水利水电工程毕业设计

1.1.2 水利枢纽分类
水利枢纽按其承担的任务可分为防洪枢纽、水电站枢纽、灌溉枢纽、取水枢纽等。一个枢纽同时承担多项任务的，称为综合利用水利枢纽。水利枢纽还可按其所在地的地貌形态分为平原地区水利枢纽和山区（包括丘陵区）水利枢纽。枢纽中一般包括：挡水、泄水、取水以及某些专门性水工建筑物。
2基本资料
2.1流域概况
设计的主要部分为坝型选择，枢纽布置以及细部构造。计算的主要部分为非溢流挡水坝段和溢流坝段的稳定及应力分析。其中很多内容采用了各种图表，力求做到设计清晰明了。
其主要建筑物由挡水建筑物、泄水建筑物、发电建筑物、放空建筑物组成。主要建筑物为二级，次要建筑物为三级。坝型选用混凝土实体重力坝。挡水坝段最大断面的底面高程为115米，坝顶高程为235米，防浪墙高1.2米，最大坝高为110m。坝顶宽10米，最优断面的上游坝坡坡率为1:0.2，上游折坡点高程为186.5米，下游坝坡坡率为1:0.7，下游折坡点高程219.7米。溢流坝段最大断面的底面高程为300米，堰顶高程217.3米，溢流堰采用WES曲线设计，直线段坡率为1：0.7，反弧段半径取25米，上游坝坡坡率取1：0.2，折坡点高程为186.5米，上游坝面与WES曲面用1/4椭圆相连。本枢纽溢流堰采用挑流方式消能，挑角取250。止水采用两道紫铜中间加沥青井的形式。坝基防渗处理（主要依据上堵下排的原则），上游帷幕灌浆（两道），下游侧设置排水管。以非溢流挡水坝段为计算选择断面，进行了抗滑稳定分析和应力分析，分别采用抗剪断计算法和材料力学法计算法进行计算，最终验算满足抗滑稳定，上游坝踵没有出现拉应力，设计剖面合理可行。
卢湾水利枢纽工程位于卢湾市上游22公里的右江比较平直开阔的“V”形斜向谷河段上，河水自北向南流。平水年河宽 4 5－110米，水深0－12米。百色水库坝址以上集雨面积1.96万平方公里，多年平均流量263秒立米；年径流量82．9亿立米。水库正常蓄水位228米，相应库容48亿立方米；最高洪水位233．45米，相应总库容56亿立米；防洪限制水位214米，防洪库容16．4亿立米，死水位203米，死库容21.8亿立方米；水库调节库容26.2亿立方米，属不完全多年调节水库。枢纽主要建筑物包括混凝土主坝一座，地下厂房一座、副坝两座、通航建筑物一座。
在毕业设计前期，我温习了《水工建筑物》、《水力资源规划及利用》、《水力学》等知识，并查阅了《水工设计手册》、《混凝土重力坝设计规范》、《水利水电工程等级划分及洪水标准》等规范。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行重力坝枢纽设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理。
虽然在本次设计中我作出了许多努力，但是，由于只是部分结构物设计，考虑问题较单一，采用基础资料一般以书本为主，加之，对实践操作缺乏经验，因此，本次设计一定会有各种不足与缺点，跟实际情况难免有出入，敬请读者批评指正。
1 绪论
1.1 本课题的目的及研究意义
通过本课题的研究设计达到对大学四年专业知识的总结和仅有一步学习的目的，无论在水库的规划阶段还是在已建水库的管理运用阶段,水利枢纽工程设计总是必须的.不过,由于不同阶或同一阶段所遇到的具体情况不同,其设计结论也是不同的.这次的设计正式我们学习总结这些方面知识的的时机，抓住这次设计机会来巩固和学习水利水电知识为以后走向社会打下坚实的基础。
2.4工程枢纽任务及效益
本枢纽经过技术经济调查阶段，以及水利、水能计算，提出了如下参数，作为进行建筑物设计的依据。
表1-1 水库特性表
正常蓄水位
设计洪水位
校核洪水位
总库容
设计水头
228.00m
229.7m
231.3m
11.3亿m3
76.5m
2.5水文气象资料
河流特征：本河流域一般在五月间即开始涨水。最大洪水量多发生在七月，每年5、6、7三月降水占全年的48%，比较集中，洪水期为5~10月，1~3月为最枯水期，P=50%洪水量仅为120立方米/秒，p=10％洪水流量为85立方米/秒；11~4月P=5%的洪水流量为420立方米/秒，p=10%的洪水流量为360立方米/秒。
表6 气温情况表
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
多年平均温度℃
7.9
9.9
13.4
18.6
23.2
25.3
29.7
Байду номын сангаас39.8
25.4
19.3
14.7
0.1
最高温度
19.5
25.0
30.0
38.0
38
39.7
42.2
44.0
42.0
38.8
30.1
19.0
最低温度
-0.3
-2.5
0.5
4.5
12.9
15.5
2.2设计要求
在明确设计任务及对原始资料进行综合分析的基础上，要求：
(1)根据防洪要求，对水库进行洪水调节计算，确定坝顶的高程和泄水建筑物孔口尺寸。
(2)以水电站的挡泄水建筑物的选型和布置方案的选择为重点，通过分析法进行方案的选定，通过理论计算核定其稳定性。
(3)绘制挡、泄水建筑物的总体布置方案图和典型剖面图、细部构造图；对部分附属建筑物进行初步规划；
16
15.0
13.5
7.5
0.8
0.0
其它资料:
a.河流较清、淤沙较少，含沙量仅为流量的0.9%。
b.水库最大吹程：10公里。多年平均风速：16米/秒。其它资料见蓝图。
2坝址及地形情况：
坝址处河床较窄，其宽度仅为160米（普通洪水流量时）死水滩，坝址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地势较高，有起伏之山头。坝址处为震旦纪砂岩，右岸风化严重，深达3~4米，且夹有页岩。水层岩岩层为向斜之一翼为倾向上游。
120
125
130
135
140
145
150
161
171
184
193
201
库容（亿m3）
0
0
0.1
0.3
0.6
0.8
1.2
2.5
5
10
15
20
水位(m)
207
213
214
217
222
226
228
229
233
236
239
241
库容（亿m3）
25
30
32
35
40
45
48
50
55
60
65
67
气温情况
本流域气候属于温和地区，植物全年均可生长，甚少降雪，冬季平均温度为8.5℃，河水无冰冻现象，夏季平均气温为27.4℃，7、8月最高平均为28.6℃，各月温度见下表：
关键词:重力坝 溢流坝段 枢纽布置 方案选择 地基处理
Keywords:gravity dam overflow sectionproject layoutscheme option ground-handling
前 言
本次毕业设计是根据教学要求，对水利水电专业本科毕业生进行的最后一项教学环节。本次毕业设计内容为百色水利枢纽工程，流域为我国某一大河的支流。本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用。本工程建成投产后，具有可观的经济效益。本次设计包括了一般水利枢纽所需进行的水工初步设计的全过程。
本文通过对卢湾水利枢纽工程设计的探讨巩固了水利水电工程专业的相关知识体系，加深了对水文气象、筑坝施工、坝型选择、 调洪演算、坝段设计、地基处理等方面的认识。也深刻认识到设计既要尽可能满足下游防洪要求,又要保证水工建筑物的安全的必要性。
1.1.1 水利枢纽的作用
为满足各项水利工程兴利除害的目标，在河流或渠道的适宜地段修建的水利枢纽，流域面积共3200km2，计有人口65万人，中、上游地处山脉丘陵地带，大部分以农业为主，在流域内无主要的矿产及工业城市。仅在河口有一中等城市，有轻工业及加工业，高坝址90km处，是我国一大工业城市，所发电力与珞城、河口及附近小的电站组成电力系统。所以，本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用。
洪峰流量:根据水文分析，各频率下的洪水流量列于下表
表1 各频率下的洪水流量表
频率p%
2
1
0.2
0.1
0.05
流量m3/s
3150
4050
6100
7000
7900
依据观测资料，推测五天历时的洪峰单位过程线列于下表
表2 五天历时的洪峰单位过程线表
时段（天）
0
1
1.06
2
3
4
5
流量（%）
10
89
100
57
(4)对引水流量及其他参数进行选择分析和计算，对已给定水电站装机高程的，重点作建筑物的稳定校核计算；
2.3工程枢纽任务及效益
本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用。
本工程建成投产后，具有可观的经济效益。在经营管理效益方面，电站装机容量为2.7万kW，一方面为工、农业和人民生活用电提供了保障，另一方面可以利用电费收入，使自身得以发展，另外经营管理单位还可以利用水库水体发展水产养殖事业，还可以利用绿化、美化工程环境，发展旅游事业等等。在社会效益方面，由于下游至河口河长20km左右为河口平原，当洪水超过3500m3/s时，即要泛滥成灾，因此工程建成后可以保护广大的农田和城镇，免受洪水和渍涝灾害，从而减免国民经济的损失，具有很好的社会经济效益。
卢湾重力坝设计
摘 要：卢湾水利枢纽是以防洪为主,结合灌溉、工业用水、发电、发展旅游综合利用的水利枢纽工程。本设计从卢湾实际情况出发，按照《混凝土重力坝设计规范》，分别对挡水坝段、溢流坝段以及深孔坝段进行设计。挡水坝段采用工作可靠、结构简单、施工导流容易的实体重力坝，并分多种荷载组合情况进行稳定计算和应力分析；溢流坝段为WES曲线型实用堰；深孔坝段采用无压泄水孔。大坝高115.5m, 该坝的修建对促进当地的经济发展具有重要的意义。