计算书

1非溢流坝段设计计算

1.1设计校核洪水位的确定

由堰流公式

相应洪水位= 堰顶高程+ H0

H0=1.05H d

B=Q/q

n=B/b

式中:Q--流量m3/s

B--溢流堰孔口宽m

H0--堰顶以上作用水头

G--重力加速度9.8m3/s

m—流量系数

n—孔口数

H d—堰面曲线定型设计水头

B—溢流孔的净宽

b—孔口净宽

q—单宽流量

--侧收循系数,根据闸墩厚度及墩头形状而定,

=1, =0.95,m=0.502,q=60㎡/s,b=5m,堰顶高程=1057.00m

计算成果见表：

表5.2 堰顶高程

1.2坝顶高程的确定

坝顶高程分别按设计和校核两种情况，用以下公式进行计算：

波浪要素按官厅公式计算。公式如下：

1/3

1/121022000.0076gh gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭...............................① 1/3.75

1/2.15022000.331gL gD v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭

...............................②

2

12z h H

h cth

L

L

ππ=

...............................③ 库水位以上的超高h ∆：

1c z h h h h ∆=++

式中1h --波浪高度，m

z h --波浪中心线超出静水位的高度，m

c h --安全超高，m(查规范得,设计情况取0.3m,校核情况取0.2m)

o v --计算风速。水库为正常蓄水位和设计洪水位时，宜用相应洪水期多年

平均最大风速的1.5~2.0倍,取19m/s ，校核洪水位时，宜用相应洪水期多年平均最大风速，15 m/s

D-风区长度；取800m L--波长；M H--坝前水深 1.2.1.1 设计情况下

gD/v 02=9.8×800/192=21.72,在20—250之间,故h 的累积频率为5%的波高,带入①中,

9.8×h 5%/192=0.0076×19-1/12×(9.81×800/192)1/3 得h 5%=0.55m

查《混凝土重力坝设计规范》表B.6.3得 h 5%/hm=1.95 hm=0.55/1.95=0.282m h 1%/hm=2.42 h 1%=0.282×2.42=0.682m

将各值带入②得

9.81L/192=0.331×19-1/2.15×(9.81×800/192)1/3.75

L=6.32m 公式③得

H=1064.29-1021.00=43.29m

hz=3.14×0.6822

/6.32×coth(

可知库水位超高 1c z h h h h ∆=++=1.213m 可知坝顶高程=1063.17+1.231=1064.38m

1.2.1.2校核情况

计算方法同上,

可知库水位超高 1c z h h h h ∆=++=0.934m 可知坝顶高程=1067.22+0.934=1068.15m

以上两种情况取较大值,所以坝顶高程为1068.15m 则坝高=1068.15-1021.00=47.15m

1.3确定下游水深

由资料可知,坝址处河道宽取37m,

假定下游水位h=5m,m=1.43,i-0.00682,b=37,n=0.050 由水力学公式可得

A=(b+mh)h=(37+1.43×5)×5=220.75㎡

m h b x ++=12=37+2×5×43.11+=52.59m

R=A/X=220.75/52.59=4.20 C=R 1/6/n=1/0.05×4.201/6=25.40m 1/2

/s

Q=AC Ri =220.75×25.40×0.06822.4⨯=948.97m 3

/s

依次假定h=4m,得Q=644.28 m 3

/s

假定h=3m,得Q=393.81 m 3

/s

假定h=2m,得Q=197.72 m 3

/s

假定h=1m,得Q=61.76 m 3

/s 做图得下图

依据图可得:

在设计情况下,Q=324 m3/s,对应的h=2.8m

在校核情况下,Q=690 m3/s,对应的h=4.4m

在消能防冲情况下,Q=268 m3/s,对应的h=2.5m

在厂房校核情况下,Q=587 m3/s,对应的h=3.9m

在电站引用流量情况下,Q=80 m3/s,对应的h=1.2m

1.4坝截面的假定

为了适应运用和施工的需要，坝顶必须有一定的宽度。一般地，坝顶宽度取最大坝高的8%~10%。，且不小于3m,考虑到交通要求,坝顶宽取7m

防浪墙高1.2m,所以坝面高程为1066.95m,所以不含防浪墙的坝高为45.95m

坝体上游面采用铅直面,下游坝坡设为1:0.7

因为基本三角形

的顶点与正常蓄水位

齐平，故重力坝剖面

的下游坡向上延伸应

与正常蓄水位相交，

则可以算出下游坡面

的起坡点的高程为

1055.7m

可以计算出来坝

底宽度为31.29m,大坝

截面尺寸如左图:

2进水口的设计

2.1孔径D的拟定

孔径D的拟定可依据下式:D=(4Q/πv p)1/2

式中：Q—每个发电孔引取的流量，m3/s

vp—孔内的允许流速，m/s，对于发电孔vp=5.0~6.0m/s

本工程设置两台发电机组,2个进水口,则每个引水口的流量为37.5 m3/s

带入上式得D=3.090~2.821m,取D=3.0m

2.2进水口高程的确定

本工程采用有压进水口,,有压进水口应保证在上游最低运行水位以下有足够的淹没深度

有压进水口最小淹没深度可按戈登公式估算,即

S=cvd1/2

式中: S——进水口淹没深度

v——闸门断面的水流流速

d——闸孔高度

c——经验系数,取0.73