1、水利工程施工課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明一、基本信息大渡河上的一個(gè)水電項(xiàng)目被一個(gè)單獨(dú)的垂直區(qū)塊占用。河床斷面見圖1。堤防水位與流量的關(guān)系見表1和圖2。堤底坡度系數(shù)n=1，截流堤兩側(cè)坡度為1:1.5。攔截材料采用當(dāng)?shù)刂辛：谠颇付L花崗巖，堆密度為26KN/m3。本工程在左右岸設(shè)置導(dǎo)流隧洞進(jìn)行導(dǎo)流。左右導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流的上游水位與泄流量的關(guān)系見表2和圖3。圖1河床剖面圖2堤防水位流量關(guān)系曲線表1路堤水位與流量的關(guān)系流速(m3/s)2503174105001000水位(米)952.15952.71953.48954.00955.87圖3上游水位與流量的關(guān)系曲線表2上游水位與流量的關(guān)系排放流量(m3/s)01503

2、004108001400上游水位(米)953.00955.40957.03958.00960.66964.12每個(gè)學(xué)生根據(jù)不同的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行無護(hù)底截流的水力計(jì)算，并確定相應(yīng)的截流設(shè)計(jì)方案。根據(jù)以下公式，截流設(shè)計(jì)流量確定為q=(3003學(xué)號(hào)的后兩位數(shù))m3/s，計(jì)算中不考慮堤防滲流和上游池蓄水流量。截流設(shè)計(jì)是施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)過程相當(dāng)復(fù)雜。目前，我國水利水電工程的截流大多采用垂直截流，這種設(shè)計(jì)是根據(jù)垂直截流設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)方法很多。其設(shè)計(jì)分為：截流水力計(jì)算、截流水力分區(qū)和備料量設(shè)計(jì)。截流設(shè)計(jì)流量通常采用頻率法確定，即根據(jù)選定的截流周期，采用該周期內(nèi)某一頻率的某一特征流量值作為設(shè)計(jì)流量

3、。一般以截流期月平均或旬平均流量的5% 10%作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在截流水力計(jì)算中，河口流速的確定一般采用圖解法(詳見水利工程施工 P3942)。圖解法及其定量方法三曲線法介紹如下。二、截流水力計(jì)算1.計(jì)算下游水位、堤高和堤深從=306，根據(jù)水位與堤防流量的關(guān)系曲線，用插值法可知=952.62；乘，=957.08米，=7.08米；=1.62米2.根據(jù)已知的流量與上游水位的關(guān)系繪制曲線00150.00300.00410.00800.001400.00953.00955.40957.03958.00960.66964.120.382.784.415.388.0411.503.繪制龍口流量曲線龍口泄流能力

4、按寬頂堰公式計(jì)算：公式中的流量系數(shù)當(dāng)對(duì)于淹沒流，當(dāng)它是非淹沒流時(shí)，龍口平均道口寬度梯形截面：三角形截面：龍口上游水頭梯形截面：三角形截面：其中，龍口上下游水位差堤高堤底坡度系數(shù)，取為龍口上游水位河底標(biāo)高根據(jù)連續(xù)方程，龍口流速的計(jì)算公式如下淹沒流量：龍口底板以上下游水深非淹沒流：龍口斷面臨界水深也就是說，當(dāng)水下流出時(shí)：對(duì)于梯形截面：對(duì)于三角形截面：在非淹沒外流的情況下：對(duì)于梯形截面：對(duì)于三角形截面：以堤頂假設(shè)為例，計(jì)算曲線的過程表明河床底部沒有護(hù)底。40.0000.5002.1200.2360.37127.960141.79640.0001.0002.6200.3820.38528.460205

5、.72040.0001.5003.1200.4810.38528.960272.03240.0002.0003.6200.5520.38529.460345.84740.0002.5004.1200.6070.38529.960427.048假設(shè)堤頂為例，計(jì)算曲線的過程35.0000.5002.1200.2360.37122.960116.43935.0001.0002.6200.3820.38523.460169.57835.0001.5003.1200.4810.38523.960225.06535.0002.0003.6200.5520.38524.460287.15035.0002.5

6、30.0002.5004.1200.6070.38519.960284.50830.0003.0004.6200.6490.38520.460346.304假設(shè)堤頂為例，計(jì)算曲線的過程25.0001.0002.6200.3820.38513.46097.29425.0002.0003.6200.5520.38514.460169.75425.0003.0004.6200.6490.38515.460261.67425.0004.0005.6200.7120.38516.460373.78625.0005.0006.6200.7550.38517.460506.897假設(shè)堤頂為例，計(jì)算曲線的過程

7、20.0001.0002.6200.3820.3858.46061.15220.0002.0003.6200.5520.3859.460111.05620.0003.0004.6200.6490.38510.460177.04520.0004.0005.6200.7120.38511.460260.24220.0005.0006.6200.7550.38512.460361.738假設(shè)堤頂為例，計(jì)算曲線的過程14.1601.0002.6200.3820.3852.62018.93814.1602.0003.6200.5520.3853.62042.49714.1603.0004.6200.64

8、90.3854.62078.19814.1604.0005.6200.7120.3855.620127.62314.1605.0006.6200.7550.3856.620192.1914.繪制B、Q和Qd曲線簇5.從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)圖中，我們可以知道交點(diǎn)處相應(yīng)的Q和Z，判斷水流流態(tài)，計(jì)算水深H和流速V，繪制ZV和BV圖，如下表所示：解釋40250.991.34428.8041.9764.4梯形非淹沒35236.031.59424.0542.1434.6梯形非淹沒30217.181.89419.3542.3434.8梯形非淹沒25192.782.26914.7292.5935.0梯形非淹沒20158.72.74510.2052.9115.3梯形非淹沒14.1699.123.4625.0824.5784.3三角形非浸沒6.通過以下方法確定塊的粒度d:其中V巖石的極限抗沖擊速度；D當(dāng)石頭變成球形時(shí)的粒度；K綜合穩(wěn)定系數(shù)，取1.2；水的堆積密度，取10。單位重量塊石頭，記為26。具體計(jì)算如下