水陂计算分析
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0.6*0.6*24*1 8.64 8.64 3.9-0.3=3.6 31.104 31.104水平压力（1.0）
小计635.04。
1.抗滑稳定极限状态计算
水陂抗滑稳定极限状态，属承载能力的极限状态，核算时，其作用和材料性能都应该以设计值。
基本荷载时，γo=1，Ψ=1γd=1.2ƒd=0.82/1.3=0.6308，Cd=600/3=200Kpa 2121()(222100skhwkPPHHS=200.91kpa。
垂直力
水平力
垂直力
水平力
自重（1.0）W1
5*2*24*1 240 240 3.9-1=2.9 696 696 W2 0.5*3.8*5*24*1 228 228 3.9-2-(1/3)*3.8=0.63
143.64
143.64 W3 7.8*0.8*24*1 149.76 149.76 3.9-3.9=0 0 0 W4 0.6*0.6*24*1 8.64 8.64 3.9-0.3=3.6 31.104 31.104 W5
W2 0.5*3.8*5*24*1 228 228 3.9-2-(1/3)*3.8=0.63
143.64 143.64 W3 7.8*0.8*24*1 149.76
149.76
3.9-3.9=0 0 0 W4 0.6*0.6*24*1 8.64 8.64 3.9-0.3=3.6 31.104
31.104
③算各角隅点的渗压水头由上游进口段开始，逐次向下游从总水头4.77m相继减去各分段水头损失值，即可求得各角点的渗压水头值：
H1=4.77m，H2=4.124m，H3=3.485m，H4=1.79m，H5=0.9m，H6=0.67m，H7=0.42m，H8=0。
④绘制渗压水头分布图
根据以上算得的渗压水头值，并认为沿水平段的水头损失呈线性变化，即可绘出图。
一、设计上、下游水位
已知：设计洪水流量Q=213km3/s；坡顶高程为45.2m；坝高为2m；总净宽B=4；堰流侧收系数为ε=1；流量系数m=0.45。
①上游水位推求
水陂过流按实用堰泄洪计算，参照《溢洪道设计规范》（sl253-2000）附录A公式A.2.3，宽顶堰过流能力按下式计算：
Q=mεB H3/2
因112.63kpa>0，所以水陂坝踵不会出现拉应力，故满足要求。
b.求进出口水头损失值的修正
①进口处修正。
进口段水头损失值应修正为111``hh=0.71*0.91=0.646进口段水头损失减小值1h为：1h=0.91-0.646=0.264<h2=0.375故铺盖水平段水头损失值应修正为：122`hhh=0.375+0.264=0.639
②出口段处修正。T`=8.1m，T=9.5m，S=1.4m
2)静水压力。按设计值水位最大时，上下游水位的水压力对水陂的影响，计算其标准值。
3)扬压力。浮拖力与渗透力，构成了对水陂坝体向上的力。
(荷载）作用（分项系数）
计算公式
作用标准值
作用设计值对截面形状的力臂L(M)
力矩标准值M(kN*m)
力矩设计值M(kN*m)
垂直力
水平力
垂直力
水平力
自重（1.0）
W1 5*2*24*1 240 240 3.9-1=2.9 696 696
故按实际透水层深度T=9.5m进行计算。
2.渗透压力计算
a.求各段的渗压水头损失值
①进口段：h1=0.91m；
②铺盖水平段：h2=0.375m；③板桩垂直段：h3=1.695m；④底板水平段：h4=0.76m；⑤齿墙垂直段：h5=0.116m；⑥齿墙水平段：h6=0.124m；⑦出口段：h7=0.79m。
由于200.91kpa＜1826.24kpa，所以基本组合的抗滑稳定状态满足要求。
2.水陂抗压强度极限状态计算
基本荷载时，γo=1，Ψ=1γd=1.3
=227.27kpa对于陂址地基：
由于227.27kpa<3076.92kpa，故基本组合时陂址基岩抗压强度极限满足要求。
对于陂址混凝土C10：
由于227.27kpa＜3846.15Kpa，故基本组合时对于水陂坝址混凝土C10抗压强度极限状态满足要求。
3.求底板水平段渗透坡降和渗流出口处的溢出坡
1）渗流出口的平均坡降0ShJ=0.42/0.65=0.646
2)底板水平段平均渗透坡降为
LhJx=0.129
4.验算闸基抗渗稳定性
本工程地基为粉质粘土[J0]=0.7，而实际逸出坡降J0=0.646<[J0]故不会产生流土，粉质粘土水平段容许坡降[xJ]=0.4,而实际底板水平段坡降xJ=0.129远小于[xJ]，说明地基粉质粘土在其与底板的接触面上不会产生接触冲刷。
Q=AC
式中：
Q——流量(m3/s)。
A——渠道过水断面面积（m2）。
C——谢才系数，C=6/11Rn。n——河道糙率，采用0.025。
R——水力半径（m），R=χA。χ——过水断面湿周（m）。J——渠道纵向坡降。
又已知河道底宽为30m，两岸边坡为1:1，河床底坡为0.0015。根据资料可知A=(30+30+2h)*h/2=30h+h2
出口段水头损失应修正为：727``hh=0.42m
h=0.79-0.42=0.37>h6+h5=0.24
故应进一步修正h6、h5采用公式h6`=2h6=0.25m，h5`=0.23，h4`=0.76+0.37-（h6+h5）=0.89
验算：H=`h=0.646+0.639+1.695+0.89+0.23+0.25+0.42=4.77，计算无误。
二、水陂稳定性计算
1)设计洪水情况，上下游水位均到达设计值
1．基本资料
该水陂的设计要求为安全等级5级，其任务是以灌溉为主。该水陂为溢流坝形式的水陂。
其水陂的高程为47.48m.河床上游底部高程与河床下游底部高程一样为40.2m。上游设计水位为2.28m,下游设计水位为2.51m。
坝体的混凝土重度c=24KN/m³，地震设计强度为6级。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，fckd强度标准值为10Mpa,坝基的允许应力设计值为4000Kpa。2.荷载计算自重（包括水自重）。将坝体剖面分成六个矩形，一个平行四边形和两个三角形计算其标准值，其中五个为坝体部分自重，四个为水的自重。
用试算法，假设H，按上式计算Q，当算得的流量Q与水陂设计过流量刚好相等时，此时的水深即为溢流水深H，溢流水深H加上陂顶高程就推算出设计洪水时的上游水位。
可知溢流水深H=2.283m；
则上游水位=堰上水头+陂顶高程=2.283+45.2=47.483m。
②下游水位推求
根据各条河流下游水位流量观测资料，采用水力学公式推求下游水位，计算采用明渠均匀流公式
W5 0.6*0.6*24*1
8.64 8.64 3.9-0.3=3正常蓄水期，上下游水位与陂顶齐平，下游水位平消力池池顶。荷载计算结果如下：见表3 (荷载）作用（分项系数）
计算公式作用标准值
作用设计值对截面形状的力臂L(M)
力矩标准值M(kN*m)
力矩设计值M(kN*m)
3.水陂上下游拉应力正常使用极限状态计算
因上下游坝踵不出现拉应力属于正常使用状态，故采用作用的标准值。规范上下游坝踵不会出现拉应力的结构功能系数极限值为C1=0，施工期和完建无水期时上下游辣应力的允许值小于0.1Mpa的拉应力，结构功能的极限值C2=0.1Mpa。验算结果为：112.63kpa >0
X=30+2*h2；
总上所述，可用试算法推求出下游水位h=2.51m。
（四）水陂防渗设计
1.阻力系数的计算
a.确定有效深度
由于L0=7+7.8=14.8m，S0=40.2-33.2=7m，故L0/S0=14.8/7=2.1<5，故由公式计算Te得：Te=26.150
SLLOO=5*14.8/（1.6*2.1+2）=13.8>9.5m
小计635.04。
1.抗滑稳定极限状态计算
水陂抗滑稳定极限状态，属承载能力的极限状态，核算时，其作用和材料性能都应该以设计值。
基本荷载时，γo=1，Ψ=1γd=1.2ƒd=0.82/1.3=0.6308，Cd=600/3=200Kpa 2121()(222100skhwkPPHHS=200.91kpa。
垂直力
水平力
垂直力
水平力
自重（1.0）W1
5*2*24*1 240 240 3.9-1=2.9 696 696 W2 0.5*3.8*5*24*1 228 228 3.9-2-(1/3)*3.8=0.63
143.64
143.64 W3 7.8*0.8*24*1 149.76 149.76 3.9-3.9=0 0 0 W4 0.6*0.6*24*1 8.64 8.64 3.9-0.3=3.6 31.104 31.104 W5
W2 0.5*3.8*5*24*1 228 228 3.9-2-(1/3)*3.8=0.63
143.64 143.64 W3 7.8*0.8*24*1 149.76
149.76
3.9-3.9=0 0 0 W4 0.6*0.6*24*1 8.64 8.64 3.9-0.3=3.6 31.104
31.104
③算各角隅点的渗压水头由上游进口段开始，逐次向下游从总水头4.77m相继减去各分段水头损失值，即可求得各角点的渗压水头值：
H1=4.77m，H2=4.124m，H3=3.485m，H4=1.79m，H5=0.9m，H6=0.67m，H7=0.42m，H8=0。
④绘制渗压水头分布图
根据以上算得的渗压水头值，并认为沿水平段的水头损失呈线性变化，即可绘出图。
一、设计上、下游水位
已知：设计洪水流量Q=213km3/s；坡顶高程为45.2m；坝高为2m；总净宽B=4；堰流侧收系数为ε=1；流量系数m=0.45。
①上游水位推求
水陂过流按实用堰泄洪计算，参照《溢洪道设计规范》（sl253-2000）附录A公式A.2.3，宽顶堰过流能力按下式计算：
Q=mεB H3/2
因112.63kpa>0，所以水陂坝踵不会出现拉应力，故满足要求。
b.求进出口水头损失值的修正
①进口处修正。
进口段水头损失值应修正为111``hh=0.71*0.91=0.646进口段水头损失减小值1h为：1h=0.91-0.646=0.264<h2=0.375故铺盖水平段水头损失值应修正为：122`hhh=0.375+0.264=0.639
②出口段处修正。T`=8.1m，T=9.5m，S=1.4m
2)静水压力。按设计值水位最大时，上下游水位的水压力对水陂的影响，计算其标准值。
3)扬压力。浮拖力与渗透力，构成了对水陂坝体向上的力。
(荷载）作用（分项系数）
计算公式
作用标准值
作用设计值对截面形状的力臂L(M)
力矩标准值M(kN*m)
力矩设计值M(kN*m)
垂直力
水平力
垂直力
水平力
自重（1.0）
W1 5*2*24*1 240 240 3.9-1=2.9 696 696
故按实际透水层深度T=9.5m进行计算。
2.渗透压力计算
a.求各段的渗压水头损失值
①进口段：h1=0.91m；
②铺盖水平段：h2=0.375m；③板桩垂直段：h3=1.695m；④底板水平段：h4=0.76m；⑤齿墙垂直段：h5=0.116m；⑥齿墙水平段：h6=0.124m；⑦出口段：h7=0.79m。
由于200.91kpa＜1826.24kpa，所以基本组合的抗滑稳定状态满足要求。
2.水陂抗压强度极限状态计算
基本荷载时，γo=1，Ψ=1γd=1.3
=227.27kpa对于陂址地基：
由于227.27kpa<3076.92kpa，故基本组合时陂址基岩抗压强度极限满足要求。
对于陂址混凝土C10：
由于227.27kpa＜3846.15Kpa，故基本组合时对于水陂坝址混凝土C10抗压强度极限状态满足要求。
3.求底板水平段渗透坡降和渗流出口处的溢出坡
1）渗流出口的平均坡降0ShJ=0.42/0.65=0.646
2)底板水平段平均渗透坡降为
LhJx=0.129
4.验算闸基抗渗稳定性
本工程地基为粉质粘土[J0]=0.7，而实际逸出坡降J0=0.646<[J0]故不会产生流土，粉质粘土水平段容许坡降[xJ]=0.4,而实际底板水平段坡降xJ=0.129远小于[xJ]，说明地基粉质粘土在其与底板的接触面上不会产生接触冲刷。
Q=AC
式中：
Q——流量(m3/s)。
A——渠道过水断面面积（m2）。
C——谢才系数，C=6/11Rn。n——河道糙率，采用0.025。
R——水力半径（m），R=χA。χ——过水断面湿周（m）。J——渠道纵向坡降。
又已知河道底宽为30m，两岸边坡为1:1，河床底坡为0.0015。根据资料可知A=(30+30+2h)*h/2=30h+h2
出口段水头损失应修正为：727``hh=0.42m
h=0.79-0.42=0.37>h6+h5=0.24
故应进一步修正h6、h5采用公式h6`=2h6=0.25m，h5`=0.23，h4`=0.76+0.37-（h6+h5）=0.89
验算：H=`h=0.646+0.639+1.695+0.89+0.23+0.25+0.42=4.77，计算无误。
二、水陂稳定性计算
1)设计洪水情况，上下游水位均到达设计值
1．基本资料
该水陂的设计要求为安全等级5级，其任务是以灌溉为主。该水陂为溢流坝形式的水陂。
其水陂的高程为47.48m.河床上游底部高程与河床下游底部高程一样为40.2m。上游设计水位为2.28m,下游设计水位为2.51m。
坝体的混凝土重度c=24KN/m³，地震设计强度为6级。拟采用混凝土强度等级C10，90d龄期，fckd强度标准值为10Mpa,坝基的允许应力设计值为4000Kpa。2.荷载计算自重（包括水自重）。将坝体剖面分成六个矩形，一个平行四边形和两个三角形计算其标准值，其中五个为坝体部分自重，四个为水的自重。
用试算法，假设H，按上式计算Q，当算得的流量Q与水陂设计过流量刚好相等时，此时的水深即为溢流水深H，溢流水深H加上陂顶高程就推算出设计洪水时的上游水位。
可知溢流水深H=2.283m；
则上游水位=堰上水头+陂顶高程=2.283+45.2=47.483m。
②下游水位推求
根据各条河流下游水位流量观测资料，采用水力学公式推求下游水位，计算采用明渠均匀流公式
W5 0.6*0.6*24*1
8.64 8.64 3.9-0.3=3正常蓄水期，上下游水位与陂顶齐平，下游水位平消力池池顶。荷载计算结果如下：见表3 (荷载）作用（分项系数）
计算公式作用标准值
作用设计值对截面形状的力臂L(M)
力矩标准值M(kN*m)
力矩设计值M(kN*m)
3.水陂上下游拉应力正常使用极限状态计算
因上下游坝踵不出现拉应力属于正常使用状态，故采用作用的标准值。规范上下游坝踵不会出现拉应力的结构功能系数极限值为C1=0，施工期和完建无水期时上下游辣应力的允许值小于0.1Mpa的拉应力，结构功能的极限值C2=0.1Mpa。验算结果为：112.63kpa >0
X=30+2*h2；
总上所述，可用试算法推求出下游水位h=2.51m。
（四）水陂防渗设计
1.阻力系数的计算
a.确定有效深度
由于L0=7+7.8=14.8m，S0=40.2-33.2=7m，故L0/S0=14.8/7=2.1<5，故由公式计算Te得：Te=26.150
SLLOO=5*14.8/（1.6*2.1+2）=13.8>9.5m