黃金峽碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì)及有限元應(yīng)力計(jì)算1

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書題目黃金峽碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì)及有限元應(yīng)力計(jì)算專業(yè)水利水電工程班級(jí)工101班學(xué)生程帥指導(dǎo)教師李守義覃源2014年黃金峽碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì)及有限元應(yīng)力計(jì)算摘要本設(shè)計(jì)題目題目來源于在建的引漢濟(jì)渭工程中的黃金峽水庫(kù)工程。黃金峽水庫(kù)位于漢江干流上游峽谷段，為引漢濟(jì)渭工程的第一水源地。樞紐由攔河壩、泄洪建筑物、水電站及升船機(jī)等組成，主要任務(wù)是攔蓄河水，雍高水位、發(fā)電和航運(yùn)。黃金峽水庫(kù)工程為等工程，其主要建筑物按2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本課題屬于工程設(shè)計(jì)類。本設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容首先在給定的地質(zhì)及水文氣象等資料，分析選定壩址后結(jié)合壩址地形，進(jìn)行了樞紐布置，然后再用雙輔助線半圖解法進(jìn)行了調(diào)洪演算，進(jìn)而確定各特征水位與泄水建筑物的布置與尺寸。其次進(jìn)行大壩建筑物的設(shè)計(jì)，分別設(shè)計(jì)了非溢流壩段，溢流壩段以及底孔壩段等。非溢流壩段的設(shè)計(jì)，主要有大壩基本斷面的確定、壩頂高程的確定、壩頂寬度的確定；溢流壩段的設(shè)計(jì)，主要有堰頂高程的確定、溢流面線形的確定、消能防沖計(jì)算，溢流壩閘門的選擇；底孔的設(shè)計(jì)，主要有進(jìn)口高程的確定和底孔形式的選擇以及進(jìn)口曲線的確定，在此過程中還進(jìn)行了溢流壩水面線等水力計(jì)算。在設(shè)計(jì)完建筑物之后，分別在水利行業(yè)規(guī)范和電力行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上用材料力學(xué)法進(jìn)行了壩基面和410米高程面在正常蓄水位以及地震情況下的穩(wěn)定分析和應(yīng)力計(jì)算。之后進(jìn)行了壩頂、廊道系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等構(gòu)造設(shè)計(jì)以及地基處理方面的設(shè)計(jì)和說明。最后用ANSYS軟件對(duì)非溢流壩段進(jìn)行了有限元應(yīng)力計(jì)算，取10米寬度建立三維非溢流壩段模型，分析了各個(gè)工況下的位移及壩體應(yīng)力，每個(gè)工況均提交壩體三個(gè)位移分量云圖，三個(gè)應(yīng)力分量云圖，以及第一主應(yīng)力，第三主應(yīng)力的云圖，并且匯總了各應(yīng)力和位移的最大最小值。具體設(shè)計(jì)詳見設(shè)計(jì)說明書，以及反映本次設(shè)計(jì)成果的七張CAD設(shè)計(jì)圖紙，以及開題報(bào)告和外文翻譯。關(guān)鍵詞碾壓混凝土重力壩；非溢流壩；溢流壩；底孔；穩(wěn)定及應(yīng)力分析；ANSYS有限元應(yīng)力計(jì)算THEDESIGNANDFINITEELEMENTSTRESSCALCULATIONOFHUANGJIAXIARCCGRAVITYDAMABSTRACTTHEGRADUATIONDESIGNTOPICCOMESFROMTHEHUANGJINXIARESERVOIRENGINEERINGOFYINHANJIWEIPROJECTHUANGJINXIARESERVOIRISLOCATEDINTHEUPPERHANJIANGRIVERVALLEY,WHICHISTHEFIRSTWATERSOURCEOFTHEYINHANJIWEIPROJECTTHEKEYPROJECTCONSISTSOFBLOCKINGTHERIVERDAM,FLOODDISCHARGEBUILDINGS,HYDROPOWERSTATIONANDSHIPLIFTETCANDITSMAINTASKISTOHELDWATER,PROVIDEWATER,POWERGENERATIONANDSHIPPINGHUANGJINXIARESERVOIRENGINEERINGISTHESECONDGRADEENGINEERING,ANDITSMAINBUILDINGISTHESECONDGRADEBUILDINGTHISTOPICBELONGSTOENGINEERINGDESIGNCLASSTHEDESIGNINCLUDESTHEFOLLOWINGSEVERALASPECTSINTHEFIRSTPLACE,ANALYSISOFDAMSITESELECTEDANDTHEGENERALLAYOUTBASINGONGIVENGEOLOGICALANDHYDROGEOLOGICALDATAANDCOMBINEDWITHTHEDAMSITETERRAINTHENUSETHEDOUBLESEMIGRAPHICALMETHODGUIDESWEREFLOODROUTING,ANDTODETERMINETHECHARACTERISTICSOFWATERLEVELANDTHELAYOUTANDDIMENSIONSOFTHEDRAINAGEBUILDINGSTHENDESIGNEDTHEBUILDINGDAMSWHICHCONSISTOFTHENONOVERFLOWSECTION,SPILLWAYSECTION,BOTTOMDAMANDSOONTHEDESIGNOFNONSPILLWAY,MAINLYINCLUDINGTHEDETERMINATIONOFTHEBASICSECTIONOFTHEDAM,CRESTELEVATIONANDTHECRESTWIDTHTHEDESIGNOFSPILLWAY,MAINLYINCLUDINGTHECRESTELEVATIONDETERMINATION,THEOVERFLOWSURFACELINEARDETERMINATION,ENERGYDISSIPATIONCALCULATIONS,ANDTHECHOICEOFSPILLWAYGATESTHEDESIGNOFTHEBOTTOMDAM,MAINLYINCLUDINGOFTHEDETERMINATIONTHEELEVATIONOFIMPORTS,THECHOICEOFFORMOFBOTTOMHOLEANDIMPORTCURVESINTHISPROCESS,ALSOCONDUCTEDAHYDRAULICCALCULATIONSUCHASTHEWATERLINESOHTHESPILLWAYAFTERCOMPLETEDTHEDESIGNOFBUILDINGSRESPECTIVELY,ONTHEBASISOFTHEWATERINDUSTRYANDPOWERINDUSTRYSTANDARD,ANALYSISITSSTABILITYANDSTRESSCALCULATIONSONTHESURFACEAND410MHIGHDAMWITHAMECHANICALMETHODUNDERNORMALWATERLEVELANDSEISMICCONDITIONSAFTERTHISSTEP,DONETHEDESIGNANDDESCRIPTIONOFTHEGROUNDHANDLINGANDSTRUCTURALDESIGNSUCHASCREST,CORRIDORSYSTEMSANDDRAINAGESYSTEMSFINALLY,USINGANSYSSOFTWAREFORTHEFINITEELEMENTSTRESSCALCULATIONOFNONOVERFLOWSECTIONTAKE10METERSWIDTHTOBUILDATHREEDIMENSIONALMODELOFNONOVERFLOWSECTIONANALYZESTHEDISPLACEMENTANDSTRESSOFTHEDAMONVARIOUSCONDITIONSEACHCONDITION,SUBMITTEDTHREEDISPLACEMENTCOMPONENTSCLOUD,THREESTRESSCOMPONENTSCLOUD,ANDTHEFIRSTPRINCIPALSTRESS,THIRDPRINCIPALSTRESSCONTOURSOFTHEDAM,THENSUMMARYTHEMINIMUMANDMAXIMUMVALUESFOREACHSTRESSANDDISPLACEMENTTHEDETAILSOFTHEDESIGNONTHESPECIFICATIONANDSEVENOFCADDESIGNDRAWINGS,ASWELLASOPENINGREPORTANDFOREIGNLANGUAGETRANSLATIONKEYWORDSRCCGRAVITYDAM；NONSPILLWAYDAM；SPILLWAYDAM；BOTTOMDAM；STRESSANALYSISANDSTABILITYCALCULATION；FINITEELEMENTSTRESSCALCULATION目錄第1章工程概述111工程概況112工程規(guī)模113工程特性表2第2章基本資料321水文氣象3211流域概況3212水文資料3213泥沙7214氣象922工程地質(zhì)9221區(qū)域地質(zhì)概況9322水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件10323壩址工程地質(zhì)條件12324電站工程地質(zhì)條件1523天然建筑材料15第3章調(diào)洪演算1631正常蓄水位確定1732初擬死水位1833起調(diào)水位的分析與選擇1834調(diào)洪計(jì)算19341調(diào)洪計(jì)算的目的19342調(diào)洪計(jì)算的原理19343調(diào)洪計(jì)算的過程20第4章樞紐布置3141壩址選擇32411上壩址（帶陽(yáng)灘）工程地質(zhì)條件32412下壩址（懶人床）工程地質(zhì)條件32413壩址比較意見3342壩型選擇3343樞紐布置34第5章建筑物設(shè)計(jì)3651非溢流壩段設(shè)計(jì)37511壩體剖面設(shè)計(jì)3752溢流壩段設(shè)計(jì)41521溢流壩面體型設(shè)計(jì)41522閘門與閘墩46523消能防沖計(jì)算47524溢流壩面水面線計(jì)算4853泄洪排沙底孔設(shè)計(jì)5054水電站進(jìn)水口53第6章非溢流壩段抗滑穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算5461壩基面上的計(jì)算55611荷載計(jì)算55612荷載組合60613壩基面穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算6162高程為410M處截面上的計(jì)算73621荷載計(jì)算73622荷載組合77623410高程面穩(wěn)定及應(yīng)力計(jì)算77第7章構(gòu)造設(shè)計(jì)9071壩頂構(gòu)造9172廊道系統(tǒng)91721壩基灌漿廊道91722檢查和壩體排水廊道9273防滲與排水系統(tǒng)9274橫縫構(gòu)造9275壩體材料分區(qū)93第8章地基處理9581壩基開挖及處理9682帷幕灌漿與固結(jié)灌漿96821基巖固結(jié)灌漿96822壩基的帷幕灌漿9683壩基排水9784斷層、軟基夾層處理97第9章基于ANSYS的有限元應(yīng)力分析9791計(jì)算條件及背景9892計(jì)算假定與模型98921計(jì)算假定98922計(jì)算模型9993荷載施加及荷載函數(shù)10094荷載組合10695荷載函數(shù)匯總107951施工工況107952正常蓄水位工況107953設(shè)計(jì)洪水位工況108954校核洪水位工況109955正常蓄水位地震工況10996計(jì)算成果及分析111961正常蓄水位工況計(jì)算結(jié)果111962正常蓄水位地震工況下計(jì)算結(jié)果114963各工況下應(yīng)力位移最大最小值匯總117964成果分析118第10章設(shè)計(jì)成果總結(jié)與分析119101畢業(yè)設(shè)計(jì)成果總結(jié)120102成果分析與問題提出121致謝122參考文獻(xiàn)123第1章工程概述11工程概況黃金峽水庫(kù)位于漢江干流上游峽谷段，陜西南部漢中盆地以東的洋縣境內(nèi)，壩址位于石泉水電站庫(kù)尾黃金峽鍋灘下游2KM處，距洋縣62KM，佛坪45KM，漢中市135KM，西漢高速?gòu)母浇ㄟ^，為引漢濟(jì)渭工程的第一水源地。樞紐由攔河壩、泄洪建筑物、水電站及升船機(jī)等組成，主要任務(wù)是攔蓄河水，雍高水位、發(fā)電和航運(yùn)。該階段選定黃金峽水庫(kù)正常蓄水位450M，死水位440M，河床式電站裝機(jī)容量75MW，多年平均發(fā)電量252108KWH。黃金峽樞紐工程屬等工程，主要建筑物按2級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。112工程規(guī)模根據(jù)1988年編制的漢江上游干流梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃報(bào)告（黃金峽將軍河）、1990年編制的漢江上游黃金峽至夾河河段綜合利用規(guī)劃及漢中市水利發(fā)展“十一五”規(guī)劃等規(guī)劃報(bào)告，在不考慮黃金峽抽水入三河口水庫(kù)的情況下，規(guī)劃提出黃金峽樞紐的正常蓄水位450M，死水位440M，電站裝機(jī)100MW。本次在考慮調(diào)水的情況下，分析論證黃金峽特征水位和裝機(jī)規(guī)模。黃金峽水庫(kù)工程為等工程，其永久泄水建筑物按2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。正常運(yùn)用的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，非常運(yùn)用的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。113工程特性表表11黃金峽碾壓混凝土重力壩工程特性表工程名稱黃金峽水利樞紐工程建設(shè)地點(diǎn)陜西南部漢中盆地以東的洋縣境內(nèi)所在河流漢江干流水文特征壩頂軸線全長(zhǎng)34325M流域面積159000KM2地震烈度6度設(shè)計(jì)洪峰流量P120100M3/S二泄洪建筑物校核洪峰流量P0129000M3/S1溢流壩水庫(kù)特征堰頂高程441M正常蓄水位450M每孔凈寬15M設(shè)計(jì)洪水位P145148M孔數(shù)9個(gè)校核洪水位P0145592M最大泄量設(shè)計(jì)9435M3/S死水位440M消能方式挑流消能最大庫(kù)容45592M以下27012萬(wàn)M32底孔死庫(kù)容440M以下8417萬(wàn)M3孔口尺寸10M112M主要建筑物進(jìn)口底部高程400M一大壩孔數(shù)4個(gè)壩型碾壓混凝土重力壩最大泄量設(shè)計(jì)9904M/S壩頂高程45597M3閘門及啟閉型式壩基面高程380M底孔工作門弧形、油壓?jiǎn)㈤]機(jī)最大壩高7597M事故檢修門平板門、卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)第2章基本資料21水文氣象211流域概況漢江系長(zhǎng)江左岸一級(jí)支流，發(fā)源于陜西省寧強(qiáng)縣境內(nèi)，干流自西向東流經(jīng)漢中、安康兩市，至安康白河縣進(jìn)入湖北省，在武漢漢口匯入長(zhǎng)江。全流域地跨陜西、四川、重慶、河南、湖北五省（市），流域面積159104KM2，全長(zhǎng)1577KM。漢江在陜西省省界以上流域面積為66670KM2，其中省內(nèi)面積62263KM2。黃金峽壩址位于漢江干流洋縣水文站（朱家村）下游72KM處，控制流域面積17070KM2，占省內(nèi)流域面積的274。212水文資料漢江黃金峽壩址處無(wú)實(shí)測(cè)水文資料，上游72KM處設(shè)有洋縣（朱家村）水文站，控制流域面積14192KM2，該站原為1953年6月設(shè)立的貫溪鋪水文站，1967年3月上遷至朱家村，1996年又下遷至漢江大橋上游，一直觀測(cè)至今。洋縣至黃金峽壩址支流黨水河設(shè)有石山村水文站，酉水河設(shè)有酉水街水文站。漢江洋縣以上干、支流設(shè)有武候鎮(zhèn)、漢中等13個(gè)水文站；黃金峽壩址以上現(xiàn)有90個(gè)雨量站，另有7個(gè)氣象站。2121徑流黃金峽壩址徑流量由3部分組成即洋縣水文站歷年實(shí)測(cè)徑流量，洋縣黃金峽壩址區(qū)間歷年徑流量，黃金峽壩址以上歷年還原水量。洋縣水文站歷年實(shí)測(cè)徑流量根據(jù)水文站測(cè)站變化情況和流域面積的變化折算到同一斷面。洋縣到黃金峽壩址區(qū)間較大支流有黨水河、酉水河、金水河。黨水河設(shè)有石山村水文站，控制流域面積239KM2。自19561967年共有11年流量資料（1959年缺測(cè)）。為延長(zhǎng)資料系列，采用鄰近流域湑水河升仙村為參證站，根據(jù)石山村升仙村19561958、19601967年11年同步觀測(cè)資料，建立徑流相關(guān)方程，插補(bǔ)出石山村相應(yīng)年份年徑流量。根據(jù)插補(bǔ)延長(zhǎng)后的石山村19542005年52年徑流系列，計(jì)算出石山村多年平均徑流量為0993108M3。采用流域面積比，求得黨水河全流域徑流量為123108M3。酉水河設(shè)有酉水街水文站，控制流域面積911KM2。該站自19592005年共有47年實(shí)測(cè)流量資料。為了與洋縣站資料同步，故需插補(bǔ)延長(zhǎng)酉水街19541958年徑流系列。其參證站選用鄰近流域湑水河升仙村站。依據(jù)酉水街升仙村19592005年47年同步觀測(cè)資料，建立徑流相關(guān)方程，插補(bǔ)出酉水街相應(yīng)年份徑流量，計(jì)算出酉水街多年平均徑流量4293108M3。金水河流域無(wú)實(shí)測(cè)徑流資料，但有岳壩、秧田壩等雨量站。借用鄰近流域酉水河降雨徑流關(guān)系，由金水河流域歷年面雨量，求得相應(yīng)年份徑流深，經(jīng)計(jì)算，金水河19542005年52年平均徑流量為352108M3。洋縣黃金峽壩址區(qū)間除了以上3條河流控制的面積外，尚有879KM2，這些區(qū)間面積大部分為漢江兩岸平川段和低山丘陵區(qū)，其中低山丘陵區(qū)居多，為徑流深低值區(qū)，故采用黨水河低山丘陵區(qū)徑流深計(jì)算。黨水河徑流深為4155MM，計(jì)算出其他區(qū)間面積徑流量為365108M3。由于洋縣及石泉水文站徑流系列采用19542005年，故還原水量計(jì)算系列為19542005年。還原計(jì)算采用分項(xiàng)調(diào)查法，歷年還原水量主要考慮農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)和生活用水徑流。農(nóng)業(yè)灌溉用水根據(jù)擬定的灌溉定額、灌溉水回歸系數(shù)及調(diào)查的灌溉面積，計(jì)算出農(nóng)業(yè)灌溉凈耗水量。工業(yè)和生活用水徑流根據(jù)漢江上游各地區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu)，參照有關(guān)資料，考慮歷史條件等因素，對(duì)漢江上游各地區(qū)城市、工業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)耗水量采用用水定額進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，洋縣站19542005年實(shí)測(cè)平均徑流量為5849108M3，洋縣黃金峽壩址區(qū)間徑流量為1298108M3，黃金峽壩址以上還原水量為739108M3。黃金峽壩址合計(jì)徑流量為7886108M3。2122洪水（1）暴雨洪水特性漢江上游流域地處大巴山以北，秦嶺以南。形成該流域降水的暖濕空氣主要來自孟加拉灣和西太平洋。該流域山高坡陡，巖層透水性小，洪水匯流速度快，具有陡漲陡落的特點(diǎn)。分析洋縣站19542005年52年實(shí)測(cè)洪水資料，洪水最早出現(xiàn)在3月，但洪峰流量較小，最大洪水多出現(xiàn)在79月，11月由于受霖雨的影響，亦有洪水發(fā)生。實(shí)測(cè)洪水的最大洪峰流量為13800M3/S1981年，一次洪水過程為35天。（2）歷史洪水及重現(xiàn)期從漢江上游洪水發(fā)生的情況分析，洋縣、貫溪鋪、渭門河段最大洪水發(fā)生在1903年，洪峰流量分別為13800M3/S、14500M3/S和17800M3/S。洋縣河段次大洪水發(fā)生在1981年，洪峰流量為13800M3/S，排位第三、第四的洪水分別發(fā)生在1949年和1962年，洪峰流量13500M3/S、13200M3/S，四場(chǎng)洪水量級(jí)基本相同。貫溪鋪、渭門河段次大洪水發(fā)生在1949年，其量級(jí)也與1903年最大洪水相當(dāng)。石泉河段最大洪水發(fā)生在1949年，洪峰流量為20400M3/S，次大洪水發(fā)生在1903年，洪峰流量為19600M3/S，屬同一量級(jí)洪水，排位第三的洪水發(fā)生在1955年，洪峰流量17100M3/S。（3）設(shè)計(jì)洪水黃金峽壩址處無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料，故采用水文比擬法計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，參證站選用洋縣站。黃金峽壩址設(shè)計(jì)洪水根據(jù)洋縣站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果按面積比擬法計(jì)算。洪峰流量的面積比指數(shù)為064076，本次計(jì)算洪峰流量面積比指數(shù)采用067，時(shí)段洪量采用10，計(jì)算得到黃金峽壩址不同頻率的洪峰流量、時(shí)段洪量。從洋縣站實(shí)測(cè)洪水過程線中選擇1983年7月30日、1956年6月25日兩場(chǎng)洪水作為典型。采用分時(shí)段同頻率控制放大法，即用同一頻率的洪峰流量和各時(shí)段洪量控制放大典型過程線，洪量控制時(shí)段采用24、72、120小時(shí)，黃金峽壩址不同頻率的洪峰流量、時(shí)段洪量計(jì)算成果見表21。洪水過程線見圖51512。上壩址水位流量曲線見圖71。表21黃金峽壩址設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表P特征值00200501020330512335QMM3/S35100316002900026400243002290020100174001550013900W24108M3230208191174162152135118105950W72108M3440398366334310292260227203184W120108M3518471435398372350313275247224（4）施工洪水根據(jù)洋縣站的洪水特性和施工組織設(shè)計(jì)的要求，將全年劃分為以下4個(gè)期，分期設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法同全年最大洪水計(jì)算，選擇洋縣站作為參證站，計(jì)算系列采用19532005年52年，計(jì)算成果見表22。表22黃金峽壩址分期洪水成果表QMM3/S213泥沙黃金峽壩址處無(wú)實(shí)測(cè)泥沙資料，采用洋縣水文站泥沙資料推求黃金峽壩址泥沙特征值。根據(jù)洋縣站19562005年50年泥沙系列，計(jì)算出多年平均輸沙量為515104T，相應(yīng)含沙量為088KG/M3。洋縣黃金峽壩址區(qū)間多年平均輸沙量為648104T，因此黃金峽壩址斷面多年平均頻率（）分期23335102010月次年5月7830671058304360294012月次年3月20日5334394153272383月21日5月6780624059903280165010月11月5890499042903120202069月174001550013900112008370輸沙量為580104T。漢江上游干支流無(wú)實(shí)測(cè)推移質(zhì)資料，故采用比例系數(shù)估算推移質(zhì)。根據(jù)流域地形、自然地理、植被和水沙條件，參照石泉、安康、丹江口和漢江支流嵐河藺河口等已建水庫(kù)的設(shè)計(jì)資料分析估算，黃金峽推懸比采用10。黃金峽壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量為580104T，故推移質(zhì)為58104T。2131漢江干流河道水沙分析黃金峽水庫(kù)庫(kù)區(qū)河道狹窄，從堰壩村以下到壩址是44KM的黃金峽峽谷段，河道蜿蜒曲折，是典型的河道型水庫(kù)。水庫(kù)庫(kù)區(qū)由漢江和主要支流金水河、酉水河組成，庫(kù)區(qū)長(zhǎng)約60KM，水面寬一般為200300M，最大水面寬為1230M。根據(jù)實(shí)測(cè)的庫(kù)區(qū)縱橫斷面成果統(tǒng)計(jì)，此段河道縱比降為115，河床為砂卵石河床。良心溝在壩址上游15KM處匯入干流，金水河在壩址上游106KM處由左岸匯入漢江，水面寬50100M，縱比降為248，為砂卵石河床。黃金峽水庫(kù)是以調(diào)水為主、兼顧水能利用和航運(yùn)的日調(diào)節(jié)水庫(kù)。正常蓄水位450M時(shí)，水庫(kù)面積122KM2。黃金峽水庫(kù)上游有洋縣（漢江），酉水街（酉水河）等入庫(kù)水文站，下游有石泉水文站。漢江洋縣站控制流域面積和年徑流占?jí)沃返?3。而控制年沙量占?jí)沃返?8。支流中，金水河和酉水河年徑流、輸沙量基本相當(dāng)，年徑流量占?jí)沃返?0，沙量?jī)H占?jí)沃返?，洋縣站至壩址區(qū)間干流徑流量占?jí)沃返?，沙量?jī)H占?jí)沃返?3，所以壩址的產(chǎn)沙來源主要來自洋縣站以上的干流。據(jù)19562005年洋縣站和酉水街的同步水沙實(shí)測(cè)系列統(tǒng)計(jì)分析黃金峽壩址處多年平均懸移質(zhì)年沙量為580104T，折合4462104M3。本河段未進(jìn)行過推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)。參考漢江干流已建水庫(kù)的資料，采取入庫(kù)懸移質(zhì)泥沙輸沙量的10作為推移質(zhì)泥沙的年輸沙量，即黃金峽壩址多年平均推移質(zhì)輸沙量為58104T，折合387104M3，故壩址年輸沙量為485104M3。2132泥沙淤積計(jì)算（1）計(jì)算條件和計(jì)算方法庫(kù)區(qū)縱橫斷面資料根據(jù)水庫(kù)泥沙沖淤及回水計(jì)算的需要，陜西省水電設(shè)計(jì)院測(cè)量隊(duì)2007年在本河段干流上布設(shè)有63個(gè)斷面，斷面間距011158KM。根據(jù)實(shí)際需要，又在1/5000實(shí)測(cè)地形圖上剖取了6個(gè)橫斷面，支流金水河測(cè)有6個(gè)斷面，剖取了5個(gè)橫斷面，斷面間距03411KM；酉水河測(cè)有4個(gè)斷面，剖取了1個(gè)橫斷面，斷面間距0811KM，基本代表了河道斷面的變化。泥沙沖淤計(jì)算主要依據(jù)水電水利工程泥沙設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T50891999）和泥沙設(shè)計(jì)手冊(cè)計(jì)算方法和公式，采用經(jīng)驗(yàn)法判別淤積形態(tài)和計(jì)算淤積量，并依據(jù)已建石泉電站的淤積情況進(jìn)行類比。（2）泥沙淤積形態(tài)判別黃金峽水庫(kù)系河道型水庫(kù)。入庫(kù)洪水大，庫(kù)容小，河床比降小。庫(kù)內(nèi)水流流速較大，而入庫(kù)含沙量一般不飽和。水庫(kù)運(yùn)行初期為三角洲淤積，遠(yuǎn)期沖淤平衡后的淤積形態(tài)為錐體淤積。已建石泉電站的淤積形態(tài)也為三角洲淤積，綜合判定黃金峽樞紐的運(yùn)行初期的淤積形態(tài)為三角洲淤積。當(dāng)三角洲推移到壩前時(shí)，便呈現(xiàn)錐體淤積形態(tài)。（3）泥沙淤積計(jì)算黃金峽壩址的產(chǎn)沙來源主要來自洋縣站以上的干流，參照已運(yùn)行30余年的石泉電站多年平均年淤積量443104T，多年平均排沙率58，本階段黃金峽排沙率也按58考慮，多年平均的庫(kù)容淤損率為13，用水庫(kù)淤積上延距離法計(jì)算樞紐運(yùn)行20年后的淤積量、淤積形態(tài)及庫(kù)區(qū)各橫斷面的淤積厚度。水庫(kù)淤積20年后的淤積量為4074104M3，淤積末端距壩址的距離為662KM，淤積坡段比降為117，試算法結(jié)合石泉電站的庫(kù)容損失率得壩前淤積厚度93M。抽水泵站所在的良心溝位于漢江右岸，距離壩址15KM，河道順直，有利于異重流推到壩前。壩址處河道稍有彎曲，右岸泥沙淤積明顯，結(jié)合良心溝口的位置，泄流排沙洞布置于右岸，對(duì)控制良心溝口處漢江干流的淤積高程有利。本階段綜合考慮底檻高程、泄量、排沙期，參考石泉電站的排沙洞布置和實(shí)際運(yùn)行的排沙效率，建議本階段泄流排沙洞底檻高程不宜高于413M。泥沙浮容重按80KG/M3計(jì)算，內(nèi)摩擦角取為14。214氣象黃金峽壩址處無(wú)氣象資料，借用洋縣氣象站（海拔高程4686M）資料說明。據(jù)洋縣氣象站19612006年氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫145，極端最高氣溫394（2006年7月21日），極端最低氣溫119（1991年12月28日）；多年平均日照時(shí)數(shù)1720H，多年平均降水量8064MM，多年平均風(fēng)速12M/S，多年平均最大風(fēng)速107M/S，重現(xiàn)期為50年的年最大風(fēng)速163M/S。（1987年8月11日），多年平均水面蒸發(fā)量10656MM（20CM蒸發(fā)皿）。正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位時(shí)風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度為35KM，校核洪水位時(shí)風(fēng)速作用于水域的長(zhǎng)度為40KM。122工程地質(zhì)221區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)位于秦嶺中低山區(qū)，地勢(shì)北高南低，地面高程9001200M。漢江由西向東穿行于秦嶺與巴山之間，河流蜿蜒曲折，河谷狹窄，兩岸山高坡陡，階地不甚發(fā)育。工程區(qū)位于秦嶺褶皺系中的南秦嶺印支褶皺帶中部。較大規(guī)模有大龍山秧田壩傾伏背斜；黑峽子陽(yáng)莊河街倒轉(zhuǎn)傾伏向斜；龍山三岔庵傾伏背斜；長(zhǎng)許家臺(tái)鐵爐鄉(xiāng)復(fù)向斜；湯坪東河背斜；寧陜太山廟向斜；佛平縣東復(fù)背斜朝陽(yáng)廟向斜；構(gòu)造線方向北西300310。發(fā)育區(qū)域二級(jí)構(gòu)造斷裂8條，斷層破碎帶寬數(shù)十至數(shù)百米，糜棱巖、壓碎巖和斷層角礫巖。工程區(qū)外圍分布的活動(dòng)斷裂有風(fēng)鎮(zhèn)山陽(yáng)活動(dòng)斷裂；陽(yáng)平關(guān)洋縣斷裂，饒峰麻柳壩鐘寶斷裂。距壩址較遠(yuǎn)。工程區(qū)無(wú)4級(jí)以上地震記錄；最大的影響烈度不超過度。構(gòu)造形跡以褶皺擠壓變形為主，屬相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)，適宜興建水利樞紐工程。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB183062001）標(biāo)準(zhǔn)，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0067G，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為045S，相應(yīng)的地震基本烈度為度。322水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件3221基本地質(zhì)條件（1）地形地貌工程區(qū)按地貌形態(tài)可分為兩大地貌類型，一類為構(gòu)造盆地地貌，一類為中低山地貌。東村以上為洋縣盆地區(qū)，約占庫(kù)區(qū)回水長(zhǎng)度的6，地形開闊平坦，兩岸發(fā)育有級(jí)階地，東村下游為中低山區(qū)，約占庫(kù)區(qū)回水長(zhǎng)度的90，河谷多呈“V”型。多急流險(xiǎn)灘，兩岸山峰高程6001000M，基巖大多裸露，僅有緩坡地帶及坡腳處分布有第四系松散堆積物，厚度510M。（2）地層巖性庫(kù)區(qū)出露地層有太古下元古界（ARPT1）、志留系、石炭系的變質(zhì)地層及下元古界（PT1）、薊縣系、青白口系、三疊系的侵入巖和第四系的松散堆積地層。（3）地質(zhì)構(gòu)造水庫(kù)區(qū)位于秦嶺造山帶與楊子陸塊結(jié)合部（東村以下侵入巖區(qū)，東村以上斷陷盆地），構(gòu)造形式以脆性斷裂為主。庫(kù)區(qū)測(cè)繪共發(fā)現(xiàn)8條斷層，其中區(qū)域性大斷裂2條金水酉水?dāng)鄬?、潭家灣玉河斷層，走向近EW向，斷帶寬約20100M，其余為小規(guī)模的斷層。（4）水文地質(zhì)條件庫(kù)區(qū)兩岸地下水分水嶺高于庫(kù)水位，地下水均受大氣降水補(bǔ)給，向河谷排泄。（5）物理地質(zhì)現(xiàn)象庫(kù)區(qū)共發(fā)育滑坡7處，以第四系松散層滑坡為主，單個(gè)滑坡方量一般2070104M3。崩塌體共4處，規(guī)模較小，方量一般1030104M3，且多位于庫(kù)水位以下，對(duì)水庫(kù)安全運(yùn)行無(wú)影響。3222主要工程地質(zhì)問題（1）水庫(kù)滲漏。庫(kù)盆周邊山體雄厚，巖體由侵入巖組成，巖性較致密，可視為相對(duì)隔水層。庫(kù)區(qū)雖有斷層橫穿庫(kù)盆，但沿?cái)鄬訋Х植加腥?，其分布高程遠(yuǎn)高于庫(kù)水位，因此不會(huì)沿?cái)鄬訋纬蓾B漏。兩岸地下水位較高，均向河水排泄，分水嶺遠(yuǎn)高于庫(kù)水位。最近的鄰谷為楊柳溝，溝內(nèi)有泉水分布，高程高于470M，直線距離達(dá)3KM，巖性為火成巖，故不存在向鄰谷滲漏的地形、地質(zhì)條件。根據(jù)上述地質(zhì)環(huán)境及水文地址條件，庫(kù)區(qū)不存在永久性滲漏問題。（2）水庫(kù)岸坡穩(wěn)定問題水庫(kù)回水總長(zhǎng)度65KM，庫(kù)岸總長(zhǎng)約130KM，可分為三類基巖岸坡、滑坡岸坡、第四系松散堆積岸坡?；鶐r岸坡屬基本穩(wěn)定岸坡，總長(zhǎng)度約92KM，約占岸坡總長(zhǎng)度的71，其組成巖性主要為早期的侵入巖，分布廣范。水庫(kù)畜水后岸坡整體穩(wěn)定性較好，僅局部因巖體風(fēng)化卸荷，會(huì)產(chǎn)生小規(guī)模的崩塌現(xiàn)象，對(duì)水庫(kù)蓄水無(wú)影響?；w岸坡測(cè)區(qū)共發(fā)育七個(gè)滑坡，其中1滑坡位于壩下游，3、6滑坡位于庫(kù)水位以上，僅有2、4、5、7四個(gè)滑坡前緣位于庫(kù)水中，屬整體穩(wěn)定性差的滑坡，水庫(kù)蓄水后，在動(dòng)水壓力作用下可能產(chǎn)生再次滑動(dòng)，對(duì)庫(kù)岸造成破壞。滑體岸坡總長(zhǎng)度約16KM；約占庫(kù)岸坡總長(zhǎng)度的12，滑坡塌岸累計(jì)總方量約210104M3。第四系松散堆積岸坡可分為三類階地堆積岸坡，崩坡積岸坡，沖洪積岸坡。階地堆積岸坡庫(kù)岸長(zhǎng)約25KM，約占庫(kù)岸總長(zhǎng)度的19；經(jīng)初步估算蓄水后坍塌寬度約3665M，塌岸方量約210104M3。崩坡積岸坡庫(kù)岸長(zhǎng)約15KM，約占岸坡總長(zhǎng)度的12，蓄水后坍塌寬度約2662M，塌岸方量約120104M3。沖、洪積岸坡主要由卵石或塊石構(gòu)成，岸坡長(zhǎng)約103KM，約占岸坡總長(zhǎng)度的78，主要分布于庫(kù)尾龐家灣以上，基本不存在塌岸。以上塌岸累計(jì)總方量約540104M3。（3）淹沒及浸沒庫(kù)區(qū)以峽谷地形為主，金水鎮(zhèn)居民眾多，存在淹沒，其它地方均為零散居民。淹沒耕地約360畝。正常蓄水位附近無(wú)較大面積的耕地分布，水庫(kù)回水區(qū)浸沒范圍甚小。（4）水庫(kù)固體徑流庫(kù)區(qū)多為基巖，植被覆蓋率高，固體徑流物質(zhì)貧乏，淤積物質(zhì)來源主要庫(kù)岸坍塌堆積，對(duì)水庫(kù)正常運(yùn)行影響輕微。1323壩址工程地質(zhì)條件黃金峽水庫(kù)工程在規(guī)劃階段共選有史家村、帶陽(yáng)灘、懶人床、高白沙共四個(gè)壩址進(jìn)行比較論證。經(jīng)對(duì)初選的四個(gè)壩址進(jìn)行綜合分析,本階段在對(duì)四個(gè)壩址進(jìn)行初步比較的基礎(chǔ)上，最終確定相距約2KM的帶陽(yáng)灘上壩址及懶人床下壩址作為重點(diǎn)比較。3231地形地貌上壩址位于良心溝下游約15KM處，壩軸線處谷底寬度1800M，高程4030M4140M。下壩址距離上壩址約14KM，河谷相對(duì)較寬為2600M。上、下壩址區(qū)地貌形態(tài)屬中低山區(qū)，漢江呈SN向，河床高程400M405M，兩岸天然坡度4045，河谷呈開闊的“V”型谷，兩岸發(fā)育多條小沖溝。3232地層巖性壩址區(qū)出露地層主要有太古下元古界的變質(zhì)巖、青白口紀(jì)晚元古代碾子溝組竹園溝段及杜家溝段的侵入巖以及第四系松散堆積層。（1）太古下元古界后河群響洞子巖組（ARPT1）X巖性為二云斜長(zhǎng)片麻巖夾少量變粒巖，僅在下壩址下游高白沙村對(duì)岸出露。（2）青白口紀(jì)晚元古代碾子溝組侵入巖巖性為中細(xì)?；◢徠閹r，出露于上下壩址漢江河谷，成為壩址工程區(qū)主要地層巖性。（3）第四系松散堆積層主要有中更新統(tǒng)沖積堆積、上更新統(tǒng)沖積堆積、全新統(tǒng)沖積堆積、全新統(tǒng)洪積堆積、全新統(tǒng)坡積堆積、全新統(tǒng)崩積堆積。3233地質(zhì)構(gòu)造壩區(qū)出露地層為古老的侵入巖系，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要構(gòu)造形跡有斷層、裂隙，壩區(qū)發(fā)育斷層17條，均規(guī)模較小。裂隙三組第一組走向NW340350,傾向SW（NE），第二組走向NE2030,傾向NW（SE），第三組走向4070，傾向NW（SE）。多為高傾角，裂面多平直、光滑，發(fā)育間距0520M,多閉合，少量張開者一般210MM，多充填巖粉及泥質(zhì)。3234物理地質(zhì)現(xiàn)象受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性以及水文地質(zhì)條件的控制，壩址區(qū)物理地質(zhì)作用以巖體風(fēng)化、卸荷為主，分述如下（1）巖體風(fēng)化巖體具有明顯的球狀或囊狀風(fēng)化的特點(diǎn)，風(fēng)化深度變化較大，展布不均勻?？碧浇沂緩?qiáng)風(fēng)化最大水平深度達(dá)47M（下壩址右岸PD4平硐），鉛直厚度可達(dá)30M。而相對(duì)低洼地形段，風(fēng)化深度較淺，風(fēng)化水平深度一般1020M。（2）巖體卸荷探洞揭示上壩址卸荷帶水平深度6M8M，下壩址卸荷帶水平深度13M24M。3235水文地質(zhì)條件（1）地下水類型及分布特征基巖裂隙水主要分布于壩區(qū)巖體裂隙中，向河谷方向排泄。第四系孔隙潛水在河床及漫灘的松散層中分布，受河水及基巖裂隙水的雙重補(bǔ)給，并向河流排泄。（2）環(huán)境水化學(xué)特征根據(jù)水質(zhì)分析成果，地下水類型為HCQ3CA2MG2型水，地表水和泉水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。3236巖石（體）物理力學(xué)性質(zhì)及地質(zhì)參數(shù)建議值（1）巖石的物理力學(xué)性質(zhì)壩址區(qū)巖性為中細(xì)?；◢徠閹r。試驗(yàn)弱風(fēng)化巖石飽和抗壓強(qiáng)度平均值為56MPA，軟化系數(shù)平均值為071；微風(fēng)化飽和抗壓強(qiáng)度平均值為7146MPA，軟化系數(shù)平均值為072；屬中硬巖堅(jiān)硬巖。（2）巖體質(zhì)量分級(jí)依據(jù)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB5021894）進(jìn)行巖體質(zhì)量分級(jí)見表23。表23巖體質(zhì)量分級(jí)表計(jì)算參數(shù)質(zhì)量指標(biāo)壩址巖性風(fēng)化程度RCKVBQ基本質(zhì)量級(jí)別弱風(fēng)化56059405上壩址微風(fēng)化71068473弱風(fēng)化56053390下壩址花崗片麻巖微風(fēng)化71072483（3）巖石（體）物理力學(xué)性質(zhì)建議值見表24。表24巖石體物理力學(xué)指標(biāo)建議值表巖體力學(xué)參數(shù)建議值巖石密度巖石抗壓強(qiáng)度巖石抗剪強(qiáng)度巖體抗剪斷強(qiáng)度巖/砼抗剪斷強(qiáng)度巖體抗剪強(qiáng)度變模彈模泊松比巖體承載力RBFCFCFCFCE0EEF巖性名稱巖體風(fēng)化程度巖體基本質(zhì)量級(jí)別G/CM3MPAMPAMPAMPAMPAGPAGPAMPA弱風(fēng)化280560913090808070602467002820花崗片麻巖微風(fēng)化2857109523121211510070410013002530324電站工程地質(zhì)條件電站地貌單元為高漫灘，地面高程408414M,上部為厚約80140M卵石層,下伏基巖高程約398399M，巖性花崗片麻巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚度13M。建議將電站基礎(chǔ)放置在弱風(fēng)化基巖上，弱風(fēng)化巖石飽和抗壓強(qiáng)度RB56MPA，地基承載力為F20MPA，電站基坑開挖坡比砂卵石層水上114；水下1175。23天然建筑材料調(diào)查的天然建材類型主要有混凝土粗、細(xì)骨料、塊石料及圍堰用土料。其中混凝土骨料約320104M3，土料約24104M3。根據(jù)水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程的要求，勘察儲(chǔ)量可滿足要求。初選的混凝土骨料以壩址區(qū)為中心分別在上、下游選擇了主河道的沖積砂、卵石（Q42AL）。砂礫石料場(chǎng)共四個(gè)，沿河道呈帶狀分布，料場(chǎng)地貌單元及巖性成分特征基本一致，地貌單元屬漢江漫灘，根據(jù)取樣試驗(yàn)成果，料場(chǎng)的質(zhì)量和儲(chǔ)量都可滿足設(shè)計(jì)要求。各料場(chǎng)開采條件好，但受下游石泉水庫(kù)回水影響，各料場(chǎng)地下水位較淺，大部分砂礫料均為水下開采。所選四處料場(chǎng)都位于壩址附近3KM范圍以內(nèi)，運(yùn)距較短，但各料場(chǎng)與壩址之間僅有簡(jiǎn)易的小道相通，交通不便。勘察的石料場(chǎng)共三處，巖性為細(xì)粒角閃巖，中?；◢弾r，巖石堅(jiān)硬，質(zhì)量滿足規(guī)范要求，山坡表層覆蓋薄層坡積物，開采條件較好，運(yùn)距534KM。選擇的土料為漢江右岸史家村周圍的坡洪積碎石質(zhì)壤土（Q4DLPL）及階地表層的沖積砂壤土（Q4AL），為庫(kù)水淹沒區(qū)。土料巖性主要為壤土及粉質(zhì)粘土,呈硬塑狀,含少量碎石、塊石,含量不大于10，固結(jié)后阻水性能較好，可作為圍堰防滲土料。料場(chǎng)距離上壩址僅05KM，開采及運(yùn)輸條件較好。根據(jù)所調(diào)查的各料場(chǎng)規(guī)模及試驗(yàn)資料，所選的四處砂礫石料場(chǎng)混凝土粗細(xì)骨料總儲(chǔ)量可滿足工程需求。黃金峽水電樞紐工程石料用量較小，所選石料場(chǎng)，可滿足工程建設(shè)需要。所選的土料場(chǎng)儲(chǔ)量、質(zhì)量、開采及運(yùn)輸條件較好，可滿足工程要求。1第3章調(diào)洪演算31正常蓄水位確定正常蓄水位變化不僅影響枯水期電量，也影響汛期電量，為此，在初選黃金峽水庫(kù)死水位為4400M時(shí)，擬定了445M、450M、455M方案，分別與三河口水庫(kù)正常蓄水位643M，汛限水位641M，死水位為5880M，受水區(qū)地下水進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算，裝機(jī)容量按裝機(jī)與保證出力倍比基本相同擬定。各正常蓄水位比較的裝機(jī)容量分別按65MW、75MW、85MW，機(jī)組臺(tái)數(shù)采用3臺(tái)。按同一壩型和相同的施工強(qiáng)度估算其工程投資。按供水與發(fā)電費(fèi)用分?jǐn)偤螅盟畮?kù)分?jǐn)偟陌l(fā)電費(fèi)用進(jìn)行不同正常蓄水位方案的比較。從滿足調(diào)水任務(wù)分析，黃金峽水庫(kù)正常蓄水位4450M、死水位4400M方案與三河口水庫(kù)正常蓄水位643M、汛限水位641M、死水位為5880M，受水區(qū)地下水進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算，不能滿足引漢濟(jì)渭設(shè)計(jì)水平年2020年調(diào)水任務(wù)供水保證率95的要求；黃金峽水庫(kù)正常蓄水位4500M、死水位4400M與水庫(kù)正常蓄水位4550M、死水位4400M方案分別與三河口水庫(kù)正常蓄水位643M、汛限水位641M、死水位為5880M，受水區(qū)地下水進(jìn)行聯(lián)合調(diào)節(jié)計(jì)算，均能滿足引漢濟(jì)渭設(shè)計(jì)水平年2020年調(diào)水任務(wù)供水保證率95的要求。從水庫(kù)淹沒損失分析，各正常蓄水位的水庫(kù)淹沒實(shí)物指標(biāo)不同，4450M方案的淹沒損失投資為11129468萬(wàn)元，4500M方案的淹沒損失投資為11885084萬(wàn)元，4550M方案的淹沒損失投資為53640745萬(wàn)元，正常蓄水位從4450M抬高到4500M，淹沒損失投資增加755616萬(wàn)元；正常蓄水位從4500M抬高到4550M，淹沒損失投資增加4175566萬(wàn)元；足以說明正常蓄水位4550M方案在滿足調(diào)水任務(wù)情況下，對(duì)上游的洋縣有巨大的淹沒損失，因此，從水庫(kù)淹沒損失方面分析，正常蓄水位以4500M相對(duì)較優(yōu)。從黃金峽水庫(kù)分?jǐn)偟陌l(fā)電投資的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，正常蓄水位4450M的單位千瓦投資為586426元/KW、單位電能投資為155元/KWH；正常蓄水位4500M的單位千瓦投資為577854元/KW、單位電能投資為152元/KWH；正常蓄水位4550M的單位千瓦投資為608959元/KW、單位電能投資為161元/KWH；以正常蓄水位4500M的單位動(dòng)能指標(biāo)最低。從動(dòng)能經(jīng)濟(jì)性分析，正常蓄水位4500M相對(duì)較合適。綜合引漢濟(jì)渭設(shè)計(jì)水平年調(diào)水任務(wù)供水保證率要求、黃金峽水庫(kù)淹沒損失和發(fā)電投資的動(dòng)能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，確定黃金峽水庫(kù)正常蓄水位為4500M。332初擬死水位死水位的選定本階段主要考慮黃金峽泵站布置、排防沙及樞紐布置的要求，結(jié)合漢江梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃、河道泥沙淤積及上游防洪要求，綜合考慮運(yùn)行期抽水和發(fā)電的效益等因素綜合確定。據(jù)黃金峽壩址19562005年50年同步水沙系列統(tǒng)計(jì)，多年平均徑流量7077108M3，懸移質(zhì)輸沙量580104T，多年平均含沙量為0812KG/M3，漢江屬少沙河流。根據(jù)黃金峽水庫(kù)水工布置和規(guī)劃的死水位進(jìn)行淤積形態(tài)分析與計(jì)算，水庫(kù)淤積20年后的淤積量為4074104M3，滿足泥沙淤積庫(kù)容要求的最低死水位為4305M。按照黃金峽水庫(kù)死水位440M，經(jīng)東西線泵站站址方案比選，東線方案良心河站址的泵站工程與隧洞工程總投資比西線方案金水河站址節(jié)省447108元。從工程經(jīng)濟(jì)性方面分析，初步確定黃金峽死水位440M與東線方案良心河站址作為水庫(kù)水位與站址輸水線路的代表方案。14在滿足調(diào)水任務(wù)情況下，兼顧水能利用，結(jié)合本階段泵站站址位置與黃三隧洞線路比選的代表方案結(jié)論，確定黃金峽水庫(kù)死水位為4400M。33起調(diào)水位的分析與選擇在不影響水庫(kù)正常供水，不增加壩高的前提下，使用部分有效庫(kù)容滯洪并給泄水建筑物爭(zhēng)取一段開閘準(zhǔn)備時(shí)間，在汛前預(yù)留出一定的庫(kù)容以備攔蓄洪水，需設(shè)汛限水位，并作為調(diào)洪驗(yàn)算的起調(diào)水位。此水位的選擇應(yīng)兼顧水庫(kù)防洪與興利的結(jié)合問題。在根據(jù)黃金峽水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系及基礎(chǔ)上，本次設(shè)計(jì)選擇起調(diào)水位為449M。34調(diào)洪計(jì)算341調(diào)洪計(jì)算的目的無(wú)論在水庫(kù)的規(guī)劃階段還是在已建水庫(kù)的管理運(yùn)用階段,水庫(kù)的調(diào)洪計(jì)算總是必須的。不過,由于不同階或同一階段所遇到的具體情況不同,其計(jì)算目的是不同的水庫(kù)在規(guī)劃階段,往往是根據(jù)水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水,擬定若干個(gè)泄洪措施方案,通過調(diào)洪計(jì)算,分別求出下泄洪水過程、防洪特征庫(kù)容、特征水位、壩頂高程以及投資、效益等,然后在通過綜合比較,選擇技術(shù)上可行且經(jīng)濟(jì)合理的水庫(kù)、泄洪建筑物及下游防洪工程的規(guī)模和有關(guān)參數(shù)；而在水庫(kù)的運(yùn)用管理階段,庫(kù)容和泄洪建筑物的尺寸是定值,這時(shí)的調(diào)洪計(jì)算是根據(jù)某種頻率的入庫(kù)洪水或預(yù)報(bào)的入庫(kù)洪水,在不同防洪限制水位時(shí),求出水庫(kù)的洪水位與最大下泄流量QMAX,為編制防洪調(diào)度規(guī)程、制訂防洪措施提供科學(xué)依據(jù),既要盡可能滿足下游防洪要求,又要保證水工建筑物的安全。9342調(diào)洪計(jì)算的原理水庫(kù)調(diào)洪是在水量平衡和動(dòng)力平衡（即水力學(xué)所說的連續(xù)方程和運(yùn)動(dòng)方程）的原理下進(jìn)行的。水量平衡可以表示為水庫(kù)水量平衡方程，動(dòng)力平衡可由水庫(kù)蓄泄方程（或蓄泄曲線）來反映。從起調(diào)水位開始，逐時(shí)段連續(xù)求解這兩個(gè)方程即可由入庫(kù)流量過程QT，求得出庫(kù)流量過程QT,這就是水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算所遵循的基本原理。在某T時(shí)段內(nèi)，入庫(kù)水量減去出庫(kù)流量，應(yīng)等于時(shí)段內(nèi)增減或減少的蓄水量，對(duì)此可寫出如下的水量平衡方程（31）式。根據(jù)水庫(kù)的水量平衡原理和水庫(kù)的蓄泄關(guān)系（32）式組成方程組（31）TVQQ12121（32）FZ用已知（設(shè)計(jì)或校核）的入庫(kù)洪水過程線QT,由起調(diào)水位開始，逐時(shí)段連續(xù)求解方程組，從而求得水庫(kù)出流過程QT,這就是調(diào)洪演算的基本原理。9這里采用雙輔助曲線半圖解法，將（31）式其改寫成（33）22112QTVTQ式中V/T、Q/2、（V/TQ/2）和（V/TQ/2）均可與庫(kù)水位Z建立函數(shù)關(guān)系。因此，可以選定的計(jì)算時(shí)段T值、已知的水庫(kù)水位容積曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位下泄流量關(guān)系曲線，繪制曲線組（V/TQ/2）FZ、（V/TQ/2）FZ以及QFZ,其中QFZ即水位下泄流量關(guān)系曲線，其余兩曲線是所介紹的兩根輔助線。從起調(diào)水位開始每一個(gè)水位，對(duì)應(yīng)一個(gè)Q1、V1、Q1,而對(duì)于下一時(shí)段，上時(shí)段末的Q2、V2、Q2即為本時(shí)段初的Q1、V1、Q1，于是重復(fù)同樣步驟，又可求的下一時(shí)段末的Z2、Q2。如此逐時(shí)段連續(xù)計(jì)算，便可求得水庫(kù)泄流過程QT。343調(diào)洪計(jì)算的過程初定大壩采用底孔和溢流壩聯(lián)合泄流，溢流壩設(shè)閘門，堰頂高程為441M,溢流壩段總凈寬為135M，分成9孔，每孔凈寬15M。底孔設(shè)4個(gè),進(jìn)口底檻高程405M,孔口尺寸為11210M。大壩的庫(kù)水位庫(kù)容ZV關(guān)系曲線以及水位面積ZF關(guān)系曲線如圖31，大壩下游河道水位流量ZQ關(guān)系曲線如圖32。圖31黃金峽水庫(kù)水位庫(kù)容、水位面積關(guān)系曲線圖32黃金峽壩址下游水位流量關(guān)系曲線首先計(jì)算在個(gè)各水位條件下溢流堰流量、底孔泄流量以及V/T、Q/2、（V/TQ/2）和（V/TQ/2）等參數(shù)。取T24H即T8640S。（A）溢流堰泄洪表孔泄流能力計(jì)算溢流堰泄洪表孔下泄流量按混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL3192005）計(jì)算Q（34）2/3WSHGBCM式中Q流量，M3/S；B溢流孔凈寬M；HZ溢流堰頂作用水頭M；C上游面坡度影響修正系數(shù)，當(dāng)上游面為鉛直面時(shí)，C取10；側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)墩厚度及墩頭形狀而定，取093；M淹沒系數(shù)，M1；MZ流量系數(shù)，取MZ05；（B）底孔泄流能力計(jì)算底孔泄水能力按混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL3192005計(jì)算（35）WKGHAQ2式中Q下泄流量，M3/S；AK出口處的面積，M2；HW自由泄流時(shí)為孔口中心線處的作用水頭，淹沒泄洪時(shí)為上、下游水位差，M；孔口或管道的流量系數(shù)，根據(jù)水工設(shè)計(jì)手冊(cè)第六冊(cè)知由以下公式取得,/12ICMJ計(jì)算得取089；G重力加速度，G981M/S2。各水位下下泄ZQ以及水庫(kù)ZV/TQ/2、ZV/TQ/2輔助曲線計(jì)算表如表31，表31輔助曲線ZV/TQ/2、ZV/TQ/2計(jì)算表庫(kù)水位/Z堰頂水頭/H庫(kù)容/V總V/T溢流壩流量Q1底孔流量Q2Q總Q總/2V/TQ總/2V/TQ總/2（M）（M）（104M3）（M3/S）（M3/S）（M3/S）（M3/S）（M3/S）（M3/S）（M3/S）444311342413128144586471009250468082181744454122110141332225882611050552586081965844651314171521031099000121106055915521265447614139716365408791721325966309736229954487152112176065150934014491724510360248514498163642189406293950515798789911041268394509176090203807509966817177858811792289694511018957821942879498281862