毕业设计黑河水电站枢纽工程设计重力坝方案Word文档下载推荐.docx
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水文地质条件简单，河谷两岸基岩中含有裂隙潜水，一般埋藏深度11~12米。
岩石透水性较弱，在基岩面以下0—15米。
岩石单位吸水率一般为0.02~0.05公斤/分，岩面下15~30米，单位吸水率为0.01~0.02公斤/分。
河谷两岸第四系松散堆积物中，含有孔隙潜水，其水位略高于河水位，受大气降水补给。
河床F
断层破碎带渗透稳定条件较差，应采取防渗处理措施。
坝基岩石物理力学性质见表12。
表12坝基岩石物理力学性质表（均值）
岩石名称
比重
天然容重（KN/m3）
紧密度（%）
吸水率（%）
抗压强度（MPa）
软化系数
孔隙率（%）
花岗岩
2.72
27.6
98.2
0.30
175
0.94
1.58
基岩与混凝土的摩擦系数f=0.65
溢洪道：
坝址右岸垭口可布置溢洪道，残坡积层为壤土夹碎石，厚度1.3—2.0米。
出露基岩为花岗岩，岩质坚硬，风化不深，强风化下降5米左右，弱风化下限8—18米，裂隙不甚发育。
断层走向NE，倾角55゜，破碎带宽度4米，分布在溢洪道下游。
引水系统：
洞线所经地段地面高程为345~380米，处在青春河与公别拉河分水岭下，局部地形较低洼。
进水口洞顶以上掩体淡薄，厚度约14米，其中弱风化岩厚仅3米，而且岩体裂隙发育，岩体被切割成棱形体，岩石大部分是全风化状态，不完整，进口顶岩体不稳定，建议将洞口部位岩体按全部塌落计算，岩体临时开挖边坡建议为1：
1，全风化覆盖层开挖边坡不陡于1：
1.5，隧洞洞身大部分地里埋深30~50米，处于弱风化花岗岩中，岩石较坚硬完整，地质条件较好。
大杨树沟处厂40~50米地段，地形低洼，隧洞埋深仅30米，且有三条断层通过，强风化达40米，围岩破碎不稳定，地质条件差，施工中有产生坍塌和冒顶的可能，应及时支护，加强永久衬砌。
较大断层通过地段围岩稳定条件差，亦应加强支护处理。
调压室，下室埋深40多米，围岩为为风化砂岩，岩石较坚硬完整，地质条件好。
隧洞岩体压力系数及岩石抗力系数见表13。
表13隧洞岩体压力系数及岩石抗力系数表
岩石状态
岩体压力系数
单位岩石抗力系数（N/cm
）
无岩隧洞的岩石抗力系数（N/cm
Sy
Sx
较坚硬完整、弱风化强风
0.1
1
5000
1200
松软岩石
化破碎且有层破碎带
0.5
0.2
4000
80
厂房：
位于西沟水文站上游4公里的青春河口上游1公里公别拉河左岸漫滩阶地上。
地面高程169~170米，覆盖层厚度4.9米，由砂卵砾石组成，基岩高程167米，出露基岩为侏罗系砂砾岩，岩质坚硬，岩层走向NE75°
，倾向SE，倾角50°
~60°
，岩石风化不深，强风化下限11米，岩石强度能够满足基础要求。
开挖边坡建议：
强风化岩为1：
1，弱风化岩为2：
1。
地震：
本地区为6°
地震区。
（3）地形地貌资料
库区：
水库区地貌特征为低山峡谷地形，库区基岩为海西期花岗岩。
两岸河谷狭窄，植被覆盖良好。
库水位342.0米时，水库回水长度约20公里。
库区内有少量可耕的农田，没有居民点，库区内尚未发现有价值的矿藏，库区周边无低于该水位的邻谷和较大的断裂构造，因此水库永久性渗漏和侵没问题是不存在的。
坝址：
区地貌特征为低谷山区，海拔高程312.00—350.00米。
河流蜿蜒迂回由北向南西流经坝址，为不对称的“U”字型河谷。
平水期和水位为315.77米，水深1.00—2.00米，最深3.77米，水面宽55.00米。
左岸为凹岸，山体相对比高约30米，谷坡为1：
1.7；
右岸为凸岸，并有一级阶地，相对比高3~5米，右岸山体低矮，相对比高15米，谷坡1：
2.5，山体后侧，马鞍形垭口，宽约200米，地面高程为329.00~334.00米。
（4）工程附近经济和社会情况资料
黑河地区位于黑龙江省北部边境地区，全区辖三市（黑河、北安河五大连池）四县（孙吴、逊克、德都和嫩江）总面积68276平方公里，其中林地6210万亩，耕地1883万亩，可垦荒地220万亩。
境内森林资源丰富，林木蓄积量大；
商品粮率高；
矿产和水力资源丰富。
境内有黑龙江和嫩江两大水系的大小河流612条；
已查清：
水能资源75万千瓦，年发电量可达18亿度。
境内的矿产资源有：
金、煤、珲瑙石、石灰石、珍珠岩等20多种。
1993年全区工农业总产值28.2亿元中，工业占31.5%，农业占68.5%；
在地方工农业总产值70037万元中，工业占37%，农业占63%。
规划到1995年和2000年全区国民经济总产值将分别达到32.6和46.8亿元。
（5）工程附近建筑材料情况
物砂砾石骨料：
料场位于西沟村公别拉河两岸，距厂房5公里，距坝址13公里。
勘探面积左岸为500×
150米，右岸为400×
100米，大部分试坑无效层为零，少数试坑无效层厚0.4~1.6米，有效厚度水上2.5米，计算勘探储量28万立方米。
砾石成分以火成岩为主。
中等蚀园度，岩质坚硬，质量良好。
砂为中粗砂为主，成份以长石、石英为主，质量指标均满足技术要求。
块石料：
料场分布在坝下游左岸石匠沟口左侧山体处，距坝0.8公里。
山体比高30米，勘探面积1000×
100米，无效层厚6米，有效层厚8米，计算储量80万立方米。
块石为海西期花岗岩，中粗粒结构块状构造，岩石坚硬完整，质量可以满足要求，
砂石料：
料场在小团山子处，位于坝址左岸上游，距坝址2.2公里，勘探面积0.9平方公里，无效层厚0.3米，有效层厚1.2~2.0米，计算储量118万立方米。
理力学指标见表15~16。
土料：
料场位于坝址下游两岸，距坝址约1.5公里。
左岸料场为土壤，右岸料场为砂壤土。
勘探面积为0.6及0.4平方公里，无效层厚0.3米，有效层平均厚度1.8米。
计算储量：
左岸料场108万立方米，右岸料场70万立方米。
土料的物理力学特性见表17~19。
料场名称
颗粒组成百分比（%）
土料
名称
储量
（万立方米）
粒径（毫米）
10~
2
2~
0.5~
0.25
0.25~
0.10
0.10`
0.05
0.05~
0.025
0.025~
0.005
<
小团山
6.2
15.4
51.6
24.3
0.8
0.3
1.1
中砂
118
下游左岸
7.9
20.9
28.7
31.2
10.8
壤土
108
下游右岸
3.8
5.0
26.6
23.8
11.6
7.8
5.9
15
砂壤
70
表15土料颗粒分析试验成果
表16砂料物理力学性质指标
比重
天然含水量（%）
最大孔隙比e
最小孔隙比e
相对密度D
渗透系数K（米/秒）
内摩擦角Φ（度）
凝聚力C（千卡/米
水上
水下
2.66
12.4
0.98
0.57
0.7
5×
32
29
表17土料物理化学性质指标
液限WL（%）
塑性WP（%）
塑性指标IP
天然含水量W（%）
有机质含量（%）
水溶盐含量（%）
PH值
2.70
29.2
17.5
11.7
16~20
0.85
0.07
5.2
砂土
2.67
22.8
15.2
7.6
15~18
0.96
0.12
4.7
表18土料击实实验成果表
击数
数据
项目
土名
20
40
含水量（%）
17.0
18.9
21.2
22..8
23.9
16.1
18.0
19.2
22.9
干容重（KN/m3）
15.8
15.9
15.7
16.2
16.5
16.4
砂壤土
15.6
17.3
19.4
20.09
21.9
14.7
21.0
16.0
16.8
17.1
16.7
表19土料渗透压缩及剪切强度试验成果表
干容重（KN/m
渗透系数（cm/s）
4×
3×
2×
压缩系数（m
/KN）
2.5×
1.4×
1×
内摩擦角（°
22.6
24.0
26.3
凝聚力（KN/m
8.0
11.8
6.8
注：
剪切强度指标系饱和固结不排水试验的总应力强度指标。
施工需用的各职常规机械和劳动力均能满足要求。
一、水电规划
1.用电规划
（1）设计水平年
选电站第一台机组投入运行后5～10年，并考虑与国民经济发展计划相适应的年份，若基准年为93年，则设计水平年可选2003年。
（2）推算电力负荷
电网供电量按下式推算：
E=（1+a）tEo=2.405×
1010
式中：
a――年用电增长率，按6.8％+0.1％选取。
Eo―――基准年供电量
T――从基准年到设计水平年的年数
电网综合最大发电量：
Em＝E（1+b）=2.696×
1010b―――线损和厂用电率，12％
电网综合最高负荷：
Nm＝Em/h=4.49×
106h―――最大负荷年利用小时数，6000h
（3）绘典型日负荷曲线和电能累计曲线
2、绘各种水位流量和水库特性曲线
2.水电规划
1.选定水电站设计保证率
根据本电站占系统容量比并参照《水利水电工程水利动能设计规范》选定，初估本电站容量为4.49万kw。
占电网总容量超过百分之四十，查表选取设计保证率为98%。
2.正常高水位
（1）正常高水位方案拟定
由资料知，下限由满足最低兴利要求得341.0m，地形条件坝顶上限345.00m，考虑超高拟定出正常高水位上限范围为342.5～343.0m。
选取343.0m。
3.死水位
根据最优消落深度确定，同时考虑进口布置和淤沙高程，水库50年一遇来沙计算所得淤沙高程为318.00m。
下限318.00m。
根据《水利水电工程水利动能设计规范》选取水库消落深度40百分，确定死水位330.4m。
4.保证出力和保证电能
引水系统水头损失初估为0.0487m。
水电站厂房地面高程为169米，水电站最高蓄水位为343米，死水位为330.4m。
则水电站的平均水头为167.7m水电站的出力
N=
N=17.17万kW
5.装机容量的确定
按供水期电能最大法确定最大工作容量，负荷备用按系统负荷备用的30％取，事故备用按系统事故备用的30％取，不设检修备用。
则可确定水电站的装机容量可定为18万kW
6.多年平均发电量
多年平均发电量年发电小时数为六千
二．洪水调节
1.确定防洪标准
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》确定主要建筑物的等级为中型。
下游防护对象的防洪标准，由于库区内耕地很少，也没有主要工业，所以可按5％设计，河道的安全泄量取400m3/s。
2.汛限水位
该电站以发电为主、防洪为辅，因此汛限水位与正常高水位相同为343.0m。
3.调洪基本原则
⑴洪水标准不超过5％选取1％，控制泄量不大于400m3/s。
，以此确定防洪高水位；
溢流坝堰型取实用堰，分三段，宽度12米高度为6米
设计洪水值取p为1％推算出得坝址处设计洪水流量为1390m3/s
由实用堰堰流公式可得出
H=
参考文献
1.工程水文学（华北水利出版社）
2.水利水能规划（中国水利水电出版社）
3.水利水电规划、设计与施工（科学技术文献出版社）
4.水力学（第2版）（清华大学出版社）
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