截流课程设计.doc

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1、截流设计计算说明书1基本资料某工程截流设计流量Q=4150m3/s，相应下游水位为39.51m，采用单戗立堵进占，河床底部高程30m，戗堤顶部高程是44m，戗堤端部边坡系数n=1，龙口宽度220m，合龙中戗堤渗透流量按如下公式计算，Qs=220(Z为上下游落差，Z0为合龙闭气前最终上下游落差)，请设计该工程在河床在无护底情况下的截流方案。此外，上游水位~下泄流量关系曲线见表1。截流材料为容重26KN/m3的花岗岩，截流戗堤两侧的边坡为1:1.5。表1上游水位~下泄流量关系曲线Qd（m3/s）700122016201700216026703420

2、3930上（m）40.8541.0441.2841.4541.7542.0542.3542.74截流设计是施工导流设计重要组成部分，其设计过程比较复杂，目前我国水利水电工程截流多采用立堵截流，本次设计按立堵截流设计，有多种设计方法。其设计分为：截流水力计算、截流水力分区和备料量设计。截流设计流量的确定，通常按频率法确定，也即根据已选定的截流时段，采用该时段内一定频率的某种特征流量值作为设计流量。一般地，多采用截流时段5%～10％的月平均或者旬平均流量作为设计标准。截流的水力计算中龙口流速的确定一般采用图解法（详细见《水利工程施工》P39~42）

3、，以下对于图解法及图解法的量化法----三曲线法做如下介绍。2截流的水力计算（图解法）立堵截流进占过程中，龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式，通常是由前者过渡到后者直至合龙。戗堤进占划分为两个阶段：①第1阶段——戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，即b≥2mshs；②第2阶段——戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙，即b＜2mshs。2.1.作Q-▽H上关系曲线一般情况下，截流设计流量Q0由四部分组成：Q0=Q+Qd+Qs+Qac式中Q——龙口流量；Qd——分流量（分流建筑物中通过的流量）；Qs——戗堤渗透流量；Qac

4、——上游河槽中的调蓄流量。其中，戗堤最大渗透流量Qs和上游河槽中的调蓄流量Qac可以忽略。于是有：Q0=Q+Qd由Q0=Q+Qd可计算上游水位与相应流量的关系，于是可绘制得到下表：表2上游水位与相应流量表上游水位▽H上(m)落差Z(m)设计流量Q0(m³/s)下泄流量Qd(m³/s)龙口流量Q(m³/s)40.851.3441507003450.0041.041.53415012202930.0041.281.77415016202530.0041.451.94415017002450.0041.752.24415021601990.0042.

5、052.54415026701480.0042.352.8441503420730.0042.743.2341503930220.00根据上表可绘制上游水位和下泄流量与龙口流量关系曲线：图1上游水位与下泄流量关系曲线图2上游水位与龙口流量关系曲线2.2.计算Qg～f(B,Z)水流通过束窄河床，其进口由于竖向收缩（有坎）或横向收缩（无坎）而形成宽顶堰流时，视其出流是否淹没，分别按下式计算其泄流能力Q。龙口泄水能力按宽顶堰公式计算：式中––龙口平均过水宽度；H0––龙口上游水头；m––流量系数，按下式计算：Z／H0＜0.3，淹没流，Z／H0≥0.3

6、，非淹没流，m=0.385,Z––上下游落差；Z0––合龙后闭气前最终上下游落差，为14m。其中，对于梯形断面，龙口上游水头龙口平均过水宽度;对于三角形断面，龙口上游水头龙口平均过水宽度。(各参数的取值参照设计任务书)Z为上下游水位差，B为龙口宽度。当龙口宽度B>2×1×(44-30)=28m时，龙口断面为梯形断面，当B<28m时，龙口断面为三角形断面。假设戗堤顶部宽度B为不同值时，龙口流量与水位落差Z的函数关系，利用excel计算结果如下表：表3龙口流量、龙口宽度及上游水位表▽HQgB22015012090706050423428201363

7、9.61268617531354954687554421315208128436039.81465630412349165711959657345493652267811040.0160173932303821451549125195371547729810416040.21712746603602254518401488113585357136012720040.41808952914093289420941695129597565641614825040.6189515859453332082324188314411087734469169

8、29040.819741637949383497253620561576119280751919034041.01104746862531437672