淤地坝设计(简)

淤

地

坝

工

程

设

计

班级：水保

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目录第一章概况

第一节基本情况

第二节兴建该工程的目的和作用第二章水文计算

第三章工程设计

第一节枢纽组成

第二节土坝设计

一.试算表

二.坝高计算

三.大坝设计

1.坝型选择

2.坝顶宽度

3.坝坡

4.排水沟

5.结合槽

6.坝基和岸坡处理

7.护坡

8.坝体排水

9.大坝稳定性分析

第三节淤地坝溢洪道设计

一.位置选择

二.布置形式

三.水利计算

1.溢流堰尺寸计算

2.陡坡段尺寸计算

2.1计算临界水深

2.2计算临界底坡

2.3按陡坡计算用试算法计算正常水深 2.4计算陡坡长度

2.5计算水面曲线

2.6确定陡坡侧墙高度

3.出口段尺寸计算

4.陡坡段和出口段的厚度计算

第四节放水建筑物设计

一.卧管设计

1.放水孔孔径的计算

2.卧管结构尺寸的确定

3.卧管末端消力池断面尺寸确定

3.1判断是否需要设消力池

3.2消力池断面尺寸确定

4.消力池结构尺寸确定

二.盖板厚度计算

三.涵洞设计

1.涵洞内水深计算

2.涵洞断面尺寸确定

3.涵洞结构尺寸确定

四.涵洞出口消能段设计

1.明渠段水力计算

2.涵洞出口明渠段结构尺寸确定

3.明渠末端消力池设计

3.1判断是否需要设消力池

3.2消力池断面尺寸计算

3.3消力池结构尺寸确定

第一章概况

第一节基本情况

1.坝址以上集水面积5km2;

2.经勘测计算，求得坝高H与库容V、淤地面积A的关系见图；

3.流域年侵蚀模数K=10000t/ km2,20年一遇设计洪水流量Q20=105 m3 /s，洪水总量W洪＝10万m3,200年一遇设计洪水流量Q200=180 m3 /s，洪水总量W洪＝17万m3；

4.沟道无常流水；

5.坝址附近有充足的筑坝土料，土壤内摩擦角φ＝20°，内聚力c=0.8t/ m2 ;

6.放水洞设计流量Q=0.5 m3 /s 。

第二节兴建该工程的目的和作用

兴建该坝的主要目的是拦蓄泥沙，防止水土流失，抬高侵蚀基准点，提高坝系整体的防洪能力，改善当地生态环境，拦泥淤地。

该坝建成10年后，拦蓄泥沙约39万m3，可新增坝地104亩，治理有显著的促进作用。

第二章水文计算

拦泥库容计算：

V栏= F·K·(1- N S)·T/r S

式中：F——淤地坝控制的流域面积， km2，取5 km2.

K——年平均侵蚀模数K=10000t/ km2.

N S——坝库排沙比，此处取为0.

r S——淤积泥沙的干容重，t/m3,淤积泥取1.3t/m3.

T——m3设计淤积年限，N=10.4年.

第三章工程设计

第一节枢纽组成

通过调查坝址处地形、经多方案比较,确定中型淤地坝的枢纽组成为大坝，溢洪道和放水建筑物(卧管、涵洞、明渠及消力池)三大件。放水建筑物布置在大坝右岸。坝址附近有足够的土料，其储量足以满足填筑坝体的需要,故坝型选择为均质碾压土坝。

第二节土坝设计

一.试算表

根据坝高、库容曲线，各数据，得出以下试算表：

沟底高程=798 m

由经验，直接取h滞＝2.5m,在不同的高程区间试算出B20，B200，由比较和经验选出最合适的一组数据：

V滞＝7.5（万m3)，h拦＝24m,B20＝4.15m，B200＝15.9m,相应拦

泥高程为822m,再得出V拦＝40(万m3)，淤地面积为79亩,淤地年限为

10.4年。

二.坝高计算

采用公式：H=h拦+h滞+h安

式中：H——总坝高，m.

h拦——拦泥坝高,m.

h滞——滞洪坝高,m.

h安——安全超高,m.

由坝高——库容曲线逐一进行试算后，

确定拦泥坝高：

h拦＝24m，相应拦泥高程为822m，淤地面积约为79亩，淤地年限约为10年。

滞洪坝高确定：

查规范知，设计洪水重现期为20年，校核为200年，处于中性淤地坝。据此

20年一遇设计洪水流量Q20=105 m3/s，洪水总量W洪＝10万m3，确定溢洪道顶坎高程，由于沟道无常流水，故采用顶坎与淤地面同高，即顶坎高程为822m。

（1）按生产防洪标准确定溢洪道尺寸，采用生产防洪设计洪水标准为20年一遇，相应的库容为40万m3，滞洪库容为7.5万m3，溢洪道泄流量Q泄为：

Q泄=Q洪（1-V滞/W洪）

Q泄＝MBh滞3/2

其实由第一步推算省略的步骤如下：

先假设一个h滞，查坝高－－库容关系曲线，得一V滞,再由MBh滞3/2＝Q洪（1-V滞/W洪），得到一个B，多次假设，得合理B。这样就得到了合理的（h滞，B),再由经验，最终h滞＝2.5m。

（2）按工程安全防洪标准确定溢洪道尺寸进行校核

200年一遇设计洪水流量Q200=180 m3/s，洪水总量W洪＝17万m3，设滞洪坝高h滞=2.5m,则由H-V曲线查得相应的V滞=7.5万m3洪道尺寸，此时溢洪道设计洪水标准为200年一遇时：

溢洪道泄流量：

Q泄=Q洪（1-V滞/W洪）

Q泄＝MBh滞3/2

由上面两个式子得到溢洪道的宽度 B= Q洪（1-V滞/W洪）/(M h滞3/2） M ——流量系数，取1.6

B= Q泄/(M h滞3/2）=100.59/（1.6×2.53/2）≈15.9m.

根据工程安全考虑，加上安全超高 1.5m，此此时的淤地坝总高为H=24+2.5+1.5=28m。

取最大坝高为28m,相应坝顶高程为826m,沟底高程为798m。

三.大坝设计

1.筑坝土料丰富，故选用均质土坝筑坝土料设计，用碾压法

筑坝，筑坝土其有机质含量小于2%，水溶盐含量小于5%，需满足碾压土坝对土质的要求。施工时土料的最优含水量应控制在12%-15%。坝体