绪论
毕业设计的任务是把学生在专业主要课程内容所获得的知识加以系统化、巩固、扩大、深入，培养学生独立解决本专业技术问题的能力及培养自学能力，培养学生的设计计算，编写说明书和绘图能力。基本原则是：设计应满足功能要求，并力求经济、安全、施工便利和美观，根据可能的和合理的方案进行技术经济比较来选定建筑物的型式、材料、布置。 设计时注意的事项是：以严肃的态度对待资料，不自行修改或增减，一切必要的补充或修改必须征得指导教师的同意。
本此设计包括：枢纽布置，坝体剖面设计，渗流、稳定分析，细部构造设计以及溢洪道设计，地基处理等章节。根据基本资料中的地质、水文资料确定坝址、坝型，根据工程的用途以及地形条件进行枢纽总体布置。由水文，气象资料初步拟定坝体剖面后，经过渗流分析，稳定分析后验证坝体的稳定性性指标。之后对坝体细部构造设计，满足大坝的功能要求。土石坝的坝顶是不容许过水的，因此必须设置独立的泄水，本设计采用正槽式溢洪道，布置在河道的左岸。
在完成设计过程中主要参考了《水工建筑物》，SL 274-2001《碾压式土石坝设计规范》，在张老师的精心指导下完成本次设计。
1基本资料 1.1地形地质
1.1.1 地形地质
见1:2000坝址地形图。
1.1.2库区工程地质条件 水库位于高山区，构造剥蚀地形。青龙河侵蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，形成岸边阶地、陡岸。
流域内地形北高南低，平均高程与500m，最高峰海拔1680m。河道蜿蜒曲折，河谷宽度400~100m不等，河道比降1/400~1/600。
库区两岸基岩出露高程大部分在200米左右，库区左岸非可溶性岩层分布广泛，其中
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主要由绢云母、千枚岩、石英、砂质页岩组成。透水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。库区可溶性岩层分布于青龙河右岸，从隔水层分布、熔岩发育情况分析，水库蓄水后向邻近河流渗透的可能性很小。经过对库区断层的分析，水库向外流域及下游渗漏的可能性很小。库区外岩层抗风化作用较强，库岸基本上是稳定的。
青龙河为山区性河流，两岸居民及耕地分散，除库水位以下有一定淹没外，浸没问题不大，库区亦未发现重要矿产。 1.1.3坝址区工程地质条件
本区地震基本裂度为六度，建筑物按七度设防
坝址位于坝区中部背斜的西北，岩层倾向青龙河上游，两岸山体较厚。河床宽约300米，河床地面高程85m，河床砂卵石覆盖层平均厚度5—7米，渗透系数K=1×10-2厘米/秒。
水库坝址选在青龙河下游的山谷河段上，共选出2条坝线，经过比较，确定第一坝线，出露岩性为大红峪组石英砂岩与板状粉细砂岩互层，岩石坚硬、构造简单、渗透性小。坝址区为剥蚀——中低山地形，河流经坝址处急转弯向北流向下游，由于受乔麦岭背斜控制，岩层倾向上游，呈单斜构造状。
坝线区河谷较为开阔。右岸下游形成半岛状，因河流侧向侵蚀，使右岸形成陡壁，近于直立，已查明的小段层有6-7条，软弱夹层有13条；左岸山坡平缓，覆盖着31m厚的山麓堆积物，有断层一条。河床坝基岩石构造较为发育，开挖揭露出断层40余条，其中相对较大的有10多条。 1.1.4坝址区其他建筑物
溢洪道
上坝线溢洪道位置岩性主要为坚硬的细砂岩，其中软弱层多为透镜体，溢洪道各部分的抗滑稳定条件是好的，下坝线溢洪道堰顶高程750米，基础以下10米左右为砂质页岩及夹泥层，且单薄分水岭岩层风化严重，透水性大，对建筑物安全不利。
1.2水文与水利规划
1.2.1气象
根据资料统计，青龙河流域属季风型大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。多年平均气温约10℃，年绝对最低气温为-29.2℃，最高气温为38.7℃，月平均温度变化较大，离坝址较远的迁安站实测最高气温39℃。多年平均降雨量为700mm，且多集中在夏季七、
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八月份。全年无霜期约180天，结冰期约120天，河道一般在12月封冻，次年三月上旬解冻，冻层厚0.4—0.6m，岸边可达1.0m。多年平均最大风速23.7m/s，水库吹程为3km。 1.1.2水文分析 1.1.2.1洪水
青龙河洪水由暴雨形成，据统计七～八月发生最大洪峰流量的机会占88%，而且年际变化很大，实测最大洪峰流量为2200秒立米(1962年)，最小洪峰流量184秒立米(1965年)，相差12倍，流域洪水峰高、历时短，陡涨陡落。一次洪水持续时间一般3—5天。 1.1.2.2年来水量
青龙河流域年径流由年降雨产生，年径流在地区与时间上分布与年降雨量基本一致，但年际间变化悬殊，实测径流资料1929—1983年共35年资料中丰水年1961年达21.34×104m3，枯水年1965年仅16.77×104m3，相似枯水年连续发生，多年平均径流量9.6×108m3。实测径流资料如表1-1所示。考虑到流域内人类活动对产流的影响，分别对未来规划年2000年和2020年流域内耗水量进行了预测，得到个规划年的径流系列，如表1-1 所示。
根据径流年内和年际变化特征，分别选择1986年，2000年和2020年为设计水平年。
年份 1929 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
天然 11.099 21.229 4.729 6.181 7.572 16.774 9.027 2.114 12.986 15.431 10.896 4.209 3.340 9.824 12.487 4.725 7.222 8.372 8.186
1986年 10.9 21.03 4.530 5.982 7.373 16.575 8.828 1.915 12.787 15.232 10.697 4.010 2.141 9.625 12.288 4.526 7.023 8.173 8.024
2000年 10.495 20.625 4.125 5.593 7.015 16.17 8.429 1.510 12.382 14.827 10.292 3.606 1.736 9.220 11.882 1.121 6.618 7.768 7.759
表1-1 实测径流表 2020年 年份 天然 10.244 1957 2.932 70.383 58 4.398 3.864 59 19.860 5.396 60 4.664 6.818 61 3.425 15.944 62 18.193 8.239 63 3.682 1.303 64 13.406 12.121 65 4.328 14.566 66 10.480 10.071 67 6.168 3.253 68 2.624 1.528 69 18.517 8.959 70 4.974 11.622 71 3.108 3.860 72 3.428 6.357 73 9.315 7.507 74 9.105 7.487 75 10.089
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1986年
2.733 4.199 19.85 4.465 3.226 17.994 3.483 13.207 4.129 10.281 5.969 2.423 18.318 4.775 2.909 3.229 9.116 8.906 9.785
2000年 2.357 3.805 19.240 4.066 2.821 17.589 3.078 12.802 3.734 9.876 5.564 2.023 17.943 4.370 2.519 2.824 8.711 8.501 9.067
2020年 2.16 3.603 18.995 3.869 2.583 17.35 2.817 12.566 3.537 9.165 5.346 1.826 17.682 4.145 2.322 2.627 8.450 8.261 9.278
48 49 50 51 52 53 54 55 56
8.235 37.022 7.511 5.565 6.362 17.917 14.976 13.690 7.996 8.036 36.803 7.312 5.386 6.163 17.718 14.777 13.491 7.797 7.631 36.398 6.907 4.961 5.758 17.313 14.372 13.086 7.392 7.370 36.137 6.646 4.738 5.559 17.054 14.111 12.825 7.131 76 77 78 79 80 81 82 83 84 11.324 21.34 13.057 10.119 2.233 1.736 1.891 2.091 11.125 10.720 10.459 21.141 20.726 20.475 12.858 12.453 12.192 9.920 9.519 9.251 2.034 1.645 1.448 1.537 1.148 0.951 1.692 1.298 1.118 1.892 1.517 1.320
1.1.2.3年输沙量
青龙河流域植被较好，泥沙来源在地区分布和洪水分布上一致。主要是土门子与某之间，其间来沙量约占某以上总输沙量的95%以上，而汛期输沙量又集中在几次特大洪水上。年际间泥沙量的变化悬殊。由统计分析得知，某站多年平均淤沙量为389t,多年平均含沙量为4.0kg/m3，多年平均侵蚀模数为762.8t/km2。从泥沙的组成情况来看，泥沙颗粒较粗，中值粒径为0.075mm，淤沙浮容重0.9t/m3，内摩擦角为12度。 1.1.2.3水文分析成果表
序号 1 2 3 4 5
表1-2 水文分析成果表
姓 名 单 位 利用水文系列年限 代表性流量 多年平均流量 调查历史最大流量 设计洪水洪峰流量(P=1%) 校核洪水洪峰流量(P=0.1%) 保坝洪水洪峰流量(P=0.01%)
洪量
设计洪水洪量(P=1%) 校核洪水洪量(P=0.1%) 多年平均年径流量 多年平均输沙量
立米/秒 立米/秒 立米/秒 立米/秒 立米/秒
亿立米 亿立米 亿立米 吨
数 量 35 30.5 3400 3600 5200 7600 6.5 8.2 9.6 431
备 注 五 天 五 天
1.2.3水利计算
水文水利规划成果如下：
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(Ⅰ)死水位选择
为尽可能增加自流灌溉面积，并使电站水头适当加高，力求达到电源自给以及为今后水库淤积留有余地。按二十年淤积高程，选定死水位104m。 (Ⅱ)调节性能的选定
灌溉保证率选取P=75%，水库上游来水，首先满足灌区工农业用水，电站则利用余水发电，从年调节和多年调节两方案的水电量利用系数和坝高都相差不大，但是多年调节性能的水库能提供的电量和装机利用小时都较年调节性能水库提高20%。故确定该水库为多年调节性能水库。
(Ⅲ)兴利水位的确定原则和指标
根据青龙河洪水特性，汛期限制水位在七、八月定为140.5米。七、八月以后可重复利用一部分防洪库容蓄水兴利以不降工程防洪标准，以防洪兴利兼顾为原则，确定九、十月限制水位，提高为136.2米汛末可以多蓄水。但蓄水位按不超超过百年设计洪水位考虑，确定汛末兴利水位为141米。
(Ⅳ)防洪运用原则及设计洪水的确定
某水库属一级工程。水库大坝建筑物按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水校核。由于采用的洪水计算数值中未考虑历史特大洪水的影响，故用万年一遇洪水作非常保坝标准对水工建筑物进行复核。 调洪运用原则：
入库洪水为百年一遇时，为提高下游河道的电站、桥梁等建筑物的防洪标准，水库控制下流量为2000秒立米。
当入库洪水为千年一遇时，溢洪道单宽流量以70每秒立米控制泄流。
当入库洪水为万年一遇时，按上述原则操作，即库水位接近校核水位时，水库水位仍继续上涨，为确保大坝安全，溢洪道敞开洪，允许溢洪道局部破坏。 (Ⅴ)水库排沙和淤沙计算
某水库回水长25公里，河道弯曲，河床比降为2.2%，河床宽300米左右，是个典型的河道型水库。
水库利用异重流排沙。在蓄水过程中，只能用灌溉、发电有盈余水进行排沙，经计算，多年平均排沙量只占5.2%，94.8%的泥沙都要淤积在库区内侵占兴利库容。淤沙高程为97.6m，堆沙库容为1.66×108m3。 (Ⅵ)水库工程特征值
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均质土石坝毕业设计
