溢洪道的设计电子教案

溢洪道的设计

精品资料

2012年8月

目录

1 设计目的和要求 (1)

2设计资料 (1)

2.1 工程概况 (1)

2.2 基本资料 (1)

2.2.1 气象 (1)

2.2.2 洪水 (2)

2.2.3 地质 (2)

2.2.4 其他 (2)

3 工程设计 (2)

3.1 工程布置 (2)

3.1.1枢纽的等别、溢洪道级别及洪水设计标准 (2)

3.1.2溢洪道的位置、型式及组成 (3)

3.2 溢洪道的型式及尺寸 (6)

3.2.1进口段 (6)

3.2.2控制段 (6)

3.2.3 泄槽段 (7)

3.2.4消能段 (8)

3.2.5 尾水渠 (8)

4 设计计算 (8)

4.1水力计算 (8)

4.1.1过流能力的计算 (8)

4.1.2泄槽水面线计算 (8)

4.1.3消能防冲计算 (12)

4.1.4渗流计算 (13)

4.2 控制段稳定计算 (13)

4.2.1计算公式： (13)

4.2.2荷载组合： (14)

4.2.3列表计算： (14)

4.2.4计算结果 (18)

1 设计目的和要求

通过课程设计培养学生了解并掌握实际水利工程的设计内容、方法和步骤，巩固专业课、技术基础课及基础课所学的知识，培养运用所学知识解决实际工程问题的能力，训练学生编写设计书、绘图的能力和技巧，培养查阅文献及规范的能力。

要求每个学生对设计内容中的各个环节做出系统的个人成果。每个人必须编写完整的课程设计成果。说明书简明扼要、条理清楚，计算方法得当、结果准确，设计方案合理可行，水工图纸布局合理、线条标注规范、图面整洁，能正确反应设计意图。

2设计资料

2.1 工程概况

吴岭水库枢纽工程位于汉北河支流东河上，坝址在湖北省某县境内，距县城22km。水库控制东河上流余家嘴、斋婆店两条主要河流，河道平均坡度为3‰。水库坝址以上乘雨面积102km²。流域多年平均降雨量1020.9mm。水库总库

容7220万m³，是一座以灌溉为主、兼有防洪、水产养殖、城镇供水等综合利用的中型水利工程。吴岭水库枢纽工程主要由大坝、副坝1、副坝2、正常溢洪道、东输水管、西输水管及灌区工程等组成。

2.2 基本资料

2.2.1 气象

本流域属北亚热带湿润季风气候区，多年平均气温16℃，极端最高气温41℃(1971年7月)，极端最低气温-10℃(1995年1月)，多年平均最大风速78级(17.32m/s），多年平均日照时数2030h，全年无霜期平均长达254d。多年平均降雨量1020.9mm（统计到期1998年），东河流域洪水来自暴雨，汛期为每年的410月。

2.2.2 洪水

设计洪水的计算结果见表1

表1 吴岭水库溢洪道设计洪水结果

频率 3.33% 2% 1% 0.2% 0.1%

270.0 287.0 370.4 436.0 499.0 下泄流量(m³

/s）

2.2.3 地质

溢洪道场地内上覆土层为第四系上更新统残坡积物，主要由粘土、含碎石粘土组成，层底高程57.60m左右。下伏基岩为二迭系下统栖霞组含燧石结核基岩。

地基土力学指标：

残坡积粘土：湿重18.7KN/m³,孔隙比e=0.993，内摩察角Φ=9，凝聚力

C=51.7Kpa/m²，渗透系数K=8.25cm/s，地基土壤变形系数E0=8.8Mpa，地基允许承载力[σ]=190Kpa。

填土与墙后摩擦角δ= 0。本区不考虑地震作用。

2.2.4 其他

根据该工程的实际情况，溢洪道两岸为四级公路；闸门采用弧形闸门；根据下游的用水要求及水库的水量平衡，水库正常蓄水位为62.20m。为了减小上游的淹没损失，上游最高洪水位不宜超高65.00m。

3 工程设计

3.1 工程布置

3.1.1枢纽的等别、溢洪道级别及洪水设计标准

查询《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000）（见表2、表3）

表2 水利水电工程分等指标

表3 永久性水工建筑物级别

由水库的总库容值为7220万m³可知，该工程的工程等别为Ⅲ，溢洪道主要建筑物级别为3级，可取其对应的设计洪水及校核洪水分别为50年一遇（2%）及100年一遇（1%）。

3.1.2溢洪道的位置、型式及组成

①溢洪道的型式及总体布置

观察该地形图，以垭口所在位置，初步画出溢洪道轴线及水流轴线，溢洪道轴线与水流方向近于垂直，由划线结果可以看出，该区域适合设置正槽式溢

洪道，控制段应设置在垭口区域的最高地理位置附近，以减少修建闸室时对土方的开挖，节省工程资金。该设计溢洪道由进口段、控制段、泄槽段、消能段及尾水渠段组成。各组成段的相关尺寸设计见3.2（溢洪道的型式及尺寸）。

② 控制段的堰型

观察该地形图可以看出，该区域地形坡度较缓，且垭口地面的高程略高于正常蓄水位，泄流量较小，故该溢洪道的控制段适宜选择宽顶堰（平顶堰）。该堰型的优点为结构简单、施工方便，有利于排泄冰块等漂浮物，缺点是流量系数较小，过流能力较差。但对于该流域而言，由于其流量较小，故可以选用该堰型。

③ 闸门设置及闸孔总宽度

由校核洪水估算控制段总宽度，由资料可知，校核洪水（1%）下泄流量为370.4s m /3，在不设置闸门的情况下，初步设定控制端底板板面高程为62.2m ，进口段顶面高程为57.6m 。以校核情况计算，计算结果见下表4。（忽略动水水头）

其中圆角宽顶堰 ：H

P H

P m /5.12.1/301.036.0⨯+-+=（3/0≤≤H P ）

下泄流量：2

/30

2BH g m Q =（下同）

表4 无闸门时闸孔设计宽度