达58年，故本次采用“系列法”入库设计洪水成果，计算成果见表1—3。表1-3潘口入库设计洪水成果比较表频率(%)0.010.020.050.1备注Qm(m3/s)227002130018000原初步设计(典型年法)22700212001930017800本次(系列法)W24h(亿m3)15.014.111.7原初步设计(典型年法)14.613.712.411.4本次(系列法)W3d(亿m3)28.426.523.922.0本次(系列法)1.1.6可能最大暴雨和可能最大洪水潘口原初步设计阶段曾进行过“PMP、PMF”的分析计算，本阶段考虑到潘口水电站坝型为面板堆石坝，又对潘口水电站“PMP、PMF”进行了复核。可能最大暴雨计算采用了“35.7”暴雨移置和当地暴雨放大两种方法，经分析研究，认为当地暴雨放大成果是采用本流域已发生的“80.6”大暴雨推算，其可能最大暴雨发生的机制与本流域已发生的暴雨机制相同，资料也更为可靠，故推荐采用当地暴雨经水汽效率联合放大的可能最大暴雨(PMP)成果。可能最大洪水(PMF)采用了新安江模型和原潘口初设时采用的单位线汇流计算两种方法推求。考虑到在湿润地区用新安江模型模拟流域产、汇流较易获得满意的结果，且比较符合本流域自然地理条件，成果与长江流域部分工程可能最大洪水成果比较，认为本次PMF成果基本合理，推荐采用当地暴雨经水汽效率联合放大的可能最大暴雨(PMP)、用新安江模型计算的可能最大洪水(PMF)成果与坝址设计洪水成果比较见表1—4。表1-4各阶段潘口PMF及P=0.01%坝址设计洪水成果比较表项目单位P=0.01%坝址设计洪水(本阶段)PMF本阶段采用1985年初设计算1985年初设推荐采用Qmm3/s21200240002200025600W24h亿m314.515.416.117.4W3d亿m328.429.639.633.71.2设计基本原理水库的调洪演算实质上是入库洪水、泄流建筑物类型与尺寸、运用方式已知的情况下的水库蓄泄调节计算。水库调洪计算的直接目的，在于求出水库逐时段的蓄水、泄水变化过程，从而获得调节该次洪水后的水库最高洪水位和最大下泄流量，以供确定溢洪道的尺寸。水库调洪计算的基本原理，是逐时段地联立求解水库的水量平衡方程和水库的蓄泄方程。水量平衡方程在某一时段Δt内，入库水量与出库水量之差等于该时段内水库蓄水量的变化，用以下公式表示，称为水库的水量平衡方程（1-1）式中：——Δt时段中的平均入库流量（m³/s），它等于/2；——Δt时段中的平均下泄流量（m³/s），它等于（）/2；、——Δt时段初、末的入库流量（m³/s）；、——Δt时段初、末的下泄流量（m³/s）；、——Δt时段初、末水库的蓄水水量（m³）；Δt——计算时段（s）；ΔV——Δt时段水库需水量变化值（m³）。计算时段Δt，其长短视入库流量的变化程度而定。陡涨陡落的中小河流，Δt可取短些；流量变化平缓的大河，Δt可适当取长。该面板堆石坝的时段Δt取2小时。水量平衡方程（1-1）的求解：在规划设计时，和由设计（或校核）洪水过程线查出；当管理调动水库时，和由预报或实际入库洪水过程求出。、根据水库调洪计算的起始条件确定。Δt取2小时，那么此时在式（1-1）中便只有、两个未知数，当前一段的、求出后，其值即可成为后一时段的值，使计算有可能逐时段地连续进行下去。如何求解、，还需建立第二个方程即蓄泄方程。1.2.2蓄泄方程水库通过泄洪建筑物泄洪，该泄量就是水库的下泄流量，水库泄洪建筑物的泄流能力，是指某一泄流水头下的下泄流量。在溢洪道无闸门控制或闸门全开情况下，泄洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即(1-2）式中：——通过溢流孔口的下泄流量，（m3/s）；n——溢流孔孔口数；b——溢流孔单孔净宽，（m）；g——重力加速度，9.81m/s2；ε——闸墩侧收缩系数，与墩头形式有关，本工程取0.92；m——流量系数，与堰顶形式有关，可查表，本工程取0.48；H0——堰顶水头，m。泄洪洞的下泄流量可按有压管流计算，即（1-3）式中：——泄洪洞的下泄流量（m3/s）；——泄洪洞计算水头，非淹没出流时，为库水位与洞口中心高程之差；淹没出流时，为上下游水位之差（m）；——泄洪洞洞口的断面面积（㎡）；——流量系数。泄洪水头H与下泄流量q常常采用关系曲线来表示，根据水力学公式，该关系曲线不难求出，由此关系曲线再根据式（1-2）和式（1-3）便可换算出水库水位Z与泄量q的关系，进而，由水库水位Z，又可借助于水库容积特性，求出相应的水库蓄水容积（蓄存水量）V，于是，下泄流量q又可写成库容V的函数式，得出两者的关系曲线，此式称为蓄泄方程，即（1-4）于是，列出以下联立方程组该方程组概括了水库防洪调节计算的基本原理。进行调洪计算，实质上就是求解这个方程组。当已知，和时段Δt初的、，利用上述方程组，便可求出时段末的、。事实上，不论水库是否承担下游防洪任务，也不论是否有闸门控制，调洪计算的基本公式都是上述两式。利用上述方程组进行调洪计算的具体方法有很多种，目前常用的是：列表试算法、半图解法和简单三角形法。在本工程中主要采用列表试算法。1.3列表试算法主要步骤为了求出式（1-1）和式（1-4）两式的公共解，通过列表试算，可逐时段求得水库的蓄水量和下泄流量。这种通过试算求方程组公共解的方法称为列表试算法。其主要步骤如下：引用水库的设计洪水过程线。根据水库容积曲线和泄洪建筑物的泄洪能力，应用式（1-2）或式（1-3）求出下泄流量与库容的关系曲线。根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。选取合适的计算时段，由设计洪水过程线摘录，，…。决定起始计算时刻的、值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的、值都要进行试算。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量，就能根据式（1-1）求出时段末水库的蓄水增量，而，由查曲线得。将其与假定的相比较，若两者相等，则所设同时满足式（1-1）和式（1-4），即为所求。否则需重新假设一个值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止，这样便完成了一个时段的计算工作。接下去，把这一时段末的、，作为下一时段的、，再进行下一时段的试算。如此连续下去，便可求得整个泄流过程。将入库洪水过程和计算所得的泄流过程绘制在同一张图上，若计算所得的最大泄流量正好是两线的交点，说明计算的正确。否则，应缩小附近的计算时段，重新进行试算，直到计算的正好是两线的交点为止。由查关系线，可得最高洪水位时的库容。由减去起调水位相应库容，即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容。再由查水库库容曲线，就可得到最高洪水位。显而易见，当入库洪水为相应枢纽设计标准的洪水，而起调水位为汛限水位时，求得的和即是设计调洪库容和设计洪水位。当入库洪水为校核标准的洪水、起调水位为汛限水位时，求得的和即是校核调洪库容和校核洪水位。1.4洪水标准的确定各项指标的确定本工程属一等大(1)型工程，水库总库容为23.38亿m³。工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、右岸泄洪洞、左岸引水隧洞、坝后地面厂房等组成，其中大坝、溢洪道、泄洪洞、引水隧洞进水口为1级水工建筑物。根据条件可查下表：表1-5水利水电工程分等指标工程等级工程规模水库总库容(108m3)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)Ⅰ大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ小(1)型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1Ⅴ小(2)型0.01～0.001<5<3<0.5<1表1-6山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]项目水工建筑物级别12345设计1000~500500~100100~5050~3030~20校核土石坝可能最大洪水(PMF)或10000~50005000~20002000~10001000~300300~200混凝土坝、浆砌石坝5000~20002000~10001000~500500~200200~100查《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，因为该工程属于一等大（1）型工程，由表1-1可得，工程等级为Ⅰ。由表1-2可得，设计洪水标准重现期为1000～500年，年保证率P=0.1%～0.2%；校核洪水标准重现期为10000～5000年，年保证率P=0.01%～0.05%。由混凝土面板堆石坝设计规范(SL228-2013）可取得设计洪水标准年保证率P=0.1%，校核洪水标准年保证率P=0.01%，分别计算相应的最大泄量和水库最高水位。确定洪水过程和水位-库容曲线表1-7潘口坝址设计洪水过程表月日时P(%)10.50.20.10.050.020.01%62313:00818910990104011301170127015:00156017401910203022002310249017:00307034403920429046505140547019:005570625072207980864097501040021:007100797092401020011100125001340023:00791088801020011200122001350014500241:008080909010400115001250013800148003:008200924010600117001270014000150005:008280932010700118001280014100151007:008410947010900119001300014200153009:0087809880113001240013500148001590011:00942010600121001330014500158001700013:001070012100138001510016400180001930015:001200013400153001660018000198002120017:001090012300141001540016800184001970019:00963010800124001370014900163001750021:0087009790112001240013500148001590023:00796089401030011300123001360014600251:00720080809310103001120012400133003:0066107420857094701030011500123005:006100684079108750949010600114007:00559062707260804087209810105009:00521058506780751081309170982011:00477053506200687074408410900013:00441049505740636068907790834015:00411046105350593064207260777017:00380042604940547059306710717019:00358040204650515055806310674021:00338037904380485052505930633023:003230362041904630501056506030261:0030903460400044104780537057303:0030203380389042904640521055505:0029703320382042004550509054207:0029203270375041104450496052809:00286032103660401043504820513011:00275030703500382041504580487013:00261029203320361039204300458015:00247027703130339036804020428017:00236026402970321034903780403019:00221024702760298032303490372021:00210023502620281030603270350023:002020225025102680292031103330271:0019302160239025502780295031603:0018402060227024202630278029905:001760196021602300250026302830洪水过程线中的P=0.1%为设计洪水，P=0.01%为校核洪水。表1-8水位-库容关系水位（m）271.5938276.1463279.203282.9284285.5795289.3543294.8737库容（亿m³）00.30.470.710.821.161.64水位（m）301.7826307.7394312.6804317.5406322.8492325.4323328.3744库容（亿m³）2.473.44.285.26.57.248.13水位（m）330.8034333.0625335.5484337.7656340.5522342.653344.5804库容（亿m³）8.949.710.5511.4112.5213.3514.23水位（m）346.5105348.6014350.1835352.2069353.8231355.3148357.0004库容（亿m³）15.2116.2317.0418.2219.1519.9320.92水位（m）358.5184359.9499361.9375363.2633364.9688366.3587367.634库容（亿m³）21.922.7524.0125.0526.3227.2628.39水位（m）369.634370.9963372.909374.2322375.9698377.6421380.2148库容（亿m³）29.5830.7332.4733.7635.3136.7639.31水位（m）382.7522385.6127387.6427389.3106391.6592393.0999395.2744库容（亿m³）41.8344.6646.6648.6451.2453.2255.46水位（m）396.7422398.3187399.9555库容（亿m³）57.3859.4461.98图1-1水库水位—库容关系曲线1.4.3方案分析本工程的泄水建筑物包括溢洪道与泄洪洞。挡水建筑物选用混凝土面板堆石坝方案，不宜采用坝顶溢流，而坝址附近无合适的垭口布置溢洪道，因此采用岸边开敞式溢洪道方案，经工程总体布置方案比较，溢洪道布置在右岸坝肩较为有利。潘口坝址洪水峰高量大，泄水建筑物首先考虑采用表孔泄洪，使枢纽具有足够的超泄能力。本阶段共拟定了以下2个方案进行比较。方案Ⅰ：溢洪道孔口尺寸为4-12.0m×18.0m(孔-宽×高)，为WES型低实用堰，堰顶高程337.0m，洪水调节从防洪限制水位340.00m起调；方案Ⅱ：溢洪道孔口尺寸为3-20.0m×18.0m(孔-宽×高)，为WES型低实用堰，堰顶高程337.0m，洪水调节从正常蓄水位355.00m起调。水库采用入库洪水进行调洪计算，洪水典型采用1980年典型洪水。当来流量小于200年一遇(厂房设计标准)洪峰流量时，考虑满装机发电流量的2/3参与泄洪，当来流量大于200年一遇洪峰流量(厂房设计标准)时，不计发电流量。1.5调洪演算计算过程表1.5.1方案1洪水计算过程1.5.1.1水库的关系表1-9水库关系计算表库水位Z(m)溢洪道堰顶水头H(m)溢洪道泄量q溢(m3/s)库容V(亿m3)340.00003.0000487.6012.30340.55223.5522628.2412.52342.65305.65301261.2413.35344.58047.58041958.4714.23346.51059.51052752.2315.21348.601411.60143708.0516.23350.183513.18354491.8617.04352.206915.20695564.6918.22353.823116.82316474.9919.15355.314818.31487355.0119.93357.000420.00048393.4020.92358.518421.51849366.8821.90359.949922.949910316.9422.75361.937524.937511685.8224.01图1-2溢洪道下泄流量q与库容V关系曲线1.5.1.2设计洪水水库调洪计算表1-10水库设计洪水调节计算表时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s)时段入库水量(万m3)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(万m3)时段内水库存水量变化(万m3)水库存水量V(万m3)水库水位Z(m)01040487.6123000.03402203015351105.2570.2528.91105.2124105.2340.17574429031602275.2700.7635.5457.51817.7125922.9340.62816798061354417.21011.0855.9616.23801.0129723.9341.589981020090906544.81531.71271.4915.45629.4135353.3343.02511011200107007704.02143.91837.81323.26380.8141734.1344.37231211500113508172.02784.62464.31774.36397.7148131.8345.64391411700116008352.03458.93121.82247.76104.3154236.2346.86921611800117508460.04164.03811.52744.25715.8159951.9348.04791811900118508532.04826.64495.33236.65295.4165247.3349.10922012400121508748.05488.45157.53713.45034.6170281.9350.10442213300128509252.05879.55684.04092.45159.6175441.5350.989424151001420010224.06607.16243.34495.25728.8181170.3351.966826166001585011412.07418.47012.85049.26362.8187533.1353.075828154001600011520.08218.97818.75629.45890.6193423.7354.129130137001455010476.08879.78549.36155.54320.5197744.2354.95143212400130509396.09325.79102.76553.92842.1200586.2355.4683411300118508532.09583.79454.76807.41724.6202310.8355.75753610300108007776.09699.19641.46941.8834.2203145.0355.910738947098857117.29712.59705.86988.2129.0203274.1355.927740875091106559.29649.89681.26970.4-411.2202862.8355.859642804083956044.49529.29589.56904.4-860.0202002.8355.706444751077755598.09336.09432.66791.5-1193.5200809.3355.502146687071905176.89103.49219.76638.2-1461.4199347.9355.251748636066154762.88830.68967.06456.2-1693.4197654.5354.932350593061454424.48545.18687.96255.3-1830.9195823.6354.56952547057004104.08255.58400.36048.2-1944.2193879.4354.205654515053103823.27984.08119.85846.2-2023.0191856.4353.823156485050003600.07709.87846.95649.8-2049.8189806.6353.458258463047403412.87444.37577.15455.5-2042.7187764.0353.110660441045203254.47185.57314.95266.7-2012.3185751.6352.76362429043503132.06936.07060.85083.7-1951.7183799.9352.415464420042453056.46696.86816.44907.8-1851.4181948.5352.121266411041552991.66473.76585.34741.4-1749.8180198.7351.795468401040602923.26266.86370.34586.6-1663.4178535.3351.52170382039152818.86057.16162.04436.6-1617.8176917.5351.229572361037152674.85858.05957.64289.4-1614.6175302.9350.955174339035002520.05660.05759.04146.5-1626.5173676.4350.680876321033002376.05453.05556.54000.7-1624.7172051.7350.406478298030952228.45237.25345.13848.5-1620.1170431.7350.105480281028952084.45029.25133.23695.9-1611.5168820.2349.792982268027451976.44830.74930.03549.6-1573.2167247.0349.499984255026151882.84636.54733.63408.2-1525.4165721.6349.187486242024851789.24454.44545.53272.7-1483.5164238.1348.913988230023601699.24269.54362.03140.6-1441.4162796.7348.6209以方案Ⅰ进行设计洪水调洪演算时，最大下泄量为9712.5m³／s，水库最高水为355.9277m。图1-3水库设计洪水水位变化过程线图1-4水库设计洪水过程线与下泄流量过程线1.5.1.2校核洪水水库调洪计算表1-11水库校核洪水调节计算表时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s)时段入库水量(万m3)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(万m3)时段内水库存水量变化(万m3)水库存水量V(万m3)水库水位Z(m)01270487.6123000.0340.00002249018801353.6587.1537.4386.9966.7123966.7340.25104547039802865.6767.4677.3487.62378.0126344.7340.830661040079355713.21202.2984.8709.15004.1131348.8342.5518813400119008568.01899.71551.01116.77451.3138800.1343.813810145001395010044.02740.82320.31670.68373.4147173.6345.545412148001465010548.03668.73204.82307.48240.6155414.1347.187014150001490010728.04632.24150.52988.37739.7163153.8348.777216151001505010836.05561.45096.83669.77166.3170320.1350.164018153001520010944.06395.35978.44304.46639.6176959.7351.315220159001560011232.07192.36793.84891.56340.5183300.2352.398122170001645011844.08036.47614.45482.36361.7189661.8353.510324193001815013068.09082.28559.36162.76905.3196567.2354.798426212002025014580.010218.49650.36948.27631.8204198.9356.149128197002045014724.011222.910720.77718.97005.1211204.1357.310230175001860013392.011919.211571.18331.25060.8216264.9358.100232159001670012024.012392.812156.08752.33271.7219536.6358.602634146001525010980.012704.912548.99035.21944.8221481.4358.939436133001395010044.012833.312769.19193.8850.2222331.7359.07423812300128009216.012837.212835.39241.4-25.4222306.3359.07424011400118508532.012733.812785.59205.6-673.6221632.7358.95634210500109507884.012537.112635.59097.5-1213.5220419.2358.7542449820101607315.212286.412411.88936.5-1621.3218797.9358.487446900094106775.212012.312149.48747.5-1972.3216825.6358.177648834086706242.411690.011851.28532.8-2290.4214535.2357.821450777080555799.611345.911518.08292.9-2493.3212041.9357.434152717074705378.410983.911164.98038.7-2660.3209381.5357.031454674069555007.610573.310778.67760.6-2753.0206628.5356.557756633065354705.210161.410367.47464.5-2759.3203869.2356.098058603061804449.69762.49961.97172.6-2723.0201146.3355.621360573058804233.69373.69568.06889.0-2655.4198490.9355.161862555056404060.88964.59169.16601.7-2540.9195950.0354.683764542054853949.28600.38782.46323.3-2374.1193575.9354.224766528053503852.08259.38429.86069.5-2217.5191358.4353.805768513052053747.67974.08116.75844.0-2096.4189262.0353.440870487050003600.07697.67835.85641.8-2041.8187220.3353.075872458047253402.07430.87564.25446.2-2044.2185176.0352.728374428044303189.67165.57298.25254.7-2065.1183111.0352.363376403041552991.66895.67030.65062.0-2070.4181040.6352.001178372038752790.06631.06763.34869.6-2079.6178961.0351.658280350036102599.26367.16499.14679.3-2080.1176880.9351.298182333034152458.86105.86236.54490.2-2031.4174849.4350.938084316032452336.45863.35984.64308.9-1972.5172877.0350.612286299030752214.05624.25743.84135.5-1921.5170955.5350.286488283029102095.25379.35501.83961.3-1866.1169089.4349.9296方案Ⅰ进行校核洪水调节计算时，最大下泄量为12837.2m³／s；水库最高水位为359.0742m。图1—5水库校核洪水水位变化过程线图1-6水库校核洪水过程线与下泄流量过程线1.5.2方案2洪水计算过程水库的关系表1-12水库关系计算表库水位Z(m)溢洪道堰顶水头H(m)溢洪道泄量q溢(m3/s)库容V(亿m3)355.000018.00008961.7919.77355.314818.31489197.9119.93357.000420.000410496.4920.92358.518421.518411713.8921.90359.949922.949912902.0022.75361.937524.937514613.8724.01363.263326.263315794.6525.05364.968827.968817357.8826.32366.358729.358718667.7227.26367.63430.634019897.1828.39369.350532.350521592.7329.58370.996333.996323261.2730.73372.90935.909025251.7232.47374.232237.232226660.2433.76图1—7溢洪道下泄流量q与库容V关系曲线1.5.2.2设计洪水水库调洪计算表1-13水库设计洪水调节计算表时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s)时段入库水量(万m3)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(万m3)时段内水库存水量变化(万m3)水库存水量V(万m3)水库水位Z(m)010408961.8197700.0355.00002203015351105.28448.08704.96267.5-5162.3192537.7355.00884429031602275.27929.98189.05896.0-3620.8188916.8353.37126798061354417.27765.97847.95650.5-1233.3187683.5353.162781020090906544.87893.07829.55637.2907.6188591.1353.31911011200107007704.08155.08024.05777.31926.7190517.9353.64931211500113508172.08470.88312.95985.32186.7192704.6354.05261411700116008352.08803.58637.26218.72133.3194837.8354.45421611800117508460.09114.58959.06450.52009.5196847.3354.83671811900118508532.09408.29261.46668.21863.8198711.2355.20002012400121508748.09690.29549.26875.41872.6200583.7355.53612213300128509252.010004.89847.57090.22161.8202745.5355.589424151001420010224.010428.810216.87356.12867.9205613.5356.387426166001585011412.010979.110704.07706.83705.2209318.6357.015928154001600011520.011447.111213.18073.43446.6212765.2357.558030137001455010476.011734.411590.88345.32130.7214895.8357.88333212400130509396.011855.511795.08492.4903.6215799.5358.02273411300118508532.011854.511855.08535.6-3.6215795.9358.02273610300108007776.011754.711804.68499.3-723.3215072.6357.914338947098857117.211580.611667.78400.7-1283.5213789.1357.712940875091106559.211345.811463.28253.5-1694.3212094.7357.449642804083956044.411069.611207.78069.5-2025.1210069.6357.139844751077755598.010750.910910.37855.4-2257.4207812.2356.762046687071905176.810384.710567.87608.8-2432.0205380.2356.353448636066154762.810013.210199.07343.2-2580.4202799.8355.910750593061454424.49630.49821.87071.7-2647.3200152.5355.451052547057004104.09226.89428.66788.6-2684.6197467.9354.970654515053103823.28803.49015.16490.9-2667.7194800.2354.454256485050003600.08397.48600.46192.3-2592.3192207.9353.957058463047403412.88041.18219.35917.9-2505.1189702.9353.510360441045203254.47714.27877.75671.9-2417.5187285.3353.093262429043503132.07408.67561.45444.2-2312.2184973.1352.693564420042453056.47125.27266.95232.2-2175.8182797.4352.311266411041552991.66861.16993.25035.1-2043.5180753.9351.966868401040602923.26624.46742.84854.8-1931.6178822.3351.623970382039152818.86394.46509.44686.8-1868.0176954.4351.315272361037152674.86155.06274.74517.8-1843.0175111.4350.989474339035002520.05930.56042.84350.8-1830.8173280.6350.680876321033002376.05710.35820.44190.7-1814.7171465.9350.372178298030952228.45483.65597.04029.8-1801.4169664.5350.046880281028952084.45242.95363.33861.5-1777.1167887.4349.695282268027451976.45015.85129.43693.1-1716.7166170.6349.363184255026151882.84807.94911.93536.5-1653.7164516.9349.031186242024851789.24602.74705.33387.8-1598.6162918.3348.718688230023601699.24408.24505.53243.9-1544.7161373.6348.4169方案Ⅱ进行设计洪水调节计算时，最大下泄流量为11855.5m³／s，水库最高水位为358.0227m。图1—8水库设计洪水水位变化过程线图1—9水库设计洪水过程线与下泄流量过程线表1-14水库校核洪水调节计算表时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s)时段入库水量(万m3)下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(万m3)时段内水库存水量变化(万m3)水库存水量V(万m3)水库水位Z(m)012708961.8197700.0355.00882249018801353.68484.28723.06280.6-4927.0192773.0354.07174547039802865.68043.98264.15950.1-3084.5189688.5353.510361040079355713.28031.78037.85787.2-74.0189614.5353.4929813400119008568.08404.08217.95916.92651.1192265.7353.976110145001395010044.09043.88723.96281.23762.8196028.5354.683712148001465010548.09640.29342.06726.23821.8199850.2355.399914150001490010728.010155.69897.97126.53601.5203451.7356.012916151001505010836.010647.510401.67489.13346.9206798.6356.591818153001520010944.011089.110868.37825.23118.8209917.4357.108820159001560011232.011509.011299.18135.33096.7213014.1357.589022170001645011844.011978.911744.08455.63388.4216402.5358.115724193001815013068.012605.412292.28850.34217.7220620.1358.787826212002025014580.013438.913022.29375.95204.1225824.2359.663628197002045014724.014190.613814.89946.64777.4230601.6360.438930175001860013392.014666.814428.710388.73003.3233604.9360.912132159001670012024.014886.614776.710639.21384.8234989.7361.133034146001525010980.014928.414907.510733.4246.6235236.3361.164536133001395010044.014815.114871.810707.7-663.7234572.6361.06993812300128009216.014591.814703.510586.5-1370.5233202.1360.84914011400118508532.014293.314442.610398.6-1866.6231335.5360.54934210500109507884.013933.114113.210161.5-2277.5229058.0360.2023449820101607315.213524.713728.99884.8-2569.6226488.4359.781546900094106775.213066.213295.59572.7-2797.5223690.9359.309948834086706242.412587.912827.19235.5-2993.1220697.8358.804750777080555799.612121.212354.68895.3-3095.7217602.1358.301552717074705378.411676.311898.88567.1-3188.7214413.4357.805854674069555007.611230.511453.48246.4-3238.8211174.6357.310256633065354705.210786.111008.37926.0-3220.8207953.8356.796158603061804449.610323.510554.87599.5-3149.9204803.9356.251260573058804233.69875.110099.37271.5-3037.9201766.0355.740462555056404060.89461.69668.46961.2-2900.4198865.6355.238364542054853949.29032.69247.16657.9-2708.7196156.9354.721966528053503852.08641.18836.96362.5-2510.5193646.4354.224768513052053747.68283.18462.16092.7-2345.1191301.3353.788370487050003600.07979.78131.45854.6-2254.6189046.6353.388672458047253402.07672.07825.95634.6-2232.6186814.0353.006374428044303189.67380.07526.05418.7-2229.1184584.9352.624076403041552991.67093.67236.85210.5-2218.9182366.0352.241678372038752790.06814.16953.95006.8-2216.8180149.2351.846880350036102599.26540.56677.34807.7-2208.5177940.8351.469582333034152458.86268.16404.34611.1-2152.3175788.5351.109584316032452336.45999.36133.74416.3-2079.9173708.6350.749486299030752214.05747.05873.24228.7-2014.7171694.0350.406488283029102095.25503.65625.34050.2-1955.0169738.9349.6952方案Ⅱ进行校核洪水调节计算时，最大下泄流量为14928.4m³／s；水库最高水位为361.1645m。图1—10水库校核洪水水位变化过程线图1—11水库校核洪水过程线与下泄流量过程线1.6调洪计算成果表及方案对比表1—15调洪演算计算成果表方案频率设计洪水校核洪水方案Ⅰ最大泄量q（m³／s）9712.5012837.20水库最高水位Z(m)355.93359.07最大库容V（亿m³）20.3322.23方案Ⅱ最大泄量q（m³／s）11855.5014928.40水库最高水位Z(m)358.03361.16最大库容V（亿m³）21.5823.52综合最大下泄量、水库最高水位和最大库容，因为该工程开发任务主要是发电，兼有提高下游黄龙滩水电站大坝防洪能力和改善库区通航条件等效益。在来水量相同的情况下，方案Ⅰ设计洪水水库最高水位为355.93m，最大库容为20.33亿m³；校核洪水水库最高水位为359.07m，最大库容为22.23亿m³。方案Ⅱ设计洪水水库最高水位为358.03m，最大库容为21.58亿m³；校核洪水水库最高水位为361.16m，最大库容为23.52亿m³。因为该工程开发的主要任务是发电，兼有提高下游黄龙滩水电站大坝防洪能力和改善库区通航条件等效益，发电需要更高的水位和更大的库容，且在实际工程中，溢洪道的溢流孔数一般为奇数，所以，相比较而言，方案Ⅱ优于方案Ⅰ。选用孔口尺寸为3-20.0m×18.0m(孔-宽×高)的WES型低实用堰，堰顶高程337.0m。2坝体设计2.1坝顶高程和坝顶结构2.1.1坝顶高程面板堆石坝的坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下4种运用条件计算，取其最大值：设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，再加地震安全加高。当坝顶上游侧设有防浪墙时，坝顶超高是指水库静水位与防浪墙顶之间的高差，但在正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m，在非常运用条件下，坝顶不得低于静水位。由SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》推荐的公式可得，坝顶超高按式（2—1）计算，对特殊重要的工程，可取大于此计算值。（2—1）式中：为波浪在坝坡上的设计爬高