利洞水电站开题报告利洞水利枢纽混凝土重力坝设计-有限单元法

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1、利洞水利枢纽混凝土重力坝设计-有限单元法三峡大学水利与环境学院1工程概况1.1内容利洞水电站是翁源县涂屋水梯级开发规划中的梯级水电站之一，位于翁源县六里镇辖区内，在已建的双叉角水电站下游，已建的长潭水电站上游之间。其坝址在雷公村上游约500m处的峡谷中，距离翁源县六里镇约12km，距离翁源县城（龙仙镇）约32km。坝址以上流域面积109km2。1.2水文特征工程所在地属亚热带气候，冬半年受东北季风控制，气候寒冷略干燥，夏半年受西南和东南季风控制，气候炎热多雨。多年平均气温20.2℃。年极端最高气温39.2℃，年极端最低气温-5.1℃。年平均降雨量在1897.8mm，最大降雨量2

2、859mm，最小降雨量827mm。降雨量年内分配不均，4～9月雨量占全年降雨量的75%，10月～3月占全年的25%。多年平均相对湿度77%，多年平均最大风速14.3m/s，多年平均蒸发量1210mm。经计算得其多年平均流量3.8m3/s，多年平均径流量1.2亿m3.本工程大坝防洪设计标准为30年一遇，校核标准为200年一遇。因此，取设计洪水洪峰流量为961m3/s，校核洪水洪峰流量1380m3/s.坝址以上多年平均输沙量2.13万吨；多年平均含沙量0.14kg/m3.1.3地形条件工程区位于诸广山——热水南北向构造带，南岭中段的南部，属中低山丘陵区。地势自北向南西倾斜，山脉多为

3、北东—南西向展布，山体雄厚，植被茂盛。库区属于低山区，两岸山体雄厚，分水岭山顶高程在550m~750m左右。山体多呈北东向展布，山高坡陡，坡度在30°~50°，局部60°~70°，地形险峻。沿河两岸冲沟发育，以北东—南西向为主。基岩在河流两岸及冲沟处出露良好。水库为峡谷型，水库两岸分水岭雄厚，分布高程550～650m，高于正常蓄水位200m，不存在低矮垭口和单薄分水岭。坝址附近河流流向总体向南，河床宽约8—15m。呈“V”字型峡谷，河床基岩裸露。两岸山体雄厚，山顶高程在370m以上。坝址两岸上、下游均发育有冲沟，冲沟切割深度20m左右。1.4地质条件工程区位于官渡—坝子复向斜的

4、西翼，为一背斜，核部地层为Pz1，两翼为D1-2tg、D2l、D3m等地层组成。在构造历史上表现为燕山期酸性岩浆岩多次贯入。构造形迹多以分散、连续性差、规模较小的挤压带、硅化破碎带、糜棱岩化带，一般具压性特征。库区以燕山三期（γ52（3））花岗岩和下古生界（Pz1）变质石英砂岩为主，地质构造以断层和裂隙为主，断裂构造较为发育，以小断层为主，未发现有区域性大断裂通过。库区地下水主要为基岩裂隙水和孔隙水。裂隙水赋存于断层及砂岩、花岗岩体裂隙中。地下水位埋深变化大，水位、流量均受季节变化影响。孔隙水主要埋藏于河谷及两岸第四系坡积、冲、洪积层中。其主要受大气降水补给，向低洼的沟谷和河流

5、排泄。坝址区出露地层较单一,主要为燕山三期侵入岩（γ52（3））及第四系坡积层、冲积层。断裂构造不发育，勘察所发现的断层构造均分布在坝址下游,有北东和北西两组。2本工程设计的目的和意义翁源县地处粤北山区，面积2158km2，总人口35.36万人。水力资源理论蕴藏量13.78万kw，可开发利用的5.68万kw。翁源县是经济基础较差，底子薄的“老、少、山、边、穷”县。小水电作为能源开发的重点，可以增加财政收入和改善投资环境，为工业、农业及其它行业的发展提供更多的电力资源。随着社会经济的发展，对电力的需求必将越来越大，供电缺口将更大，加上煤炭资源的有限，应积极地开发利用当地的水利资源

6、。利洞水电站是一座以发电为主的日调节水电站，建成后可缓解翁源县电力供需紧张的局面。因此利洞水电站的兴建对振兴山区经济、实现农村电气化，具有极为重要的意义。3设计的具体内容、步骤和成果3.1设计的主要内容和步骤3.1.1坝线、坝型选择和枢纽布置方案坝轴线的位置应根据坝址附近的地质、地形条件通过定性分析确定。坝型应根据坝址处的地形、建筑材料、宣泄洪水的能力以及抗震性能等特点来进行选择。通过定性分析，初步选择2-3种坝型进行较详细的技术经济比较，从中选出既满足工程要求又比较经济的坝型，对之进行初步设计。枢纽布置方案比较首先根据枢纽的任务和要求确定建筑物的组成，然后根据地质、地形条件，

7、拟定2-3个重力坝枢纽布置方案，并绘出草图，通过定性全析，确定较合理的枢纽布置方案。3.1.2拟定孔口尺寸孔口尺寸确定：首先要说明，枢纽泄洪任务、施工导流、发电、输水、排沙等要求，枢纽采取的综合泄水方式（表、中、底、电、沙）和各种孔口采用的流态，然后按要求确定孔道进出口高程。由水力学相关公式计算各孔口泄水能力，由调洪演算确定设计洪水位和校核洪水位，进而确定孔口各尺寸，并验算枢纽总泄洪能力是否满足枢纽规划要求。如不满足，则需修改孔口尺寸或调整布置，重新验算，直至满足要求为止。3.1.3剖面设计