青年水库设计报告(编辑修改稿)

青年水库设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

—— 库容增量率。 由试算法进行调节计算。 ⑵基本资料 设计洪水成果见表 2— 表 2— 5，库容曲线见表 2— 6。 ⑶调洪计算 泄洪闸为 坝下方涵， 底坎高程 起调水位： m。 泄流曲线按下面公式计算： Q 泄 =MBH3/2 式中： B—— 闸底宽 m H—— 水头 m M—— 泄流系数 调洪演算成果见下表 41 表 41 泄洪闸调洪成果表 P% 起调水位 （ m） 最高水位（ m） 总库容 （ m3） 防洪库容 （ m3） 最大泄量（ m3/s） 5 323 102 160 16 青年 水库主要技术指标 表 42 青年 水库主要技术指标表 项目名称 单位 数量 校核洪水位〔 P=%〕 m 设计洪水位〔 P=5%〕 m 正常蓄水位 m 死水位 m 总 库容 104m3 160 防洪库容 104m3 兴利库容 104m3 死库容 104m3 50 养殖水面 亩 482 校核洪水位时最大泄量 m3/s 设计洪水位时最大泄量 m3/s 5 工程布置及建筑物 设计依据 青年 水库工程以蓄水养殖为主，水库正常蓄水位 ，总库容 160 104m3，养鱼水面 482 亩。 根据《防洪标准》 GB5021— 94， 青年 水库工程等别为Ⅳ等，工程规模为小（Ⅰ）型。 水工建筑物级别均为 4 级建筑物。 青年 水库挡水建筑物采用均质土坝，泄水建筑物为坝下涵洞式泄水闸。 结合工程实际情况，拦河坝、泄水闸校核洪水标准均采用三百年一遇洪水（ P=%），设计洪水标准采用二十年一 17 遇洪水（ P=5%）。 基本资料 ⑴水位及流量 水库特征水位及流量见表 5— 1。 表 5— 1 水库特征水位及流量表 项目 库水位 (m) 下泄流量 (m3/s) 死水位 正常蓄水位 设计洪水位 (p=5%) 校核洪水位 (p=%) ⑵气象资料 风速及吹程：多年平均最大风速 ；吹程： ；最大冻土深度：。 ⑶地震烈度 根据地质报告，本地区地震的基本烈度小于Ⅵ度，故不设防。 设计依据的规程规范 ⑴《防洪标准》 GB50201— 94 ⑵《碾压式土石坝设计规范》 SL274— 2020 ⑶《水工建筑物抗冰冻设计规范》 DL/T5082— 1998 坝址、坝型选择 坝址选择 坝址选在古东河林场场部以北偏东方向 7km处， 该 处河谷相对较窄，库容条件较好。 该坝址控制流域面积不大，坝线较短， 18 投资少。 由坝址至林场已修建砂石道路 7km， 古东河 林场在龙镇以北 18km， 距 202 国道 3km， 坝址对工程建设和水库的经营管理非常有利。 坝型选择 综合考虑下列因素，经过技术比较选择坝型： ⑴坝址区地形、坝址基岩、覆盖层特征及地震烈度等地形地质条件； ⑵筑坝材料的种类、性质、数量、位置和运输条件； ⑶施工导流、填筑强度、气象条件、施工场地、运输条件和汛期度汛等施工条件； ⑷枢纽布置、地基处理及坝体与泄洪闸的连接； ⑸运行条件：如对渗漏量 要求高低，上下游变动情况，分期建设等； ⑹坝及枢纽的总造价。 本次土坝设计结合以上因素考虑，同时兼顾考虑古东河林场建坝自筹资金紧张，选定均质土坝方案。 枢纽工程总体布置 青年 水库工程以蓄水养殖为主，枢纽工程由挡水建筑物、泄水建筑物组成。 根据已选定的坝轴线， 青年 水库枢纽布置方案是泄洪闸布置在右坝头台地上。 拦河坝为均质土坝，坝顶高程 m，坝长 480m，坝顶 19 宽 ，最大坝高 m，上游坝坡 1:，下游坝坡 1:。 泄洪闸为坝下钢筋砼箱涵，布置在右坝头台地上。 泄洪闸中心点 桩号 0+040。 泄洪闸由铺盖、闸室、洞身、消力池、海漫组成。 闸底坎高程 ，箱涵为 m 钢筋砼矩形断面。 土坝设计 坝顶高程 ㈠坝顶超高 坝顶在水库静水位以上的超高按《碾压式土石坝设计规范》（ SL274— 2020）中的公式计算： y=R+e+A 式中： y—— 坝顶超高（ m）； R—— 最大波浪在坝坡上的爬高（ m）； e—— 最大风壅水面高度（ m）； A—— 安全加高（ m），对于Ⅳ等 4 级土坝，正常运用为，非常运用为。 1) 波浪爬高计算 式中： hm—— 平均波高（ m）； Tm—— 周期（ s）； W—— 设计风速， W 正常 =， W 非常 =； 20 D—— 风区长度 ,D=1500（ m）； Hm—— 水库平均水深； H 正常 =（ m）， H 非常 =（ m） 经计算：正常情况 hm=， Tm=； 非常情况 hm=， Tm=； 波长按下式计算： 经计算：正常情况 Lm=；非常情况 Lm=； 2）平均爬高计算 式中： Rm—— 平均波浪爬高（ m）； m—— 单坡的坡度系数， m=3.； K△ —— 斜坡的糙率系数， K△ =； Kw—— 经验系数； Kw 正常 =， Kw 非常 =。 经计算：正常情况： Rm=（ m）；非常情况： Rm=（ m） 3）设计波浪爬高值按工程等级确定，对Ⅳ级土石坝取累积概率 P=5%的爬高值 R5%； 由附表爬高统计分布（ Rp/Rm）查得： 正常情况 : hm/H= R5%/Rm= R5%=（ m） 非常情况 : hm /H= R5%/Rm= R5%=（ m） 4）风壅水面高度计算 21 式中： K—— 综合摩阻系数， K= 106； β —— 风向与水域中线的夹角；β =0 其它符号意义同前。 经计算：正常情况： e =（ m）；非常情况： e =（ m） 5）坝顶超高： y 正 =++=（ m） y 非 =++=（ m） ㈡、坝顶高程 正常情况： v 正 =设计洪水位 +y 正 =+=(m) 非常情况： v 非 =校核洪水位 +y 非 =+=(m) 坝顶高程取大值即 V=。 坝顶宽度及构造 按照《碾压式土石坝设计规范》（ SL274— 2020）要求，坝顶宽取最小值 5m。 坝顶修筑砂石路面，以防止雨水的冲刷，适应交通、排水的需要。 两侧坝肩分别设宽 70 50cm 干砌石压顶。 土坝坡度及护坡设计 ㈠ 土坝坡度 土坝的坝坡坡度主要取决于坝高、土料性质、地基条件及坝型等因素。 本次设计根据选定的坝型，确定上游坝坡坡度为 1:，下游坝坡坡度为 1:。 ㈡护坡设计 上游坝坡易受风浪的冲刷和冰凌、 漂浮物的损害，尤其当水库水位波动和温度变化时，容易遭到破坏，应选择有足够抗冲能 22 力的护坡。 该坝上游坝坡选用干砌石护坡，下设反滤层。 上游干砌石护坡厚度计算公式如下： 式中： D—— 石块的换算球形直径（ m）； D50—— 石块的平均粒径（ m）； t—— 护坡厚度（ m）； Kt—— 随坡率变化的系数， Kt=； ρ k—— 石块密度（ t/m3），ρ k=； ρ w—— 水的密度（ t/m3），ρ w=； hP— 累积频率为 5%的波高 (m)。 hP 正常 =, hP 非常 =； Lm—— 平均波长 (m)； Lm正常 =（ m）， Lm非常 =（ m）； 计算结果：正常情况： t=（ m） 非常情况： t=（ m） 根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》要求，结合坝址区实际情况，本次设计干砌石护坡厚度取 t=。 护坡范围：由坝顶护至死水位 以下 即高程 处。 排水设备 土坝在背水侧坝脚处设棱体排水。 自桩号 0+100~0+340，长度为 240m，棱体排水高度 ，顶宽 ,内坡为 1:，外坡为 1:。 排水体为块石 填筑而成。 23 土坝渗透计算 ㈠ 土坝渗流计算 根据地质报告提供资料，土坝基础应座落在③层即含砾砂粉质粘性土上。 本次渗流计算将土坝分成三段即 0+060～ 0+100、0+100～ 0+3 0+340～ 0+400，每段分别按下列两种情况进行计算： 情况一：上游正常高水位与下游相应最低水位 情况二：上游设计洪水位与下游相应的最高水位 0+100～ 0+340 段 按有限深透水地基有棱体排水的均质土坝计算 通过坝身和坝基的单宽渗流量为： 坝身浸润线： 式中： L—— 坐标原点至浸润线 逸出点水平距离（ m）。 k—— 坝身渗透系数， k1=1 104cm/s； kT—— 坝基渗透系数， kT=1 104cm/s； H t—— 分别为上下游水深（ m）； 24 T—— 透水层深度， T =5（ m）； q—— 单位宽度渗流量（ m3/s/m）； 表 52 0+100。