水工本科毕业设计任务书
1题目：褒河拱坝枢纽设计 2设计资料
石门水库位于陕西省汉中平原褒河下游。褒河规划作五级开发，其中枢纽在最下游。
汉中地区气候温和、湿润，土地开阔肥沃，是著名的粮仓，现有汉惠渠、褒惠渠等渠道，均系无坝引水，故灌溉保证率低；本地区又属三线，近年来大量工矿企业纷纷建立，电力负荷急剧增长，故在本地区修建石门等一批水利枢纽，开发水力资源，对于促进工农业发展都有着重要意义。
根据规模、效益，参照相关规范将石门水库定为三级，建筑物级别：主要建筑物为三等，次要建筑物为四等，临时建筑物为五等。
石门水利枢纽主要任务为灌溉、发电，其次为防洪。为此，枢纽定为：渠首电站、拦河坝（拱坝）、中孔泄洪、底孔、电站引水渠道等。
石门水利枢纽对于汉中地区的工农业生产的发展起着相当重要的作用。
2.1已知资料
2.1.1流域概况
褒河属于山溪性河流，发源于秦岭南麓玉皇山及太白山，汇入汉江，整个流域面积上宽下窄呈漏斗状。流域内植被尚好，水土流失不严重。
石门水利枢纽控制流域面积3 861km2，拟装机4.12万千瓦，年发电量1.42亿度，可将原灌区19.5万亩农田灌溉保证率由50%提高到73.8%，并扩浇32万亩耕地。
石门库区坝址为“U”形河谷，水面宽40米，水深2～7米，河床砂砾石2～8米，坝址两岸山坡陡峭，590高程以上强风化岩石厚度为5米，以下为3～5米，河床2～4米。迴水17km，面积3.2 km2，坝址附近平均水面宽度300m。
2.1.2水文气象资料
石门水库坝址下游三公里河东店站水文有1935～1970共36年资料。
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①该地区多年平均降雨量为905.6mm，其中6～9月雨量约占全年75%。 多年平均径流量138亿立米，多年平均流量43.6m3/s。 ②多年平均输沙率为4.7kg/s，多年平均输沙量为148万吨。
③多年平均气温14.4℃，绝对最高气温44℃，绝对最低气温13.4℃；绝对最高水温33.3℃，绝对最低水温0℃。
2.1.3工程地质资料
石门库区在褒河峡谷出口段，大地构造上位于南秦岭褶皱带中断南缘，库区出露地层为石炭系，三迭系前海相沉积物经区域变质作用而成的变质岩，三迭系岩层为片岩、片麻岩，并夹有大理岩、白云岩，分布于将军铺至青桥铺一带，石炭系岩层为片岩及大理岩分布于坝区附近。第四纪松散堆积物为砂质粘土冲击砾石，区内无大断裂。经科学院西北地质大队判定该地区地震烈度为7度。
库区内虽有大理岩等露头，但两岸山势雄厚，水平方向溶洞发育不深，坝址处基岩透水性弱，单位吸水量小于0.01升/秒，故不存在渗漏问题。库区内岸坡地段基岩裸露，不会产生塌岸。
2.1.4工程规划
根据梯级水库运用规划，石门正常高水位定为618米，相应库容1.05亿立米。
死水位595米。死库容0.443亿立米。
该水库设计洪水Q设=4 290m3/s，校核洪水Q校=5 590m3/s。可能最大洪水流量10 000 m3/s。
河床最低高程535米，基岩高程532米。 三十年淤积高程565米。
电站进口高程567米，最大引水流量68.1m3/s。
东干渠进口高程588.5米，引用流量30m3/s，灌溉27万亩农田。西干渠进口高程592米，引用流量6m3/s，灌溉5万亩农田。
淤沙浮容重0.75t/m3，水下摩擦角10°。
2.1.5工程材料设计指标
坝址区岩石容重模量2.65t/m3，弹性模量160000kg/cm2，泊桑比0.2，摩擦
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系数0.6。
混凝土容重2.4t/m3，弹模160 000kg/cm2，线膨胀系数0.00001，泊松比0.2。
2.1.6施工、天然建材、交通情况
①施工、交通情况
峡口地势开阔，有公路可通宝成铁路线上略阳。坝址下游20公里联接宝成和襄与铁道德阳（平关）安（康）铁路即将建成通车。
承担石门水利枢纽工程的水电三局拥有较强的技术力量和机械设备。 ②天然建筑材料
坝址下游3.5～8.0公里的中滩、红庙等储有砂砾石116万方。砾石成分主要为花岗岩、石英岩，砂子以石英、长石为主，质地较好，交通运输便利。土料很少，运距约4公里。
3设计要求
学生在规定时间内，完成下列成果。
3.1计算书1份
包括：计算依据的资料、计算假定、计算公式、计算草图、方案比较、相应表格、计算程序等。
3.2设计图纸4张
包括：枢纽总体布置图1：500（手工出图）1张，上下游立视图1：500（计算机出图）1张，底孔配筋图1：50（计算机出图）1张，剖面图1：250（计算机出图）1张。
4主要参考资料
水工建筑物（教材） 水工建筑物（王英华）
砌石坝设计（华东水利学院等） 拱坝（潘家铮）
拱坝设计与研究（朱伯芳等） 拱坝设计（美国垦务局） 水工钢筋混凝土结构学（教材）
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结构力学（教材） 材料力学（教材） 相关设计规范、资料
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