水利水电工程毕业设计

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第一章 基本资料

B江是我国南方地区的一条河流，根据流域规划拟建一水电站。本设计任务是对B江水利枢纽进行设计。其基本资料和设计要求如下：

一、 枢纽任务

本工程同时兼有防洪、发电、灌溉、渔业等综合作用。

(一)发电

水电产装机容量为21.75万千瓦，装3台机组。

正常蓄水位为110.5 m，下游正常水位为39.0m，死水位为86.5 m。三台机满载时的流量为405 m3/s。

厂房型式为坝后式。

(二)灌溉

工程建成后，可增加保灌面积90万亩。

(三)防洪

减轻洪水对B市和B平原的威胁，在遇P=0.02%和P=0.1%频率的洪水时，经水库调节后，洪峰流量由原来的18200 m3/s、14100 m3/s分别削减为6600 m3/s和6150 m3/s。要求设计洪水时最大下泄流量限制为6350立方米/秒。其他参数见下表： 表1-1 洪水标准的调洪成果 洪水标准 设计（0. 1%） 校核（0.02 %） 来流量峰值（m/s） 泄流量（m/s） 上游水位（m） 14100 18200 6100 6500 114.60 115.95 33下游水位（m） 40.50 41.20 (四)渔业

水库蓄水后形成大面积水域，为发展养殖业创造有利条件。

(五)其它

五年完工。

二、 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．根据防洪的要求，对水库进行调洪演算，确定坝顶高程及溢流孔口尺寸(选作调洪演算)；

2．通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的型式，轮廓尺寸及水

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利枢纽布置方案；

3．详细做出大坝设计，通过比较确定坝的基本剖面与轮廓尺寸拟订地基处理方案与坝身构造，进行水力计算，静力计算；

4．对坝后式厂房（待坝型选定后指定）进行设计，选择建筑物的型式与轮廓尺寸，确定布置方案，拟订细部构造，进行水力计算，静力计算(选作构造、静力计算)；

5．决定枢纽的施工导流方案，安排施工的控制性进程(选作施工安排)。

三、 B江水利枢纽基本资料说明

（一）自然地理 1．流域概况

B江是我国南方的一条河流，流向自西北向东南，流经B省部分地区，最后流入大江丁江，干流全长120 km，流域面积3650 km2。

境内农林业较发达，植被良好，固体径流较少。

河道纵向坡降0.47%~1.12%，平均坡降0.81%，河道较宽，水流较缓，在坝址处河面缩窄，水流较急。

坝址以下约80 km处有一重要城市B市（位于丁江右岸），公路和水运均可直接到达B市。

2．气候特性：

（1）气温

坝址处的多年平均气温为21.5℃，月平均最低气温8.9 ℃（1月份），最高34.1 ℃（7月份），实测极端最低气温为-3.8 ℃（1月份），最高为40.5℃（7月份）。

（2）湿度

年平均相对湿度为80%左右，其中以6月份86%最大，1月份74%为最小，日变化较小。

（3）降雨量

坝址以上流域的年平均降雨量为1860 mm，实测最大降雨量为2574 mm，最小为1242 mm。雨量在年内分配不均，其中4~9月份占全年雨量的80%，5~6月占全年雨量的1/3，往往形成起伏多峰的洪水。

（4）蒸发量

坝址处多年平均蒸发量为823 mm。

（5）风向风力

实测最大风速为24 m/s，多年平均最大风速成最大风速为20 m/s，风向基本垂直坝

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轴线，吹程为4 km

3．水文特性 （1）正常径流

据水文资料推算，坝址处的多年流量为107 m3/s，多年平均径流总量为33.7亿m3，Cu==0.23，C=2Cv，皮IV型线。各频率的月平均流量如下表所示。

表1-2 各频率月平均流量度 (单位:m3/s) 月份 月频率(%) 75 62.3 86.6 92.8 105.50 74.3 103.5 1 110.138.147.192.110.158.206.126.180.234.125.150.214.278.130.155.221.288.105.126.180.234.86.6 86.6 62.3 55.9 55.9 103.147.192.103.147.192.74.3 66.8 66.8 110.138.95.4 95.4 124.124.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 （2）洪峰流量及总量

据水文资料推算，坝址处的洪峰流量及总量如下： ①洪峰流量

QP=3350m3/s，CV=0.55，Cs=3.5Cv，皮IV型线。P=0.02%，QP=18200m3/s；P=0.1%，

Qp=14100m3/s，P=2%，QP=10400m3/s。各频率的月平均流量如下表所示。

洪峰流量 （单位: m/s） 月份 月频率(%) 1 5 10 487 1000 1640 3625 5180 6250 2960 2890 1400 590 398 435 292 600 211 432 1070 2400 3700 4800 2130 2010 980 820 1860 3040 3950 1750 1620 800 400 276 267 320 222 195 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ②洪水总量

三日洪水总量的均值W=2.94亿m3，Cu=0.52，CS=3CV，皮IV型线.各频率洪水总量如下表所示。

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表1-3 各频率洪水总量 (单位:108m3) 频率(%) 洪水总量(Wp) 0.20 14.00 0.1 11.06 2 10.20 1 8.80 5 5.94 10 4.96 20 3.99 50 2.56 （3）固体径流量及水库淤积

根据水文站实测资料分析，该流域平均含沙量为0.87 Kg/m3，年固径流总量为31t，百年后水库淤积高程为39 m，淤沙浮容重为8.5 N/m3，内摩擦角底为10 0。

（4）其它

本坝址地震烈度为70。

（二）工程地质 1．坝址工程地质

（1）地貌

坝址处的河床宽约120 m，河底高程28 m，深约1.5～4 m。河谷近似梯形，两岸基本对称，岸坡约300～450。坝址处河庆覆盖层由砂卵石组成，厚度约6 m，两岸山坡为第四系覆盖层，厚度约10 m。

（2）岩性和工程地质

坝基岩性为花岗岩，风化较深，两岸达10 m左右。新鲜花岗岩的饱和抗压强度为100～200 MPa，风化花岗岩为50～80 MPa，坝址处无大的地质构造。但两岸节理发育，有近乎平行河谷及垂直河谷的二组陟倾角节理。节理面夹泥。此外，这两组节理的裂隙水的主要通道，在工程设计中应予以重视。

（3）岩石的物理力学性质见下表

表1-4 岩石的物理力学性质 岩性或地质构造 容量 （KN/m） 孔隙率 抗压强度 （MPa） 干 饱和 3新鲜花岗石 27．8 28．1 2．78 210．0 180．0 2.2×10 4风化花岗岩 27．1 27．5 3．82 110．0 94．0 1.2×10 0．05 4节理面 0.40 干 湿 弹性模量（MPa） 单位吸水率（L/分米） 混凝土 f 0.68 4

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摩擦 系数 基岩内 f 粘聚力 （MPa） 泊松比（u） 备注 C C’ 1.2 0.5 1.0 0.20 0.75 0.1 0.2 0.25 混凝土与混凝土的摩擦系数为0.75 0 基岩 f f’ 1.0 0.75 0.7 0.66 2．库区工程地质

库区岩性以火山岩和沉积岩为主，皱褶规模不大，均为背斜，两翼地层平缓，且不对称。有较大的断层二条，这些皱褶和断层呈北东向展开，以压扭性为主，倾角较陡，延伸长度达几到几十公里，断层单宽1.5米左右，个别达8米以上。断层破碎都已胶结。

库区水文地质简单，以裂隙水为主，地下分水岭高程均高出库水位以上。

（三）筑坝材料 1．石料

坝址上、下游河床覆盖丰富的卵砾石，估计在25 km范围内，上游储量1200 m3，下游为800万m此外，花岗岩埋深浅，极易开采。

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2．砂料

河床覆盖层还有丰富的砂石料，估计在30 km范围内，上游约600万m3，下游约800万m3卵砾、碎石及砂料的质量符合规范要求。

坝址符合建坝的土料缺乏。

（四）库区经济

库区农业发达，作物以水稻为主，荼树、小次之，耕地主要分布在沿河两岸的部分丘陵盆地及零星小平原上。在正常蓄水位时，需迁移人口32500人，折迁房屋29500间，淹没、浸没土地35000亩，淹没公路120Km，电讯线路429杆程Km，高压线（35KV）49Km，变电站（35KV）一座，共需投资4230万元左右。

（五）其他 1．对外交通

与B市有公路和水运相连，对外交通较为方便。

2．附属工厂和生活建筑区

坝址下游两岸都有面积较大的冲积台地，适宜布置附属工厂和生活设施，并有公路

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