【《某重力坝工程的水文调节计算案例》4300字】

某重力坝工程的水文调节计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u4842某重力坝工程的水文调节计算案例 11771第一章基本资料 1133671.1流域概况 258471.2水文资料 2235831.2.1径流资料 2324531.2.2洪水资料 2208691.2.3泥沙资料 2129541.2.4冰情资料 399961.2.5水位-流量关系 3224211.3工程地质资料 5239511.3.1区域地质 53391.3.2库区地质 5162851.3.3坝址区工程地质 5266031.4工程地质问题评价与建议 5260331.4.1建基面的选择 5265561.4.2坝基抗滑稳定性评价 644061.4.3坝基渗漏 6248111.4.4左坝段分析 6155091.4.5右坝段分析 6316561.4.6泄洪排沙底孔设计 728905第二章水文调节 8162992.1径流调节计算 8138292.1.1计算方法 883312.1.2天然径流 8225092.1.3入库径流 8281242.1.4径流频率适线计算 8217572.1.5库容曲线计算 10197712.1.6供水量确定 1187792.2洪水调节 11219332.2.1确定系列中特大洪水 1181972.2.2特大洪水重现期的确定 12243122.2.3经验频率计算 1296912.2.4校核洪水流量和设计洪水流量的计算 12278842.3水库特征水位选择 1440292.3.1死水位 1475952.3.2正常蓄水位 14136792.3.3设计洪水位与校核洪水位 15第一章基本资料1.1流域概况本次设计的供水工程坝址位于LJX乡，在黄河干流水温控制站所在河流的上游，其面积大约为九百平方公里。该工程的修建目的是为了给LJX乡供水。1.2水文资料通过调查，发现LJX乡存在有四十一年的径流数据，其时间段为一九七零年至二零一零年。1.2.1径流资料LJX乡有一个水文观测站，经过调查及整理该水文站收集的观测数据（具体数据见附录），发现LJX乡年均径流量约为两千八百万立方米，年均自然径流量约为两千九百万立方米，年均入库径流量约为两千六百万立方米。1.2.2洪水资料LJX乡在1888年、1969年与1977年发生过三次特大洪水，其中1888年的洪水总量最多。经过计算，专家确认，1888年特大洪水的重现期大约为一百三十年。经过实地测量，LJX屈产河的多年平均洪峰流量为582m³/s。具体资料见附录1表3。1.2.3泥沙资料经过对收集的基本资料进行研究分析（附录1表4），发现LJX多年平均输沙量为793万t。其中，1977年LJX乡的输沙量为5020万吨，悬移质的平均输沙量为661万吨，推移质按照百分之二十计算为132万t。通过对比LJX多年泥沙资料，确定1977年是LJX输沙量最大的一年。1.2.4冰情资料经过对LJX观测站收集的数据进行分析研究，发现其并无实际测量的冰情资料。于是我们对LJX进行了实地调查，通过对河流实际情况的调查以及对当地民众进行的走访，发现LJX乡的结冰期一般为当年十一月到次年三月。1.2.5水位-流量关系通过对LJX观测站收集的数据进行整理、分析，总结出了LJX的水位、流量等资料。数据如下：表1.1LJX水文控制站流量Q～A⋅3通过上表，我们发现LJX的流量Q与A⋅3R图1.1LJX流量Q～A⋅在此基础上，我们利用LJX流量Q～A⋅3图1.2坝下断面水位～流量关系曲线表1.2坝下断面水位～流量关系表1.3工程地质资料1.3.1区域地质LJX乡位于秦岭的中南部，地势不平，且其水文情况与其岩石性质密不可分。此区域的地震烈度经过测量大约为I=6，且这一片区域的地下水主要是以降雨的形式进行补给。1.3.2库区地质该坝建成后，库区回水长度约为3公里。该坝河床和谷底为弱透水层，没有贯通断层，因此大坝建成后的渗漏问题比较少。两岸岩石整体稳定性较好，但结构较差。土层厚度约为2m，不利于水库的正常运行。经过研究，我们发现，大坝建成投产后，其两边的土石坡有随着时间的推移会逐渐掉落，坍落宽度预计为34.4-37.4米。此外，由于此库区位于山区河谷段，两岸有大面积高于正常水位的基岩裸露，因此该库区在进行蓄水后可能由于泥沙的堆积而造成一些功能的性能下降。1.3.3坝址区工程地质经过对资料的整理、分析，我们总结出了所设计大坝坝址的一系列地质数据：LJX大坝坝址所在河谷的宽度大约有三十米，河谷的底部海拔约为八百零九米，其断面的形状从远处看类似于U。除此之外，我们还发现LJX大坝存在有2组节理裂隙，但并没有断层。1.4工程地质问题评价与建议1.4.1建基面的选择通过研究课本，我们发现：建基面指的是混凝土与混凝土之间或者混凝土与其他相关设备连接处的起始面。在水电工程中，建基面主要有四种：绝对基面、假定基面、测站基面以及冻结基面。在本设计中，将基础平面放在T2er-3组弱风化砂岩上。第三岩组(T2er-3)弱风化砂岩承载力为1~1.2MPa。1.4.2坝基抗滑稳定性评价通过对数据的分析总结，我们发现LJX所在坝址的岩体还是比较稳定的，其抗剪强度经过分析计算为f=0.45，由于大坝基岩节理裂隙发育，建议对T2er-3砂岩、泥岩进行基底面下深度为5m左右的固结灌浆。1.4.3坝基渗漏坝基渗漏是设计大坝时经常需要考虑的一种可能性风险，其具体是指：由于大坝上下游存在水位差，且由于坝体本身材料存在的一定渗水性，在大坝蓄水放水时，水流通过坝体往外或往内渗漏的现象。坝基渗漏很明显会降低水库利用水的效率，此外还有可能增大水流对大坝底部的扬压力，还会不停侵蚀大坝坝基的岩土从而导致坝基失稳。坝基渗漏主要可以分为孔隙性渗漏、裂隙性渗漏以及管道式渗漏。对于控制渗漏的方法，主要有减少渗漏量和减小扬压力两种方向。对于减少坝基渗漏量这个方向，我们可以利用防渗墙、帷幕灌浆以及堵塞溶洞措施来防止；对于减小扬压力这个方向，我们可以利用增设排水孔、排水廊道等工程部件来防止。在实际的设计中，通常会综合考虑坝址所在位置的地质数据以及观测的渗漏严重情况选取一种防渗方法或多种防渗措施结合，以期获得可执行范围内最好的的防渗效率。在本设计中，鉴于基面渗漏严重，应采取工程措施防止渗漏，深度为T2er-2泥岩的2~4m左右。1.4.4左坝段分析左坝肩约2~3m宽，低液限淤泥厚2~3m。左桥台所在区域有接缝，造成裂缝，建议全部挖出来。此处应采取帷幕灌浆措施，深度2~4m，宽度40~50m。1.4.5右坝段分析右坝肩强分化层经过测试，其硬度是比较高的，且厚度约为两米；但其泥岩较为柔软，其厚度大约有四米。另外通过综合分析发现，其土石坡的结构松散，不能满足右坝肩稳定要求，建议全部挖除。水库正常蓄水时，要给右坝肩采取深度为T2er-2泥岩2～4m的帷幕灌浆。通过对基本资料进行分析概括，我们总结出了以下内容：LJX大坝所在位置的地形地质条件整体趋于稳定，但同时也存在一些细节问题。我们经过分析、测试与研究，提出以下建议：LJX大坝的建基面可以考虑放置在T2er-3这一岩组的弱风化砂岩上，并且要挖除所有的强风化岩石与卵石混合土。同时，因为坝体与地基接触面的强度并不是很高，且其完整性也不是很好，可以考虑对LJX所在位置的基岩采取固结灌浆；此外，由于LJX大坝存在坝基渗漏的风险，我们可以对LJX大坝的坝基进行深入泥岩岩体2～4m的帷幕灌浆，左右坝肩同上。除此之外，考虑到施工的复杂度，为了消除可能影响或破坏施工的不利因素，应在开工前清除左右坝肩的松散堆积物、强风化岩体及危石。同时，我们应该在LJX大坝的泄流段设置一些消能组件以防止因为水流的侵蚀而造成的坑的进一步的发展与扩大，以防其影响LJX大坝的坝基的稳定性。此外，考虑到大坝泄流有可能对LJX大坝所在位置的左右岸岸坡进行一定程度上的侵蚀，应对其进行防护以确保LJX大坝两岸地质的稳定性。1.4.6泄洪排沙底孔设计经过研究，我们认为LJX大坝有必要在其非溢流段添置底孔坝段，且需要设置两个泄洪底孔，其具体位置为LJX大坝坝址的主河床。经过勘察，我们发主河床地势不平，海拔大约处于808~814m的范围中。其砂岩层约2m，泥岩断续分布，强风化层厚3~5m，地下水位埋深0~2m。此外，这里需要布置一些减排措施以对应基坑突水。

第二章水文调节2.1径流调节计算2.1.1计算方法径流调节计算采用长系列法与年日调节法。2.1.2天然径流LJX水文站多年平均实测年径流量两千八百三十万立方米左右，多年平均天然年径流量两千九百万立方米左右，具体数值见附录1表1。2.1.3入库径流经过对LJX基本数据进行分析总结，发现LJX大坝所在河流的年平均流入径流量为2679万米。这个值是通过从自然径流中去除约30万亩上游灌溉水获得的。2.1.4径流频率适线计算在本设计中，水文频率采用目标估算和直线拟合方法进行计算，具体计算数据见表2.1和表2.2。表2.1年径流量经验频率计算表

表2.2理论频率配线计算表2.1.5库容曲线计算经过分析研究，我们决定对于入库径流采用LJX大坝所在河流一九七零年到二零一零年的径流数据。

表2.3库容曲线计算表2.1.6供水量确定经过一系列分析，我们决定将LJX大坝的供水量确定为699万m，将其供水流量确定为0.3m/s左右。2.2洪水调节2.2.1确定系列中特大洪水在确定之前，我们先进行了假设。假设LJX大坝所在河流的洪水数据系列经过勘察与分析，共有n年，且将特大洪水用QN表示。一般来讲，其特大洪水可以在所观测的洪水数据之中，也可以不在其之中。当观测系列出现超过三次特大洪水时，可以将此次洪水作为特大洪水进行分析。基本资料：通过分析LJX大坝的基本数据，发现这三次洪水的洪峰流量皆符合特大洪水的特征。2.2.2特大洪水重现期的确定2.2.3经验频率计算计算方法：设总年数(含空缺)为N年，连续实测周期为N年，共A次大洪水。（1）独立样本法非特大洪水的经验频率： Pm=特大洪水的经验频率： PM=M（2）统一样本法 PM= Pm=2.2.4校核洪水流量和设计洪水流量的计算采用三点线法进行计算，数据如下：表2.4洪水流量适线计算表2.3水库特征水位选择2.3.1死水位通过对上表的分析与总结，我们发现，LJX大坝设计中存在着一定程度上的泥沙淤积问题。对此，我们预测，若忽略这些可能对大坝功能及周边环境造成一定影响的因素，大坝在建成投产后一定会比预计的水利效益低，并且会逐渐降低，这对于大坝本身与周边自然环境都是极其不友好的。因此，在LJX大坝的设计中，对于死水位确定这一话题一定要考虑周全，例如泥沙堆积。在一般情况下，我们可以将可能堆积的泥沙看做是基本荷载，以水库达到泥沙淤积平衡前为标准来确定合适的坝前淤积高度。对于这种设计，在一般情况下，我们需要建立数学模型，并进行物理模型试验，最终确定其高度。另外，除了上述计算方式，我们还可以查找之前与LJX大坝设计背景相似的、已经建成投产并且效益还不错的工程，通过分析其他与LJX相似的大坝水文数据，为LJX大坝的坝前淤积高度确定提供一定的案例支撑。在本设计中，通过综合考量，我们决定将LJX大坝的正常坝前泥沙堆积高度定为八百二十二点五米，并且将死水位定为八百二十五米整。2.3.2正常蓄水位经过一系列验证与研究，我们发现洪水是决