探析水利水电工程设计问题

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1、探析水利水电工程设计问题　　摘要：在水利工程建设中，水利水电工程设计是整个工程中十分重要的一个环节渗流计算在水利水电工程设计中应用非常普遍，本文作者对水利水电工程设计中遇到问题进行了探讨。关键词：水利水电；工程设计Abstract:Intheconstructionofwaterconservancyprojects,waterconservancyandhydropowerengineeringdesignisaveryimportantpartofthewholeprojectofseepagecalculationis

2、widelyusedinwaterconservancyandhydropowerengineeringdesign,theauthordiscussestheproblemsencounteredinthedesignofwaterconservancyandhydropowerengineering.Keywords:waterconservancyandhydropower;engineeringdesign中图分类号：TV211.1+4文献标识码：A文章编号：7水利水电工程的设计工作贯穿于工程建设的全过程,包括工程项

3、目的规划、可行性研究、初步设计及施工设计等一系列设计工作。由于工程技术难度大、重视安全性、投资数额巨大等原因,都对工程设计的可行性、合理性及经济性研究提出了较高要求。但是,就目前情况来看,水利水电工程设计仍然存在着诸多丞待解决的问题。1.计算目的1.1坝体(堤身)浸润线的位置。1．2渗透压力、水力坡降和流速。1．3通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。1．4坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。2.渗流计算的主要方法渗流计算求解方法一般可分为以下4种类型：2．1流体力学解法：是一种严格的解法，在满足定解的边条件下可以求出渗流

4、场中任何一点的值。但解答非常复杂，只少数简单的情况有效，在实际工程应用上受到较多的制约。2．2水力学解法：是流体力学解法的近似解。是在作了某假定的基础上对一些特定的边界条件的流体力学解法。同样实际工程应用上受到较多的制约。2．3模拟试验：基于上述二种方法的缺点，对于实际工程，常通过水力学实验来模拟求解渗流问题。2．4计算机数值模拟：通过建立一个数学模型，来求解渗问题，也称数值法，数值法又分为有限差分法、有限元法。目前，上述渗流计算方法中在水利工程上应用最广的主是水力学解法和有限元法。73.渗流计算工况组合及渗透系数的选取3．

5、1常规堤防工程常规的堤防工程计算提出了三种水位组合，此三种水位合的渗流计算目的及相应土体的渗透系数选取原则主要为：3．1．1临水侧为高水位，背水坡为相应水位。本组合的计算目的：1）计算背水坡可能最高的逸出点位置、背水坡逸出段及背水坡基础表面出逸比降，用于背水坡渗流安全复核、反滤层及排水设施设计；2）背水坡面可能最高的浸润线，用于背水边坡稳定计算；3）当堤身、堤基土的渗透系数大于10m／s时，计算渗流量用于分析防渗措施对本工程运行要求的可行性和背水坡排水设施设计(对于大坝均要求进行渗流量计算)。对上述第1）、2）种计算目的工况

6、，堤身、堤基的渗透系数则取小值平均值，对第3）种计算目的工况则取大值平均值。3．1．2临水侧为高水位，背水坡为低水位或无水。本组合的计算目的：1）背水坡面可能最高的浸润线，用于背水坡边坡稳定计算，相应各土体的渗透系数取小值平均值；2）7复核局部渗流稳定及进行反滤层设计，则进行局部渗流稳定性复核土体的渗透系数取小值，其上、下部位土体的渗透系数取大值平均值。3．1．3洪水降落时对临水侧堤坡稳定最不利的情况。当临水坡面可能最高浸润线时，临水坡稳定计算最不利，所以计算工况下的土体渗透系数应取小值平均值。3．2特殊项目对一些特殊的项目

7、，必要时还应考虑以下计算工况或因素。3．2．1工程中蓄水过快的情况。在工程蓄水使水位上升过快时，对上游坝坡稳定也是不利的，特别是初次蓄水时。因为水位上升太快，浸润饱和土的过程又很长，特别是透水性小的粘性土，造成浸润线很陡，此时上下土层的饱和性不一致，且浸润前峰渗透坡降很大，将导致不均匀沉降，从而产生裂隙而滑坡。3．2．2降雨饱和堤坝岸坡。降雨饱和堤坝岸坡的稳定与临水侧水位骤降情况是相类似的，是由于大气降水及河岸地下水的补给造成较高的孔隙水压力的结果，尤其在基础中存在承压水或排水不畅时最为严重。3．2．3堆筑期间的孔隙水压力。

8、施工期孔隙水压力的问题，一种情况是在软粘性土的饱和地基上筑堤(坝)，由于填筑速度较快，上部荷重所引起的孑L隙水压力来不及消散，因而在剪应力不断增加下，其稳定性大减从而引起滑坡；7另一种情况是由于填筑土料本身含水量过大，在堤(坝)本身引起孔隙水压力，从而发生滑坡。3．2．4超孔隙水压力。孔隙