水利水电工程施工课程设计

《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/m3。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。

顽I

图1 :河床剖面图

坝址处天然水位-流量关系

m

位

水

图2:坝址处天然水位~流量关系曲线

上游水位〜导流隧洞泄流量关系

卩位水游上

表2 上游水位~导流隧洞泄流量关系

图3:上游水位〜导流隧洞泄流量关系曲线

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学号的最后两位）m 3/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。

二、截流的水力计算

1、计算下游水位 H 下、戗堤咼度H B 、戗堤水深H 0

3

由Q o 300 2 8 316m /s ,根据戗堤处水位~流量关系曲线，由内插法可知，

H 下953.28m；

安全超高1.0m

由Q o Q,H 上957.79m，H B H 上1.0m H 底8m ；

H o Z H 下H 底2.28m Z .

2、根据已知的泄流量Q d与上游水位H上关系绘制Q d ~ Z曲线

上下游落差-泄流量

上下游落差(m)

图4: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 mB/2gH 0.5

式中m――流量系数

Z 1

当，为淹没流，m

H o 3

Z 1

当忙3，为非淹没流，m 0.385

B ——龙口平均过水宽度

梯形断面：B B 2nH B nH0

三角形断面：B nH0

H o——龙口上游水头

梯形断面：H o乙Z底

三角形断面：H o Z上Z底nH B 0.5B / n

其中

Z——龙口上下游水位差

H B――戗堤高度

n ――戗堤端部边坡系数，取n 1.0

Z上一一龙口上游水位

Z底一一河道底板高程

Q 由连续方程可得龙口流速计算公式为：

Bh 淹没流时：h h s

式中

h s——龙口底板以上的下游水深

非淹没流时：h h c

式中

h c——龙口断面的临界水深I即淹没出流时:

以下以假设戗堤顶部

① 对于梯形断面:

② 对三角形断面: II 非淹没出流时：

①对于梯形断面:

h h s

nH B 0.5B h h s

—

n

B 为下列数值时为例，演算

B ~Q~ Z 曲线的过程，河床底部无

护底。

B(m) Z(m)

H o (m)

Z/ H o

m

B

3

Q(m / s)

40

0.5 2.78 0.18 0.348 26.78 191.34 1 3.28 0.30 0.383 27.28 274.92 1.5 3.78 0.40 0.385 27.78 348.16 2 4.28 0.47 0.385 28.28 427.03 2.5 4.78 0.52 0.385 28.78 512.91 3

5.28 0.57 0.385 29.28 605.80 3.5 5.78 0.61 0.385 29.78 705.71 4

6.28 0.64 0.385 30.28 812.65 4.5 6.78 0.66 0.385 30.78 926.67 5

7.28 0.69 0.385 31.28 1047.79 5.5 7.78 0.71 0.385 31.78 1176.07 6

8.28 0.72 0.385 32.28 1311.56 6.5

8.78

0.74

0.385

32.78

1454.32

B(m) Z(m)

H °(m)

Z/ H 0

m

B

Q(m 3/ s)

35

0.5 2.78 0.18 0.35 21.78 155.63 1 3.28 0.30 0.38 22.28 225.15 1.5 3.78 0.40 0.39 22.78 285.66 2

4.28 0.47 0.39 23.28 351.71 2.5 4.78 0.52 0.39 23.78 424.00 3

5.28 0.57 0.39 24.28 502.56 3.5 5.78 0.61 0.39 24.78 587.45 4

6.28 0.64 0.39 25.28 678.71 4.5 6.78

0.66

0.39

25.78

776.40

h 九

②对三角形断面: