水利水电工程施工课程设计计算说明书-三峡大学版

《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/m 3。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 2 戗堤处水位

~流量关系曲线 表1 戗堤处水位~流量关系

流量（m 3/s ）

250 317 410 500 1000 水位（m ）

952.15

952.71

953.48

954.00

955.87

罪濮「:

fl rt P i

t

g

H ■4

I

X ■■

JM*

r-

占

i

i

m

s * e

抽

%113

图1河床剖面图

图3上游水位~泄流量关系曲线

泄流流量（m3/s）0 150 300 410 800 1400 上游水位（m）953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12

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+2 X学号的最后两位）m3/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。

、截流的水力计算

1、计算下游水位H下、戗堤高度H B、戗堤水深H °

由Q0=308 m3/s，根据戗堤处水位~流量关系曲线，由内插法可知, 由Q。Q , H 上=957.08m , H B= H 上1m H 底=7.08m ;

H0Z H 下H底=1.62m+Z.H 下=945.624 m ；

r—系列1

Q H Q Z

0.00 150.00 300.00 410.00 800.00 1400.00

953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12

0.38 2.78 4.41 5.38 8.04 11.50 3、绘制龙口泄水曲线

由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：

Q mB/2gH 0.5

式中m――流量系数

当

H o

Z Z

0.3，为淹没流，m 1——

H o

Z H o

当令0.3，为非淹没流，

m 0.385

梯形断面： B

B 2nH B nH 0 三角形断面:

B nH °

H 。

龙口上游水头

梯形断面： H 。

Z

上

Z

底

三角形断面:

H 0 z 上 Z 底 nH B 0.5B 其中

Z —- 龙口上下游水位差

H B —

—戗堤高度

n

戗堤端部边坡系数，取

n

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 - Bh 淹没流时 h h s ， h s 龙口底板以上的下游水深 非淹没流时：h h c ,h c 龙口断面的临界水深 即淹没出流时: B ——龙口平均过水宽度

1.0

对于梯形断面: 非淹没出流时: h s

对三角形断面: O

对于梯形断面:

对三角形断面:

以。

假设戗堤顶部B 35m时为例，演算B〜Q〜Z曲线的过程

Q'Z

Q'Z

4、绘制B、Q、Qd曲线簇

说明

40 250.99 1.344 28.804 1.976 4.4 梯形非淹没 35 236.03 1.594 24.054 2.143 4.6

梯形非淹没 30 217.18 P 1.894 [19.354 P 2.343 4.8 —梯形非淹没 25 192.78 2.269 14.729 2.593 5.0 梯形非淹没 20 158.7 P 2.745 [10.205 r 2.911 :5.3 「 梯形非淹没

14.16

99.12

3.462 5.082

4.578 4.3

三角非淹没

泄逬量

Qd (m3/s) 4cn

zc

«

430

龙口

;^t#Q (m3/s)

_________________________________

6、由V k. 2g s?d，确定块体粒径d；

式中v――石块的极限抗冲流速；

d――石块化引为球形时的粒径；

K 综合稳定系数，取1.2 ；

——水容重，取10.

石块容重，取26.

40.00 1.34 4.40 0.42 35.00 : 1.59 「 4.60 0.46 30.00 1.89 4.80 0.50 25.00 2.27 5.00 0.54 20.00 2.75 5.30 0.61 14.16 3.46 4.30 0.40