1、淤地壩設(shè)計(jì) 淤地壩工程設(shè)計(jì) 學(xué)院：資源環(huán)境學(xué)院班級：水保101姓名：陳洪敏學(xué)號：2010011498 前言水土流失是我國最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題之一，近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工程建設(shè)導(dǎo)致的水土流失無疑使得這一問題更加嚴(yán)峻。為應(yīng)對這一變化，我們采取了更完善的水土保持治理方案。淤地壩工程是溝道治理工程的一種，是我國黃河中游水土保持地區(qū)溝道治理的一項(xiàng)行之有效的水土保持工程措施。本次淤地壩設(shè)計(jì)，由于知識水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的限制，加之時間有限，疏漏之處在所難免，希望讀者批評指正，以便今后進(jìn)一步修改，完善，本人不勝感激。在設(shè)計(jì)過程中，參考了有關(guān)書籍，并得到張勝利老師的指導(dǎo)與各位同學(xué)的幫助，在此表示衷心的感謝！ 編者

2、 2013年5月 目錄前言第一章 淤地壩設(shè)計(jì)基本資料5第二章 淤地壩總體概況5第一節(jié) 淤地壩的概念5第二節(jié) 樞紐工程的組成5第三節(jié) 淤地壩分級及設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)6第四節(jié) 淤地壩類型選擇6第五節(jié) 壩址選擇6第三章 土壩壩體設(shè)計(jì)6第一節(jié) 壩高及庫容確定6（一）、攔泥庫容及攔泥壩高的確定7（二）、滯洪庫容及滯洪壩高的確定7（三）、安全加高h(yuǎn)確定9第二節(jié) 土壩斷面結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸10（一）、壩頂寬度10（二）、壩坡馬道10（三）、壩邊坡10（四）、壩坡保護(hù)10（五）、壩體排水11（六）、壩基和岸坡處理11第三節(jié) 土壩穩(wěn)定分析計(jì)算12第四章 土壩溢洪道設(shè)計(jì)13第一節(jié) 位置選擇13第二節(jié) 布置形式13第三節(jié) 水

3、力計(jì)算14（一）、溢流堰尺寸計(jì)算14（二）、陡坡段尺寸計(jì)算14（三）、出口段尺寸計(jì)算19第四節(jié) 溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21（一）、進(jìn)口段設(shè)計(jì)21二、陡坡段設(shè)計(jì)22三、出口段設(shè)計(jì)22第五章 土壩放水建筑物設(shè)計(jì)23第一節(jié) 放水工程組成及作用23（一）、放水工程組成23（二）、放水工程作用24第二節(jié) 工程布設(shè)24第三節(jié) 水力計(jì)算24（一）、臥管水力計(jì)算241、進(jìn)水孔尺寸計(jì)算26 2、臥管涵洞斷面尺寸計(jì)算.26 3、臥管臺階尺寸計(jì)算.26 4、臥管消力池水力計(jì)算.26(二) 、輸水涵洞水力計(jì)算28(三) 涵洞出口消能段水力計(jì)算28第四節(jié) 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29（一）、臥管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29（二）、輸水涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30（三

4、） 、輸水涵洞出口設(shè)計(jì)30 第一章 淤地壩設(shè)計(jì)基本資料 1. 流域溝道壩址地形圖一張（1/1000）； 2. 壩址以上集水面積5km2; 3. 經(jīng)勘測計(jì)算，求得壩高H與庫容V、淤地面積A的關(guān)系見圖； 4. 流域年侵蝕模數(shù)K=10000t/km2, 20年一遇設(shè)計(jì)洪水流量Q20=105m3/s，洪水總量W洪10萬m3，200年一遇設(shè)計(jì)洪水流量Q200=180m3/s，洪水總量W洪17萬m3； 5. 溝道無常流水； 6. 壩址附近有充足的筑壩土料，土壤內(nèi)摩擦角20，內(nèi)聚力c=0.8t/m2; 7. 放水洞設(shè)計(jì)流量Q=0.5m3/s第二章 淤地壩總體概況第一節(jié) 淤地壩的概念淤地壩是指在溝道中為了攔泥

5、、淤地所建的壩，壩內(nèi)淤成的土地稱為壩地。淤地壩是在我國古代筑壩淤田經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。淤地壩是我國黃河中游水土流失地區(qū)溝道治理的一項(xiàng)行之有效的水土保持工程措施。第二節(jié) 樞紐工程的組成（一）組成及作用淤地壩工程一般由三大件組成，即大壩、溢洪道，放水洞。壩體是橫攔溝道的擋水建筑物，用以攔蓄洪水，淤積泥沙。溢洪道是排洪建筑物，當(dāng)淤地壩內(nèi)洪水位超過設(shè)計(jì)高度時，洪水就會由溢洪道排出，以保證壩體的安全和壩堤生產(chǎn)的正常運(yùn)行。放水建筑物用以排泄溝道長流水、庫內(nèi)積水到壩的下游，通常采用豎井和臥管的形式，淤地壩主要用于攔泥淤地，一般不長期蓄水，其下游也無灌溉要求。（二）組成方案選擇淤地壩樞紐工程組成在實(shí)踐

6、中有三大件方案（大壩、溢洪道和放水建筑物），也有兩大件方案（大壩和放水建筑物），還有一大件方案（大壩）。雖然三大件方案中溢洪道工程量大，工程投資和維修費(fèi)用較高，但考慮到淤地壩控制的流域面積較大，為5km2,從工程建成后運(yùn)用安全方面及淤地壩上游淹沒損失兩方面綜合考慮，淤地壩設(shè)計(jì)為三大件方案。第三節(jié) 淤地壩分級及設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)淤地壩庫容小于50萬立方米，屬于中小型淤地壩。洪水重現(xiàn)期設(shè)計(jì)洪水為20年，校核洪水為200年。淤積年限為設(shè)計(jì)為10年。注：依據(jù)水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范溝壑治理技術(shù)（GB/T16453.31996）可根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)提高設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。第四節(jié) 淤地壩類型選擇壩地附近有充足的筑壩土

7、料，可以就地取材，考慮到土壩對地基要求低，施工技術(shù)較為簡單，因此淤地壩設(shè)計(jì)為均質(zhì)土壩。土壩按照施工方法可以分為碾壓壩和水墜壩。在壩地附近有充足的土料，但是沒有充足的水源，水墜壩無法施工，因此土壩設(shè)計(jì)為碾壓壩。綜上，淤地壩設(shè)計(jì)為碾壓均質(zhì)土壩。第五節(jié) 壩址選擇好的壩址是淤地面積大、工程量小、施工方便、運(yùn)用安全可靠。在流域溝道壩址地形圖中有兩個軸線位置可以選擇，其中軸線二處溝谷狹窄，上游地形開闊平坦，并處于口小肚大的葫蘆口地形處，在軸線二處筑壩工程量小、庫容大、淤地面積大。因此，選中在軸線二處筑壩。第三章 土壩壩體設(shè)計(jì)第一節(jié) 壩高及庫容確定 淤地壩壩高H一般由攔泥壩高h(yuǎn)攔，滯洪壩高h(yuǎn)滯和安全超高h(yuǎn)三

8、部分組成，即壩高：H=h攔+h滯+h 土壩斷面結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖（一）、攔泥庫容及攔泥壩高的確定式中：F淤地壩控制的流域面積，單位km2，取F=5 km2K年平均侵蝕模數(shù)，K=10000t/（km2年） ns壩庫排沙比，從安全角度考慮，認(rèn)為土壩不排沙，即ns=0T設(shè)計(jì)淤積年限，N=10年rS淤積泥沙的干容重，rS =1.35t/m3將數(shù)據(jù)代入得： =37萬m3根據(jù)H-V曲線，查出相應(yīng)的攔泥壩高h(yuǎn)攔=22.5m，高程為820.5m。（二）、滯洪庫容及滯洪壩高的確定對于三大件方案，滯洪庫容需通過調(diào)洪計(jì)算確定。調(diào)洪計(jì)算方法采用簡化三角形法：溢洪道最大泄流量Q泄為： 溢流堰堰流公式為： 兩公示聯(lián)立得： 其中，

9、M流量系數(shù)，取值為M=1.6； H溢洪道堰上水頭； B溢洪道堰頂凈寬； W洪溢洪道最大泄洪量； V滯滯洪容積； Q洪來水洪峰流量1、用20年一遇洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)已知20年一遇設(shè)計(jì)洪水流量Q20=105m3/s，洪水總量W洪10萬m3。求解采用試算法，步驟為：1) 由計(jì)劃淹深假設(shè)h滯，由HV曲線求得V滯；2) 按公式 求Q泄；3) 按堰流公式 求溢洪道寬度B；4) 經(jīng)過多次假設(shè)計(jì)算，最終對工程作經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，取一個合適的B，該B所對應(yīng)的h滯，Q泄，V滯即為調(diào)洪計(jì)算所求。 調(diào)洪計(jì)算表1h滯（m）高程（m）v攔（萬m3）v庫(萬m3)v滯(萬m3)B（m）1821.53741439.38 1.5822

10、3741.84.818.58 2822.53742.55.510.44 2.58233743.26.26.31 3823.5374473.79 3.58243744.97.92.10 從試算表格中可以看出，h滯=2m時，v滯=5.5萬m3，B=10.44m符合土壩設(shè)計(jì)要求，因此，B設(shè)計(jì)為10.5m，此時=47.25m3 /s2、用200年一遇洪水進(jìn)行校核已知200年一遇設(shè)計(jì)洪水流量Q200=180m3/s，洪水總量W洪17萬m3校核步驟:1) 首先假設(shè)一個h滯，由HV曲線求得V滯；2) 按公式 求Q泄；3) 按堰流公式 ，其中M=1.6，B=10.5m,可求得h滯；4) 將假設(shè)的h滯的值與求得

11、的h滯的值對比，如果兩個數(shù)值接近或相等，則為所求的h滯。 調(diào)洪計(jì)算表2h滯（m）高程（m）v攔（萬m3）v庫(萬m3)v滯(萬m3)B（m）MB*Mh滯1821.53741410.51.616.84.06 1.58223741.84.810.51.616.83.90 2822.53742.55.510.51.616.83.75 2.58233743.26.210.51.616.83.59 3823.53744710.51.616.83.41 3.58243744.97.910.51.616.83.20 4824.53745.88.810.51.616.82.99 由表2可知，h滯=3.5m時兩

12、值相近，故h滯=3.5m。（三）、安全加高h(yuǎn)確定安全加高是考慮壩庫蓄水后，水面風(fēng)浪沖擊，蓄水意外增大使庫水位升高和壩體沉陷等附加的一部分壩高，按有關(guān)規(guī)定，壩高H20米，h取1.52米。（四）.壩高的確定20年一遇洪水計(jì)算為：H20=h攔+h滯+h=22.5+2.0+2.0=26.5m200年一遇洪水校核為：H200=h攔+h滯+h=22.5+3.5+1.5=27.5m因?yàn)镠20H200，所以壩高應(yīng)該按照H200設(shè)置，即H=27.5m,設(shè)計(jì)為27.5m第二節(jié) 土壩斷面結(jié)構(gòu)構(gòu)造及尺寸（一）、壩頂寬度壩頂設(shè)置單行道車道，由表3-8 中可以看出，對于高度在21m-30m的土壩壩頂寬度B=5m。（二）、

13、壩坡馬道因壩高于15m，考慮到施工行人、交通、堆放材料、機(jī)件方便和壩坡排水,在壩的中部即14 m的高度（高程812m）設(shè)置1.5m寬的橫向馬道。馬道上部壩坡陡，下部壩坡緩。馬道與壩坡相連處設(shè)排水溝。排水溝為矩形斷面，尺寸為3030cm（深寬），邊墻、底板厚均為0.2m。（三）、壩邊坡上游馬道以上坡比為1:2.25,馬道以下坡比為1:2.5；下游馬道以上坡比為1:1.75,馬道以下坡比為1:2。（四）、壩坡保護(hù)為防雨水等沖刷，淤積面以上的上游壩面和下游壩面，須設(shè)置保護(hù)措施。1、植物措施保護(hù)措施可為種植牧草、栽植灌木、也可以砌石。2、排水溝下游壩面還需要設(shè)置縱向排水溝，特別是壩端與溝坡相接處，必須

14、做好排水措施，以防暴雨徑流沖刷。因此，在壩體與岸坡結(jié)合處設(shè)縱向排水溝，將壩面流水送出壩腳以外。排水溝為矩形斷面，尺寸為3030cm（深寬），邊墻、底板厚均為0.2m.3、結(jié)合槽為增加壩體穩(wěn)定性，防止土壩與溝底結(jié)合面上透水，沿壩軸線方向從溝底到岸坡開挖一道梯形斷面結(jié)合槽。結(jié)合槽底寬1.0m，深1m，邊坡比1：1，結(jié)合槽用黃土人工回填夯實(shí)。（五）、壩體排水壩庫蓄水之后，由于上游水壓力的作用，水流會通過壩體滲透到下游壩面坡腳處，對于下游壩坡產(chǎn)生沖刷，出現(xiàn)管涌和流土現(xiàn)象。為了保證壩體安全，需要在壩的下游坡腳處設(shè)置排水體。排水體的作用是一是降低浸潤線的位置，防止?jié)B透破壞（流土，管涌）；二是增加壩坡穩(wěn)定，

15、減小壩的斷面尺寸。本次設(shè)計(jì)采用棱式反濾排水體排水。斷面為梯形，如圖。設(shè)計(jì)排水體頂端長度為2.5m，高度為5m，粗砂厚度為0.3m，小礫石厚度為0.4m，內(nèi)部坡比為1：1，外部坡比為1:1.5。（六）、壩基和岸坡處理壩體填筑前，必須對壩基和岸坡進(jìn)行處理，清基范圍應(yīng)超出壩的坡腳線0.6m，清基平均深度為30cm，凡在清基范圍內(nèi)的地面表土、亂石、草皮、樹木、腐殖質(zhì)等均要清除干凈，不得留在壩內(nèi)做回填土用。與壩體連接的岸坡應(yīng)開挖成平順的正坡，土質(zhì)岸坡不陡于1：1.5。第三節(jié) 土壩穩(wěn)定分析計(jì)算（一） 穩(wěn)定性分析計(jì)算的目的 土壩由散狀土料堆筑，體積較大，一經(jīng)壓實(shí)，通常不會沿壩基發(fā)生整體滑動。土壩主要靠土粒間

16、摩擦力和粘聚力來維持穩(wěn)定，但滲透水會大大減低摩擦力和粘聚力。當(dāng)壩坡高于某一數(shù)值，失去穩(wěn)定，發(fā)生滑坡，故需要對土壩進(jìn)行穩(wěn)定性分析，以求得穩(wěn)定狀態(tài)下壩體最優(yōu)斷面形狀與尺寸。（二） 穩(wěn)定分析計(jì)算本次土壩穩(wěn)定分析計(jì)算方法采用泰勒分析法。泰勒提出在土坡穩(wěn)定分析中共有5個計(jì)算參數(shù),即土的重度、土坡高度H、坡角以及土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、，若知道其中4個參數(shù)時就可以求出第五個參數(shù)Ns，稱為穩(wěn)定因數(shù)。泰勒通過大量計(jì)算得到Ns與及間的關(guān)系曲線。如圖所示：泰勒的穩(wěn)定因數(shù)Ns與坡角a的關(guān)系 經(jīng)計(jì)算，得到下表：坡比坡度jNsC穩(wěn)定安全系數(shù)K1:2.2523.97 200.0090.10 8.23 1:2.521.81 2

17、00.00280.03 25.51 1:1.7529.76 200.0270.29 2.74 1:1.829.07 200.0250.28 2.86 由表可以看出，穩(wěn)定安全系數(shù)K大于1，所以該土坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。第四章 土壩溢洪道設(shè)計(jì)第一節(jié) 位置選擇從流域溝道壩址地形圖中可以看出溝道右岸（站在上游面向下游，左為左岸，右為右岸）坡度較陡，左岸坡度較緩，故溢洪道應(yīng)該設(shè)置在在溝道的左岸平緩山坡處。同時，為了泄洪安全，溢洪道的進(jìn)口布設(shè)在距壩端10m以外，出口布設(shè)壩坡坡腳線20-50m以外，溢洪道軸線布設(shè)為直線。第二節(jié) 布置形式 所設(shè)計(jì)的土壩為中型淤地壩，且流域匯水面積大，泄洪流量大，因此溢洪道設(shè)計(jì)為堰流

18、式陡坡式溢洪道，用漿砌石建造。考慮到陡坡式溢洪道具有結(jié)構(gòu)簡單、水流平順、施工方便、工程量小的優(yōu)點(diǎn)，溢洪道設(shè)計(jì)為陡坡式。溢洪道由進(jìn)口段，陡坡段，出口段三部分組成。其中進(jìn)口段的溢流堰設(shè)計(jì)為無坎寬頂堰。第三節(jié) 水力計(jì)算（一）、溢流堰尺寸計(jì)算溢流堰采用實(shí)用堰，堰上水深為H=h滯=2m，堰長設(shè)計(jì)為2.5倍的H，即L=5m，堰頂寬度為B=10.5m。（二）、陡坡段尺寸計(jì)算1、計(jì)算臨界水深hk陡坡段設(shè)計(jì)為矩形,底寬B=10.5m。對于矩形斷面陡槽，hk可按照水力學(xué)公式試算求得，即 =其中，臨界水深，m.流速分布不均勻系數(shù)，取1.0.q單寬流量，m3/(sm),q= Q泄/B.Q泄溢洪道設(shè)計(jì)流量，m3/s.B

19、溢洪道寬，m.g重力加速度，m/，取9.8. 單寬流量q= Q泄/B=47.25/10.5=4.5m3/(sm). 臨界水深 =1.27m.2、計(jì)算臨界底坡ik其中Kk為流量模數(shù)；k 為過水?dāng)嗝婷娣e，k=B*hk；Ck 為謝才系數(shù)， ，n為粗糙系數(shù)，n=0.02 ；Rk為相應(yīng)的臨界水深hk時的水力半徑，Xk為相應(yīng)的臨界水深hk時的濕周，Xk=2 hk+B將hk =1.27m代入公式Xk=2 hk+B可得：濕周Xk =13.04m；過水?dāng)嗝婷娣ek=B*hk =13.335m2；=13.33513.04=1.023m； =50.19綜上，Kk=676.9m3/s，ik=47.252/676.92=

20、0.00487陡坡段底坡設(shè)計(jì)為i=1:5，因?yàn)閕k =0.00487 i=0.2,所以陡坡水流為急流，可按照陡坡計(jì)算。3、計(jì)算陡坡長度L0P為陡坡段總落差，壩底高程為796.2m，溢流堰高程為820.5m，因此P=820.5-796.2=24.3m；i=1:5=0.2，則=123.9m。4、計(jì)算正常水深h0利用明渠均勻流公式：A為過水?dāng)嗝婷娣e，A=B*H，B=10.5m；C 為謝才系數(shù)， ，n為粗糙系數(shù)，n=0.02；R為水力半徑，X為濕周，X=2 h+B；i為底坡坡度，i=0.2。明渠均勻流公式可以轉(zhuǎn)化為只有一個變量h的公式，即：Q=234.7871*h*(10.5h/(10.5+2h)(2

21、/3)試算法：假設(shè)一個水深ho，可以求得一個流量Q，將ho和Q的關(guān)系進(jìn)行線性分析，做出趨勢線，根據(jù)趨勢線公式代入Q泄=47.25m3/s便可以求得ho 的值。正常水深Ho/m流量Q/m3/s0.15.00 0.215.66 0.330.42 0.448.55 0.569.60 0.693.24 由流量和水深的關(guān)系圖中可以求出，當(dāng)y=Q泄=47.25m3/s時，x=h0 =(47.25+18.372)/177.47=0.37m5、計(jì)算水面曲線 =()式中：為溢洪道陡坡段相鄰兩過水?dāng)嗝娴乃?，單位m；i為底坡比降，i=1:5；為溢洪道陡坡段相鄰兩過水?dāng)嗝嫠ζ露鹊钠骄担籬1,h2為溢洪道陡坡段相

22、鄰兩過水?dāng)嗝娴乃睿瑔挝籱；,為溢洪道陡坡段相鄰兩過水?dāng)嗝娴钠骄魉伲瑔挝籱/s；a1、a2為相鄰兩過水?dāng)嗝鎰幽苄拚禂?shù)，取1.0。 溢洪道陡坡段相鄰兩斷面單位能之差計(jì)算表 溢洪道陡坡段相鄰兩斷面水力坡度計(jì)算表 溢洪道陡坡段過水?dāng)嗝娣侄伍L度計(jì)算表得到水面曲線圖如下：從水面曲線中計(jì)算可以得到L=51.08m，小于陡坡段長度L=123.9m。由此可以說明陡坡段末端水深達(dá)到正常水深。6、陡坡終點(diǎn)水深ha和末端流速va因?yàn)榍蟪龅乃媲€的長度L=51.08m溢洪道陡坡段長度L0 =123.9m，所以陡坡段末端水深ha正常水深h0=，此時Q泄=47.25m3/s，過水?dāng)嗝婷娣eA=B*H=10.50.37

23、=3.885m2，=47.253.885=12.16m/s7、陡坡邊墻高度H確定考慮到陡坡流速較大，參氣會使水深增加，故邊墻高度H應(yīng)按下式確定：h為水深；hB為摻氣時的水深增加值，當(dāng)流速V小于或等于20m/s時，；h為安全加高，可取0.51.0m，在本次淤地壩設(shè)計(jì)中，取h=1m.為了計(jì)算和施工的方便，陡坡側(cè)墻的高度由陡坡起始端側(cè)墻高度H始與陡坡末端側(cè)墻高度H末兩點(diǎn)連線確定，因此，只需要計(jì)算出H始 和H末 兩個數(shù)值即可。A、 陡坡起始端：vk =3.54m/s，hk =1.27m,則=3.3541.27100=0.045m，h=1m, H始=h+hB+h=1.27+0.045+1=2.315m，

24、故設(shè)計(jì)為2.5mB、 陡坡末端：=12.16m/s，ha=0.37m，則=12.160.37100=0.0449m，h=1m, H末=h+hB+h=0.37+0.0449+1=1.4149m，故設(shè)計(jì)為1.5m 起始和末端高度確定，可以確定邊墻高度H。（三）、出口段尺寸計(jì)算1、 消力池深度S計(jì)算 消力池斷面設(shè)計(jì)為矩形，消力池深度選用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：其中：h以陡坡段末端水深ha為躍前水深計(jì)算出的躍后水深，單位m；ht尾渠正常水深，單位m A.求躍后水深h 單寬流量q=Q/B=47.25/10.5=4.5m3/(sm),躍前斷面平均流速Va=q/ha=4.5/0.37=12.16m/s,躍前斷面弗

25、勞德數(shù)Fra=Va/(g*ha)=12.16/(9.8*0.37)=3.35,故h=1.1*1/2*ha*(1+8Fra2)-1)=1.74m,為安全系數(shù)，取1.1。B、求尾渠正常水深ht： 尾渠設(shè)計(jì)成矩形斷面，底寬B=10.5m。 利用明渠均勻流公式： A為過水?dāng)嗝婷娣e，A=B*H，B=10.5m；C 為謝才系數(shù)， ，n為粗糙系數(shù)，n=0.02 ；R為水力半徑，X為濕周，X=2h+B；i為尾渠底坡坡度，可以與土壩下游區(qū)域坡降近似相等，在流域溝道壩址地形圖上可以看出高程由798m降到796.2m圖上直線距離為8cm，圖為1:10000的地形圖，則實(shí)際距離為80m，由此可以求得i=（798-79

26、6.2）80=0.0225?？傻盟頷與Q之間函數(shù)關(guān)系式： Q=1/n*R(2/3)*B*H*i用試算法，假設(shè)某一h,求出相應(yīng)Q，將h和Q的關(guān)系進(jìn)行線性分析，做出趨勢線，根據(jù)趨勢線公式代入Q泄=47.25m3/s便可以求得ht 的值。 尾渠水深計(jì)算表 Q=1/n*R(2/3)*B*H*i寬度B水深H面積A濕周X水力半徑Ri流量Qm/s10.50.44.211.30.37 0.02 16.28 10.50.55.2511.50.46 0.02 23.35 10.50.66.311.70.54 0.02 31.27 10.50.77.3511.90.62 0.02 39.98 10.50.88.4

27、12.10.69 0.02 49.39 10.50.99.4512.30.77 0.02 59.45 10.5110.512.50.84 0.02 70.11 10.51.111.5512.70.91 0.02 81.31 由流量和水深的關(guān)系圖中可以求出當(dāng)Q泄=47.25m3/s時，ht =0.76m 已求得躍后水深h，尾渠正常水深ht ，消力池深度 S=1.25(h-ht)=1.25*（1.74-0.76）=1.225m 2、消力池長度計(jì)算式中：為折減系數(shù)，取值0.75；h”為躍后水深，h”=1.74m；h為躍前水深，h=0.37m則：=6.9(1.74-0.37)=9.45m=0.759.

28、45=7.09m，設(shè)計(jì)為7.5m第四節(jié) 溢洪道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）、進(jìn)口段設(shè)計(jì)引水渠設(shè)計(jì)在巖基上，采用矩形明渠，修葺平整即可，本次用漿砌石襯砌。渠道斷面底寬B=10.5m,側(cè)墻高H=2.5m，厚度為0.4m（二）、漸變段設(shè)計(jì)漸變段長度L=5m，采用八字墻作為導(dǎo)流墻，側(cè)墻厚為0.4m 導(dǎo)流墻與邊墩用縫分開，使其獨(dú)立工作，墻高2.5m。底板上游做滲齒墻，入地基1m,厚0.5m,底板砌厚0.5m.,因?yàn)锽相同，此時=0。 （三）、溢流堰設(shè)計(jì) 淤地壩地基為巖基，溢流堰設(shè)計(jì)實(shí)用堰，堰長為5m，底板厚0.4m,橫截面為矩形，底寬10.5m。堰體底板與漸變段底板相連，連接處需做一深1m，厚0.5m的防滲抗滑齒墻。

29、堰邊墻（邊墩）用漿砌石建造，為擋土墻形式，墻高2.5m，頂寬0.4m,堰邊墻一側(cè)垂直，另一側(cè)邊坡為1:1，溢流堰邊墩結(jié)構(gòu)圖詳見附圖。 二、陡坡段設(shè)計(jì)陡坡段縱坡設(shè)計(jì)為1:5，陡槽斷面為矩形斷面，陡槽側(cè)墻和底板用漿砌石建造，厚0.4m。為了防止不均勻沉降，陡槽沿著縱坡每隔10m留一沉陷縫。每段陡槽的起始端都設(shè)置深1m，厚0.5m的防滲抗滑齒墻。為了防止陡槽底板冰凍發(fā)生裂縫，還需在底板下鋪設(shè)0.2m的砂卵石墊層反濾排水及縱向排水溝。由于陡槽中水的流速較大，動水壓力可能使底板產(chǎn)生振動，為了穩(wěn)定起見，需校核底板厚度d是否滿足要求。底板厚度校核使用公式：式中：d為底板厚度（m）；a為地基條件系數(shù)，密實(shí)黏土

30、a=0.8；v為槽中流速；h為槽中水深a、陡槽起始端：vk =3.54m/s，hk =1.27m，d=0.030.83.541.27=m0.4mb、陡槽末端：v0 =11.75m/s，h0=0.37m，d=0.030.811.75=0.17m0.4m由此可以看出，底板厚度為0.4m滿足要求。三、出口段設(shè)計(jì)出口段包括消力池、漸變段和尾水渠三部分。漸變段和尾水渠與進(jìn)口段結(jié)構(gòu)相同，尺寸不同。消力池用漿砌塊石修筑，池底厚0.5m, 池前端設(shè)置齒墻，深1.0m，厚0.5m，底板下設(shè)反濾排水孔和反濾層，考慮到溢洪道整體的流暢性與施工方便，側(cè)墻高度同于陡槽，長7.5m,底寬10.5m。漸變段長度為5m，寬度

31、10.5m，側(cè)墻高度為1.5m，厚度0.4m。尾水渠寬度10.5m，高度1.5m。 底板池底厚度d校核公式：式中：d為底板厚度；hc為收縮斷面處水深，可取躍前水深；Vc為收縮斷面處流速； K為系數(shù)，K=0.03+0.175sina， a為陡槽未端射流與水平面夾角。已知tana=1/5，則a=11.31，Vc = 11.75m/s， hc =0.37m/s ，K=0.03+0.175sina=0.03+0.175sin11.31=0.06432則 =0.0643211.75=0.46m因?yàn)閐=0.460.5，所以消力池底板厚度設(shè)計(jì)為0.5m滿足要求。第五章 土壩放水建筑物設(shè)計(jì)第一節(jié) 放水工程組成

32、及作用（一）、放水工程組成放水工程由進(jìn)口取水工程、輸水工程和出口消能工程組成。取水工程設(shè)計(jì)為臥管，輸水工程設(shè)計(jì)為壩下涵洞，出口消能工程設(shè)計(jì)為底流消能。臥管空口設(shè)計(jì)為平孔，平孔高差0.5m。輸水涵洞設(shè)計(jì)為砌石拱涵，輸水涵洞出口段設(shè)計(jì)為陡坡段消力池形式,結(jié)構(gòu)同溢洪道出口道消力池。（二）、放水工程作用對已經(jīng)淤成的壩庫，防水工程的作用主要是排除壩內(nèi)積水，保證壩地生產(chǎn)安全，降低鹽堿化；對未淤成的壩庫，主要是排水騰空庫容，攔蓄徑流泥沙，調(diào)節(jié)洪水徑流。第二節(jié) 工程布設(shè)臥管布設(shè)在溝道的右岸，土壩上游坡腳處，臥管縱向坡度設(shè)計(jì)為1:2。輸水涵洞埋于壩基，縱向坡度設(shè)計(jì)為1:100，涵洞軸線與壩軸線垂直，與臥管軸線呈直角。涵洞出口消能工程布設(shè)在土壩下游壩坡坡腳以外，放在溝道的一側(cè)，使水流沿坡腳流動，防止切割壩體。第三節(jié) 水力計(jì)算（一）、臥管水力計(jì)算臥管上端高出壩庫最高水位1m，并在頂部設(shè)置通氣孔。臥管涵洞高度比正常水深大3倍。1、進(jìn)水孔尺寸計(jì)算進(jìn)水孔設(shè)計(jì)成兩個孔同時進(jìn)水，進(jìn)水流量Q為：式中：為流量系數(shù)，=0.62；為進(jìn)水孔斷面面積，進(jìn)水孔設(shè)計(jì)成圓形，即=d2；g為重力加速度，g=9.81m/s2 ;H1 、H2 分別為上下孔孔口水頭。已知Q=0