水陂计算分析

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1、、设计上、下游水位己知：设计洪水流量Q=213km3/s;坡顶高程为45.2m;坝高为2m;总净宽B=4;堰流侧收系数为流量系数m=0.45。①上游水位推求水陂过流按实用堰泄洪计算，参照《溢洪道设计规范》（S1253-2000）附录A公式A.2.3,宽顶堰过流能力按下式计算Q=meBy/2gH3/2用试算法，假设H,按上式计算Q，当算得的流量Q与水陂设计过流量刚好相等时，此时的水深即为溢流水深H，溢流水深H加上陂顶高程就推算出设计洪水时的上游水位。可知溢流水深H=2.283m;则上游水位=堰上水头+陂顶高程=2.283+45.2=47.483m。②下游水位推求根据各条

2、河流下游水位流量观测资料，采用水力学公式推求下游水位，计算采用明渠均匀流公式式中：Q流量（m3/s）。A——渠道过水断面面积（m2）。C——谢才系数，C=6/llRn。n——河道糙率，采用0.025。R水力半径（m），R=xA。x过水断面湿周（m）。J渠道纵向坡降。又己知河道底宽为30m，两岸边坡为1J，河床底坡为0.0015。根据资料可知A=(30+30+2h)*h/2=30h+h2X=30+2*h2；总上所述，可用试算法推求出下游水位h=2.51m。(四)水跛防渗设计1.阻力系数的计算a.确定有效深度由于L0=7+7.8=14.8m，S0=40.2-33.2=7m

3、，故L0/S0=14.8/7=2.1<5,故由公式计算Te得：Te=26.150SLLOO=5*14.8/(1.6*2.1+2)=13.8>9.5m故按实际透水层深度T=9.5m进行计算。2.渗透压力计算a.求各段的渗压水尖损失值①进口段：hl=0.91m;②铺盖水平段：h2=0.375m；③板桩垂直段：h3=1.695m;④底板水平段：h4=0.76m;⑤齿墙垂直段：h5=0.116m;⑥齿墙水平段：h6=0.124m;⑦出口段：h7=0.79m。b.求进出口水头损失值的修正①进门处修正。进口段水头损失值应修正为11r'hh=0.71*0.91=0.646进口段水头

4、损失减小值lh为：lh=0.91-0.646=0.264

5、水头由上游进口段开始，逐次向下游从总水尖4.77m相继减去各分段水头损失值，即可求得各角点的渗压水头值：Hl=4.77m，H2=4.124m，H3=3.485m，H4=1.79m,H5=0.9m，H6=0.67m，H7=0.42m，H8=0。④绘制渗压水头分布图根据以上算得的渗压水尖值，并认为沿水平段的水尖损失呈线性变化，即可绘出图。1.求底板水平段渗透坡降和渗流出口处的溢出坡1)渗流出U的平均坡降OShJ=0.42/0.65=0.6462)底板水平段平均渗透坡降为LhJx=0.1291.验算闸基抗渗稳定性本工程地基为粉质粘土[J0]=0.7，而实际逸出坡降J0=0.

6、646<[J0做不会产生流土，粉质粘土水平段容许坡降[xJ]=0.4,而实际底板水平段坡降xJ=0.129远小于[xJ],说明地基粉质粘土在其与底板的接触面上不会产生接触冲刷。二、水陂稳定性计算1）设计洪水情况，上下游水位均到达设计值1.基本资料该水陂的设计要求为安全等级5级，其任务是以灌溉为主。该水陂为溢流坝形式的水陂。其水陂的高程为47.48m.河床上游底部高程与河床下游底部高程一样力40.2m。上游设计水位力2.28m，下游设计水位力2.51m。坝体的混凝土重度c=24KN/m3,地震设计强度为6级。拟采用混凝土强度等级CIO,90d龄期，fckd强度标准值为l

7、OMpa，坝基的允许应力设计值为4000Kpa。2.荷载计算自重（包括水自重）。将坝体剖面分成六个矩形，一个平行四边形和两个三角形计算其标准值，其中五个为坝体部分自重，四个为水的自重。2）静水压力。按设计值水位最大时，上下游水位的水压力对水陂的影响，计算其标准值。3）扬压力。浮拖力与渗透力，构成了对水陂坝体向上的力。（荷载）作用（分项系数）计算公式作用标准值作用设计值对截面形状的力臂L（M）力矩标准值M（kN*m）力矩设计值M（kN*m）垂直力水平力垂直力水平力自重(1.0)W15*2*24*12402403.9-1=2.9696696W20.5*3