水利工程枢纽布置 PPT
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在枢纽布置允许的前提下，闸门宜选用宽而扁，宽高比 常采用 b/H≈1.0～2.0。
泄流总净宽：B=nb ：泄流总净宽根据泄洪要求及坝址 地形确定；而孔数较少时取单数。
4.溢流面体形设计
溢流面体形有三部分组成：
堰顶曲线 a～c 直线段 c～d 反弧段 d～e
b
a
c
d
e
①上游曲线段（a～b）：双圆弧、椭圆。近年来，提出 了三圆弧及下列型式的曲线
3．施工安排
坝址、坝轴线选择和枢纽布置，是与施工导流、施工 方法和施工期限密切相关的，应力求做到以最小的投资在
最短时期内顺利完成施工任务。
三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪，坝址区河谷开阔， 两岸岸坡较平缓，江中有一小岛（中堡岛），具备良好的分期 施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体，岩体 内断层、裂隙不发育，且大多胶结良好、透水性微弱。
之早日发挥经济效益，相应地降低枢纽造价。 总之，在满足建筑物强度、稳定以及运用等要求的前提下，做
到枢纽总造价最小，年运行费用最低，有优越的经济指标。
黄河苏只水电站枢纽主要由河床式发电厂房、泄洪闸、右 岸堆石坝、开关站等建筑物组成。工程布置从左岸到右岸为河 床式厂房坝段、泄洪闸坝段、粘土均质大坝等建筑物组成。混 凝土坝最大坝高51.65米，土坝最大坝高25.5米。
①
① ①
草房
带
①
Ⅱ Ⅱ
610.00 开挖线
横缝 A
底 610.00 坝轴线 孔横缝
①
玉
①
带
①
河
①
①
①
①
玉
地
土
北
第一节 水利水电工程的设计程序
①流域（或地区）规划阶段，提出项目建议书 ②可行性研究阶段 ③初步设计阶段（技术设计阶段） ④施工图设计阶段（技施设计）
第二节 水利枢纽和枢纽布置
一、枢纽布置的一般原则和要求
瀑布沟水电站 流域/地址：大渡河/四川； 坝型：心墙堆石坝； 最大坝高：186m； 总库容：51.7亿m3； 总装机容量：330万kw。
糯扎渡电站枢纽由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左 岸引水发电系统等组成。
玉 带 河
铜钱坝水库枢纽布置图
∶
河
带
基西
玉
①
① 基西
①
草房
草房
① ①
①
①
①
耕
河
-
地
带
玉
① ①
2.单宽流量q设选取:
单宽流量的选取与地质条件有关： 一般软弱岩石： q=30～50m3/（s·m）； 较好岩石： q=50～70m3/（s·m）； 坚固岩石： q=70～130m3/（s·m）；
3.泄水宽度设计: 单孔孔口宽：一般情况：b＝（8～16）m；当有排浮
要求时，可加大到（18 ～ 20）m。
安康水电站
（2）坝身泄水孔布置
☆承担排沙任务的泄水孔应靠近发电（灌溉、供水）进 水口，其进口高程是枢纽泄水建筑物中位置最低的；
☆其他泄水孔的位置根据泄洪要求而定。 ☆枢纽泄水建筑物由溢流坝及泄水孔共同承担，则一般 溢流坝布置于河床中央，泄水孔布置于溢流坝侧。
二、土石坝枢纽布置 （一）大坝的布置形式。 大坝布置于河床中央。 坝型有均质土坝、粘土均质坝、粘土斜墙坝、混凝土面
1．运用要求 枢纽布置应保证在一般条件下能正常地工作，避免运用
时相互干扰。 如灌溉取水建筑物应保证在各个时期均能按需要取出灌
溉流量； 发电取水口应水流平顺，水头损失小，下游尾水平稳； 航运建筑物进、出口水流应顺畅、流速小、水位平稳； 泄水、排沙、过鱼等要能得到合理的解决；溢洪道的布
置应保证安全泄洪，上游进口水流平顺，出口能顺利归河。 枢纽对外和内部交通线路应合理布置。
4．环境影响
（1）对上游淤积、淹没、浸没和下游河床演变、水文条件以及 水温、水质等的作用和影响；
（2）减少水库淤积，延长水库寿命。措施：汛期利用泄水和取 水建筑物进行冲沙。
（3）美化枢纽周围的环境，发展旅游。
第三节 不同类型枢纽布置的一般原则
一、重力坝枢纽布置原则 （1）溢流坝布置
☆ 尽可能布置在河床中央； ☆ 尽可能采用开敞式溢流孔（溢流坝）； ☆ 泄洪建筑物在平面上的布置不应影响电站、取水建筑物、 船闸等正常运行的要求。
板堆石坝、沥青防渗心墙（斜墙）土石坝等。 （二）土坝枢纽泄水建筑物布置 泄水建筑物一般由溢洪道和隧洞组成。
溢洪道布置位置在岸边，有正槽和侧槽两种布置形式。
溢洪道布置尽量利用垭口地形（如铜钱坝）；堰顶高程 一般较高，主要任务为泄洪。
隧洞任务有泄洪、排沙、放空水库等，故其布置高程需 根据其承担任务设置，其中排沙及放空水库隧洞进口高程 较低。
2．技术经济条件 枢纽布置应当在技术上可能的条件下，尽量做到经济上最优。
尽量使一个建筑物担负多种任务。 例如，导流与泄水、排沙、放空水库相结合； 导流与发电、灌溉相结合等。 要减少混凝土建筑物与土坝、岸坡等的接头数目，以降低用于
边墩、导墙、刺墙等联接建筑物的费用。 应考虑枢纽尽早投入运行或部分提前投入运行的布置方案，使
第四节 建筑物设计
一、重力坝
(一)坝顶高程的确定；
坝顶高于静水位的超高值△h ,按下式计算；
△h = hl + h0 + hc hl ——波浪高度； h0 ——波浪中心线至静水位的高度； hc——安全加高 . 坝顶高程或坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算，并选用其 中的较大值。
坝顶高程 = 设计洪水位+△h设 坝顶高程 = 校核洪水位+△h校
图 3–56 WES 型堰面曲线
② 下游段曲线b～c）：当坝体上游面为铅直时：
x1.852.0Hd0.85y
式中：Hd——定型设计水头，一般为校核洪水位时堰顶水
（二）非溢流坝剖面形态
上游n＝0～0.2；下游m＝0.6～0.8； 坝顶宽：b=H(8–10)%， 且b≮３m 坝底宽：B/H=0.7～0.9。
（三）溢流坝
1.溢流坝堰顶高程确定：根据设闸门与否确定。
设闸门：▽堰＝▽设计－H设
不设闸门：▽堰＝▽正常
H设
q设
m 2g
2/3
式中：q设——单宽流量。
水利工程枢纽布置及调洪演算
三峡水利枢纽
Biblioteka Baidu
二滩水电站－－1998年竣工 流域/地址：雅砻江/四川攀枝花； 坝型：双曲拱坝； 最大坝高：240m； 总库容：58.0亿m3； 总装机容量：330万kw。
锦屏一级水电站－－在建 流域/地址：雅砻江/四川； 坝型：双曲拱坝； 最大坝高：305m； 总库容：100亿m3； 总装机容量：300万kw。
泄流总净宽：B=nb ：泄流总净宽根据泄洪要求及坝址 地形确定；而孔数较少时取单数。
4.溢流面体形设计
溢流面体形有三部分组成：
堰顶曲线 a～c 直线段 c～d 反弧段 d～e
b
a
c
d
e
①上游曲线段（a～b）：双圆弧、椭圆。近年来，提出 了三圆弧及下列型式的曲线
3．施工安排
坝址、坝轴线选择和枢纽布置，是与施工导流、施工 方法和施工期限密切相关的，应力求做到以最小的投资在
最短时期内顺利完成施工任务。
三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪，坝址区河谷开阔， 两岸岸坡较平缓，江中有一小岛（中堡岛），具备良好的分期 施工导流条件。枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体，岩体 内断层、裂隙不发育，且大多胶结良好、透水性微弱。
之早日发挥经济效益，相应地降低枢纽造价。 总之，在满足建筑物强度、稳定以及运用等要求的前提下，做
到枢纽总造价最小，年运行费用最低，有优越的经济指标。
黄河苏只水电站枢纽主要由河床式发电厂房、泄洪闸、右 岸堆石坝、开关站等建筑物组成。工程布置从左岸到右岸为河 床式厂房坝段、泄洪闸坝段、粘土均质大坝等建筑物组成。混 凝土坝最大坝高51.65米，土坝最大坝高25.5米。
①
① ①
草房
带
①
Ⅱ Ⅱ
610.00 开挖线
横缝 A
底 610.00 坝轴线 孔横缝
①
玉
①
带
①
河
①
①
①
①
玉
地
土
北
第一节 水利水电工程的设计程序
①流域（或地区）规划阶段，提出项目建议书 ②可行性研究阶段 ③初步设计阶段（技术设计阶段） ④施工图设计阶段（技施设计）
第二节 水利枢纽和枢纽布置
一、枢纽布置的一般原则和要求
瀑布沟水电站 流域/地址：大渡河/四川； 坝型：心墙堆石坝； 最大坝高：186m； 总库容：51.7亿m3； 总装机容量：330万kw。
糯扎渡电站枢纽由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左 岸引水发电系统等组成。
玉 带 河
铜钱坝水库枢纽布置图
∶
河
带
基西
玉
①
① 基西
①
草房
草房
① ①
①
①
①
耕
河
-
地
带
玉
① ①
2.单宽流量q设选取:
单宽流量的选取与地质条件有关： 一般软弱岩石： q=30～50m3/（s·m）； 较好岩石： q=50～70m3/（s·m）； 坚固岩石： q=70～130m3/（s·m）；
3.泄水宽度设计: 单孔孔口宽：一般情况：b＝（8～16）m；当有排浮
要求时，可加大到（18 ～ 20）m。
安康水电站
（2）坝身泄水孔布置
☆承担排沙任务的泄水孔应靠近发电（灌溉、供水）进 水口，其进口高程是枢纽泄水建筑物中位置最低的；
☆其他泄水孔的位置根据泄洪要求而定。 ☆枢纽泄水建筑物由溢流坝及泄水孔共同承担，则一般 溢流坝布置于河床中央，泄水孔布置于溢流坝侧。
二、土石坝枢纽布置 （一）大坝的布置形式。 大坝布置于河床中央。 坝型有均质土坝、粘土均质坝、粘土斜墙坝、混凝土面
1．运用要求 枢纽布置应保证在一般条件下能正常地工作，避免运用
时相互干扰。 如灌溉取水建筑物应保证在各个时期均能按需要取出灌
溉流量； 发电取水口应水流平顺，水头损失小，下游尾水平稳； 航运建筑物进、出口水流应顺畅、流速小、水位平稳； 泄水、排沙、过鱼等要能得到合理的解决；溢洪道的布
置应保证安全泄洪，上游进口水流平顺，出口能顺利归河。 枢纽对外和内部交通线路应合理布置。
4．环境影响
（1）对上游淤积、淹没、浸没和下游河床演变、水文条件以及 水温、水质等的作用和影响；
（2）减少水库淤积，延长水库寿命。措施：汛期利用泄水和取 水建筑物进行冲沙。
（3）美化枢纽周围的环境，发展旅游。
第三节 不同类型枢纽布置的一般原则
一、重力坝枢纽布置原则 （1）溢流坝布置
☆ 尽可能布置在河床中央； ☆ 尽可能采用开敞式溢流孔（溢流坝）； ☆ 泄洪建筑物在平面上的布置不应影响电站、取水建筑物、 船闸等正常运行的要求。
板堆石坝、沥青防渗心墙（斜墙）土石坝等。 （二）土坝枢纽泄水建筑物布置 泄水建筑物一般由溢洪道和隧洞组成。
溢洪道布置位置在岸边，有正槽和侧槽两种布置形式。
溢洪道布置尽量利用垭口地形（如铜钱坝）；堰顶高程 一般较高，主要任务为泄洪。
隧洞任务有泄洪、排沙、放空水库等，故其布置高程需 根据其承担任务设置，其中排沙及放空水库隧洞进口高程 较低。
2．技术经济条件 枢纽布置应当在技术上可能的条件下，尽量做到经济上最优。
尽量使一个建筑物担负多种任务。 例如，导流与泄水、排沙、放空水库相结合； 导流与发电、灌溉相结合等。 要减少混凝土建筑物与土坝、岸坡等的接头数目，以降低用于
边墩、导墙、刺墙等联接建筑物的费用。 应考虑枢纽尽早投入运行或部分提前投入运行的布置方案，使
第四节 建筑物设计
一、重力坝
(一)坝顶高程的确定；
坝顶高于静水位的超高值△h ,按下式计算；
△h = hl + h0 + hc hl ——波浪高度； h0 ——波浪中心线至静水位的高度； hc——安全加高 . 坝顶高程或坝顶上游防浪墙顶高程按下式计算，并选用其 中的较大值。
坝顶高程 = 设计洪水位+△h设 坝顶高程 = 校核洪水位+△h校
图 3–56 WES 型堰面曲线
② 下游段曲线b～c）：当坝体上游面为铅直时：
x1.852.0Hd0.85y
式中：Hd——定型设计水头，一般为校核洪水位时堰顶水
（二）非溢流坝剖面形态
上游n＝0～0.2；下游m＝0.6～0.8； 坝顶宽：b=H(8–10)%， 且b≮３m 坝底宽：B/H=0.7～0.9。
（三）溢流坝
1.溢流坝堰顶高程确定：根据设闸门与否确定。
设闸门：▽堰＝▽设计－H设
不设闸门：▽堰＝▽正常
H设
q设
m 2g
2/3
式中：q设——单宽流量。
水利工程枢纽布置及调洪演算
三峡水利枢纽
Biblioteka Baidu
二滩水电站－－1998年竣工 流域/地址：雅砻江/四川攀枝花； 坝型：双曲拱坝； 最大坝高：240m； 总库容：58.0亿m3； 总装机容量：330万kw。
锦屏一级水电站－－在建 流域/地址：雅砻江/四川； 坝型：双曲拱坝； 最大坝高：305m； 总库容：100亿m3； 总装机容量：300万kw。