某水電站攔河壩工程設計_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 大壩高 ，壩頂寬 。 廠房主要由主副廠房、升壓開關站等建筑物組成。廠房為河床式，廠內裝兩臺單機容量為 20xxkW 的水輪發電機組，總裝機 4000kW。廠房機組間距 ，主機間長 ，寬 ，副廠房布置在主廠房下游 端頭。升壓開關站為戶外式，布置在廠房下游側進廠公路旁，面積為 21 10m。 4．擋水及泄水建筑物 大壩布置 樞紐的擋水建筑物，從右岸至左岸依次為右岸重力壩段、進水口段、沖砂壩段、溢流閘壩段和左岸重力壩段。 （ 1）閘頂高程確定 閘壩既是擋水建筑物，又是泄水建筑物，在非汛期擋水，將水位蓄至正常蓄水位 m，與上一級電站尾水相銜接，達到流域規劃要求，汛期閘門開啟，以滿足大壩泄洪要求。閘門頂高程略高于正常高水位，因此閘門頂高程確定為 。 （ 2）左右岸重力壩壩頂高程確定 本工程大壩為 4級建 筑物，按 30年一遇洪水設計， 50 年一遇洪水校核，最大風速 25m/s，多年平均最大風速 18m/s，吹程 20xxm，按《混凝土重力壩設計規范》 DL/T51081999 計算壩頂高程，計算結果如表 22。 經過計算：壩頂高程由校核洪水位加安全超高和風浪爬高控制，計算壩頂高程為 176m，考慮壩頂不設防浪墻，確定壩頂高程為 176m。 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 7 表 22 壩頂高程計算成果表 計算情況 水庫靜 水位（ m） V （ m/s） D （ m） h1% （ m） hZ （ m） hc （ m） 壩頂 高程（ m） 正常蓄水位 25 20xx 174 校核洪水位 18 20xx 176 （ 3） 溢流壩寬度方案比較 確定溢流寬度的原則是 :在保證渲泄各級流量的前提下，要求樞紐布置合理、運行方便、節省投資。由于閘門打開時，洪水從溢流堰泄流。溢流堰為 WES 實用堰型，其泄流計算按泄流能力進行計算，堰頂高程為 ，根據壩址地形、地質及水流條件，按水庫正常蓄水位 考慮。 （ 4）消能方式選擇 根據本工 程壩高不大，發生校核洪水時，下游水位較高，下游兩岸有一定抗沖能力等特點，擬采用消能效果較好、工程量及投資較省的底流消能方式。 （ 5）大壩布置及材料 閘壩段位于河床中央及靠右岸位置，總凈寬 30m，閘門高 7m，壩頂高程 176m，溢流堰堰型采用 WES 實用堰型式，堰頂高程 ，閘室后段接半徑 。 大壩在溢流壩和進水口段之間設有一沖砂孔，孔口尺寸為 2 2m（寬高），底板高程，設檢修閘門及工作閘門各一扇，壩頂設有卷揚機式啟閉設備。 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 8 第三章 非溢流壩設計計算 1．壩頂高程確定 上游 水 水位的計算 根據堰流公式： 3 / 202SQ mB g H? ? ? (3— 1) 式中 Q— 下泄流量， m3 /s； B— 堰頂過水凈寬； H0— 包括流速水頭在內的堰上總水頭； m— 堰的流量系數； σ s— 淹沒系數，視淹沒程度而定，不淹沒時σ s =； ε — 側收縮系數，根據閘墩厚度和墩頭形狀確定，取ε =～ ； g— 重力加速度， 。 本設計采用 WES 實用堰型式，總凈寬為 30m，共為 3 孔，每孔寬度為 10m。采用 堰流公式計算不同堰上水頭的 泄的流量，則 ε、σ s、 m的取值根據《水力學》取得 :a、側收縮系數ε與邊墩 和閘墩的形狀系數、閘孔數等有關，查圖得相關的數據代入公式求得ε =； b、淹沒系數σ s與 hs/HO有關，對 WES 剖面可根據查圖σ s=1； c、本設計的堰屬于低堰，當 dO HH ?時，屬正常過水，正常蓄水位情況下的流量系數為 。用列表試算法求下泄流量過程、水庫蓄水過程、水庫設計洪水位、最大下泄流量 qm。（水庫特性曲線和洪水過程線見附圖 1所示。） (1)計算并繪制水庫的 qv 關系曲線。將計算列于表（ 31）中，并繪制水庫的 qv關系曲線如圖 31所示。 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 9 表 31 庫容 V 下泄流量 q 05001000150020xx250030000 50 100 150 200 250 300 350 400庫容（萬m ^ 3 )Q(m^3) 圖 31 流量 q與庫容 V 曲線 (2)計算并繪制水庫的 zv 關系曲線。將計算列于表（ 32）中，并繪制水庫的 zv 關系曲線如圖 32 所示。 表 32 庫容 V 0 水位 Z 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 庫容 V 水位 Z 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 1551601651701751800 50 100 150 200 250 300 350 400庫容（萬m ^ 3 )水位（m) 圖 32 水位 Z與庫容 V 關系 曲線 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 10 （ 3）水庫調洪計算。 某水庫 調洪計算表（試算法， P=％） 時間 t(h) 流量 Q (m179。/s) 時段 Δ t(h) (Q1+Q2)/2(m179。/s) (Q1+Q2)/2Δ t (m179。/s) 時段末出庫流量 q (m179。/s) (q1+q2)/2 (m179。/s) (q1+q2)/2 Δ t(m179。/s) Δ V (萬 m179。) V (萬 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 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 11 某水庫調洪計算表（試算法， P=％） 時間 t(h) 流量 Q (m179。/s) 時段 Δ t(h) (Q1+Q2)/2(m179。/s) (Q1+Q2)/2Δ t (m179。/s) 時段末出庫流量 q (m179。/s) (q1+q2)/2 (m179。/s) (q1+q2)/2 Δ t(m179。/s) Δ V (萬 m179。) V (萬 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 設計洪水 Q= m3/s，查表得設計洪水位 = ② 校核洪水 Q= m3/s，查表得校核 洪水位 = m福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 12 下游水位的計算 根據明渠均勻流的流量公式： RiACQ? (3— 2) 式中 A— 過水斷面面積， m2； C— 謝才系數， m1/2/s； R— 水力半徑， m； i— 坡降，‰。 庫區呈長條形河谷，區域內多顯圓形山， 山坡坡度一般為 30176。～ 40176。，本設計的右邊坡度采用 40176。，左邊坡度采用 30 186。；本設計的河床采用如附圖 A，則邊坡 m1=， m2=,，河底寬為 b1=38m；坡降為 ‰； 糙率 n 是根據《水力學》查表得 n=。 計算如下表 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) 圖 33 下游水位與流量關系曲線 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 13 河床底如圖 34 所示： 圖 34 則： ①設計洪水 Q=；由圖得 設計洪水位 = ②校核洪水 Q=1810m3/s； 由圖 得 校核洪水位 = 壩頂高程的確定 壩頂應高于校核洪水位，壩頂上游防浪墻頂的高程應高于波浪頂高程?？筛鶕痘炷林亓卧O計規范》，由下式計算壩頂高程，應選擇兩者中最高者的高程作為選定的壩頂高程。 cz hhhh ???? %1 （ 33） 式中 h? — 防浪墻頂至正常蓄水位或校核洪水位的高差， m； %1h — 累積頻率為 1%的波高， m zh — 波浪中心線至正?；蛐：撕樗坏母卟睿?m； ch — 安全超高，按《混凝土重力壩設計規范》規定， 按下表 3－ 3采用 。 表 3－ 4 安全超高 ch 運用情況 壩的安全級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 正常蓄水位 (設計洪水位 ) 校核洪水位 設計洪水位時壩頂高程的確定 根據《混凝土重力壩設計規范》規定，采用官廳水庫公式計算波浪高度 h 和波浪長度Lm、波浪中心線高出靜水位 hz: 福建水利電力職業技術 學院 某 水電站攔河壩工程設計 14 3/1206/1020 %2 )(006 vgDvvgh ? (3— 4) 2/12020 )(03 vgDvgL M ? (3— 5) 式中 h— 波浪高度， m，當 gD/V0 2=20～ 250 時，為累積頻率 5%的波高， 當 gD/v02 =250～ 1000，時，為累積頻率 10%的波高，計算浪壓力時，規范規定應采用累積頻率為 1%的波高，對應于 5%的波高，應乘以 ，對應于 10%的波高，應乘以 ； V0— 計算風速， m/s，設計情況取 50 年一遇風速，校核情況取多年平均最大風速； D— 吹程， m，可取壩前沿水面到水庫對岸水面的最大直線距離，當水庫水面特別狹長時，以 5倍平均水面寬計算。 mmz LHcthLhh ?? 22%1? (3— 6) 式中 H— 壩前水庫 水深， m %1h — 累積頻率為 1%的波高， m 壩的安全級別為Ⅲ級，查表 3－ 3得 , ? m。由于 V0=25 m/s（取 50 年一遇的風速） , D=20xxm，設計洪水位為 ，宜按官廳水庫公式計算： 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 ,