目录第一章洪水调节计算2第二章挡水建筑物的计算82.1 坝顶高程的计算82.2 渗流计算142.3 土料设计182.4 稳定设计232.5 细部设计25第三章泄水建筑物的设计27第四章施工组织设计32附录1 稳定计算程序34第一章 调洪演算因该河流为山区性河流，故兴利库容与防洪库容不结合，从正常蓄水位开始调节。

将坝址来水单位过程线按同比例缩放，得到不同频率下的洪水过程线。

根据初步拟定四组堰顶高程与孔口尺寸计算下泄流量和设计和校核水位。

方案1： ∇∩=2811m, B=7m ； 方案2： ∇∩=2812m, B=7m ； 方案3： ∇∩=2813m ， B=8m ； 方案4： ∇∩=2812m, B=8m 。

∇∩——堰顶高程； B ——过水净宽用下列方法计算下泄流量和设计和校核水位：（1）在估计所求B 点附近，任意选定B1、B2、B3（或B1′、B2′、 B3′）向A （或A ′）方向做三条直线，并与洪峰过程线相切，如图1.1所示。

A,A ′分别为Q 设=1680m 3/s （P=1%）和Q 校=2320 m 3/s （P=0.05%）时的起调点（在图中Q 设、Q 校分别用Qmax 和Qmax ′表示），用下式计算分别不同方案和频率下的起调点（Bi ，Bi ′）。

起调点：Q 起调=εm 2/32H g ⨯×Bm ——流量系数，与堰型有关，取0.502； H ——作用水头m ；ε——侧收缩系数取0.86（ε=1-0.2*0.7*1=0.86）； B ——过水净宽。

g ——重力加速度取0.981B1、B2、B3为设计情况下过A 做切线与来水过程线的交点，其流量计算公式 Qi=1680×y Bi /120y Bi ——为Bi 的纵坐标B1′、B2′、 B3′校核情况下过A ′做切线与来水过程线的交点，其流量计算公式Qi ′=2320×y Bi ′/120y Bi ′——为Bi ′的纵坐标（2）计算相应直线AB i （或AB i ）与洪峰过程线所包围的面积（即相应调节库容）和相应的隧洞最大下泄流量，并V~H 曲线上根据V 总查出高程H 。

在单位过程线上所围面积A ，求出不同频率下的相应调节库容V 见表1.1(3)根据相应高程H ，在Q~H 曲线上根据交点找出相应的隧洞最大下泄流量，H 设，H 校，如图1.2所示。

将不同方案的计算过程列入表1.1中，并将最后结果汇总至表1.2中。

图1.1第二章 挡水建筑物的计算2.1坝高计算基本计算原理和公式：坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：Y= R+e+A其中：Y----坝顶超高；R----最大波浪在坝顶的爬高； e----最大风壅水面高度；A----安全超高。

该坝为二级建筑物，设计时取A=1.0，校核时取A=0.5坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值: 1. 设计水位加正常运用条件下的坝顶超高; 2. 正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高;3. 校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高；4. 正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高。

波浪的平均波高和平均波周期宜采用官厅公式(W<20m/s,D<20000m)gh/W 2 =0.0076W -1/12(gD/ W 2)1/3 gL m /W 2=0.331W -1/2.15(gD/ W 2)1/3.75h m ——平均波高，m T m ——平均波周期，s D ——风区长度kmm H ——水域平均水深，mW ——计算风速, m/s 风壅高度可按下式计算:βcos 22m gH D KW e =式中 e ——计算处的风壅水面高度mD ——风区长度kmK ——综合摩阻系数3.6×103-β——计算风向与坝轴线的夹角22.5°(以8个方位角为准，偏差在±22.50， )，为了使坝高取高更合理，取22.5°。

坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：y=R+e+A 式中y ——坝顶超高R ——最大波浪在坝坡上的爬高，m （按规范二级大坝设计情况为1.0,山区丘陵去校核情况0.5。

当来波波向线与坝轴线的法线成夹角时波浪爬高等于按正向来波计算爬高值乘以折减系数K β,K β应按表A.1.15确定,插值得K β=0.951,用R=Kβ*R1%=0.951* R1%,）e——最大风壅水面高度A——安全加高（按规范二级大坝设计情况为 1.0,山区丘陵区校核情况0.5）坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值:5.设计水位加正常运用条件下的坝顶超高;6.正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高;（低于工况1，可不算）7.校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高；8.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高。

2.1.1设计水位加正常运用条件下的坝顶超高吹程D=15㎞, 风速W=21㎞/s,坝前水深Hm72.9m, β=22.5°gD/W2=9.81×15000/212=333.673gh/W2 =0.0076W-1/12(gD/ W2)1/3=0.0076×(21)-1/12(333.673)1/3=0.040901h10%=1.8387m/W2=0.331W-1/2.15(gD/ W2)1/3.75gLm=0.331×(21)-1/2.15×(333.673)1/3.75=0.3782=17.00191mLmgD/W2 = 333.673)(∈,,h为累积频率10%的波高h2501000,10%查表A.1.8hm=hp/1.71∴h m=1.07525mT=4.438×1.075255.0=4.601951sm2.1.1.1风壅高度可按下式计算:e=K W2D COS(β)/(2gH)= 3.6×103-×212×15× COS(22.5°) / (2×9.81×72.9)=0.0153823式中 e——计算处的风壅水面高度mD——风区长度kmK ——综合摩阻系数3.6×103-β——计算风向与坝轴线的夹角22.5° 2.1.1.2波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值. 正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:m=1.5~5.0)0.5,5.1(∈∴Rm=K △Kw m m l h / 21m += 0.78×1.0×(17.00191*1.07525)^0.5/(1+2.75^0.5)^0.5 =1.139719m 式中 Rm ——平均波浪爬高m ——单坡的坡度系数,若坡角为a,即等于cotaK △——斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查规范得0.78 Kw ——经验系数,查规范得1.0, W/(gH)^0.5<1大坝等级为2级,查规范1﹪累积频率下的爬高与平均爬高的比值为 2.23。

(hm/H<0.1)∴R 1%=2.23×1.139719=2.541573m ∴坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定： y=R*0.951+e+A=2.541573*0.951+0.0153823+1.00 =3.43242m坝顶高程2822.9+3.43242=2826.33242m 坝高2826.33242-2750=76.33242m为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.3%的坝高坝高+0.3%沉陷=2750+76.33242*1.003=2826.561416m2.1.2正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高吹程D=15㎞, 风速W=21㎞/s,坝前水深Hm=(2821.5-2750)= 71.5m, β=22.5° gD/W 2=9.81×15000/212=333.673 gh/W 2 =0.0076W -1/12(gD/ W 2)1/3=0.0076×(21)-1/12(333.673)1/3 =0.040901 h10%=1.8387mgL m /W 2=0.331W -1/2.15(gD/ W 2)1/3.75=0.331×(21)-1/2.15×(333.673)1/3.75 =0.3782L m =17.00191mgD/W 2 = 333.673)1000,250(∈,,h 为累积频率10%的波高h 10% 查表A.1.8 hm=hp/1.71∴h m=1.07525mTm=4.438×1.075255.0=4.601951s2.1.2.1风壅高度可按下式计算:e=K W2D COS(β)/(2gH)= 3.6×103-×212×15× COS(22.5°) / (2×9.81×71.5)= 3.6×106-×142×15×103/(2×9.81×71.5)/COS(22.5°)=0.0156835m2.1.2.2波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值. 正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算:m=1,5~5.0Rm=K△Kwmmlh / 21m+= 0.78×1.0×(1.07525*17.00191) / (1+2.75^2)^0.5=1.139719m查规范1%频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23Rp /Rm=2.23⇒R1%=2.23×1.139719=2.541573m坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：y=R*0.951+e+A=2.541573*0.951+0.00156835+1=3.43271985m坝顶高程2821.5+3.43271985=2824.93272m坝高2824.93272-2750=74.93272m为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.3%的坝高坝高+0.3%沉陷=2750+74.93272*1.003=2825.157518m2.1.3校核洪水位加非常运用条件下的坝顶高程吹程D=15㎞,风速W=14㎞/s,坝前水深Hm=(2824.64-2750)=74.64m, β=22.5°gD/W2=9.81×15000/142=750.765gh/W2 =0.0076W-1/12(gD/ W2)1/3=0.0076×(14)-1/12(750.765)1/3=0.055438h10%=1.107622mgLm/W2=0.331W-1/2.15(gD/ W2)1/3.75=0.331×(14)-1/2.15×(750.765)1/3.75=0.56695L m =11.32748mgD/W 2 = 750.765)1000,250(∈,,h 为累积频率10%的波高h 10% 查表A.1.8 hm=hp/1.71 ∴h m =0.647732mT m =4.438×0.6477325.0=3.571782s 2.1.3.1风壅高度 可按下式计算:e=K W 2D COS(β)/(2gH)= 3.6×103-×142×15× COS(22.5°) / (2×9.81×73.26)=0.006803m2.1.3.2波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值. 正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算: m )0.5,5.1(∈ ∴Rm=K △Kw m m l h / 21m += 0.78×1.0×(0.647732*11.32678)^0.5/ (1+2.75^0.5)^0.5=0.722036m,查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23 R 1%=2.23×0.722036=1.610139m 坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定： y=R*0.951+e+A+1=1.610139*0.951+0.006477+1 =2.0380456坝顶高程2823.26+2.0380456=2825.298m 坝高2825.298-2750=75.298m为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.3%的坝高坝高+0.3%沉陷=2750+1.003*75.298=2825.52394m2.1.4 正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高吹程D=15㎞,风速W=14㎞/s,坝前水深Hm=(2824.64-2750)=74.64m, β=22.5° gD/W 2=9.81×15000/142=750.765 gh/W 2 =0.0076W -1/12(gD/ W 2)1/3=0.0076×(14)-1/12(750.765)1/3 =0.055438 h10%=1.107622mgL m /W 2=0.331W -1/2.15(gD/ W 2)1/3.75=0.331×(14)-1/2.15×(750.765)1/3.75 =0.56695L m =11.32748mgD/W 2 = 750.765)1000,250(∈,,h 为累积频率10%的波高h 10% 查表A.1.8 hm=hp/1.71 ∴h m =0.647732mT m =4.438×0.6477325.0=3.571782s 2.1.4.1风壅高度 可按下式计算:e=K W 2D COS(β)/(2gH)= 3.6×103-×142×15× COS(22.5°) / (2×9.81×71.5)=0.0069704m2.1.4.2波浪爬高设计波浪爬高值应根据工程等级确定，2级坝采用累积频率为1%的爬高值. 正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式或有关规定计算: m )0.5,5.1(∈ ∴Rm=K △Kw m m l h / 21m += 0.78×1.0×(0.647732*11.32678)^0.5/ (1+2.75^0.5)^0.5=0.722036m,查规范不同累积频率下的爬高与平均爬高的比值为2.23 R 1%=2.23×0.722036=1.610139m 考虑地震，，涌浪水位在0.5m~1.5m 之间，所以加1.5米超高 坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定： y=R*0.951+e+A+1.5=1.610139*0.951+0.0069704+1+0.5 =3.038213 m坝顶高程2821.5+3.038213=2824.538213m 坝高2824.538213-2750=74.5382m为预防坝体竣工后的沉陷,预留0.3%的坝高坝高+0.3%沉陷=2750+1.003*74.5382=2824.76183m2.1.5计算过程和结果：此计算过程中采用了Excel ，在此工具中直接输入上述公式，然后带入数据即得以下结果：工况设计+正常运正常+正常运用 校核+非常运用 正常+非常运用+用地震河底高程2750 2750 2750 2750 上游静水位2822.9 2821.5 2823.26 2821.5 坝前水深Hm 72.9 71.5 73.26 71.5 吹程D 15000 15000 15000 15000 风向与坝轴线夹角β22.5 22.5 22.5 22.5 风速w 21 21 14 14 gD/w^2 333.6734694 333.6734694 750.7653061 750.7653061 波高h10% 1.838677065 1.838677065 1.10762152 1.10762152 Lm 17.00190706 17.00190706 11.3274817 11.3274817 hm 1.075249745 1.075249745 0.647731883 0.647731883 斜坡的糙率渗透性系数0.78 0.78 0.78 0.78 上游坝面坡脚 2.75 2.75 2.75 2.75 经验系数kw 1 1 1 1 波浪沿坝坡爬高R 1.13971904 1.13971904 0.722035635 0.722035635 安全超高A 1 1 0.5 1 地震超高0 0 0 0.5 风浪引起坝前壅高e 0.015382296 0.015683488 0.006802981 0.006970439 波浪爬高R1% 2.541573459 2.541573459 1.610139467 1.610139467 超高y 3.432418656 3.432719848 2.038045614 3.038213072 坝顶高程2826.332419 2824.93272 2825.298046 2824.538213 坝高76.33241866 74.93271985 75.29804561 74.53821307 坝高计算沉陷后0.4% 76.56141591 75.15751801 75.52393975 74.76182771 坝高程计算沉陷后0.4% 2826.561416 2825.157518 2825.52394 2824.761828坝顶高程最终定为2827米,坝高77米2.2渗流计算:2.2.1渗流计算的任务是：确定坝体和坝基的渗流量；确定坝坡逸出段，判断其渗透稳定性。