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Q0=Q,H 上=957.08m , H B= H 上1m -H 底=7.08m ;

H0=Z H 下-H底=1.62m+Z.H 下=945.624 m ;

r—系列1

d上d

|泄流量firX划0.00 150.00 300.00 410.00 800.00 1400.00 j上游水位盅(m)

953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12 |上、下游蓿差贾同0.38 2.78 4.41 5.38 8.04 11.50

3、绘制龙口泄水曲线Q ~Z

由龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：

Q=mBT2gH0.5

式中m――流量系数

当—:::0.3，为淹没流，m = 1 - H o

当—-0.3，为非淹没流，m二0.385

H 0

B ——龙口平均过水宽度

梯形断面： B = B -2nH B nH0

三角形断面：B二nH0

H0——龙口上游水头

梯形断面：H0二

z上-Z底

三角形断面：H。二Z上-Z底- nH B - 0.5B ,n

—QdP

H B ――戗堤高度

n ——戗堤端部边坡系数，取 n =1.0

Z 上 ――龙口上游水位

z 底一一河道底板高程

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:

对于梯形断面： h 二h s

对三角形断面：

h h n H B -0.5B

h 二 hs ・

n

非淹没出流时：

11

对于梯形断面：h=h c

以下

底。

淹没流时： h 二h s , h s ――龙口底板以上的下游水深

由连续方程可得龙口流速计算公式为

u

Q Bh

对三角形断面:

假设戗堤顶部B =35m时为例，演算B~Q ~Z曲线的过程

抵）

码（T l"l 歸⑷

35.000 0.500 2.120 0.236 0.371 22.960 116.439 35.000 1 1.000 2.620 P 0.382 0.385 23.460 169.578 35.000 1.500 3.120 0.481 0.385 23.960 225.065 35.000 2.000 3.620 P 0.552 0.385 24.460 287.150

35.000 2.500 4.120 0.607 0.385 24.960 355.778

I -*~Q 辽］

假设戗堤顶部二时为例，演算曲线的过程

假设戗堤顶部B二

20m时为例，演算B~Q~Z曲线的过程

丽1细）M3R

20.000 1.000 2.620 0.382 0.385 8.460 61.152

20.000 : 2.000 3.620 :0.552 0.385 9.460 111.056

20.000 3.000 4.620 0.649 0.385 10.460 177.045

20.000 4.000 5.620 P 0.712 0.385 11.460 260.242

20.000 5.000 6.620 0.755 0.385 12.460 361.738 假设戗堤顶部B = 14.16m时为例，演算B~Q ~Z曲线的过程

咻）茗厲m和0^)

14.160 1.000 2.620 0.382 0.385 2.620 18.938

14.160 2.000 3.620 0.552 0.385 3.620 42.497

14.160 3.000 4.620 0.649 0.385 4.620 78.198

14.160 4.000 5.620 0.712 0.385 5.620 127.623

14.160 5.000 6.620 0.755 0.385 6.620 192.191

I -*~Q 辽］