塘坝设计

塘坝设计
1塘坝位置的选定塘坝位置的选定主要注意以下几点：一是库区条件；二是地质条件；三是水源条件。

1.1库区条件选择两山一沟肚大口小的地形，既坝址处谷口要窄小，使坝较短；谷口以上要比较宽广平坦，以便多蓄水。

1.2地质条件对选定的库区进行地质勘探，探明库区的地质条件，以免库区渗漏，造成不必要的损失。

1.3水源条件塘坝位置应选在水源充足、水质没有污染、适宜灌溉的地方。

2基础资料搜集
2.1地质资料
2.1.1库区地质主要搜集或者对库区进行地质勘探，探明库区的地质条件，他是由那些土层组成，土的分类，土的物理、力学指标。

2.1.2坝址处地质主要搜集或者对所选坝址进行地质勘探，探明坝址的地质条件，他是由那些土层组成，土的分类，土的物理、力学指标。

2.2水文、气象资料主要搜集坝址处的水文、气象资料，如流量、降水、风速等，对于小型工程，如果搜集不到这些资料，也可以利用《水文图集》进行计算。

2.3地形资料库区地形图，一般需要1：500—1：2000比例尺的库区地形图。

2.4天然建筑材料查明当地出产哪些天然建筑材料，如粘土、砂子、石料等。

查明分布情况、储量、质量等。

2.5 当地的社会经济情况如农作物的种植结构、产量、生产成本等。

2.6 当地群众对项目的认知程度这也是比较重要的，如果当地的群众认为这个项目对他们比较重要，他们会非常支持。

会向你提供很多有价值的资料。

3塘坝设计
3.1水文水利计算
3.1.1水文计算一般情况，要修建的工程处都没有实测的水文资料，可以根据《水文图集》进行计算。

a)年径流计算由《图集》成果图14、15查得多年平均年径流深R O,变差系数C V,C S=2 C V,P=75%，查附录三得K P值。

1)计算多年平均年径流量
W O=1000R O F（万立方米）
式中：R O-----平均年径流深，mm;
F---集水面积，km2。

1000---折算系数。

2)计算P=75%设计年径流（需要确定灌溉设计标准，查《灌溉与排水工程设计规范》GB50288-99，确定灌溉设计保证率）
W p=K P W O(设计年径流量)
R p= K P R O(设计年径深)
3)计算各月径流由成果图16，查出项目所在地的径流年内分配分区，再由表3-3各区径流年内分配表查得各月分配百分数，与设计年来水量、设计年径流深相乘，既得各月径流量与径流深。

表3-1各月径流（P=75%）计算表
各月降水量、蒸发量计算表
表3-2
3
b)各月降水量、蒸发量计算由成果图1（多年平均年降水量等值线图）、成果图3 （保证率P=75% 年降水量等值线图）、成果图13（多年平均年水面蒸发量等值线图，乘以0.93，折算为水体蒸发）查得以上数据，再由成果图1查得降水量年内分配分区图，由表1-3与2-5查得降水量、蒸发量的百分数，将等值线图查得的数据与分配的百分数相乘，既得各月的降水量与蒸发量的数值。

c)泥沙量估算
1)悬移质由成果图37（多年平均悬移质年输沙模数等值线图）查得输沙模数，乘以集水面积及修正系数1.5即为多年平均悬移质年输沙量。

2)推移质按悬移质的20%考虑。

3)估算20年的入库泥沙量 20年的入库泥沙量=（多年平均悬移质年输沙量+推移质量）×20年
d)计算设计洪水设计洪水的计算方法有两种：一是“由流量资料推求设计洪水”，二是“由暴雨资料推求设计洪水”，对于小塘坝设计，一般的情况下，用流量资料推求设计洪水。

1)概化过程线法
⑴由成果图17-24查得最大流量及最大洪量参数（成果图17是最大流量参数CP等值线图、图18是最大流量变差系数C V等值线图、图19是最大一日洪量参数B1等值线图、图20是最大一日洪量变差系数C V等值线图、图21是最大三日洪量参数B3等值线图、图22是最大三日洪量变差系数C V 等值线图、图23是最大七日洪量参数B7等值线图、图24是最大七日洪量变差系数C V等值线图），由附录三查得相应频率模比系数，就可以进行下一
步的计算。

⑵计算最大流量Q M 、最大洪量W 最大流量67.0%
5%
2F Cp K K Q M ⨯⨯=
最大24小时洪量83.01%
5%
2241.0F B K K K W ⨯⨯⨯⨯= 最大三日洪量85.03%
5%
231.0F B K K W ⨯⨯⨯= 最大七日洪量87.07%
5%
271.0F B K K W ⨯⨯⨯
= 这里需要注意的两点问题如下：
一是：最大24小时洪量与最大1天洪量的关系
F ＜400Km 2, K=1.14; 1000≥F ≥400Km 2, K=1.10; F ＞1000Km 2,K=1.05。

二是：当F ＞20Km 2时 83.01%
511.0)(F B K Kp
W p ⨯⨯⨯
= 85.03%
531.0)(F B K Kp
W p ⨯⨯⨯
= 87.07%
571.0)(F B K Kp
W p ⨯⨯⨯
= 当F ≤20Km 2时 83.01%
5120201.0)(⨯⨯⨯⨯=B K Kp F W p 85.03%
5320201.0)(⨯⨯⨯⨯
=B K Kp F W p
87.07%
5720201.0)(⨯⨯⨯⨯
=B K Kp F W p ⑶计算洪水集中段历时t 、集中洪量W 0 412.022.0F t =
y t W W t 24=
这里还需要注意的是： 当t ≤3d 时
y t p W p W t ·)()(24=
其中 477
.0)lg()lg(243P
P W W Y -=
当t ＞3d 时
y t
p W p Wt )3
?)()(24=
其中 368
.0)lg()lg(37P
P W W Y -=
⑷试算设计洪水过程总历时T
Qm
Wt
T 59
.0= 计算的T 大于t ，需重新假定t,再计算Wt,直到T 近似t 。

⑸ 设计洪水过程线计算 由《图集》表4-4概化过程线成果表查得概化过程线纵、横坐标，分别乘设计洪水最大流量、总历时T 既得设计洪水过程线。

表3-3 设计洪水过程线计算表
3
3.1.2水利计算
a)兴利调节计算首先要确定塘坝的作用，农作物的品种、灌溉定额、灌溉面积。

这几项确定之后，灌溉用水量可以计算出来。

表3-4灌溉用水量计算表
b)年调节计算
⑴不计损失的兴利调节计算
①根据库区地形图，画出水位-库容曲线。

②根据灌区水位、泥沙淤积、养鱼等的要求，确定死水位。

③根据确定的死水位，查水位-库容曲线查出死库容。

表3-5塘坝水位～库容、水位～面积曲线计算表
表3-6 不计损失年兴利调节计算表
来水量一栏的数据由各月径流计算表得来，用水量一栏的数据由灌溉用水量计算表得来，从以上的表中可以看出死库容出现在5月中旬。

先自死库容开始，逐旬向上累加，得兴利库容2.28万立方米，再死库容开始，逐旬向上下累加，当库容达到2.28万立方米时，多余来水开始弃水。

根据
平均库容查出水面面积，以备以后使用。

⑵计入损失的兴利调节计算
首先按下式计算总损失量：
总损失量=水体蒸发量－陆面蒸发量+渗漏量其中：陆面蒸发量=降水量－径流量
各月、旬损失量计算结果见下表
表3-7损失量计算表
注：1、表中渗漏量按每日0.5计算
2、总损失量=水体蒸发量-陆面蒸发量+渗漏量
其中：陆面蒸发量=降水量-径流量
12
表3-8计入损失年兴利调节计算表
3.2洪水调节计算
3.2.1设计标准没有找到明确规定的塘坝设计标准，塘坝的库容在1万立方米--10万立方米之间，参考《防洪标准》GB50201-94中的规定，工程等别为Ⅴ等，工程规模为小（2）型，总库容为0.01—0.001×108m3,(100万
立方米--10万立方米)。

塘坝的设计标准如下：
山区、丘陵区：设计标准30-20年，校核标准300-20年（土坝、堆石坝）。

平原区、滨海区：设计标准10年，校核标准50-20年（土坝、堆石坝）。

3.2.2 工程等别和级别 参考《防洪标准》GB50201-94中的规定，工程等别为Ⅴ等，工程规模为塘坝，主要建筑物和次要建筑物的级别均为5级。

3.2.3 洪水调节计算 先确定溢洪道的型式，然后按兴利规模确定溢洪道堰顶高程。

洪水调节采用调洪曲线列表计算，计算时段△t 取
a) 调洪工作曲线设计 暂定溢洪道型式为开敞式宽顶堰，堰顶高程为190.00米，洪水标准为20年。

采用调洪曲线列表计算，计算时段∆t 取0.5小时，调洪演算公式为：
2
)222111q
t v q Q q t v +∆=-++∆（
5.1H b m q ∆⋅⋅=
式中：；流量系数，采用5.1-m
；堰顶宽，8.1=-b b
堰上水头。

-∆H
表3-9 调洪工作曲线计算表
b) 洪水调节计算
表3-10 洪水调节计算表
根据兴利调节计算，水库兴利总库容2.36万立方米，兴利水位190.70米。

拟定起调水位190.70米，经计算塘坝最大下池量 3.4m3/s，水库水位191.50米。

4其他
下一步还需要计算的主要内容有：坝顶高程的确定、坝体稳定计算，溢洪道与放水洞的结构计算等。