水利枢纽布置
黄河龙口水利枢纽总体布置设计
１２ 主 要工 程地质 问题 ． １２ １ 深层抗 滑稳 定 问题 ．．
研 究范 围广 的大量研 究工 作 ，通过 多方 案 比选 ，合
理 确定 了枢纽 总体 布置设 计 ，为工 程顺 利建设 实施 提 供 了有 力 的技术 支撑 和保证 。
坝基持 力 层 ０ ２
至 坝顶 以上 各 岩 层 内软 弱
筑物 ，底孔 位 于河床 中部 ，表孔位 于右 岸岸边 。
方案 ３ ：右 岸布置 电站 厂房 ，左 岸 布置 泄 洪建 筑物 ，表孔 位 于河床 中部 ，底 孔位 于左 岸岸边 。 枢纽 布置各 方案 比较如表 １ 所示 。
表 １ 枢 纽 布 置 各 方 案 比较 表
枢 纽 布 置
枢 纽大 坝坝 型为混 凝 土实体 重力坝 ，按 单个 坝 段验算 坝体稳 定 和应力 。设计 拟定 的基 本 三角形 断 面为 ：顶 点 高 程 ９００Ｉ，下 游 坝 坡 １ ０７ ０ ． Ｉ Ｔ ： ．，上 游
面高程 ８ ００ｍ 以上 为铅 直面 ，高程 ８０ ０～８０ ０ ８ ． ６． ８．
为 １ ０ １ 坡 ，坝 顶 宽 １ ． ｍ，向上 、下 游 分 ： ．５斜 ８５
别挑 出悬臂 宽 ２５ｍ 和 １０ ｍ。底 孔 坝 段 因设 置 弧 ． ．
形 闸 门和启 闭机室 ，坝体 消弱较 多 ，其基 本三 角形
断 面 顶 点 高 程 改 为 ９９０ ０ ． ｍ，下 游 坝 坡 改 为 １ ０ ： Ｏ７ ，折 坡点 高程 改 为 ８９ ０ｍ。左 右 岸 岸 坡 坝 段 ．５ ８ ． 及隔墩 坝 段 因稳 定 要 求 ，下 游 坝 坡 亦 为 １ ０ ７ 。 ： ．５ 电站 坝段及 安装 间坝段 为典 型河 床式 电站 布置 ，厂
第十一章水利水电枢纽布置
第十一章水利水电枢纽布置教学要求：了解拦河坝水利枢纽、取水枢纽、堤防工程和厂区布置的基本要求，掌握河坝水利枢纽、取水枢纽、堤防工程和厂区的选址、主要建筑物布置和形式的方案分析方法。
第一节拦河坝水利枢纽布置拦河坝水利枢纽是为解决来水与用水在时间和水量分配上存在的矛盾，修建的以挡水建筑物为主体的建筑物综合运用休，又称水库枢纽，一般由挡水、泄水、放水及某些专门性建筑物组成。
将这些作用不同的建筑物相对集中布置，并保证它们在运行中良好配合的工作，就是拦河水利枢纽布置。
拦河水利枢纽布置应根据国家水利建设的方针，依据流(区)域规划，从长远着眼，结合近期的发展需要，对各种可能的枢纽布置方案进行综合分析、比较，选定最优方案，然后严格按照水利枢纽的基建程序，分阶段有计划地进行规划设计。
拦河水利枢纽布置的主要工作内容有坝址、坝型选择和枢纽工程布置等。
一、坝址及坝型选择坝址及坝型选择的工作贯穿于各设计阶段之中，并且是逐步优化的。
在可行性研究阶段，一般是根据开发任务的要求，分析地形、地质及施工等条件，初选几个可能筑坝的地段（坝段）和若干条有代表性的坝轴线，通过枢纽布置进行综合比较，选择其中最有利的坝段和相对较好的坝轴线，进而提出推荐坝址。
开在推荐坝址上进行枢纽工程布置，再通过方案比较，初选基本坝型和枢纽布置方式。
在初步设计阶段，要进一步进行枢纽布置，通过技术经济比较，选定最合理的坝轴线，确定坝型及其他建筑物的形式和主要尺寸，并进行具体的枢纽工程布置。
在施工详图阶段，随着地质资料和试验资料的进一步深入和详细，对已确定的坝轴线、坝型和枢纽布置做最后的修改和定案，并且作出能够依据施工的详图。
坝轴线及坝型选择是拦河水利枢纽设计中的一项很主要的工作，具有重大的技术经济意义，两者是相互关联的，影响因素也是多方面的，不仅要研究坝址及其周围的自然条件，还需考虑枢纽的施工、运用条件、发展远景和投资指标等。
需进行全面论证和综合比较后，才能做出正确的判断和选择合理的方案。
第9章 水工建筑物枢纽布置设计
第九章水工建筑物枢纽布置设计2、了解枢纽布置的原则§1水利枢纽设计阶段的划分1.1设计所需要的基本资料：自然地理；地质；水文；气象；社会经济；相关规程与规范。
1.2设计阶段的划分：预可行性研究、可行性研究、招标设计、施工详图设计（原先：可行性研究报告、初步设计、招标设计和施工图设计）可行性研究报告阶段：论证拟建工程在技术上的可能性、经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。
包括以下内容：初拟主要水文参数，查清主要地质问题，选定工程地址；估算淹没补偿和对环境的影响；初定工程等别、建筑物级别，主要建筑物的形式、轮廓尺寸和枢纽布置方案，装机容量和机型；估算主要工程量，初拟施工导流方案、主体工程的施工方法、施工总体布置和总进度；估算工程总投资，进行经济分析和评价，阐明工程效益。
初步设计阶段：包括确定拟建工程的等别和主要建筑物的级别；选定各种特征水位；选定坝型、输水线路、主要建筑物的形式、轮廓尺寸及枢纽布置；确定装机容量，选择机组型号和其他机电设备；确定施工导流方案及主体工程的施工方法、施工总体布置及总进度、对外交通和施工设施；提出建筑材料、劳动力和风、水、电的需要量；论证对环境的影响及环境保护；进行经济分析，阐明工程效益。
招标设计阶段：合同文件和工程文件。
前者包括：投标须知和合同条款、合同格式和投标格式；后者包括技术规范和图纸。
施工祥图阶段：建筑物地基开挖图、地基处理图、建筑物结构图、钢筋混凝土结构的钢筋图、金属结构及机电设备的安装图等。
§2蓄水枢纽2.1坝址与坝型选择坝址、坝型选择和枢纽布置三者是互相联系的，不同的坝轴线可以选用不同的坝型和枢纽布置。
如河谷狭窄，地质条件良好，宜于修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可以修建重力坝或支墩坝；河谷复盖层厚或地质条件较差且土料含量丰富，宜于修建土石坝。
对同一条坝轴线，还可以考虑几种不同的坝型和枢纽布置方案。
在选择坝址、坝型和枢纽布置中不仅要研究枢纽附近的自然条件，而且还要考虑枢纽的施工条件、运行条件、总和效益、投资指标及远景规划等，这是水利枢纽设计中贯穿在各个阶段的一个十分重要的问题。
水利工程枢纽布置
西安理工大学水利水电学院
张晓飞
三峡水利枢纽
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。
图 3–62 连续式挑流鼻坝的水舌及冲刷坑示意图
反弧半径R＝（8～10）h，h为鼻坎上水深； 挑角：θ= 20°～25° 坎顶应高出下游水位以的1～2m为宜。 挑射距离L与最大冲刷坑深度做为指标，一般要求
L/tk >2／ .5～5.0。
③底流 设计主要内容：池长计算、尾坎高计算、护坦结构计算。
（四）泄水孔 1.泄水孔进口高程确定：根据承担任务设置。 泄水孔分中孔、深孔、底孔。其中，中孔和深孔承担泄
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。
二、土石坝
（一）大坝设计
大坝设计内容主要有： 计算部分：坝顶高程计算、渗流分析（计算浸润线）和 大坝稳定分析等。 构造设计：坝顶、防渗体、上下游护坡、排水结构等。 需要特别注意问题： 1. 坝顶高程需满足两个条件：一是坝顶高程要求高出正 常蓄水位0.5m，二是坝顶高程要求高于校核洪水位。 2.粘土防渗墙顶高程：心墙高于正常水位0.6～0.3m， 斜墙高于正常水位0.6～0.8m；
水利工程枢纽布置课件
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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
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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
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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。
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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。
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第一节 水利水电工程的设计程序
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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。
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。
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到枢纽总造价最小，年运行费用最低，有优越的经济指标。
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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，土坝最学习大交流坝PP高T 25.5米。
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经典：水利工程枢纽布置
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
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
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。
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
大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设
大坝水利枢纽布置及泄水建筑物设计一、大坝水利枢纽布置1. 大坝的选择与布置大坝是水利工程中的重要组成部分，它主要用于拦截水体形成蓄水库，并提供稳定的水源供应。
在选择大坝的位置时，需要考虑以下几个因素：•地质条件：大坝的建设需要稳定的地质条件，通常选择坚硬的岩石或者厚实的黏土作为基础。
•水文条件：需要确定大坝所处水体的水源情况、水流量等方面的信息，以便确定大坝的高度和长度。
•地貌条件：选择地貌平坦或者适宜建设的地点，以便降低施工难度。
•经济条件：综合考虑建设投资、运营成本等经济因素，选择最优的建设方案。
大坝布置主要包括坝体主体和附属结构的设置。
坝体主体主要包括溢洪道、放空洞、冲击坎、溢流堰等构筑物，它们的布置应根据大坝水文、地质等条件灵活选择，以保证工程的安全性和可靠性。
2. 溢洪道溢洪道是大坝工程中的重要泄水结构，主要用于在洪水来临时，将多余的水流引导至安全地点，以保证大坝的安全运行。
溢洪道的选择和设计需考虑以下几个因素：•洪水流量：根据设计洪水，确定溢洪道的设计流量。
•洪水过程：了解洪水的流量变化过程，确定溢洪道开启和关闭的时机。
•溢洪流型：根据溢洪流型选择适当的溢洪道形式，如自由溢流式、控制溢流式等。
溢洪道的设计要满足以下几个基本要求：•正常下泄：确保大坝正常下泄的能力，以确保水库的正常运行。
•洪水安全：在设计洪水下，能够安全、稳定地排洪，保证大坝的安全。
•通行交通：考虑溢洪道安全通行和溢洪水对下游的交通影响，确保交通畅通。
•砂淤处理：要考虑溢洪道对砂淤的影响，采取相应的疏浚措施，确保溢洪道的畅通。
二、泄水建筑物设计1. 泄水建筑物的类型泄水建筑物是大坝工程中的重要组成部分，它主要用于控制和调节水库的出流，以维持一定的水位和水流量。
根据不同的用途和功能，泄水建筑物可以分为以下几种类型：•泄洪道：用于控制洪水的泄洪，通常位于大坝的下游，通过调节泄洪流量，防止洪水对下游产生影响。
•底孔排水孔：用于控制水库的水位，通过开启或关闭排水孔，可以调节水位，以满足水库的用水需求。
水利水电枢纽布置
水利水电枢纽布置与设计第一部分拦河坝水利枢纽布置拦河水利枢纽布置的主要工作内容有坝址、坝型选择和枢纽工程布置等。
一、坝址及坝型选择在初步设计阶段，要进一步进行枢纽布置，通过技术经济比较，选定最合理的坝轴线，确定坝型及其他建筑物的形式和主要尺寸，并进行具体的枢纽工程布置。
（一）坝址选择选择坝址时，应综合考虑下述条件。
1．地质条件选择坝址，首先要清楚有关区域的地质情况。
坚硬完整、无构造缺陷的岩基是最理想的坝基：但如此理想的地质条件很少见，天然地基总会存在这样或那样的地质缺陷，要看能否通过合宜的地基处理措施使其达到筑坝的要求。
在该方面必须注意的是：不能疏漏重大地质问题，对重大地质问题要有正确的定性判断，以便决定坝址的取舍或定出防护处理的措施，或在坝利选择和枢纽布置上设法适应坝址的地质条件。
2．地形条件坝址地形条件必须满足开发任务对枢纽组成建筑物的布置要求。
通常，河谷两岸有适宜的高度和必需的挡水前缘宽度时，则对枢纽布置有利。
3．建筑材料在选择坝址、坝型时，当地材料的种类、数量及分布往往起决定性影响。
对土石坝，坝址附近应有数量足够、质量能符合要求的土石料场；如为混凝土坝，则要求坝址附近有良好级配的砂石骨料。
4．施工条件从施工角度来看，坝址下游应有较开阔的滩地，以便布置施工场地、场内交通和进行导流。
应对外交通方便，附近有廉价的电力供应，以满足照明及动力的需要。
从长远利益来看，施工的安排应考虑今后运用、管理的方便。
5．综合效益坝址选择要综合考虑防洪、灌溉、发电、通航，过木、城市和工业用水、渔业以及旅游等各部门的经济效益，还应考虑上游淹没损失以及蓄水枢纽对上、下游生态环境的各方面的影响。
（二）坝型选择常见的坝型有土石坝、重力坝及拱坝等。
坝型选择仍取决于地质、地形、建材及施工、运用等条件。
1．土石坝在筑坝地区，若交通不便或缺乏三材，而当地又有充足实用的土石料，地质方面无大的缺陷，又有合宜的布置河岸式溢洪道的有利地形时，则可就地取材，优先选用土石坝。
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枢纽整体布置模型实验
1）水利枢纽布置的基本原则有哪些？并简要介绍大源渡航电枢纽。
水利枢纽布置的基本原则：
①保证建筑物在任何条件下正常工作
②在满足建筑物跨度和稳定条件下，使枢纽总价和运行费较低
③应考虑施工导流，方法，进度，使施工方便，工期短，造价低
④各建筑物布置紧凑，充分发挥枢纽的效益。
⑤尽可能早时投产，提前受益
⑥考虑远景规划，应对运行期扩大装机容量。
⑦枢纽外观与周围环境要协调，在可能条件下尽量美观。
大源渡航电枢纽：
大源渡航电枢纽距衡阳市中心城区32km，是湘江衡阳至城陵矶439km千吨级航道的第一个以电养航的航电枢纽工程。
渠化衡阳至大源渡62km航道，改善航道120km。
大源渡航电枢纽为国家重点工程，集能源、灌溉、交通、旅游等多功能为一体，是我国第一个航电结合、以电养航、综合效益高的项目，交通部在内河进行“航电结合、以电促航”的试点项目[。
由国家支持、省里自筹、世界银行贷款部分投资构成，其中向世界银行贷款9000万美元，为中国内河支流改造之“最”。
工程包括大坝、电站、船闸等主体项目。
电站安装4台单机容量为万千瓦的发电机组，年发电量达6亿千瓦时，船闸室平面尺度为180×230米，能通过一顶2艘1000吨级顶推船队。
大源渡航电枢纽工程是湖南省交通行业实施“航电结合、以电促航”的试点、“九·五”期国家重点建设项目，也是我国内河航运建设首批利用世界银行贷款的项目。
大源渡航电枢纽项目总投资20.97亿元，位于湘江下游的衡阳市衡东县、衡山县分界处，主要建筑物包括船闸、电站、泄水闸和坝顶公路桥四部分。
其中船闸布置在湘江左岸，闸室有效尺度为180m×23m×3m（长×宽×门槛水深），设计年通过能力1200万吨；电站布置在右岸，安装
4台单机容量30MW灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量120MW，多年平均年发电量5.85亿kWh。
项目建成后可利用大坝挡水抬高上游水位，形成库区航道，渠化了衡阳至大源渡62km 航道，同时利用水库库容调节下游流量，提高下游航道等级。
[
2）水利枢纽物理模型试验比值确定的原则及计算方法
模型按重力相似准则和阻力相似准则设计：
参考书目
《模型试验的理论和方法》，水利电力出版社，北京，1984。
《水工模型试验》，水利电力出版社，北京，1985。