溢洪道毕业设计

内容摘要 笔架水库位于四川省眉山市东坡区城东南方17公里处。由于当地河流常常雨后导致山洪，常给农作物和村镇导致灾害，此外，当雨量分布不均时，又易导致干旱现象，因此有关部门对当地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。经初步论证，该工程拟采用土石坝作为挡水建筑物，岸边溢洪道作为泄水建筑物。本文对土石坝的概念和设计规定进行分析和研究，并对笔架水利枢纽挡、泄水建筑物进行初步设计。关键词：笔架水库土石坝初步设计AbstractBiJiareservoirislocatedinDongPodistrictofMeiShanCity，SiChuanprovince，17kilometerstothesoutheastofthecity.Becauseriverthereusuallycausesdamagetothecropsandvillagesbytheflashfloodsafterrained,inaddition,whentherainfallisnotregular,itwillbeeasytocausedrought,sotherelevantdepartmentshaveprovidedalargeamountofsurveysforthisregiontoexploitwaterpowerresources.Aftergenerallydemonstration,theprojectisproposedtouseearthandrockfilldamasthewaterretainingstructure,theshorespillwayasthewaterreleasestructure.Thisthesisismainlytogiveaanalysisandresearchtotheconceptanddesignrequirementsofearthandrockfilldam,andmakeapreliminarydesignforthewaterretainingstructureandthewaterreleasestructure.Keywords:BiJiareservoirrockfilldampreliminarydesign目录1基本资料 12水文 22.1气象 22.2径流 22.3洪水 42.4泥沙 92.5水位-面积及水位-库容关系曲线 103地质 123.1地形地貌 123.2地层岩性 123.3地质构造及地震 143.4库区工程地质条件 143.5坝区工程地质条件及其评价 143.6天然建筑材料 154枢纽总体布置 164.1枢纽任务 164.2枢纽等别和建筑物级别 164.3设计数据 174.4坝型选择 175土石坝设计 195.1坝址选择 195.2坝型选择 195.3土石坝基本剖面的确定 215.4防渗体设计 225.5渗流分析计算 235.6抗滑稳定分析 266溢洪道设计 286.1设计规范和根据 286.2溢洪道设计基本资料 286.3溢洪道设计计算书 297设计成果阐明 397.1文字成果 397.2图纸成果 40重要参照文献 45道谢 461基本资料眉山市东坡区位于四川盆地成都平原西南边缘，东经102°49′～104°30′，北纬29°30′～30°16′，处在岷江中游和青衣江下游的扇形地带，成都-乐山黄金走廊中段。北靠成都，南瞰乐山，东临资阳，西望雅安，是成都平原通联川南、川西南、川西、云南的咽喉要地和南大门。拟新建笔架水库工程位于眉山市东坡区金花乡长山埂村（原笔架村），地理坐标为东经103°54′09″～103°54′59″，北纬29°56′15″～29°56′26″，距四川省眉山市东坡区约东南方17公里，坝址处村村通公路，交通便利。笔架水库集雨面积0.1km2，补水渠长0.42公里，平均坡降43.3‰，设计总库容40万m3，最大坝高21.5米，死库容0.3万m3，死水位421.75m，正常蓄水位433.55m，正常库容37.6万m3，设计浇灌面积0.12万亩，设计洪水位433.9m，校核洪水位434m，该水库是一座以浇灌为主，兼顾补充人畜引水、防洪的小（2）型水库。枢纽由大坝、溢洪道、放水设施等几种部分构成。水库设计浇灌面积0.12万亩，其中：新增0.09万亩，改善灌面0.03万亩。新建配套渠道11km，其中：骨干工程4km，田间工程7km。工程级别Ⅴ级，重要建筑物级别为5级，设计洪水原则一遇，校核洪水原则2一遇。由于集雨面积较小，水库的来水除了天然降雨之外，重要依托都江堰东风渠金星支渠笔架斗渠引水。工程建设是处理农业干旱缺水和保护下游人民群众生命财产安全的需要。对深入提高和改善水库灌区的农业生产和生活条件、增长农民收入，推进地方经济发展，推进灌区全面建设小康社会步伐将起到极其重要的作用。水库建成后，保护下游人口0.15万人，保护耕地0.16万亩，保护村道2条5Km。可处理金花乡川古村当地农民0.12万人的生产生活用水以及0.03万头大牲畜饮水。新增0.09万亩，改善灌面0.01万亩。2水文2.1气象径流笔架水库工程区地处四川盆地边缘，属热量资源较为丰富的亚热带湿润气候区。总的特点是：气候温和、四季分明，冬无寒冷、夏无酷暑，雨量充沛、水热同步，霜雪稀少、干旱连年。枯水期降水量小是一大特性之一，季节性缺水较为严重，是导致长山埂村浇灌、安全饮水水源短缺、保证率低的重要原因。据1970-37年的气象观测资料记录：东坡区气温上，数年平均气温为17.30℃、极端最高气温37.0℃、最低-3.3℃，月平均气温7月最高26.20℃、1月最低6.58℃；在降水量上，具有年际变化较大，年内分派不均的特点，降雨量年际变化大，最大年是最小年的2.2倍，年最大值为1691.70mm（1966年），最小值768.90mm（1969年），一日最大降雨量284.3mm（1995年8月24日），一小时最大降雨量87.3mm（6月30日），数年平均径流深为482.10mm，数年平均蒸发量为786mm。雨季集中在每年6-9月，合计降水量739.61mm2.2径流2.2.1径流特性年内分派不均，暴雨多发生在6-9月，四个月降水量约占整年的72%，洪水由暴雨形成，暴雨洪水是经典的山溪洪水，洪水历时较短，一般历时为1-2天。年径流由降水形成，因此径流的年内变化规律基本与降雨的年内变化一致。2.2.2径流计算水库位于四川省眉山市东坡区金花乡长山埂村，由于工程河段上无水文站，无法通过流量资料直接推求坝址处年径流，根据东坡区1970-37年实测平均降雨资料（见图2-1），可得东坡区的数年实测平均降雨量为1028.7mm，查《四川省水文手册》【1】得数年平均径流系数a=0.45，可计算数年实测径流深为462.9mm。查《四川省水文手册》得数年平均降雨量为1025mm，查得数年平均径流深为455mm，与实测数据比较靠近可用于本次设计。数年平均流量Q0=0.000317HF，可得数年平均流量为0.015m3/s。图2-1年均降雨量2.2.3设计径流年内分派根据《四川省水文手册》附图“数年平均径流深等值线图”可得项目区数年平均径流深为H=455mm。根据附图“年径流变差系数CV等值线图”可得变差系数CV=0.34。按照《四川省水文手册》规定，全省一律采用CS=2CV，一般小型水利水电工程的水文计算，一般采用保证率20%、50%、80%，运用于本工程。查表可得设计频率的皮尔逊=3\*ROMANIII型曲线模比系数KP值，通过计算可得设计年净流量W20%=16.18万方，W50%=12.23万方，W80%=9.05万方。(取F=0.28km2)W=0.1FR（万方）。根据《四川省水文手册》的“年径流内分派分区图”，项目区属于5区川西平原区第2类，因此，降对应的年设计年净流量按模型分派百分数分派后得到设计断面的径流年内分派过程，见表2-1。表2-1笔架水库径流年内分派（万m3）频率（%）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月整年200.0400.0640.0290.3810.2430.3810.9421.9181.2080.3290.1620.0815.78500.0870.0480.0740.1310.1351.0051.5640.6120.2010.3450.1090.0574.37800.0320.0290.0060.0030.1490.1391.0950.4010.7430.2970.2460.0903.232.3洪水 2.3.1暴雨笔架水库的洪水有暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨对应。年最大流量在6～9月，据调查洪水多发生于7月。暴雨洪水是经典的山溪洪水，洪水历时较短，陡涨陡落，洪水过程为单峰，一般历时不到1天。2.3.2洪水原则笔架水库库容为40万方是小（2）型水库，根据水利水电工程枢纽的等别、水工建筑物的级别及水库工程水工建筑物的防洪原则，确定大坝防洪原则按一遇（P=5%）洪水设计，2一遇（P=0.5%）洪水校核，溢洪道消能防冲洪水采用一遇（10%）。2.3.3设计暴雨由于笔架水库所在地区属于无资料地区，本次设计采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》【2】（）（如下简称《手册》）等值线法推求设计暴雨，用推理公式法推求设计洪水。=1\*GB3①水库流域特性值特性值流域面积F、长度L、坡降J在1:10000航测图上量取计算得到，详见表2-2。表2-2笔架水库坝址以上特性值计算成果F(km2)L(km)J(‰)0.10.4243.3=2\*GB3②设计点暴雨查《手册》该地区年最大1/6小时，1小时，6小时，24小时暴雨均值及其记录参数Cv（变差系数），对应皮尔逊=3\*ROMANIII型曲线模比系数Kp值表（《手册》附表六上查出对应的Cv值和Cs=3.5Cv的Kp值），详细数据详见表2-3。表2-3笔架水库不一样历时暴雨设计值时段（mm）CvCs/CvKp（0.5%）Kp(5.0%)Kp(10.0%)1/6h190.323.52.061.571.401h52.50.353.52.291.671.476h870.473.52.791.881.6024h1280.63.53.342.091.72通过《手册》公式得出设计频率年最大1/6小时，1小时，6小时，24小时暴雨量H，成果见表2-4。表2-4笔架水库不一样历时设计暴雨计算成果表P(％)H1/6(mm)H1(mm)H6(mm)H24(mm)0.535.02114.5228.78384.1526.6983.5154.16240.351023.873.5131.2197.82.3.4设计洪水根据设计暴雨计算成果，使用《手册》推理公式推求设计洪水。基本公式为：式中：Q——最大流量，m3/s；ψ——洪峰径流系数；s——暴雨雨力，mm/h；τ——流域汇流时间，h；n——暴雨公式指数；F——流域面积，km2。其中洪峰径流系数ψ的计算公式【3】为：当时ψ=1-；当时ψ=；式中：——产流历时；——内地表的平均入渗能力；——暴雨递减指数；——1h的设计平均雨量，亦称雨力，单位mm/h；根据地区区域状况使用《手册》中公式计算产汇流参数如下：产流参数；（Cr=0.18，Cs=0.35Cr）流域特性系数：汇流参数：根据暴雨计算成果由《手册》推理公式法计算出的设计洪水各参数见表2-5。表2-5推理公式参数P(％)θmnSpτ。μΨτ0.52.1270.4670.399120.2250.49111.5230.9210.50352.1270.4670.41487.6750.5359.8130.9050.551102.1270.4670.41977.1750.5549.2930.8970.572根据设计暴雨计算成果，使用《手册》推理公式推求设计洪水。最大流量：根据所选用的产汇流计算参数，用上述公式计算出各频率设计洪峰流量。笔架水库各设计频率洪峰流量见表2-6。表2-6笔架水库坝址以上设计洪水P(%)0.5510Q(m3/s)4.052.832.412.3.5校核根据《手册》规定，用所求的最大流量Q反求m′值，看m′值与前面所求的汇流参数m与否十分相近，两者应十分靠近，若不是则需要重新进行校核计算。校核参数：经计算m′=0.504，与前面m值基本一致。2.3.6设计洪水过程线按《手册》中东部地区单峰洪水（1）过程线概化模型，运用求得的设计洪峰流量及洪水总量按峰量控制放大推求设计洪水过程线。见表2-7，图2-2。表2-7笔架水库设计洪水计算校核洪水（P=0.5%）设计洪水（P=5%）t(h)Q't(m3/s)t(h)Q't(m3/s)0.0000.0390.0000.0390.6360.2420.5540.1800.8270.4440.7210.3221.0820.8490.9430.6041.2731.6591.1091.1691.5912.4681.3861.7341.9733.2781.7192.2982.3863.8852.0792.7222.8644.0882.4952.8633.1183.8852.7172.7223.4683.2783.0222.2983.9462.4683.4381.7344.5821.6593.9921.1695.6960.8494.9630.6046.6820.4445.8220.3227.5730.2426.5980.1809.8640.0398.5940.039图2-2笔架水库设计洪水过程线2.3.7施工设计洪水根据施工规定，需提供笔架水库施工期分期洪水。洪水原则采用一遇或5年一遇。设计流域无实测流量资料。本次设计搜集到东坡区岳沟河水利防洪工程设计资料，该资料已通过有关部门审查，该资料中提供了眉山伏龙站的分期设计洪水成果，见表2-8。结合暴雨洪水特性分析可知，河流洪水随降雨变化，有明显的季节性，每年5月进入汛期前过渡期，洪水量级明显增大，6～9月为主汛期，10月为汛后过渡期，11月至翌年2月为稳定的推水期。根据洪水年内变化规律，结合施工规定，将整年划分为12～3、4、5、6～9、10、11月共7个时段进行记录。主汛期（6～9月）采用年最大洪峰流量计算成果，其他各分期按枯水期及汛前、汛后过渡期采用水文比拟法，将伏龙站分期洪水成果按集水面积比的n次方移至核桃堰水库，枯水期n=1，汛前、汛后过渡期n=0.8。笔架水库分期洪水计算成果见表2-9，介于洪水的随机性，分期设计洪水成果应提前或错后10天使用，以策安全。表2-8伏龙站分期洪水成果表分期月份各频率设计值（m3/s）备注P=10%P=20%枯水期12～翌年3月11.08.0伏龙站控制集水面积271km2过渡期汛前4月66.038.05月80.045.0汛后10月54.032.011月26.018.0表2-9笔架水库分期洪水计算成果表分期月份各频率设计值（m3/s）P=10%P=20%枯水期12～翌年3月0.0040.003过渡期汛前4月0.0440.0255月0.0530.03汛后10月0.0360.02111月0.0170.0122.4泥沙工程附近无实测泥沙资料，故泥沙计算采用《四川省水文手册》规定的公式计算。根据《四川省水文手册》数年平均侵蚀模数等值线图，查得设计流域的数年平均侵蚀模数为480t/km2，坝址以上流域面积为0.1km2，由下列计算得设计流域的悬移质年输沙量为48t。基本公式为：式中：G——悬移质年输沙量（吨）；——悬移质年输沙模数（t/km2）；F——集水面积（km2）。推移质泥沙采用占悬移质泥沙的比例系数法推求，本工程所在区域属于山丘区，因此本工程推移质泥沙按悬移质输沙量的15%估算，坝址推移质输沙量7.2t。年输沙总量为悬移质输沙量与估算的推移质输沙量之和，总输沙量55.2t。水库泥沙年平均淤积总量为：式中：——水库泥沙年平均淤积总量（m3）；——水库泥沙淤积容重（取1.3t/m3）；——推移质占悬移质泥沙的百分率。计算得水库泥沙年平均淤积总量为42.46m3。2.5水位-面积及水位-库容关系曲线笔架水库的水位-面积及水位-库容关系曲线由1:500的实测库区地形图量获得。见表2-10，图2-3、2-4。表2-10笔架水库水位~面积~库容曲线表水位（m）421422423424425426427428429430431432433434面积(万m2)00.81.11.51.933.33.63.94.14.54.74.95.11库容(万m3)00.41.352.654.356.89.9513.417.221.1525.4530.0534.8540图2-3笔架水库水位~面积曲线图图2-4笔架水库水位~库容曲线3地质3.1地形地貌东坡区在地形上属总岗山（西部）和龙泉山（东部）前缘所挟持的岷江河谷平原（中部）地形中极小的一部分，低山、丘陵、平原为基当地形。岷江由北而南纵贯全区，其平原为地势最低处；东西两侧丘陵、低山，为地势较高和最高部位；台地为其间过渡地形。因此，总体地势由河谷向两侧渐次增高，最高点位于西部低山万胜镇繁华村与蒲江交界的大梧树，海拔948.5m，最低点位于南部永寿镇岷江阀子渡河心，海拔391.4m，相对高差557.1m。东部丘陵最高点位于南部柳圣乡莲花村桐子岭，海拔561m，与全区最低点比仅高169.6m，与最高点比则低387.5m。3.2地层岩性工区内重要出露地层为白垩系上统灌口组（K2g）、第四系上更新统（Q4）和第四系人工堆积层（Q4ml）。根据沉积旋回，可将水库区地层由老至新分别描述如下：1白垩系上统灌口组（K2g）：棕红色粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层，厚度400～700m。广泛分布在工程区。2第四系残坡堆积层（Q4el+dl）：重要黄褐色粘土，层厚为0m～5m，分布于山前台地。3第四系坡崩积、坡积堆积层（Q4col+el）：重要为粘土夹块石，构造松散，层厚为0m～3.0m，分布于坡脚、台地、缓坡。4第四系冲、洪积堆积层（Q4al+pl）：重要为砂土、亚砂土、粘土、亚粘土夹砂卵砾石透镜体构成，厚3m～70m5第四系人工堆积层（Q4ml）：重要为素填土和耕土，系筑坝时堆积而成，黄褐色、紫红色粘土，密实、稍湿、可塑。局部含少许角砾和碎石，回填时间已久，厚度为0.5～26.1m。各试验成果如下表所示：表3-1原则贯入试验成果表岩土名称频数(次)范围值（击）平均值（击）原则差（σ）变异系数（δ）修正系数原则值（击）粘土135.7～76.380.4970.0780.9345.96表3-2粘土土工试验成果表指标项目频数n范围值平均值φm原则差σf变异系数δ修正系数ψi修正值φk含水率ω（％）821.5～29.224.3503.0460.1251.08526.408土粒比重Gs82.71～2.732.7200.0090.0030.9982.714孔隙比e40.642～0.7130.671――――――――塑限ωP（%）418.5～20.519.050――――――――液限ωL（%）429.7～32.530.725――――――――塑性指数IP411.1～12.211.675――――――――液性指数IL40.26～0.330.300――――――――压缩系数αvo.1~0.2(MPa-1)40.26～0.40.308――――――――压缩模量ES（MPa）44.3～6.45.600――――――――内聚力C（kPa）427.14～39.0634.838――――――――内摩擦角Ф（°）416.72～20.8218.237――――――――表3-3中风化粉砂质泥岩物理力学指标试验成果登记表项目指标范围值平均值原则差变异系数修正系数原则值天然含水率W0%)4.3～6.75.4170.9260.1710.8594.652天然密度ρ（g/cm3）2.43～2.582.4770.0570.0230.9812.430抗压强度(MPa)天然抗压强度8.63～16.412.0503.4180.2840.7669.228干抗压强度20.68～49.9738.16011.1270.2920.75928.974饱和抗压强度3.31～7.865.5871.9240.3440.7163.998软化系数η0.1～0.20.1520.0420.2780.7710.117根据试验资料和区域地质资料，中风化粉砂质泥岩内聚力C取0.6MPa，内摩擦角Φ取40度。3.3地质构造及地震东坡区地质构造属新华夏系第三沉降带中四川沉降褶皱带中极小一部分，重要构造形迹为走向北北东—北东的熊坡背斜、盐井沟背斜、三苏背斜、眉彭向斜，里仁向斜及其成生的断层和节理裂隙。根据资料，东坡区自中更新世以来，新构造运动升降幅度在减小，因此从总体上讲新构造运动对东坡区地质灾害的发育的影响和控制是一种渐变的、由量的积累到质的突变的一种缓慢的过程。它在塑造以西山为主的山、丘地形差异中就为东坡区地质灾害的发育提供了必要的地形条件。据《中国地震动参数区划图》【4】（GB18306-）坝址区地震动参数加速度为0.10g，对应地震基本烈度为Ⅶ度。3.4库区工程地质条件3.4.1渗漏条件坝址位于成都平原边缘地带，属低山浅丘区，岸坡为坡状，地形坡度较缓。库区地质构造简朴，工程区内重要出露地层为白垩系上统灌口组（K2g）棕红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层、第四系上更新统（Q4）黄色粘土。岩体中裂隙不发育，岩石透水性弱，库区范围内未发现断层构造形迹，不存在邻谷渗漏问题。因此，库区不存在水库渗漏问题。3.4.2水库浸没笔架水库正常蓄水位高程为433.7m，水库蓄满水后高程大概早433.7～434.3之间也许存在浸没，经实地勘查，该范围内为山体，不存在沉没问题。库区地下水位埋藏深，水库蓄水后不会抬高地下水位到地表附近，通过数年运行调查发现，水库不存在浸没问题。3.4.3库岸稳定水库岩坡重要由缓倾角产出的软硬相间岩层构成，坡角陡，不存在岸坡再造问题。3.5坝区工程地质条件及其评价3.5.1大坝工程地质条件及其评价（一）坝体土料的物理力学特性本水库为均质土坝，土料为黄色粘土，填土均匀密实，岩土渗透性分级属弱透水性土类（K<10-5m（二）渗漏1、坝体渗漏（1）根据我的计算成果，三种计算工况：正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位在下游无水时，计算浸润线均在合理位置。（2）三种工况下通过坝体的单宽渗流量很小，坝体不存在大的渗漏问题。2、坝基、坝肩渗漏坝基为白垩系上统灌口组（K2g）棕红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层，根据水库运行观测和现场勘察，坝基未出现渗漏现象；坝肩坡体宽厚，不存在绕坝渗漏现象。3.5.2坝肩工程地质条件及其评价坝址处左、右坝肩均出露白垩系上统灌口组（K2g）棕红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层，稳定且不存在绕坝渗漏。3.5.3溢洪道工程地质条件及其评价溢洪道出露白垩系上统灌口组（K2g）棕红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层，工程地质条件很好。根据钻探显示和地质调查，中风化粉砂质泥岩埋深较浅约3.5m。（根据试验资料和区域地质资料，中风化粉砂质泥岩内聚力C取0.6MPa，内摩擦角Φ取40度。）3.6天然建筑材料 土石坝因其诸多优势逐渐发展成为世界上坝工建设中发展最快的坝型,并在实际的设计施工当中,逐渐形成了采用砾质粘土来替代纯粘土作为心墙料的土石心墙坝。由天然砾质粘土或粘土和砾石按照一定比例掺合而成的砾质粘土经碾压后一般均可获得较高的密度及强度、较低的压缩性,同步仍具有很好的防渗性能和施工性能,极大地弥补了纯粘土心墙土石坝的缺陷【5】。选定岷江河砂石料场，运距24Km,合计储量：砂10×104m3，卵砾石12×104m3。其砂粒度中等，含泥量、云母含量、有机质含量等均符合砼细骨料的技术规范规定，其砾样试验成果与砼用细骨料质量技术指标关系表如下：比重2.67g/cm3（＞2.55），干松溶重γd=16.1KN/m3（＞15），孔隙率38.6%（＜40%），云母含量微量（＜1%），含泥量4.5%（＜5%），活性骨料含量无，硫酸盐及硫化物含量少许，有机质含量合格，粒度：粒变模数2.21（2.5～3.5为宜），平均粒径0.39（0.36～0.50为宜）。年产量超过8×104m4枢纽总体布置4.1枢纽任务笔架水库位于眉山市东坡区金花乡川古村8组，集雨面积1.8平方公里，设计总库容40万方，最大坝高15米，死库容2万m3，设计浇灌面积0.12万亩，该水库是一座以浇灌为主，均有防洪、养殖等功能的小（二）型水库。枢纽由大坝、溢洪道、放水设施构成。水库设计浇灌面积0.1万亩，其中：新增0.09万亩，改善灌面0.01万亩。新建配套渠道11km，其中：骨干工程4km，田间工程7km。水库需占地50亩，拆迁人口2户7人。工程建设是处理农业干旱缺水和保护下游人民群众生命财产安全的需要。对深入提高和改善水库灌区的农业生产和生活条件、增长农民收入，推进地方经济发展，推进灌区全面建设小康社会步伐将起到极其重要的作用。4.2枢纽等别和建筑物级别4.2.1水库建筑物构成笔架水库工程由水库枢纽（大坝、溢洪道和放水设施）和渠系二大工程构成。水库枢纽工程包括大坝、溢洪道及放水设施、库内提灌站等建筑物；渠系工程为新建配套渠道12km（骨干工程4km，田间工程8km）及建筑物140处。4.2.2工程规模根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计原则》【6】以及该工程的某些指标确定工程规模如下：1）各效益指标等别：根据设计枢纽浇灌面积为0.12万亩，不不小于0.5万亩，，属于小（二）型水库规模，属V等工程；根据总库容为40万m3，在0.01～0.001亿m3，属V等工程。2）水库枢纽等别：根据规范规定，对具有综合运用效益的水电工程，各效益指标分属不一样等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为V等工程。3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分原则，V等工程的重要建筑物为5级水工建筑物，该水库是一座小（二）型水库,因此本枢纽中的大坝、溢洪道、放水设施、均为5级水工建筑物。4.3设计数据4.3.1工程等别：根据《防洪原则》【7】GB50201-94有关规定，水库总库容40万方，工程为小(2)型工程，工程等级为=5\*ROMANV等，重要建筑物为5级建筑物，次要建筑物为5级。4.3.2水库规划资料：1)正常蓄水位：433.55m；2)设计洪水位：433.90m；3)校核洪水位：434.00m；4)死水位：426.00m；5)总库容：40万m3；6)死库容：2万m3；7)兴利库容33万m3；8)设计浇灌面积0.12万亩；4.4坝型选择4.4.1挡水建筑物型式的选择：挡水建筑物型式的选择关系到整个地形的工程量、投资的工期，除筑坝材料是坝型选择的重要原因外，还要根据地形地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理方案、抗震规定等多种原因进行研究比较，最终选定技术上可靠、经济上合理的坝型。工程中重要的挡水建筑物型式有重力坝、拱坝、土石坝，现对多种坝型进行比较【8】：1）由于拱坝剖面较薄，坝体几何形状复杂。因此，对于施工质量、筑坝材料强度和防渗规定等都较重力坝严格。建拱坝理想的地形应是左右岸对称，呈“V”字型，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段。坝肩两岸山体要有足够的岩体支撑，以保证坝体的稳定。总之，拱坝的设计、施工较复杂，费用较高。2）尽管重力坝有安全可靠，对地形、地质条件适应性强等长处，但也存在如下某些缺陷：（1）坝体剖面尺寸大，材料用量多。（2）坝体应力较低，材料强度不能充足发挥。（3）坝体与地基接触面积大，对应坝底扬压力大，对稳定不利。（4）坝体体积大，由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力。因此，在浇筑混凝土时，需要有较严格的温度控制措施。3）土石坝包括均质坝、混凝土斜墙坝、面板堆石坝、混凝土心墙坝、粘土心墙坝、粘土斜墙坝等，土石坝具有的优势如下：（1）可以就地、就近取材，节省大量水泥、木材和钢材，减少工地的外界运送量。（2）能适应多种不一样的地形、地质和气候条件。（3）大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加紧了进度，减少了造价，增进了高土石坝建设的发展。（4）由于岩土力学理论、试验手段和计算技术的发展，提高了大坝分析计算的水平，加紧了设计进度，深入保障了大坝设计的安全可靠性。（5）高边坡、地下工程构造、高速水流【9】消能防洪等土石坝配套工程设计和施工技术的综合发展，对加速土石坝的建设和推广也起到了重要的增进作用。综合以上各原因以及工程区的地形、地质、建筑材料、气候、施工和工程量、投资等条件，该地区合适建土石坝。4.4.2泄水建筑物的选择物土石坝最适合采用岸边溢洪道进行泄洪，本工程采用正槽式溢洪道泄洪，泄水槽与堰上水流方向基本一致，水流平顺，泄洪能力大，构造简朴，运行安全可靠，合用于多种水头和流量。5土石坝设计5.1坝址选择根据笔架水库的地形、来水条件和蓄水量等原因选择坝址。通过现场踏勘，目前有两个坝址可供选择，第一种是在黄莲冲西南方向最狭窄的部位，称为坝1；第二个坝址是在黄莲冲西南方向，在坝1下游约100m的位置，称为坝2。坝址1、坝址2到达正常蓄水位时坝宽分别为144m、160.7m，沟谷谷底均为坡、洪积堆积物，厚度相近，下伏基岩为粉砂质泥岩，沟谷两岸均分布厚度较大的砂岩，呈夹层状产出，两坝线风化卸荷相似，岩层产状偏缓，均倾下游偏右岸，顺层局部发育软弱夹层，其他地质条件类似。坝1是笔架水库最狭窄的地段，在这个位置修筑大坝可缩短大坝长度，节省材料，并且由于大坝长度缩短，减少了大坝的施工难度，客观上提高了大坝的安全性。与坝1相比，坝2的地势相对开阔，并且增大了水库的集雨面积。但这增长了大坝的长度，花费更多的材料，增长了施工难度。综合两种方案的优劣势，选用坝1作为优选坝址。5.2坝型选择（1）粘土心墙坝大坝主体采用土石填筑构造，上游采用C20混凝土预制块护坡。粘土心墙坝顶高程434.50m，最低坝基开挖高程412.89m，最大坝高21.5m，坝顶设C20砼路面，坝顶宽5m，坝顶长144m。下游坝坡为1：3。下游设反滤过度料，反滤层顶高程为421.00m，棱体下游坡为1：1.6。粘土心墙上下游坡比为1：0.25。坝体自上游至下游采用C20混凝土预制块护坡，厚8cm，砂砾石垫层区厚20cm，粘土心墙两侧铺设50cm厚过度料粗砂，下游石碴区为砂岩石碴填筑，排水棱体采用干砌块石填筑。坝体下游采用C15砼格栅草皮护坡。大坝左岸设溢洪道，溢流堰为宽顶堰，堰宽3m，堰顶高程433.55m，溢洪道边墙高1m，全长98.70m。以砂砾料作为坝壳，以粘土料作为防渗体设在坝剖面中部做心墙。与斜墙相比工程量较小，适应不均匀变形、抗震性能都很好，土料在总方量中所占比重不大，施工受气候和季节影响也不大。放水涵管位于大坝坝身右侧，距大坝最右侧距离34m，为钢筋混凝土涵卧管型式。（2）均质坝坝体材料单一，施工简朴，上游采用浆砌卵石作防渗。均质坝坝顶高程434.50m，最大坝高21.5m，坝顶设C20砼路面，坝顶宽5m，大坝坝长144m。下游设马道。马道高程为427.00m，马道宽2m，马道顶铺设C20砼路面。上下游坝坡均为1：3，坝基开挖最低高程为421.00m。大坝上游死水421.75m，如下采用运用料进行压重。整个坝体起防渗左右并保持自身的稳定，土料场在坝址附件选用。壤土的渗透系数为3.01×10-6cm/s，远不不小于渗透系数，满足大坝的防渗条件。但坝坡较缓，剖面大，大坝土料受气候影响大，坝体空隙水压力大。大坝左岸设开敞式溢洪道，堰宽3m，堰顶高程433.55m，溢洪道边墙高1m，全长98.7m。放水设施位于库区内上游左岸，为钢筋混凝土涵卧管型式。（3）面板堆石坝大坝主体采用石碴坝填筑构造，上游采用钢筋混凝土面板防渗。混凝土面板坝顶高程434.50m，最大坝高21.5m，坝顶设C20砼路面，坝顶宽5m，坝顶长144m。坝顶上游侧设置防浪墙，上、下游设马道。马道高程为427.00m，马道宽2m，马道顶铺设C20砼路面。上、下游坝坡均为1：3，最低坝基开挖高程421.00m。大坝上游死水421.75m。坝体自上游至下游提成五个区，特殊垫层区，垫层区，过渡区，上游石碴区，下游石碴区。面板采用C25钢筋砼构造，厚0.3m，垫层区水平宽度2m，过渡区水平宽度3m，上下游石碴区为砂岩石碴填筑。大坝左岸设溢洪道，溢流堰为宽顶堰，堰宽3m，溢洪道边墙高1m，全长98.7m。放水设施位于库区内上游左岸，为钢筋混凝土涵卧管型式。面板堆石坝剖面小，坝坡较陡，施工快，且施工干扰相对较小，造价低。坝址附近没有足够的石料，并且坝址地区有较厚的风化层，选择堆石坝也许导致很大开挖量。面板堆石坝抗震性能较差，对基础沉陷非常敏感，因此不予采用此坝型【10】。综上，选择粘土心墙坝作为笔架水库的坝型。5.3土石坝基本剖面的确定土石坝基本剖面包括上下游坝坡、坝顶宽度、坝顶高程等。5.3.1上下游坝坡土石坝坝坡的大小取决于坝型、坝高、筑坝材料、荷载、坝基性质等原因，且直接影响到坝体的稳定和工程量大小。根据SL274—《碾压式土石坝设计规范》【11】规定：高度在30m如下的为低坝，高度在30～70m之间的土石坝坝高为中坝，高度超过70m的为高坝。由于笔架水库属V等工程，小（2）型水库，以防洪浇灌为主，坝高13.5m，校核洪水位为434.00m，水库最低高程为421m，为低坝，故本坝坝坡设计如下：1）上游坝坡坡率：1：32）下游坝坡坡率：1：33）马道：土石坝上下游分别设置一级马道，马道高程为427.0m，马道宽度取2.0m。5.3.2坝顶宽度坝顶宽度根据运行、施工、构造、交通和地震等方面的综合研究后确定。本坝属于低坝，坝顶无交通规定，SL274—《碾压式土石坝设计规范》 规定：中低坝的坝顶宽度可选5～10m。为便于心墙的施工及节省投资，本设计坝顶宽度取B=5.0m，高程434.50m。5.3.3坝顶高程坝顶高程指坝顶在水库静水位以上的超高：d=ha+e+A式中：d——水库静水位以上的超高（m）；ha——波浪在坝坡上的爬高（m），ha=0.45×hl/mn0.6；hl——设计波浪高（m），丘陵水库hl=1.346×103V01.4583D1/3；V——计算风速（m/s），非正常运用状况下取数年平均最大风速14m/s，正常运用状况取1.5倍最大风速即为21m/s；D——吹程（km），约为1.5km；hl=1.346×10-3×141.4583×1.51/3=0.072m；m——坝坡坡率，查《水工建筑物》【12】上游坝壳采用堆石时，取为2；n——坝坡护面糙率，其值为：抛石—0.035，干砌石—0.0275，浆砌石并勾缝—0.025，沥青和混凝土—0.0155，取为0.0275；ha=0.45×0.072×2-1×0.0275-0.6=0.14me——坝前库水位因风浪引起的壅高（m），e=KV2Dcosa/2gH；K——综合磨阻系数，其值范围为（1.5～5）×10-3，计算时可取3.6×10-3；H——水库水域得平均水深（m），设计水位时H=（433.9-421）/2=6.45m校核水位时H=（434-421）/2=6.5m；a——风向与坝轴线法线方向的夹角，本次设计取为0。e=3.6×10-3×212/（2×9.8×6.45）=0.012me=3.6×10-3×212/（2×9.8×6.5）=0.012m根据大坝等级查表5-1确定A值。表5-1安全加高（m）坝的级别ⅠⅡⅢⅣ、Ⅴ正常运行1.51.00.70.5校核山区、丘陵0.70.50.40.3平原、海滨1.00.70.50.3在正常运行时：d=0.14+0.012+0.5=0.652m；在非正常运行时：d=0.14+0.012+0.3=0.452m；根据《碾压式土石坝设计规范》中满足挡水规定下的坝顶高程等于水库水位与坝顶超高之和，应按如下运用条件计算，取最大值：A、正常蓄水位加正常运行条件的坝顶超高：H坝=433.55+0.652=434.202mB、设计洪水位和正常运行条件的坝顶超高：H坝=433.9+0.452=434.352m若不设防浪墙，则坝顶高程为434.35m，如设防浪墙，墙顶应高于坝顶1.00～1.20m，取墙高0.95m，为保证大坝安全，取坝顶高程434.50m。5.4防渗体设计本土石坝的防渗体为粘土心墙，做成上下游面对称。给出粘土心墙坝坝坡参照值【13】如下表5-2所示：表5-2心墙坝坝坡参照值坝高（m）心墙部分顶宽（m）边坡＜151.51：0.215～252.01：（0.15～0.25）25～352.51：（0.15～0.25）5.4.1防渗体尺寸1）心墙顶宽按照规范及考虑机械化施工的规定，本心墙顶宽设计为5m。2）心墙底宽按照心墙坡率1：0.25计算，考虑到坝体安全，并参照有关类似工程经验，本坝心墙底宽设计为13.5×0.25×2+5=11.75m。3）防渗体超高防渗体顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高，在正常运行条件下，心墙应为0.3～0.6m；在非常运行状况下，均不应低于该工况下的静水位，并应计算风浪爬高的影响，以防风浪形成的壅水通过防渗体顶部渗向下游。当防渗体顶部设有稳定、结实、不透水且与防渗体紧密结合的防浪墙时，可将防渗体顶部高程放宽至正常运用静水位以上即可。本坝防渗体将于防浪墙紧密结合，故防渗体高程设计为434.00m。5.4.2防渗体保护层心墙顶部应设保护层，防止冰冻和干裂。保护层可采用砂、砂砾或碎石，其厚度不不不小于该地区的冻深或干燥深度，本工程厚度采用0.5m。5.4.3坝顶路面高程确定因粘土心墙高程为434.0m，心墙保护层为0.5m，故坝顶路面高程为434.50m。与前面所计算的坝顶高程无误。5.5渗流分析计算5.5.1渗流计算的基本假定1）心墙采用粘土料，渗透系数k=1.0×10-6cm/s,坝壳采用砂土料，渗透系数K=1.0×10-2cm/s,两者相差2）土体中渗流流速不大，且处在层流状态，渗流服从达西定律平均流速v等于渗透系数Ｋ与渗透比降i的乘积，v=K×i；3）发生渗流时土体的空隙体积不变，饱和度不变，渗流为持续的；4）计算措施：采用理正渗流分析软件中的渗流公式法进行渗流计算分析。5.5.2渗流计算状况选择：流计算时应考虑如下组合状况，取其最不利状况作为控制条件：工况一：上游正常高水位433.55m时形成的稳定渗流状况；工况二：上游设计洪水位433.90m时形成的稳定渗流状况；工况三：上游校核洪水位434.00m时形成的稳定渗流状况；5.5.3笔架水库心墙土坝的渗流计算过程5.5.3.1坝址位于成都平原边缘地带，属低山浅丘区，岸坡为坡状，地形坡度较缓。库区地质构造简朴，工程区内重要出露地层为白垩系上统灌口组（K2g）棕红色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层、第四系上更新统（Q4）黄色粘土。岩体中裂隙不发育，岩石透水性弱，库区范围内未发现断层构造形迹，不存在邻谷渗漏问题。因此，库区不存在水库渗漏问题。综合上述渗流条件，采用水力学法进行土坝渗流计算。将坝内渗流分为若干等份，应用维尔金斯公式和水流持续方程求解渗流流量和浸润线方程。5.5.3.2计算断面及公式本设计仅对河槽截面处进行最大断面的渗流计算，并假设地基为不透水。采用的公式：(5.1)(5.2)(5.3)5.5.3.3计算成果见下表5-3表5-3坝体渗流计算成果工况上游水位（m）下游水位（m）单宽渗流量（m3/d.m）1433.55421.750.2782433.9421.750.3023434.0421.750.309坝体渗流计算浸润线：见图5-1，图5-2，图5-3。图5-1笔架水库正常蓄水位浸润线图5-2笔架水库设计洪水位浸润线图5-3笔架水库校核洪水位浸润线5.5.3.5成果分析（1）根据计算成果，三个计算工况：正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位在下游无水时，计算浸润线在合理位置。（2）三种工况下通过坝体的单宽渗流量很小，坝体不存在大的渗漏问题。5.6抗滑稳定分析1）安全系数根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—）规定，对于5级建筑物，采用计及条间作用力的瑞典圆弧法计算，最小安全系数见表5-4。项目区地震烈度为Ⅶ度，故需要考虑地震工况。表5-4坡抗滑稳定最小安全系数运用条件最小安全系数瑞典圆弧法最小安全系数*8%正常运用条件1.251.15非常运用条件Ⅰ1.151.058非常运用条件Ⅱ1.101.0122）坝体材料的物理力学指标坝体土容重采用试验成果平均值，坝体土的抗剪强度指标采用土工试验成果中计算参数提议值。多种材料的力学指标采用状况见表5-5。表5-5筑坝材料重要物理力学计算指标参数材料重度（kN/m3）饱和重度(kN/m3)粘聚力（kPa）内摩擦角（度）坝体土18201020坝基土182020353）计算工况（1）上游坝坡工况一：上游库水位由正常蓄水位433.55m，降至死水位421.75m时形成的非稳定渗流状况；工况二：上游库水位由设计洪水位433.9m降至死水位421.75m时形成的非稳定渗流状况；工况三：上游库水位由校核洪水位434m骤降至正常蓄水位433.7mm再降至死水位421.75mm时形成的非稳定渗流状况。（2）下游坝坡工况一：正常蓄水位433.55m形成的稳定渗流期；工况二：设计洪水位433.9m形成的非稳定渗流期；工况三：校核洪水位434m形成的非稳定渗流期。（3）计算安全系数Kc，按下式计算：(5.4)(5.5)(5.6)4）计算措施及计算成果根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—）的规定，对坝坡的稳定分析采用软件进行计算，按计及条块间作用力的瑞典圆弧法【15】。计算出多种工况下抗滑稳定最小安全系数。计算成果如下表5-6所示：表5-6坝坡抗滑稳定计算成果坝坡工况瑞典圆弧法备注计算Kmin规范Kmin实际允[k]上游工况一1.3341.251.15正常运用工况二1.3361.151.058正常运用工况三1.3361.101.012非常运用Ⅰ下游工况一1.3331.251.15正常运用工况二1.3351.151.058正常运用工况三1.3361.101.012非常运用Ⅰ从上表稳定计算成果可见，目前大坝上、下游坝坡在所有工况条件下抗滑稳定最小安全系数Kmin不小于规范容许值，满足规范规定。6溢洪道设计6.1设计规范和根据6.1.1重要设计规范《水利水电工程等级划分及洪水原则》SL252-《防洪原则》GB50201-94《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997《溢洪道设计规范》SL253-《水工建筑物抗震设计规范》【16】DL5073-6.1.2参照资料《水力学计算手册第二版》李炜主编6.2溢洪道设计基本资料6.2.1工程等别及建筑物等别工程等级及洪水原则：根据《洪水原则》GB50201-94有关规定，水库总库容40万方，工程为小(2)型工程，工程等级为=5\*ROMANV等，重要建筑物为5级建筑物，次要建筑物为5级。水库防洪原则为：校核洪水原则：P=0.5%（2一遇）；设计洪水原则：P=5%（一遇）；溢洪道消能防冲洪水原则：P=10%（一遇）；6.2.2洪水原则本工程大坝为土石坝，根据《水利水电工程等级划分及洪水原则》SL252-规定，大坝防洪原则按一遇（P=5%）洪水设计，2一遇（P=0.5%）洪水校核，溢洪道消能防冲采用一遇（10%）。水库洪水调整计算成果如下表6-1所示：表6-1水库洪水调整计算成果表工况泄量（m3设计洪水1.14校核洪水1.83最大泄量4.886.2.3地震烈度据“5.12”汶川8级特级大地震后公布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-)国标第1号修改单，工程区低振动峰值加速度为0.10g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。6.3溢洪道设计计算书6.3.1溢洪道布置1）溢洪道的型式选择为了满足溢洪道工作的可靠性，选择开敞式溢洪道。2）位置的选择该坝址左岸有较宽阔的场地，是布置溢洪道较理想的位置。3）构造型式选择由于溢洪道进口紧靠水库，水流条件比很好，不设引水渠，导水墙在平面上呈喇叭口状，因此进口段可布置为喇叭口状，有部分开挖，可以作填筑坝的材料。溢洪道布置于大坝左坝肩，为开敞式有闸控制宽顶堰，进口控制段长3m，宽3m；堰顶高程为433.55m，堰顶宽度为3m。进口控制段之后过渡段长3m；陡槽段长度为92.7m，过水断面为矩形，宽由3m渐变到2m，渐变段长为3m。之后紧跟陡槽，后设消力池，使水流平顺地进入原河道。4）泄洪规定及长处（1）采用无闸泄洪对水资源挥霍较大，应采用有闸泄洪。（2）采用闸门泄洪对下游泄水进行控制，减少下游冲刷，还可提高水资源运用率。6.3.2溢洪道水力学计算根据《溢洪道设计规范》【17】SL253-进行溢洪道泄流能力、泄槽水面线和消能计算。6.3.2.1泄流能力采用的宽顶堰过流能力计算公式：式中：m—流量系数，m=0.35；B—溢洪道宽度，B=3m；H0—包括行渐流速的堰上水头，。m3/s 6.3.2.2宽顶堰的计算1、宽顶堰宽：B=3m2、宽顶堰顺水流方向长：，取δ=(434.5-433.55)×3=2.85m，顺水流方向长度选为3m。6.3.2.3渐变段的计算1、渐变段的长度渐变槽长按如下公式计算：式中：—渐变槽首端宽度；—渐变槽末端宽度；—渐变槽收缩角，这里取；—渐变槽长度；因此取L=3m2、渐变段进口深：取1.1，因此：则过水断面面积wk=B×hk=3×0.67=2.01m2湿周xk=B+2hk=3+2×0.67=4.34m水力半径Rk=wk/xk=2.01/4.34=0.46m已知糙率：n=0.017，则故临界坡度为：选用属于陡坡，因此渐变段进口水深h1=hk=0.67m3、渐变段出口水深：采用能量守恒公式进行计算：已知：h1=0.67m，断面流速首末两端的落差：则上式左边得：采用水力学试算法求渐变段出口水深（h2）：（1）设h2=1m；w2=bh2=2×1=2m2；v2==4.88/2=2.44m/s；x2=b+2h2=2+2×1=4m；m2；m；m；；代入上式右边得：（2）同理设h2=0.8m；w2=1.6m2；v2=3.05m/s；x2=3.6m；1.805m2；m；m；；；（3）设h2=0.9m，1.320m；（4）设h2=0.86m1.301m；由于左边1.30≈右边1.301，故认为h2=0.86m合适。6.3.2.4陡槽计算1、鉴别底坡类型：根据选定的溢洪道位置的落差取底坡，底宽b=2m。单宽流量：，取=1.1，则临界水深为其对应水力要素：xK=B+2hk=2+2×0.87=3.74mwk=Bhk=2×0.87=1.74m2Rk=wk/xK=1.74/3.74=0.465m已知糙率：n=0.017，则故临界底坡为：运用EXCEL编程求正常水深H0如下表6-2表6-2正常水深H0梯形断面正常水深计算一、计算资料Q-流量()4.88n—渠道糙率0.017b—渠道底宽(m)2(迭代初值)(m)0.8m—边坡系数0i—渠道底坡1/8二、计算成果正常水深H00.308由于正常水深h0=0.308m〈临界水深hk=0.87m，i=0.125〉0.0065，因此属于陡坡，水流为急流，水面曲线为b2型降水曲线。2、确定陡坡长度：已知堰顶高程为433.55m；收缩段落差ΔH=iL=3/10=0.3m陡坡总跌差：P=433.55-421.75-0.3=11.5m，坡度选用i=0.125因此陡坡段长度：3、水面曲线的计算：用分段求和法计算水面曲线。陡坡段水平投影长度。3.1水面线计算成果如下表6-3所示：表6-3分段求和法棱柱体水面线计算表断面hωVv2/2g(m)Es⊿EsXRCJi-J⊿LΣ⊿L1～10.8611.722.840.411.273.720.4651.730.170.0110030.1139971.512～20.6001.204.070.841.443.200.3849.951.510.450.0262450.0987554.573～30.4600.925.301.431.892.920.3248.526.081.270.0641870.06081320.904～40.3270.657.462.843.162.650.2546.5826.980.340.1140520.01094831.235～50.3080.627.923.203.512.620.2446.2258.213.2计算成果：陡槽末端水深（hc）=0.31m[V]陡槽末端流速（V）=7.92m/s<10m/s,故不须考虑掺气对水深的影响。6.3.2.5计算边墙高度（H）：计算公式：H=ha+⊿ha—掺气后水深；⊿—安全超高，在水深不不小于3.5m时，一般为0.3～0.4m【19】。表6-4陡槽掺气后水深及边墙高度断面陡槽距离(L)计算水深(h)流速(v)掺气增长水深(hv)掺气后水深（ha）边墙高（H）1～10+000.00.862.8400.861.162～20+001.50.604.0700.600.903～30+007.60.465.3000.460.764～40+034.60.337.4600.330.635～50+092.70.317.9200.310.61结论：最大计算水深为0.86m，加上安全超高取0.3m，则陡槽最大边墙高度断面设为1.16m。根据计算成果，绘制水面曲线，如下图6—1因此：图6—1陡槽段水面曲线6.3.2.6消能工水力计算流量计算按最大下泄单宽流量计算：(/s·m)水位流量的组数:1序号单宽流量上游水位下游水位扬压力(/s·m)(m)(m)(kPa)11.627434.000421.3081.000[计算过程]1、判断与否需要建消能工：判断水跃型式的条件：＞，远离式水跃=，临界水跃＜，沉没式水跃其中：为下游水深(m)。若发生远离式水跃，则需要修建消能工，否则不需要。表6-5判断水跃计算成果表单宽流量(/s·m)流速水头(m)上游总水头深(m)收缩断面水深(m)跃后水深(m)下游水深(m)水跃型式1.6270.66713.6670.1052.2170.308远驱式水跃结论：按照设计流量确实定原则：跃后水深与下游水深之差的最大值所对应的流量为设计流量。采用