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