大坝水位限制排水系统毕业论文

大坝是土木工程中的一项作业，下面跟着我的脚步一起来看看土木工程大坝论文的相关内容吧！以供大家参考！

1工程概况

白水河水库位于摆所河一级支流源头河段。白水河水库建成于1977年，由原县水电局进行设计并组织当地群众承担施工，据黔南州小型水库数据库资料记载，水库坝址以上集水面积，最大坝高12m，总库容50×104m3，工程任务以农田灌溉为主兼防洪功能的小(Ⅱ)型水库，水库设计控制灌溉面积46．667hm2。经调查，水库所在区域岩溶发育，水库库尾有两处大的溶洞水出露。结合地表和地下分水岭，经本次复核，水库坝址以上集水面积，主河道长，加权平均坡降‰。

2大坝现状质量评价

坝基质量评价

根据对坝区地质调查，坝区分布地层为二迭系下统栖霞组第一段(P1q1)石英砂岩，夹黑色页岩及薄层灰岩。坝址区岩层产状:281°∠9°，倾下游偏右岸，为横向河谷。坝区岩石为石英砂岩、黑色页岩夹薄层灰岩，溢洪道下游及坝脚见基岩裸露，为灰黄色层石英砂岩与黑色页岩互层，间夹薄层灰岩。坝区地基岩石工程地质条件无大的缺陷。主要工程地质问题是差异风化导致地基均一性差。由于工程修建时间较早，当时历史背景下施工开挖中对坡积物与全强风化岩可能清理不彻底，未能将有渗漏可能的夹层、风化带、节理裂隙密集带等薄弱部分进行适当超挖回填，可能导致接触不良，形成渗水通道;也未进行坝基灌浆防渗处理，以致坝基及坝肩存在渗漏。根据实地调查及走访当地居民，在左坝肩岸坡及大坝坝脚棱体下有明显水渍区;右坝肩存在一处明显渗漏通道，漏水量在5～10L/s左右。

坝体工程质量评价

大坝为土坝，最大坝高12m，坝顶长度132m，坝顶宽，坝底宽，坝顶高程，坝底高程。上游坝面边坡1∶，下游坝面边坡1∶。上游坝面为干砌块石护坡，下游坝面为草皮护坡。根据资料显示，白水河水库建成时间为1977年6月。经现场调查走访，工程运行以来，存在坝基、肩渗漏问题。推测认为由于建坝时间较早，限于当时的经济、技术条件，大坝清基不彻底，坝基(肩)未作防渗处理。大坝土料主要为黄色粘土夹风化碎石。坝体填筑材料就地取材，为附近山坡上灰岩、砂页岩风化的粘土夹碎石，填筑质量差。根据现场对坝体填筑土料勘察，坝体填筑土料粗颗粒含量约为50%，粗径～10cm不等，粒径变化大，土料质量较差。建坝时施工机械匮乏，工程技术力量不足，碾压质量差，大坝填筑土料质量不能满足要求。根据填筑土料质量，推测坝体渗透系数在×10－4～×10－4cm/s之间，大于1×10－4cm/s。

3大坝除险加固设计

坝体渗漏处理

长顺县白水河水库工程运行以来，存在坝基、坝肩渗漏问题，推测认为由于建坝时间较早，限于当时的经济、技术条件，大坝清基不彻底，坝基(肩)未作防渗处理，施工质量较差。针对以上情况，本工程大坝坝体防渗处理采用上游坝面铺设土工膜结合帷幕灌浆处理;对右坝肩接触带漏水通道，拆除原有浆砌石挡水墙，先用埋石砼填塞漏水通道，然后结合坝体和坝基的防渗处理，采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理。

防浪墙设计

大坝坝顶高程复核

根据安全评价结论可知，大坝现状条件下溢洪道的泄流能力、大坝抗洪能力不满足规范要求。本次设计通过改造溢流堰、拓宽溢洪道后，溢洪道下泄能力满足规范要求。水库现有坝顶高程为，高于水库最高静水位，计入相应的安全超高值后，水库设计洪水位为，校核洪水位为，均高于现状坝顶高程，坝顶不满足超高要求。

防浪墙设计

原坝体坝顶高程为，坝顶无防浪墙。根据复核结果，在正常运行工况下，防浪墙墙顶部高程应为，校核工况下防浪墙顶部高程应为。本次加固设计，在坝顶新建防浪墙，防浪墙高80cm，宽60cm，采用C15砼浇筑，兼作坝顶土工膜固墙。

上游坝面护坡设计

铺设

首先将上游坝坡整形，拆除现有干砌块石，挖除表面浮土，然后按拟定的防渗结构铺设复合土工膜。防渗体结构由复合土工膜、保护层及护坡组成，为确保反滤、排水系统始终保持正常工作，对表面防护和复合土工膜的固定采取如下措施:为防复合土工膜被刺破，复合土工膜下面先铺10cm厚的细砂，平整后再铺复合土工膜，在复合土工膜上再铺10cm厚的'细砂，再用8cm厚的六边形混凝土预制块护坡。为防土工膜滑动，坝面设置键槽。在坡顶将复合土工膜埋入坝顶砼内;在坡脚处，为了防止土工膜拉裂，将复合土工膜延长回折，做成压枕，埋入齿墙砼内，选定的复合土工膜为两布一膜。复合土工膜规格的选择与下垫层平整度、材料允许拉应力、材料弹性模量、铺设范围内的最大水头及覆盖层最大粒径等有关，土工膜厚度设计除应考虑主要由水压力要求的强度外，尚应考虑暴露、埋压、气候、使用寿命等应用条件，并按国家现行有关标准的规定确定设计厚度及实际厚度。复合土工膜的铺设，是该工程施工的关键，土工膜的质量性能关系到防渗的效果。进场的复合土工膜必须有厂家提供的合格证书，性能及特性指标和使用说明书。复合土工膜进场后，随机抽取复合土工膜对其性能指标委托相关单位进行复测，复测结果全部合格后方能施工。

截流墙设计

截流墙设采用C15砼浇筑，设计为矩形结构形式。截流墙分为河床部分与岸坡部分。河床段截流墙宽度为2m，高度最小不低于，具体高度根据实际地形地质条件决定，截流墙底部须深入到基岩不低于，若遇基岩较深的不良地质地段，截流墙底部也必须坐落于沉积土之上。

坝区右岸接触带渗漏通道处理

针对坝区右坝肩接触带存在一处漏水通道问题，拆除原有浆砌石挡水墙，先用埋石砼填塞漏水通道，然后结合坝体和坝基的防渗处理，采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理。埋石混凝土埋石率15%。施工时，应先铺一层混凝土放一层块石，再振捣密实至块石沉入混凝土中，不得先摆石再灌混凝土;埋石用块尺寸不得大于一次浇筑混凝土块体最小尺寸的1/3，要求质地坚硬新鲜，无风化或裂缝，饱和抗压强度大于200kg/cm2，清洗干净。

下游坝面护坡设计

白水河水库下游坝坡坡比为1∶，坝坡为草皮护坡，局部有塌陷，杂草丛生，坝面排水沟淤塞严重，对下游坝面的监测影响极大。本次加固设计，对下游坝坡坡面进行修整，培植草皮;对坡面排水沟进行清淤，并在下游坝脚处设置断面尺寸为×(宽×高)的干砌石护脚。

4结语

针对坝体及坝基渗漏问题，对坝体采用土工膜作坝面防渗处理，坝基及坝肩进行帷幕灌浆防渗处理;针对坝区右坝肩接触带存在一漏水通道问题，拆除原有浆砌石挡水墙，先用埋石砼填塞漏水通道，然后结合坝体和坝基的防渗处理，采取铺设土工膜和帷幕灌浆的方法进行防渗处理;针对上游坝面局部干砌块石脱落、塌陷的情况，拆除干砌块石护坡，采用六边形预制混凝土块护坡;针对下游坡面局部有塌陷的情况，对下游坝面进行修整，坝脚处修建干砌块石护脚，培植草皮。

智能水位控制系统毕业设计一、水位智能检测系统设计原理�实验证明，纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子，它们的存在使水导电。本控制装置就是利用水的导电性完成的。�如图1所示，虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内。为此，在水塔的不同高度安装了3根金属棒，以感知水位变化情况。图1 水位检测原理图其中B棒处于下限水位，C棒处于上限水位，A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。�水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时，水位上升。当达到上限时，由于水的导电作用，B、C棒连通+5V。因此，b、c两端均为1状态，这时应停止电机和水泵工作，不再给水塔供水。当水位降到下限时，B、C棒都不能与A棒导电，因此，b、c两端均为0状态。这时应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通，b端为1状态。C端为0状态。这时，无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升；或者是电机没有工作，用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。�二、基于单片机控制的水塔水位控制系统�1�单片机控制电路�水塔水位控制的电路如图2所示。�2�前向通道设计图2 水塔水位控制电路由于所采用的信号是频率随水位变化而变的脉冲信号（开关量），因此电路设计中省去了A/D�转换部分，这不仅降低了硬件电路的成本，而且由于采用数字脉冲信号通信，提高了系统的抗干扰能力、稳定性和精度。�输入的可变脉冲信号送到8031的P10和P11脚电平，当接收到信号时，输入脉冲使其输出高电平，而无信号输入时，无触发脉冲，此时翻转为低电平。程序控制8031周期性地对P11和P10脚电平进行采样，达到控制的目的。�3.微机控制数据处理部分�在电路设计中，充分利用8031已有端口的作用，同时也考虑扩展，做到尽可能节省元件，不仅可降低成本，而且提高可靠性。(1)使用8031单片机。水塔水位控制的电路如图3—1。接受电路得到的是频率随水位变化的调频脉冲，它反映了贮水池水位的高度，对其进行信号处理，便能实现对水位的控制及故障报警等功能。要完成此一工作，最佳的选择是采用微机控制，实验中是以MCS—51系列弹片机8031作CPU。对接受的信号进行数据处理，完成相应的水位控制、故障报警等功能。8031芯片的内部结构框图见图3所示。�由图3可大致看到：它含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件。图中SP是堆栈指针寄存器，栈区占用了片内RAM的部分单元；未见通用寄存器（工作寄存器），因单片机片内有存储器，与访问工作寄存器一样方便，所以就把一定数量的片内RAM字节划作工作寄存器区；PSW是程序状态字寄存器，简称程序状态字，相当于其他计算机的标志寄存器；DPTR是数据指针寄存器，在访问片外ROM、片外RAM、甚至扩展I/O接口时特别有用；B寄存器又称乘法寄存器，它与累加器A协同工作，可进行乘法操作和除法操作。实验中8031时钟频率为6MHz。由于8031没有内部ROM，因此需外扩展程序存储器。本系统采用2732EPROM扩展4K程序存储器，对应地址空间为0000H～0FFFH。（2）74LS373作为地址锁存器。74LS373片内是8个输出带三态门的D锁存器，其结构示意图见图4所示。当使能端G呈高点平时锁存器中的内容可更新，而在返回低电平瞬间实现锁存。如此时芯片的输出控制端为低，也即输出三态门打开，锁存器中的地址信息便可经由三态门输出。除74LS373外，84LS273、8282、8212等芯片也可用作地址锁存器，但使用时接法稍有不同，由于接线稍繁、多用硬件和价格稍贵，故不如74LS373用的普遍。 图3 8031芯片内部结构框图（3）两个水位信号由P10和P11输入，这两个信号共有四种组合状态。如表3—1所示。其中第三种组合（b=1、c=0）正常情况下是不能发生的，但在设计中还是应该考虑到，并作为一种故障状态。�表3-1 水位信号状态表C(P11) B(P10) 操作 0 0 电机运转 0 1 维持原状 1 0 故障报警 1 1 电机停转 （4）控制信号由P12端输出，去控制电机。为了提高控制的可靠性，使用了光电耦合。4.报警电路�本系统采用发光二极管，当控制电路出现故障状态时，P13置零，发光二极管导通，发光报警。�5.软件设计�一个应用系统，要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用MCS—51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。这个系统程序由主控程序、延时子程序组成。其中主控程序是核心。由它控制着整个系统程序的运行和跳转。流程图如图5所示。包括系统初始化，数据处理，故障报警等。�电路具体工作情况如下：�① 当水位低于B时，由于极棒A和C、A和B之间被空气绝缘，P10和P11得到低电平，全置0，单片机控制电路使P12置零，继电器吸合，启动水泵向水塔灌水；�② 当水位高于B低于C时，P10置1，P11置0，继电器常开触电自保，因此升到B以上时，继电器并不立即释放，电极仍然供水；③ 当水位达到C时，P10 、P11均置1，单片机控制电路使P12置1，继电器释放，水泵停止工作；�④ 用水过程中，水位降到C以下，P11置0，P10置1，维持原状，电机不工作，直到降到B以下，如此循环往复。�系统出现故障时，由P13置零，输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。三、结束语�现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。�本课题研究的内容是“智能水位控制系统”。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所研究的就是这方面的课题。�水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本实验采用两种方法（单片机和时基集成电路）进行主控制，在水池上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机或时基集成电路对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。�参考文献�1.丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 2000�2.腾召胜 罗隆福 智能检测系统与数据融合 机械工业出版社 20003.孙虎章 自动控制原理 中央广播电视大学出版社 1999