毕业设计_守口堡混凝土实体重力坝设计说明书(61页).doc
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1、-毕业设计_守口堡混凝土实体重力坝设计说明书-第 - 61 - 页第一篇 守口堡混凝土实体重力坝设计说明书第一章 工程概况第一节 工程简况守口堡水利枢纽工程位于南洋河支流黑水河上,坝址位于阳高县城西北二十华里守口堡村北500米处,坝址以上控制流域面积291平方公里,本水库是以防洪为主,结合灌溉等综合利用的中型水利工程。正常储水位1242.0米,总库容1020万立方米,其中兴利库容 740万立方米,死库容 496.2万立方米。本工程为三等工程,大坝按级建筑物设计。设计洪水为100年一遇,校核洪水为500年一遇。设计洪水位为1245.938米,设计下泄流量为362.6m3/s,相应的下游水位为12
2、00.5米,校核洪水位为1248.348米,校核下泄流量为1281.5m3/s,相应下游洪水位为1202.0米。守口堡水利枢纽工程大坝由挡水坝、溢流坝、底孔坝段等建筑物组成。坝顶高程1248.2米,最大坝高60.2米,大坝为混泥土重力坝,坝顶总长350米。溢流坝顶高程为1242.0米,溢流前沿总长30米,共俩孔,每孔宽15米。挑流鼻坎高程为1205米,挑射角30。;泄流底孔地板高程为1203米,控制断面尺寸为44,检修闸门采用平板门,工作闸门采用弧形门,进口采用压板式进口,挑流鼻坎高程为1204.0米,挑射角为30。宽缝重力坝的宽缝部分用废弃的风化石料填筑,以减少宽缝处混泥土面的温度变化幅度,
3、避免产生裂缝;同时又节省模板,便于搭脚手架,施工安全。坝体混泥土防渗墙厚611米,下游在地面以下采用浆砌石墙,地面以上采用预制混泥土板作模板。坝基为花岗片麻岩,基岩摩擦系数f=0.95。大坝按地震烈度七度设防。基础处理主要是挖除风化层,对坝基采取灌浆等加固和防渗处理措施。第二节 工程建设的作用及意义守口堡水利枢纽工程下游黄、黑水河两岸有土地7万亩,土质肥沃、地势平坦,其中耕地面积约为63万亩,另外其下游有京包铁路、同张公路、部队营房、村庄及农田,故水库的首要任务是防洪,另外一重要任务是灌溉,通过水库调蓄,充分利用水源,灌溉农田53000亩,其中新增灌溉面积近4万亩;通过水库蓄清缓洪,可以延长灌
4、溉时间,扩大灌溉面积,并可有计划的进行洪淤造地,正常年份可灌溉2万亩,通过水库调洪,消减洪峰力量,延长行洪时间,可减少对其下游铁路、公路、村庄、农田的威胁;工程变潜流为明流,可减少阳高滩地的地下水补给,有利于下游盐碱地改良。第三节 水利枢纽特性参数根据守口堡水利枢纽工程规模、效益及在国民经济中的重要性,由水利水电工程分等指标水工建筑物表2-1确定该工程为三等工程。根据水电工程等级划分及设计标准,该工程建筑物的设计级别如表1-1: 表1-1 守口堡水利枢纽工程建筑物的设计级别工程级别主要建筑物级别次要建筑物级别临时建筑物级别三345大坝的结构安全级别为3级,次要建筑物如导墙的结构安全级别为4级。
5、该工程大坝按百年一遇洪水设计(p=1%),按五百年一遇洪水校核(p=2%)。水库死水位选择考虑的主要因素:其一,保证自流灌溉所必须的引水工程;其二,考虑水库泥沙淤积的需要。对泥沙淤积太严重的河流,可用死库容作为淤沙库容,其容积大小根据水库预期使用年限计算确定,所以死库容由淤沙库容确定即V死=V沙。详细计算见计算书第一章。 表1-2 水库特性数据参数表项目数据备注坝址河床高程(m)1200.00坝顶高程(m)1245.9正常蓄水位(m)1242.0经来用水分析由灌溉制度确定汛期水位(m)1237.9汛期灌溉和防洪要求设计洪水位(m)1245.9调洪计算求得校核洪水位(m)1248.2调洪计算求得
6、死水位(m)1231.0泥沙淤积库容确定泥沙淤积高程(m)1196.0下游河道安全泄量(m/s)450总库容(万m)1020兴利库容(万m)740用水调节计算死库容(万m)496.2淤沙库容调节库容(万m)614.6防限水位到校核水位间库容表1-3 枢纽下泄流量及下游水位参数表项目数据备注校核洪水位下泄流量(m/s)1281.5调洪计算求得设计洪水位下泄流量(m/s)362.6调洪计算求得校核洪水下游水位(m)1202.0由库容曲线查得设计洪水下游水位(m)1200.5由库容曲线查得表1-4 枢纽工程特性表大坝坝型混凝土重力坝上游坝坡0.1,下游坝坡0.75坝体总长(m)350最大坝高(m)6
7、0.2坝底宽度(m)42.30交通桥宽度(m)5挡水坝段坝体分段24溢流坝堰型WES堰上游坝段采用三圆弧堰顶高程(m)1242.0溢流段孔数(孔)-净宽(m)2-15校核洪水泄流能力(m/s)13.7单宽流量设计洪水泄流能力(m/s)12.3单宽流量坝面定型设计水头(m)3.9排沙泄洪洞型式压板式进口无压洞进口底板高程(m)1203.0孔数(孔)-断面尺寸(mm)1-44平板检修闸门(mm)起重机启闭弧形工作门尺寸固定式启闭机定型设计水头(m)42.9设计洪水泄流能力(m/s)0校核洪水泄流能力(m/s)598.8第二章 设计基本资料第一节 流域概况及水文气象资料一、流域概况黑水河发源于内蒙古
8、自治区丰镇县浑源窑子乡旗杆梁村北的平顶山南麓,流流至守口堡村附近穿过长城进入山西省阳高县境内,自守口堡出山后,以西北-东南方向进行,到北徐屯流入柳林河,于天镇县刘家庄汇入南洋河,属于永定河支流。黑水河河道坡度陡,洪水凶猛、历时短,含沙量有时最大约有50%,因水呈黑色,故名黑水河。河道全长65公里,流域面积363平方公里,总落差510米。守口堡以上流域几乎全在内蒙古自治区境内。 发源于阳高县长城乡左家夭村的黄水河,自张小村出山后以西北-东南运行,经西园、李官屯、阳高县东关到北徐屯与黑水河汇合成柳林河。黑水河守口堡坝址以上流域面积为291平方公里,河长38.1公里,流域平均宽度7.64公里,平均河
9、道纵坡16.8。流域属于温带重半干地区。下垫面为古老的太古界变质岩,海拔在1300-2334米之间,为剥蚀构造断块中低山地貌。河网发育,植被差,水土流失严重。库区两岸地势高峻,守口堡坝址以上主要支沟有11条,几乎沟沟都有泉眼,小的泉眼数量很多,因此河道常年清水不断。二道边以下多裸露石山,覆盖土层较薄,耕地不多,二道边以上沟谷附近耕地增多,黄土覆盖加厚,裸露石山仍占百分之六、七十以上。按水文产汇流特征分类属于变质岩石山区。整个流域属于内蒙古大陆性气候,冬季长而寒冷,干燥多风。春季少雨,十年九旱。气温年、日变幅均较大,降雨量较小,且多以暴雨形式集中于七、八两月。蒸发量很大。冰冻厚度及冻土层厚度均较
10、厚。下游的阳高县城周围与天镇县合为一个小型盆地阳天盆地。黄黑水河灌区地处阳高县城西北,系云山、龙混山脚下的冲积扇,地势西高东低,地面坡度由1/201/100逐渐减缓为1/1001/300,属于边山缓坡区。灌区土壤为洪积或坡积的砂壤土和亚沙壤土。土层疏松、渗透性强,保水保肥能力较弱。地下水埋深:中部大约为20-40米,西北部边缘地区较深,自西北向东南逐渐变浅,补给阳高滩地。灌区范围北起长城,南至京包线,西至义合,东到李官屯。包括城关和孙仁宝两个乡、13个自然村。二、气候特征 1、气温多年平均气温 7.1极端最高温度 35.7(1978年7月6日)极端最低温度 -27.6(1972年1月26日)
11、表1 月气温特征项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均气温-10.1-7.20.38.916.120.321.419.814.28.0-1.3-8.2最高温度12.216.118.530.335.335.335.735.529.825720.79.4最低温度-27.6-25.9-21.0-9.8-1.36.411.04.1-2.6-9.8-16.5-25.2注:平均每年日气温稳定通过0的天数为232天(天镇县资料)2、霜期霜期开始日期 最早9月22日 平均10月4日霜期终了日期 最晚5月14日 平均4月29日平均全年无霜期 157天3、相对湿度(天镇县资料)表2 月相对
12、湿度项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年相对湿度%平均46464541395168706154514852最小200002912432504、地面温度多年平均地面温度 9.76极端最高地面温度 66.5(天镇)极端最低地面温度 -34.4(天镇)低温最低小于0的日期 初期 最早 9月2日 平均9月25日 终期 最晚 5月21日 平均5月12日地下10厘米土壤冻结日期 冻结 最早 11月12日 平均10月21日 解冻 最晚 3月26日 平均 3月12日最大冻土深度 135厘米5、风力特征多年最大风速 2225m/s 风向W、NW多年平均风速 3.0m/s 最多风向NW大
13、风日数 31.3天/年最大设计风速(全年) 17.0m/s汛期最高水位吹程 1.3km6、降水多年平均降雨量 415.2mm最大年降雨量 658.6mm最小年降雨量 204.1mm经水文降雨分析,守口堡水库设计年降雨量如表3表3 守口堡水库设计年降雨量 单位mm统计参数各种保证率设计年降水量均值CVCS/CV20%25%33.3%50%75%95%415.20.342.0526.9499.9461.7399.4313.1213.8多年平均汛期降雨量(6-9)为318.0mm汛期降雨量约占全年降雨量的76%7月份和8月份降雨量约占全年降雨量的54%多年平局月降雨量大于0.1mm的日数统计如表4(
14、天镇站)表4 多年平均月降雨量大于0.1mm的日数统计表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年日数2.02.85.25.37.011.616.013.89.25.63.01.082.47、蒸发多年平均蒸发量 1835.3mm多年平均水面蒸发量 1082.8mm干旱指数 2.61表5 多年平均逐月水面蒸发量表 单位 mm月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年蒸发量27.533.551.4125.2182.9169.0130.0110.998.978.645.129.81082.8三、水文资料 1、设计年来水量坝址以上流域内多年平均来水量1940万平
15、方米,其中清水径流量为1362万立方米,占70.2%:地表径流深19.9mm,占29.8%。年来水量最多的是1964年,为3044万立方米:最少的是1972年为1389万立方米,极值比为2.2。表6 设计年来水量统计特征表 单位:万立方米统计参数各种保证率世界年来水量均值CVCS/CV20%25%33.3%50%75%95%19400.256.0227521712031182415841391表7 年来水量月分配表 单位:万立方米保证1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年25%115.7104.5222.4162.1141.6127.3186.9316.2401.4162.
16、6114.4115.7217150%115.7104.5179.4135.5125.9142.9146.2221.9235.3187.3113.8115.7182475%115.7108.0142.3136.7121.9130.5144.4181.2131.5138.4118.7115.71584 2、设计洪水表8 设计洪水成果表 单位:立米/每秒 万立方米项 目统计参数各种频率设计值均值CvCs/Cv0.1%0.2%0.5%1%2%5%10%20%洪峰1571.003.01609142011769988165914292801日洪量2540.923.018621649137011769857
17、245383633日洪量2950.883.O20571825152213041097817614422表9 设计洪水过程线 小时.秒立方序号百年一遇洪水p=1%五百年一遇洪水p=0.2%千年一遇洪水p=0.1%时间t流量Q时间t流量Q时间t流量Q10.000.00.000.00.000.023.1457.13.1477.53.1486.8312.560.012.560.012.560.0426.000.026.000.026.000.0537.000.037.000.037.000.0637.2426.937.2437.538.00107.0737.73137.037.72192.039.00
18、332.0838.22604.038.20847.040.001609.0938.70902.038.671266.041.001151.01038.94951.038.911331.042.00741.01139.43998.039.391420.043.00468.01239.67967.039.631357.044.00291.01339.92907.039.871273.045.00181.01440.16824.040.111156.046.00110.01540.65555.040.59783.047.0067.51641.37306.041.30440.048.0043.1174
19、2.35182.042.26272.049.0027.91843.32117.043.21177.050.0014.51944.2980.844.17122.051.009.42045.2654.945.1381.752.005.22146.9628.946.8041.353.005.12248.9111.048.7115.454.004.82350.124.049.915.655.004.12451.820.051.520.056.000.13、历史洪水调查据高阳县志记载和调查访问,从1529年(明嘉靖七年)到1917年(明国六年)黑水河共发生四次大洪水:1529年、1694年(清康熙三十二
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