河海水工专业毕业设计任务书剖析.doc

函授水利水电工程(高起本)毕业设计任务书及指导书《留金坝水利枢纽工程设计》河海大学2011年6月留金坝水利枢纽工程设计任务书一、枢纽概况及工程目的留金坝水利枢纽工程位于江西省瑞金市西北部的瑞林镇，坝址距瑞金市城区83.5km地理位置为东经115°45′，北纬26°10′，属赣江水系贡江一级支流梅江河中下游留金坝水利枢纽工程坝址控制集水面积5790km2，多年平均径流量56.13亿m3，多年平均流量178 m3/s是一座以发电为主，兼有水库养殖、航运等综合效益的中型水利枢纽工程电站建成后，将成为瑞金市水力发电系统中的骨干电站 根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为三等工程，主要建筑物为3级，次要建筑物均按4级考虑二、设计基本资料(一)流域概况留金坝水电站位于瑞金市西北部的瑞林镇，属赣江水系贡江一级支流梅江河中下游，梅江主流发源于宁都县肖田乡北境蔡田村的黄陂山，河流自北向南流经宁都、瑞金、于都三县(市)，至于都县白口塘汇入贡水流域呈芭蕉叶形，流域内地形复杂，东部是武夷山脉，中部丘陵起伏，山间多河床盆地，一般高程在300～500m之间，东北部与福建接壤的八挂脑高程达1300m。

流域内植被良好坝址控制集水面积5790km2，主河长174.8km二)水文及气象特性1.径流本流域的径流来源是降水，根据坝址1952～2002年径流系列分析，径流的年际变化和年内分配极不均匀最大年平均流量287m3/s（1997年）为多年平均流量的1.61倍，最小年平均流量59 m3/s（1963年）为多年平均流量的0.332倍；4～6月径流量占年径流量的50.8%，10～2月径流量仅占年径流量的19.14%坝址多年平均流量178 m3/s，Cv=0.32，Cs=2.0Cv，多年平均径流量56.13亿m3，多年平均径流深969.5mm2.洪水本流域的洪水由暴雨形成，洪水季节与暴雨季节相一致洪水多出现在每年的4～7月，年最大洪水多出现在5～6月，8～9月受台风影响，有时也会出现短历时洪水梅江流域河床比降较大，洪水来势猛，洪水历时3～5d，一次洪水的洪量以3d为主根据历次洪水调查，调查到的洪水年份有1902年、1915年、1931年、1949年、1994年和2002年在本阶段设计中，在留金坝河段进行历史洪水补充调查，经走访当地中老年村民，一致认为1915年洪水是近百年来发生的最大洪水通过对历次洪水调查资料的综合分析，1915年洪水为1902年以来留金坝发生的最大洪水，约估重现期为101年。

坝址设计洪水根据坝址1952～2002年洪水系列，加入1915年、1931年等历史洪水进行频率计算，统计参数采用P-Ⅲ型曲线适线法确定多年平均洪峰流量为2590m3/s，Cv=0.50，Cs=3.0Cv坝址设计洪水过程线采用汾坑站建站以来实测最大的1994年5月3日～5日洪水过程作典型，按峰量同频率控制缩放推求坝址设计洪峰流量(P=2%)为6140m3/s，校核洪峰流量(P=0.2%)为8630m3/s3.泥 沙留金坝坝址无实测泥沙资料，采用自然地理条件相似的下游汾坑水文站1959～2002年实测泥沙资料用类比法估算，据汾坑站的多年资料统计，多年平均悬移质输沙量为114.3万t/a，多年平均侵蚀模数179.5t/km2计算求得坝址总来沙量17.95万t/a，其中悬移质沙量16.56万t/a，推移质沙量1.39万t/a4.气象本流域属亚热带东南亚季风气候区，气候温和，降水充沛，四季分明，阳光充足，无霜期长根据流域内气象站的多年资料统计，多年平均降水量1700mm，多年平均蒸发量1195mm，多年平均气温18.8℃，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-6.4℃，多年平均风速2.0m/s，最大风速20.1m/s，多年平均最大风速13.4m/s。

坝址处有效吹程为2.0km三)工程地质坝址位于瑞金市与于都县交界处上游200m处的河段上，地震基本烈度为6度，属低山丘陵区河谷地貌，左岸山顶高程约为327.5m，山体较雄厚，山坡为凹形坡，冲沟发育，山坡前缘坡度约20°，后缘坡度约30～40°右岸为直形山坡，山高体厚，坡度约35°河床宽约200m，河床大部分由粗砂覆盖，河床高程137m左右坝址区出露地层有第四系冲积层和残坡积层，基岩均为燕山早期第Ⅰ阶段第三次侵入花岗岩第四系冲积层主要分布在河床，由粗砂组成，底部含少量砾卵石，厚度0.5～2.0m，最厚处达4.10m，几乎覆盖整个河床第四系残坡积层分布于两岸山坡，主要由砂壤土、砾质粘土及碎石土组成，厚度一般为2.0～11.20m燕山早期第Ⅰ阶段第三次侵入岩，岩性为粗粒似斑状黑云母花岗岩，顶板埋深一般为2～11.20m，局部零星出露坝址区未发现有较大断裂通过，岩体受地质构造运动的影响，挤压较强烈，其中右岸水边发育3条小断层，受该组小断层影响，周围岩体风化明显加剧，呈强风化状岩体节理裂隙较发育坝址区地下水主要为基岩裂隙潜水，含水性较贫乏，赋存于基岩裂隙中，靠大气降水补给，排泄于河床河水和基岩裂隙水均具有溶出型中等腐蚀，无其他腐蚀性。

四)当地建筑材料坝址附近主要砂石料场有六处，储量足以建坝，各料场的物理性质、试验指标，基本满足技术要求，可作大坝混凝土骨料使用且无大量的粘性土及砂壤土料可供围堰防渗材料之用五)交通条件对外交通在左岸，坝顶无重要交通要求六)水库水位与库容关系曲线表1 水 库 水 位 ～ 面 积 、 容 积 关 系 表 Z(m)136.7140145150155A(万m2)0134.6340.5622.3898.6V(万m3)0222141038177619(七)工程效益水库正常蓄水位146.50m(黄海高程，下同)，水库总库容6120万m3枢纽以发电为主，电站采用河床式厂房，布置在河床左侧，厂房坝段全长56.22m，布置2台灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量为2×10MW，多年平均发电量7000万kW·h，年利用小时3500h，保证出力2.411MW.(八)水库规划及建筑特性指标表2 水库主要特征值序号名 称单位数 量备 注1水库水位校核洪水位(P=0.2%)m153.19设计洪水位(P=2%)m150.31正常蓄水位m146.5正常消落水位m145.92正常蓄水位时水库面积万m24253回水长度km14.82主 流4水库容积总库容(校核洪水位以下库容)万m36120正常蓄水位以下库容万m32030调洪库容万m34090调节库容万m32645库容系数%0.0476调节特性日调节7水量利用系数78.1三下泄流量及相应下游水位1设计洪水位时最大泄量m3/s5905相应下游水位m149.202校核洪水位时最大泄量m3/s8209相应下游水位m151.703调节流量m3/s370电站满发时流量相应下游水位m139.724溢流堰顶高程m138.5表3 坝基岩石（体）综合物理力学性质指标岩石风化程度项目名称强 风 化弱 风 化微 风 化裂 隙 面容 重 （KN/m3）2425.526.5湿抗压强度 （MPa）104070弹性模量 （MPa）1500600010000纯摩系数 （ƒ）0.420.550.650.48抗 剪强 度ƒ′0.500.650.90C′(MPa)0.120.350.80砼/基岩抗剪断强度ƒ′0.500.650.85C′(MPa)0.150.400.65承载力标准值ƒk(KPa)8002000泊 松 比0.30.250.22表4 荷 载 计 算 参 数 表项 目参数水位正常蓄水位（m）上游库水位146.50下游库水位138.20水位校核水位（m）上游库水位153.19下游库水位151.70泥沙淤沙高程（m）138.50泥沙内摩擦角（°）16容重砼（kN/m3）24泥沙（kN/m3）18水（kN/m3）10扬压力系数0.25(九)坝址地形图、地质图(见附件一)(十)其它施工期下游无供水要求，无须考虑通航、过木问题。

三、设计任务和基本要求：(一)设计任务：1.确定工程等别、建筑物级别及洪水标准 2.根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择，枢纽布置方案比较通过初步分析确定绘制枢纽平面布置及下游立视图 3.进行溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定断面，水力计算、稳定和应力分析等，并绘制设计图纸 4.进行非溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面、稳定和应力分析等，并绘制设计图5.进行细部构造设计和地基处理设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水、廓道、排水以及开挖、清理、灌浆、断层处理等，并绘制有关设计图6.进行大坝安全监测设计(选做)包括监测项目、监测方法选择与监测设施布置，以及监测设施的设计等 7.绘图要求结构合理、工艺性好、表达完整清晰，符合GB规定，体现CAD绘图能力 (二)基本要求： 1、设计者必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务，在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验 2、设计者对待设计计算绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平 3、设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明书、计算书各一份、设计图纸4～5张。

 留金坝水利枢纽工程设计指导书 根据任务书提出的设计内容，对本次毕业设计的要求、方法和步骤以及时间安排等具体指导如下： 一、了解规划任务、分析原始资料由于时间关系，本次毕业设计对水文分析和水能规划方面的内容就不作了，这部分的结果，由基本资料和建筑物特性指标给出首先要了解工程规划的概况、意图，规划特点和主要数据以及设计任务，并熟悉和分析枢纽地区地形、地质、水文、气象、建筑材料等一般情况通过对工程概况的了解和对基本资料的分析，为后面各阶段设计工作打下基础二、工程等别、建筑物级别及洪水标准确定根据枢纽库容、电站装机及相关规范，确定工程等别、建筑物级别及。