水工建筑物课设设计计算
水工建筑物课程设计水闸设计计算说明书
《水工建筑物》课程设计水闸设计计算说明书姓名：专业：水利水电工程指导老师：云南农业大学水利学院2016.12目录一、基本资料........................................ 错误!未定义书签。
1.1设计依据.................................... 错误!未定义书签。
1.2设计要求.................................... 错误!未定义书签。
二、设计计算........................................ 错误!未定义书签。
2.1水闸形式及孔口尺寸的拟定.................... 错误!未定义书签。
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2.2消能防冲设计................................ 错误!未定义书签。
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三、防渗设计........................................ 错误!未定义书签。
3.1地下轮廓的设计.............................. 错误!未定义书签。
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3.2渗流计算.................................... 错误!未定义书签。
水工建筑物课程设计
水工建筑物课程设计课程设计：专业班级：12级水利水电工程卓越班姓名：饶宇学号：2012102196 指导教师：王志强南昌工程学院水利与生态工程学院印制2015——2016学年第一学期第一章基本资料1.1 基本资料一、地质河床高程332m。
约有2～3m覆盖层，岩石为石灰岩，较完整，结理不发育，风化层后1～2m无特殊不利地质构造。
坝基的力学参数：抗剪断系数（混凝土与基岩之间）为f'=0.9,c'=700kPa。
基岩的允许抗压强度3000kPa。
地震的设计烈度为6度。
二、水文本枢纽属中型Ⅲ等工程。
永久性重要建筑物为3级，按规范要求，采用50年一遇表1 水文计算结果经水文水利计算，有关数据如表1所示：三、气象本地区多年平均最大风速为14m/s，水库吹程为2.96km。
四、其它有关数据河流泥沙计算年限采用50年，据此求得坝前淤沙高程345m。
淤沙的浮重度为9.5kN/m3，内摩擦角为12°。
坝体混凝土重度采用24kN/m3。
五、枢纽总体布置根据地形、地质、天然建筑材料等因素的考虑，本工程选用混凝土重力坝方案，重力坝由非溢流坝段和溢流坝段组成。
第二章非溢流坝设计2.1 剖面设计重力坝剖面设计的原则是：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小，造价低；③结构合理，运用方便；④利于施工，方便维修；重力坝的基本剖面是指坝体在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力3项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面。
在拟好的基本三角形基础上，根据已确定的坝顶高程及宽度，初拟主要防渗，排水设施，即可得到重力坝实用剖面。
剖面尺寸的初步似定主要内容有：坝顶高程，坝顶宽度，坝顶及上、下游起坡点的位置。
一、坝顶高程的确定波浪要素按官厅公式计算。
公式如下：Hl?0.0166V0D5413L?10.4hlHZ?0.8?hl2Lcth2?HL库水位以上的超高?h?hl?hz?hc对于安全级别为Ⅱ级的坝，查得安全超高设计洪水位时为0.5 m，校核洪水位时为0.4 m。
水工建筑物课程设计
重力坝设计第一章基本资料1.1基础数据由图1-1下游水位流量关系曲线可知当流量为零时，水位为1253m，即河床高程为1253 m。
假设向下开挖地基3 m，则坝基面高程为1253-3=1250 m。
图1-11.2工程等别经查表1-1（课本P10），由水库总库容为1490万m3(0.149亿 m3)可判断该工程为中型Ⅲ级工程；由灌溉面积6.28万亩可判断该工程为中型Ⅲ级工程；由电站装机容量为2×250=500kw<1万kw可判断为小（2）型Ⅴ级工程。
对于综合利用的水利水电工程，其工程等别应按其中最高等别确定，所以该工程为中型Ⅲ级工程。
我们所设计的建筑物为大坝，属永久性水工建筑物，查表1-2（课本P10）可得该大坝属于3级主要建筑物，再查表1-3（课本P11）可得该水工建筑物的结构安全级别为Ⅱ级。
1.3坝基的力学参数由于岩体较完整，有一定强度，抗滑、抗变形性能受结构面和岩石强度控制，可根据表1-4（《混凝土重力坝设计规范》坝基岩体工程地质分类及岩体力学系数表）判断该坝基岩体的工程地质分类为中硬岩Ⅲ等。
从而根据规范可查得混凝土与坝基接触面的抗剪断参数为：''1.10~0.90, 1.10~0.70()f c Mpa ==，抗剪参数为：0.65~0.55f =。
1.4水文条件本枢纽属于中型Ⅲ等工程，永久性建筑物为3级，按规范要求，采用50年一遇洪水设计，500一遇洪水校核。
1.4.1淤积高程的确定该工程多年平均输沙量为3.57万吨，本工程考虑正常运行期为30年，查得淤沙的饱和容重为19.5KN/m3,则淤积库容为：43.5710309.853.8m 19.5m V r ⨯⨯⨯===3万由图1-2查得相对应的淤积高程为1265m,淤沙高度为1265-1250=15m,由于淤积库容相对于总库容很小，故可不设排沙系统。
1.4.2死水位及死库容的确定在满足一定生态要求的条件下，死水位越低死库容越小，兴利库容越大，经济效益越高，所以一般死水位取略高于淤积高程，即取1270m 。
水工建筑物课程设计 (2)资料
水工建筑物设计A.非溢流坝段剖面计算一、确定坝顶高程H （分别按照设计情况和校核情况计算）拦河坝为浆砌石重力坝，由溢流段和非溢流段组成，初步决定溢流段设在坝体中部。
重力坝的基本剖面为三角形剖面； 1、坝顶超高值△h 的计算∆=++l z ch h h h式中：lh ——波浪高度（m ）；z h ——波浪中心高于静水面的高度（m ）；ch ——安全超高（m ），按下表选用。
安全超高表 h c（1）计算波浪高度h l=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D=⨯0.8l L 10.4(h )式中：V ——计算风速（m/s ）,是指水面以上10m 高处的风速，在正常运用条件下的Ⅰ，Ⅱ级坝，采用多年平均最大风速的1.5～2.0倍，在设计中，取1.5倍的最大风速；D ——风作用于水域的长度（km ），即为吹程。
（本设计中有库区地形图量得 D=1.2km ） L ——波长，以m 计。
因此， 设计情况=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D=0.0166×（1.8*1.5）5/4×1.21/3=0.061053（m ）=⨯0.8l L 10.4(h )=10.4×0.0610530.8=1.110705（m ） 校核情况=⨯⨯5143l 0h 0.0166V D= 1.238521（m ）=⨯0.8l L 10.4(h )= 12.34116（m ）（2）计算波浪中心高于静水面的高度hz 设计情况π⨯π⨯=2l z h 2hh cthL L式中: h ——坝前水深，以m 计；cth ——数学中对数曲线函数，x xx xe e cthx e e +=-值约等于1。
2l z h 2hh cthL L π⨯π⨯= =0.010538（m ） 校核情况2l z h 2hh cthL L π⨯π⨯= = 0.390284 (m) （3）安全超高 hc根据本工程的建筑物级别3级，查《安全超高表》知： 设计情况 校核情况 hc=0.4 （m ） hc=0.3 （m ）（4）计算坝顶超高值△h①设计情况h h h h∆=++l z c=0.061053+0.010538+0.4=0.471591（m）②校核情况h h h h∆=++l z c=1.928805(m)2.坝顶高程H的计算①设计情况H =设计洪水位+△h=236.31+0.471591=236.7816（m ）②校核情况H =校核洪水位+△h=237.22+1.928805=239.148（m）坝顶高程取值为239.148m；设有1.2米的防浪墙，则防浪墙顶高程为240.348米。
水工建筑物课程设计计算书
大连理工《水工建筑物课程设计》
网络教育学院《水工建筑物课程设计》题目：某混凝土重力坝设计学习中心：专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：春季入学则去掉“/秋”字，秋季入学则去掉“/春”字。
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请把你所在的学习中心名称完整填写。
阅后删除此文本框将某混凝土重力坝设计改为具体重力坝设计的名称。
阅后删除此文本框1 项目基本资料1.1 气候特征根据当地气象局50年统计资料，多年平均最大风速14 m/s，重现期为50年的年最大风速23m/s，吹程：设计洪水位 2.6 km，校核洪水位3.0 km 。
最大冻土深度为1.25m。
河流结冰期平均为150天左右，最大冰厚1.05m。
1.2 工程地质与水文地质1.2.1坝址地形地质条件（1）左岸：覆盖层2～3m，全风化带厚3～5m，强风化加弱风化带厚3m，微风化厚4m。
（2）河床：岩面较平整。
冲积沙砾层厚约0～1.5m，弱风化层厚1m左右，微风化层厚3～6m。
坝址处河床岩面高程约在38m左右，整个河床皆为微、弱风化的花岗岩组成，致密坚硬，强度高，抗冲能力强。
（3）右岸：覆盖层3～5m，全风化带厚5~7m，强风化带厚1～3m，弱风化带厚1～3m，微风化厚1～4m。
1.2.2天然建筑材料粘土料、砂石料和石料在坝址上下游2~3km均可开采，储量足，质量好。
粘土料各项指标均满足土坝防渗体土料质量技术要求。
砂石料满足砼重力坝要求。
1.2.3水库水位及规模①死水位：初步确定死库容0.30亿m3，死水位51m。
②正常蓄水位：80.0m。
注：本次课程设计的荷载作用只需考虑坝体自重、静水压力、浪压力以及扬压力。
表一本设计仅分析基本组合(2)及特殊组合(1)两种情况：基本组合(2)为设计洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
特殊组合(1)为校核洪水位情况，其荷载组合为：自重+静水压力+扬压力+泥沙压力+浪压力。
1.3大坝设计概况1.3.1工程等级本水库死库容0.3亿m3，最大库容未知，估算约为5亿m3左右。
水工建筑物课程设计
水工建筑物课程设计一、引言水工建筑物是指用于控制、利用和改变水资源的工程构筑物，广泛应用于水利工程、水资源管理和环境保护等领域。
水工建筑物课程设计旨在培养学生掌握水工建筑物的设计原理、方法和技术，为实际工程项目的设计和施工提供理论和实践基础。
本文将从水工建筑物的概念、分类、设计原理以及实际案例等方面进行探讨。
二、水工建筑物的概念和分类水工建筑物是指用来改变水流动状态、控制水体运动、调节水位、提供水资源利用和保护环境的工程构筑物。
按照功能和用途的不同，水工建筑物可以分为以下几类：1. 水坝：用于拦截、堵塞水流，形成水库，储存水资源，供应生产和生活用水。
常见的水坝有重力坝、拱坝、土石坝等。
2. 水闸：用于控制水流量、调节水位、分洪、排涝等。
水闸根据结构形式可以分为移门式水闸、斗门式水闸等。
3. 泵站：用于提升、输送水体，供应特定区域的用水需求。
泵站通常包括水泵、输水管道、控制设备等。
4. 渠道：用于引导和分配水流，向特定地区输送水源。
渠道可以分为主渠、支渠、排水渠等。
5. 塘坝：用于水库蓄水、灌溉和养殖。
塘坝一般是由土石材料构筑而成，根据不同的用途可以有不同的形状和尺寸。
三、水工建筑物的设计原理水工建筑物的设计需要考虑多个因素，包括水文学、土力学、结构力学、材料力学等知识。
设计过程需要遵循以下原则：1. 安全性原则：水工建筑物必须具备足够的强度和稳定性，能够承受水压、水流、地震等外力作用。
2. 经济性原则：水工建筑物的设计应尽量减少成本，提高效益。
在满足安全要求的前提下，选取合适的材料和结构形式，降低建设和维护成本。
3. 可持续性原则：水工建筑物的设计应考虑环境保护和资源利用的问题，减少对自然环境的影响，提高水资源的利用效率。
四、水工建筑物设计实例以某水库大坝设计为例，介绍水工建筑物的设计过程和要点：1. 水文数据分析：收集并分析水文数据，包括降雨量、径流量、洪水过程等。
确定设计洪水位和设计洪水量。
水工建筑物课程设计
南昌工程学院课程设计CURRICULUM DESIGN设计名称水工建筑物课程设计专业班级水利水电工程5班姓名张龙学号2010101952指导老师牛景太张洁时间2013年6月18日水工建筑物课程设计任务书一、设计目的和要求水工建筑物课程设计的目的在于培养同学们了解并初步掌握水利工程的设计内容、方法和步骤。
通过课程设计，应用和巩固该课程所学的理论，锻炼应用所学的课程知识解决实际工程的能力，培养正确的设计思想，熟悉水利建设的方针、政策及有关的规范，进一步提高同学们编写设计说明书、进行各种计算和绘制水利工程图的能力。
根据以上目的，要求每一位同学对设计内容中的各个重要环节的设计均需自己动手，做出完整的设计成果（包括编写设计计算书和说明书，绘制设计图），并要求各项设计成果概念明确，说理简明扼要，绘图正确整洁，计算准确并具有一定的精度。
二、设计内容（一）、枢纽布置1、坝址、坝轴线及坝型选择2、导流放空及泄洪建筑物的选择与布置（二）水工设计1、挡水建筑物的结构布置、设计计算2、泄水建筑物体型设计、水力计算、消能防冲设计3、地基处理、坝体细部构造设计三、设计成果及要求（一）、编制设计说明书、计算书一份。
说明书、计算书要求用钢笔写，章节分明，字体清晰工整。
对于论点的依据、公式来源以及所引用的符号意义均须交待清楚。
使用程序时须附源程序说明、编制原理和程序框图、打印结果等，必要时附源程序。
（二）、图纸1、水工部分（1）大坝横剖面图、溢洪道或溢流坝结构布置图1张。
（2）各建筑物必要的细部构造图1张。
图纸可用电脑绘制，也可手工绘制，要求表达正确、尺寸齐全、整齐美观，符合国家制图标准。
四、时间安排（1）水工部分设计2周基本资料杨溪水库总库容为2840万M³，总装机容量为2500*2KW。
设计洪水位：236.26米校核洪水位：237.17米第一节流域的水文气象驿前河是抚河，源区支流，源出赣闽边界武夷山脉西麓的广昌驿前镇梨木庄，流域面积474平方公里（赤水以上），赤水以下至南城段为抚河中上游段，称为江，南城以下为抚河中下游主流，杨溪水库坝址位于驿前河杨溪附近，坝址以上流域面积为138平方公里，主河道长27.8公里，平均比降0.0082。
水工建筑物课程设计（土石坝设计）
⽔⼯建筑物课程设计（⼟⽯坝设计）⽔⼯建筑物课程设计任务书（Ⅱ）学院名称：能源与环境学院专业：⽔利⽔电⼯程年级：2008级1 设计题⽬⿊河⽔利枢纽⼟⽯坝设计2 主要内容本⼯程采⽤混合式开发，开发任务为发电，兼顾下游环境与⽣态⽤⽔。
该枢纽挡⽔建筑物为⼟⽯坝，坝体防渗体材料采⽤粘⼟；泄洪建筑物为布置在右岸的⽔⼯隧洞；引⽔发电隧洞亦布置在右岸。
枢纽主要⼯程参数：（⼀）发电及⽔库特征（1）、本电站装机容量_________万千⽡。
（2）、⽔库校核洪⽔位：_________m；⽔库设计洪⽔位：_________m；⽔库正常蓄⽔位：_________m，设计死⽔位：_________m；正常蓄⽔位以下相应⽔库库容________m3。
（3）、⼚房型式为引⽔式发电⼚房。
（4）、坝底⾼程为 ______ ___m。
（5）、多年平均最⼤风速__ ___m/s，库⾯吹程__ ___k m，风向与坝轴线垂直。
（6）、⼟⽯坝坝型为粘⼟__ ___堆⽯坝。
（⼆）地震设计烈度为度。
（三）河床处坝基相对不透⽔层埋深_____ ___m。
（四）其他___ __。
⿊河⽔利枢纽设计资料说明：⿊河⽔利枢纽位于四川省阿坝藏族羌族⾃治州九寨沟县境内，是⽩⽔江河⼲流⽔电规划“⼀库七级”开发⽅案的龙头⽔库梯级电站。
⾸部枢纽距九寨沟县县城约74km，⼚区距九寨沟县县城约54km，若尔盖—九寨沟公路从⼯程区通过，对外交通⽅便。
（⼀）⽔⽂（1）流域概况⽩⽔江系⽩龙江的⼀级⽀流，发源于岷⼭⼭脉东麓，分为⿊河和⽩河两源，两源于⿊河桥汇合后始称⽩⽔江，⾃西北向东南流，流经九寨沟县⽩河乡、安乐乡、城关、双河乡，⾃柴门关出四川境，流⼊⽢肃省⽂县，于碧⼝汇⼊嘉陵江⼀级⽀流⽩龙江。
⽩⽔江九寨沟县境内河道长约50km。
该河段南部与平武县境内的⽕溪河为界；西南部与松潘县岷江源头分⽔；西北毗邻黄河的⿊河流域；北接⽩龙江。
⽩河发源于岷⼭⼸杠岭⽃鸡台，由西南向东北流经九寨沟县的上四寨、塔藏乡后折向东南，右岸纳⼊九寨沟，于⿊河桥与西北流⼊的⿊河相汇。
水工建筑物计算说明书
文档可能无法思考全面，请浏览后下载!《水工建筑物》课程设计计算说明书1 / 30文档可能无法思考全面，请浏览后下载!前言 (3)第一章基本资料及数据设计 (4)1.1基本资料 (4)1.1.1工程概况 (4)1.1.2地形地质资料 (4)1.2设计数据 (4)1.2.1设计参数表 (4)1.2.2筑坝材料 (5)1.2.2.1防渗料场 (5)1.2.2.2堆石料场 (6)1.2.2.3反滤过渡料场 (7)第二章枢纽布置 (7)2.1工程等级及建筑物级别 (7)2.1.1水利枢纽建筑物组成 (7)2.1.2工程规模 (7)2.2各组成建筑物的选择及布置 (8)2.2.1挡水建筑物 (9)2.2.2泄水建筑物 (9)2.2.3输水隧洞 (9)第三章土坝设计 (9)3.1坝型选择 (9)3.2坝体剖面设计 (10)3.2.1坝坡 (10)3.2.3坝顶宽度 (10)3.2.3坝顶高程 (10)3.3确定防渗料及坝壳堆石料的填筑标准 (13)3.4大坝防渗体 (13)第四章渗流计算 (13)4.1渗流计算应包括以下内容 (13)4.2渗流计算情况选择 (13)4.3渗流分析的方法 (13)4.4计算断面及公式 (14)第五章坝坡稳定的计算 (15)5.1计算方法 (15)5.2滑弧计算 (17)第六章细部构造设计 (20)6.1护坡设计 (20)6.2坝顶设计 (20)6.2.1坝顶排水 (20)6.2.2坝面排水 (21)6.2.3坝顶盖面 (21)6.3反滤过渡层 (21)第七章地基处理及两岸的连接 (22)7.1土石坝地基处理的目的 (22)0 / 30文档可能无法思考全面，请浏览后下载!7.2地基防渗处理 (22)7.3坝体与岸坡的连接 (22)结论 (23)总结与体会 (24)参考文献 (25)1 / 30文档可能无法思考全面，请浏览后下载!前言水工建筑物课程设计是一门基础课程，此次课程设计是在我们学习了《水工建筑物》课程后，为了使我们能够达到学以致用，更好的领会课程的要求而安排的一个重要课程设计，是培养我们综合素质和工程实践能力的一个教学过程。
水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]
![水工建筑物课程设计——土石坝设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ee5373642e60ddccda38376baf1ffc4ffe47e218.png)
水工建筑物课程设计——均质土坝设计一、设计目的：通过综合运用专业基础知识及水工建筑物课程的有关原理方法进行实际建筑物的设计，帮助学生加深对本课程知识的理解，提高学生理论联系实际的能力、绘图计算等能力，树立科学意识、责任意识和经济意识。
二、基本资料：1、河谷地形见附图。
2、天然材料。
在坝址附近3公里范围内渗透系数为k=10-5cm/s的土料储量丰富，砂石料分布较为广泛。
覆盖层厚度：岸坡3——5m，河床5——7m。
覆盖层渗透系数平均为10-2cm/s ——10-3cm/s.3、内外交通。
工程紧靠公路，与铁路线相距约10公里，交通便利，不需另外修建对外临时施工道路。
4、水库规划资料。
该工程主要为下游城市和农田供水，供水工程的最大引用流量为20m3/s。
水库正常蓄水位590 m、设计洪水位592 m、校核洪水位593m。
设计洪水流量1200m3/s,下泄允许最大单宽流量18m3/s。
水库最大风速12m/s，吹程D=5km。
三、设计任务：1、确定主要建筑物类型、尺寸并在地形图上进行布置；2、土坝渗流计算。
计算渗流坡降、，校核是否发生渗透变形，计算大坝总的渗流量。
根据需要设置防渗、排水、反滤层构造。
3、土坝稳定计算。
以圆弧滑动法或毕肖普法进行稳定分析。
4、其他细部构造设计，如护坡、马道、防浪墙等。
5、绘制设计图纸。
6、设计步骤：1、在分析基本资料的基础上拟定土坝的布置方案。
2、选定布置方案，拟定各部分的尺寸和构造；3、进行渗透、稳定和沉陷计算，确定满足设计要求的各项尺寸；4、各部分详细尺寸和细部构造设计；5、绘制设计图纸。
五、设计安排：1、提交成果：（1）每人提交设计计算书一份；（2）设计图纸一套（1号图纸）。
图纸内容：大坝建筑物总体布置图；大坝剖面图，护坡、防渗、排水、反滤层、防浪墙等细部构造图；溢洪道平面布置图，溢流堰设计图、下游消能防冲设施设计图。
引水隧洞纵、横剖面设计图。
2、设计时间：见设计任务安排。
水工建筑物第五版课程设计
水工建筑物第五版课程设计一、背景水工建筑物是水利工程领域中的重要组成部分，既能起到防洪、供水、灌溉等作用，也能为航运、水力发电等提供基础条件。
随着我国经济社会的发展和水资源的日益紧缺，加强水工建筑物的建设和管理已成为当前水利工程领域的重要任务。
本课程设计以《水工建筑物设计规范》（GB 50247-2017）为基础，旨在培养学生对水工建筑物的设计能力和实践技能，为其将来从事水利工程相关工作打下坚实的基础。
二、设计内容本课程设计以小型水库为设计对象，涉及以下内容：1. 基本要求•确定水库等别、洪水位、设计洪水位及库容；•确定坝址、坝型、建筑物及附属设施位置；•确定坝体高程及坝体横断面形状和尺寸；•确定泄洪能力和总溢洪道容积等。
2. 分阶段实施方案•第一阶段：资料调查、现状分析、地形、水文、气象、地质灾害评价、影响分析等；•第二阶段：设计方案比选、方案论证、建立计算模型等；•第三阶段：施工图设计、评审、编制招标文件等。
3. 设计验算•对泄洪建筑物、坝体、水闸、溢流坝等进行静力和稳定性分析；•对泄洪、溢洪建筑物的防浪和抗震性能进行验算；•对施工图和检测资料进行审核。
4. 可行性研究报告•研究对象的水利、农业、环境、经济、社会等方面的影响；•探讨研究对象与其他水利工程的相互配合作用；•研究方案实施的技术、经济、环境、社会等方面的可行性。
三、设计流程本课程设计的流程如下：1.资料调查：通过各种途径收集和整理水库及周边区域的相关资料，包括地形、水文、气象、地质灾害评价等。
2.方案研究：依据调查资料，确定水库所处的地域特点、需要满足的功能要求、周边环境条件等，进行初步方案设计。
3.方案比选：对初步方案进行评估和比选，确定最终的设计方案。
4.施工图设计：依据最终方案，进行详细的施工图设计，明确各项技术参数等。
5.设计验算：对泄洪建筑物、坝体、水闸、溢流坝等进行静力和稳定性分析，对泄洪、溢洪建筑物的防浪和抗震性能进行验算。
水利水电工程施工课程设计计算说明书
《水利工程施工》课程设计计算说明书一、基本资料大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。
戗堤处水位~流量关系见表1和图2。
戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。
截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m3。
该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图3。
图1 河床剖面图图2 戗堤处水位~流量关系曲线表1 戗堤处水位~流量关系图3 上游水位~泄流量关系曲线 表2 上游水位~泄流量关系每位同学按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。
按以下公式确定截流设计流量Q=（300+3×学号的最后两位） m 3/s ，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。
截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。
其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。
截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。
一般地，多采用截流时段5%～10％的月平均或者旬平均流量作为设计标准。
截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见《水利工程施工》P39~42），以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。
二、截流的水力计算1、计算下游水位下H 、戗堤高度B H 、戗堤水深0H由0Q =306s m /3，根据戗堤处水位~流量关系曲线，由内插法可知，下H =952.62m ; 由Q Q =0,上H =957.08m ，B H =底上H m H -+1=7.08m ；底下H H Z H -+=0=1.62m+Z.2、根据已知的泄流量d Q 与上游水位上H 关系绘制d Q ~Z 曲线0.00 150.00 300.00 410.00 800.00 1400.00953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.120.38 2.78 4.41 5.38 8.04 11.503、绘制龙口泄水曲线Z Q ~由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：1.52Q mB gH式中 m ——流量系数当0.3Z H <，为淹没流，01Z m H ⎛=- ⎝当0.3ZH ≥，为非淹没流，0.385m = B ——龙口平均过水宽度梯形断面：02B B B nH nH =-+ 三角形断面：0B nH =0H ——龙口上游水头梯形断面：0H Z Z =-上底三角形断面：()00.5B H Z Z nH B n =---上底 其中 Z ——龙口上下游水位差B H ——戗堤高度n ——戗堤端部边坡系数，取 1.0n =Z 上——龙口上游水位Z 底——河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为 ： Q Bhυ=- 淹没流时：s h h =，s h ——龙口底板以上的下游水深 非淹没流时：c h h =，c h ——龙口断面的临界水深 即淹没出流时：对于梯形断面： s h h =对三角形断面：0.5B s nH Bh h n-=-。
水工建筑物课程设计
设计说明书课程名：水工建筑物课程设计姓名：指导教师：专业：水利水电工程学号：1.基本资料及设计依据1.1基本资料1.1.1概况本项目为教学环节中的课程设计，所采用的资料数据纯属学生学习所用。
1.1.2枢纽任务本项目设计属于基本的首部枢纽设计，主要的目的是解决水电站进水口的合理设计。
做到取水、排沙、防洪、消能、等目的。
1.1.3地形、地质条件取水坝坝址河床宽14m，地形平缓，坝轴线下游20m ，河床由268°转为307°，河道变陡。
1.1.4水文资料根据调洪演算，得到各种频率下的洪水成果表：时段P=0.33% P=0.5% P=1% P=2% P=3.33% P=5% P=10% P=20%洪峰886.6 843.2 767.3 689.8 630.9 582.8 502.2 420.1洪量3397 3221 2917 2606 2371 2105 1870 15801.1.5泥沙：根据计算，得到坝址处悬移质多年平均输沙量为61000t，相应含沙量0.21kg/m3。
1.2设计依据1.2.1规范：《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000《水利水电工程进水口设计规范》SL285-2003《混凝土重力坝设计规范》DL5108-1999《水力计算手册》（第二版）武汉大学主编。
2工程总体布臵根据《水利工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，确定工程规模，工程等级及设计标准：该电站的装机容量为6400KW,属于小（2）型电站，属于5等工程，并且所设计的取水坝不涉及防洪及其他的功能，所以确定该取水坝的工程等级为5级。
设计洪水为20年一遇的洪水，相应的洪峰流量为582.8m3/s.校核洪水为100年校核，相应校核洪水流量为767.3m3/s。
采用重力坝方案。
其筑坝材料可用砼和浆砌石两种材料，能使该工程充分利用现有的自然条件，且泄洪建筑物容易布臵，施工导流易于解决。
水工建筑物课程设计---水库及大坝设计
水工建筑物课程设计---水库及大坝设计一、课程设计背景和目的水库和大坝是水工建筑物中非常重要的一类，涉及到人类工程建设中关键的水资源管理和利用。
本课程设计旨在通过设计一个水库和其附属的大坝结构，让学生深刻理解水库和大坝的设计原理和关键技术，掌握相关的设计方法和计算技巧，培养其工程实践能力和创新思维能力。
二、课程设计内容和要求（一）水库选址和水量计算1. 在某个地区选定一块土地，根据当地的地形和水文特点确定水库选址，绘制水库选址图。
2. 根据当地的水文气象数据，计算出水库的总库容、常水位和死水位。
3. 进行水量平衡计算，确定设计年径流量和设计灌溉面积。
（二）水库形状和结构设计1. 根据已有的水文特征和选址条件，确定水库的形状和尺寸，绘制水库的三维模型和平面图。
2. 根据水库的尺寸和水位高程，进行坝体和坝基的设计计算，包括坝的高度、宽度、厚度等参数，以及坝基的基础承载力和抗滑稳定性计算。
3. 设计水库取水口和泄洪口，包括取水设计流量和滤水设计流量的确定，以及泄洪水位和泄洪能力的计算。
（三）大坝材料和施工方法选择1. 根据水库选址条件和周边地质条件，选择合适的大坝材料和施工方法，包括土石坝、混凝土坝、拱坝等，以及相关的建造工艺和流程。
2. 对所选的大坝材料和施工方法进行技术经济评价和比较，确定最终方案。
（四）结构稳定性和安全评估1. 对设计的坝体和坝基结构进行力学计算，评估结构的稳定性和安全性。
2. 对大坝的地震响应进行分析和评估，计算地震力矩和地震引起的坝体位移等参数。
（五）施工图绘制和报告撰写1. 根据所设计的水库和大坝结构，绘制详细的施工图，包括平面图、立面图、剖面图、节点图等。
2. 撰写完整的课程设计报告，包括选址和水量计算、结构设计、材料和施工方法选择、结构稳定性和安全评估、施工图绘制等内容，以及分析和评价课程设计中遇到的问题和解决方法。
三、课程设计评价标准1. 设计方案切实可行，符合安全性和经济性要求。
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XXXXX课程设计说明书设计名称水工建筑物课程设计设计题目混凝土重力坝课程设计设计时间201X.0X.XX～20XX.0X.XX系别水利工程系专业水利水电工程专业班级201X级水电(1)班姓名XXXXXXXXXXXX指导教师XXX201X年XX月 XX日目录1.基本资料·12.坝体剖面拟定·23.重力坝剖面设计·44坝体稳定分析·84.1 非溢流坝段稳定分析·84.2 溢流坝段稳定分析·135 坝体边缘应力分析·185.1非溢流坝边缘应力分析·185.2溢流坝边缘应力分析·196 坝顶细部构造·217.参考文献·238.混凝土重力坝设计图纸·24设计计算说明书1.基本资料1.1工程概况顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较单薄，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。
通过礼河、洲河及输水渠道，可通向唐山市；经还乡河、陡河可通秦皇岛市。
为解决唐山市、秦皇岛市两地区用水，国家决定修建顺河水库。
顺河水库位于河北省唐山、承德两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。
水库距迁西县城35公里，有公路相通。
河槽高程150m。
水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量，供天津市和唐山地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。
根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其它建筑物按II级建筑物考虑。
1.2水文分析1.年径流：顺河水量较充沛，顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%，年内分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。
2.洪水：多发生在七月下旬至八月上旬，有峰高量大涨落迅速的特点，据调查近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为24400—27400m³/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m³/s。
3.泥沙：淤砂浮容重为0.9吨/立米，内摩擦角为12度。
淤砂高程157.5米。
4.建筑材料：砌石容重：2.3t/m3；混凝土容重：2.4t/m3。
1.3气象库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均产气温为零下6.8℃，绝对最低气温达零下21.7℃(1969年)7月份最高月平均气温25℃，绝对最高达39℃(1955年)，本流域无霜期较短(90—180天)冰冻期较长(120—200天)，顺河站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70—100天，冰厚0.4—0.6米，岸边可达1米，流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级，有时更大些，春秋两季风向变化较大夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5米/秒，水库吹程D=3公里。
1.4工程地质库区地质：顺河水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只西城峪至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域内无严重的坍岸及渗漏问题。
本层岩体呈厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度185米左右。
岩石物理力学性质：岩石容重为2.68—2.70吨/立米，饱和抗压强度，弱风化和微分化岩石均在650公斤/厘米2以上，有的可达1100公斤/厘米2，混凝土与岩石的磨擦系数微分化及弱风化下部，可取ˊf=1.10、c ˊ=7.5kg/cm 2。
地震：库区的基本烈度为6度。
2.坝体剖面拟定水库净水位的超高按公式l z c h h h h ∆=++计算，计算分设计洪水、校核洪水和正常蓄水位三种情况进行。
由于风的作用，在水库内形成波浪，它不但给闸坝等挡水建筑物直接施加浪压力，而且波峰所及高程也是决定坝高的重要依据。
浪压力也与波浪要素有关，波浪要素包括波浪的长度、高度及波浪中心线高出静水位的高度。
2.1波浪要素计算 2.1.1累积频率波高计算一般采用以一定实测或试验资料为基准的半理论半经验方法。
根据SL319 — 2005《混凝土重力坝设计规范》丘陵、平原地区水库，宜按鹤地水库公式计算：0v --计算风速，s m /，在正常洪水位和设计洪水位时，采用相应季节50年重现期的最大风速的多年平均值，近似取s m v /5.210=D --风区长度（有效吹程），m D 3000= 2%h ——累积频率为2%的波高，mmL ——平均波长，m1/222000.0386[]m gL gD v v = （1）计算得，设计洪水位时m L m 513.14=；校核洪水位时m L m 513.14=。
由公式0.4520.70220.700200.0018()0.13[0.7()]{}0.13[0.7()]m m m gD gh gH v th th gH v v th v = （2）计算出平均波高m h m 548.0=，并与平均水深m H （取正常蓄水位）相比得mmH h 约为0，查SL319 — 2005《混凝土重力坝设计规范》表B.6.3-1不同累积频率的波高与平均波高的比值得到:设计洪水位时m h 325.142.2548.0%1=⨯= 校核洪水位时m h 325.142.2548.0%1=⨯= 2.1.2 波浪壅高的计算：已知km D 3=，设计洪水时采用多年平均最大风速s m v /5.210=，校核情况采用多年平均最大风速21.5/v m s =，根据SL319 — 2005《混凝土重力坝设计规范》官厅水库公式：21%2z h Hh cthLLππ=（3）计算得到设计洪水时波浪雍高m h z 38.0=，校核洪水时波浪雍高m h z 38.0=。
2.1.3 防浪墙顶值洪水位高差计算：c h 为安全加高，坝的安全级别是Ⅰ级，查《水工建筑物》表3-10，可得设计洪水时m h c 7.0=，校核洪水时m h c 5.0=由公式：c z h h h h ++=∆%1（4）得：设计洪水时m h 405.27.038.0325.1=++=∆ 校核洪水时m h 205.25.038.0325.1=++=∆h ∆为防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位时的高差。
2.2坝顶高程计算：设计情况下坝顶高程=设计洪水位m h 105.228405.27.225=+=∆+ 校核情况下坝顶高程=校核洪水位m h 405.229205.22.227=+=∆+ 可见校核状况下的高程为控制高程，选择坝顶高程为m 2282.1405.229=-。
3.重力坝剖面设计3.1非溢流坝剖面设计河槽高程为150m ，则坝高：m 78150228=-。
坝顶宽度： 取值范围为坝高的8%到10%，考虑交通要求，取8m 。
上游坝坡做成折坡，折坡点位于坝高1/3处（即高程176m 处），在此上坝坡铅直，在此以下，坝坡坡率n 取为0.16，下游坝坡坡率m 取为0.8， 66.38=ϕ。
底宽取 77.52，为坝高的0.80倍。
非溢流坝横断面如图1所示。
图1 非溢流坝断面图3.2 溢流坝剖面设计溢流坝由顶部曲线段、中间直线段和下部反弧段三部分组成。
3.2.1堰面曲线设计坝高78米，由规范知单宽泄流量q 的取值范围为：50~1003/()m s m ⋅，取)/(753m s m q ⋅=。
232h g m q ε=(5)取ε=0.95，m =0.5，得堰顶水头m h 83.10=设计洪水位为225.7m ，m 87.21483.107.225=-，取堰顶高程为215m 。
堰顶最大作用水头m h 2.122152.227max =-=。
该工程采用开敞式溢流坝，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，溢流面曲线可采用WES 曲线，曲线的具体如图2。
图2 WES 曲线其中的d h 为定形设计水头，按堰顶最大作用水头max h 的75％-95％计算。
由于上游堰高d H m h 33.17.751507.225>=-=，故取m h H d 76.980.0max ==m H R m H R m H R d d d 39.004.0,95.12.0,88.45.0321====== m H m H m H d d d 75.2282.0,69.2276.0,71.1175.0===堰顶下游采用WES 曲线（X ，Y —以溢流坝顶点为坐标原点的坐标，X 以向右为正，Y 以向下为正），方程为： 1.850.852dx y H = (6)故可得堰面曲线见表1：表1 堰面曲线表X 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Y 0.9 0 0.072 0.260 0.550 0.937 1.416 1.984 2.639 3.378 4.200 X10111213141516171819Y 0.9 5.104 6.089 7.152 8.293 9.512 10.807 12.178 13.623 15.142 16.735中间直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度与非溢流坝段的下游坡相同。
用以下方法可求得切点坐标为（13.91，9.40）。
具体过程如下：80.01285.185.085.0==d H x dx dy ，得m x u 91.13=，再代入 1.850.852d x y H =，可得m y u 40.9=。
3.2.2 反弧段半径和反弧圆心坐标的确定直线段后接反弧段，采用挑流消能。
根据鼻坎高于下游水位1~2m 的要求，确定鼻坎高程158.3（下游最高水位为156.8m ），试取 23=θ，下游河床高程150m ，以校核洪水为控制情况，上游水位227.2m ，下游水位为156.8m 。
由能量守恒公式：221mv mgh =(7)得反弧段最低点流速s m v /04.33=反弧半径的确定，经试算拟定R=18m ，此时反弧最低点高程为m R R H H 87.1561823cos 183.158cos =-⨯+=-+= θ坎顶(8)m v q h 27.204.3375===(9)为了保证有较好的挑流条件，反弧半径R=(4～10)h ，故取反弧半径R=18m ，是符合要求的。
圆心高程：m R H H 86.17423cos 183.158cos 0=⨯+=+= θ坎顶， 圆心纵坐标m y 14.3986.1742140=-=，直线段与反弧半径的切点纵坐标 m R y y d 38.5066.38sin 1814.39sin 0=⨯+=+= ϕ， 横坐标m y y x x u d u d 65.4475.0)40.938.50(91.1375.0)(=⨯-+=⨯-+=， 则圆心横坐标m R x x d 71.5866.38cos 1865.44cos 0=⨯+=+= ϕ。