[指导]沙河灌区取水枢纽课程设计任务书.docVIP

课程设计 沙明灌区取水枢纽 任务书 （供治河专业用） 武汉大学 水利水电学院水利系 2011年6月 1设计的目的与要求 通过进水闸的初步设计，了解并掌握水闸初步设计的内容、方法和步骤，通过设计初步学会运用有关专业课、技术基础课所学的理论去解决实际工程问题，训练编写设计成果、绘制水工建筑物CAD图纸的技能，以及培养正确的设计思想，熟悉有关设计规范等。 此设计是在已有勘测规划及部分设计成果的基础上进行的，要求每个学生独立地提交设计成果并要求成果概念明确。说明书简明扼要，计算数字无误。 2设计内容 确定枢纽和建筑物的等级； 确定枢纽的防洪能力； 进水闸的闸室布置； 确定消能防冲设施； 防渗排水设施布置； 两岸连接建筑物的布置； 闸室的稳定校核； 闸底板的内力分析。 3设计成果 设计说明书一份（包括计算部分）； 进水闸结构布置图一张。 4设计资料 沙河灌区主要水系为沙河及太子河，沙河属于山麓型河流，灌区分布在沙河两岸，总灌溉面积为97.6万亩，两岸灌溉面积大致相等，根据沙河水沙情况及取水要求，经过综合比较，应修建由拦沙闸、冲沙闸、进水闸组成的冲沙槽式取水枢纽。 沙河拦河闸，横跨沙河修建，与沙河主河道正交，闸址外河宽270m，拦河闸底板高程与河床平均高程同高，为31.5m，两岸堤坝高程39.8m，闸上游限制最高洪水位为38.8m。 冲沙闸，布置在拦河闸两侧，底板高程31.5m。 进水闸，为了满足两岸灌溉的要求，采取两岸布置方案。 枢纽平面布置图见图一。 （拦河闸与冲沙闸均为三孔一联，拦河闸共5联；冲沙闸共2联；闸墩墩头为半圆形；中墩厚度为1.2m，缝墩厚度为0.8m；单孔净宽为10.0m） 图一、 枢纽平面布置图 （1）气象：多年平均气温7.50C，月平均最高气温30.20C，月平均最低气温-18.60C，冻层深度1.0~1.5m，多年平均风速4.1m/s，汛期最大风速8.4m/s。 （2）水文：拦河闸闸址处沙河不同频率的洪峰流量如表1，建闸前闸址处水位~流量关系见表2。 进水闸以5%的洪水作为停止引水标准，灌溉临界期相应的河道流量Q=400m3/s。沙河闸址处多年平均含沙量为1.8kg/m3,实测最大含沙量为4.74kg/m3。 （3）地质情况：渠道附近属第四纪沉积层，厚度较大。两岸滩地为粉质壤土几粉沙，其下为砾质粗沙，详见图二。 表1. 单位：m3/s 频率 （%） 0.1 0.33 0.50 1.0 2.0 5.0 10.0 25.0 75.0 流量 6150 5300 5000 4520 4020 3320 2820 2000 280 表2. 单位：m3/s 水位 （m） 31.50 33.10 33.85 34.70 36.00 36.80 37.40 37.70 38.30 38.80 流量 0.0 200.0 500.0 1000 2000 3000 4000 5300 6150 7000 图二、渠道附近地质剖面图  沿河一带地下水埋藏深度随地形变化，一般在2.5m左右。因土质透水性很强，地下水位变化受河道水位影响很大，丰水期河水补给地下水，水位较高；枯水季节地下水补给河水。 （4）地基土设计指标 地基允许承载力[R]=25kN/cm2 地基应力分布不均匀系数=2~3 混凝土与中砂摩擦系数f=0.4 混凝土容重=24kN/m3 回填土：应尽量以透水性良好的砂质中砂或粗砂回填 回填土壤的容重=10kN/m3 回填土壤的容重=16kN/m3 回填土壤的容重=20kN/m3 C=0；填土与墙后摩擦角=0 地基应力分布不均匀系数： 沙土 ≤2~3 （5）地震：本地区不考虑地震 （6）工程材料：灌区有铁路与石料场相通，运输方便。石料抗压指数在2500KN/cm2 左右，容重为24KN/m3。距渠首2.5~3.0km的地方有才石场可以供给粗细骨料及砂料作为浇筑混凝土之用。 （7）交通：进水闸有交通要求：要求交通桥面宽为5m。 5设计成果 （1）渠道设计成果 渠首渠底高程为：32.10m； 每岸最大引水流量：Q=78m3/s； 灌溉期正常挡水位为：35.00m，相应下游水位：34.80m； 渠道纵坡：i=1/3500； 渠道边坡：m=1.75； 渠道底宽：B=26.0m； 渠道顶部高程：37.50m； 渠道顶部宽度：6.0m； 渠道水位~流量关系曲线见图三所示。 图三、灌溉渠道水位~流量关系曲线图 （2）泄流计算成果 泄流计算成果见表3。 表3. 特征水位 频率 （%） 流量 （m3/s） 上游洪水位 （m） 设计水位 0.5 5000 37.84 停止引水水位 5 3320 37.15