溢洪道毕业设计.doc

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内容摘要

笔架水库位于四川省眉山市东坡区城东南方17公里处。

由于当地河流常常雨后造成山洪，常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。

经初步论证，该工程拟采用土石坝作为挡水建筑物，岸边溢洪道作为泄水建筑物。

本文对土石坝的概念和设计要求进行分析和研究，并对笔架水利枢纽挡、泄水建筑物进行初步设计。

关键词：

笔架水库土石坝初步设计

Abstract

BiJiareservoirislocatedinDongPodistrictofMeiShanCity，SiChuanprovince，17kilometerstothesoutheastofthecity.Becauseriverthereusuallycausesdamagetothecropsandvillagesbytheflashfloodsafterrained,inaddition,whentherainfallisnotregular,itwillbeeasytocausedrought,sotherelevantdepartmentshaveprovidedalargeamountofsurveysforthisregiontoexploitwaterpowerresources.Aftergenerallydemonstration,theprojectisproposedtouseearthandrockfilldamasthewaterretainingstructure,theshorespillwayasthewaterreleasestructure.

Thisthesisismainlytogiveaanalysisandresearchtotheconceptanddesignrequirementsofearthandrockfilldam,andmakeapreliminarydesignforthewaterretainingstructureandthewaterreleasestructure.

Keywords:

BiJiareservoirrockfilldampreliminarydesign

目录

1基本资料 1

2水文 2

2.1气象 2

2.2径流 2

2.3洪水 4

2.4泥沙 9

2.5水位-面积及水位-库容关系曲线 10

3地质 12

3.1地形地貌 12

3.2地层岩性 12

3.3地质构造及地震 14

3.4库区工程地质条件 14

3.5坝区工程地质条件及其评价 14

3.6天然建筑材料 15

4枢纽总体布置 16

4.1枢纽任务 16

4.2枢纽等别和建筑物级别 16

4.3设计数据 17

4.4坝型选择 17

5土石坝设计 19

5.1坝址选择 19

5.2坝型选择 19

5.3土石坝基本剖面的拟定 21

5.4防渗体设计 22

5.5渗流分析计算 23

5.6抗滑稳定分析 26

6溢洪道设计 28

6.1设计规范和依据 28

6.2溢洪道设计基本资料 28

6.3溢洪道设计计算书 29

7设计成果说明 39

7.1文字成果 39

7.2图纸成果 40

主要参考文献 45

致谢 46

1基本资料

眉山市东坡区位于四川盆地成都平原西南边缘，东经102°49′～104°30′，北纬29°30′～30°16′，处于岷江中游和青衣江下游的扇形地带，成都-乐山黄金走廊中段。

北靠成都，南瞰乐山，东临资阳，西望雅安，是成都平原通联川南、川西南、川西、云南的咽喉要地和南大门。

拟新建笔架水库工程位于眉山市东坡区金花乡长山埂村（原笔架村），地理坐标为东经103°54′09″～103°54′59″，北纬29°56′15″～29°56′26″，距四川省眉山市东坡区约东南方17公里，坝址处村村通公路，交通便利。

笔架水库集雨面积0.1km2，补水渠长0.42公里，平均坡降43.3‰，设计总库容40万m3，最大坝高21.5米，死库容0.3万m3，死水位421.75m，正常蓄水位433.55m，正常库容37.6万m3，设计灌溉面积0.12万亩，设计洪水位433.9m，校核洪水位434m，该水库是一座以灌溉为主，兼顾补充人畜引水、防洪的小

（2）型水库。

枢纽由大坝、溢洪道、放水设施等几个部分组成。

水库设计灌溉面积0.12万亩，其中：

新增0.09万亩，改善灌面0.03万亩。

新建配套渠道11km，其中：

骨干工程4km，田间工程7km。

工程级别Ⅴ级，主要建筑物级别为5级，设计洪水标准20年一遇，校核洪水标准200年一遇。

由于集雨面积较小，水库的来水除了天然降雨之外，主要依靠都江堰东风渠金星支渠笔架斗渠引水。

工程建设是解决农业干旱缺水和保护下游人民群众生命财产安全的需要。

对进一步提高和改善水库灌区的农业生产和生活条件、增加农民收入，推动地方经济发展，推进灌区全面建设小康社会步伐将起到极其重要的作用。

水库建成后，保护下游人口0.15万人，保护耕地0.16万亩，保护村道2条5Km。

可解决金花乡川古村当地农民0.12万人的生产生活用水以及0.03万头大牲畜饮水。

新增0.09万亩，改善灌面0.01万亩。

2水文

2.1气象

径流笔架水库工程区地处四川盆地边缘，属热量资源较为丰富的亚热带湿润气候区。

总的特点是：

气候温和、四季分明，冬无严寒、夏无酷暑，雨量充沛、水热同步，霜雪稀少、干旱连年。

枯水期降水量小是一大特征之一，季节性缺水较为严重，是造成长山埂村灌溉、安全饮水水源短缺、保证率低的主要原因。

据1970-2006年37年的气象观测资料统计：

东坡区气温上，多年平均气温为17.30℃、极端最高气温37.0℃、最低-3.3℃，月平均气温7月最高26.20℃、1月最低6.58℃；在降水量上，具有年际变化较大，年内分配不均的特点，降雨量年际变化大，最大年是最小年的2.2倍，年最大值为1691.70mm（1966年），最小值768.90mm（1969年），一日最大降雨量284.3mm（1995年8月24日），一小时最大降雨量87.3mm（2005年6月30日），多年平均径流深为482.10mm，多年平均蒸发量为786mm。

雨季集中在每年6-9月，累计降水量739.61mm，占全年降水量的72.22%；多年平均年蒸发量1016.30mm；多年平均相对湿度82%；全年无霜期315天，年均霜日数7天；日照较少，属弱光照区和辐射能低值区，多年平均日照时数1155小时，日照率26%，常年多云雾，光照主要集中在春夏两季；多年平均风速1.4m/s，主导风向西北。

2.2径流

2.2.1径流特征

年内分配不均，暴雨多发生在6-9月，四个月降水量约占全年的72%，洪水由暴雨形成，暴雨洪水是典型的山溪洪水，洪水历时较短，一般历时为1-2天。

年径流由降水形成，所以径流的年内变化规律基本与降雨的年内变化一致。

2.2.2径流计算

水库位于四川省眉山市东坡区金花乡长山埂村，由于工程河段上无水文站，无法通过流量资料直接推求坝址处年径流，根据东坡区1970-2006年37年实测平均降雨资料（见图2-1），可得东坡区的多年实测平均降雨量为1028.7mm，查《四川省水文手册》【1】得多年平均径流系数a=0.45，可计算多年实测径流深为462.9mm。

查《四川省水文手册》得多年平均降雨量为1025mm，查得多年平均径流深为455mm，与实测数据比较接近可用于本次设计。

多年平均流量Q0=0.000317HF，可得多年平均流量为0.015m3/s。

图2-1年均降雨量

2.2.3设计径流年内分配

根据《四川省水文手册》附图“多年平均径流深等值线图”可得项目区多年平均径流深为H=455mm。

根据附图“年径流变差系数CV等值线图”可得变差系数CV=0.34。

按照《四川省水文手册》规定，全省一律采用CS=2CV，一般小型水利水电工程的水文计算，通常采用保证率20%、50%、80%，运用于本工程。

查表可得设计频率的皮尔逊III型曲线模比系数KP值，通过计算可得设计年净流量W20%=16.18万方，W50%=12.23万方，W80%=9.05万方。

（取F=0.28km2）

W=0.1FR（万方）。

根据《四川省水文手册》的“年径流内分配分区图”，项目区属于5区川西平原区第2类，因此，降相应的年设计年净流量按模型分配百分数分配后得到设计断面的径流年内分配过程，见表2-1。

表2-1笔架水库径流年内分配（万m3）

频率（%）

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

20

0.040

0.064

0.029

0.381

0.243

0.381

0.942

1.918

1.208

0.329

0.162

0.081

5.78

50

0.087

0.048

0.074

0.131

0.135

1.005

1.564

0.612

0.201

0.345

0.109

0.057

4.37

80

0.032

0.029

0.006

0.003

0.149

0.139

1.095

0.401

0.743

0.297

0.246

0.090

3.23

2.3洪水

2.3.1暴雨

笔架水库的洪水有暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨相应。

年最大流量在6～9月，据调查洪水多发生于7月。

暴雨洪水是典型的山溪洪水，洪水历时较短，陡涨陡落，洪水过程为单峰，一般历时不到1天。

2.3.2洪水标准

笔架水库库容为40万方是小

（2）型水库，根据水利水电工程枢纽的等别、水工建筑物的级别及水库工程水工建筑物的防洪标准，确定大坝防洪标准按20年一遇（P=5%）洪水设计，200年一遇（P=0.5%）洪水校核，溢洪道消能防冲洪水采用10年一遇（10%）。

2.3.3设计暴雨

由于笔架水库所在地区属于无资料地区，本次设计采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》【2】（2011年）（以下简称《手册》）等值线法推求设计暴雨，用推理公式法推求设计洪水。

①水库流域特征值

特征值流域面积F、长度L、坡降J在1:

10000航测图上量取计算得到，详见表2-2。

表2-2笔架水库坝址以上特征值计算成果

F（km2）

L（km）

J（‰）

0.1

0.42

43.3

②设计点暴雨

查《手册》该地区年最大1/6小时，1小时，6小时，24小时暴雨均值及其统计参数Cv（变差系数），对应皮尔逊III型曲线模比系数Kp值表（《手册》附表六上查出相应的Cv值和Cs=3.5Cv的Kp值），具体数据详见表2-3。

表2-3笔架水库不同历时暴雨设计值

时段

（mm）

Cv

Cs/Cv

Kp（0.5%）

Kp（5.0%）

Kp（10.0%）

1/6h

19

0.32

3.5

2.06

1.57

1.40

1h

52.5

0.35

3.5

2.29

1.67

1.47

6h

87

0.47

3.5

2.79

1.88

1.60

24h

128

0.6

3.5

3.34

2.09

1.72

通过《手册》公式得出设计频率年最大1/6小时，1小时，6小时，24小时暴雨量