截流设计计算说明书
1．基本资料
大渡河上某水电工程采用单戗立堵进占，河床的剖面图见图1。戗堤处水位~流量关系见表1和图2。戗堤端部边坡系数n=1，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。截流材料采用当地的中粒黑云二长花岗岩，容重为26KN/m3。该工程采用左右岸各布置一条导流洞导流，左、右导流隧洞联合泄流的上游水位和泄流流量关系见表2和图3。
图1-1 河床剖面图
956.5956955.5955高程（m）954.5954953.5953952.5952951.50200400600流量（m3/s）80010001200系列1
流 量（m3/s） 水位（m） 图1-2 戗堤处水位~流量关系曲线 表1-1 戗堤处水位~流量关系 250 317 410 500 952.15 952.71 953.48 954.00 1000 955.87 966964上游水位（m）96296095895695495205001000流量（m3/s)1500系列1
图1-3 上游水位~泄流量关系曲线 表1-2 上游水位~泄流量关系 3泄流流量（m/s） 0 150 300 410 800 1400 上游水位（m） 953.00 955.40 957.03 958.00 960.66 964.12 截流设计流量Q=300+3×10=348 m3/s ,通过内插法由图2和表1可得下游水位为952.97m,按不同的设计流量进行无护底情况下截流水力计算，并确定相应的截流设计方案。计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。
截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。
截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段5%～10％的月平均或者旬平均流量作为设计标准。
截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见《水利工程施工》P39~42），以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。
2. 截流的水力计算
立堵截流进占过程中，龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式，通常是由前者过渡到后者直至合龙。戗堤进占划分为两个阶段：①第1阶段——戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，即B≥2 mshB；②第2阶段——戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙，即B＜2 mshB。
2.1作Q-▽H上关系曲线
一般情况下，截流设计流量Q0由四部分组成：
Q0= Q+ Qd+ Qs+ Qac
式中 Q——龙口流量；
Qd——分流量（分流建筑物中通过的流量）； Qs——戗堤渗透流量；
Qac——上游河槽中的调蓄流量。 其中，计算时不考虑戗堤渗透流量和上游槽蓄流量。。 于是有： Q0= Q+ Qd
说明：这样的计算结果偏于安全，所以可以采用上式来进行截流设计。 由Q0= Q+ Qd可计算上游水位与相应流量的关系，于是可绘制得到下表： 下游水上游水位位▽H下▽H上(m) (m) 952.97 953.00 952.97 953.80 952.97 954.60 952.97 955.40 952.97 955.94 952.97 956.49 952.97 957.03 952.97 957.45 表2-1上游水位与相应流量表 落差Z(m) 设计流下泄流量量Q(m3Qd(m3/s) /s) 0.03 348 0 0.83 348 50 1.63 348 100 2.43 348 150 2.98 348 200 3.52 348 250 4.06 348 300 4.49 348 348 龙口流量Qg(m3/s) 348 298 248 198 148 98 48 0 根据上表可绘制上游水位和下泄流量与龙口流量关系曲线：
957.50957.00956.50956.00955.50955.00954.50954.00953.50953.00952.50050100150200250300348下泄流量Qd(m3
上游水位▽H上
图2-1上游水位与下泄流量关系曲线
957.50957.00956.50上游水位▽H上956.00955.50955.00954.50954.00953.50953.00952.5034829824819814898480龙口流量Qg(m3
图2-2上游水位与龙口流量关系曲线
由以上计算可得合拢后上游水位为957.97m，上下游最终落差为4.49，由图1 可得采用单戗立堵双向进占，河床底部高程951.00m，戗堤顶部高程是（957.97+安全超高1m）=958.97m，则戗堤高度为7.97m, 取整为8m. 戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度为戗顶高程959m对应的河口宽度B=48m.
2.2. 计算Qg～f(B,Z)
水流通过束窄河床，其进口由于竖向收缩（有坎）或横向收缩（无坎）而形成宽顶堰流时，视其出流是否淹没，分别按下式计算其泄流能力Q。
1.5龙口泄水能力按宽顶堰公式计算： Q?mB2gH0
式中 m——流量系数
当
?ZZ?Z ?0.3，为淹没流，m??1??H0?H0?H0Z?0.3，为非淹没流，m?0.385 H0当
B——龙口平均过水宽度
梯形断面：B?B?2nHB?nH0 三角形断面：B?nH0
H0——龙口上游水头
梯形断面：
H0?Z上?Z底
三角形断面：H0?Z上?Z底??nHB?0.5B?n
其中 Z——龙口上下游水位差
HB——戗堤高度
n——戗堤端部边坡系数，取n?1.0 Z上——龙口上游水位
Z底——河道底板高程
龙口平均过水宽度B?H0 。(各参数的取值参照设计任务书)
Z为上下游水位差，B为龙口宽度。当龙口宽度B>2×1×8=16m时，龙口断面为梯形断面，当B<16m时，龙口断面为三角形断面。假设戗堤顶部宽度B为不同值时，龙口流量与水位和龙口宽度的函数关系，利用excel计算结果如下表：
表2-2 龙口流量、龙口宽度及上游水位表
Qg B ▽H 953.00 953.50 954.00 954.50 955.00 955.50 956.00 956.50 957.00 957.50 48 43 38 33 28 23 18 16 10 6 116.29 99.19 82.09 64.98 47.88 30.78 13.68 6.84 0.00 0.00 229.35 196.11 162.87 129.63 96.39 63.15 29.91 16.62 0.00 0.00 310.14 265.84 221.53 177.22 132.92 88.61 44.31 26.58 0.00 0.00 396.41 340.57 284.74 228.91 173.08 117.25 61.42 39.08 0.30 0.00 491.14 422.92 354.71 286.50 218.28 150.07 81.86 54.57 1.71 0.00 594.19 512.79 431.39 350.00 268.60 187.21 105.81 73.26 4.70 0.00 705.45 610.12 514.79 419.46 324.13 228.79 133.46 95.33 9.65 0.00 824.87 714.89 604.90 494.92 384.94 274.96 164.97 120.98 16.85 0.30 952.40 827.09 701.77 576.45 451.14 325.82 200.51 150.38 26.58 1.71 1088.03 946.73 805.43 664.12 522.82 381.52 240.21 183.69 39.08 4.70 2.3. 根据列表的结果绘制各曲线图如下：