四川大学本科毕业设计 总岗山水库枢纽病害整治工程设计
图1.3.4-2 P=0.1%调洪计算成果
同理,P=1%的调洪演算过程与上述过程类似,其计算结果如下:
图1.3.4-3 P=1%调洪计算成果
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调洪计算结果如表1.3.4-3
表1.3.4-3 总岗山水库调洪计算成果表
起调 溢流 洪水频率 % 水位 堰宽 (m) 689.7 689.7 (m) 35 35 最高水位 (m) 相应库容 最大下泄流量滞洪库容(万m3) (万m3) (m3/s) 0.1 1 692.54 691.66 3267.28 3058.80 675.75 467.27 243.66 139.16 由表知,校核洪水位(P=0.1%)为692.54,洪水最大下泄流量为243.66m3/s;设计洪水位(P=1%)为691.66,最大下泄流量139.16m3/s。
1.4坝顶高程复核
为了保证库水位不超过或溅过坝顶,坝顶高程在水库正常运用和非常运用的静水位以上应有足够的超高。参考《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001),按下式计算坝顶超高:
y?R?e?hc
式中: y为坝顶超高; R为波浪在坝顶上的设计爬高;
hc为安全超高,按规定采用;
e为最大风壅水面高度。
坝顶高程Hc风壅水位静水位eRα
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波浪要素涉及以下几个因素:风速,吹程,坝前水深,风向与坝轴线法线方向的夹角,波高,上游面坡角,坝坡护面粗糙系数。
坝顶高程要分别计算正常情况和非常情况,得出两个坝顶高程计算值后取大值。 设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高; 校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。 1.4.1计算主坝正常运用情况下的坝顶超高:
1) 计算波浪爬高R:波浪爬高按蒲田试验站公式计算。先计算平均爬高Rm,再计算设计爬高R。平均爬高按下式计算:
Rm?K?KV1?m2hmLm 式中:
m?cot?K?—斜坡糙率渗透性系数,其中砌石取.075~0.8,这里取0.75 Kv—经验系数,与v/Kv=1
m—边坡系数 取2.5 hm—平均波高
h mv?gD??0.00182g??v20.45的无量纲大小有关,v/=10.5/=0.682,查表得
????=0.104m
lm—平均波长 lm=2:5hm=250.104=2.6m 因此平均波浪爬高为:
Rm?
K?KV1?m2hmLm?0.75?11?2.520.104?2.6?0.145m 由于hm=0.104m,H=34.2m,hm/H=0.00304,三级大坝采用累积频率为1%的爬高值,查表得R/Rm=2.23,所以得R=0.323m
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2) 计算风壅水面高度e:
e?Kv0D2gHm2cos?
式中: K——为综合摩阻系数,取k=3.6×10-6;
v0——为计算风速,该坝为3
级坝,故计算风速取多年平均风速的1.5倍,多年平均
风速为1.0m/s,故v01.01.5=1.5m/s
D——为风区长度,取300m;
Hm——为坝前水域的平均水深,Hm=691.66-660=31.66;
?——为计算风向与坝轴线的法线间的夹角, 由于风的方向垂直坝面取0°
则本设计的最大风壅高度为:
e?3.6?10?6?1.52?3002?9.8?31.66?cos0??3.92?10?6m
3) 安全超高hc:按III级坝和正常运用情况查表得hc=0.7m。 综上所述,正常运用情况下的坝顶超高为 △h=0.323+0.7+0.0000039=1.023m 1.4.2计算非常运用情况下的坝顶超高
非常运用情况下的坝顶超高计算公式与正常情况下一样,所不同的是风速采用多年平均最大风速v=1m/s,坝前水深H=692.54-660=32.54m
1) 计算波浪爬高R:K△=0.75~0.80,采用0.75;取g=9.8m/s2,求得无维量
vgH?1.09.8?32.54?0.056,查表得经验系数Kw=1;取风向与坝轴垂线的夹角
为0°,折减系数KB=1;初拟坝坡m=2.5;吹程D=300m,则平均波高为:
hm?0.0018?1.0?9.8?300???29.81.0?2平均波长为
????0.45?0.0668m Lm?25?0.0668?1.67m 将以上各值代入Rm式得
Rm?K?KV1?m2hmLm?0.75?11?2.520.0668?1.67?0.0928m
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根据hm=0.0668m、H=32.54m得hm/H=0.0668/32,54=0.00205,查表得R/Rm=2.23,则R=0.0928, Rm=2.23×0.0928=0.2069m。
2)再按下式计算风壅水高度e:
e?3.6?10?6?1.02?3002?9.8?32.54?cos0??1.69?10?6m
3)安全超高hc:按Ⅳ级坝和非常运用情况查表得hc=0.4m。正常运用情况下的坝顶超高为
△h=0.2069+0.4+0.0000017=0.6069m 1.4.3主坝坝顶高程复核:
坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,取一下最大值
设计洪水位加正常运行条件下坝顶超高: 691.66+1.023=692.680m 正常蓄水位加正常运行条件下坝顶超高: 689.70+1.023=690.723m 校核洪水位加非常运行条件下坝顶超高: 692.54+0.6069=693.147m 正常蓄水位加非常运行条件下坝顶超高: 689.70+0.6069=690.307m
所以,坝顶高程取693.147坝实际高程694.20m和副坝实际高程693.66m,主副坝顶高程均符合要求,不需要再进行整治。 1.4.4计算副坝正常运用情况下的坝顶超高
1) 计算波浪爬高R:波浪爬高按蒲田试验站公式计算。先计算平均爬高Rm,再计算设计爬高R。平均爬高按下式计算:
Rm?K?KV1?m2hmLm
m?cot?式中
K?—斜坡糙率渗透性系数,其中砌石取.075~0.8,这里取0.75 Kv—经验系数,与v/Kv=1
m—边坡系数 取3.0 hm—平均波高
的无量纲大小有关,v/
=10.5/
=0.682,查表得
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