某水电站拦河坝工程设计_毕业设计(编辑修改稿)

某水电站拦河坝工程设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

大坝高 ，坝顶宽。 厂房主要由主副厂房、升压开关站等建筑物组成。 厂房为河床式，厂内装两台单机容量为 20xxkW 的水轮发电机组，总装机 4000kW。 厂房机组间距 ，主机间长 ，宽 ，副厂房布置在主厂房下游 端头。 升压开关站为户外式，布置在厂房下游侧进厂公路旁，面积为 21 10m。 4．挡水及泄水建筑物 大坝布置 枢纽的挡水建筑物，从右岸至左岸依次为右岸重力坝段、进水口段、冲砂坝段、溢流闸坝段和左岸重力坝段。 （ 1）闸顶高程确定 闸坝既是挡水建筑物，又是泄水建筑物，在非汛期挡水，将水位蓄至正常蓄水位 m，与上一级电站尾水相衔接，达到流域规划要求，汛期闸门开启，以满足大坝泄洪要求。 闸门顶高程略高于正常高水位，因此闸门顶高程确定为。 （ 2）左右岸重力坝坝顶高程确定 本工程大坝为 4级建 筑物，按 30年一遇洪水设计， 50 年一遇洪水校核，最大风速 25m/s，多年平均最大风速 18m/s，吹程 20xxm，按《混凝土重力坝设计规范》 DL/T51081999 计算坝顶高程，计算结果如表 22。 经过计算：坝顶高程由校核洪水位加安全超高和风浪爬高控制，计算坝顶高程为 176m，考虑坝顶不设防浪墙，确定坝顶高程为 176m。 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 7 表 22 坝顶高程计算成果表 计算情况 水库静 水位（ m） V （ m/s） D （ m） h1% （ m） hZ （ m） hc （ m） 坝顶 高程（ m） 正常蓄水位 25 20xx 174 校核洪水位 18 20xx 176 （ 3） 溢流坝宽度方案比较 确定溢流宽度的原则是 :在保证渲泄各级流量的前提下，要求枢纽布置合理、运行方便、节省投资。 由于闸门打开时，洪水从溢流堰泄流。 溢流堰为 WES 实用堰型，其泄流计算按泄流能力进行计算，堰顶高程为 ，根据坝址地形、地质及水流条件，按水库正常蓄水位 考虑。 （ 4）消能方式选择 根据本工 程坝高不大，发生校核洪水时，下游水位较高，下游两岸有一定抗冲能力等特点，拟采用消能效果较好、工程量及投资较省的底流消能方式。 （ 5）大坝布置及材料 闸坝段位于河床中央及靠右岸位置，总净宽 30m，闸门高 7m，坝顶高程 176m，溢流堰堰型采用 WES 实用堰型式，堰顶高程 ，闸室后段接半径。 大坝在溢流坝和进水口段之间设有一冲砂孔，孔口尺寸为 2 2m（宽高），底板高程，设检修闸门及工作闸门各一扇，坝顶设有卷扬机式启闭设备。 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 8 第三章 非溢流坝设计计算 1．坝顶高程确定 上游 水 水位的计算 根据堰流公式： 3 / 202SQ mB g H   (3— 1) 式中 Q— 下泄流量， m3 /s； B— 堰顶过水净宽； H0— 包括流速水头在内的堰上总水头； m— 堰的流量系数； σ s— 淹没系数，视淹没程度而定，不淹没时σ s =； ε — 侧收缩系数，根据闸墩厚度和墩头形状确定，取ε =～ ； g— 重力加速度，。 本设计采用 WES 实用堰型式，总净宽为 30m，共为 3 孔，每孔宽度为 10m。 采用 堰流公式计算不同堰上水头的 泄的流量，则 ε、σ s、 m的取值根据《水力学》取得 :a、侧收缩系数ε与边墩 和闸墩的形状系数、闸孔数等有关，查图得相关的数据代入公式求得ε =； b、淹没系数σ s与 hs/HO有关，对 WES 剖面可根据查图σ s=1； c、本设计的堰属于低堰，当 dO HH 时，属正常过水，正常蓄水位情况下的流量系数为。 用列表试算法求下泄流量过程、水库蓄水过程、水库设计洪水位、最大下泄流量 qm。 （水库特性曲线和洪水过程线见附图 1所示。 ） (1)计算并绘制水库的 qv 关系曲线。 将计算列于表（ 31）中，并绘制水库的 qv关系曲线如图 31所示。 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 9 表 31 库容 V 下泄流量 q 05001000150020xx250030000 50 100 150 200 250 300 350 400库容（万m ^ 3 )Q(m^3) 图 31 流量 q与库容 V 曲线 (2)计算并绘制水库的 zv 关系曲线。 将计算列于表（ 32）中，并绘制水库的 zv 关系曲线如图 32 所示。 表 32 库容 V 0 水位 Z 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 库容 V 水位 Z 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 1551601651701751800 50 100 150 200 250 300 350 400库容（万m ^ 3 )水位（m) 图 32 水位 Z与库容 V 关系 曲线 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 10 （ 3）水库调洪计算。 某水库 调洪计算表（试算法， P=％） 时间 t(h) 流量 Q (m179。 /s) 时段 Δ t(h) (Q1+Q2)/2(m179。 /s) (Q1+Q2)/2Δ t (m179。 /s) 时段末出库流量 q (m179。 /s) (q1+q2)/2 (m179。 /s) (q1+q2)/2 Δ t(m179。 /s) Δ V (万 m179。 ) V (万 m179。 /s) Z（ m) 0 0 0 0 0 0 3 03 6 36 7 67 8 78 9 89 10 910 11 1011 12 1112 13 1213 14 1314 268 15 1415 16 17 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 11 某水库调洪计算表（试算法， P=％） 时间 t(h) 流量 Q (m179。 /s) 时段 Δ t(h) (Q1+Q2)/2(m179。 /s) (Q1+Q2)/2Δ t (m179。 /s) 时段末出库流量 q (m179。 /s) (q1+q2)/2 (m179。 /s) (q1+q2)/2 Δ t(m179。 /s) Δ V (万 m179。 ) V (万 m179。 /s) Z（ m) 0 0 0 0 0 3 03 6 36 7 67 8 78 9 89 10 910 11 1011 12 1112 13 1213 14 1314 268 15 1415 16 17 ① 设计洪水 Q= m3/s，查表得设计洪水位 = ② 校核洪水 Q= m3/s，查表得校核 洪水位 = m福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 12 下游水位的计算 根据明渠均匀流的流量公式： RiACQ (3— 2) 式中 A— 过水断面面积， m2； C— 谢才系数， m1/2/s； R— 水力半径， m； i— 坡降，‰。 库区呈长条形河谷，区域内多显圆形山， 山坡坡度一般为 30176。 ～ 40176。 ，本设计的右边坡度采用 40176。 ，左边坡度采用 30 186。 ；本设计的河床采用如附图 A，则边坡 m1=， m2=,，河底宽为 b1=38m；坡降为 ‰； 糙率 n 是根据《水力学》查表得 n=。 计算如下表 3— 3： Z )(m H )(m A )( 2m C (m1/2/s) R )(m i Q )( 3m 0 156 157 158 159 160 161 162 163 1551561571581591601611621631640 500 1000 1500 20xx 2500 3000流量（m ^ 3 )水位（m) 图 33 下游水位与流量关系曲线 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 13 河床底如图 34 所示： 图 34 则： ①设计洪水 Q=；由图得 设计洪水位 = ②校核洪水 Q=1810m3/s； 由图 得 校核洪水位 = 坝顶高程的确定 坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程。 可根据《混凝土重力坝设计规范》，由下式计算坝顶高程，应选择两者中最高者的高程作为选定的坝顶高程。 cz hhhh  %1 （ 33） 式中 h — 防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差， m； %1h — 累积频率为 1%的波高， m zh — 波浪中心线至正常或校核洪水位的高差， m； ch — 安全超高，按《混凝土重力坝设计规范》规定， 按下表 3－ 3采用。 表 3－ 4 安全超高 ch 运用情况 坝的安全级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常蓄水位 (设计洪水位 ) 校核洪水位 设计洪水位时坝顶高程的确定 根据《混凝土重力坝设计规范》规定，采用官厅水库公式计算波浪高度 h 和波浪长度Lm、波浪中心线高出静水位 hz: 福建水利电力职业技术 学院 某 水电站拦河坝工程设计 14 3/1206/1020 %2 )(006 vgDvvgh  (3— 4) 2/12020 )(03 vgDvgL M  (3— 5) 式中 h— 波浪高度， m，当 gD/V0 2=20～ 250 时，为累积频率 5%的波高， 当 gD/v02 =250～ 1000，时，为累积频率 10%的波高，计算浪压力时，规范规定应采用累积频率为 1%的波高，对应于 5%的波高，应乘以 ，对应于 10%的波高，应乘以 ； V0— 计算风速， m/s，设计情况取 50 年一遇风速，校核情况取多年平均最大风速； D— 吹程， m，可取坝前沿水面到水库对岸水面的最大直线距离，当水库水面特别狭长时，以 5倍平均水面宽计算。 mmz LHcthLhh  22%1 (3— 6) 式中 H— 坝前水库 水深， m %1h — 累积频率为 1%的波高， m 坝的安全级别为Ⅲ级，查表 3－ 3得 ,  m。 由于 V0=25 m/s（取 50 年一遇的风速） , D=20xxm，设计洪水位为 ，宜按官厅水库公式计算： ① 3/1206/1020 %2 )(006 vgDvvgh  )()(0 0 6 2 203/1206/1%2 gvvgDVoh  )()25 2 0 0 (250 0 6 2 23/126/1  = 220vgD ,。