1 工程总体布置工程等别及建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）》，确定工程规模、工程等别、防洪标准及设计标准。
灌溉农田在50万亩以上，属于Ⅱ等中型工程。
发电在20万千瓦。
根据规范，按各指标中最高等级确定工程等别：综合取水库工程等级为Ⅱ等中型工程。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）》中“水库大坝提级指标”表中的规定，混凝土和浆砌石重力坝大坝高度超过了100m，按提高一级的规定，大坝的建筑物级别提高为1 级。
其余永久性水工建筑物中的主要建筑物为2级，次要建筑物和临时建筑物为2 级，而洪水标准不提高。
2 非溢流坝坝体设计2.1 剖面拟定2.1.1 剖面设计原则1、设计断面要满足稳定和强度要求；2、力求剖面较小；3、外形轮廓简单；4、工程量小，运用方便，便于施工。
2.1.2 拟定基本剖面重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图3—1，在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c 和扬压力U 的条件下，根据抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。
根据工程经验，一般情况下，上游坝坡坡率n=0～0.2，常做成铅直或上铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.6～0.8；底宽约为坝高的0.7～0.9 倍。
图3-1 重力坝的基本剖面图示2.1.3 拟定实用剖面一、确定坝顶高程1、超高值Δh 的计算（1）基本公式坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh，可由式（3-1）计算。
Δh = h1% + h z + h c（3-1）Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；H1%—累计频率为1%时的波浪高度，m；h z—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；h c—安全加高，按表3－1 采用,对于Ⅲ级工程，设计情况h c＝0.4m，校核情况h c＝0.3m。
表2－1 坝的安全加高h c运用情况坝的级别1 2 3设计情况（基本情况）0. 7 0. 5 0. 4校核情况（特殊情况）0. 5 0. 4 0. 3下面按官厅公式计算h1% ， h z。
（适用于V0小于２０m/s，Ｄ小于２０km的峡谷水库）V0 为计算风速，m/s，设计洪水位和校核洪水位采用不同的计算风速值。
正常蓄水位和设计洪水位时，采用的最大风速１７m/s，西北偏西；校核洪水位时，采用多年平均最大风速１２m/s。
D 为吹程，km，按回水长度计算：正常蓄水位时回水长度为4.5km，设计洪水位时回水长度为4km，校核洪水位时回水长度为4km。
波高hl，当gD/V02=20～250 时，为累计频率5%的波高h5%；当gD/V02=250～1000 时，为累计频率10%的波高h10%。
规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24；对应于10%波高，应乘以1.41。
首先计算波浪高度h l和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度h z。
（1）设计洪水位时Δh 计算风速采用的风速217m/s，吹程D=4.5km。
波浪三要素计算如下：波高hl=0.0166 V05/4 D1/3=0.0166×175/4×4.51/3=0.95m波长L=10.4(h1)0.8 =10.4×0.950.8=9.98m壅高h z=πh l2/L=3.14×0.952/9.98=0.28mgD/V02=9.8×4500/172=152.60<250；h1%=1.24h5%=1.24×0.95=1.18m ； h z = 0.28m ； h c = 0.7mΔh = h1% + h z + h c=1.18+0.28+0.7=2.16m（2）校核洪水位时Δh 计算风速采用多年平均风速12m/s，D=4km。
波浪三要素计算如下：波高h l=0.0166 V05/4 D1/3=0.0166×125/4×41/3=0.59m波长L=10.4(h1)0.8 =10.4×0.590.8=6.86m壅高h z=πh l2/L=3.14×0.592/6.86m=0.16mgD/V02=9.8×4000/122=272.22>250；h1%=1.41h10%=1.41×0.59=0.83m ； h z = 0.16m ； h c = 0.5mΔh = h1% + h z + h c=0.83+0.16+0.5=1.49m2、坝顶高程计算坝顶高程按式（3-5）计算，并选用其中较大值坝顶高程=设计洪水位+Δh 设坝顶高程=校核洪水位+Δh 校（3-5）根据以上两种水位时Δh 计算结果，得出两种状况下坝顶高程。
（1）设计洪水位时的坝顶高程：▽坝顶=设计洪水位+Δh=186.60+2.16 =188.76m（2）校核洪水位时的坝顶高程：▽坝顶=校核洪水位+Δh=189.60+1.49=191.09m为保证大坝的安全运行，应该选用其中的较大值▽坝顶＝191.09m，且坝顶高程要高于校核洪水位，所以取坝顶高程为▽191.09m。
2.2、确定坝基高程河床高程100m，校核洪水位为191.09m，地基开挖时河床上的大块石、卵石必须清除5-6 m，所以开挖应按100m 以上坝高标准要求考虑。
根据规范，坝高超过100m 时，可建在新鲜下部基岩上，故挖6m。
坝基为花岗斑岩，风化较浅，岩性均一新鲜完整坚硬。
坝址的地质构造简单，无大的地质构造，缓倾角节理延伸短，整体滑动可能性小。
但倾角节理较发育，以节理构造为主，应结合基础开挖予以挖除7m。
通过立式图上确定的坝基开挖线定出建基面最低开挖高程为▽87m，因此，最大坝高为104m，属于高坝。
2.3、拟定坝顶宽度坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定并应满足抗震，特大洪水时维护等要求。
因无特殊要求，根据规范的规定，坝顶宽度可采用坝高的8%～10%取值，且不小于2m 并应满足交通和运行管理的需要。
按坝高的10%计算，即为10.4米，考虑到上游防浪墙、下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等，取坝顶宽为12m，以满足大坝维修作业通行需要。
2.4、拟定剖面尺寸根据规范SL319-2005规定，非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶附近。
基本断面上部设坝顶结构。
坝体的上游面可为铅直面、斜面或折面。
实体重力坝上游坝坡宜采用1∶0～1∶0.2，坝坡采用折面时，折坡点高程应结合电站进水口、泄水孔等布置，以及下游坝坡优选确定。
下游坝坡可采用一个或几个坡度，应根据稳定和应力要求并结合上游坝坡同时选定。
下游坝坡宜采用1∶0.6～1∶0.8；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝，可考虑相邻坝段联合受力的作用选择坝坡。
拟定坝体形状为基本三角形。
坝的下游面为均一斜面，斜面的延长线与上游坝面相交于最高库水位处，为了便于布置进口控制设备，又可利用一部分水重帮助坝体维持稳定，本次设计采用上游坝面上部铅直，下部倾斜的形式。
该形式为实际工程中经常采用的一种形式，具有比较丰富的工程经验。
上游设置成折面可利用淤沙增加坝体自重，折点设置在淤沙水位以上，由资料可知，淤沙高程为115m，由于死水位为164m，折点取在高程为151m 的位置。
通过最优方案的比较，上游坝坡取1：0.18，下游坝坡取1：0.7。
2.5、坝底宽度拟定坝底宽度约为坝高的0.7～0.9 倍，本工程的坝高为104m，通过已经确定的上下游坝坡坡率，最终确定坝底宽度B=12+73=85m。
2.6、基础灌浆廊道尺寸拟定高、中坝内必须设置基础灌浆廊道，兼作灌浆、排水和检查之用。
基础灌浆廊道的断面尺寸，应根据浇灌机具尺寸即工作要求确定，一般宽为2.5～3m，高为3～4m，为了保证完成其功能且可以自由通行，本次设计基础灌浆廊道断面取3.0×3.5m，形状采用城门洞型。
廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.05～0.1 倍作用水头、且不小于4～5m 处设置，本次设计取8m，为满足压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5 倍廊道宽度，取5m。
3. 荷载计算及其组合重力坝的主要荷载主要有：自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力、地震荷载等，常取1ｍ坝长进行计算。
荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。
基本组合属于设计情况或正常情况，由同时出现的基本荷载组成。
特殊组合属校核情况或非常情况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。
设计时应从这两类组合中选择几种最不利的、起控制作用的组合情况进行计算，使之满足规范中规定的要求。
本次设计考虑的基本荷载组合为正常蓄水位和设计洪水位；特殊组合为校核洪水位和地震情况，它们分别考虑的荷载如表3-1 所示。
表3-1 荷载组合2.分期施工的坝应按相应的荷载组合分期进行计算。
3.施工期的情况应作必要核算，作为特殊组合。
4.根据地质和其他条件，如考虑运用时排水设备，易于堵塞，须经常维修时，应考虑排水失效的情况，作为特殊组合。
5.地震情况的静水压力、扬压力、浪压力按正常蓄水位计算。
6.表中的“+”表示应考虑的荷载。
（1）自重W坝体自重的计算公式： W =Vγ c（kN）（3-6）式中 V——坝体体积，ｍ3；由于取1ｍ坝长，可以用断面面积代替γc——坝体混凝土的重度（本设计中混凝土的重度为24kN/m3）四种情况下自重相同。
W11=24×0.5×64×12=9216kNW12=24×12×104=29952kNW13=24×0.5×61×88.86=76089.36kNW1=W11+W12+W13=115257.36kN（2）静水压力P静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力P H和垂直水压力P V 两种。
计算各种情况下的上下游水深：根据水力学公式式中：根据相关规范，C=1，m=0.49，ε1=1，σs=1；溢流坝宽度10m，B=10m；表3-2 不同情况下上下游水深特征水位上游水深H1 （m）下游水深H2（m）上下游水位差H(m) 正常蓄水位184.25 103.5 80.75设计洪水位186.64 114.15 72.49校核洪水位189.60 115.50 74.1水平水压力PH 计算公式为：（3-8）式中：Ｈ—计算点处的作用水头，ｍ；γw —水的重度，常取9.81 kN／ｍ3；垂直水压力P V按水重计算。
a.正常蓄水位：上游水平水压力：P H1=P u=1/2×9.81×97.25×97.25=46389.34kN （→）下游水平水压力：PH2=P d=1/2×9.81×16.5×16.5=1335.39kN （←）上游垂直水压力：P V1=W2’=9.81×12×33.25=3914.19kNP V2=W2” =9.81×1/2×12×64=3767.04kN下游垂直水压力：P V3=W3=9.81×1/2×16.5×16.5×0.7=934.77kNb.设计洪水位：上游水平水压力：P H1=P u=1/2×9.81×99.64×99.64=48697.46kN （→）下游水平水压力：P H2=P d=1/2×9.81×27.15×27.15=3615.59kN （←）上游垂直水压力：P V1=W2’=9.81×35.64×12=4195.54kNP V2=W2”=9.81×1/2×12×64=3767.04kN下游垂直水压力：P V3=W3=9.81×1/2×27.15×19.01=2531.58kNc.校核洪水位：上游水平水压力：P H1=P u=1/2×9.81×102.6×102.6=51633.76kN （→）下游水平水压力：P H2=P d=1/2×9.81×28.5×28.5=3984.09kN （←）上游垂直水压力：P V1=W2’=9.81×12×38.6=4543.99kNP V2=W2”=9.81×1/2×12×64=3767.04kN下游垂直水压力：P V3=W3=9.81×1/2×28.5×19.95=2788.86kN(3) 扬压力U根据规范，排水处扬压力折减系数：α=0.25,将扬压力分成四部分，U1，U2，U3，U4。