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义龙楼纳水库设计

义龙楼纳水库设计

本次设计结合顶效镇楼纳、马槽田等村组灌溉需水情况和当地政府的相关政策要求,确定楼纳水库的工程任务主要是是保证下游楼纳、马槽田等村组农田灌溉及楼纳村的景观水体建设,主要利用楼纳水库雍高水位,结合沿河两岸的实际地形,形成宽90m,长 850m 的水域,

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  • 详细描述

    义龙楼纳水库设计
    1综合说明
    1.1流域概况
    义龙新区地理位置东经104°86′~105°42′,北纬24°92′~25°40′之间,地处兴义市、兴仁县、安龙县三县市结合部,西南距兴义市区25 km,东距安龙县城区58km,北距兴仁县城区34km,东北距贵阳约230 km,西南距昆明约220 km。义龙新区位于黔桂滇三省交界部,地处西江上游经济区、南昆铁路和汕昆高速、324 国道经济带上,是贵州西部、云南中部、西部和北部以及四川中部、西部通往两广沿海和东南亚国家出海大通道上的枢纽地区。也是贵阳-安顺-昆明区域发展轴上的重要节点,是贵州联系东盟的必经之地和桥头堡,同时它也是“兴兴安贞”半小时经济圈的核心区域。
    顶效镇位于兴义市的东北面,距市区10km。国土面积107.7km²,辖2个居委会14个行政村,总人口3.6万人。
    楼纳村位于兴义市中东部,顶效镇东南部,地处东经104°58′20″-105°02′40",北纬25°10′21″-25°12'′21″之间,东北面与万屯镇接壤,西面与大蚌村相连,南面与顶效镇的绿化村和合心社区毗邻。距离顶效镇8.2km,距兴义城25.2km,省道309线、汕昆高速和关兴大道穿村而过。全村国土面积10.8km2、其中耕地面积5100亩(田3700亩、地1400亩),森林5300亩。全村辖10个自然村寨(11个村民小组),共718户、3106人,少数民族(以布依族为主)人口占总人口的51.8%。
    楼纳水库所在河流为大雄河,大雄河为纳省河的一级支流,马别河的二级支流,南盘江水系的三级支流,其所在流域为马别河流域,马别河流域面积2886km²。
    大雄河发源于顶效镇东北部的佐舍,河源高程为1437.70m,自东北向西流经孔白湾、倒马坎、田湾、白桥、坡贡、对门寨,最终在马曹田处汇入纳省河。大雄河流域集水面积为31km2,主河道长16.5km。流域河网较密,伏流暗泉分布较广,地下水较丰富,干流两岸支流分布均匀。
    流域地处云南东部高原向黔中山原过渡的斜坡地带,整个地势由北向南倾斜。流域内岩溶发育,由于受复杂的地质构造影响,流域内岩溶地貌广泛分布,土壤发育受母岩影响,在碳酸盐岩广布区分布着黄色石灰土,在紫色砂页岩区发育着紫色土。
    楼纳水库位于大雄河的末端楼纳村村委会处,坝址以上集水面积27.88km2,主河道长为17.66km,主河道加权平均比降为9‰,流域形状系数0.089,几何特征值36.9。
    经现场调查,流域内植被主要为天然林草,具有一定的水土保持功能,项目区水土流失类型以水力侵蚀为主,总体来说,水土流失程度较轻。
    表1-1                    坝址流域参数特征值表
    流域名称 集水面积
    (km²)
    主河道长
    (km)
    主河道坡降
    (‰)
    流域形状系数
    f
    几何特征值
    θ
    坝址以上 27.88 17.66 9 0.089 36.9
    1.2气象
    义龙新区属亚热带季风湿润气候,气候条件较为优越,气候温和,雨量充沛,无霜期长,雨热同季,具有冬无严寒,夏无酷暑,四季如春的气候特点。适宜农作物生长和多种作物经营,属丰收型气候。多年平均日照时数1648.6 h/a,光能资源较为丰富;平均气温13.6~19.1℃,无霜期281~348 天;多年平均降水1253.1~1577.2 mm,多年平均降水相对变率为10%-15%,多年平均气温为 16.3℃,极端最高气温 36.5℃(1994年5月2日),极端最低气温-4.7℃(1983年12月29日)。多年平均年降雨量为1433.4mm,最大一日降雨量 244.6mm,多年平均蒸发量 1512.6mm(20cm 蒸发皿观测值),多年平均相对湿度 80%,最小相对湿度接近于 0,多发生在冬春两季。多年平均风速 2.6m/s,近年所观测到的最大风速为 13m/s。最大积雪深度 1.8cm(1983 年12 月 29 日)。
    属全国及全省降水较稳定地区之一,能够满足农作物和经济林木对热量、水分的要求。全区四季变化不显著,喜温作物生长的4-9 月温度较高,昼夜温差大,有利于营养物质的积累。
    义龙实验区域内降水年内分配不均,流域一般5月下旬进入雨季,降水量主要集中在5-10月,占年降水总量的84.2%,11月-次年4月为枯季,降水仅占年降水总量的15.8%。流域降水的年际变化较大。
    楼纳水库西南方向设有兴义市气象站,兴义市气象站于1957年1月设立,地理坐标为东经104°54′,北纬25°05′,观测场海拔高程1299.6m。该站为国家基本气象站,自1959年起开始观测,采用自记结合人工观测方法,汛期进行四段制、八段制观测,枯季采用二段制观测,具有1959~2015年共56年的降水资料系列。蒸发资料自1959年开始观测,具有1959~2009年共51年的蒸发资料系列。
    1. 3水文基本资料
    1. 3.1参证站的选择
    楼纳水库所在的大雄河流域内无水文站,其汇入的纳省河干流上建有纳省水文站、马别河干流上建有马岭水文站,邻近设有兴义市气象站等。
    1、马岭水文站
    马岭(一)站于1958年12月由省水电厅设立,1959年1月1日开始观测。测站地理位置为东经105°03ˊ,北纬25°10ˊ,行政区划为贵州省兴义市马岭镇,1964年1月将测流断面上移50m,为马岭(二)站。
    马岭水文站是马别河的控制站,控制集水面积2277km²。测验河段经几次人工整理后大致顺直,左岸中低水位部分为陡岩,中高水位以上为泥土细沙组成。右岸低水为乱石和鲠生岩石组成,中水-高水为泥土组成,河底左右两岸深、中间浅,较为平整,均为砾石细沙组成。测验河段较为狭窄,低水时水面宽为 19.5m,中水位水面宽为 25-35m,高水时为50-60m,断面附近无缺口、漫滩等现象。
    马岭水文站采用直立式水尺,质料为钢筋混凝土,设有国产日记自记水位计,岛岸结合式自记水位台,采用假定高程系统(黄海高程=假设高程+877.726m)。
    2、兴义市气象站
    兴义市气象站于1957年1月设立,地理坐标为东经104°54′,北纬25°05′,观测场海拔高程1299.6m。该站为国家基本气象站,自1959年起开始观测,采用自记结合人工观测方法,汛期进行四段制、八段制观测,枯季采用二段制观测,具有1958-2015年共58年的降水资料系列。蒸发资料自1959年开始观测,具有1959-2015年共57年的蒸发资料系列。
    马岭水文站、兴义市气象站距设计流域中心直线距离分别为9.3km、25km。  
    表1-2                设计流域周边水文气象站参数特征值表
    站名 观测项目 距离设计流域中心直线距离(km)
    马岭水文站 降水、蒸发、水位、流量、泥沙 9.3
    兴义市气象站 降雨量、蒸发量、气温、 25
    风速、风向等
     
    通过对流域附近各参证站进行比较分析可知,大雄河为纳省河支流,其下垫面与纳省河基本一致,但其观测时间较短,不具备代表性。
    马岭水文站控制集雨面积2277km2,为设计流域的95倍;倍比关系太大,因此不宜采用水文比拟法计算坝址径流,故仅作分析站用。
    由于兴义市气象站观测资料系列长,数据完整,观测精度高,可靠性较好,测站处海拔高程和项目区海拔高程相差不大,可利用降水与径流的关系将其转换为径流资料,得到的长系列径流资料用于楼纳水库坝址以上流域开发长系列调节计算,具有较高的计算精度。
    考虑到下垫面条件、流域控制面积、观测精度、气象等影响径流的因素。本次采用兴义市气象站作为本次项目的参证站,进行水文分析计算。

    目录
    工程特性表
    1综合说明 - 1 -
    1.1流域概况 - 1 -
    1.2气象 - 2 -
    1. 3水文基本资料 - 3 -
    1. 3.1参证站的选择 - 3 -
    1. 3.2资料评价 - 4 -
    1. 4 径流 - 7 -
    1. 5 洪水 - 8 -
    1.5.1暴雨特性 - 8 -
    1.5.2洪水特性 - 9 -
    1.5.3历史洪水 - 9 -
    1.5.4设计暴雨 - 10 -
    1.5.5设计洪水 - 14 -
    1.6 泥沙及淤积 - 18 -
    1.7 坝址~流量关系曲线 - 18 -
    2工程地质 - 20 -
    2.1  区域地质 - 20 -
    2. 1.1 地形地貌 - 20 -
    2.1.2  地层和岩性 - 20 -
    2.1.3  地质构造 - 21 -
    2.1.4  地 震 - 22 -
    2.1.5  水文地质 - 23 -
    2.2  库区工程地质 - 24 -
    2.3 选定坝址基本地质条件 - 26 -
    2.3.1 地形地貌 - 26 -
    2.3.2 地层岩性 - 26 -
    2.3.3 地质构造 - 27 -
    2.3.4 物理地质现象 - 27 -
    2.3.5岩溶及水文地质条件 - 28 -
    2.3.6 岩体物理力学性质 - 31 -
    2.4天然建筑材料 - 33 -
    2.4.1石料场 - 33 -
    2.4.2料源储量、质量评价 - 34 -
    2.4.3料源开采边坡评价 - 34 -
    2.4.4开采及运输条件 - 34 -
    2.4.5土料场 - 35 -
    2.5结论及建议 - 35 -
    2.5.1结论 - 35 -
    2.5.2建议 - 37 -
    3 工程规模 - 38 -
    3.1 特征水位的选择 - 38 -
    3.1.1 水库正常蓄水位的选择 - 38 -
    3.1.2 水库死水位的选择 - 38 -
    3.2 洪水调节计算 - 38 -
    3.2.1工程等别与洪水标准 - 38 -
    3.2.2洪水资料 - 39 -
    3.2.3洪水调度原则 - 39 -
    3.2.4洪水调节计算 - 40 -
    4工程布置及建筑物设计 - 41 -
    4.1坝轴线、坝型的选择及工程布置 - 41 -
    4.1.1坝轴线、坝型的选择 - 41 -
    4.1.2工程布置 - 41 -
    4.2非溢流坝段设计 - 42 -
    4.2.1坝顶高程确定 - 42 -
    4.2.2最大坝高基本剖面拟定 - 43 -
    4.2.3坝体稳定计算 - 45 -
    4.2.4坝体应力计算 - 58 -
    4.3溢流坝段设计 - 66 -
    4.3.1孔口设计 - 66 -
    4.3.2溢流面设计 - 68 -
    4.3.3消能设计 - 69 -
    4.4 坝体构造设计 - 71 -
    4.4.1 坝体混凝土的分区 - 71 -
    4.4.2坝身廊道及排水管 - 73 -
    4.4.3 坝体分缝与止水 - 73 -
    4.5地基处理 - 75 -
    4.5.1 坝基的加固处理 - 75 -
    4.5.2 坝基的防渗处理 - 76 -
    4.5.3 坝基排水 - 76 -
    5 总结与体会 - 77 -

    总结与体会
    在本次毕业设计中学到很多东西,加深了对本专业知识的认识,学会了将平时专业课上学习到的知识应用到设计中来,使我对之前的专业知识有了更进一步的认识。毕业设计是在以前我们做过的课程设计基础之上更加系统、更加全面的设计,它包含多门学科的知识,通过本次毕业设计,使我的专业知识更具体化和系统化。针对本次的重力坝的设计,联系了水工建筑物、地基处理、水力学、水利工程施工等多门学科知识,使我以前在课堂上学到的知识进行了有效结合,并成功将书本知识与实际的工程紧密的结合起来,做到了理论与实践的结合。
    但是由于时间的关系以及自身知识的局限性等,本次设计难免存在不少问题,某些设计不完善,比如:本次设计只考虑了重力坝的设计,没有考虑与之相关的其他结构之间的关系,细部构造不够具体,对重力坝的应力分析和稳定分析不够全面,因为在分析时采取了简化的方法。
    本次毕业设计中的不足之处,使我充分认识到自身所学知识不仅深度不够,而且范围局限,因此在之后的工作学习中自己应加强自身学习,在做到学习面广的同时还应有一定的深度。
     

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