第一篇：水库工程设计论文

1水库现有病险情况及除险加固的必要性和重要性

孤山子水库从1976年10月竣工至今已运行30余年，由于该水库为“文革”时期单纯依靠民工修建，工程质量标准较低，目前，工程已出现严重老化。通过对水库运行的各项资料以及地质勘查的综合考虑，孤子山水库工程的主要建筑物还存在以下一些问题:副坝下游坝脚渗水，且形成明流，威胁副坝坝体稳定性。溢洪道左导墙基础被掏空。溢洪道末端出现冲坎。输水洞进口启闭机启闭困难，闸门漏水。输水洞出口没有消力池，冲坑越来越深，冲坑面积越来越大。输水洞泄洪渠没有保护措施，不断吞噬耕地，且威胁左侧居民。由此可见，为了使得孤山子水库符合国家防洪标准，对其实施除险险加固工程是非常有必要的。孤山子水库除险加固工程建成后，将会给该地区带来明显的社会效益、经济效益和环境效益。首先，水库保护了下游的28个自然屯、0．28万人口和700hm耕地，同时，水库与灌区配套后可使其灌溉面积增加到1226hm2。其次，待水库工程正常运行后，周边地区可以不断发展水产养殖产业，从而增加农民的经济收入。最后，水库的除险加固工程完工后，它将会不断的改善水库周边的自然环境，营造更好的生态环境，水库的环境效益会更加突出。

2建筑物加固设计方案

针对目前孤山子水库主要建筑物存在的问题，本次除险加固工程主要对主坝、副坝、溢洪道和输水洞进行相应的加固处理设计。

2．1主坝除险加固设计

主坝坝顶长168m，宽4．3m，本次设计将坝顶清基0．1m，清基后修建0．35m厚的碎石路面，该路面由10cm砂砾石垫层、15cm石灰、炉渣、土基层和10cm的碎石修筑而成。主坝坝顶道路长度为170m，路宽4．3m，平整路面后铺设0．35m厚的碎石路面，路面坡度为1．5%，路基材料组成与主坝相同。背水坡用C20混凝土修筑4条混凝土排水沟，间距为50m，并在背水坡种植草皮护坡。主坝迎水坡护坡石风化严重，现将原来的干砌护坡石拆除，新建0．1m厚的碎石反滤和0．3m厚的干砌石护石坡。主坝背水坡干砌石排水体风化也比较严重，先将拆除重新修筑干砌石排水体。

2．2副坝除险加固设计

副坝背水坡局部断面较陡，本次加固需要通过填筑土方恢复背水坡设计坡度1∶2。其中，副坝0+030～0+080段背水坡平均坡度调整为为1∶1．85，副坝0+160～0+200段背水坡平均坡度调整为1∶1．94，副坝0+200～0+270段背水坡平均坡度调整为1∶1．86，副坝0+270～0+294段背水坡平均坡度为1∶1．70。副坝坝顶清基0．1m后修建0．35m厚的碎石路面，路面由10cm砂砾石垫层、15cm石灰、炉渣、土基层和10cm的碎石组成。背水坡用C20混凝土修建6条混凝土排水沟，间距为60m。背水坡种植草皮护坡。副坝迎水坡护坡石风化比较严重，现将原来的干砌护坡石拆除新建0．1m厚的细沙反滤和0．3m厚的干砌石护坡。副坝背水坡排水体风化严重，全部拆除并重新修筑干砌石排水体。此次设计依据孤子山水库坝基、地质情况及相关地层的防渗漏处理经验，拟通过高压喷射灌浆方式对坝基进行防渗漏处理。高压喷射灌浆施工采用单排摆喷套接技术形式，二管法施工工艺，孔间距1．4m。考虑坝基绕渗的影响，灌浆范围为桩号0+000～0+294，水平灌浆长度为294m。高压喷射灌浆施工孔轴线布置在迎水坡堤脚，孔间距为1．4m，单孔灌浆深度为0．3m。

2．3溢洪道加固设计

原溢洪道已开挖形成堰体，为了减少工程量和节约工程投资，本次对溢洪道的加固主要在原有基础上进行。溢洪道的全部加固工程主要包括在左侧堰体修建挡土墙和对两岸不稳定山体削坡两部分内容。考虑到溢洪道堰体左侧冲刷比较严重，已严重威胁到水库下游的居民和农田，本次加固将堰体左侧原浆砌石挡土墙拆除，采用钢筋混凝土修筑高4．7m、长106m的挡土墙。挡土墙基础为宽1．4m、深0．5m的钢筋混凝土结构。此外，溢洪道堰体两侧山体风化严重存在许多不稳定因素，现将两侧山体进行削坡处理，其中左侧削坡处理后坡比为1∶1．03，而右侧削坡处理后坡比为1∶1．08。

2．4输水洞加固设计

孤山子水库输水洞为洞深直径1．5m的有压隧洞，进口洞底高程535．85m，洞长86．00m，出口高程532．81m。另外，在输水洞进口有一座启闭塔和一扇工作闸门并配有螺杆启闭机。鉴于目前水库输水洞存在的问题，此次除险加固主要包括在输水洞出口设消力池和重新更换输水洞进口闸门及启闭机两部分工作。消力池加固工程首先需要在输水洞出口平台修建钢筋混凝土翼墙。其次，在输水洞的下游修建长22m、宽10m的钢筋混凝土结构消力池，同时，在消力池两侧修建高5．6m的挡土墙。最后，在消力池的下游修建底板高程526．65m、宽10m、长31m的海漫，并在海漫两侧前段5m修筑钢筋混凝土翼墙，随后对海漫两岸进行土方回填。

第二篇：水库除险加固工程设计及管理论文

摘要：中小型病险水库的除险加固设计是保障工程发挥潜在综合效益的必要技术措施。本文以运城市涑水河流域沙渠河支流上的小（1）型三河口水库为例，分析了工程建设的内容，总结了大坝工程的除险加固设计方案，并对具体施工组织设计方案进行了论述。

关键词：三河口；大坝工程；工程建设；除险加固

1工程概况

三河口水库位于闻喜县城西南30km处，建于1973年11月，1975年5月竣工蓄水，是以防洪、灌溉为主的小（1）型水库，总库容325.7万m3，控制流域面积41.5km2,设计灌溉面积1.5万亩，下游保护范围13个村庄1.2万多口人、1万亩耕地及25家企业。经多年运行，三河口水库大坝库区淤积严重，淤积厚度已达14m，淤积38万m3。坝体土局部含有钙质结核与碎石，填土干密度较低，填筑质量较差；筑坝时对坝基覆盖层及强风化层清除不彻底，形成渗漏通道，影响水库的正常运行。灌溉洞设在大坝中部，为半圆拱无压洞，进口由锥形球闸控制，卷扬机斜拦钢丝绳启闭。涵洞长80m，洞宽1.2m，高1.7m，进口底板高程720m，纵坡1/200，最大泄量为1.0m3/s。大坝建成蓄水初期，由于坝体填土质量差，左侧坝体有明显沉陷，最大沉陷为70cm，大坝沉陷导致灌溉洞进口混凝土体断裂，产生漏水现象；灌溉洞侧墙砌石部分砂浆脱落，涵洞内有多处纵横向裂缝，距进口1m处有两条纵向裂缝，宽1cm～4cm，长15m左右；锥形球闸及卷扬机由于多年运行，损坏老化严重，止水功能失效，漏水严重。溢洪道位于大坝右侧，为开敞式溢洪道，进口底高程733.2m，设四孔砌石拱工作桥，断面净宽26m，总长90m，消能形式为陡坡挑流消能，陡坡段长20m，坡比1:3。设计最大泄量630m3/s。溢洪道与大坝连接处岸坡渗漏明显，整个岸坡潮湿，渗漏量大；溢洪道底部清基不彻底，有砂卵石层，沿溢洪道底部有渗流现象，溢洪道进口处护砌太短，右岸坡有明显坍塌现象。水库管理房破损严重；水库无必要的观测设施。

2工程建设任务

由于历史原因，大坝建成后就存在诸多隐患，因此，水库自建成后就是一座“病库”。经过35年带病运行，经复核水库现状坝高满足三十年一遇设计洪水标准，三百年一遇校核洪水标准，但溢洪道基础渗漏严重；下游坝坡的稳定安全系数小于允许值，坝体有明显沉陷，对大坝安全构成威胁；坝基施工时未对坝基风化层进行清理，渗漏量较大，有可能发生管涌。大坝缺少安全监测设施、渗流观测设施、通讯设施落后、无水情测报系统、防汛抢险道路不畅通、管理设施薄弱等诸多问题，严重影响大坝正常安全运行。因此，202_年6月，大坝被鉴定为三类坝，属病险水库。若不及时对大坝进行加固处理，势必影响坝体结构的稳定和工程安全。水库防洪保护范围包括汾村、下院等13个村庄1.2万多口人、1万亩耕地、25家企业及闻垣公路，区域内人口稠密、农业发达、工业兴旺。如水库溃坝一旦发生，必将造成巨大损失，下游的公路、农田、工矿企业及沿岸13个村庄，将被淹没，经济将受到严重影响。因此，对三河口水库大坝进行除险加固是非常必要的。三河口水库除险加固的主要内容为：对大坝防渗加固处理；对大坝上游坝面塌陷部位、下游坝面进行培厚；对溢洪道进口基础进行防渗处理，对溢洪道侧墙进行修复；对灌溉洞进口及洞身进行维修加固；对进水口锥形球闸、启闭机进行更换；对坝顶道路进行硬化，对防浪墙进行修复；增加大坝渗流及变形观测设施；对水库管理站进行改造。

3工程加固设计

3.1工程等别及标准

根据《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252—202_）规定，该工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。枢纽建筑物的洪水标准为：设计为三十年一遇，校核为三百年一遇，泄水建筑物消能防冲设计洪水标准为二十年一遇。根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-202_图A1）和《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）第1.0.6条规定，大坝及建筑物设防烈度为Ⅶ度。

3.2分部分项工程设计

下游坝坡培厚经大坝稳定计算复核，大坝下游坝坡安全系数小于规范允许值，需进行加固处理。工程主要对下游坝坡进行培厚，新修排水沟及下游坝脚棱体排水。大坝上游坝坡主要进行陷坑处理。大坝迎水坡塌陷坑位于灌溉洞顶部，桩号0+105～0+150段，高程在729m～732.3m之间，沿坝轴线走向呈长条形，长45m，宽10m，最大沉陷深0.7m，面积315m2。在溢洪道与右坝肩之间有长约80m的卵石层渗漏段，高程在726m～735.5m之间，工程对溢洪道与右坝肩之间80m渗漏段采用铺设复合土工膜进行防渗，复合土工膜铺设时与大坝上游坡面土工膜连为一体，范围为733.2m～721m之间。由于溢洪道进口护砌不够，受洪水淘刷，岸坡已部分坍塌。本次对进口进行护砌，长12m，护砌总高度为2m～7.5m；对溢洪道进口段底板采用M7.5水泥砂浆砌石护砌，厚0.5m。溢洪道陡坡段位于砂砾石基础上，为了减小底板扬压力，在陡坡下部设排水减压孔，孔距2m，排距2m，梅花形布置，排水孔孔径为φ100mm，孔内填设反滤土工布及豆石料。根据《三河口水库大坝安全鉴定评价报告》，因大坝沉陷导致灌溉洞进口混凝土断裂渗漏；涵洞侧墙砌石部分砂浆脱落，内有三条纵向裂缝，裂缝部位有渗水，危及大坝的安全运行。本次将灌溉洞进口拆除重建，为现浇C25钢筋混凝土结构，进口为两孔，单孔净宽0.9m，侧墙厚0.3m，长4.2m，高4.15m；对涵洞全断面采用内衬C25钢筋混凝土进行加固，厚0.15m，并对其涵洞进行回填灌浆。此外，需要对观测设施等进行完善，增加大坝浸润线、渗透压力和位移观测设施；对坝顶路面、防浪墙、水库管理站进行修复改造。

4工程施工组织管理

三河口水库除险加固工程的施工场地，主要分布在主坝上。该水库距县城30km，水库坝址现有8km公路与后宫乡连接，路况较好，满足施工运输的要求。施工用电，可就近从附近村庄接线。工程施工用水可直接从库中抽取，生活用水可架管道从附近水井引用。工程所需的水泥、钢材、炸药、汽（柴）油、木材由闻喜县城采购供应，运距30km。工程所需的毛块石料、碎石料及砂料可用水库下游河谷及两岸的块石，岩性主要为花岗岩、灰岩。经过加工可作为粗骨料及细骨料使用，质量较好，储量大，交通方便，开采条件好，运距为2km。砂料可选用河底料场的砂料，距离大坝20km。本工程施工导流只须解决基流导流，清水流量约为0.08m3/s。根据大坝实际情况，利用大坝原有的灌溉洞导流，在第一年春浇完后泄空水库，到汛期过后，进行坝前淤泥开挖，就近堆放与大坝平行形成自闭围堰，以拦蓄少量清水以备施工使用，多余河水用一根直径为40cm的钢管导入灌溉洞后流入河槽。三河口水库除险加固工程的主体工程为大坝防渗加固处理、大坝上游护坡塌陷部位及坝坡护脚处理、溢洪道基础进行防渗处理、灌溉洞进行加固、坝顶防浪墙修复、大坝渗流变形及水情自动测报系统、管理站改造等工程建设。根据工程特点，该工程总工期为一年，施工天数365天。

5结论

在工程设计施工过程中，要坚持和谐管理、和谐施工的理念。该水库的除险加固不但可以充分发挥其综合效益，而且有利于进一步增强区域抵御自然灾害的能力。

参考文献:

[1]水利水电工程等级划分及防洪标准（SL252—202_）[S].[2]吴持恭.水力学[M].4版.[3]碾压土石坝设计规范SL274-202_[S].[4]王继镛.水工建筑物[M].5版.天津：天津大学.[5]袁光裕，胡志根.水利工程施工（第五版）[M].武汉：武汉大学.[6]周之豪，沈曾源，施熙灿，等.水利水能规划[M].2版.[7]顾慰慈.水利水电工程管理[M].北京：北京动力经济学院.

第三篇：水库泥沙论文

摘要：由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流, 水库泥沙淤积问题异常严重，所以水库泥沙淤积的研究具有重要的现实意义。前人对水库泥沙淤积问题做了大量研究探讨，本文对我国水库泥沙淤积研究的状况和成果进行了全面的综述。内容包括：水库泥沙淤积的形态、入库水沙条件变化引起的问题、水库变动回水区泥沙问题研究等方面，并举例国内著名的小浪底水利枢纽工程作为案例分析。

关键词：水库；泥沙；淤积问题；处理方法；小浪底工程

一．引言

水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位, 形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后, 由于水深沿流程增加, 水面坡度和流速沿流程减小, 因而水流挟沙能力沿流程降低, 出现泥沙淤积。水库淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态, 使泥沙在水库库区内淤积, 从而降低水库的使用效益, 甚至导致水库失效报废。所以, 对水库泥沙淤积问题的研究就显得尤为重要。

二．水库泥沙淤积的形态

水库泥沙淤积形态可分为纵剖面形态和横断面形态。

2.1 纵剖面形态

纵剖面形态包括三角洲、锥体和带状淤积三种形态。在库水位变化幅度不大, 淤积处于自由发展情况下, 水库淤积一般呈三角洲形态；在回水曲线较短, 入库水流在通过库段时紊动强度较大, 或含沙量较高, 含沙水流在达到拦河建筑物前泥沙来不及完全沉积情况下, 水库淤积将形成锥体形态。

2.2 横断面形态

横断面形态在多沙河流与少沙河流的水库中有所不同。多沙河流上的水库普遍有淤积一大片, 冲刷一条带的特点。淤积一大片指泥沙在横断面上基本呈均匀分布, 库区横断面上不存在明显的滩槽。冲刷一条带指水库在有足够大的泄流能力, 并采取经常泄空的运用方式时, 库底被冲出一条深槽, 形成有滩有槽的复式横断面。

在水库淤积形态方面, 我国对三角洲形态的淤积研究较早。这方面的成果有对官厅水库的三角洲的淤积形态及计算的初步研究, 三角洲的计算方法, 及根据非均匀悬移质不平衡输沙的规律首次从理论上详细论证了水库三角洲淤积的趋向性、形成特点、三角洲和前坡淤积比降、洲面线与水面线方程以及前坡长度等, 并得到了官厅水库资料的验证。此外水槽试验亦证实了沙质推移质在壅水区也是以三角洲形式向前推进的。除三角洲淤积形态外, 还有对锥体淤积形态, 从理论上给出淤积剖面近似于直线, 坝前淤积厚度与总淤积体积的近似线性关系, 带状淤积的条件, 对滞洪期锥体淤积水库的冲淤变化特征分析研究、三角洲、锥体及带状等三种淤积形态的判别方法研究等成果。

三．水库泥沙淤积的几种防治措施

为了尽量减少水库的淤积，在规划设计和应用管理中，应布设必要的工程设施，制定合理的水库运用方式，一般采用“拦、排、用”处理泥沙的办法，减少泥沙淤积量，有效地发挥水库综合经济效益。

3.1水库泥沙的拦截

在水库上游采取拦沙措施，减少入库泥沙，是防止和减少水库淤积的最根本办法。水库泥沙主要来自上游流域内的地表侵蚀。黄河的泥沙主要来源于黄土高原的千沟万壑。修建于沟道中的淤地坝，从源头上拦截、封堵了泥沙向下游输送的通道，不但能够抬高侵蚀基准面，稳定沟床，制止沟岸扩张、沟底下切和沟头前进，减轻沟道侵蚀，而且能够拦蓄坡面汇入沟道的泥沙。据统计，黄土高原地区已建成大、中、小型淤地坝11万余座，淤地坝地30多万h㎡，累计拦泥210多亿t，减少黄河年输沙量3亿t。淤地坝工程在拦截河流泥沙方面起到了很大作用。“引洪淤灌，用洪用沙“在我国流行甚久，是一种行之有效的拦截入库泥沙的方法。它把拦沙与用沙结合起来，可以变沙害为沙利。在水库上游选择有利地形，汛期把挟带大量泥沙的洪水引入低洼地区引洪放淤；清水退回河道进入水库调蓄。这样即利用汛期水沙改良土壤，扩大耕地面积，提高土地肥力，又可以大大减轻水库的淤积。

3.2水库排沙减淤

利用水沙运动的特性采用各种方法进行排沙，是减少水库淤积的有效方法。水库排沙的方式主要有：滞洪排沙，异重流排沙，泄空排沙，基流排沙和机械清淤排沙等。3.2.1滞洪排沙

当入库洪水流量大于泄水流量时，会产生滞洪臃水。滞洪期内整个库区仍保持一定的行近流速，部分粗颗粒泥沙淤积在库中，细颗粒泥沙可被水流带至坝前排出库外，这就是滞洪排沙。滞洪排沙的效率受排沙时机、滞洪、历时、开闸时间泄量大小和洪水漫滩程度等因素的影响。一般来说，开闸及时，滞洪历时短、下泄量大、洪水不漫滩或少漫滩，则排沙效率高汛期沙量、集中，这时利用滞洪排沙往往能得到较好的排沙效果。如洗马林水库，在某次洪水来临时，利用滞洪排沙，进库含沙量为147kg/m³，但出库含沙量达365 kg/m³，排沙效果显著。

3.2.2异重流排沙

在水库蓄水期间，当入库洪水形成潜入库底向坝前运动的异重流，若能适时打开排沙孔闸门泄放，就可将一部分泥沙排走，减少水库的淤积。黑松林水库利用异重流排沙的7次观测结果显示，平均排沙效率为61.20％，最高达91.40％，排沙比是较高的。异重流排沙的效果与洪水流量、含沙量、泥沙粒径、泄量、库区地形、开闸时间及底孔尺寸和高程有关。入库洪水含沙量大，粒径细，泥沙就不易沉降，容易运移到坝前排出；另外库区地形平顺、比降大、回水短、泄量大、底孔高程低都能提高异重流排沙效率。3.2.3泄空排沙

将水库放空，在泄空过程中回水末端逐渐向坝前移动，库区原来淤积的泥沙会因回水下移而发生冲刷；特别在水库泄空的最后阶段突然加大泄量，冲刷效果便更加显著。这种排沙方式称为泄空排沙。泄水排沙实际是沿程冲刷和溯源冲刷共同作用的结果。沿程冲刷消除回水末端的淤积，把泥沙带到坝前；溯源冲刷又将沿程冲刷带来的泥沙冲走排出库区，并逐渐向上游发展，逐步改变上游水力条件使冲刷能继续进行。实际上，泄空排沙是通过消耗一定的水量换取部分兴利库容的恢复。采用这种方式排沙要因地制宜，进行技术经济效益分析后

再确定。

3.2.4基流排沙

水库泄空后继续开闸，让含沙量不饱和的常流量畅泄冲刷主槽，减少库区泥沙淤积，这种排沙方式称为基流排沙。基流排沙的特点是：冲沙量和水流含沙量自冲刷开始至终结由大到小，最终趋于相对稳定。基流排沙的效果取决于常流量及其含沙量的大小，流量大、含沙量小，则排沙效果好。3.2.5机械清淤

在不能采取水力排沙的缺水地区和没有设置底孔的水库，可采用机械清淤的方式进行排沙。通常采用挖泥船、吸泥泵等清淤装置，清除库区淤积泥沙。这种方法适用于中小型水库和大型枢纽航道的清淤，其成本及管理费用较高。以上几种方式的排沙方法，在运用时，必须因地制宜、因时制宜，根据水库的任务、来水来沙特性、冲淤规律和库区形态特征进行合理的应用。只有这样，才能正确处理排沙与蓄水的矛盾，充分发挥水库综合的效益。3.2.6“蓄清排浑”运用方式的水库减淤

水库拦蓄含沙量低的水流，对汛期含沙量较高的洪水则不予拦蓄，尽量排除库外。一般对于具有一定发电、灌溉和调沙要求的水库，汛期要保持一定的低水位控制运用但不泄空，就可利用异重流和浑水排沙。由于汛期为排沙期，既调水又调沙，可以减轻水库的淤积，在一定时段内保持冲淤平衡和长期存在一定的可用库容。目前多沙河流水库普遍采用这种运用方式，如三门峡、恒山水库等。

水库泥沙淤积是一项需长期进行研究解决的水库技术问题，关系到水库运行安全及综合经济效益的发挥。因此，在水库的规划设计和应用管理中，要根据水沙运动的基本规律，布设必要的工程设施，制定合理的水库运用方式，减少水库淤积，延长水库的使用寿命。

四．小浪底水库泥沙淤积 现状与措施（案例分析）

4.1概述

小浪底水利枢纽建成蓄水后，受库水位抬高的影响，入库含沙水流受水库回水的顶托，流速下降，挟沙能力降低，部分粗颗粒泥沙先行落淤，细颗粒泥沙则潜入库底，以异重流的形式向前演进，在库底形成浑水水库。浑水水库中的细颗粒泥沙随着时间的推移，大部分也 会逐渐沉积下来。泥沙堆积到水库后，会对水库运用方式和效益发挥产生重要影响。

小浪底水库的运用划分为3个阶段，即拦沙初期、拦沙后期和正常运用期。拦沙初期是指水库泥沙淤积量达到22亿m³之前的运用时期；拦沙后期，库区淤积形态将形成高滩深槽，坝前滩面高程为254m，水库泥沙淤积量约为75.5亿m³；以后水库将转入正常运用期，利用254m高程以下10.5亿m³的槽库容进行调水调沙运用，长期保持254m高程 以上40.5亿m³的防洪库容。小浪底水库泥沙淤积实测资料显示，202_——202_年各年末实测泥沙累计淤积量分别 为4.19亿、7.16亿、9.88亿、13.91亿14.83亿16.86亿18.86亿21.29亿22.25亿m³和24.12亿m³。从数据看，202_年年末水库淤积的泥沙已达到拦沙初期预期的淤积量，如何延缓泥沙淤积速度、延长水库有效库容的使用寿命，长期发挥枢纽的综合效益，是摆在枢纽管理单位面前的重要课题。

通过对小浪底水库干流泥沙淤积形态的测验分析可以看出，每年汛后库区泥沙淤积部 位变化较大，总体来讲泥沙淤积形态由蓄水初期的带状淤积已演变为三角洲淤积，且三角洲的洲顶在动态变化的同时不断向坝前推进。202_——202_年实测资料显示，干流淤积三角洲的顶点平均每年向坝前推进3.69km。202_年5月测验结果表明，目前小浪底水库干流三

角洲的顶点位于黄河干流13断面，距坝21.41km，已达库区最窄河段——八里胡同进口附近。

对于小浪底水库干流横断面而言，实测资料显示的干流断面横向泥沙淤积形态一般表 现为平淤，即淤积面接近水平；水库各支流断面横向淤积形式与干流类似。

同时，从小浪底水库历年干流纵向淤积剖面图也可以看出，干流泥沙淤积形态在202_年汛后出现距坝70km以上淤积抬高现象，即典型的“翘尾巴”现象，这是一种不利的泥沙淤积形态。对支流而言，支流河口形成拦门沙坎则是另一种不利的泥沙淤积形态。在水库运行中，无论出现那一种不利的泥沙淤积形态，严重时都会出现水库水量被分开，难以统一、有效地进行调度的被动局面。

另外，在小浪底水库运行过程中形成异重流后，在水库库底一定范围内会形成一个庞大的浑水区域，浑水中悬浮着大量细颗粒泥沙，这些泥沙颗粒在经过一段时间后会逐渐沉积到库底，从而增加水库泥沙淤积量。如202_——202_年坝前浑水水库观测资料显示202_年汛期异重流形成的浑水水库在202_年5月塔前01断面处（距进水塔60m）仍有近7m厚的浑水层，浑水层中泥沙落淤时间是比较漫长的。

4.2泥沙淤积对水库运行的影响

随着库内泥沙的淤积，小浪底水库进水塔塔前泥沙淤积高程逐渐提高并形成塔前漏斗 区。将来漏斗区滩顶高程可达254m，而进水塔大多数闸门的高程为180m，与泥沙淤积滩顶存在70余m的高差，落淤泥沙存在滑塌的风险，特别是有水流淘刷甚至发生地震时，一旦出现滑塌，将对闸门的正常启闭带来不利或严重影响。

小浪底水利枢纽《拦沙初期运用调度规程》规定：“当实测塔前01断面泥沙淤积面高程达到183.5m时，运行管理单位应报请水库调度单位批准，小开度短历时开启排沙洞工作 闸门，以检查其进口流道是否畅通。以后可按0.5m为一级逐步提高塔前允许淤积面高程，但最终许可值不得大于187m。”因此，进口段防淤堵是排沙洞运用中一项重要的调度任务。

高含沙水流对运行的水轮发电机组会产生泥沙磨损。202_年8月实测过机含沙量最大值为85kg/m³，面对这种情况，是停机避沙还是正常发电，需要分析研判。小浪底建管局通过论证分析，认为虽然过机含沙量较高，但其泥沙D50为0.004～0.006mm，属极细的粉沙类，此类泥沙对水轮机的叶片损害较小，机组可以正常运行，该结论在随后10月份的机组检查中得到了验证。因此，浑水发电应从水流含沙量和泥沙粒径两个方面进行把握，以达到在保证机组不受泥沙损害的前提下多发电的目的。

对小浪底水利枢纽而言，泥沙淤积也有积极的一面。在枢纽防渗体系设计中，将大坝黏 土心墙和上游围堰斜墙及坝前泥沙淤积层连接起来，形成坝基的辅助防渗体系，坝前落淤的 泥沙在小浪底工程防渗体系中也发挥着重要的作用。水库蓄水以来的观测数据证明，在同等条件下，随着坝前泥沙铺盖的形成和抬升，坝基渗水量、左右岸渗水量均有不同程度的减小，大坝上游基础渗压计在相同库水位下，其渗压水头值逐年降低。如202_年10月下旬至11月上旬三门峡水库集中拉沙运用时，小浪底水库淤积泥沙2.62亿m³。在这期间，小浪底坝 前泥沙淤积高程从150m升至165m，呈平面状，近15m厚的沿坝泥沙淤积层降低了坝前渗透 系数，大坝上游基础渗压计测值最大降低近15m。由此可见，落淤泥沙发挥的防渗作用是显 著的。

小浪底水利枢纽近几年的调水调沙运行还揭示，适当的含沙量有助于提高水流的挟沙能力，冲刷河道的效果更明显。利用其冲刷下游河道，可提高单位水量的冲刷效果，节省清 水资源。

4.3 科学控制与利用水库淤积的泥沙

水库库容被淤积的泥沙占据后，一般情况下很难恢复，淤积泥沙所占的库容通常情况下会变成死库容，且泥沙淤积速度加快时，还将缩短水库发挥综合效益的寿命。因此，科学控 制水库泥沙的淤积对枢纽发挥长期作用意义重大。

由于黄河来水来沙具有季节性，因此小浪底水库泥沙淤积主要发生在汛期，如202_年 汛期泥沙淤积量约占全年淤积量的90％。另一方面，异重流在水库库底会形成浑水区域。因此，要把控制汛期泥沙淤积和浑水落淤有机结合起来，充分利用水库异重流进行排沙，以减缓水库泥沙的淤积速度。

塑造合理的库区泥沙淤积形态非常重。202_年汛后，小浪底水库出现了库尾泥沙的“翘尾巴”现象，对水库调度运用不利。针对这种不利的泥沙淤积形态，根据黄河流域202_年各水库的蓄水情况和预测降水情况，202_年6——7月，小浪底水库实施了首次人工扰动塑造异重流冲沙试验，库尾淤积三角洲形态得到了有效的调整和改善。考虑到202_年汛期小 浪底水库仅出现了2次异重流过程，且第1次为人工扰动所形成并有4d的浑水出库过程，因此人工扰动塑造异重流对改善库尾泥沙淤积形态起到了积极作用。由此可见，通过采取合适的工程技术措施控制和调整水库泥沙淤积形态是可能的。

4.4 加强观测与泥沙信息管理

对于泥沙淤积带来的不利影响，如漏斗区泥沙淤积威胁闸门启闭安全、进口段泥沙淤堵影响排沙洞正常运用等情况，要通过加强观测与泥沙信息管理，及时掌握塔前漏斗区泥沙淤积形态和泥沙淤积边坡的稳定工况，及时掌握排沙洞进口段泥沙淤积高程变化情况以及进 口段淤积泥沙的固结情况等，适时开启排沙洞进行拉沙运用，以保证枢纽建筑物的稳定、安 全运行。为此，除常规监测设备与管理手段外，小浪底建管局还为泥沙测验部门配备了先进 的观测装备，如英国GeoSwath条带测深系统，为枢纽调度部门开发建立小浪底水文泥沙信 息管理系统，这些设备和信息系统的使用，为及时、准确、全面地捕获第一手资料提供了技术保障，也为水库泥沙淤积观测与泥沙信息数字化管理奠定了基础。

进水塔前01断面是小浪底泥沙测验的控制断面，该断面泥沙淤积高程直接关系到泄水孔洞闸门的启闭安全。从202_年3月观测结果看，塔前平均淤积高程为178.1m，且塔前漏斗区河底纵向泥沙淤积高程为178.1～180.3m，较为平缓，尚无明显的漏斗形态出现。目前，小浪底进水塔前淤积的泥沙处于187m以下，泄水排沙洞闸门的安全启闭是有保证的。

4.5小结

泥沙淤积是小浪底水库不可回避的现实问题，通过科学调度、合理控制，调整水库泥沙淤积形态，消除干流泥沙淤积“翘尾巴”现象，使干流淤积三角洲顶点顺利通过八里胡同狭窄河段，往坝前迁移；限制支流河口拦门沙坎的形成与发展；加强观测与泥沙信息管理，确保进水塔前闸门启闭安全以及排沙洞进口段不淤堵，是枢纽调度运用的关键。

小浪底水库10a多的调度运行实践表明，目前所采用的调水调沙、进水塔前泥沙控制等手段对控制库区泥沙淤积是科学有效的，小浪底水库必将长期发挥巨大的综合效益。

五．结语

60年来,我国河流研究工作取得了重大进展,研究者进一步认识了河流水沙变化和河道演变规律,通过对丹江口等水库泥沙淤积及其坝下游冲刷的系统观测研究，为解决葛洲坝、三峡水利枢纽的泥沙问题,提供了重要依据。葛洲坝水利枢纽20多年来运行良好。三峡水利枢纽202_年6月初期运行以来的实测资料分析表明,水库泥沙淤积、枢纽运行和坝下游河道冲

刷状况总体上尚在预计同期值范围内。在水利枢纽工程泥沙问题研究实践过程中,研究水平得到较大提高,研究方法也有较大改进。

在泥沙测验和河道演变观测方面,新的观测技术逐步得到应用。河工模型和泥沙数学模型的模拟技术取得重大进展,并能相互结合解决长时段、长距离的河道演变预报问题。随着流域经济和水利水电事业的持续发展,水沙资源的综合利用和梯级水库泥沙输移与调控等问题,有待进一步研究。

六．参考文献

[1] 章厚玉，胡家庆，郎理民，张洪霞.丹江口水库泥沙淤积特点与问题[J].人民长江，202_（1）.[2] 韩其为,杨小庆.我国水库泥沙淤积研究综述[J].中国水利水电科学研究院学报,202_(3).[3] 丁金凤.水库泥沙淤积问题研究[J].吉林水利，202_（9）.[4] 张瑞瑾,谢鉴衡,王明甫,等.河流泥沙动力学[M].北京:水利电力出版社,1989.[5] 窦国仁.泥沙运动理论[M].南京水利科学研究所,1963.[6] 侯晖昌.河流动力学基本问题[M].北京:水利出版社，1982.[7] 韩其为,何明民.泥沙运动统计理论[M].北京:科学出版社,1984.[8] 林一山.葛洲坝工程的决策[M].武汉:湖北科学技术出版社,1995.[9] 林一山.毛主席重视水库寿命问题[M].武汉:新华出版社,1992.[10] 长江水利委员会.小浪底工程泥沙研究[M].武汉:湖北科学技术出版社,1997.[11] 梁栖蓉,黄煜龄,姜军.小浪底工程水库泥沙数学模型计算成果分析[G].水利电力部科学技术司.小浪底工程泥沙问题研究成果汇编.武汉:1988.[12] 黄悦.三峡水库下游宜昌至大通河段冲淤一维数模计算分析[G].长江三峡工程泥沙问题研究(第七卷).北京:知识产权出版社,202_.

第四篇：土木工程设计论文

土木工程要具有扎实的技术基础理论和必要的专业知识、较强的外语和计算机应用能力，下面是小编为大家整理的关于土木工程设计的论文，欢迎大家的阅读。

一、土木工程结构设计过程中抗震设计的内涵以及目标

建筑结构中的抗震设计主要是以目前已经趋于成熟的建筑结构抗震理论与房屋设计标准为基本理念，吸取相关地震灾害中的建筑物破损情况的教训并且结合设计师在长期从事设计工作中已经积累的经验与前辈设计师的经验进行房屋结构设计。土木工程结构设计过程中抗震设计的目标包含两层：第一层是满足相应部门的要求，即委托方与投资方会对建筑结构抗震性能有一定的要求，因此土木工程结构设计师应该努力使建筑的外形、结构、质量以及样式满足其要求的参数；第二层目标即抗震设计的深层、本质目标。土木工程结构设计是为了提高建筑质量，为消费者提供更好的建筑作品，因此土木工程结构设计过程中抗震设计的深层目标也是为了提高建筑物的整体性能，提高其安全性与稳定性。

二、抗震设计的关键因素

（一）选择恰当的施工地点

施工地点对于土木工程结构设计来说是特别重要的，施工地点的地质情况、土壤质量、自然环境和环境因素都会影响到土木工程结构设计，很难确保土木工程结构设计的合理有效。所以在开展建筑结构抗震水平设计的时候，需要充分明确施工地质的重要程度。所以，在进行选择施工地点的时候需要参考一定的标准，接着就是参考建筑的实际情况进而做出正确的选择。

（二）科学有效的设计

对于这些年来多的地震灾害给建筑物所带来的损失研究可以看出，相同类型的地震对于不同类型的土木工程结构设计所造成的破坏也是各不相同的。参考着所得信息，我们可以使用科学有效的设计方式可以减少地震灾害所带来的损失，这样可以降低居民的生命财产损失，所以科学有效的土木工程结构设计对于土木工程结构设计抗震性能来说是特别重要的。

（三）有保障的建筑质量

地震灾害虽然不经常发生，但是破坏力是比较大的，这是一种人力很难控制的自然灾害。由于这个灾害有着极大的破坏力，在进行土木工程结构设计的时候需要充分意识到这一点，再有就是在设计策略的时候要根据地震等级不同进而做出不同的选择。所有的策略设计过程都不能忽视建筑质量，所以我们在开展抗震设计工作的时候需要充分的考虑到建筑的质量。

三、土木工程结构设计中的抗震研究

（一）在土木工程的地基中使用特殊的防震材料

在土木工程结构当中使用隔震材料主要针对其地基进行的，这主要是为了降低地震对建筑物的伤害。建筑地基在传统的抗震处理当中通常是在其底部进行黏土以及砂子的铺设，这种方式虽有一定的抗震效果，但是却未有效的提高结构的抗震性能。

（二）重视工程场地的选择

第一，在选择建筑场地的时候应该选择较为平坦的场地，平坦的场地不仅能够减小地震灾害发生时的衍生损失，更有助于具体的施工操作；第二，应该选择视野开阔的地段作为场地，视野开阔的场地既能够帮助建筑工程的开展，其开阔性又有助于建筑工程抗震效能的提高；第三，要选择硬度密度始终的场地作为建筑基地，密度的均匀性能够降低地震灾害的破坏性、硬度的均匀则能够有效提升建筑结构的侧压力，从而避免出现建筑开裂的现象；第四，切忌将建筑场地选在地震断裂带上，地震断裂带是地震灾害高发频发的范围。将建筑基地置于明显的断裂带上必须极力提高建筑物的抗震能力，同时也得做好相应的防范措施，以上措施都会造成资源的不必要浪费。

（三）在建筑物的节点处设置隔震装置

在建筑物的各个关键节点设置一定的隔震材料或减震器能够降低地震能量传递的影响。由于高层建筑使用隔震装置会将楼层的自震周期加强，隔震装置的作用不能够得到有效的发挥，因此其不适用于高层建筑当中。在较低的建筑当中应用的隔震材料较为常见的是橡胶垫以及混合隔震措施，在进行隔震设计时，粘性隔震、设置隔震支座以及摩擦隔震这三种方式较为常用。

（四）均匀地进行竖向设计

设计人员在进行结构设计时一定要合理的掌握控制建筑高宽比以及上下结构比例之间的竖向收进尺寸，同时要对其竖向受力进行深入的分析，从而保证抗震性能。同时，设计人员要确保结构不会在突然受力的作用下而出现变形现象，也就是说要保证结构整体的强度和刚度，这就要求其在设计时要保证洞口的整齐性。

四、结语

总之，土木工程结构的设计人员必须依据实际的工作经验，来深入的对其进行总结与分析，从而进一步的将一些抗震性的经验进行了提升，确保建筑物稳定性的有效提升，还给居民一个有安全保障的家园。

第五篇：水利工程设计论文

1水利工程的设计要求

从现在的水利工程施工程序来看，设计工作可分为以下三部分：前期设计、招标设计及施工图的详细设计。其中设计的可实施性研究及确定，是水利工程前期设计阶段的主要内容，其具体内容是对水利工程的施工技术方案、施工步骤规划和具体参数的确定，同时是检验新型设备及试生产的过程，也是对水利工程施工过程中一些较为复杂的技术问题进行讨论及确定解决方法的过程。设计人员要依据具体的施工过程及施工方案，估计工程预算，若设计预算能够被接受，可以把它作为水利工程建设投资活动的基础，也可以当作工程施工费用的最高额度。从以上设计过程中的具体内容可知：水利工程设计的整体规划是否合理、设计方案是否可行、技术参数是否准确等直接影响着水利工程的经济效益，也会对水利工程的施工质量造成影响。所以，我们需要向设计部门提出更具体的要求，使其能够设计出有一定水准的方案，否则，将导致不能有效地控制施工过程，从而带来更加严重的影响。根据传统的水利工程设计方法，结合新的设计理念，总结出水利工程的设计要求，主要有以下几个方面。首先，基本要求。水利工程设计要能够完成工程的施工任务和规模，工程设计要达到安全施工的要求，因此，在设计时要考虑到洪水、泥石流、滑坡等自然灾害因素。其次，特殊要求。工程设计需要有针对性，不能只考虑整体忽略了重点。设计时，要考虑到施工的实际情况，在规划施工场地时要突出重点，在选择场地时要考虑施工安全、环境影响、施工污染等因素。工程设计要科学，设计的方案必须经过科学的分析，并在实践中进行检验，建筑物布局及其尺寸的大小等需要有科学的依据。再者，工程设计的专业方面。水利工程的设计是一项细致、复杂的工作，要求设计人员有过硬的专业技术，对有关学科也要有所涉猎，需要精确地计算工程施工的资金投入等。其他要求方面，水利工程设计需兼具实用性，设计不能只考虑其功能，更要考虑施工的技术要求，水利工程的设计方案应要求施工中使用较为成熟的技术方法，以降低施工的复杂性提高施工安全。工程设计还要环保和美观，水利工程的施工需要在不影响施工地环境的条件下进行，在施工过程中要尽量减少对环境的污染。另外，水利工程是长期存在的建筑，因此，水利工程设计一定要美观，兼具观赏功能。

2水利工程设计中较常出现的问题

2.1设计不够科学完整

设计单位在进行水利工程设计时，因为收集的数据不足，或是对资料的整理分析不充分，造成整个设计方案缺乏科学性及可行性的现象时有发生。有些水利工程设计不够细致，设计方案不够完整，从而导致施工进度缓慢。或是因施工图纸反复修改，导致施工方与设计单位出现法律纠纷，令企业遭受巨大损失。

2.2具体设计不合理

传统的水利工程设计模式是根据招标范围进行设计，一般只有施工详图设计，工程结构图、施工工作量及施工的资金预算等不在设计范围内，结果造成工程设计不够系统，设计方案与工程实际情况不符。

2.3忽视了工程质量的控制

传统的水利工程设计，设计人员对质量问题没有给予足够的重视，忽略了对施工质量的控制，造成实际的施工过程中频繁出现质量问题。同时，因为施工方没有对设计中的质量问题进行改正，完全按照设计方案进行施工，导致在实际的施工过程中给施工人员带来伤害。还有部分企业领导因为赶工期和节省施工成本，过多地干预设计，使水利工程设计不够细致周全，给施工过程留下质量和安全隐患。

3优化水利工程设计，有效控制施工过程的措施

3.1加强工程设计的经济理念

设计部门在实际的工程设计中要加强经济理念，在准备进水利工程设计对施工过程的有效控制史晓晖1卢钊2（1.信阳市江淮水利水电工程建设监理站，河南信阳464000；2.开封市路明市政工程有限公司，河南开封475000）摘要：水利工程设计是水利工程施工建设的关键步骤，也是水利工程前期规划中的主要步骤。设计方案会给工程施工带来直行设计时，要整理资料，透彻地分析，如施工地的自然环境、气候环境、施工投资预算等资料，最好进行实地勘探，使水利工程的设计更加经济实用。并且，在具体的施工中，要依据现场情况，不断修正设计方案，使其能满足工程的质量要求。

3.2加强水利工程设计的规范化操作

水利工程的设计部门需要增强对设计人员的专业技能培训，提高设计人员的技术水平，增强他们的质量管理意识和责任意识，使工程设计更加规范。在实际的工程设计中，需要预先组织设计人员进行实地勘探，充分了解水利工程施工地点的自然环境、水文环境等信息，确保设计的工程不会对环境造成污染，不会破坏生态平衡。另外，要尽量利用最少的资源，建造质量合格的工程。

3.3加强设计方案的质量管理

水利工程设计部门的工作人员需要具备较强的质量意识，把这种质量意识融入到水利工程的设计中，在与建设部门沟通时，必须把质量控制放在第一位，并贯彻落实到施工的每一个步骤中。设计部门的管理者也必须重视对设计方案的质量管理，充分发挥统筹指导的作用，提升工程的施工质量。

3.4加强工程设计的造价控制

在确保水利工程的设计符合规范、符合要求的基础上，保证工程施工费用不超出预算的额度，需要在水利工程的设计阶段进行最高额度设计，这种方法也是控制工程费用的一种有效手段。在实际的施工造价控制中，不仅要考虑如何节约成本，还要依据施工要求以合理科学的技术为基础，控制施工的费用，另外，需要对施工工作量及资金投入水平进行估算，这样才能制定出合理的工程费用额度。

4结语

建造水利工程的目的是改善人们的生活水平和自然环境，想要制定一个优秀的施工设计方案，就要慎重地考虑施工安全、工程质量、环境问题等。在决定设计方案时，不仅要根据工程的施工环境选择合理的设计方案，还要考虑到工程的预算情况。在保证工程项目质量的同时，减少资金的投入。以此为基础，才能设计出更为经济、合理的方案，给水利工程项目带来最高的利益，从而促进建设行业的发展。