说明书
1、已知基本资料
1. 流域沟道坝址地形图一张（1/1000）； 2. 坝址以上集水面积5km2;
3. 经勘测计算，求得坝高H与库容V、淤地面积A的关系见图；
4. 流域年侵蚀模数K=10000t/km2, 20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s， 洪水总量W洪 ＝10万m3， 200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3； 5. 沟道无常流水；
6. 坝址附近有充足的筑坝土料，土壤内摩擦角φ＝20°，内聚力c=0.8t/m2; 7. 放水洞设计流量Q=0.5m3/s 2．淤地坝组成方案选择
淤地坝枢纽工程组成在实践中有三大件方案（大坝、溢洪道和放水建筑物），也有两大件方案（大坝和放水建筑物），还有一大件方案（大坝）。
虽然三大件方案中溢洪道工程量大，工程投资和维修费用较高，但考虑到淤地坝控制的流域面积较大，为5km2,从工程建成后运用安全方面及淤地坝上游淹没损失两方面综合考虑，淤地坝设计为三大件方案。 2．1淤地坝分级及设计洪水标准
淤地坝库容小于50万立方米，属于中小型淤地坝。洪水重现期设计洪水为20年，校核洪水为200年。淤积年限为设计为10年。 2.2淤地坝类型选择
坝地附近有充足的筑坝土料，可以就地取材，考虑到土坝对地基要求低，施工技术较为简单，因此淤地坝设计为均质土坝。
土坝按照施工方法可以分为碾压坝和水坠坝。在坝地附近有充足的土料，但是没有充足的水源，水坠坝无法施工，因此土坝设计为碾压坝。
综上，淤地坝设计为碾压均质土坝。 2.3坝址选则
好的坝址是淤地面积大、工程量小、施工方便、运用安全可靠。在流域沟道坝址地形图中有两个轴线位置可以选择，其中轴线二处沟谷狭窄，上游地形开阔平坦，并处于口小肚大的葫芦口地形处，在轴线二处筑坝工程量小、库容大、淤地面积大。因此，选中在轴线二处筑坝。 3. 土坝坝体设计
3.1坝高及库容确定
淤地坝坝高H一般由拦泥坝高h拦，滞洪坝高h滞和安全超高Δh三部分组成，即坝高：H=h拦+h滞+Δh
3.11拦泥库容及拦泥坝高的确定
式中：F—淤地坝控制的流域面积，单位km2，取F=5 km2
K—年平均侵蚀模数，K=10000t/（km2?年）
ns—坝库排沙比，从安全角度考虑，认为土坝不排沙，即ns=0 T—设计淤积年限，N=10年
rS—淤积泥沙的干容重，rS =1.35t/m3 将数据代入得：
=
=38.5万m3
根据H-V曲线，查出相应的拦泥坝高h拦=23m，高程为821米。 3.12滞洪库容及滞洪坝高的确定
对于三大件方案，滞洪库容需通过调洪计算确定。 调洪计算方法采用简化三角形法：
溢洪道最大泄流量Q泄为：
溢流堰堰流公式为： 两公示联立得：
其中，M—流量系数，取值为M=1.6；H—溢洪道堰上水头；B—溢洪道堰顶净宽；W洪—溢洪道最大泄洪量；V滞—滞洪容积；Q洪—来水洪峰流量 (1)、先用20年一遇洪水进行设计
已知20年一遇设计洪水流量Q20=105m3/s，洪水总量W洪＝10万m3。 求解采用试算法，步骤为：
1) 由计划淹深假设h滞，再由H~V曲线求得V滞； 2) 按公式 3) 按堰流公式
求Q泄；
求溢洪道宽度B；
4) 经过多次假设计算，最终对工程作经济、技术比较，取一个合适的B，
该B所对应的h滞，Q泄，V滞即为调洪计算所求。
从试算表格中可以看出，h滞=2.5m时，v滞=5万m3，B=8.3m符合土坝设计要求，因此，B设计为8.5m，此时
=
=52.5m3 /s
(2)、再用200年一遇洪水进行校核
已知200年一遇设计洪水流量Q200=180m3/s，洪水总量W洪＝17万m3 校核步骤:
1) 首先假设一个h滞，由H~V曲线求得V滞； 2) 按公式
求Q泄；
3) 按堰流公式 ，其中M=1.6，B=8.5m,可求得h滞；
4) 将假设的h滞的值与求得的h滞的值对比，如果两个数值接近或相等，则
为所求的h滞。
代入数据得，h滞=3.9m时，所求的两个数值比较的接近，因此校核h滞等于3.9
安全加高△h确定
20年一遇洪水计算为：H20=h拦+h滞+Δh=23+2.5+1.5=27m 200年一遇洪水校核为：H200=h拦+h滞+Δh=23+3.9+2=28.9m
因为H20 坝顶设置单行道车道，由表3-8 中可以看出，对于高度在21m-30m的土坝坝顶宽度B=5m。 3.22 坝坡马道 因坝高于15m，考虑到施工行人、交通、堆放材料、机件方便和坝坡排水,在坝的中部即14.5m的高度（高程812.5m）设置1.5m宽的横向马道。马道上部坝坡陡，下部坝坡缓。马道与坝坡相连处设排水沟。排水沟为矩形断面，尺寸为30×30cm（深×宽），边墙、底板厚均为0.2m。 3.23 坝边坡 上游马道以上坡比为1:2.25,马道以下坡比为1:2.3；下游马道以上坡比为1:1.75,马道以下坡比为1:1.8。 3.24 坝坡保护 为防雨水等冲刷，淤积面以上的上游坝面和下游坝面，须设置保护措施。 （1）、植物措施 保护措施可为种植牧草、栽植灌木、也可以砌石。 （2）、排水沟 下游坝面还需要设置纵向排水沟，特别是坝端与沟坡相接处，必须做好排水措施，以防暴雨径流冲刷。因此，在坝体与岸坡结合处设纵向排水沟，将坝面流水送出坝脚以外。排水沟为矩形断面，尺寸为30×30cm（深×宽），边墙、底板厚均为20cm. （3）、结合槽 为增加坝体稳定性，防止土坝与沟底结合面上透水，沿坝轴线方向从沟底到岸坡开挖一道梯形断面结合槽。结合槽底宽1.0m，深1m，边坡比1：1，结合槽用黄土人工回填夯实。 3.25坝体排水 坝库蓄水之后，由于上游水压力的作用，水流会通过坝体渗透到下游坝面坡脚处，对于下游坝坡产生冲刷，出现管涌和流土现象。为了保证坝体安全，需要在坝的下游坡脚处设置排水体。排水体的作用是一是降低浸润线的位置，防止渗透破坏（流土，管涌）；二是增加坝坡稳定，减小坝的断面尺寸。 棱式反滤排水体适用于中大型土坝，因此该土坝排水体设计为棱式反滤排水体。排水体顶端长度为2.5m，高度为5.8m，粗砂厚度为0.3m，小砾石厚度为0.4m，内部坡比为1：1，外部坡比为1:1.5。 棱式反滤排水体断面结构示意图见附图。 3.26坝基和岸坡处理 坝体填筑前，必须对坝基和岸坡进行处理，清基范围应超出坝的坡脚线0.6m， 清基平均深度为30cm，凡在清基范围内的地面表土、乱石、草皮、树木、腐殖质等均要清除干净，不得留在坝内做回填土用。与坝体连接的岸坡应开挖成平顺的正坡，土质岸坡不陡于1：1.5。 3.3 土坝稳定分析计算 土坝稳定分析计算方法：泰勒分析法 泰勒提出在土坡稳定分析中共有5个计算参数,即土的重度γ、土坡高度H、坡角β以及土的抗剪强度指标c、?，若知道其中4个参数时就可以求出第五个参数Ns，称为稳定因数，即： 泰勒通过大量计算得到Ns与?及β间的关系曲线。如图所示： 图1：泰勒的稳定因数Ns与坡角β的关系 大坝稳定性分析: α N1 ? 比例 1:2.25 23.5 20 0.003 1:2.3 23 20 0.0028 1：1.8 27.76 20 0.025 1：1.75 28.3 20 0.032 查泰勒稳定数图表知当大坝上下游的坡度分别为1:2.25，1:2.3，1：1.8，1：1.75时是稳定的。 4 土坝溢洪道设计 4.1 位置选择 从流域沟道坝址地形图中可以看出沟道右岸（站在上游面向下游，左为左岸，右为右岸）坡度较陡，左岸坡度较缓，故溢洪道应该设置在在沟道的左岸平缓山坡处。同时，为了泄洪安全，溢洪道的进口布设在距坝端10m以外，出口布设坝坡坡脚线20-50m以外，溢洪道轴线布设为直线。 4.2 布置形式 所设计的土坝为中型淤地坝，且流域汇水面积大，泄洪流量大，因此溢洪道