张家洼骨干坝-初步设计报告.doc
《张家洼骨干坝-初步设计报告.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《张家洼骨干坝-初步设计报告.doc(45页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目 录一、基本情况1二、水文计算5三、工程设计6四、工程量计算21五、工程概算23六、工程施工组织计划27七、工程效益34八、工程建设与运行管理37九、附表1、野狐沟流域坝系规划总表(表1)2、工程概况及主要技术经济指标表(表2-表6)3、工程概算表(表7表16)十、附图1、野狐沟流域坝系工程规划布局图2、库区地形图3、坝址地形图4、工程总体施工平面布设图5、坝高库容、坝高淤地面积关系曲线图、表6、坝体纵横断面图7、放水建筑物设计纵横断面图2 第一章、基本情况1、概述:野狐沟小流域总面积71.4 km2,位于*省*市*县西北部,距县城50km,为泾河的三级支流,属黄土丘陵沟壑区第二副区,水土流
2、失严重。为了增加和完善流域综合防治体系,合理高效的开发利用沟道水土资源,从根本上遏制水土流失,解决当地的人畜饮水困难,缓解灌溉用水紧张的矛盾,改善流域生态环境, 合理调整流域农业产业结构,促进流域经济发展,2005年3月*县水保局委托*市欣荣水保生态工程设计有限公司对野狐沟小流域进行了淤地坝布局规划设计及坝系建设可行性研究, 2005年8月29日水利部黄河水利委员会以黄水保200529号文件批复野狐沟小流域坝系总投资1942万元(其中中央投资1221万元,地方配套721万元),共修建骨干坝15座,中型淤地坝5座,小型淤地坝5座,预计完成总工程量192.48万m3,其中土方192.08万m3,混
3、凝土4.005万m3。坝系规划新增拦泥库容587.92万m3,滞洪库容808.76万m3,总库容1396.68万m3。 张家洼骨干坝位于流域上游的一条支沟下游,地理坐标为N360606.38、E1072957.05,坝控面积3.01 km2,可研批复设计坝高29.5m,总库容66.01万m3,其中拦泥库容27.78万m3,滞洪库容38.23万m3,淤积年限15年, 总土方6.72万m3,混凝土161.96m3,工程最终可淤成坝地4.01hm2。2、流域自然情况:野狐沟流域涉及土桥、桐川、翟家河3个乡的7个行政村,根据*省*土壤等资料分析, 该流域出露的主要地层有三种:一是白垩系的环河华池组,岩
4、性由灰绿、灰紫、暗紫红色泥岩组成;二是第三系上新统泥岩,流域内分布较广,但出露不多,仅见于沟谷两侧底部泄流面上,岩性以砖红色粘土为主,其中夹有零散或成层不规格的钙质结核;三是第四系下更新统三门组,中更新系隔石组,上新统萨拉乌苏组,马兰组及全新冲击层等,构成了现在的黄土原、峁、坡、沟。流域属大陆性季风气候。据县气象站实测资料,多年平均气温9.4,年极端最高气温37.9,极端最低气温-21.3,无霜期184天。流域侵蚀模数为8000t/km2a。多年平均降雨量为530mm ,年内分布不均匀,多集中在7、8、9三个月,占全年降水量的68%,且多以暴雨形式出现。最大年份降雨量852mm ,最小降雨量3
5、37mm ,200年一遇24小时最大降雨量180.5mm ,3-6小时最大降雨量33mm 。流域年最小径流深20.6mm,最大41.95mm,平均径流模数3.26万m3/km2.a,输沙模数8000t/km2.a,年输沙量57.12万t。3、坝控流域内社经情况:坝控流域内有行政村1个,自然村2个,共有37户,148人,全部为农业人口,人口密度49.17 人/km2,其中劳力51个,有耕地面积1240亩,人均占有耕地8.38亩,多为坡耕地,亩单产粮食160kg,粮食总产19.84万kg,人均产粮1341kg。产业结构单一,主要以种植业为主,种植业以粮食种植为主,流域内农、林、牧、副人均纯收入98
6、0元。4、坝控流域治理现状:截止2005年共完成水保治理措施面积1.193km2,其中梯田180亩,造林1360亩,人工种草250亩,治理程度39.63%,这些措施有效的控制了水土流失,改善了生态环境,改变了农业生产条件。但是只注重田、林、草措施建设,忽视沟道工程建设,大量的沟道泥沙没有得到有效拦蓄,水土流失没有从根本上得到遏制,水保措施效益得不到充分发挥。5、流域综合治理规划情况:根据我县编制的*县野狐沟流域总体规划,坝控流域内规划水平梯田250亩,种草面积520亩,规划造林面积1000亩,累计治理面积2.37km2,最终治理程度达到78.74%。6、拟建工程情况: 张家洼骨干坝处在流域上游
7、的一条支沟下游,其上游2km规划修建前梁沟骨干坝。张家洼骨干坝采用滞洪排清的方式运行,起着承上拦下保的作用。张家洼骨干坝坝址处表层出露的红粘土主要分布在岸坡高程119m以下,119m以上土壤以黄绵土为主,沟床有沙卵石层,厚度1.2m左右。坝址两岸结构完整,无软弱带和裂隙发育,两岸边坡无滑塌体,右岸坡适宜布设放水工程。坝址主沟道有季节性常流水,水量随季节性变化较大。张家洼坝控面积3.01km2,坝址以上主沟道长1.8 km,沟道平均比降1.1%,有支毛沟2条,沟壑密度为0.6km/ km2,沟壑面积2.71 km2,占坝控面积的90%,沟底平均宽5.5m。上坝土料储量丰富, 土质为中粉质壤土,其
8、有机质含量小于2%,水溶盐含量小于5%,主要理化性质符合筑坝要求,坝体两岸坡在50m以上均可取土, 取运方便,取土运距在60m之内, 土料储量在20万m3以上。工程建设所用砂子、石子、水泥、钢材、柴油及涵管等材料在距坝址70公里的*县城均有供应商,质量均符合要求。第二章、水文计算1、设计暴雨量的计算野狐沟小流域坝系工程可行性研究报告中采用*县气象局45年实测年最大暴雨量系列值分析确定H24=65mm,Cv=0.65,Cs=3.5Cv,计算野狐沟小流域频率为0.5%的24小时降雨量为254.8mm, 频率为5%的24小时降雨量为149.5mm。2、洪水总量的计算流域不同频率洪量模数计算,按照部颁
9、规范,采用推理公式法计算洪量模数,公式如下:HP=KPH24 Ap=aHP不同频率的洪量模数计算见下表:不同频率设计洪量模数计算表频率 (%)0.330.5123.351020模比系数 (Kp)4.223.923.442.942.662.31.831.3624小时降雨量(mm)274.3254.8223.6191.1172.9149.5118.9588.4径流系数 (a)0.540.50.440.390.350.330.30.3洪量模数 (万m3/km2)14812.79.87.56.14.93.62.7按照部颁规范,采用推理公式(3.2.1)式计算不同频率洪水总量 Wp= Ap F式中:Wp
10、频率为P的洪水总量(万m3);Ap洪量模数;F坝控流域面积km2。根据*市水文手册查得,不同频率降雨的径流系数分别代入(3.2.1)式得W0.5%=38.23 (万m3)W5%=14.75 (万m3)3、输沙量计算根据野狐沟流域坝系工程可行性研究报告中分析确定野狐沟流域多年平均侵蚀模数Ms为8000 t/km2,淤积土干容重r取值为1.3t/m3。则年来泥沙量:Wsb=1.8523(万m3)4、水文计算成果汇总表控制面积(km2)3.01 暴雨(mm)P=5%149.5 P=0.5%254.8 洪量(万m3)P=5%14.75 P=0.5%38.23 年淤积量(万m3)1.8523第三章、工程
11、设计1、设计依据水土保持治沟骨干工程技术规范SL2892003;水工混凝土结构设计规范SL/T19196;水利水电工程制图标准 水土保持图SL73.62001;野狐沟流域坝系工程可行性研究报告实测坝址库区地形图及流域现状调查资料。2、建筑物布置原则1)充分考虑该工程在小流域坝系中的上拦下保作用, 最大限度的拦蓄洪水泥沙;2)轴线应顺直,涵管轴线布设应尽量与坝轴线垂直,并布设在红粘土基础上,避免产生不均匀沉降;3)充分利用地形条件,合理布设,安全经济;4)力求建筑物布置简单,美观实用,施工期短;5)泄水建筑物的水流流态应满足要求,出口离下游坝脚应有不小于20米距离,防止淘刷坝脚。根据布置原则,结
12、合该工程在小流域坝系中的作用和运行方式,以及对枢纽布设的要求,结合坝址地形条件,确定工程枢纽组成为两大件,由坝体和放水涵卧管组成。3、工程等别及建筑物级别该骨干坝坝控面积3.01km2,根据水土保持治沟骨干工程技术规范(SL289-2003),确定本工程等别为五等,工程所属建筑物皆为五级。工程设计洪水标准为:二十年一遇洪水设计,二百年一遇洪水校核,淤积年限取15年。4 土坝设计1)坝高、库容、面积曲线绘制:坝高与水面积、库容关系曲线的绘制是由经纬仪测量绘制的库区地形图量算不同水位水面积, 计算层间库容,然后计算出累计库容,根据计算表绘制出坝高(H)库容(V)水面积(S)关系曲线。(计算过程见图
13、4计算表)2)坝高计算采用公式:H=HL+HZ+H式中:H总坝高(m)HL拦泥坝高(m)HZ滞洪坝高(m)H安全超高(m)根据淤积年限及年拦泥沙量计算得VL=1.852315=27.78万m3,查坝高 库容曲线:HL=20.42m,沟底高程91.00m,相应淤积高程为111.42m,查坝高水面积曲线淤地面积为4.01hm2。设计情况下:VZ5%=14.75 万m3 ,VS=VL+VZ5%=27.78+14.75 =42.529万m3,查坝高库容曲线得: HS=23.67 m,相应设计洪水位为114.67m,HZ5%=23.67 -20.42=3.25 m。校核情况下:VZ0.5%=38.23万
14、m3,V =VL+VZ0.5%=27.78+38.23=66.01万m3,查坝高库容曲线得H 0.5%=27.60 m ,相应校核洪水位118.60m,HZ0.5%=27.60 -20.42=7.18m。查部颁规范表4.1.4-1取H =1.90m则H =HL+HZ+H= 20.42+7.18+1.90=29.5m故总坝高为29.5m,相应坝顶高程为120.50m。3)坝顶宽度:考虑到其有交通要求,查部颁规范表4.1.4-2确定该骨干坝坝顶宽度为4.00m。4)坝坡:因坝高29.5m,上下游坝坡均采用两级坡,在坝高13.00m处的上下游坝坡各设马道一条, 宽为1.5m,查部颁规范表4.1.4-
15、3,上游坡比分别取1:2.0、1:2.5;下游坡比均取1:2.0。5)坝顶长及铺底宽:根据沟道横断面量出坝顶长99.41,根据确定的坝坡坡比及坝高、坝顶宽、马道设置情况计算得坝体铺底宽131.50m。6)坝面护坡及排水工程竣工后,为防止雨水冲刷,对土坝上游淤积面以上坝坡及下游坝坡采用生物护坡措施,即上下游坝坡种紫花苜蓿。在下游坝坡处设置纵、横向排水沟,即坝体与两岸交汇处顺坝坡布设纵向排水沟,在马道内侧布设一条横向排水沟,纵横向排水沟相互连通。排水沟采用C15砼结构,现浇厚度0.1m,断面尺寸参考已建工程经验,深取0.3m,底宽0.3m,边坡比10.25的梯形断面。排水沟总长度295m,每隔10
16、米做伸缩缝一道,缝内填沥青木丝。7)结合槽:为增加坝体稳定性,延长渗径,防止绕坝渗漏,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主结合槽,结合槽口宽6m,底宽2m,深2m,边坡比1:1,在距坝轴线45.25米的上游及距坝轴线36.75米下游各开挖副结合槽一道,副结合槽口宽4.5m,底宽1.5m,深1.5m,边坡比1:1,结合槽用黄土回填,人工夯实,干容重不小于1.55T/m3。8)坝基和岸坡处理:在土坝填筑前,应清除坝基范围内的草皮、树根、耕植土和乱石, 不得留在坝内做回填土用;清基范围应超出坝的坡脚线1.0m,岸坡清基厚度为0.3m,沟底清基不得小于0.5m,若有淤泥和
17、砂卵石,应在结合槽处彻底挖断。基础开挖后要求轮廓平顺,避免地形突变。坝址岸坡土质部分必须削至1:1.5,坝顶以上岸坡不得陡于1:0.75。9)围堰设计因沟道流水量随季节变化较大,考虑到骨干坝工期较长,需跨年度施工,施工前需修7m的围堰。10)取土场整治:工程完工后,取土场用推土机按机修梯田标准整平或者修成水平阶。流土洼要进行种草或修鱼鳞坑栽树以恢复植被。5放水建筑物设计根据现场查勘, 坝址右岸为完整红粘土层,岸坡较缓,布置放水卧管开挖量较小,且放水建筑物基础均可放在红粘土层上,因此,放水工程进水形式采用分级卧管。卧管布置在上游右岸,卧管下接消力池,后经涵管输水、陡坡泄水、尾水消力池消能后输入沟
18、道。输水建筑物施工过程中若发现软弱层或孔穴,必须开挖,人工回填夯实,征求设计单位意见,增加混凝土砌筑厚度,增加结合部的配筋量。1)卧管设计卧管采用箱式方形结构,底坡为1:2,用C20钢筋混凝土现浇成台阶式放水流量的确定:因张家洼骨干坝上游有前梁沟骨干坝,确定放水流量应考虑其上游工程泄量,根据部颁规范要求,按6天泄完20年一遇一次洪水总量计算。Q放=W5% /T+ Q上=14.75 10000 /(686400) +0.446=0.7307 m3/s取Q=0.7307 m 3/s为设计放水流量。放水孔孔径的计算卧管台阶高差为0.30 m,每台设2孔,按每次放水同时开启4台8孔计算,放水孔孔径为d
19、=0.68Q放2(H10.5H20.5H30.5H40.5)0.5式中:d放水孔孔径(m);H1、H2、H3、H4为孔上的作用水头(m),(分别为0.3、0.6、0.9、1.2);Q放放水流量(m3/s)值为0.7307 ; 将以上有关数值代入公式得d=0.680.7307 2( 0.30.5+0.60.5+0.90.5+1.20.5)0.5=0.224 (m)取放水孔孔径为0.240 m验算下泄流量:Q放=d2(H10.5H20.5H30.5H40.5)0.6822=0.240 2(0.30.50.60.50.90.5+1.20.5)0.6822=0.838m3/s卧管断面尺寸确定考虑在实际
20、运用中,由于水位变化而导致的放水孔调节,卧管内流量比正常运用时应加大20%,故卧管断面设计时要按加大流量计算,取Q加= Q放1.2=0.8381.2=1.0056 m3/s.卧管内的水流近似于明渠水流,按明渠均匀流公式进行水力计算,求出正常水深。拟定卧管底宽b=0.9m。采用公式:Q加=C 式中:Q加卧管过水流量(m3/s),值为1.0056 m3/s;b卧管断面底宽(m), 值为0.9m;过水断面面积(m2)=bh0=0.9h0;C谢才系数,C=(1/n)R1/6;R水力半径,R=/X;X 湿周,X=0.9+2h0;n糙率,值为0.017;i卧管坡比,值为1/2;将以上有关数值代入公式,经试
21、算得卧管正常水深为:h0=0.126 m为保证放水孔水流跌落卧管时水柱的跃高不致淹没进水孔底缘,使卧管内不形成压力流,对方形卧管,其高度应为卧管正常水深的34倍,则卧管断面高应为:H=40.126 m=0.504m, 为了便于施工和检修,取H=0.6m卧管断面尺寸确定为(宽高)0.90.6m卧管结构尺寸确定:卧管轴线与涵管轴线夹角为90度,总高度15.60 m,共52 台,台差0.30 m, 最高放水孔高程119.30m, 最低放水孔高程104.00m;侧墙现浇厚度0.25m,底板现浇厚度0.25m, 斜长38.30 m,沿底板从卧管和消力池结合部开始,每隔10m设一道断面为0.50.4m的阻
22、滑齿,共5道,以增加其稳定性。为防止热胀冷缩对卧管混凝土造成破坏,在每道阻滑齿处做一道伸缩缝,缝内用635橡胶止水带连接,并用沥青木丝填缝。为防止卧管放水时产生真空,在卧管顶部设通气孔,通气孔高程119.60m。 卧管消力池断面尺寸确定:为使水流平顺进入涵管,在卧管末端与涵管连接处设消力池。消力池为矩形断面,用C20钢筋混凝土现浇。 判断是否需要设消力池。采用公式: 计算第二共轭水深式中:h2第二共轭水深(m)h0卧管正常水深(m),h0=0.126 mq单宽流量,q=1.0056 0.9=1.12 m3/s.ma流速不均匀系数,取a=1.1g重力加速度(m/s2),g=9.81m/s2将以上
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 张家洼 骨干 初步设计 报告
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。