淤地坝设计设计

淤地坝设计设计

目录

第一章概况

第一节基本资料

第二节淤地坝的组成和作用

一、淤地坝的组成

二、淤地坝的作用

第二章淤地坝坝体设计

第一节淤地坝总体设计

一、淤地坝组成方案选择

二、淤地坝类型选择

三、坝址选择

第二节土坝坝体设计

一、坝高及库容确定

（一）、拦泥库容及拦泥坝高的确定

（二）、滞洪库容及滞洪坝高的确定

1、先用20年一遇洪水进行设计

2、按工程安全防洪标准确定溢洪道尺寸进行校核

3、安全加高△h的确定

二、土坝断面结构构造及尺寸

（一）、坝顶宽度

（二）、坝坡马道

（三）、坝边坡

（四）、坝坡保护

（五）、坝体排水

（六）、坝基和岸坡处理

第三节土坝的稳定计算

第三章土坝溢洪道设计

第一节位置选择和布置形式

一、位置选择

二、布置形式

第二节水力计算

一、溢流堰尺寸计算

二、陡坡段尺寸计算

（一）、计算临界水深h

k

（二）、计算临界底坡i

k

（三）、计算陡坡长度L

（四）、计算正常水深h

（五）、计算水面曲线

（六）、陡坡终点水深h

和末端流速v

a

（七）、陡坡边墙高度H确定

三、出口段尺寸计算

（一）、消力池深度S计算

1、求跃后水深h〞

2、求尾渠正常水深h

t

3、消力池深度

（二）、消力池长度计算

第四章溢洪道结构设计

第一节进口段设计

一、引水渠设计

二、渐变段设计

三、溢流堰设计

第二节陡坡段设计

第三节出口段设计

第五章土坝放水建筑物设计第一节放水工程组成及作用

一、放水工程组成

二、放水工程作用

第二节工程布设

第三节水力计算

一、卧管水力计算

（一）、进水孔尺寸计算

（二）、卧管涵洞断面尺寸计算

二、消力池水力计算

第四节工程结构设计

一、卧管结构设计

二、输水涵洞结构设计

第一章概况

第一节基本资料

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Q

20

=105 m3 /s，洪水

总量W

洪＝10万m3,200年一遇设计洪水流量Q

200

=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 。

第二节淤地坝的组成和作用

一、淤地坝的组成

淤地坝工程一般由三大件组成，即大坝、溢洪道，放水洞。

二、淤地坝的作用

坝体是横拦沟道的挡水建筑物，用以拦蓄洪水，淤积泥沙。溢洪道是排洪建筑物，当淤地坝内洪水位超过设计高度时，洪水就会由溢洪道排出，以保证坝体的安全和坝堤生产的正常运行。放水建筑物用以排泄沟道长流水、库内积水到坝的下游，通常采用竖井和卧管的形式。淤地坝的最终目的就是增加农田。

第二章淤地坝坝体设计

第一节淤地坝总体设计

一、淤地坝组成方案选择

淤地坝枢纽工程组成在实践中有三大件方案（大坝、溢洪道和放水建筑物），也有两大件方案（大坝和放水建筑物），还有一大件方案（大坝）。

虽然三大件方案中溢洪道工程量大，工程投资和维修费用较高，但考虑到淤地坝控制的流域面积较大，为5km²,从工程建成后运用安全方面及淤地坝上游淹没损失两方面综合考虑，淤地坝设计为三大件方案。

二、淤地坝类型选择

坝地附近有充足的筑坝土料，可以就地取材，考虑到土坝对地基要求低，施工技术较为简单，因此淤地坝设计为均质土坝。

土坝按照施工方法可以分为碾压坝和水坠坝。在坝地附近有充足的土料，但是没有充足的水源，水坠坝无法施工，因此土坝设计为碾压坝。

综上，淤地坝设计为碾压均质土坝。

三、坝址选择

好的坝址是淤地面积大、工程量小、施工方便、运用安全可靠。在流域沟道坝址地形图中有两个轴线位置可以选择，其中轴线二处沟谷狭窄，上游地形开阔平坦，并处于口小肚大的葫芦口地形处，在轴线二处筑坝工程量小、库容大、淤地面积大。因此，选中在轴线二处筑坝。

第二节土坝坝体设计

一、坝高及库容确定

淤地坝坝高H一般由拦泥坝高h

拦，滞洪坝高h

滞

和安全超高Δh三部分组成，

即坝高：H=h

拦+h

滞

+Δh

（一）、拦泥库容及拦泥坝高的确定

式中：F—淤地坝控制的流域面积，单位km2，取F=5 km2 K—年平均侵蚀模数，K=10000t/（km2•年）

n

s —坝库排沙比，从安全角度考虑，认为土坝不排沙，即n

s

=0

T—设计淤积年限，N=10年

r

S —淤积泥沙的干容重，r

S

=1.3t/m3

得：=38.5万m³

根据H-V曲线，查出相应的拦泥坝高h

拦

=24m，高程为822米。（二）、滞洪库容及滞洪坝高的确定

对于三大件方案，滞洪库容需通过调洪计算确定。

溢洪道最大泄流量Q

泄为： Q

泄

=Q

洪

（1-V

滞

/W

洪

）

溢流堰堰流公式为： Q

泄＝MBh

滞

3/2

两公示联立得： MBh

滞3/2＝Q

洪

（1-V

滞

/W

洪

）

其中，M—流量系数，取值为M=1.7；H—溢洪道堰上水头；B—溢洪道堰顶净

宽；W

洪—溢洪道最大泄洪量；V

滞

—滞洪容积；Q

洪

—来水洪峰流量。

1、先用20年一遇洪水进行设计

已知20年一遇设计洪水流量Q

20=105m3/s，洪水总量W

洪

＝10万m3。

求解采用试算法，步骤为：

1）先假设一个h

滞，再由H~V曲线求得V

滞

；

2）按公式 Q

泄=Q

洪

（1-V

滞

/W

洪

）求Q

泄

；

3）按堰流公式 Q

泄＝MBh

滞

3/2求溢洪道宽度B；

4）经过多次假设计算，最终对工程作经济、技术比较，取一个合适的B，该B

所对应的h

滞，Q

泄

，V

滞

即为调洪计算所求。

根据经济分析技术比较最终得出h

滞＝2m，B=8.7m。此时Q

泄

=Q

洪

（1-V

滞

/W

洪

）=42m3 /s

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Q

200=180 m3 /s，洪水总量W

洪

＝17万m3，

校核步骤：

1）先假设一个h

滞，再由H~V曲线求得V

滞

；

2）按公式 Q

泄=Q

洪

（1-V

滞

/W

洪

）求Q

泄

；

3）按堰流公式 Q

泄＝MBh

滞

3/2，其中M=1.7，B=8.7m,可求得h

滞

；