甘肃九甸峡枢纽工程碾压混凝土重力坝设计.docx

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甘肃九甸峡枢纽工程碾压混凝土重力坝设计

本科毕业设计选题审批表

毕业设计（论文）题目

甘肃洮河九甸峡枢纽工程碾压混凝土重力坝初步设计

指导教师

职称

学生姓名

专业

农业水利工程

班级

资金来源

实习经费

内容简要：

①坝形的初步选择及工程布置；

②大坝挡水坝段设计；

③中孔泄水坝段设计；

④溢流坝段设计；

⑤消能防冲设计；

⑥大坝基础处理；

⑦大坝稳定分析；

⑧大坝细部构造设计。

要求查阅

的文献资料

1甘肃洮河九甸峡水利枢纽工程可研报告；

2混凝土重力坝设计规范；

3水工建筑物设计丛书.重力坝；

4水利计算及水资源规划；

5水工建筑物。

根据大纲要求选择要完成的项目（选中标√）

译文（）；文献综述（）；开题报告（√）；论文实验记录（）；设计（论文）说明书：

（√）其它：

（）相关图纸

设计（论文）开始日期

设计（论文）完成日期

系（教研室）主任审批意见

签字：

主管院长审批意见

签字：

甘肃农业大学二〇〇七届本科毕业设计鉴定表

学号

姓名

性别

专业

农业水利工程

班级

指导教

师情况

姓名

年龄

学历

职称

从事专业

35

本科

毕业实习地点

实习时间

毕业实习指导教师鉴定意见

该同学在毕业实习期间，工作认真，遵守纪律，能独立查阅文献，综合和正确利用各种信息，按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，体现了本专业基本训练的内容。

签名：

年月日

毕业实习领

导小组意见

同意指导教师鉴定意见。

组长签名：

年月日

毕业设计

（论文）题目

甘肃洮河九甸峡枢纽工程碾压混凝土重力坝初步设计

答辩

时间

答辩委员会成员

姓名

职称

从事专业

主任

副教授

农业水利工程

成员

教授

农业水利工程

教授

农业水利工程

副教授

农业水利工程

讲师

农业水利工程

秘书

讲师

农业水利工程

指导教师

评阅意见

该设计为真题假做题目，能运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题；结构格式符合设计要求；文理通顺，技术用语准确、规范；图表完备、制图正确。

签名：

年月日

评阅人

评阅意见

选题达到本专业教学基本要求，难易程度，工作量大小合适；条理清楚，文理通顺；用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范。

签名：

年月日

答辩小

组意见

一致通过答辩。

主席签名：

年月日

指导教师

建议成绩

评阅教师

建议成绩

毕业（设计）论文成绩

摘要1

摘要

九甸峡水利枢纽工程位于甘肃省卓尼、临谭两县交界，黄河支流洮河中游的九甸峡峡口处，距兰州市约193km，是甘肃省“十一五”期间计划立项的重点建设项目之一。

洮河水资源丰富，多年平均径流量为38.25亿m3，但径流年季变化较大，年内水量分配也极不均匀，目前全流域开发利用程度较低，水资源和水力资源开发利用的潜力很大。

另一方面，甘肃中部地区干旱缺水，生态脆弱，农牧业生产条件很差，群众生活贫困，人蓄饮水十分困，水资源是制约该地区经济和社会发展的主要因素。

所以，必须修建大型控制工程调节水量，丰富的水资源才能得以充分开发利用。

该项目建成将实现甘肃中部地区水资源的优化调度，解决中部地区水资源匮乏的问题，对改善生态环境和人民群众的生存条件，实现当地群众脱贫致富，维护社会稳定，促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义。

该工程优先解决甘肃中部干旱地区11个国家扶贫重点县城镇的工业用水、农村人蓄饮水、生态环境用水，兼有灌溉、发电、防洪等综合利用为主的大型控制枢纽工程。

枢纽工程是引洮工程的龙头，在规划坝址处拦河筑坝后，洮河水位可由2090.00m左右抬高到2166.00m（水库死水位）以上，从而为供水工程自流饮水提供条件，规划年引水量5.5亿m3。

九甸峡水利枢纽工程总库容9.43亿m3，最大坝高176.1m，大坝属于完全年调节水库；水库电站装机容量300MW，年发电量10.017亿kw.h，年利用小时数3339h，可向甘肃电网输电。

该枢纽工程主要建筑物包括：

碾压混凝土重力坝（溢流坝段和非溢流坝段）、右岸引水发电洞、右岸引洮供水工程总干渠进水口、下游引水发电站等。

本设计为碾压混凝土重力坝设计。

碾压混凝土重力坝中部设三孔表孔泄水孔，两侧为挡水坝段，在右岸挡水坝段中设一泄洪中孔，另外，设计中还就重力坝的、基础处理、消能防冲、稳定分析、大坝细部构造等问题进行了设计。

1水文

1.1流域自然地理概况

洮河是黄河上游的一条较大支流，发源于甘肃、青海两交界处的西倾北麓，由西向东流经岷县折向北流，至永靖县境内汇入黄河刘家峡水库。

洮河流域位于甘肃省东南，西起东经101°36′，东至104°19′南起北纬34°36′，北至35°55′，流域面积25527km2，东西最长处约248km，南北宽约215km，涉及碌曲、临潭、卓尼、夏河、永靖等十二个县。

洮河水系图见图1。

图1洮河流域概况与九甸峡枢纽位置示意图

洮河全长673.1km，河源高程4260m，河口处高程1629m，刘家峡建库后，实际上河口1735m以下为库区，相对高差2631m，全河平均比降为2.8‰，流域内降水主要集中在6～9月，特别是7、8月份，与降水特性相对应，径流年季变化较大，年内水量分配也极不均匀。

1.2气象

洮河流域面积较大，高程变化也较大，因此流域内气候差异甚大，上中游地区高寒阴湿，下游地区干旱温和，九甸峡位于过渡地带。

九甸峡水利枢纽工程所在地区无系统气象观测资料，枢纽正北约56km处有临洮气象站，南偏东约60km处有岷县气象站，这两站有较长系列的气象观测资料。

临洮站年平均气温7.0℃，平均最高气温14.3℃，极端最高气温34.6℃，平均最低气温1.3℃，极端最低气温-29.6℃，年降雨量565.2㎜，年蒸发量1259.3㎜，年日照时间2437.9h，多年平均相对湿度67%，最大风速15m/s。

1.3水文基本资料

九甸峡水利枢纽工程位于甘肃省卓尼、临谭两县交界处，枢纽以上集水面积17176㎡，枢纽上游89.7km处设有岷县水文站，岷～九区间集水面积2264㎡；枢纽下游54.2km,设有李家村水文站，九～李区间集水面积2517㎡，九甸峡水利枢纽工程水文计算依据的基本水文站为岷县和李家村站。

1.4径流

1.4.1设计依据站径流计算

洮河干流各水文站中以李家村资料系列最长（1947年～今），建立李～岷年平均流量相关（同步系列1957～1922年，n=36年），相关关系密切（r=0.981）。

因此，可以用李家村的长系列年径流资料延长岷县的短系列年径流资料。

1.4.2九甸峡水利枢纽径流计算

九甸峡水利枢纽工程月、年平均流量以岷县站、李家村站月、年平均流量按面积比直线内插。

调节年与黄河上、中游各站的调节年度统一为5月～次年4月。

由推算的九甸峡1947.5～2001.4年共54年资料系列，频率计算成果为：

Q=121.3m3/s，Cv=0.30，Cs=2.5Cv。

设计频率年平均流量见表1—1。

表1—1洮河九甸峡水利枢纽工程设计频率年平均流量表

P（﹪）

5

10

15

25

50

75

85

90

95

Q（m3/s）

188

170

158

143

117

94.9

84.8

78.6

70.2

W（108m3）

59.29

53.61

49.83

45.10

36.90

29.93

26.74

24.79

22.14

1.5洪水

九甸峡水利枢纽工程设计洪水计算依据为上游岷县站和下游李家村站，1993年可研阶段已对洮河干流各站的调查洪水与实测洪水进行较详细的分析和论证，设计洪水成果较为可靠。

洪峰流量频率计算参数如下：

Q0=121.3m3/s，Cv=0.30，Cs=2.5Cv，九甸峡枢纽工程设计频率洪峰流量与时段洪量见表1—2。

表1—2九甸峡枢纽工程设计频率洪峰流量与时段洪量

项目

单位

P（％）

0.01

0.02

0.05

0.1

0.2

0.5

1

2

3.33

5

10

20

Qm

m3/s

5030

4650

4160

3790

3420

2930

2560

2200

1930

1720

1370

1020

W三日

106m3

1130

1040

934

852

770

662

578

498

438

390

311

233

W七日

106m6

2270

2100

1880

1710

1550

1330

1160

1000

881

784

626

469

W十五日

106m6

3910

3620

3240

2950

2670

2290

2000

1730

1520

1350

1080

808

W三十日

106m3

5610

5210

4690

4290

3890

3370

2980

2580

2290

2060

1670

1280

1.6泥沙

九甸峡以上流域水土流失不太严重，河流含沙量较小，多年平均含沙量1.00㎏/m3。

悬移质输沙量计算依据为岷县站和李家村站，由岷县站和李家村站以面积比内插得九甸峡枢纽工程处，多年平均悬移质年输沙量433×104t，年输沙量为39.2×104t。

2工程地质

2.1区域地质概况

枢纽工程位于西秦岭海西褶皱带之北缘,隶属秦岭～昆仑韦向构造体系,祁吕贺山字型构造系西翼弧形褶皱带及河西扭动构造体系的复合地带，地质构造较复杂。

形成本区构造骨架的区域构造线方向以NW∠282°～295°走向为主。

坝址区位于近东西向展布的新堡—力士山复式背斜的北翼，岩层产状为NW∠275°～295°NE∠30°～50°,为一单斜构造，属陡倾巨厚层状岩体区。

在多次构造运动的作用下，坝址区断裂构造发育,其中规模较大的有2组,构成坝址断裂构造的框架，即近东西向压性断层和近南北向扭性断层，受历次区域构造活动及断层的作用和影响，坝址区裂隙十分发育，使岩体完整性受到破坏。

坝址岩体由上石炭—下二迭统（C3—P1）的巨厚层灰岩构成，岩性致密坚硬，耐风化。

经兰州地震工程研究院鉴定，九甸峡水利枢纽区地震基本烈度为Ⅶ度，大坝防震烈度为Ⅷ度。

2.２水文地质

区内的主要含水层为上泥盆～三叠系地层以及第四系冲基层，地下水主要为裂隙性潜水和空隙性潜水，局部有承压水，由于本区属于陇南温带半湿润气候区降水较丰富，地下水补给条件好，泉水露头多，水质好。

区内地下水由两岸分水岭向中间河谷汇集，最终由洮河河谷向下游排泄。

2.3坝址坝线区地质

坝址区裂隙十分发育，宽度一般0.5～2㎝，较宽者达3～5㎝，发育方向基本与断层方向一致。

断层一般破碎带宽0.2～0.5m，局部达2～4m。

坝址处于九甸峡峡谷上段，河流由南向北流，为横向河谷，河道顺直，河床狭隘，河水面宽仅35～50m，水深2～6m（冬季），水面高程2089m～2092m。

河谷呈左岸陡峻，右岸陡缓交替的不对称“V”字型。

坝线处河床宽40～42m，河水位高程2090.6m，水深2～5m，正