目录1 工程概况 (1)1.1概述 (1)1.2各种类型时洪峰值 (1)1.3降水量 (2)1.4水利水能计算资料 (3)2 坝挡水坝段的稳定及应力分析 (4)3 坝高的计算 (9)4 冲沙闸设计计算 (11)5 进水口的计算 (12)6 沉砂池计算 (13)6.1沉砂池主要尺寸的拟定 (13)6.2沉沙池纵向底坡的计算 (17)7 引水隧洞的计算 (18)7.1隧洞尺寸设计计算 (18)7.2隧洞荷载计算与隧洞围岩稳定分析 (18)7.3隧洞衬砌设计计算结论 (20)8压力管道的计算 (21)8.1压力管道的布置 (21)8.2管径的拟定 (21)8.3压力管道的水力计算 (21)8.4水锤计算 (23)8.5管壁厚度的拟定 (24)9镇墩的计算 (26)9.1镇墩计算 (26)10水头损失计算 (30)10.1拦污栅水头损失 (30)10.2进水口连接渠道水头损失 (30)10.3进水口连接渠道转弯处局部水头损失 (31)10.4沉砂池渐变段的局部水头损失 (32)10.5沉砂池沿程水头损失 (32)参考文献 (33)致谢词 (34)独撰声明 (35)1 工程概况1.1 概述设计流域多在习水县境内，坝址距习水气象站也较近，因此，以习水气象站来说明设计流域的气象特征。

习水县处于北亚热带，气候属亚热带湿润季风气候区。

主要气候特点是四季分明，冬冷夏凉，多阴雨天气，日照较少，气温低。

由于地势起伏较大，地貌类型多样，小区气候差异十分明显。

习水县的中部山区雨量较多，年降水量一般大于1150 mm ，西部、南部河谷地带雨量较少，一般不足1000 mm ，土城站降水量最少，仅776.7 mm ；热量较高，气温近似于赤水。

主要的灾害性天气有干旱、冰雹、秋季低温绵雨、倒春寒、暴雨、大风、凝冻等。

1.2 各种类型时洪峰值根据流域的杨家湾杨家湾坝址径流历年逐月平均流量表(见附录1表1-1),推算得的各种类型时洪峰值表1-2表1-2 杨家湾电站分期洪水成果表分期 暴雨统计参数不同频率设计值（3m /s ）)(mm H =v CVSC C%5=P %10=P %20=P 11～4月 24.7 0.39 3.5 176 141 107 11～3月 16.7 0.55 3.5 125 93.0 64.6 12～4月 22.4 0.45 3.5 168 130 95.7 11～2月 15.1 0.67 3.5 128 89.1 57.4 12～3月 13.1 0.49 3.5 79.3 61.5 45.0 1～4月21.70.493.517113092.81.3 降水量表1-3 各站年降水量频率分析成果表河流名称 站 名 资料系列 系列年限)(mm Pv CVSC C习水河 官渡 1956～2001 46 1071.8 0.15 2.0 寨坝 1956～1996 41 974.6 0.15 2.0 习水1951～2001511101.10.152.0据习水气象站观测资料分析，多年平均降水量为1101.1 mm （其中5～8月占58.1%，4～9月占76.8%），日降水量P ≥0.1 mm 降水日数211.7天，P ≥25.0 mm 降水日数9.7天，P ≥50.0 mmm 降水日数2.1天，年最大一日降水量发生在1968年5月22日，日降水量达178.8 mm 。

另据习水气象站、寨坝和官渡雨量站资料分析，杨家湾电站坝址以上流域多年平均面降水量为1100 mm （详细分析请见后）。

习水河流域各站年降水量频率分析成果见表1-3。

1.3.1 气温记录及冰冻情况习水县气象站位于习水县东皇乡，建于1940年，是国家基本气象站。

根据习水气象站观测，贵州省气候资料中心整编并刊布的统计资料，习水县多年平均气温13 ℃，最冷月一月平均气温2.6 ℃，最热月七月平均气温22.9 ℃，极端最低气温-8.6 ℃（1982年12月26日），极端最高气温34.4 ℃（1972年８月27日）。

年平均日照时数1124.3 h ，日照百分率25%，以夏季为最多，冬季为少。

年平均相对湿度85%，年平均雾日数25.7天，大风日数0.7天，冰雹日数0.7天，雷暴日数46.3天，降雪日数22.4天。

年平均风速1.5 m/s ，最大风速13.0 m/s ，全年主导风向为W 风，夏季盛行SE 风，冬季盛行W 风。

1.3.2 坝址流量—水位关系 (见附录2 表2-3)1.4水利水能计算资料蓄水位390.60m 死水位389.60m 水库最高洪水不得超过396.77mm/s 设计洪水安全泄量1590 3m/s 校核洪水安全泄量2220 3电站总装机容量9000 KWm/s 电站平均流量17.9 32 坝挡水坝段的稳定及应力分析[1] [13]计算部分（单位：牛吨•米） （1）基本原理及计算公式①抗滑稳定分析主要就是核算坝体沿坝基面或地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。

主要计算方法有两种：抗剪断强度公式（Ksh ）抗剪强度公式（Ksl ）。

此本工程为五等小（二）型工程，因此采用抗剪强度公式。

抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数为：K =∑∑-PU W f )( (1)式中 f ——接触面间的摩擦系数；U ——作用于接触面上的扬压力；P ∑——作用于接触面以上的总水平力；W ∑——作用于接触面以上的总铅直力。

②设计的坝体断面需要满足规定的应力条件：在基本荷载组合下，重力坝坝基面的最大垂直正应力应小于坝基允许压应力，最小垂直正应力应大于零；对于坝体应力，在基本荷载组合下，下游面最大主压应力不大于混凝土的允许压应力值，上游面的最小主压应力大于零。

（2）计算工况在这里分两种工况进行计算：设计洪水位+扬压力；校核洪水位+扬压力。

∑WP 1P 2P 3P 4P 5P 6U水平力垂直力力矩σστ23122图2-2 坝体荷载示意图（3）基本资料坝基高程：m Z j 00.382=坝顶高程：m Z d 77.396=坝顶宽度：m B 3=下游折坡点：m Z dz 00.395= 坡度：m =0.7 淤沙高程：384.50m水的容重：10=γ 混凝土容重：c γ=2.4泥沙浮容重：s γ=0.4排水管距上游坝面距离：p L =0 渗透折减系数：α=0.3设计时，浪高：1h =0.61m浪长：1l =7m波浪中心高：1z =0.33m上游水位：u z =395.50m 下游水位：d z =390.00m校核时，浪高：1h =0.27m浪长：1l =3.65m波浪中心高：1z =0.13m上游水位：u z =396.00 m 下游水位d z =390.50m抗剪断摩擦系数：f =0.6坝基长度：l =131 m （4）基本荷载及其力臂计算为了方便计算，将个别力按如图所示的虚线切割。

计算过程列于附录2表2-1 （5）稳定分析抗滑稳定安全系数为设计时： 2.53)(K =∑-∑⋅=P U W f >1.05校核时： 2.50)(K =∑-∑⋅=PU W f >1.0均符合稳定要求。

（6）应力分析 ①垂直正应力yu σ和yd σ2y u T M6T W ∑+∑=ο (2) 2y d T M6T W ∑-∑=ο (3)式中： W ∑——作用在计算截面以上全部荷载的垂直分力总和。

设计时：W ∑=U V -∑=261.87；校核时：M ∑=U V -∑=264.27;M ∑——作用在计算截面以上全部荷载的对截面形心的力矩总和。

设计时：M ∑=L P ∙∑=-485.03；校核时：M ∑=L P ∙∑=-497.44；T ——坝体计算截面沿上下游方向的长度，T =l =12.1。

带入求得： 设计时：yu σ=1.76 yd σ=41.52校核时：yu σ=1.45 yd σ=42.23均未出现负值（拉应力），符合应力要求。

②剪应力u τ，d τ 设计时：n P P uu yu u )(--=στ=(91.13-1.76-91.13)×0=0 (4) m P P ud yd d )(/-+=στ=(41.52+32-32)×0.7=29.06 (5) 校核时：n P P uu yu u )(--=στ=(98-1.45-98)×0=0 m P P ud yd d )(/-+=στ=(42.23+36.13-36.13)×0.7=29.56 ③水平正应力xu σ,xd σ设计时:2)()(n P P P P uu yu uu xu ----=σσ=(91.13-91.13)-(91.13-1.76-91.13)×0=0 (6) 2//)()(m P P P P ud yd ud xd -++-=σσ=(32-32)+(41.52+32-32)×0.72=20.34 (7)校核时：2)()(n P P P P uu yu uu xu ----=σσ=(98-98)-(98-1.45-98)×0=0 2//)()(m P P P P ud yd ud xd -++-=σσ=(36.13-36.13)-(42.23+36.13-36.13)×0.72=20.69 ④第一主应力plu σ,pld σ设计时:22)()1(n P P n uu yu piu --+=σσ=1.76(1+0)-(91.13-91.13)0=1.76 (8)2/2)()1(m P P m ud yd pld --+=σσ=41.52(1+0.72)-(32-32)0.72=61.86 (9)校核时:22)()1(n P P n uu yu piu --+=σσ=1.45(1+0)-(98-98)0.32=1.36252/2)()1(m P P m ud yd pld --+=σσ=42.23(1+0.72)-(36.13-36.13)0.72=62.92⑤第二主应力设计时：uu u p P P -=2σ=91.13-91.13=0 (10)uu d p P P -=/2σ=32-32=0 (11)校核时:uu u p P P -=2σ=98-98=0 uu d p P P -=/2σ=36.13-36.13=0（5）成果分析 由以上可以看出坝体边缘应力状态良好，未出现拉应力的情况。

3 坝高的计算[1] [3] [9] [13]坝顶高出静水面 高程计算c h h h h ++=012△ (1)12h ——波浪高度校核时，sm V 13= m DVh 226.03130166.00166.02314531451=⨯⨯=⨯⨯= (2)设计时，sm V 26= m D V h 61.03260166.00166.02314531451=⨯⨯=⨯⨯= (3)0h ——波浪中心线高出静水位高度校核时，m h L 65.327.04.10)2(4.1028.08.011=⨯=⨯= (4)m L h 13.024h 1210==π设计时：m L h 33.024h 1210==πc h ——安全超高，根据坝的等级为五等小（二）型知：校核时，c h =0.2m ；设计时，c h =0.3m 。