桃林口水利樞紐混凝土重力壩設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(交稿6)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  1.基本資料</b></p><p>  1.1樞紐概況及工程目的</p><p>  桃林口水庫位于河北省青龍縣與盧龍縣交界處,控制流域面積5060平方公里,占流域面積的80%。青龍河是灤河較大的支流之一,水量充沛,但年內(nèi)及年際的水量分配極不均勻,必須興建大型控制型工程進行調(diào)節(jié),豐富的水資源方可得到充分地利用。</p>&

2、lt;p>  水庫的主要任務(wù)是調(diào)節(jié)水量,供秦皇島市和港口碼頭、鋼鐵基地及灤河下游地區(qū)農(nóng)業(yè)用水,結(jié)合引水發(fā)電、水面養(yǎng)殖、洪水錯峰等??傻玫骄C合利用的效益。</p><p>  供水原則是:在滿足城市生活、工業(yè)用水的同時,對農(nóng)業(yè)用水也給以一定的重視。特別是移民遷建灌區(qū)用水應(yīng)優(yōu)先保證;其次是在現(xiàn)在灌區(qū)用水及盤家口、大黑丁兩庫的配套灌區(qū),新增灌區(qū)要安排在缺乏地下水的濱海地區(qū)。</p><p>

3、;  樞紐工程在三個壩段選擇了二條壩線,二種壩型。I83壩線采用混凝土重力壩,紅層壩線采用當(dāng)?shù)夭牧蠅?。本設(shè)計選擇I83壩線、混凝土重力壩方案,樞紐建筑物包括主壩、泄水建筑物及電站等,詳見“套林口水利樞紐工程平面布置圖”。</p><p>  根據(jù)本工程的規(guī)模及其在國民經(jīng)濟中的作用,按水電部制定的SDJ12—78設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。水庫樞紐工程屬大(一)型。主要建筑物按一級設(shè)計,輔助建筑物按三級,臨時建筑物按四級設(shè)計。<

4、;/p><p><b>  1.2基本資料</b></p><p><b>  1.2.1水文分析</b></p><p>  1.2.1.1年徑流</p><p>  青龍河流域水量豐沛,是灤河流域水資源蘊藏量較大的一條支流。年徑流由年降雨產(chǎn)生。年徑流在地區(qū)與時間上的分布與年降水基本一致。</p

5、><p>  年徑流在年際間變化懸殊。套林口實測資料1956~1982年資料中,豐水年1977年達21.34億立米??嗨?981年僅1.667億立米,相差19.37億立米,約合12.8倍。且豐、枯水年連續(xù)發(fā)生。多年平均年徑流量為9.6億立米。</p><p><b>  1.2.1.2洪水</b></p><p>  青龍河洪水由于暴雨形成。本地

6、區(qū)暴雨歷時短、強度大、地面坡度陡,洪峰陡漲陡落。一次洪水歷時一般為3~5天。流域南部位于燕山山脈東側(cè)的暴雨中心地帶,因此洪水具有峰高量大的特點。</p><p>  本流域洪水多發(fā)生在七、八兩月,出現(xiàn)在七月的占34%,出現(xiàn)在八月的占66%。桃林口多年平均6~9月洪量占年徑流量的70%左右,三天洪量占六天洪量的70%以上,大水年尤為集中。如1962年最大六天洪量占年徑流量達70%.</p><p

7、>  流域內(nèi)洪水地區(qū)分布主要在土門子以下。以土門子與桃林口1971~1977年同期系列統(tǒng)計。土門子~桃林口區(qū)間洪量占桃林口以上洪量60%以上,而其面積占桃林口以上流域總面積的42%。</p><p>  由頻率分析法進行洪水計算,計算成果見下表:</p><p>  洪 水 計 算 成 果 表</p><p>  桃林口水庫壩址以上不同頻率設(shè)計洪水

8、過程線</p><p><b>  1.2.1.3泥沙</b></p><p>  青龍河流域植被較好,泥沙來源在地區(qū)上分布和洪水在地區(qū)上的分布是一致的。主要是土門子到桃林口區(qū)間,其間來沙量約占桃林口以上總輸沙量的60%~70%。本地區(qū)泥沙在年內(nèi)分配比徑流更集中。汛期輸沙量占年輸量的95%以上,而汛期沙量又都集中在幾次大洪水。年際之間沙量變化懸殊。由統(tǒng)計分析得知,桃林

9、口站多年平均輸沙量為386萬噸,多年平均侵蝕模數(shù)為762噸/平方公里,多年平均含沙量為4.0公斤/立方米。從泥沙的組成情況來看,泥沙顆粒較粗,中值歷徑為0.075毫米,淤沙浮重0.9噸/立米,內(nèi)摩擦角為12度。</p><p>  1.2.2氣象條件:</p><p>  全流域?qū)儆诩撅L(fēng)大陸性氣候,冬季寒冷干燥,夏季炎熱多雨,年平均降水量約700毫米,且多集中在夏季七、八兩月。</p

10、><p>  流域多年平均氣溫為10℃左右,日溫度變化較大。離壩址較近的遷安站實測最高氣溫39℃(青龍站)。全年無霜期約180天,結(jié)冰期約120天;河道一般12月封凍,次年3月上旬解凍,冰厚為0.4~0.6米,岸邊可達1米。多年平均最大風(fēng)速為23.7米/秒,水庫吹程為3公里。</p><p><b>  1.2.3工程地質(zhì)</b></p><p>

11、  1.2.3.1區(qū)域地質(zhì)</p><p>  桃林口水庫庫區(qū)屬中高山區(qū)、構(gòu)造剝蝕地形。</p><p>  青龍河在本區(qū)內(nèi)河曲發(fā)育,沖蝕能力較強,沿河形成不對稱河谷。由于構(gòu)造運動影響,河流不斷下切,于堆積岸形成階地,侵蝕岸形成陡崖。</p><p>  組成本區(qū)地層的有:太古界、下元古界、震旦系、朱羅系及火成巖侵入體和第四紀(jì)等。其中分布最廣的為震旦系地層。其中分布

12、最廣的為震旦系地層。其中以太古界、震旦系、朱羅系、三者與工程關(guān)系密切,為庫區(qū)的主要巖層。</p><p>  1.2.3.2地質(zhì)構(gòu)造與地震</p><p>  桃林口水庫處于燕山沉降帶的中部。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。全區(qū)地段震頻繁,特別是壩址區(qū)南段尤為突出。</p><p>  庫區(qū)及其周邊控制性的斷層有秦皇島——建昌營和灤南——盧龍斷裂。</p><p&

13、gt;  秦皇島——建昌營大斷裂為深層大斷裂,在壩址下游小暖泉村穿過青龍河,沿線有泉群出現(xiàn)。從控制權(quán)群、控制地貌及巖相作用分析,列為活動性斷裂較合適。</p><p>  灤南——盧龍斷裂(又稱桃園斷裂)。該斷層向北東方向延伸,在距桃林口庫區(qū)6~7公里處尖滅,屬第四紀(jì)以來活動性較強的斷裂。唐山地震以后,沿該段層時有余震發(fā)生。</p><p>  上訴二條活動性斷裂在三壩段以西5公里處匯而不

14、交。按斷層交匯部分易發(fā)震的原則,這種匯而不交是值得注意的。</p><p>  近期壩址地區(qū)未發(fā)生大于4級以上地震,鄰區(qū)地震活動有一定影響。1983年8月河北省地震局在《桃林口水庫工程地震基本烈度鑒定書》中確定,一、二壩段位于北區(qū)I區(qū),屬相對穩(wěn)定區(qū),基本烈度為6度;三壩段位于I區(qū),基本烈度為7度。鄰區(qū)強震的影響,烈度量可高達6~7度。</p><p>  1.2.3.3庫區(qū)工程地質(zhì)<

15、/p><p>  庫區(qū)左岸非可溶性巖層廣泛分布,主要由娟云母千枚巖、石英沙巖、沙質(zhì)頁巖等組成,透水性較小,也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫內(nèi)外的大斷層。因此,在非可溶性巖層分布區(qū),沒有向庫外滲漏的可能性。</p><p>  庫區(qū)可溶性巖層分布于青龍間右岸。從隔水層的分布、巖溶的發(fā)育情況以及地貌水文地質(zhì)條件的分析,水庫蓄水以后,向鄰谷沙河滲漏的可能性也是不大的。</p><p>  青

16、龍河與鄰谷沙河之間分布有大面積的石英斑巖,斑狀花崗巖及火成巖的侵入體,組成了相對隔水層,不利于地下水的活動。</p><p>  經(jīng)過對庫內(nèi)斷層,灰?guī)r地區(qū)的勘探分析,水庫向外流域及下游漏的可能性很小。</p><p>  庫區(qū)內(nèi)巖層抗壓強度較高,抗風(fēng)化能力較強,未發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生塌滑的巖體,庫岸基本上是穩(wěn)定的。庫區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有開采價值的礦藏,不存在對庫周邊產(chǎn)生的浸沒問題。</p>

17、<p>  1.2.3.4壩址壩線工程地質(zhì)</p><p>  壩段內(nèi)出露的斷裂構(gòu)造如F103、F105、F108、F112、F114、F117、F122等大小斷層共十余條,斷層走向以北西為主,北東者少,多為高角度爭斷或平移正斷層:</p><p>  (1)F103斷層,產(chǎn)狀走向近EW,傾向N,傾角400~500,逆斷層。大紅峪組第三段礫巖被切割。下盤有牽引褶曲,破碎帶寬約10

18、~20米。出露于I83壩線右岸上游約150~200米,寬約10~20米。</p><p> ?。?)F105斷層,產(chǎn)狀走向NW31OO、傾角800~900,為平移斷層。水平斷距400米,兩側(cè)巖石破碎嚴(yán)重、無膠結(jié)現(xiàn)象,出露于I83壩線右岸壩頭附近。</p><p>  (3)F108斷層,產(chǎn)狀走向NW3450、傾向NE、傾角560,逆斷層。由大紅峪組第一段薄層板巖、石英砂巖組成,逆于大紅峪第

19、二段中厚石英砂巖之上。破碎帶寬約6.0米、未見膠結(jié)現(xiàn)象,其中夾有30厘米厚的斷層泥。斷層兩盤巖石影響帶寬10.4米。在上盤薄層板巖夾石英沙巖中有牽引皺曲。巖石有直立或倒懸現(xiàn)象,具有強烈擠壓特征。</p><p> ?。?)根據(jù)壩址兩岸構(gòu)造,地層巖性出露分析,推測河床中可能有順河斷層通過。原因一是兩岸出露的斷裂構(gòu)造均未過河,如F103斷層走向近東西,規(guī)模較大,左岸無跡象;二是地層出露兩岸高程有明顯差異。</p

20、><p>  I83壩線主要工程地質(zhì)條件見下表:</p><p>  I83壩線主要工程地質(zhì)條件表</p><p>  1.2.4當(dāng)?shù)亟ㄖ牧?lt;/p><p>  天然建筑材料分布于壩址區(qū)上、下游河灘及階地。其中土料場主要有莊窩、土臺子等七處。地下水位以上儲量為1183.44萬立方米。砂礫卵石料場主要有南杖子、桃林口等八處。地下水位以上儲量為10

21、898.95萬立方米,全部儲量有待進一步探查。各料場材料的物理性質(zhì)、試驗指標(biāo)等基本滿足技術(shù)要求,可作大壩混凝土骨料及圍堰填筑所用。如采用當(dāng)?shù)夭牧蠅畏桨?,其粘性土料的儲量也足以滿足施工要求。</p><p><b>  1.2.5交通條件</b></p><p>  對外交通計劃從京秦路大橫河站接軌至工地。改建和新建灤縣經(jīng)遷安、灤縣經(jīng)盧龍到達工地的公路。壩頂無交通要求。

22、</p><p><b>  1.2.6施工條件</b></p><p>  采用低圍堰、底孔導(dǎo)流、分期施工的導(dǎo)流方法進行施工。各項施工輔助企業(yè)、倉庫及生活等臨建設(shè)施布置在壩址下游兩岸。混凝土骨料取自下游料場。施工用電由劉田莊引接。</p><p>  1.2.7效益(以1984年價格水平及費用標(biāo)準(zhǔn)計算)</p><p>

23、;  水庫建成以后,除了滿足秦皇島市、翼東鋼鐵基地及農(nóng)業(yè)用水外,還可獲得發(fā)電、防洪、養(yǎng)魚等效益,總效益是顯著的。</p><p><b>  (1)灌溉效益:</b></p><p>  (灌溉效益分析成果表)</p><p>  (2)城市及鋼鐵基地供水效益:</p><p>  按秦皇島市總凈產(chǎn)值中水的效益分?jǐn)傁禂?shù)以

24、10%計,則每立方米水量的效益為0.53元/立米。</p><p><b>  (3)防洪效益:</b></p><p>  防洪效益按建庫以后,與潘家口、大黑丁水庫聯(lián)合運用,在銷峰、錯峰過程中減少灤河下游地區(qū)的洪水災(zāi)害計算。水庫年平均效益為443.16萬元/年。</p><p><b>  (4)發(fā)電效益:</b><

25、;/p><p>  以水電的價格代替水電效益0.093元/度計算。</p><p>  1.2.8水庫規(guī)劃及建筑物特性指標(biāo)</p><p><b>  2.樞紐布置</b></p><p><b>  2.1壩軸線選擇</b></p><p>  根據(jù)壩址的地質(zhì)、地形條件、施工條

26、件、樞紐布置,通過定性分析,確定壩軸線位置。</p><p><b>  2.1.1壩段比較</b></p><p>  桃林口水庫壩址,從上游到下游分為三個壩段。其中上游第一壩段位于高臺子村至三道河村之間,曾選有Ⅰ、Ⅴ、Ⅱ及I83四條壩線。河岸為串嶺溝板巖,其中I83壩線為大紅峪第一層的石英砂巖與板巖互層;中間第二壩段,位于二道河村與桃林口水文站之間,曾選有Ⅲ60、

27、Ⅲ69、Ⅲ83及“紅層線”四條壩線。壩基巖層為高莊灰?guī)r地層,其中“紅層線”位于紅色的楊莊泥質(zhì)灰?guī)r之上;下游為第三壩段,位于桃林口舊村與新村之間。曾選有Ⅵ、Ⅶ及Ⅳ三條壩軸線。其中Ⅵ、Ⅶ二條壩軸線河床為串嶺溝板巖,Ⅳ壩軸線壩基為大紅峪石英砂巖夾砂頁巖。</p><p>  三個壩段,11條壩線的位置見《指示書》中的圖一。</p><p>  三個壩段壩基巖層的地質(zhì)年代雖都屬于旦震系,但巖性不同

28、,而其共同點卻是都存在有軟弱層或夾泥層。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的第一壩段I83壩線基巖的夾泥層只是泥膜,厚度在3~5毫米,基巖以下深30米以內(nèi)。切層的夾泥厚度5厘米左右。二、三壩段夾泥較多一些。</p><p>  三個壩段地形、地質(zhì)及交通條件等的比較見下表。</p><p>  壩段地形、地質(zhì)等條件比較表</p><p><b>  2.1.2壩線選擇</b&g

29、t;</p><p>  第一壩段Ⅰ、Ⅴ、Ⅱ三條壩線,其右岸巖層褶皺變化復(fù)雜、斷層密集、都不是適宜的壩線。相比之下,在三河道附近,右岸巖層傾向上游,層次分明較為完整,條件較好,故以I83壩線作為第一壩段的代表。</p><p>  第二壩段中Ⅲ60、Ⅲ69兩條壩線基巖為灰?guī)r。但從右岸巖層的產(chǎn)狀相比,Ⅲ60壩線右岸巖層走向與河流平行,傾向河中,傾角較高。當(dāng)建壩蓄水以后,存在不穩(wěn)定因素及繞壩滲

30、漏;Ⅲ69壩線右岸巖層傾向下游,才層次比較平穩(wěn),兩者相比,Ⅲ69好于Ⅲ60。但因兩壩線左岸都存在大暖泉,滲漏情況及單薄分水嶺——蕎麥嶺在蓄水以后的穩(wěn)定情況難以把握,故此兩壩線不予考慮?!凹t層線”比Ⅲ83壩線基巖層強度稍低一些,適宜修建當(dāng)?shù)夭牧蠅巍?lt;/p><p>  Ⅲ69壩線左岸鉆孔中,從高程137.7米到49.7米發(fā)現(xiàn)黑色含錳頁巖51層,厚度0.5~1.0厘米,最厚達8厘米,性質(zhì)松軟,表面潤滑,摩擦系數(shù)較低且

31、巖層走向與河流平行,不宜做為壩基。</p><p>  第三壩段中Ⅵ壩線河槽較寬,右岸壩頭已經(jīng)遠離較高的山頭,壩軸線拐彎,增加了壩線的長度,從而加大工程量。Ⅶ壩線,壩基為串嶺溝板巖,巖層強度較低,還有軟弱層,相比之下,不如Ⅳ壩線。Ⅳ壩線位于現(xiàn)存小溢流壩下游80米處,壩基巖層為石英砂巖,夾有少數(shù)幾層沙質(zhì)頁巖,巖層的抗壓強度及抗滑摩擦系數(shù)比板巖要大,故此壩線作為第三壩段的代表。</p><p>

32、;  經(jīng)上述比較,三個壩段雖有11條壩線,但適于建壩的僅有I83、“紅層線”及Ⅳ壩線三條。具體選擇哪一條,應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟比較最后確定。本次畢業(yè)設(shè)計以第一壩段的I83為推薦方案。</p><p><b>  2.2壩型選擇</b></p><p>  桃林口水庫,位于北緯40度地區(qū),壩址在峽谷的風(fēng)口處,氣溫較低、氣候寒冷、日氣溫差較大。各條壩線的河谷不對稱,河谷寬度與壩高

33、之比皆大于5.0,壩基及兩岸巖層又加有軟弱巖層或泥層,故不宜修建拱壩或其它類型的輕型混凝土壩。根據(jù)本地區(qū)的氣象特點及壩址區(qū)地形、地質(zhì)條件的實際情況,初步考慮采用混凝土重力壩和當(dāng)?shù)夭牧蠅蝺煞N壩型作為樞紐工程壩型比較的依據(jù)。</p><p>  I83壩線,壩址兩岸群山連綿,左岸沒有修建溢洪道的地形條件,右岸雖有布置溢洪道的位置,但山體高大。如修建溢洪道,需挖深130余米,開挖石方量約1560萬方。工程量浩大,故本壩

34、線選用當(dāng)?shù)夭牧蠅畏桨甘遣唤?jīng)濟的。</p><p>  經(jīng)上述比較分析,I83壩線以混凝土實體重力壩為宜。</p><p>  2.3樞紐布置方案比較及選擇</p><p>  壩址河谷寬約250米,河床覆蓋層厚4~7米,河谷不對稱,右岸巖石裸露、坡陡、左岸山坡較緩,基巖被山麓堆積物所覆蓋。壩基為石英砂巖與板巖互層,巖層傾向上游,傾角為16~18度,壩基建基高程位于弱

35、風(fēng)化巖層之中,基巖挖深7~15米。樞紐布置方案考慮如下:</p><p>  壩址河谷寬約250米,河床覆蓋厚4~7米,河谷不對稱,右岸巖石裸露、坡陡、左岸山坡較緩,基巖被山麓堆積物所覆蓋。壩基為石英砂巖與板巖互層,巖層傾向上游,傾角為16~18度,壩基建基高程位于弱風(fēng)化巖層之中,基巖挖深7~15米。樞紐布置方案考慮如下:</p><p>  方案Ⅰ:主河槽從右到左分別為溢流壩部分、底孔部

36、分及電站部分,兩岸山坡為非溢流壩部分。由于底孔及溢流壩部分已全部占滿河槽,電站部分不得不向左岸山坡靠近。本方案的優(yōu)點是電站進口緊臨底孔,可利用底孔沖沙,防止電站進水口淤積。缺點是建筑物之間太擠,場地布置緊張,當(dāng)?shù)卓追潘畷r影響電站尾水位的穩(wěn)定性。遇效核洪水泄洪時,保護電站免淹的工程措施復(fù)雜。此外,電站廠房及進口引渠土石方開挖工程量大。</p><p>  方案Ⅱ:主河槽從右到左分別為溢流壩部分、底孔部分、兩岸山坡為

37、非溢流壩部分。在右岸開鑿一條長約450米的引水隧洞至壩址下游青龍河轉(zhuǎn)彎處,電站廠房布置在隧洞出口。其優(yōu)點是利用青龍河拐彎處折回的自然地形條件,可增加6米的發(fā)電水頭。電站、廠房自成系統(tǒng),互不干擾,場地開闊,遇效核洪水時,易于防護。其缺點是增加一條隧洞的工程量,多一項工程,對施工不利。</p><p>  比較上述兩個方案,方案Ⅱ雖增加了一條引水隧洞,相應(yīng)增加了工程費用,但由于減少了土石方開挖量,且增加了6米發(fā)電水頭

38、,河床的主要建筑物布置相對容易,比方案Ⅰ更為合理。故以方案Ⅱ為推薦方案。</p><p><b>  3壩體剖面設(shè)計</b></p><p>  3.1壩頂高程和防浪墻頂高程的確定</p><p>  (1)防浪墻頂高程計算式</p><p>  根據(jù)《教材》P78式(3-57)的規(guī)定,壩頂或防浪墻頂高程的計算式為:&l

39、t;/p><p>  防浪墻頂高程=設(shè)計洪水位+△h設(shè) 或</p><p>  防浪墻頂高程=校核洪水位+△h校</p><p>  式中:△h設(shè)和△h校分別為防浪墻頂高于設(shè)計洪水位和校核洪水位的超高,計算中取其大者。</p><p><b>  考慮到:</b></p><p&g

40、t;  ·《指示書》中只給出了多年平均最大風(fēng)速值,可計算出相應(yīng)校核洪水位時的波浪幾何要素,進而確定防浪墻頂高程;但《指示書》中沒給出50年重現(xiàn)其的最大風(fēng)速值,因此不能計算出正常蓄水位和設(shè)計洪水位時的幾何要素,所以本計算僅取壩前水位為校核洪水位一種情況進行計算;</p><p>  ·本設(shè)計利用防浪墻擋水,采用與壩體整體連接的鋼筋混凝土防浪墻,墻身有足夠的強度能抵御波浪和漂浮物的沖擊并能防止波浪

41、漫頂過壩。因此,利用上式計算的高程值為防浪墻頂?shù)母叱讨担?lt;/p><p>  ·根據(jù)《教材》P124(六、壩頂)的介紹:“壩頂放浪墻的高度一般為1.2米”。因此,本設(shè)計取防浪墻高1.2米,壩頂高程低于防浪墻頂高程1.2米。</p><p> ?。?)防浪墻頂超高值的計算公式</p><p>  防浪墻頂超高值△h的計算公式取自《教材》P78公式(3-56)

42、;</p><p>  △h=h1+hz+hc </p><p>  式中:h1-波浪高度(m)</p><p>  hz-波浪中心線至靜水位的高度(m),本設(shè)計取波浪中心線至校核洪水位的高度。</p><p>  hc-安全加高(m)</p><p>

43、  (3)波浪幾何要素h1、hz和波長L的計算</p><p>  計算公式采用適用于峽谷水庫的官廳公式,見《教材》P15~P16的公式(2-4)、(2-5)、(2-6)。</p><p>  1)波浪高度h1的計算</p><p>  h1=0.0166Vo5/4D1/3(m)</p><p><b>  式中:</b>

44、;</p><p>  Vo:計算風(fēng)速(m/s),為水面以上10m處10min的風(fēng)速平均值,水庫為正常蓄水位和設(shè)計洪水位時,宜采用相應(yīng)季節(jié)50年重現(xiàn)期的最大風(fēng)速,校核洪水位時,宜采用相應(yīng)洪水期最大風(fēng)速的多年平均值,本設(shè)計只能采用后者Vo=23.7m/s;</p><p>  D:風(fēng)作用于水域的長度(km),即吹程或風(fēng)區(qū)長度,即吹程或風(fēng)區(qū)長度,為自壩前(風(fēng)向)到對岸的距離,當(dāng)吹程內(nèi)水面有局部

45、縮窄,若縮窄處的寬度B小于12倍波長時,近似地取吹程D=5B(也不小于自壩前到縮窄處的距離)。本設(shè)計取《指示書》給出的水庫吹程值D=3km。則:</p><p>  h1=0.0166Vo5/4D1/3=0.0166×23.75/4×31/3=0.0166×52.29×1.44=1.25(m)</p><p><b>  2)波長L的計算&

46、lt;/b></p><p>  L=10.4(h1)0.8=10.4×(1.25)0.8=12.43(m)</p><p>  3)波浪中心線至靜水位高度hz的計算</p><p>  hz=(πh12/L)×cth(2πH/L)</p><p><b>  式中:</b></p>

47、<p>  ·H為壩前水深,校核洪水位時的壩前水深H=153.70m-68.00m=88.30m。</p><p>  ·πh12/L=π×1.252/12.43=0.39(m)。</p><p>  ·2πH/L=2×π×88.3/12.43=44.62(m)。</p><p>  

48、3;cth(2πH/L)=e2πH/L+e﹣2πH/L/e2πH/L﹣e﹣2πH/L</p><p>  =e44.62﹢e﹣44.62/e44.62﹣e﹣44.62</p><p>  =2.38901998×1019﹢4.18581681×10﹣20/2.38901998×1019﹢4.18581681×10﹣20</p><

49、p><b>  =1.00(m)</b></p><p>  (注:e=2.718281828)</p><p>  得:hz=(πh12/L)×cth(2πh/L)</p><p>  =0.39×1.00=0.39(m)</p><p>  (4)安全加高hc的取值</p>&

50、lt;p>  安全加高hc的取值,見《教材》P78表3-10:</p><p>  表3-10 安全加高hc (m)</p><p>  桃林口水利樞紐工程屬于大(一)型,主要建筑按一級設(shè)計,根據(jù)上表規(guī)定,效核情況下hc=0.50m。</p><p>  (5)超高值△h校的計算</p><

51、;p>  根據(jù)防浪墻頂超高值的計算公式:取</p><p>  h=h1+hz+hc</p><p>  式中:h1=1.25m</p><p><b>  hz=0.39m</b></p><p>  hc=0.50m 則:</p><p>  h校=1.25

52、+0.39+0.50=2.14(m)</p><p>  (6)防浪墻頂高程的計算</p><p>  根據(jù)防浪墻頂高程的計算式:</p><p>  防浪墻頂高程=效核洪水位+△h校 得:</p><p>  防浪墻頂高程=156.30+2.14=158.44(m)</p><p>  (7)壩頂高程的計算

53、</p><p>  取防浪墻高1.20m,則壩頂高程為:</p><p>  158.44m-1.20m=157.24m</p><p>  該高程高于校核洪水位156.30m,滿足“教材”P78頁:“壩頂高程不得低于相應(yīng)最大洪水時的靜水位”的要求,并與《指示書》P14表中給出的數(shù)值相同。</p><p>  3.2擋水壩剖面設(shè)計</

54、p><p>  3.2.1剖面設(shè)計原則</p><p>  混凝土重力壩剖面的設(shè)計原則是:</p><p>  ·滿足穩(wěn)定和強度等要求,保證大壩安全;</p><p>  ·經(jīng)濟合理,工程量小;</p><p><b>  ·運用方便、可靠;</b></p>

55、<p><b>  ·便于施工。</b></p><p>  3.2.2基本剖面擬定</p><p>  根據(jù)《教材》P77頁,第七節(jié)“重力壩剖面設(shè)計”中的定義:“重力壩的基本剖面是指壩體在自重、靜水壓力(水位與壩頂齊平)和揚壓力三項主要荷載作用下,滿足穩(wěn)定和強度要求,并使工程量最小的三角形剖面”。因此在擋水壩壩體基本剖面擬定中,作用在基本三角形

56、剖面上的荷載為壩體自重、靜水壓力(水位與壩頂齊平)和揚壓力;</p><p>  根據(jù)《指示書》P14表中的規(guī)定:最大壩高89.24m,壩頂高程157.24m、則溢流壩最大壩高的建基高程為157.24m-89.24m=68.00m;擋水壩最大壩高建基高程為79.00m。</p><p><b>  揚壓力:</b></p><p>  

57、3;揚壓力包括兩部分即:由上游水深H2產(chǎn)生的浮托力U1和由上游水位差(H1-H2)產(chǎn)生的滲透壓力U2、U3、U4;</p><p>  ·取壩基灌漿排水廊道上游面距大壩上游面7.00m。廊道高3.50m、寬3.00m、排水孔幕距大壩上游壩面9.50m;</p><p>  ·揚壓力折減系α:根據(jù)《教材》P45頁中的規(guī)定:河床壩段揚壓力折減系數(shù)α=0.2~0.3;岸坡壩段

58、α=0.3~0.4。本計算按河床最大壩高斷面計算,取α=0.25。</p><p><b>  基本剖面估算:</b></p><p>  擋水壩基本剖面按以下三種剖面進行估算:</p><p>  ·上游面垂直,下游面1:0.76;</p><p>  ·上游面垂直,下游面1:0.78;</p

59、><p>  ·上游面垂直,下游面1:0.80。</p><p><b>  基本剖面擬定:</b></p><p>  經(jīng)初步的穩(wěn)定和應(yīng)力估算,擋水壩下游面坡度為1:0.76的基本剖面可滿足穩(wěn)定和強度要求,工程量又最小,并在已建工程的實際剖面范圍內(nèi),因此暫取下游面1:0.76的剖面進行計算。擬定的擋水壩基本剖面參數(shù)如下:</p&g

60、t;<p>  ·三角形頂點高程:156.30m(即校核洪水位);</p><p>  ·基礎(chǔ)高程:79.00m;</p><p>  ·基本剖面高度:156.30-79.00=77.30m;</p><p>  ·上游壩坡:1:0;</p><p>  ·下游壩坡:1:0.76

61、。</p><p>  3.2.3實用剖面的擬定</p><p>  根據(jù)《指示書》的要求和以上計算,初擬滿足實用要求的擋水壩實用剖面簡圖即參數(shù)如下:</p><p>  ·防浪墻頂高程:158.44m;</p><p>  ·壩頂高層:157.24m;</p><p>  ·壩頂寬度:6

62、.00m;</p><p>  ·建基高程:79.00m;</p><p>  ·擋水壩最大壩高:157.24-79.00=78.24m;</p><p>  ·上游壩坡:1:0;</p><p>  ·下游壩坡:1:0.76。</p><p>  初擬的擋水壩實用剖面如圖3.2

63、.3示:</p><p>  根據(jù)圖示的實用剖面,進行擋水壩的穩(wěn)定和應(yīng)力計算。</p><p>  說明:后在畫圖時,將25號壩段的壩基開挖高程改為72.50m。因此,擋水壩最大剖面建基高程應(yīng)為72.50m,并應(yīng)按這一剖面進行穩(wěn)定及應(yīng)力計算??紤]到大壩的穩(wěn)定及應(yīng)力計算已全部結(jié)束,來不及修改。因此,仍保持擋水壩壩基高程79.00米的剖面穩(wěn)定及應(yīng)力計算成果不便。</p><

64、p>  3.3溢流壩剖面設(shè)計</p><p>  根據(jù)《指示書》給出的資料,本溢流壩及下游銷能建筑物的尺寸擬定如下:</p><p><b>  (1)堰頂高程</b></p><p>  根據(jù)《指示書》P14表給出的資料:堰頂高程為141.70m。</p><p><b>  (2)堰面曲線</b

65、></p><p>  因WES型曲線的流量系數(shù)較大且剖面較瘦,工程量較省,本設(shè)計采用這一曲線。曲線形式見《水利學(xué)》P292圖7-11。</p><p>  ——定型設(shè)計水頭:Hd=0.85Hmax=0.85×(156.30-141.70)</p><p><b>  =12.41(m)</b></p><p

66、>  ——上游段曲線:三段復(fù)合圓弧相連,圓弧半徑分別為:</p><p>  R1=0.5Hd=6.205m</p><p>  R2=0.2Hd=2.482m</p><p>  R3=0.04Hd=0.496m</p><p>  ——下游段曲線:設(shè)堰面頂點為坐標(biāo)原點,下游段曲線方程為: X1.85=2

67、.0Hd0.85Y,</p><p>  Y=0.05878X1.85,并與溢流壩下游斜線段相接。</p><p>  堰面曲線計算表如下:</p><p>  表3.3 堰面曲線計算表</p><p><b>  (3)上下游壩坡</b></p><p>  取溢流壩的壩坡與非溢流壩的

68、壩坡相同,即:</p><p><b>  ——上游面:鉛直面</b></p><p>  ——下游面:1:0.79(根據(jù)大壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算,最終取大壩下游面坡度為1:0.79)。</p><p><b> ?。?)切點坐標(biāo)計算</b></p><p>  計算公式:下游段WES曲線與斜線段的切點坐

69、標(biāo)Xt、Yt的計算公式見《水工設(shè)計手冊》第六卷P6-173公式(27-2-1)。</p><p>  Xt=1.096Hd(1/a)1/0.85=1.096Hda-1.177,</p><p>  Yt=0.592Hda-2.177</p><p>  式中:a—壩坡系數(shù),根據(jù)大壩穩(wěn)定及應(yīng)力計算結(jié)果,取a=0.79</p><p>  Xt=

70、1.096×12.41×0.79-1.177=17.95(m)</p><p>  Yt=0.592×12.41×0.79-1.177=12.27(m)</p><p><b>  (5)反弧半徑R</b></p><p>  根據(jù)《教材》P94的介紹,反弧半徑R=(4~10)h,h為校核洪水位閘門全開時

71、反弧處的水深;當(dāng)采用底流消能,反弧段與護坦相連時,宜采用上限值。</p><p>  根據(jù)3.4.2.1的計算,當(dāng)校核洪水位閘門全開時反弧最低點的水深hc=2.68m,據(jù)此,取反弧半徑選R=26.00m。</p><p><b> ?。?)壩段寬度</b></p><p>  溢流壩壩頂設(shè)15個一流孔,每孔凈寬15.00m,取閘墩厚4.00m,

72、中墩處設(shè)縫并設(shè)止水,壩段寬19.00m。取擋水壩壩段寬度與溢流壩壩段寬度相同,也為19.00m。</p><p><b> ?。?)壩下消能形式</b></p><p>  考慮到本壩單寬流量較大、流速較高,而壩址基巖為石英巖與板巖互層,大裂隙較多,并有含泥軟弱夾層,基巖較差、抗沖能力較低,因此設(shè)計采用底流消能方式,消能結(jié)構(gòu)由護坦、消力坎和海曼組成,由消力坎形成消力池

73、。</p><p>  護坦建基于基巖內(nèi),根據(jù)《桃林口水庫I-83壩軸線地質(zhì)縱剖面圖》,護坦建基高程取▽77.00m,護坦厚度取3.00m,護坦混凝土表面高程為▽80.00m;護坦后設(shè)消力坎,并設(shè)海曼保護消力坎基礎(chǔ)和部分下游河道。</p><p><b>  3.4水力計算</b></p><p>  3.4.1溢流壩堰頂過流量計算</p

74、><p>  3.4.1.1計算情況</p><p>  本設(shè)計僅計算以下兩種情況的堰頂過流能力:</p><p><b>  ·設(shè)計洪水情況</b></p><p><b>  ·效核洪水情況</b></p><p>  3.4.1.2設(shè)計規(guī)范和計算公式&l

75、t;/p><p>  設(shè)計規(guī)范:《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL 253-20000</p><p>  采用公式:本規(guī)范P48,A.2.1開敞式WES型實用堰泄流能力計算公式(A.2.1-2):</p><p>  Q=cmεσB(2g)1/2H03/2</p><p>  ε=1-0.2[ξk+(n-1)ξ0]H0/nb</p><

76、;p>  式中:Q—流量,m3/s;</p><p>  C—上游堰坡影響系數(shù),本堰上游堰坡鉛直,C=0;</p><p>  m—二維水流WES實用堰流量系數(shù);</p><p>  ε—閘墩側(cè)收縮系數(shù);</p><p><b>  σs—淹沒系數(shù);</b></p><p><b>

77、;  B—溢流堰總靜寬;</b></p><p>  HO—堰上總水頭,m;</p><p>  n—閘孔數(shù)目,《指示書》P14表中給出n=15;</p><p>  b—單孔寬度,《指示書》P14表中給出b=15m;</p><p>  ξK—邊墩形狀系數(shù);</p><p>  ξO—中墩形狀系數(shù)。<

78、;/p><p>  3.4.1.3設(shè)計洪水時的泄流量計算</p><p>  (1)設(shè)計洪水時的設(shè)計參數(shù):</p><p>  ·設(shè)計洪水位:153.70m;</p><p>  ·設(shè)計尾水位:97.00m;</p><p>  ·堰頂高程:141.70m;</p><p&

79、gt;  ·堰基高程:68.00m;</p><p>  ·堰上水頭:153.70m-141.70m=12.00m;</p><p>  ·定性設(shè)計水頭:Hd=12.41m;</p><p>  ·堰高:P1=141.70m-68.00m=73.70m。</p><p>  因P1/Hd=73.70/1

80、2.41=5.94>1.33,該堰為高堰,計算中可忽略行近水頭,HO≈H=12.00m;</p><p>  因設(shè)計尾水位低于堰頂高程,故為自由出流,淹沒系數(shù)σS=0。</p><p><b> ?。?)流量系數(shù)m</b></p><p>  P1/Hd=73.70/12.41=5.94;</p><p>  HO/Hd

81、=12.00/12.41=0.967;</p><p>  查規(guī)范P49,表A.2.1-1得:m=0.499。</p><p>  (3)閘墩收縮系數(shù)ε</p><p>  ε=1-0.2[ξK+(n-1)ξO]HO/nb</p><p>  式中:ξK=0.70,見規(guī)范P50,圖A.2.1-2園弧形變墩;</p><p&

82、gt;  ξO=0.45,查規(guī)范P49,表A.2.1-3;</p><p><b>  n=15</b></p><p><b>  b=15.00m</b></p><p><b>  HO=12.00m</b></p><p>  則:ε=1-0.2[0.70+(15-1)

83、0.45]12.00/15.15=1-0.075</p><p><b>  =0.925</b></p><p> ?。?)設(shè)計洪水時的堰頂泄流量</p><p>  Q=cmεσSB(2g)1/2H03/2=1.00×0.499×0.925×1.00×225×4.43×12.001

84、.5=19125(m3/s)</p><p>  本計算的堰頂泄流量19125m3/s比《指示書》P14表中給出的18276m3/s的多849m3/s(4.6%),差值不大。</p><p>  3.4.1.4校核洪水時的泄流量計算</p><p> ?。?)校核洪水時的設(shè)計參數(shù):</p><p>  ·校核洪水位:156.30m;

85、</p><p>  ·校核尾水位:99.10m;</p><p>  ·堰上水頭:156.30-141.70=14.60m;</p><p>  ·定型設(shè)計水頭:Hd=12.41m;</p><p>  ·堰高:P1=141.70m-68.00m=73.70m。</p><p>

86、;<b> ?。?)流量系數(shù)m</b></p><p>  P1/Hd=73.70/12.41=5.94;</p><p>  HO/Hd=14.60/12.41=1.18;</p><p>  查上述規(guī)范P49,表A.2.1-1得:m=0.509。</p><p>  (3)閘墩收縮系數(shù)ε</p><

87、;p>  ε=1-0.2[ξK+(n-1)ξO]HO/nb</p><p>  =1-0.2[0.70+(15-1)×0.45]14.60/15.15</p><p><b>  =1-0.091</b></p><p><b>  =0.909</b></p><p>  (4)校

88、核洪水時的堰頂泄流量</p><p>  Q=cmεσSB(2g)1/2H03/2 </p><p>  =1.00×0.509×0.909×1.00×225×4.43×14.601.5</p><p>  =25727(m3/s)</p><p>  本計算的堰頂泄流量25727m

89、3/s比《指示書》P14表中給出的24527m3/s多1200m3/s(4.9%),差值不大。</p><p>  3.4.2消力坎水力計算</p><p>  分別按設(shè)計洪水和校核洪水兩種情況進行消力池的水力計算。</p><p>  3.4.2.1壩下水流自然銜接型式判別</p><p>  (1)涉計洪水情況下壩下水流自然銜接型式的判別

90、</p><p>  設(shè)計洪水流量:Q設(shè)=19125m3/s;</p><p>  護坦寬度:B=15.00×15+4.00×14=281.00(m);</p><p>  單寬流量:q=19125/281.00=68.06m3/s;</p><p>  壩上水位:153.70m;</p><p>

91、  消力池底板高程:80.00m;</p><p>  壩上水頭:H上=153.70-80.00=73.70(m);</p><p>  壩下水位:97.00m;</p><p>  壩下水深:ht=97.00-80.00=17.00(m)。</p><p>  ——收縮斷面水深hc的計算</p><p>  計算公式

92、:hc=q/ψ[2g(EO-hc)]1/2</p><p>  式中:ψ—流速系數(shù),查《水利學(xué)》P319表7-11,堰頂有閘門的曲線型實用堰ψ=0.90;</p><p>  EO—以收縮斷面底部(消力池底板)為準(zhǔn)的上游水流總能量;</p><p>  EO≈H上=73.70m 則:</p><p>

93、  hc=q/ψ[2g(EO-hc)]1/2=68.06/0.90[2×9.81(73.70-hc)]</p><p>  =17.074/(73.70-hc)1/2</p><p><b>  用迭代法求解hc:</b></p><p>  令hc=0, hc=17.074/(73.70-0)1/2=1.99;</p>

94、<p>  令hc=1.99, hc=17.074/(73.70-1.99)1/2=2.02;</p><p>  令hc=2.02, hc=17.074/(73.70-2.02)1/2=2.02,假設(shè)值與設(shè)計值相同,則收縮斷面水深hc=2.02m。</p><p>  ——共軛水深hc〃的計算</p><p>  計算公式:hc〃=hc/2[(1

95、+8q2/ghc3)-L]</p><p>  帶入上訴數(shù)值,hc〃=hc/2[(1+8q2/ghc3)-L]</p><p>  =2.02/2[(1+8×68.082/9.81×2.023)-1]</p><p><b>  =20.64(m)</b></p><p>  ——壩下水流自然銜接形式

96、判別</p><p>  因hc〃=20.64m>ht=17.00m,下游水流為遠驅(qū)水躍式銜接,需設(shè)消能工程。</p><p>  (2)校核洪水情況下壩下水流自然銜接型式的判別</p><p>  校核洪水流量:Q設(shè)=25727m3/s;</p><p>  單寬流量:q=25727/281.00=91.56m3/s;</p>

97、<p>  壩上水位:156.30m;</p><p>  壩上水頭:H上=156.30-80.00=76.30(m);</p><p>  壩下水位:99.10m;</p><p>  壩下水深:ht=99.10-80.00=19.10(m)。</p><p>  ——收縮斷面水深hc的計算</p><p&g

98、t;  計算公式:hc=q/ψ[2g(EO-hc)]1/2=68.06/0.90[2×9.81(73.70-hc)]= 17.074/(73.70-hc)1/2</p><p>  式中:ψ—流速系數(shù),ψ=0.90</p><p>  EO—以收縮斷面底部(消力池底板)為準(zhǔn)的上游水流總能量;</p><p>  EO≈H上=76.30m

99、 則:</p><p>  hc=q/ψ[2g(EO-hc)]1/2=91.56/0.90×4.43×(76.30-hc)1/2</p><p>  =22.965/(76.30-hc)1/2</p><p><b>  用迭代法求解hc:</b></p><p>  令hc=0

100、,hc=22.965/(76.30-0)1/2=2.63;</p><p>  令hc=2.63,hc=22.965/(76.30-2.63)1/2=2.68;</p><p>  令hc=2.68,hc=22.965/(76.30-2.68)1/2=2.68,假設(shè)值與設(shè)計值相同,則收縮斷面水深hc=2.68m。</p><p>  ——共軛水深hc〃的計算<

101、/p><p>  計算公式:hc〃=hc/2[(1+8q2/ghc3)-L]</p><p>  帶入上訴數(shù)值,hc〃=hc/2[(1+8q2/ghc3)-L]</p><p>  =2.68/2[(1+8×91.562/9.81×2.683)-1]</p><p><b>  =23.95(m)</b>

102、</p><p>  ——壩下水流自然銜接形式判別</p><p>  因hc〃=23.95m>ht=19.10m,下游水流為遠驅(qū)水躍式銜接,需設(shè)消能工程。</p><p>  3.4.2.2消力坎坎高的計算</p><p>  本壩下游水位較高,為節(jié)省開挖工程量,消能型式選用在護坦末端設(shè)消力坎、坎前形成消力池的消能方案。消力坎坎高按設(shè)計洪水

103、和校核洪水兩種情況計算,并取其大者。</p><p>  消力坎高的水力計算如下:</p><p>  要使消力坎內(nèi)產(chǎn)生滿足要求的淹沒水躍,取淹沒系數(shù)σj=hr/hc〃=1.05 式中:hr—坎前水深</p><p>  視消力坎為實用堰,坎高C的計算公式如下:</p><p>  C=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2

104、-[q/σSm1(2g)1/2]2/3</p><p>  式中:m1—消力坎的流量系數(shù),取m1=0.42;</p><p>  σS—消力坎的淹沒系數(shù),由《水力學(xué)》P326,表7-12查得。</p><p> ?。?)設(shè)計洪水情況下坎高C1的計算</p><p>  設(shè)計洪水時:q=68.06m3/s; hc〃=20.64m;

105、ht=17.00m.</p><p>  由于不明消力坎的過流情況,先按自由過流計算坎高C1,取σS=1.0,m1=0.42,得:</p><p>  C1=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2/3=1.05×20.64+68.062/2×9.81×(1.05×20.64)2-(68.06/1.0×0.4

106、2×4.43)2/3=11.155</p><p>  復(fù)核:設(shè)坎上全水頭為H10,因HS/H10=ht-C/[q/σSm1(2g)1/2]2/3=(17.00-</p><p>  11.16)/(68.06/1.0×0.42×4.43)2/3=5.84/11.019=0.53>0.45</p><p>  故:消力坎為淹沒過流,需按

107、淹沒過流試算。</p><p>  設(shè)坎高C1=11.20m,則坎上水頭H1=σjhc〃-C=1.05×20.64-11.20</p><p><b>  =10.47(m)</b></p><p>  坎上全水頭H10=H1+q2/2g(σjhc〃)2=10.47+68.062/2×9.81×(1.05×

108、;20.64)2=10.97(m)</p><p>  HS/H10=17.00-11.20/10.97=0.53,查表7-12,得:σS=0.987 則:</p><p>  C1=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2/3=1.05×20.64+68.062/2×9.81×(1.05×20.64)2-(68.0

109、6/0.987×0.42×4.43)2/3=11.06(m)</p><p>  因計算的C1=11.06m值小于所設(shè)值11.20m,再設(shè)C1=11.05m,則:</p><p>  H1=σjhc〃-C=1.05×20.64-11.05=10.622(m)</p><p>  H10=H1+q2/2g(σjhc〃)2</p>

110、;<p>  =10.62+68.062/2×9.81×(1.05×20.64)2=11.12(m);</p><p>  HS/H10=17.00-11.05/11.12=0.54,查表7-12,得:σS=0.986 則:</p><p>  C1=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2/3=1.05

111、5;20.64+68.062/2×9.81×(1.05×20.64)2-(68.06/0.986×0.42×4.43)2/3=11.05(m)</p><p>  計算的C1值與所設(shè)值相同,取C1=11.05m。</p><p>  (2)校核洪水情況下坎高C2的計算</p><p>  校核洪水時:q=91.56m

112、3/s;</p><p>  hc〃=23.95m;</p><p>  ht=19.10m。</p><p>  由于不明消力坎的過流情況,先按自由過流計算C2,取σS=1.0,m1=0.42,得:</p><p>  C2=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2/3</p><p>

113、;  =1.05×23.95+91.562/2×9.81×(1.05×23.95)2-(91.56/1.0×0.42×4.43)2/3=12.39(m)</p><p>  復(fù)核:設(shè)坎上全水頭為H10,hS/H10=ht-C2/[q/σSm1(2g)1/2]2/3=</p><p>  19.10-12.39/(91.56/1&#

114、215;0.42×4.43)2/3=6.71/13.43=0.50>0.45</p><p>  故消力坎為淹沒過流,需按淹沒過流試算。</p><p>  設(shè)坎高C2=12.20m,則坎上水頭H1=σjhc〃-C</p><p>  =1.05×23.95-12.20=12.95(m)</p><p>  坎上全水頭H1

115、0=H1+q2/2g(σjhc〃)2=12.95+91.562/2×9.81×(1.05×23.95)2=13.63(m) 則:HS/H10=19.10-12.20/13.63=0.51,查表7-12,得σS=0.989 則:</p><p>  C2=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2

116、/3</p><p>  =1.05×23.95+91.562/2×9.81×(1.05×23.95)2-(91.56/0.989×0.42×4.43)2/3=12.30(m)</p><p>  因計算的C2值大于所設(shè)值12.20m,再設(shè)C2=12.30m, 則:</p><p>  H1=σj

117、hc〃-C=1.05×23.95-12.30=12.85(m)</p><p>  H10=H1+q2/2g(σjhc〃)2</p><p>  =12.85+96.362/2×9.81×(1.05×24.54)2=13.53(m)</p><p>  hS/H10=19.10-12.30/13.53=0.50,查表7-12,

118、得σS=0.990 則:</p><p>  C2=σjhc〃+q2/2g(σjhc〃)2-[q/σSm1(2g)1/2]2/3</p><p>  =1.05×23.95+91.562/2×9.81×(1.05×23.95)2-(91.56/0.990×0.42×4.43)2/3=12.30(m)</p>

119、<p>  計算的C2值與所值相同,取C2=12.30m。</p><p><b>  (3)坎高的確定</b></p><p>  坎高C應(yīng)在流量變化范圍內(nèi)選定幾個q值分別計算,取其最大值作為設(shè)計的坎高值。為簡化計算,僅作如上設(shè)計洪水和校核洪水情況下的坎高計算,并取其最大值C=12.30m作為本設(shè)計的坎高值。</p><p>  

120、因過坎水流為淹沒出流,不校核坎后水流銜接情況。</p><p>  3.4.2.3消力池長度LK的計算</p><p><b>  (1)計算參數(shù):</b></p><p>  ——消力池長度計算的寬度流量qL:</p><p>  一般情況下,水躍長度隨流量增長而增長。因此,由水躍長度所決定的消力池長度LK的設(shè)計單寬流

121、量qL應(yīng)為建筑物所通過的最大單寬流量。</p><p>  取qL=q校核=91.56m3/s;</p><p>  ——收縮斷面水深和共軛水深h1、h2:</p><p><b>  h1=2.68m</b></p><p><b>  h2=23.95m</b></p><p

122、>  ——躍前斷面流速和佛汝德數(shù):</p><p>  V1=q/h1=91.56/2.68=34.16m/s</p><p>  Fr1=V1/gh11/2=34.16/(9.81×2.68)1/2=6.66</p><p>  (2)水躍長度計算:見《水力學(xué)》P252公式:</p><p><b>  ——吳持恭

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