溢洪道水面线及挑流消能计算小程序

合集下载

挑流消能(冲坑计算)

(5)、计算L坝处面边总界流层程厚L度δ (m)
Bauer公式
11.200m 6.218m 12.037m 29.455m
0.416m
韩立公式
0.392m
(6)、计算能量厚度
m
3.021
m
3.667
δ3=1/m*δ
0.138
(7)、出口势流水深hp和势流流速vp
hp
弧度α
Yi
H 溢洪道宽B 单宽流量q
-0.821 -1.060
-1.636 -6.71578
0.0 -0.371
-0.755 -1.000
0 -6.1759
0.2 -0.300
-0.681 -0.919
1.636 -5.57058
0.4 -0.200
-0.586 -0.821
3.272 -4.79348
0.6 -0.075
0.8
0.075
-0.465 -0.320
-0.705 -0.569
4.908 -3.8037 6.544 -2.6176
1.0
0.258
-0.145 -0.411
8.18 -1.1861
1.2
0.470
0.055 -0.220
9.816 0.4499
1.4
0.705
0.294 -0.002

印度某水电站泄洪设计方案优化

姚德生;李永胜;李淼

【摘要】水库泄洪问题关系到水库的安全、工程施工进度以及工程投资,介绍了承担国外工程项目需复核原设计方案的合理性,依据相关规范,通过设计方案优化对比,选择施工简单、安全性好、工程投资小、后期运行管理方便的泄洪方案,为今后类似国外工程项目提供参考.

【期刊名称】《水利水电工程设计》

【年(卷),期】2016(035)002

【总页数】3页(P4-6)

【关键词】泄洪;合理性;优化;泄洪方案

【作者】姚德生;李永胜;李淼

【作者单位】中水北方勘测设计研究有限责任公司天津 300222;中水北方勘测设计研究有限责任公司天津 300222;中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

【正文语种】中文

【中图分类】TV222

水电站位于印度某河流上，工程任务为发电。拦河坝采用黏土心墙堆石坝型，最大坝高112.00 m，水库总库容7.57亿m3，地面式电站总装机容量186 MW。工程规模为大 (2)型。水库正常运行水位为276.00 m，最低运行水位为250.00 m。上游最高洪水位采用PMF洪水，入库洪峰流量8 002 m3/s，相应的库水位为

277.45 m，坝下游水位182.11 m。

根据印度提供的原详细设计报告，洪水标准采用PMF洪水，入库洪峰流量8 002 m3/s，经水库调蓄后最大下泄流量为7 200 m3/s。泄洪建筑物包括左岸溢洪道和右岸泄洪排沙洞，左岸溢洪道为岸边式开敞溢洪道，最大泄流能力按不低于2 000 m3/s设计，右岸泄洪排沙洞泄洪能力按不低于5 200 m3/s设计。

溢洪道水面线及挑流消能计算小程序

△s ∑△s
n (10)
C (m) (11)
ν (m/s) (12)
α ν 2 2g (m) (13)
es (m) (14)
△es
(m) (15)
Fra Baidu bibliotek
(m) (21)
(m) (22)
里程（m） (23) 0-10.000
边墙高 H （m） (24) 3.72 3.696
(1) (2) 1 3.32
(4) (5) 0 0 0 0 0 0
7 0.332 8 0.332 9 0.333 10 0.337 11 0.348 12 0.367
90.0014 0+100.000 1.406 92.5014 0+102.500 1.394 94.5014 0+104.500 1.396
0.319 55.116 0.201982 -0.514982 2.226 96.7274 0+106.726 1.428
1.968 6.656 0.3 0.816 0.015 54.415 15.241 12.44 12.77 1.631435 14.72 0.306 54.708 0.23686 0.1631399 1.979 6.66 0.3 0.817 0.015 54.459 15.16 12.31 12.64 -0.13045 15.2 0.296 54.437 0.263044 -0.013044 1.989 6.663 0.3 0.818 0.015 54.503 15.08 12.18 12.51 -0.12884 15.12 0.298 54.481 0.258589 -0.008589 1.994 6.665 0.3 0.818 0.015 54.521 15.045 12.13 12.46 -0.05459 15.06 0.299 54.512 0.255459 -0.005459 1.998 6.666 0.3 0.818 0.015 54.54 15.011 12.07 12.4 -0.05412 15.03 0.299 54.53 0.253608 -0.003608 2.024 6.675 0.3 0.82 0.015 54.646 14.819 11.76 12.1 -0.30381 14.91 0.302 54.593 0.247523 -0.121523 2.085 6.695 0.31 0.823 0.015 54.888 14.387 11.09 11.44 -0.6646 2.204 6.735 0.33 0.83 0.015 55.344 13.61 9.923 10.29 -1.14633 14.6 0.307 54.767 0.2313 14 -0.3323

奋斗水库重力坝溢流坝段的水力设计

ｔｅｐａｔｎｈＥｕｖｓａｏｔｄｉｈｖｒｌｗｓｃｉｎｏｌｎ，ａｄｔｅＷＳｃｒｅｉｄｐｅｎｔｅｏｅｆｅｔ．Ｔｅｈｄａｌｅｉｎｃｌｕａｉｎｏｖｒｌｗｄｍｓｉｔ — ｏｏｈｙｒｕｉｄｓａｃｌｔｆｏｅｆａｉｎｒｃｇｏｏｏ
及导墙采用Ｃ５抗冲耐磨混凝土。２
根据《洪道设计规范》Ｓ２３２０）开敞式ＷＥ溢（Ｌ５－００，Ｓ型实用堰的泄流能力按下列公式计算：适用于／（ｂ≤１０当．，／ｂ＞１０时，／．６仍取值１０）．。
计要求。
采用ＷＥＳ型幂曲线，堰面曲线如图所示，体型参数按其《混凝土重力坝设计规范》Ｓ３９为２０）见表１堰面曲线（Ｌ１０５，，
见图１。
３３堰面水面线计算．
表１堰面曲线参数
。，
堰面水面线根据能量方程，试算法计推求势流水深用计算公式如下：
２１０２年第４期（４第Ｏ卷）
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ４．０１．２２

岸边溢洪道设计[详细]

岸边溢洪道设计

6.3.1溢洪道说明

溢洪道其主要任务是泄洪,土石坝不允许水过坝顶,需要专门修建泄洪建筑物.根据本工程的地形条件,上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽,所以选择溢洪道设置在大坝左岸,为带胸墙孔口式岸边溢洪道.溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成. 6.3.2 溢洪道引水渠

为了使水流平缓,减小或不发生漩涡和翻滚现象,进口采用喇叭口,进口宽度 B=50米.设计流速4米/s,横断面在岩基上接近矩形,边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5;采用梯形断面,进水渠的纵断面做成平底.在靠近溢流堰前断区,由于流速较大,为了防止冲刷和减少水头损失,可采用混泥土护面厚度为0.5米. 6.3.3 控制段

控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物,溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰. 溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,溢流堰作用是控制泄流能力,本次设计采用实用堰,优点是流量大,在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长,工程量小.采用弧形闸门.

初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H 0 堰顶高程H=1838=1858.22—H 0,则H 0=20.22米胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为:

=Q ε溢

式中:

ε ——闸墩侧收缩系数,0.9; 米——流量系数,0.48:; g ——重力加速度 ,9.81 2m/s ;

B ——堰宽,12米;

水位为设计洪水位1858.22米时,堰顶高程1838米,设计Q 溢=4645米3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69米,取B=14米.

溢洪洞

溢洪洞的设计

溢洪洞位于大坝右岸，由引渠段、进口段、洞身段、出口消能段组成，总长602.5m,进口高程为▽587m，隧洞出口高程为▽490.35m。是黑河水利枢纽工程的重要泄洪建筑物之一。

（1）进口段采用喇叭进口，导墙也采用

控制段的设计

堰顶O点上游三圆弧的半径及其水平坐标值为

H=6m

R1=0.5

H=2.1m

a=0.175

H=2.4m

R2=0.2

H=3.312m

b=0.276

R 3=0.04d H =0.48m c =0.282d H =3.384m

O 点下游的曲线方程为： 1.851n d x kH y -= （式6.1）

H d =(0.75-0.95)H max =9.53-12.07m

实取H d= 12m

所以控制曲线方程为： 1.85

y 0.0604x

= 按上式计算的坐标值见下表：表6-2 Y 0.06 0.22 0.46 0.78 1.19 1.66 2.83 4.28 5.99 7.97 X 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14

对曲线求一阶导数：

0.85dy

0.0604 1.85dx

x =⨯ 直线CD 的坡度为： 1dx

dy = 故有： 0.85

0.0604 1.85x ⨯=1

即 x c =13.175m ，y c =7.1224m 。

根据表中数据可得堰后控制段曲线OC ，坡度为m α=1的直线段CD 与曲线OC 相切于C 点。

控制段采用开敞式实用堰，堰顶高程为▽587.00，混凝土标号为C30，堰顶上游曲线采用三圆弧曲线，R1、R2、R3分别为6m 、2.4 m 、0.48m,上游堰面铅直；堰顶下游堰面采用WES 型曲线，曲线方程为y=0.0604x 1.85,下面与坡度为1：1的陡坡相切,反弧段半径为60m,堰顶设工作闸门，检修闸门各一个。

基于FLUENT软件的溢洪道三维泄流数值模拟

广西水利水电GUANGXI WATER RESOURCES &HYDROPOWER ENGINEERING 2018（4）

[收稿日期]2018-03-20

[作者简介]

任庆钰（1987-），男，贵州毕节人，贵州省水利水电勘测设计研究院工程师，硕士，主要从事水利水电工程设计工作。

·试验研究·

Fluent 软件具有20多年的发展历史，在航空航

天、能源、汽车、化工、石油等领域得到了广泛的应用，是目前全球最高效、最精确和功能最强大的计算流体力学商用软件。近年来，Fluent 软件在水利水电工程中的运用逐渐得到普及[1]。

本文基于Fluent 软件对某水库溢洪道进行三维水流数值模拟，并与物理模式试验结果进行对比，提出溢洪道三维水流数值模拟方法，该方法对于计算溢洪道沿程水面线、溢洪道泄流能力、动水压力及挑流长度效果较好。

1工程概况

嘎醉河水库位于贵州省黔东南州凯里市舟溪

镇东约1km 的鸭塘河上，距凯里市直线距离约11

km ，距贵州省会贵阳公路里程约204km 。工程建设

的主要任务为城市供水，总库容1961万m 3

，属Ⅲ等工程，水库为中型水库，年城镇供水量1720万m 3

。坝址正常蓄水位740.0m ，相应库容1961万m 3，面板堆石坝方案校核洪水位为742.74m （P =0.1%），总库容为1961万m 3。取水隧洞设计引用流量0.68m 3/s 。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，该工程规模属中型，工程等别

为III 等，永久性主要建筑物大坝为2级建筑物（坝高超过70m ），溢洪道、取水兼放空隧洞及泵站为3级建筑物。

溢洪道设计

某水库溢洪道设计

一、设计方案理论论证

某水库由于当年的条件限制，所以工程质量较差，加之近40年的运行，反复冻融破坏，结构、设备老化，水库诸多隐患，水库经专家鉴定，评价为：溢洪道无底板，右侧边墙短，破坏严重，安全评定为C级。根据中华人民共和国行业标准《溢洪道设计规范》（SL253-2000），对溢洪道进行计算和设计。该工程中河岸式溢洪道由引水渠、控制段、泄槽、出口消能和尾水渠等部分组成。

（一）、溢洪道水力计算

由正常、设计、校核洪水位时所对应的下泄流量查坝址水位流量关系曲线可得出下表。

溢洪道开挖后，为减轻糙率和防止冲刷，需进行衬砌，糙率取n=0.016。

溢洪道为3级建筑物，按10年一遇设计，20年一遇校核的洪水标准。

（二）、进水渠的设计

根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），进水渠的布置应依照以下原则：选择有利的地形、地质条件；在选择轴线方向时，应使进水顺畅。

进水渠是将水流平顺引至溢流堰前。进水渠的地基为土基，故采用梯形断面；底坡为平底坡，边坡采用m=0.5。根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）进水渠设计流速宜采用3~5m/s，渠内流速取υ=3.0m/s，渠底宽度大于堰宽，渠底高程是18.259m。

进水渠断面拟定尺寸，具体计算见表1-2。

表1-2 进水渠断面尺寸计算表

- 1 -

- 2 -

由计算可以拟定引渠底宽B=10 m （为了安全），引渠长L=10m 。

（二）、控制段的设计

控制段也叫溢流堰段，控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，其作用是控制泄流能力。本工程是以灌溉为主的小型工程，溢洪道轴线处地形较好，岩石坚硬，开敞式溢流堰有较大的超泄能力，故堰型选用开敞式宽顶堰，断面为矩形。顶部高程与正常蓄水位齐平，为18.80m 。堰厚δ拟为8米（2.5H

溢洪道加固设计报告

5.3溢洪道加固设计 5.3.1右岸溢洪道加固设计

5.3.1.1工程现状

右岸溢洪道距大坝右坝端170m ，控制段采用宽顶堰，溢流堰净宽为25m ，堰顶高程824.43m ，末端采用挑流消能。该洪道全长360，其中：进口段长54.67m ，溢流堰长27.05m ，堰跌水长1.5m ，渐变段长49.55m ，陡槽段长222.83m ，鼻坎长4.4m 。

溢流堰和渐变段侧墙均为浆砌块石重力墙结构，每隔5m 设置一道宽1.0m 的齿墙嵌入两侧山坡的原状岩体内，墙面用水泥砂浆勾缝；该部分底板为厚0.4m 的C15块石砼。陡坡段上游为M7.5号浆砌块石侧墙，底板为0.4m 厚块石混凝土，上面另衬20cm 厚C20钢筋混凝土护面；下段为70m 长的钢筋混凝土渡槽，槽墩为砼预制砖砌成，墩间距10m ，净跨8.8m/孔。渡槽建成后，因处理废土需要，整个坑洼被废土填平，槽身得以隐蔽。挑流鼻坎建筑在岩基上，侧墙、底板为浆砌块石，面层用钢筋混凝土另作了加强衬砌。

该溢洪道于1976年冬施工，至1982年基本完成。目前建筑物基本运行正常，但其进口右岸山坡因开挖边坡陡，陡坡段最大达1：0.5，且未设平台和山坡排水，山坡多已崩塌或开裂变形，有产生崩塌的趋势。冲刷坑岩体风化剧烈，且有多组裂隙，裂隙已开裂，冲刷坑急剧加深，两侧山坡大面积崩塌。另外陡槽段有部分泄槽底板开裂，需要修补；堰首没有进行帷幕灌浆，底板扬压力偏大。 5.3.1.2溢洪道顶部高程复核

杨洞水库溢洪道无闸门控制，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）第2.3.7条规定，控制段的顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高(杨洞水库为3级建筑物取0.3m)。因此，杨洞水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于828.12 (827.82+0.3)m 。杨洞水库溢洪道控制段顶部现有高程为829.53m ，满足规范要求。 5.3.1.3溢洪道泄流能力复核

[水力学]台阶式溢洪坝的消能

台阶式溢洪坝的消能

￣

当水流经泄水建筑物下泄时，由于上下游的水位落差和集中泄流，

单宽流量剧增，使得下泄水流具有很高的流速和紊动性，从工程观点

看，应尽可能使下泄水流的巨大动能在较短的距离内消耗掉，以保护

枢纽建筑物的安全，使下泄水流与下游水流顺利安全衔接，减轻和防

止下游河床的冲刷。常见的消能方式有地流式消能、挑流式消能、面

流式消能、底孔消能，本文介绍的是台阶式消能。

台阶式溢流坝是一种古老而又全新的泄水建筑物形式。其工作原理

就是利用溢流坝台阶段对水流的阻力，使下泄水流在台阶之间形成水平轴旋滚，并与坝面主流发生强烈的混掺作用，迫使水流产生强烈地紊动，大量掺入空气，从而达到消能的目的.台阶式溢流坝的应用已经有3000 多年的历史181，公元前1300多年，古希腊就曾在Akarnania修建了一座土质溢流堰，并将堰的表面用块石砌护成台阶形式。在19世纪和20世纪初以前，世界上就建造了很多台阶式的溢流坝，但随着利用水跃消能的消力池的发展，其逐渐淡出人们视野191。近二十多年来，随着碾压式混凝土(RCC)筑坝技术的兴起，由于台阶式溢流坝中台阶高度的设置

能很好的适应碾压混凝土(RCC)筑坝分层施工的要求以及台阶段具有较高的消能效率，台阶式溢流坝的应用产生了飞跃式的发展，得到了国

内外水利界科研人员和工程技术人员的广泛重视，并对此进行了大量的试验研究1101.近几十年间，在世界各地的水利工程中修建了许多台阶式溢流坝，其中以美国的上静水坝(Upper Stillwater Dam)为代表.到目前

为止，世界上已建成RCC台阶式溢流坝60余座，而且有数座正在施工兴建中。下表为部分在建或者已建的国内国外工程实例。

水力学综合计算说明书

学校：广东水利电力职业技术学院

系别：水利系

班级：施工监理2班

姓名：黄荣基

学号：110317211

指导老师：杨栗晶

资料 (3)

任务一 (4)

1.水面曲线分析 (5)

(1)水平段（i=0） (5)

(2)第一陡坡段（i=0.258） (7)

(3)第二陡坡段（i=0.281） (10)

2.边墙高设计 (11)

3.校核 (13)

4.陡坡段纵剖面水面曲线图 (16)

任务二 (18)

1.绘制Z-e/H-Q关系曲线 (19)

Z-e/H-Q关系计算 (19)

2.绘制Z-Q关系曲线 (21)

3.绘制堰流Z~Q关系曲线 (21)

堰流Z~Q关系曲线图 (23)

任务三 (25)

溢洪道下游挑流式消能计算 (25)

任务四 (28)

输水涵管过流量计算 (29)

输水涵管过流量计算表 (30)

资料

某水库是一宗以灌溉为主、结合防洪、发电的综合利用工程。设带

平板闸门的宽顶堰开敞式河岸溢洪道。

1.水库设计洪水标准

工程等别为Ⅲ等，永久性主要建筑物为3级，永久性挡水建筑物、泄水和输水建筑物的洪水标准按50年洪水重现期设计，1000年洪水重现期校核。相应设计洪水标准为：

p= 2%设计洪水位为54.97米，泄量Q=251.40m3/s；

p=0.1%校核洪水位为57.31米，泄量Q=313.60 m3/s。

1、正常水位为52.52m，泄量125.61 m3/s；汛前限制水位51.52米；输水涵管有关资料

输水涵管主管长147米，直径1.50米；灌溉支管长80米，直径1.00米；发电支管长47米，直径0.80米。涵管进口底高程34.50米，出口底高程34.50米；灌溉支管出口高程27.50米，下游尾水位30.40米。(糙率n=0.012) 局部水头损失系数：

溢洪道(驼峰堰)水力计算

hk= 3
ε= 0.975 ζ0= 0.45 ζK= 0.7
式中：
α— 流速不均匀系数 q— 泄槽单宽流量（m3/sm） xk— 临界湿周（m） R— 水力半径（m） Ck— 临界谢才系数 bk— 临界水深对应水面宽（m）由上计算得：
�
αq 2
g
ik=
αC 2K b k
gxk
hk= ik=
校核 1.659 0.0020176
H0
10.00 m 3 g= 9.81
30 m 2.35 m
m=
0.448
nb
ζ0— 中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得： ζK— 边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：根据以上参数计算得： Q= 208.858 m3/s 2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：临界水深及临界底坡的计算公式为：
0.53 0.87 0.47 7.29 8.54 6.97 0.58405 0.97398 0.52953
0.57 0.92 0.51 7.73 9.21 7.36 0.62945 1.03295 0.57575
0.63 1.01 0.57 8.12 9.75 7.72 0.69936 1.14217 0.64211
h 1=
φ 2g � H 0− h1 cos θ �
3
式中：
�
q
q— 起始计算断面单宽流量，m /(s.m)； H0— 起始计算断面渠底以上总水头，（m）； θ— 泄槽底坡坡角； φ— 起始计算断面流速系数；校核 h1= 1.015 假定一个初始值h1(m) 计算结果如下： h1= 1.015 泄槽起始断面水深：

溢洪道设计计算说明

岸边溢洪道设计

6.3.1溢洪道说明

溢洪道其主要任务是泄洪，土石坝不允许水过坝顶，需要专门修建泄洪建筑物。根据本工程的地形条件，上游坝址左岸沿河流方向有一道呈现弧形的纵向凹槽，所以选择溢洪道设置在大坝左岸，为带胸墙孔口式岸边溢洪道。溢洪道由引渠段、堰闸段、泄槽段、挑流鼻坎段组成。

6.3.2 溢洪道引水渠

为了使水流平缓，减小或不发生漩涡和翻滚现象，进口采用喇叭口，进口宽度B=50m.设计流速4m/s，横断面在岩基上接近矩形，边坡根据稳定要求确定这里选择边坡坡度为1:0.5；采用梯形断面，进水渠的纵断面做成平底。在靠近溢流堰前断区，由于流速较大，为了防止冲刷和减少水头损失，可采用混泥土护面厚度为0.5m。

6.3.3 控制段

控制段包括溢流堰及两侧连接建筑物，溢流堰通常可以选择宽顶堰、实用堰、驼峰堰。溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数，溢流堰作用是控制泄流能力，本次设计采用实用堰，优点是流量大，在相同的泄流条件下需要的堰流前缘长，工程量小。采用弧形闸门。

初步拟定堰顶高程H=设计洪水位—堰顶最大泄水位H0

堰顶高程H=1838=1858.22—H 0，则H 0=20.22m 胸墙式孔口溢流堰形式的下泄流量Q 公式为：

=Q ε溢

式中：

ε ——闸墩侧收缩系数，0.9； m ——流量系数，0.48:； g ——重力加速度，9.81 2m/s ； B ——堰宽，12m;

水位为设计洪水位1858.22m 时，堰顶高程1838m ，设计Q 溢=4645m3/s.则由上面公式计算得出的B=26.69m,取B=14m.

溢流坝段设计(1)

溢流坝段设计

一、孔口设计

1、孔口形式

本设计溢流坝段采用开敞式溢流坝，孔口形式采用坝顶溢流式，堰顶不设闸门，所以溢流堰堰顶高程即为正常蓄水位605m。

2、孔口尺寸

本设计溢流堰净宽51m，每孔净宽17m。

二、溢流坝剖面设计

溢流坝曲线由顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段三部分组成，溢流面曲线采用WES曲线。

1、设计依据

《溢洪道设计规范》（SL 253-2002）

2、基本资料

有上述资料可得出H max=5.97m。

3、溢流曲线设计

溢流曲线具体尺寸要求如下图一所示，其中H d为堰面曲线定型设计水头设计水头，规范要求按最大作用水头H max的75%到95%计算，本设计采用80%倍的H max，所以H d=4.78m。上游堰高P1=42m>1.33H d=6.35m，所以本设计为高堰流量系数m d=0.502。

1)、曲线上游圆弧段参数计算如下表所示：

曲线参数计算表

2)、下游曲线段

下游曲线段计算公式为：

式中：H d为堰面曲线定型设计水头；

x，y为原点下游堰面曲线横纵坐标；

n与上游堰坡有关；

k当P1/H d>1.0时，k值由规范查取，当P1/H d≦1.0时，k取2.0到2.2。

上游堰坡垂直，所以由规范查的n=1.85；P1/H d=8.8>1.0，所以由规范查的k=2.0。综上所述，本设计溢流堰堰面曲线段公式为：

经excel计算可得堰面曲线计算表如下表所示：

3）、中间直线段

直线段与曲线段的切点计算如下所示：

代入数据计算可得：

4）、下游反弧段

本设计采用挑流消能，由规范查的反弧段半径R=(4~10)h0，式中h

面板堆石坝

古洞口堆石坝设计

摘要

本毕业设计题目为《古洞口堆石坝设计》，题目来源于古洞口水利水利枢纽工程实际。设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使其得到实际运用，并使之系统化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制图的能力,提高撰写专业技术报告的水平。

设计的主要内容有：坝址、坝型选择和枢纽布置，调洪计算，面板堆石坝设

计，泄水建筑物设计，构造设计，地基处理等。此外还进行了混凝土面板堆石坝

的断面设计以及材料分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。设计过程

中，采用的主要方法有关于调洪计算的半图解法、坝坡稳定计算的简化毕肖普法

和瑞典圆弧法、渗流计算的水力学法、坝顶垂直沉降的工程类比估算法，以及相

关规范、手册所推荐的方法。

具体设计详见设计说明书，另外除了设计说明书外，还有反映本次设计成

果的1张图纸，以及设计过程中攥写的开题报告、文献综述、外文翻译报告各一

份。

关键词：混凝土面板堆石坝，调洪计算，面板，趾板，枢纽布置

一．毕业设计题目

古洞口堆石坝设计

基本资料

1水文气象资料：

吹程1km，多年平均最大风速20m/s

流域总面积2971km2。上游地形复杂，沟谷深邃，植被良好，森林分布面广，为湖北主要林区之一。

2、地质资料：河床砂卵砾石最大的厚度达23m。两岸基岩裸露，支局不存在有1~8m厚的残坡积物。在峡谷出口处的左岸山坡，存在优厚1~30m，方量约150万m3的坍滑堆积物，目前处于稳定状态。

3、地形资料：坝址位于古洞口峡谷段，河谷狭窄，呈近似“V”型，河面宽60~90m。

溢洪道驼峰堰水力计算

m=
ε— 闸墩侧收缩系数，由下式计算得：
ε=1−0 . 2[ ζ k �� n− 1� ζ 0 ] H 0 nb
ζ0— 中墩形状系数，由《规范》表A.2.1-3查得： ζK— 边墩形状系数，由《规范》图A.2.1-2查得：
根据以上参数计算得： Q=
208.858 m3/s
2、泄槽段临界水深及临界底坡计算：
2.35 m H=
d
采用b型驼峰堰：类型上游堰高P1 中圆弧半径R1 上、下圆弧半径R2 总长度L
b型
0.60
0.63
2.4
3.60
流量系数的计算： P1/H0=0.255<0.34
10.00 929.00 m 931.35 m 930.52 m 930.37 m 1.52 m
1.76 m
流量系数的计算为： m=0.385+0.224(P /H )0.934
设计
校核
27.87
27.31
k= 1.4
30年一遇 27.97
7、泄槽段水流掺气水深可按下式计算：根据《规范》A.3.2的计算公式：
ζv
hb=�1� � h
100
式中： h、hb— 泄槽计算断面的水深及掺气水深，（m）
q— 鼻坎末端断面单宽流量，m3/(s.m)；
设计
校核
30年一遇