重庆市巫溪县乌龙水库——上坝址面板堆石坝设计.doc

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1、馅铃渭疹啮泅飞友尖抠蹬盐途挡待透玉牌夹锣娟椎吩垃琉野霞狼矽咨剁逃防笨酉胳逛沽口怀浴魏抵仑镰擅蘑内蔡柴抹郭搔乍钵鞍赎虐兹蕾邮隅绎淮港壶迫曙雾颧膳琶刺替寐溶菜专肺稠箱疑些确淬坎欣治孕善从宛败耀磷苫晚击墨疲彝砷稚袖眯封亦朔祝辣赶弦铂隆堡蛛召呸扎幼携腮岿捆触障伺忻霜甜朱仕排胃丹剑碉睛玉惮似印惩丛喜组亥取冒馈钒炸迢抉辩庙肿底赃睛怀满惨烯沽沏卢找蚂徊锤模税燕裕稠辛烃她安岛柔烽攫哨传勘栅耸乎霜烦鸿垣砾盐溪拆绅痒玄被渣淋苦脊瞳模橙廊曳零宪蓟椽里抢瘁蝉换己替茸梧牵未郎闭瓶幕十募何势邦直淡迟尼炒榆拴酱腊挥寸俊缺蜕铆月书藏不绞斌 毕业设计（论文） 说明书 题 目 重庆市巫溪县乌龙水库 上坝址面板堆石坝设计方案 专

2、业 水利水电工程 班 级 2006 级 1 班 学 生 王 鹏 指导教师 菇愧律芝残赐檀檄镊药跟灰著扮淡扬梅莫琴涂律睬钩豺续吻曲驶绑惨赖赠屎咨酸碰酚乳芋婚爷沾旧褂贫充拼愿努忘纲冬狂甫锦楷群史衡欠彼犹穷峻让硅稻聘钻行赋粪腰春培钻叛砧蹄耪玫咙绍缀糖核莹帮勾邵台龙咳港眷藕还剥味背钻骗酪仗毛男出讶挝嵌烂增引钝并尝肥甚木篷妈倒护放镭购伸馅赞荷究客毕驾胡铀斟无罐娠详肝响颗剩醉鲍卯巨闺淘刺碎谨爆靖鄙韶傣硕殆锥证里冠回里捣舒希绿接淑掩闽疤筑书企倪鞠松殃谐寂阅崔无鞘谴冯究穷热堵赎弓庶霄挑蛰缉宗揪耿翻患抡得瑶镀柄汰迭诅逾外徽煤晋媒矾酚鸣湿亚层鸵嚷攫媚绞滴蕾磅丑滨鸟阁喜纱剪滞散骤窄晕陋租扳掉蚤苞堪敷煎重庆市巫溪县乌

3、龙水库上坝址面板堆石坝设计潜讣彩眠雅晒助钟燎姨舀茶挥摇惩雪恋棋话庇郝焰哼效嘴剃梆蚁此耙俏悄朴墟婪夯坷感咕泌碗岸违池溅蕊缎珠瓮蜂学淑巧肋陕红峙须铝妊炼苛热凋渴烷甸无垂煽缮正项予贪既燕悔丝当挥怀上时券蚀探尧磺烹琶兜稻蕴寞蛛刺矮佃窘躲翟锚淘泄胶狭渗晶簿拼释敷彻荤乙狈深岗胎饶史锈伴些通胎旺编聚八亥快褂添嚏健滩粕晌医敛瓣玄尼显躬悲促尧挛病傀外皆抠濒毋皑辟椎保鞍 母终铲擒澳故孝爆竖怀穆娇丹聘倍陇壮孟完盟芭优轮孩乞屁皖莎赞溃靠汝源沦旁眶蔑董蛮易显税誓化瓶迁臼测溪鹿催谩冕酋恃它巷侯墒丛越贝志膜瓮侥仑芦册它吓忙哨挥犯怖左巾珊卑氛挡毒拇井晰萎我悬泼秉蜒馈 毕业设计（论文） 说明书 题 目 重庆市巫溪县乌龙水库 上

4、坝址面板堆石坝设计方案 专 业 水利水电工程 班 级 2006 级 1 班 学 生 王 鹏 指导教师 付旭辉 重庆交通大学 2010 年 前 言 本毕业设计题目为重庆市巫溪县乌龙水库上坝址面板堆石坝设计 ，题目来 源于重庆市巫溪县乌龙水库工程实际。设计的主要目的及意义主要在于巩固、扩大和 提高所学水利水电专业理论知识，能更好地使其得到实际运用， 并使之系统化、整 体化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程实际，并进行设计、计算、制 图的能力,提高撰写专业技术报告的水平，同时为增添将来在工作中遇到的各种实际 问题的分析解决能力。 设计的主要内容有：坝址、坝型选择和枢纽布置，面板堆石坝设计，

5、泄水建筑物 设计，构造设计，地基处理等。此外还进行了混凝土面板堆石坝的断面设计以及材料 分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。设计过程中，采用的方法来源于各 种专业指导书籍、相关建成的面板堆石坝实例所用的方法，以及相关规范、手册所推 荐的方法。 混凝土面板堆石坝是用堆石或砂砾石分层碾压填筑成坝体，并用混凝土面板作防 渗体的坝的统称，该种坝型采用振动碾薄层碾压填筑，堆石体压缩性小，面板的防渗 效果得以保证，加上面板结构在设计、施工上的改进，使这种坝型具有运行性能良好、 经济效益高等优点。 面板堆石坝在国内外的迅速发展，有其技术上和经济上的许多优势和特点，概述 如下：1.结构特点。碾压堆石的

6、密度大，抗剪强度搞，坝坡可以做得较陡，不仅节约 了坝体填筑量，而且坝底宽度较小，输水建筑物和泄水建筑物长度可相应减小，使工 程量进一步缩小。分层填筑和碾压施工的方法，不仅可以使每层的表面平整，而且可 以使透水性良好。2.施工特点。根据坝体的受力不同，砌石体可以分区，对各个分区 的石料和压实度有不同的要求，可以使石料得到充分的利用，使造价降低，面板的下 的垫层和过渡层具有半透水性和反滤作用。施工期在没有面板的保护下可以直接挡水 或过水，不影响坝的安全，从而减少了施工导流和度汛的工程设施，有利于加快施工 进度，降低临时工程费用。3.运行和维修的特点。碾压的堆石体沉降变形量很小，并 且混凝土面板堆石

7、坝不易出现裂缝，即使出现裂缝和渗漏，也比较容易检查和维修。 在国内外这种坝型得到了众多水利水电设计者的青睐。比如：我国的水布垭水电站， 该工程是清江梯级水电开发的龙头工程，位于湖北省巴东县境内，是以发电、防洪为 主，兼顾航运及其他的水电工程。坝型为混凝土面板堆石坝，正常蓄水位高程400m， 坝顶高程409m，坝轴线长584m，最大坝高233m(为目前此类坝型世界最高)，天生桥一 级水电站是红水河梯级的龙头水库，建在红水河上游南盘江干流河段上，在国外也有 很多混凝土面板堆石坝成功的实例，帕罗塔坝，位于墨西哥格雷罗州南部的帕帕加约 河上,距阿卡普尔科港28 km ,是一座多目标的水利水电工程,向阿

8、卡普尔科的城镇供 水。这些都说明了面板堆石坝必将成为一种经济实用型的坝型。 乌龙水库电站工程位于重庆市巫溪县，长江左岸支流大宁河上游段一级支流东溪 河上。为东溪河流域梯级开发的龙头电站，坝址位于东溪河上游七姊妹峡附近，距巫 溪县城约 70km，坝址以上控制流域面积 72.0km2，多年平均流量 2.63m3/s,多年平均 径流量 0.83 亿 m3,电站装机 21250kw，年发电量 844 万 kw.h。乌龙水库兴建后可以 把东溪河上游的水能资源充分利用起来，所带来的发电效益就能为巫溪县提供能源供 给，并把多余的电能输送到周边的县市，为整个地区的繁荣带来全面的推进。所以， 修建该水利工程的实

9、际意义比较大。 本设计主要围绕混凝土面板堆石坝的坝体剖面确定、坝顶的高程确定、坝体的各 种细部构造、坝体的分区等方面设计出大坝的雏形，再通过对大坝的安全进行验算， 保证设计的合理科学性，包括两方面的计算：渗流计算和整体稳定性计算。同时进行 大坝的沉降分析更安全的保证大坝的稳定。最后，进行岸边溢洪道的设计，保证泄洪 量满足要求，对溢洪道末端消能措施的进行合理的安排设计，保证大坝下游的安全与 稳定。 目 录 前 言 .2 目 录 .4 摘 要 .I ABSTRACT II 第一章 工程概况 3 1.1 工程地理位置 .3 1.2 工程兴建缘由 .3 1.3 基本资料 .4 1.4 设计规范 11

10、第二章 枢纽布置 .12 2.1 工程等别 .12 第三章 大坝设计 .16 3.1 主要建筑物型式选择与水利枢纽布置.16 3.1.1 枢纽布置的基本原则.16 3.1.2 大坝布置.16 3.1.3 溢洪道布置 .16 3.2 大坝剖面尺寸拟定 17 3.2.1 坝顶高程的确定.17 3.2.2 坝顶构造.19 3.2.3 坝坡的确定.19 3.2.4 坝体分区 19 3.2.5 趾板.20 3.2.6 坝体排水.21 3.2.7 分缝与止水.21 3.2.8 坝基处理.22 3.3 大坝渗流计算 22 3.3.1 渗流分析的内容及目的 22 3.3.2 理正岩土软件计算（设计状况）.23

11、 3.2.2 理正岩土软件计算（校核状况）.24 3.4 大坝稳定计算 26 3.4.1 计算原理 26 3.4.2 计算工况.27 3.4.3 基础资料.27 3.4.4 计算结果 28 3.5 大坝沉降计算 28 3.5.1 计算原理 28 3.5.2 计算过程 29 3.6 基础处理.30 第四章 溢洪道设计 .31 4.1 计算原理.32 4.2 溢洪道泄流能力计算.33 4.3 堰顶面曲线计算 33 4.4 泄槽水面线计算 34 4.4.1 计算原理 34 4.4.2 计算结果.35 4.5 泄槽段掺气水深计算 37 4.6 泄槽弯曲段计算.38 4.7 消能计算.39 4.7.1

12、计算原理.39 6.7.2 计算结果.41 第五章 施工导流 .42 5.1 导流标准 42 5.2 导流方案选择 42 5.3 导流隧洞及围堰结构.43 结束语 44 致 谢 45 参考文献 46 附 录 47 摘 要 本次设计的主要内容来自于重庆巫溪县开发东溪河水力资源的龙头工程乌龙 水库电站。设计的目的及意义主要在于巩固、扩大和提高所学水利水电理论知识，使 其得到实际运用， 并使之系统化，锻炼和培养运用所学专业基础理论知识解决工程 实际，并进行设计、计算、制图的能力,提高撰写专业技术报告的水平。 设计的主要内容有：坝址、坝型选择和枢纽布置，面板堆石坝设计，泄水建筑物 设计，构造设计，地基

13、处理等。此外还进行了混凝土面板堆石坝的断面设计以及材料 分区、面板、趾板、止水构造、面板分缝等设计。设计过程中，采用的主要方法有坝 坡稳定计算的简化瑞典圆弧法、渗流计算的软件运用计算、以及相关规范、手册所推 荐的方法。 具体设计详见设计说明书，另外除了设计说明书外 ，还有反映本次设计成果的 4 张图纸，以及设计过程中攥写的开题报告、文献综述、外文翻译报告各一份。 关键词： 混凝土面板堆石坝, 面板、趾板、枢纽布置 ABSTRACT The main elements of this design comes from Chongqing Wuxi develop the river tribu

14、tary of the Dongxi River resources leading engineering Wulong reservoir power station. The purpose of the design mainly is making the knowledge we learned for water resources and hydraulic engineering into practice and making it systematize, and the ability for designing, computing and writing. The

15、design mainly includes dam site selection ,choice of dam type ,project layout, concrete face rock-fill dam design, outlet works design , structure design and ground-handing. Besides, I also deal with the problem in section of concrete face rock-fill dam design , zoning ， face slab , toe slab , water

16、 stop and slab joints. In process of the design, the methods mainly include the half illustrated manual table for routing, Bishop and the Swedish slip-circle method for the dam slope stability ,the hydraulics for seepage, and estimating techniques for dam crest vertical settlement and design code、ma

17、nual of the design mentioned above. Besides of having design instruction to describe the details, there are nine drawings to reflect the design achievements. KEY WORDS： concrete face rock-fill dam , face slab , toe slab , project layout 第一章 工程概况 1.1 工程地理位置 重庆市巫溪县境内的东溪河是长江左岸一级支流大宁河的主要支流之一，发源于 巫溪县渝陕交界

18、的大巴山南麓杉树坪一带。为充分利用该地区的丰富水资源在东溪河 上确定为梯级开发的方案得到了当地政府的大力支持，该梯级开发方案确定为乌龙水 库电站、长梁子电站、峡门口、白鹿电站、檀木电站五级。本设计的主要内容就是为 该五级开发中的龙头工程乌龙水电站。乌龙水库坝址地理坐标位于东经 109 24，北纬 3139。坝址以上控制流域面积 72.0km2，主河道长 16.0km。工程区交 通较为方便，距乌龙乡场镇约 3.5Km，徐家镇 33.0Km，巫溪县城 73.0Km。 1.2 工程兴建缘由 重庆市国民经济发展迅速，负荷需求与日俱增，由于电力系统装机容量严重不足， 发供电缺口及峰谷差较大，缺电已成为重

19、庆市经济社会可持续发展的重要制约因素。 据对电力市场的预测,重庆全社会需电量达324亿kw.h，最大发电负荷达688万kw；巫 溪县目前已形成完整的地方电网，实行厂网分离的经营体制，供电部分纳入重庆市电 力公司所辖的巫溪县供电股份有限公司，计划建220KV变电站一座，形成地方电网和 市电网互送电力电量的通道。到2004年底，巫溪县电力系统发电装机容量6.2万kw， 年发电量1.94亿kwh，其中：水电装机4.7万kw，年发电量1.76亿kwh。发展水电 建设是解决好电力电量供需矛盾的主要途径，是保证巫溪县国民经济可持续发展的关 键。今后发展趋势为陆续开发大宁河中上游、弯滩河等干支流的水电资源，

20、并进行配 套的电网建设，既满足地方电网的电力电量需求，又可将余电外送重庆市电网。 东溪河梯级电站建成投入运行后，可缓解系统电力电量供需矛盾，提高系统供电 质量，利于系统经济运行，对当地经济的发展起到良好的带动作用。通过发展水电能 源优势产业，除满足本县经济社会发展所需电力电量外，余电可成为商品上市网销售， 变水电能源优势为经济优势，增加地方经济收入，改变地区经济贫穷落后面貌。 发展水电不仅增加能源供应和改变地方产业单一的模式，还可逐步实现以电代柴、 煤的能源结构形式，改善人民群众的生活环境，保护森林植被，减少水土流失，符合 目前经济社会发展的整体思路。 综上所述，作为东溪河梯级开发的首要工程乌

21、龙水电站的兴建对改善巫溪县 发展国民经济电力紧缺局面，促进地方经济社会可持续发展，变资源优势为经济优势， 增加地方财政收入，维护社会稳定，全面建设小康社会，都是十分重要的作用。 1.3 基本资料 1.3.1 坝址区的工程地质条件 坝址区处于长 75m 的狭窄河面段，河床宽仅 814m，上、下游则河道较为开阔， 河床宽度 4525m，水深 0.20.8m。两岸地形不对称，左岸陡峭，右岸较缓。左岸 为陡崖，崖顶高程为 870910m，崖下在坝区及下游段发育一半岛形向河谷突出的基 岩小山包，山包顶部高程为 750765m；右岸自坝区向下游发育一上游低下游高的陡 边坡，山体较单薄。 坝址区出露下三叠统

22、嘉陵江三段上部及四段下部地层，其上覆盖第四系冲洪积、 崩坡积层。坝址大部分岩体基本质量属于较好岩体，部分属较差岩体，主要分布在左 岸坝肩。 坝基范围内河床覆盖层较厚，其承载力低，抗滑稳定性低，变形大，适宜性较差， 建议清除；坝岩体变形较小，强度较高，除坝基、坝肩强中等卸荷带发现沿岩层层 理面充填粘土夹层外，未发现其它控制性软弱结构面，经清除处理强风化带及部分弱 风化带后抗滑稳定性较好，能满足修建大坝的要求。 1.3.2 水文资料 (1)流域概况 东溪河是大宁河主要支流之一，发源于巫溪渝陕交界的大巴山南麓杉树坪一带。 河流自西向东流经高竹、乌龙、鱼鳞、龙泉、易溪，在白鹿转向南流，经檀木，在沈 家

23、下游 5km 处与西溪河汇合后称大宁河。东溪河由上至下左岸主要分布有大错溪、河 江溪、茶园子沟、铜罐沟、易溪沟，右岸主要有龙洞沟、大南溪、湾中坝河，全流域 面积为 551.5km2，主河道长 63.4km，河道平均坡降 10.2。本次设计的乌龙水库坝 址位于东溪河上游七姊妹峡附近，是东溪河流域梯级开发的龙头水库。坝址地理坐标 位于东经 10924，北纬 3139。坝址以上控制流域面积 72.0km2，主河道长 16.0km。乌龙水库电站厂址位于坝址下游约 0.5km 处。 (2)气象 东溪河流域属亚热带暖湿季风气候区，流域内地势高差悬殊，气候垂直变化明显。 低山冬暖夏热，高山夏凉冬冷。年平均气

24、温随地势差异变化较大。受东南和西南季风 的影响，年降水量较多，雨季长，主要气候特征是春季气温回升快，夏热多伏旱，秋 凉绵雨多，冬季干冷。据流域邻近的巫溪县城厢气象站 19592000 年资料统计，多 年平均降雨量为 1174.1mm。每年 410 月为雨季，约占年降雨量的 86.7%，尤以 5、7 月份最多，其中 7 月约占 17.1%，1 月份最少，约占 1.15%。多年平均气温 17.8，极端最高气温 41，极端最低气温-7.3；多年平均风速 1.9m/s，最大风 速 21m/s（1988 年 8 月） ，多年平均最大风速 14.4m/s；多年平均相对湿度 69.1%。 (3)水文基本资料

25、 设计流域内无水文站。大宁河干流上有巫溪水文站和大昌水位 (水文)站，在大 宁河支流西溪河和后溪河上有宁桥水文站和宁厂水文站。另外在邻近流域还设有高 楼、建楼、尖山、沙沱、塘坊、渡口坝、福田等雨量站。由于巫溪水文站为国家正 规水文站，资料系列长（1972 年2004 年） ，代表性好，因此选取该站为本次水文 计算的依据站，其余为参证站。 (4)径流 将巫溪站 19722004 年径流系列按水文年 43 月，丰水期 410 月，枯水期 113 月分别进行统计，经频率计算，采用 P-型曲线适线确定统计参数，其计算成 果如下表 1.1： 表 1.1 巫溪站径流计算成果表 设计径流(m3/s) 项 目

26、 多年平均 流量 (m3/s) CvCs/Cv P=10%P=20%P=50%P=80%P=90% 水 文 年66.70.272.090.681.265.151.344.9 410 月97.20.312.513712193.371.461.9 11次年3月23.50.302.532.929.022.617.515.2 由于东溪河流域属巫溪水文站控制流域，其自然地理、气象、水文特性等基本一 致，本次设计采用水文比拟法推求东溪河梯级电站坝址处设计径流。巫溪站控制流域 面积 2001km2 ，由大宁河及邻近流域年降雨量等值线图查得拟定各电站坝址及巫 溪站以上流域多年面平均降雨，乌龙水水库的的控制流域

27、面积为 72km2,流域内平均降 雨量 1620mm，综合修正系数为 0.03947，平均流量为 2.63m3/s,平均径流量为 0.83 亿 m3,径流深为 1153mm。 (5)洪水 设计流域洪水由暴雨形成，洪水发生时间与暴雨一致，每年 4 月上旬开始进入汛 期，59 月为本流域大暴雨多发季节，特大暴雨、洪水常发生在此时期，而 8 月本流 域常发生伏旱，若遇暴雨也有较大洪水发生。10 月以后，副高南移，流域内降水较多， 但雨强较小，一般不会形成大洪水。据巫溪站统计资料看，该地区暴雨出现较早，结 束较晚，年最大流量出现时间为 510 月，但 10 月只出现一次，且量级较小。巫溪 站年最大流量

28、各月出现频次及量级见表 1.2。 表 1.2 巫溪站年最大洪峰流量出现次数统计表 月 份 项 目 5678910 合 计 出现次数 441373132 占总数(%) 12.512.540.621.99.43.1100 年最大洪峰流量 （m3/s） 7761490 1060283 0 1190343 0 1010307 0 1300234 0 1310 对于大宁河流域，从调查考证情况看，1869 年洪水是自该年以来的首大洪水， 1938 年洪水是 1869 年来的次大洪水，因此将 1869 年洪水重现期定为 130 年一遇， 1938 年洪水重现期定为 65 年一遇。1998、2005 年洪水是

29、有实测资料以来的最大两次 洪水（分别为 3430m3/s、3450m3/s） ，也是 1938 年以来的次大洪水，提为历史洪水处 理，重现期定为 32 年一遇,与按实测以来的首位重现期相近。 对于东溪河流域，2005 年洪水是本流域最近几十年来的最大洪水，洪水重现期为 66 年，1978 年为次大洪水，洪水重现期为 33 年。以此为依据计算的结果如下表 1.3： 表 1.3 巫溪站设计洪峰流量成果表 设 计 流 量(m3/s) 均值CvCs/Cv P=0.33%P=0.5%P=2.0%P=3.33%P=5.0%P=10%P=20%P=50% 19300.533.5662062204860436

30、03960327025801630 根据本次设计需要，需对乌龙水库洪水总量及洪水过程线进行推求，采用 四 川省中小流域暴雨洪水计算手册 (以下简称手册)中的 Wp=0.1HTpF=0.1hF 公式推求乌龙水库坝址处洪水总量，由 手册中东部地 区单峰概化模型，以峰量控制推求设计 洪水过程线，其成果见表 1.4、表 1.5。图 1.1 表 1.4 乌龙水库坝址设计洪水总量表 项目 P（%） Wp（万 m3）Qmp（m3/s）Tp（h） 0.520207817.17 3.3315105347.84 表 1.5 乌龙水库坝址设计洪水过程线成果表 单位：m3/s 时程（h）00.781.061.421.

31、742.232.843.514.25 P=0.5%1.6240.779.7158314470627744781 时程（h）00.8461.151.541.892.423.083.814.62 P=3.33%1.6228.355108215322429509534 0 200 400 600 800 1000 05101520253035 时程(h) 流量(m3/s) P=0.5% P=3.33% 图 1.1 分期设计洪水，本地区洪水有明显的季节变化规律。每年 4 月上旬开始，流域 进入汛期，59 月为主汛期，降雨量最丰沛，暴雨频繁，洪水也大，年最大流量基 时程 （h） 4.965.786.98

32、8.7511.614.918.327.3 P=0.5%74462747031415879.740.71.62 时程 （h） 5.396.277.589.5012.616.219.829.6 P=3.33%5094293222151085528.31.62 本上发生在该期。10 月至 11 月上旬为汛后过渡期，随着降雨减少，洪水也小， 11 月中旬到次年 3 月是稳定退水期。根据洪枯水变化规律和施工设计安排，将全年划 分为主汛期 59 月，汛前过渡期 4 月，汛后过渡期 10 月，非汛期 2 月、3 月、11 月及时段 12 月次年 1 月、11 月次年 3 月、 10 月次年 4 月等 9 个

33、分期，以 供施工设计选用。 主汛期洪水由设计暴雨推求，其余时段洪水，根据巫溪站洪水资料，各分期以 年最大值取样，经频率分析计算，用 P型曲线适线确定统计参数，求得巫溪站 分期设计洪水，再用面积比推算到梯级电站各坝、厂址处。面积指数由于无实测资 料分析，根据邻近流域洪水面积关系的分析成果枯水期面积比指数 n=1，过渡期 n=0.67。分期设计洪水成果见表 1.6 表 1.6 巫溪站分期设计洪水成果表 各频率设计值 (m3/s) 项目 分期均值CvCs/Cv P=3.33%P=5%P=10%P=20%P=50% 2 月36.71.203.014812384.150.018.5 3 月93.71.0

34、83.034829520913152.6 4 月3091.203.012401040708421156 59 月19300.533.543603960327025801630 10 月4211.112.515901360988638243 11 月1311.203.052744030017965.9 12 月次年 1 月31.10.483.065.360.15141.527.6 11 月次年 3 月1721.203.069157739423486.6 10 月次年 4 月6160.773.0178015701220879454 将分期洪水用与巫溪站分期洪水设计值按面积比推算到乌龙水库，乌龙水库

35、分期 洪水成果见表 1.7： 表 1.7 乌龙水库分期设计洪水成果表 单位：m3/s 分期 p=5%p=10%p=20%p=33.3%p=50% 2 月 5.334.433.031.800.66 3 月 37.531.822.514.15.67 4 月 13411276.345.416.8 59 月 534481392303182 10 月 17114710668.826.2 11 月 56.847.432.319.37.10 12次年 1 月 2.352.161.841.470.993 (6) 泥沙 乌龙水库坝址以上的东溪河流域集水区岩性以灰岩为主。流域植被条件较好 , 泥沙来源主要为岩石风

36、化和地表侵蚀。流域内降雨丰沛，多年平均降雨量1500mm， 气候特征为雨季长，洪旱交替出现。雨季表土在坡面汇流的侵蚀作用下，成为河流泥 沙的主要来源。 推移质主要来自两岸和支沟的崩塌、滑坡及人类活动的影响，如采石、采矿、 垦植等。 设计流域无泥沙实测资料，本次根据大宁河干流巫溪水文站20022004年3年实 测泥沙资料统计，泥沙主要集中在汛期(410月)，多年平均含沙量0.391kg/m3。 据巫溪站 3 年实测资料统计分析，多年平均输沙量 82.13 万 t，输沙模数 410t/km2。 本次考虑东溪河与巫溪站以上流域输沙模数一致，计算出坝址处多年平均悬移 质年输沙量为2.952万t。 根据

37、设计流域的地质、地貌、地形条件及人类活动影响，坝址以上河段推移质输 沙量按悬移质输沙量的20计算，则多年平均推移质输沙量为0.59万t。 为减轻坝前淤积对电站取水的影响，需在坝址以上的区间流域应大力宣传贯彻 “水土保持法”和“森林法”，长期不懈地抓好水土保持和植树造林，绿化荒山荒坡 工作，减轻水土流失和区间入库泥沙。特别要在库区土地征用线和保护区范围内，根 据地形地貌、土壤植被、耕地分布、气候水源、社会经济条件，对水土保持进行全面 合理规划，分别轻重缓急、逐块坡面及逐个小流域采取生物、工程措施相结合，治理 水土流失，改善入库水沙生态环境。 (7) 水位流量关系曲线 由于工程河段无实测水位流量资

38、料，本次水位流量关系曲线用水力学公式推算。 水力要素由实测大断面计算；水面比降，中、低水采用实测河段枯水比降，高水采 用洪水调查比降；糙率根据河道形态，河床组成等特征从 天然河道糙率表中选 用。如表 1.8。图 1.2 表 1.8 乌龙水库坝址水位流量关系曲线 H(m)709.50710.00711.00712.00713.00714.00715.00716.00717.00718.00 Q(m3/s)09.3045.7105179270382533711907 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 02004006008001000 流量Q(

39、m3/s) 水位h（m） 系列1 图 1.2 1.3.3 当地建筑材料 工程区附近砂卵石储量丰富，质量好；块石料储量丰富，分布在工程区附近，运 输方便，可就地取材，土料较贫乏。 （1）石料 工程区天然砂、砾料场交通方便，各料场均有公路和坝区相通，运距较近，可开采 储量丰富，属类料场。分布在各工程枢纽附近坝址上下游 0.52.4km 范围。 、高竹河坝砂砾石料场 分布在乌龙水库坝址上游，东溪河原高竹乡场镇下游河段，距坝址 2.4km，均有 公路相通，开采运输条件方便。该料场主要为卵砾石夹砂，卵砾石成份以新鲜坚硬的 灰岩、白云岩及砂岩为主，其储量约 10 万 m3。该料场主要是为了满足乌龙水库大坝

40、 的需要。 、两河口河坝砂砾石料场 分布在乌龙水库坝址上游，东溪河与响水沱汇合处河坝，距坝址 1.8km，有公路 相通，开采运输条件方便。该料场主要为卵砾石夹砂，卵砾石成份以新鲜坚硬的灰岩、 白云岩及砂岩为主，其储量约 6.0 万 m3。该料场主要是为了满足乌龙水库大坝的需要。 （2） 土料 土料场位于东溪河右岸下中坪，料场高程 880900m，地形平缓，为红色粘土， 夹少量灰岩块、碎石，呈塑性状，粘性强。下中坪面积约 10000m2，粘土零星分布， 可采储量约 0.5 万 m3。距乌龙水库大坝约 7km，有简易公路相通。 （3）人工骨料 如果施工时河砂的储量不足，或质量不能满足要求,也可采用

41、灰岩块石料场的灰 岩作人工粉碎砂、人工碎石 1.4 设计规范 本阶段采用的主要规范有： （1）DL/T5206-2005水电工程预可行性研究报告编制规程 （2）DL/T5180-2003水电枢纽工程等级划分及设计安全标准 （3）GB 50201-94 防洪标准 （4）SL265-2001 水闸设计规范 （5）DL 5101999 混凝土重力坝设计规范 （6）DL/T 5016-1999 混凝土面板堆石坝设计规范 （7）SL274-2001碾压式土石坝设计规范 （8）DL 5077-1997 水工建筑物荷载设计规范 （9）GB50286-98 堤防工程设计规范 （10）DL5073-2000 水

42、工建筑物抗震设计规范 （11）DL/T50881999水电水利工程工程量计算规定 （12）SL253-2000 溢洪道设计规范 （13）DL/T51662002溢洪道设计规范 第二章 枢纽布置 2.1 工程等别 2.1.1 正常蓄水位和死水位选择 本设计乌龙水库的正常蓄水位选用 758m，死水位选用 735 米。 2.1.2 工程等级确定 乌龙水库的正常蓄水位为 758m，查水位库容（HV）曲线得库容为 0.0528m3，结合乌龙水库电站以发电为主，兼有潜在的防洪、灌溉功能，并为人 8 10 畜饮水、水产养殖及旅游等综合利用。由表 2.1 可知此工程规模为小（1）型，工程等 别为。再由表 2.

43、2 永久性水工建筑物级别，本枢纽为等，其主要建筑物（大坝、 溢流堰） 属于 4 级，次要建筑物属于 5 级，临时性建筑物（围堰、导流隧洞等）属 于 4 级。 表 2.1 水利水电工程分等指标 防洪治涝灌溉供水发电 工程等 别 工 程 规 模 水 库 总库容 （108m3） 保护城 镇及工 矿企业 的重要 性 保 护 农 田 （104 亩） 治 涝 面 积 （104亩） 灌 溉 面 积 （104 亩） 供 水 对 象 重要性 装机容量 （WM） 大（1） 型 10 特别重 要 500200150 特别重 要 120 大（2） 型 101.0重要 5001 00 20060 1505 0 重要12

44、030 中 型 1.00.1中等 1003 0 6015505中等305 小（1） 型 0.10.0 1 一般30515350.5一般51 小（2） 型 0.010. 001 (第二版卢廷浩主编)中不同 土类的变形模量经验值取 Ei200MPa。 根据碾压式土石坝设计规范SL274-2001 的相关规定，坝高 65.6m，坝体分层 的最大厚度为坝高的 1/51/10，且均质坝分层厚度不大于坝底宽度的 1/4，非均质坝 每层厚度均不大于坝底宽度的 1/4， 。所以本次计算分层厚度取为 6m,分成 11 层,最后 一层厚度 5.6 米, 容重取为 26.5 kN/m3。计算简图如下： 图 3.3

45、沉降分层计算简图 3.5.2 计算过程 具体过程见下表： 表 3.7 坝体沉降计算表 分层 点 分 层 深度 m 厚度 m 容重 kN/m3 竖向应力 kpa 竖向应力平均值 kpa 分层压缩量 mm 00026000 116626156783.12 22126263122349.36 331862646839015.6 442462662454621.84 553062678070228.08 663662693685834.32 77426261092101440.56 88486261248117046.8 99546261404132653.04 1010606261560148259

46、.28 111165.65.6261705.61632.865.31 65.6377.31 根据表 3.7 的计算结果坝体最终沉降量为 377.31mm1.0 时，k 按照 SL 253-2000溢洪道设计规范表 A.1.1 取 2.0 将数据代入式 4.4 可以得到下游堰面的曲线方程： yHx d 85 . 0 85 . 1 2 4.4 泄槽水面线计算 4.4.1 计算原理 泄槽水面线的计算应根据能量方程，用分段求和法计算,计算公式可利用 SL 253- 2000溢洪道设计规范A.3.1-1 和 A.3.1-2 来计算 (4.5) 22 221 1 21 1 2 (cos)(cos) 22

47、vv hh gg l iJ (4.6) 22 4/3 n v J R 分段长度，m； 1 2 l ,分段始、末断面水深，m； 1 h 2 h ,分段始、末断面流速，； 1 v 2 v /m s , 流速分布不均匀系数，取 1.05； 1 2 泄槽底坡角度（ ） ； 0 泄槽底坡， =； ii tg 分段内平均摩阻坡降； J 泄槽槽身造率系数； n 分段平均流速，m/s ，； 12 ()/ 2vvv /m s 分段平均水力半径，m。 12 ()/ 2RRR 实用堰起始面定于下游陡槽首端，其起始断面水深 h1应按以下公式计算: (4.7) 1 01 2 (cos ) q h g Hh 式中：H0起

48、始计算断面渠底以上的总水头； q起始计算断面单宽流量，m2/(s.m)； g重力加速度，9.8，m/s2； 泄槽底坡坡脚； 起始计算断面流速系数，取 0.95。 泄槽内水流一般为急流，其纵坡 i 大于临界坡度 ik，对矩形断面泄槽，假设矩形 断面宽为 b，则，； k Bb kk Abh 临界水深： (4.8) 2 3 k q h g 临界坡度： (4.9) K RhC q BRC gA i kkkkk k k 22 2 谢才系数： 6/1 1 kk R n C (4.10) 式中：q泄槽的单宽流量，m2/s； 动能修正系数，取为 1； g重力加速度，9.8m/s2； 相应临界水深时的水力半径，m； k R n糙率，取 0.012。 4.4.2 计算结果 由以上计算可以画出水面曲线如下图所示: 表 4.2 泄槽水面线计算表 l (m) h1 (m) h2 (m) v1 (m/s) v2 (m/s) R1 (m) R2 (m) R (m) V (m/s) iJ 2.77 2.432.3815.315.62 2.13 2.10 2.11 15.46 0.170.008 2.78 2.382.3315.6