碾压土石坝计算书-毕设论文.doc

目录
第一章 水文水利计算 1
1.1推理公式法推求设计洪水位 1
1.1.1工程地点流域特征值 1
1.1.2设计暴雨的查算 1
1.1.3设计24小时净雨过程的计算 6
1.1.4推求30年一遇设计洪水 6
1.2调洪演算 10
第二章 大坝剖面确定 14
2.1 正常运行情况下的超高计算 14
2.1.1波浪爬高 14
2.1.2 风雍高度 15
2.1.3 正常情况下超高 15
2.2 非常运行情况下的超高计算 16
2.2.1波浪爬高 16
2.2.2 风雍高度 17
2.2.3 正常情况下超高 17
2.3 坝顶高程 17
第三章 土石坝渗流计算 19
3.1 计算方法及计算假定 19
3.2 本设计土坝渗流的具体计算 20
第四章 土石坝坝坡稳定计算 27
4.1 稳定计算方法 27
4.2计算过程 27
4.3 稳定成果分析 31
第五章 溢洪道设计 36
5.1 控制堰设计 36
5.1.1 克—奥Ⅰ型堰的剖面设计 36
5.2 泄槽设计 37
5.2.1. 泄槽的布置 37
5.2.2泄槽水面曲线计算 38
5.2.3克—奥Ⅰ型堰的抗滑稳定验算 45
5.3出口消能设计 46
参考文献 51

南昌工程学院本科毕业设计
第一章 水文水利计算
1.1推理公式法推求设计洪水位
市东山街办南山村老虎坑，坝址座落于章江水系二级支流老虎坑河，东经114°44´，北纬25°10´，设计历时为24小时，坝址以上控制集水面积1.2km2，主河长1.63km，河床平均坡降43‰，设计频率为30年一遇为例。参照《手册》，计算步骤如下（说明：以下所用附图均来自于手册）：
1.1.1工程地点流域特征值
工程地点流域面积F=1.2km2，主河道长度L=1.63km，主河道比降J=0.043。
1.1.2设计暴雨的查算
1、求三十年一遇24小时点暴雨量
根据工程地理位置查附图2-4，得流域中心最大24小时点暴雨值P24=101.5mm;附图2-5得Cv24 =0.37，由设计频率P=3.33%和CS=3.5Cv查附表5-2，得
则30年一遇24小时点暴雨量
2、求30年一遇24小时面暴雨量
根据流域面积F=1.2km2和暴雨历时t=24h查附图5-1，得点面系数=0.9998。
则30年一遇24小时面暴雨量为：

3、求设计暴雨24小时的时程分配
①设计暴雨24小时雨配
查附表2-1，得以60分钟为时段的雨型分配表，如表1-1。
②查算30年一遇60分钟，3小时，6小时暴雨参数
根据工程地理位置分别查附录图2-6和附图2-8，得流域中心最大6小时和60分钟点暴雨量，P6=72mm；P60min=44.5mm；查附图2-7和附图2-9，得Cv6=0.42；Cv60min=0.335。由设计频率P=3.33%和CS=3.5Cv查附表5-2得
。
则30年一遇60分钟，6小时点暴雨量为：

1

3小时暴雨由公式计算，
式中：。
则P3（3.33%）=73.8×30.316=114mm。
由流域面积F=1.2km2和暴雨历时t=60min，t=3h，t=6h分别查附图5-1，得点面系数a60min=0.9993，a3=0.9994，a6=0.9995。
则30年一遇60分钟，3小时，6小时面暴雨量为：

③列表计算设计暴雨时程分配
将表1-1控制时段雨量的百分数列于表1-2第1、3、5、7栏。由设计24小时暴雨控制时段雨量：

按各时段所占百分数计算各时段的雨量，填入表1-2第2、4、6、8栏。第9栏即为设计24小时暴雨过程。

1

南昌工程学院本科毕业设计

时段
（60min）
控制
时段雨量
(mm)
占控制时段雨量的百分数（%）
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
P60min
（1）

100

P3~P60min
（2）

60

40

P6~P3
（3）

20
40
40

P24~P3
（4）
5
5
5
5
5
5
0
0
0
10
10
10

9
9
8
5
5
4
表1-1 以60分钟为时段的雨型分配表

3

表1-2 流域30年一遇24小时暴雨时程分配计算表

1

表1-3 流域30年一遇净雨过程计算

5

1.1.3设计24小时净雨过程的计算
1）扣除初损求时段总径流量
由附图3-1产流分区知，该工程地点在产流第Ⅱ区。
将表1-2第9栏各时段毛雨量列于表1-3第1栏，计算各时段累积雨量，填于第2栏。将各时段累积雨量∑P与设计前期雨量Pa（该区为70mm），相加填入表1-3第3栏。在附表3-2（Ⅱ），得相应各时段累积径流∑R总，填于表1-3第4栏。计算各时段径流量∑R总，填于表1-3第5栏。
2）扣除稳渗求时段地面径流量
计算设计24小时平均暴雨强度=24/24=189.8/24=7.9mm/h.
由=7.9mm/h，查中表2-3，用经验公式fc=0.196计算得
fc=0.196×7.9=1.55mm/h，取fc=1.6mm/h填于表2-3第6栏。
由表1-3第5栏减去第6栏即得设计24小时净雨过程，填入表1-3第7栏
1.1.4推求30年一遇设计洪水
1、求设计洪峰流量Qm及汇流时间
①列表计算Qt值
将表1-3第7栏自最大时段净雨开始，按前后相邻时段大小连续排列填于表1-4第1栏。由第1栏计算累积值∑ht值填于第2栏除于相应历时得∑ht/t值填于第3栏。由第3栏按公式Qt=0.278F∑ht/t计算各时段相应流量填于第4栏。
②列表试算Q值
由附图4-2推理公式分区图知，该工程地点在第Ⅱ区。
根据θ=L/J=1.63/(0.043)1/3=4.66。应用第Ⅱ区经验公式（手册表2-3）或直接查附图6-3（Ⅱ）计算参数m。
用经验公式m=0.429θ0.164计算，得m=0.633。
根据公式=0.278L/mJ1/3Qτ1/4=0.278θ/m，得

不同值对应的流量，如表1-5第1、2栏。
表1-5 流域计算表

1

点绘， 相关线，如图3-1，得， 光滑曲线交点对应的流量Qm地面=26.5m3/s,汇流时间=0.8h，即为所求地面设计洪峰流量和汇流时间。

图1-1 本流域， 相关
2、设计洪水过程线推求
①地面流量过程线的推求
由(手册表3-2)概化五点折腰多边形过程线推求地面流量过程线。各转折点的坐标如表1-6第1，2栏。
表1-6 各点转折点坐标
坐标
a起涨点
b起涨段转折点
c洪峰
d退水段转折点
e终止点
Q地面(m3/s)
0

0
时间T（h）
0
0.1T
0.25T
0.5T
T

T为过程线底宽，由下式计算
T=9.67W/Qm地面 （h）
式中：W为洪水总量，由下式计算
已知净雨总量h24=120.7mm，地面洪峰流量Qm地面=26.5m/s,则
W=0.1×120.7×1.2=14.5 (万m)
T=9.67×14.5/26.5=5.3 (h)
根据表1-6第1、2两栏计算各转折点流量和时间，表1-7第1、2栏，即为所求地面流量过程线。

7

表1-7 该流域地面流量过程线计算表
座标
序号
a点
b点
c点
d点
e点

1
0
2.7
26.5
5.3
0
T (h)
2
0
0.5
1.3
2.7
5.3
②地下径流回加计算
由已知表1-3第6栏地下径流深R下=29.3mm，表2-7地面径流过程线底宽T=5.3h。以此时间为地下流量峰顶位置，按下列公式计算地下流量峰值。
Qm地下=R下·F/3.6T=(29.3×1.2)/(3.6×5.3)=1.8m3/s，填入表1-8第5栏5行。
自Qm地下开始，向后每增加一个时段（△t=1h），其流量随之减少一个=1/5.3×1.8=0.34 ，向前每减少一个时段（△t），其流量减少一个△Q地下=△t/5.3×1.8=0.34·△t，分别向后或向前填于表2-8第5栏的第6~11行和第4~1行。即得地下流量过程线。
由第4、5两栏相加，填于第6栏，,即为所求30年一遇设计洪水过程线。图1-2所示。并得设计洪峰流量Qm =26.94m/s。
表1-8 该流域三十年一遇设计洪水过程计算表
序号
时间
Qm地面（m2/s）
Qm地下（m2/s）
Qτ（m2/s）
T(h)
△t(h)
1
2
3
4
5
6
⑴
0
0
0
0.00
0
⑵
0.5
0.5
2.7
0.17
2.87
⑶
1.3
0.8
26.5
0.44
26.94
⑷
2.7
1.4
5.3
0.92
6.22
⑸
5.3
2.6
0
1.8
1.8
⑹
6.3
1

1.46
1.46
⑺
7.3
1

1.12
1.12
⑻
8.3
1

0.78
0.78
⑼
9.3
1

0.44
0.44
⑽
10.3
1

0.1
0.1
⑾
10.8
1

0
0

1

图1-2 三十年一遇的洪水过程线
按照这种方法可以得到三百年一遇校核洪水线见图1-3，并得到校核洪峰流量Qm =36.52m/s。
表1-9 该流域三百年一遇校核洪水过程计算表
序号
时间
Qm地面（m2/s）
Qm地下（m2/s）
Qτ（m2/s）
T(h)
△t(h)
1
2
3
4
5
6
⑴
0
0
0
0
0
⑵
0.6
0.6
3.6
0.211
3.811
⑶
1.4
0.8
36
0.523
36.523
⑷
2.9
1.5
7.2
1.108
8.308
⑸
5.7
2.8
0
2.2
2.2
⑹
6.7
1

1.81
1.81
⑺
7.7
1

1.42
1.42
⑻
8.7
1

1.03
1.03
⑼
9.7
1

0.64
0.64
⑽
10.7
1

0.25
0.25
⑾
11.7
1

0
0

9

图1-3 三百年一遇的洪水过程线

1.2调洪演算
本设计采用的是无闸门控制的调洪计算和静库容曲线，调洪计算的基本方法为列表试算法。以下具体介绍设计洪水情况的列表式算法的步骤。
1、确定起调水位
入库洪水为设计洪水，起调水位取正常蓄水位181.0m，即堰顶高程为181.0m。
2. 、绘制水库容积曲线Z－V。由基本资料知水库水位容积关系表，见表1-10；将其绘制成水库容积曲线，见图1-4。
表1-10 水库水位容积关系表
Z(m)
143.8
150
155
160
165
170
175
180
185
A(万m2)
0
0.77
1.87
3.39
4.86
8.15
11.5
15.3
19.7
V(万m3)
0
2.39
8.99
22.1
42.7
75.2
124
191
279
3、计算并绘制蓄泄曲线q－V
在本设计中流量系数m=0.485，则P1/Hd=0.6。因为溢洪道自由泄洪，故淹没系数取=1、侧收缩系数均取=0.91，流量系数m=0.485，则水库溢洪道出流公式为：
（1-1）
根据公式（1-1）可以将不同水位对应的下泄流量得出，

1

时，代入公式（1-1）得q=7.4，以此类推得出表1-11，并画出图1-4。
表1-11 水库q~V、Z~V关系
Z(m)
181
182
183
184
185
V(万m3)
207
226.2
243.8
261.4
279
堰顶水头h（m）
0
1
2
3
4
下泄流量q（m3/s）
0
7.4
21.0
38.5
59.3

图1-4 南山水库q~V、Z~V关系曲线

4、试算法法推求水库出流过程
起始时段的下泄流量q=0m3/s，V=207万m3，先取计算时段△t=1h。
在时间t=1h时查洪水过程线图1-2，得到Q=22.5m3/s,于是求的平均值11.25 m3/s，分别填入表1-12的（2）、（3）
假设h=0.1m，得Z=181+0.1=181.1m，，将这些数字填入表1-12的栏；并可求的，填入表1-12的（8）栏，得出V=211.05万m3，再在库容水位曲线图1-3读出相应的库容V,=208.92 m3/s，与V进行比较，知道数值差比较大，故重新假设一个h，以此类推，试算过程如表1-11。最后得到一个V·的值与V的值很接近，在进行下一个时段的试算。
6.确定最大下泄流量和设计洪水位
表1-12中Δt=1h的出流过程，t=3h的流量4.43m3/s，小于入库流量4.9m3/s ，t=4h的流量4.31m3/s，大于入库流量2.8 m3/s。故流量最大及水位最高是在3~4小时之间，对此范围缩小时段，取Δt=0.2h，重新进行试算，得

表1-11 第一时段 （0-1小时）的试算过程
时间t（h）
Q
(m3/s)
Q1+Q2/2
(m3/s)
h(m)
q
(m3/s)
q1+q2/2
(m3/s)
△V(104m3)
V
(104m3)
Z(m)
V,
(104m3)
（1）
（2）
（3）
　（4）
（5）　
（6）　
（7）　
　（8）
（9）　
（10）　
0
0
11.25

0
0.12
4.05
207
181.00

1
22.5
0.1
0.23
211.05
181.10
208.92

0.15
0.43
0.22
3.97
418.05
181.15
209.88

0.2
0.66
0.33
3.93
625.05
181.20
210.84

0.21
0.71
0.36
3.92
832.05
181.21
211.03

0.205
0.69
0.34
3.93
210.93
181.21
210.936

表1-12中时刻t=3.2、3.4、3.6、3.8的泄流量（4h后的流量仍取Δt=1h试算），进一步分析知，最大值发生在3.2~3.4h之间，对此范围缩小时段，取Δt=0.05h，重新进行试算，得表1-12中时刻t=3.25的泄流量，t=3.25h的泄流量等于该时刻的入库流量，该值为所求最大下泄流量，即qm=4.45m3/s。
由各时刻的下泄流量查得各时刻水位，最大下泄流量qm=4.45m3/s，相应的总库容为220.66×104m3，查图1-4得相应的校核洪水位Z设=181.71m。
表1-12 P=3.33%调洪演算过程
时间t（h）
入库洪水量Q(m3/s)
时段平均Q1+Q2/2(m3/s)
下泄流量q(m3/s)
时段平均下泄流量q1+q2/2(m3/s)
时段内水库存水量变化▽V(104m3)
水库存水量V(104m3)
水库水位Z(m)
0
0
11.25
0
0.34
3.93
207
181.00
1
22.5
0.69
210.93
181.21
1.3
26.94
24.72
1.45
1.07
2.55
213.48
181.34
2
16
21.47
3.36
2.40
4.80
218.29
181.59
3
4.9
10.45
4.43
3.90
2.36
220.64
181.71
3.2
4.5
4.7
4.45
4.44
0.02
220.66
181.71
3.25
4.45
4.48
4.45
4.45
0.00
220.66
181.71
3.4
3.6
3.85
4.45
4.45
-0.03
220.63
181.71
3.6
3.4
3.5
4.39
4.42
-0.07
220.56
181.71
3.8
3
3.2
4.36
4.37
-0.08
220.48
181.70
4
2.8
2.9
4.31
4.34
-0.10
220.37
181.70
5
2.1
2.45
4.02
4.17
-0.62
219.76
181.67

11

南昌工程学院本科毕业设计

图1-5 南山水库调洪计算结果图
同理可得校核况工下的最大下泄流量qm=5.98m3/s，相应的总库容为223.64×104m3，查图1-4得相应的校核洪水位Z设=181.87m。

第二章 大坝剖面确定
2.1 正常运行情况下的超高计算
2.1.1波浪爬高
根据资料知，南山水库多年平均年最大风速为18m/s，吹程为1000m，工程等级为Ⅳ等，大坝为4级。有规范知正常运行条件下的1、2级坝，采用多年平均年最大风速的1.5～2.0倍，正常运行条件下的3、4、5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍，故计算风速:设计时W=18×1.5=27m/s。
南山水库挡水土坝上游坝坡采用砌石护面，故=0.75～0.80，取=0.75。上游坝坡系数m取2.5。坝前水深H：设计情况下H=181.71-133=48.71m；，查表2-1得Kw=1.01。
表2-1 经验系数

≤1
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
≥5.0

1
1.02
1.08
1.16
1.22
1.25
1.28
1.30

蒲田试验站的波高和波长计算：
1） 平均波高 用简化公式计算，代入已知参数得：

2） 平均周期Tm按以下公式计算：

3） 有经验得知本设计计算平均按以下公式计算：

所以平均爬高为：

计算设计爬高值R。不同累计频率的爬高Rp与的比，可根据爬高统计分布表2-2确定。设计爬高值按建筑物级别而定，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土石坝取累计频率P=1%的爬高值R1% ；对于Ⅳ、Ⅴ级坝取P=5%的R5% 。南山水库挡水土坝为4级，故本设计中P=5%，因为，所以，则Rp=1.84=1。84×0.673=1.238m。
表2-2 爬高统计分布（Rp/Rm值）
P(%)
hm/H

0.1
1
2
4
5
10
15
20
30
50
<0.1
2.66
2.23
2.07
1.90
1.84
1.64
1.50
1.38
1.23
0.96
0.1～0.3
2.44
2.08
1.94
1.80
1.75
1.57
1.46
1.36
1.21
0.97
>0.3
2.13
1.86
1.76
1.65
1.61
1.48
1.39
1.31
1.19
0.99

2.1.2 风雍高度
根据条件取风向与坝轴线垂线的夹角为β=0º。
计算坝前最大风壅水面高度e：

2.1.3 正常情况下超高
表2-3 安全加高A 单位：m

计算情况
坝的级别
1
2
3
4、5
设计
1.50
1.00
0.70
0.50
校核
山区、丘陵区
0.70
0.50
0.40
0.30
平原、海海区
1.00
0.70
0.50
0.30

安全加高值：设计时A=0.50m。
Y=R+e+A=1.238+0.0028+0.5=1.741m
故设计水位下的坝顶高程为▽=181.71+1.741=183.45m。

2.2 非常运行情况下的超高计算
2.2.1波浪爬高
根据资料知，南山水库多年平均年最大风速为18m/s，工程等级为Ⅳ等，大坝为4级。由规范知非常运行条件下，采用多年平均年最大风速，故计算风速:校核时W=18m/s。
南山水库挡水土坝上游坝坡采用砌石护面，故=0.75～0.80，取=0.75。上游坝坡系数m取2.5。坝前水深H：校核情况下H=181.87-133=48.87m；，查表2-1得Kw=1.0。
蒲田试验站的波高和波长计算：
1） 平均波高 用简化公式计算，代入已知参数得：

2） 平均周期Tm按以下公式计算：

3） 有经验得知本设计计算平均按以下公式计算：

所以平均爬高为：

计算设计爬高值R。不同累计频率的爬高Rp与Rm的比，可根据爬高统计分布表2-2确定。设计爬高值按建筑物级别而定，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土石坝取累计频率P=1%的爬高值R1% ；对于Ⅳ、Ⅴ级坝取P=5%的R5% 。南山水库挡水土坝为4级，故本设计中P=5%，因为，所以，则Rp=1.84=1。84×0.426=0.78m。
2.2.2 风雍高度
根据条件取风向与坝轴线垂线的夹角为β=0º。
计算坝前最大风壅水面高度e：

2.2.3 正常情况下超高
已知条件知本设计是在丘陵地带，故安全加高值：校核时A=0.30m。
Y=R+e+A=0.78+0.0012+0.3=1.08m
故设计水位下的坝顶高程为▽=181.87+1.08=182.92m。

2.3 坝顶高程
坝顶高程等于水库静水位与超高之和，应分别按设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高，然后取其中最大值为坝顶高程。
应该指出，这里计算的坝顶高程是指坝体沉降稳定后的数值。因此，竣工时的坝顶高程还应有足够的预留沉陷值。对于施工质量良好的土石坝，坝顶沉降值约为坝高的0.2%～0.4%。本设计采用了0.4%的沉降计算。
正常情况：施工高程为
非常情况：施工高程为
综合考虑，本设计坝顶不设防浪墙，现将计算成果列于表2-4中。坝顶高程由设计情况控制，设计竣工时坝顶高程为183.7m。

表2-4 坝顶高程计算表
计算项目
设计情况
校核情况
上游静水位
m
181.71
181.87
河底高程
m
133
坝前水深Hm
m
48.71
48.87
吹程D
km
1
风向与坝轴线的夹角β
（°）
0
风速W
m/s
27
18
风浪引起雍高e
m
0.0028
0.0012
波高hm
m
0.431
2.332
土坝上游坝坡坡率m

2.5
上游糙率n

0.025
波浪沿坝坡爬高Rp
m
1.238
0.78
安全超高A
m
0.5
0.3
坝顶高程
m
183.45
182.92
坝顶高程加0.4%沉陷
m
183.65
183.12

第三章 土石坝渗流计算
3.1 计算方法及计算假定
根据坝内各部分渗流特点，将坝体分为若干段，应用达西定理近似解土坝渗流问题，计算假定任一过水断面内各点渗透坡降均相等。
通过防渗体渗流量：
(3-1)
通过防渗体后侧坝体渗流量：
(3-2)
式中：
：坝体的渗透系数，m/s；
：截水墙的渗透系数，m/s；
：坝基的渗透系数，m/s；
：上游水深，m；
：防渗体下游侧逸出水深，m；
h：心墙浸润线的逸出高度，m；
T：透水地基厚度，m；
δ：心墙平均厚度，m；
：从防渗体渗流逸出处到浸润线与排水棱体上游坡交点的水平距离，m。
假设：（1）不考虑防渗体上游侧坝壳损耗水头的作用。
(2)由于砂砾料渗透系数较大，防渗体又损耗了大部分水头，逸出点位置高程与下游水位高差不是太大，认为不会形成逸出高度。
根据水流连续条件，q=q1=q2，联立等式（5-6）和（5-7），可求得心墙后水深h和q。心墙内的浸润线按式（5-5），心墙后浸润线可按式（5-8）计算。
坝体下游浸润线方程：
（3-3）

图3-1 透水地基上带截水槽的心墙坝的渗透计算

3.2 本设计土坝渗流的具体计算
在本设计中，渗流计算选取河床最大坝高断面，具体的计算工况如下：(a)工况1，水库为正常蓄水位稳定渗流期；(b)工况2，水库为设计洪水位稳定渗流期；(c)工况3，水库为校核洪水位稳定渗流期；(d)工况4，库水位自校核洪水位降至正常蓄水位时；(e)工况5，库水位自正常蓄水位下降至死水位时。现仅以工况3和工况5为例，工况1、工况2只在数值方面区别于工况3，工况4也只在数值方面区别于工况5，而它们的计算方法和步骤完全一样。在稳定计算里也只取此种情况进行计算。
1. 工况3的渗流计算
1）渗流计算的简化图 由基本资料知，透水层地基厚度在25.1～25.8m之间，现取透水层厚度T=25.8m>15m，因此根据规范知地基的防渗体不能采用单一的粘性土截水槽，在本设计中地基的防渗处理采用粘土截水槽和混凝土防渗墙组成的防渗体。但在渗流分析时为了便于渗流计算和套用有限深透水地基上土石坝的渗透计算模型，暂将粘土截水槽和混凝土防渗墙组成的防渗体代之以单一的粘土截水槽，见图3-2。如果按后者计算出的浸润线进行稳定分析得出的坝坡是稳定的，那么前者也并将是稳定的。因为粘土截水槽和混凝土防渗墙组成的防渗体的防渗性能比单一的粘土截水槽要强得多。
2）计算参数 心墙渗透系数K0=6×10-8m/s，透水地基渗透系数KT=3×10-6m/s，下游坝壳土的渗透系数K=4.33×10-6m/s；上游水深H1=48.87m，下游水深H2=1.05m，透水层厚度T=25.8m，L=108.23；心墙的平均厚度δ=心墙总面积÷总高=13.84m。
心墙底部厚度：
心墙面积：
心墙的平均厚度：
坝顶边缘至棱体顶部的水平距离：

图3-2 渗流计算简图

3) 计算步骤
将现已知的参数代入公式（3-1）、（3-2）中，假设h在算出对应的q1和q2，直到出现q1=q2，这时的h就是要求的逸出点水深。工况3试算表如下表3-1：
表3-1 工况3 h和q试算表
h(m)
q1(10-5m2/s)
q2（10-5m2/s)
2
1.041
0.067
4
1.016
0.220
6
0.989
0.389
8
0.961
0.574
10
0.931
0.774
11
0.915
0.880
11.2
0.912
0.901
11.22
0.912
0.904
11.24
0.911
0.906
11.26
0.911
0.908
11.28
0.911
0.910
11.284
0.910
0.910
11.3
0.910
0.912
11.4
0.909
0.923
12
0.899
0.989
14
0.865
1.221
16
0.830
1.467

所以心墙后水深h=11.284m，通过坝基和坝身的总单宽流量q=0.91×10-5m2/s。
然后将q=0.91×10-5m2/s，H1=h=11.284m、K=4.33×10-6m/s、KT=3×10-6m/s和T=25.8m代入公式（3-3）求出下游坝壳内的浸润线方程：

代入一定的y值求得对应的x值，描出一些点，再用光滑的线连接，即为浸润线。（注：下游浸润线是以图3-2所示O点位坐标原点描点）计算结果如表3-2，绘图3-3。
图3-2 校核洪水位下游坝壳内的浸润线代表坐标
y(m)
0
2
4
6
8
10
11.284
x(m)
109.77
106.32
95.97
78.73
54.59
23.56
0.00

将q=0.91×10-5m2/s，H1=48.87+25.8=74.67m和K0=6×10-8m/s代入式得心墙内浸润线方程：。
代入一定的x值求得对应的y值，描出一些点，再用光滑的线连接，即为浸润线。（注：心墙浸润线是以图3-3所示O点位坐标原点描点）计算结果如表3-3，绘图3-3。
表3-3 校核洪水位心墙内的浸润线代表坐标
x(m)
0
2
4
6
8
10
12
13.84
y(m)
74.67
70.49
66.05
61.28
56.12
50.42
44
37.11

图3-3 校核洪水位时的浸润线图

同理工况1通过试算得出对应的逸出点水深h，及单款流量，试算表格如下（表3-4），可以由表3-5、3-6下游和心墙的代表坐标绘出浸润线，如图3-4所示。（注：坐标原点的选取和校核情况的一致）

表3-4 工况1 h和q试算表
h(m)
q1(10-5m2/s)
q2（10-5m2/s)
2.000
1.036
0.137
4.000
1.011
0.290
6.000
0.984
0.459
8.000
0.956
0.644
10.000
0.926
0.844
10.200
0.922
0.865
10.400
0.919
0.886
10.600
0.916
0.907
10.680
0.915
0.915
10.800
0.913
0.928
11.000
0.910
0.950
13.000
0.877
1.173

所以心墙后水深h=10.68m，通过坝基和坝身的总单宽流量q=0.915×10-5m2/s。

图3-5 正常蓄水位下游坝壳内的浸润线代表坐标
y(m)
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
10.68
x(m)
108.63
104.82
93.39
74.34
47.68
13.39
0.00

表3-6 正常蓄水位心墙内的浸润线代表坐标
x(m)
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
13.84
y(m)
73.80
69.54
65.01
60.14
54.83
48.95
42.27
35.00

图3-4 正常蓄水位时的浸润线图

同理工况2通过试算得出对应的逸出点水深h，及单款流量，试算表格如下（表3-7），可以由表3-8、3-9下游和心墙的代表坐标绘出浸润线，如图3-5所示。（注：坐标原点的选取和校核情况的一致）

表3-7 工况2 h和q试算表
h(m)
q1(10-5m2/s)
q2（10-5m2/s)
2.00
1.036
0.075
4.00
1.011
0.229
6.00
0.984
0.397
8.00
0.956
0.582
10.00
0.926
0.782
11.00
0.910
0.888
11.10
0.908
0.899
11.180
0.907
0.907
11.200
0.907
0.910
11.400
0.903
0.931
11.600
0.900
0.953
12.000
0.894
0.998
13.000
0.877
1.111

所以心墙后水深h=11.18m，通过坝基和坝身的总单宽流量q=0.907×10-5m2/s。

图3-8 设计洪水位下游坝壳内的浸润线代表坐标
y(m)
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
11.18
x(m)
109.64
106.13
95.61
78.06
53.50
21.92
0.00

表3-9 设计洪水位心墙内的浸润线代表坐标
x(m)
0
2
4
6
8
10
12
13.84
y(m)
74.51
70.34
65.90
61.14
55.97
50.28
43.86
36.98

图3-5 设计洪水位时的浸润线图

2. 工况5的渗流计算
为绘制出正常蓄水位降至死水位时上游坝壳内的浸润线，可将心墙前的上游土坝和透水层简化成不透水层地基上均匀土石坝的渗流计算,考虑最不利情况，于是取正常蓄水位为计算水位。上游水位H1=48+25.8=73.8m，下游水位H2=17+25.8=42.8m，取渗透系数K=2.28×10-6m/s，L=88.58m，将其带入式得单宽流量q。

在将q=4.65×10-5m/s，H1=73.8m和K=2.28×10-6m/s代入式得浸润线方程：

上游坝壳浸润线只绘出坝体内部的那段，坝外部分不必绘出，现将坝内浸润线列于表3-10，绘于图3-6。值得注意的是：在稳定分析时死水位以上上游浸润线以下的土体均为饱和状态。
表3-10 工况4 上游坝壳浸润线代表坐标
x(m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
88.58
y(m)
73.80
70.98
68.05
64.98
61