重力坝设计
基本资料情况:
一、坝址地形
在本坝址地区,河床狭窄,仅一百多米宽,但随着高程之增高两岸便趋于平坦,两岸高度在200米以上,海拔高程在400米以上,在坝址处右岸较左岸为陡,右岸平均坡度为0.5左右,右岸为0.4左右,在坝址位于河弯的下游,在坝址上游十余公里有开阔地带,为形成水库的良好条件。
二、坝址地质
该区地质构造简单,主要岩层为黑色硅质页岩和燧石,上有3~9米左右的覆盖层,系河沙卵石,近风化泥土层及崩石,其岩层性质为:
黑色硅质页岩:属沉积岩,为硅质胶结物之页岩,根据勘测结果,该岩层性坚硬致密,仅岩石上层10~18米深度存在有裂隙和节理,不很严重,但需加以处理。经过压水实验,岩石之间单位吸水量为0.1公升/分钟。
燧石:其岩层不宽,分布于左岸,岩性较黑色硅质岩为弱,岩层走向:左岸为南30°西,倾角为50°~70°,倾向正向上游:
在坝址处,据目前资料未发现断层。
硅质页岩的力学性质:
(1)天然含水时的平均容重 2500公斤/立方米
(2)极限抗压强度: 1000~1200公斤/立方厘米
(3)牢固系数 f=10~12
(4)岩石与混凝土之间的的抗剪断摩擦系数为f’=0.85,抗剪断凝聚力系数c’=7.0kg/cm2;抗剪摩擦系数f=0.65。
三、水文气象
本枢纽位于我国中部,气候温和,雨量丰富,雨量多集中于6-9月,此四个月为丰水期,多暴雨。流域及河流坡度较陡,故洪水来势凶猛。枯水期在10-5月,1-4月为最枯季节:本河流自1954年开始建立水文站,本枢纽距该站不远。
1、多年月平均流量表
月 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
流量
m3/s |
60 |
50 |
80 |
100 |
180 |
420 |
650 |
600 |
440 |
240 |
150 |
95 |
2、各种时期不同频率的洪峰值
频率(%) |
0.01 |
0.02 |
0.1 |
1.0 |
2.0 |
5 |
10 |
洪水期洪峰
(m3/s) |
5890 |
5600 |
4750 |
3630 |
3300 |
2800 |
2500 |
枯水期洪峰 (m3/s) |
|
|
|
|
270 |
250 |
208 |
3、降雨量资料,见下表: 单位:毫米
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
各月平均降雨量 |
5.2 |
8.8 |
18.5 |
34.0 |
32.6 |
80.3 |
各月平均降雨次数 |
2.4 |
3.7 |
5.9 |
6.3 |
8.5 |
8.1 |
月份 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
各月平均降雨量 |
118.0 |
140.0 |
125.2 |
60.1 |
28.2 |
8.0 |
各月平均降雨次数 |
6.3 |
9.80 |
10.1 |
8.8 |
7.8 |
2.2 |
一日最大降雨量曾达90.5毫米。
4、气温记录及冰冻情况,见下表: 单位:cm
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
多年月平均气温 |
4.2 |
6.5 |
11.5 |
17.5 |
22.1 |
25.9 |
最高气温 |
13.5 |
20.0 |
28.5 |
30.4 |
35.2 |
39 |
最低气温 |
-7.0 |
-4.7 |
-2.3 |
1.5 |
8.0 |
13.0 |
月份 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
多年月平均气温 |
28.6 |
27.7 |
22.7 |
16.8 |
10.4 |
4.7 |
最高气温 |
38.5 |
37.2 |
36.0 |
28.0 |
21.1 |
15.3 |
最低气温 |
17.5 |
16.0 |
10.0 |
2.5 |
-2.1 |
-4.8 |
年平均气温为16.5℃。河道常年不结冰,在委寒冷的情况下,地面有冰冻现象,但历时短。
5、河道泥沙情况
根据坝址附近水文站的统计,本河流年平均输砂量为1.8×106立方米,在河流上游山区有部分森林,其他地方亦在进行造林工作和其他的水土保持工作。水土保持生效年限可采用30年,泥沙饱和容重取1.4吨/立方米,泥沙内摩擦角为0°。
6、水库吹程、风速
吹程为3.0公里;多年平均最在风速为15米/秒。50年一遇的风速为17米/秒。
7、水库水位——库容关系如下表:
水位(m) |
142.5 |
145 |
147.5 |
150 |
152.5 |
库容(万m3) |
0 |
200 |
1000 |
3000 |
6500 |
水位(m) |
155 |
157.5 |
160 |
162.5 |
165 |
库容(万m3) |
11500 |
18000 |
27500 |
37500 |
50000 |
水位(m) |
167.5 |
170 |
172.5 |
175 |
177.5 |
库容(万m3) |
64000 |
70000 |
95000 |
113000 |
133500 |
水位(m) |
180 |
182.5 |
185 |
187.5 |
190 |
库容(万m3) |
156000 |
177000 |
203000 |
230000 |
256000 |
8、坝址流量——水位关系如下表:
流量(立方米/秒) |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
水位(米) |
153.46 |
155.13 |
156.8 |
158.94 |
流量(立方米/秒) |
3000 |
4000 |
5000 |
5500 |
水位(米) |
160.68 |
162.41 |
164.1 |
164.96 |
四、当地材料情况
在坝址上下游两岸有大量的河砂和较多的卵石,椐初步调查河砂的储蓄量为820000立方米,渗透系数K=4×10-2厘米/秒,卵石储量有580000立方米,大部分在上游。在坝址下游三公里左右,有部分土壤;储量不多,约52000立方米,K=1×10-3厘米/秒。在本河流上游地区,有部分山区森林,可作筑坝所需木材之用。
五、交通运输
(1)陆路:目前已有三级公路通过本地区,离坝址150公里处有铁路,且与公路衔接。
(2)外地材料之运输,主要靠铁路、公路,部分可用木船,运输较方便。
(3)施工动力与施工机械的供应:施工动力大部分可由坝址下游处之县城供给,不足之数由离坝址70公里的县城供给。施工机械之供应是方便的。
(4)劳动力:坝址所在地区,有足够的农业劳动力;在满足了农业生产的要求下,可以抽调一部分农业劳动力参加枢纽之修建工作。
六、其他资料
上游校核洪水位 182m 死水位 166.28m
上游设计洪水位 180m 电站总装机容量72000千瓦
上游正常蓄水位 178m 电站最大引用流量 240m3/s
防洪限制水位 175m
设计洪水安全泄量2000 m3/s
校核洪水安全泄量2500 m3/s
下游校核尾水位154m
下游设计尾水位152m
下游正常尾水位151m