重力坝毕业设计计算书.docx

第二部分 设计计算书1 调洪演算1.1洪水调节方案的拟定综合考虑该库调洪要求，用半图解法进行调洪。洪演算方案拟定如下，共有三个方案，详细情况列于表1.1-1。表 1.1-1 洪水调节方案堰顶高程(m)孔口尺寸(m)孔数方案一146114165方案二146212157方案三146216155注：表示孔口尺寸(m)(宽高)，即宽m，高m 1.2表孔泄流能力计算根据库容曲线z-v，以及用水力学公式计算q-z关系 采用开敞式溢流时，利用下式计算 式中：溢流流量，单位为；为闸孔数；过水断面宽度，单位为m；m堰的流量系数，本设计中取0.5；侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，在（0.90.95）中取值，本设计中取0.92；堰顶全水头，单位为m。方案一：堰顶高程1461m,堰宽为70m，孔口尺寸1416，5孔；表孔泄流能力计算见下表1.2-1：表1.2-1 q=f(v)关系曲线计算表库水位堰顶水头h（m）下泄流量q总泄流量q库容v146100014098.6714621142.63 142.63 14778.51 14632403.41 403.41 15458.36 14643741.12 741.12 16138.20 146541141.03 1141.03 16818.04 146651594.63 1594.63 17516.07 146762096.20 2096.20 18218.10 146872641.51 2641.51 18920.12 146983227.31 3227.31 19622.15 147093850.96 3850.96 20324.18 1471104510.30 4510.30 21079.43 1472115203.49 5203.49 21847.16 1473125928.94 5928.94 22584.58 1474136685.29 6685.29 23430.24 1475147471.32 7471.32 24353.43 1476158285.95 8285.95 25094.62 1477169128.20 9128.20 25920.36 1478179997.21 9997.21 26803.8016 10892.16 27687.2434 11812.34 28617.2005 12757.0569 13725.69 方案二：堰顶高程1462m,堰宽为84m，孔口尺寸1215，7孔；表孔泄流能力计算见下表1.2-2：表1.2-2 q=f(v)关系曲线计算表库水位堰顶水头h（m）下泄流量q总泄流量q库容v146200014778.51 14631171.15 199.68 15458.36 14642484.10 564.78 16138.20 14653889.34 1037.56 16818.04 146641369.23 1597.44 17516.07 146751913.56 2232.48 18218.10 146862515.44 2934.68 18920.12 146973169.81 3698.12 19622.15 147083872.77 4518.23 20324.18 147194621.15 5391.35 21079.43 1472105412.36 6314.42 21847.16 1473116244.18 7284.88 22584.58 1474127114.73 8300.52 23430.24 1475138022.35 9359.41 24353.43 1476148965.59 10459.85 25094.62 1477159943.14 11600.33 25920.3685 12779.49 26803.8065 13996.09 27687.2460 13996.09 28617.20 方案三：堰顶高程1462m,堰宽为80m，孔口尺寸1615，5孔；表孔泄流能力计算见下表1.2-3：表1.2-3 q=f(v)关系曲线计算表库水位堰顶水头h（m）下泄流量q总泄流量q库容v146200 0 14778.51 14631163.00 163.00 15458.36 14642461.04 461.04 16138.20 14653846.99 846.99 16818.04 146641304.03 1304.03 17516.07 146751822.44 1822.44 18218.10 146862395.65 2395.65 18920.12 146973018.87 3018.87 19622.15 147083688.35 3688.35 20324.18 147194401.10 4401.10 21079.43 1472105154.63 5154.63 21847.16 1473115946.84 5946.84 22584.58 1474126775.93 6775.93 23430.24 1475137640.33 7640.33 24353.43 1476148538.65 8538.65 25094.62 1477159469.66 9469.66 25920.3623 10432.23 26803.8038 11425.38 27687.2419 12448.19 28617.2081 13499.81 1.3调洪演算1.3.1调洪演算的目的根据水位库容曲线以及设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。1.3.2调洪演算的基本原理和方法(a)根据库容曲线z-v，以及用水力学公式计算q-z关系式中：q过堰流量，单位为；b过水断面宽度，单位为m；m堰的流量系数；局部水头损失系数；堰顶全水头，单位为m。(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m。(c)本次调洪计算采用水能规划书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式式中：q1，q2分别为计算时段初、末的入库流量（）；计算时段中的平均入库流量（m3/s），它等于(q1+q2)/2；q1,q2分别为计算时段初、末的下泻流量（m3/s）；计算时段中的平均下泻流量（m3/s），即= (q1+q2)/2；v1，v2分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m3）；为v2和v1之差；计算时段，一般取16小时，需化为秒数。采用开敞式溢流时，利用下式计算 式中：溢流流量，单位为；为闸孔数；过水断面宽度，单位为m；m堰的流量系数，本设计中取0.5；侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，在（0.90.95）中取值，本设计中取0.9；堰顶全水头，单位为m。1.3.3调洪演算的计算说明（a)由洪水资料获得入库洪水量；（b)时段平均入库流量：由前、后时的入库洪水量取平均值得到；（c)下泄水量：由水库水位确定(水库水位未知)；（d)时段平均下泄流量：由前、后时的下泄流量取平均值得到；（e)时段内水库水量变化：由“时段平均入库流量”-“时段平均下泄流量”3600得到；（f)水库存水量：与水库水位有关(水库水位未知)。（g)本设计采用半图解法进行计算，利用，可求出一个对应的下泻流量，即可求出该对应时段的平均下泻流量，即可求得下泄流量q和的关系，建立辅助图线，再根据水量平衡方程式 变形可求出 由初始的调洪下泄流量可以在辅助图线上查的的值利用水量平衡公式的变形公式可求的，再在辅助图形上查的相应的，同理可求的，画出下泄流量和相应的入库流量与时间的关系图线，求的其交点，求出最大下泄流量，查出相应的水位。1.3.4计算并绘制单辅助线方案一：计算中v取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取t=2h。水库设计洪水单辅助曲线计算表，堰顶高程1461m,堰宽为70m，孔口尺寸1416，5孔，计算过程见下表1.3.4-1。表1.3.4-1 单辅助曲线计算表水位z(m)库容v（亿m3）堰上库容146114098.67 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 146214778.51 679.84 944.22 142.63 71.31 1015.54 146315458.36 1359.68 1888.45 403.41 201.71 2090.16 146416138.20 2039.53 2832.67 741.12 370.56 3203.23 146516818.04 2719.37 3776.90 1141.03 570.51 4347.41 146617516.07 3417.40 4746.39 1594.63 797.32 5543.70 146718218.10 4119.43 5721.42 2096.20 1048.10 6769.52 146818920.12 4821.45 6696.46 2641.51 1320.76 8017.22 146919622.15 5523.48 7671.50 3227.31 1613.65 9285.15 147020324.18 6225.50 8646.53 3850.96 1925.48 10572.01 147121079.43 6980.75 9695.49 4510.30 2255.15 11950.64 147221847.16 7748.49 10761.79 5203.49 2601.74 13363.53 147322584.58 8485.90 11785.98 5928.94 2964.47 14750.45 147423430.24 9331.57 12960.51 6685.29 3342.65 16303.16 147524353.43 10254.76 14242.72 7471.32 3735.66 17978.38 147625094.62 10995.95 15272.15 8285.95 4142.97 19415.12 147725920.36 11821.69 16419.01 9128.20 4564.10 20983.11 147826803.80 12705.13 17646.01 9997.21 4998.60 22644.61 147927687.24 13588.57 18873.01 10892.16 5446.08 24319.09 148028617.20 14518.53 20164.63 11812.34 5906.17 26070.80 利用上表中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如图1.3.4-1所示。图1.3.4-1 辅助图线方案二：计算中v取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取t=2h。水库设计洪水单辅助曲线计算表)堰顶高程1462m,堰宽为84m，孔口尺寸1215，7孔；计算过程见表1.3.4-2。表1.3.4-2 单辅助曲线计算表水位z(m)库容v（亿m3）堰上库容146214778.51 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 146315458.36 679.84 944.22 171.15 85.58 1029.80 146416138.20 1359.68 1888.45 484.10 242.05 2130.50 146516818.04 2039.53 2832.67 889.34 444.67 3277.34 146617516.07 2737.56 3802.16 1369.23 684.62 4486.78 146718218.10 3439.58 4777.20 1913.56 956.78 5733.98 146818920.12 4141.61 5752.24 2515.44 1257.72 7009.95 146919622.15 4843.64 6727.27 3169.81 1584.91 8312.18 147020324.18 5545.66 7702.31 3872.77 1936.38 9638.69 147121079.43 6300.91 8751.27 4621.15 2310.58 11061.84 147221847.16 7068.65 9817.56 5412.36 2706.18 12523.74 147322584.58 7806.06 10841.75 6244.18 3122.09 13963.84 147423430.24 8651.73 12016.29 7114.73 3557.37 15573.66 147524353.43 9574.91 13298.49 8022.35 4011.18 17309.67 147625094.62 10316.10 14327.92 8965.59 4482.79 18810.72 147725920.36 11141.84 15474.78 9943.14 4971.57 20446.35 147826803.80 12025.28 16701.78 10953.85 5476.92 22178.71 147927687.24 12908.72 17928.78 11996.65 5998.33 23927.11 148028617.20 13838.69 19220.40 13070.60 6535.30 25755.70 利用上表中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如图1.3.4-2所示。图2.2 辅助图线方案三：计算中v取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取t=2h。水库设计洪水单辅助曲线计算表)堰顶高程1462m,堰宽为80m，孔口尺寸1615，5孔；计算过程见表1.3.4-3。 表1.3.4-3 单辅助曲线计算表水位z(m)库容v（亿m3）堰上库容146214778.51 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 146315458.36 679.84 944.22 163.00 81.50 1025.73 146416138.20 1359.68 1888.45 461.04 230.52 2118.97 146516818.04 2039.53 2832.67 846.99 423.50 3256.17 146617516.07 2737.56 3802.16 1304.03 652.01 4454.18 146718218.10 3439.58 4777.20 1822.44 911.22 5688.42 146818920.12 4141.61 5752.24 2395.65 1197.83 6950.06 146919622.15 4843.64 6727.27 3018.87 1509.43 8236.71 147020324.18 5545.66 7702.31 3688.35 1844.18 9546.48 147121079.43 6300.91 8751.27 4401.10 2200.55 10951.82 147221847.16 7068.65 9817.56 5154.63 2577.31 12394.88 147322584.58 7806.06 10841.75 5946.84 2973.42 13815.17 147423430.24 8651.73 12016.29 6775.93 3387.97 15404.26 147524353.43 9574.91 13298.49 7640.33 3820.17 17118.66 147625094.62 10316.10 14327.92 8538.65 4269.33 18597.25 147725920.36 11141.84 15474.78 9469.66 4734.83 20209.61 147826803.80 12025.28 16701.78 10432.23 5216.12 21917.90 147927687.24 12908.72 17928.78 11425.38 5712.69 23641.47 148028617.20 13838.69 19220.40 12448.19 6224.09 25444.50 利用上表中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如图1.3.4-3所示。图1.3.4-3 辅助图线1.3.5设计水位调洪计算方案一：水库半图解法调洪计算表(p=0.2%)堰顶高程1461m,堰宽为70m，孔口尺寸1416，5孔,见表1.3.5-1。表1.3.5-1 方案一调洪计算表时间t(h)入库流量q（）平均流量下泄流量水位z（m）0750.52 21447.68 1099.10 1099.10 42971.92 2209.80 2209.80 65474.04 4222.98 4222.98 87005.24 6239.64 6239.64 107733.72 7369.48 17761.33 7369.48 1474.87 127884.52 7809.12 18200.97 7597.53 1475.15 148036.48 7960.50 18563.94 7803.33 1475.41 168111.88 8074.18 18834.79 7956.90 1475.60 188263.84 8187.86 19065.74 8087.85 1475.76 208567.76 8415.80 19393.69 8273.80 1475.99 229173.28 8870.52 19990.41 8594.97 1476.37 2410463.20 9818.24 21213.68 9248.80 1477.14 2611600.00 11031.60 22996.48 10185.27 1478.21 2810690.56 11145.28 23956.49 10698.37 1478.78 309401.80 10046.18 23304.30 10349.79 1478.39 328491.20 8946.50 21901.01 9608.29 1477.55 347809.12 8150.16 20442.88 8838.02 1476.66 367058.60 7433.86 19038.72 8072.53 1475.74 386497.16 6777.88 17744.07 7361.38 1474.86 405997.20 6247.18 16629.87 6247.18 425504.20 5750.70 16133.39 5750.70 445139.96 5322.08 15704.77 5322.08 464700.32 4920.14 15302.83 4920.14 484352.32 4526.32 14909.01 4526.32 504056.52 4204.42 14587.11 4204.42 523745.64 3901.08 14283.77 3901.08 543525.24 3635.44 14018.13 3635.44 563321.08 3423.16 13805.85 3423.16 583177.24 3249.16 13631.85 3249.16 603032.24 3104.74 13487.43 3104.74 622948.72 2990.48 13373.17 2990.48 642896.52 2922.62 13305.31 2922.62 662843.16 2869.84 13252.53 2869.84 682774.72 2808.94 13191.63 2808.94 702654.08 2714.40 13097.09 2714.40 722517.20 2585.64 12968.33 2585.64 742373.36 2445.28 12827.97 2445.28 762251.56 2312.46 12695.15 2312.46 782092.64 2172.10 12554.79 2172.10 801985.92 2039.28 12421.97 2039.28 821903.56 1944.74 12327.43 1944.74 841811.92 1857.74 12240.43 1857.74 861721.44 1766.68 12149.37 1766.68 881637.921679.68 12062.37 1679.68 利用上表中第(1)、(2)、(5)三栏相应的数据绘制成qt，qt关系曲线，如图1.3.5-1所示。图1.3.5-1 方案一设计洪水调洪曲线图查图可知，最大下泄流量发生在t=28h时刻，正好是qt曲线与qt曲线的交即为所求。，利用插值法查表知 。方案二：水库半图解法调洪计算表(p=0.2%)堰顶高程1462m,堰宽为84m，孔口尺寸1215，7孔；见表1.3.5-2。表1.3.5-2 方案二调洪计算表时间t(h)入库流量q（）平均流量下泄流量水位z（m）0750.52 21447.68 1099.10 1099.10 42971.92 2209.80 2209.80 65474.04 4222.98 4222.98 87005.24 6239.64 6239.64 107733.72 7369.48 16060.92 7369.48 1474.28 127884.52 7809.12 16500.56 7599.33 1474.53 148036.48 7960.50 16861.72 7788.16 1474.74 168111.88 8074.18 17147.75 7937.70 1474.91 188263.84 8187.86 17397.91 8077.80 1475.06 208567.76 8415.80 17735.91 8290.19 1475.28 229173.28 8870.52 18316.23 8654.86 1475.67 2410463.20 9818.24 19479.61 9365.36 1476.41 2611600.00 11031.60 21145.85 10351.25 1477.40 2810690.56 11145.28 21939.89 10814.51 1477.86 309401.80 10046.18 21171.55 10366.24 1477.42 328491.20 8946.50 19751.81 9528.04 1476.58 347809.12 8150.16 18373.93 8691.12 1475.71 367058.60 7433.86 17116.67 7921.45 1474.89 386497.16 6777.88 15973.10 6777.88 405997.20 6247.18 15442.40 6247.18 425504.20 5750.70 14945.92 5750.70 445139.96 5322.08 14517.30 5322.08 464700.32 4920.14 14115.36 4920.14 484352.32 4526.32 13721.54 4526.32 504056.52 4204.42 13399.64 4204.42 523745.64 3901.08 13096.30 3901.08 543525.24 3635.44 12830.66 3635.44 563321.08 3423.16 12618.38 3423.16 583177.24 3249.16 12444.38 3249.16 603032.24 3104.74 12299.96 3104.74 622948.72 2990.48 12185.70 2990.48 642896.52 2922.62 12117.84 2922.62 662843.16 2869.84 12065.06 2869.84 682774.72 2808.94 12004.16 2808.94 702654.08 2714.40 11909.62 2714.40 722517.20 2585.64 11780.86 2585.64 742373.36 2445.28 11640.50 2445.28 762251.56 2312.46 11507.68 2312.46 782092.64 2172.10 11367.32 2172.10 801985.92 2039.28 11234.50 2039.28 821903.56 1944.74 11139.96 1944.74 841811.92 1857.74 11052.96 1857.74 861721.44 1766.68 10961.90 1766.68 881637.921679.68 10874.90 1679.68 利用上表中第(1)、(2)、(5)三栏相应的数据绘制成qt，qt关系曲线，如图1.3.5-2所示。图1.3.5-2 方案二设计洪水调洪曲线图查图可知，最大下泄流量发生在t=28h时刻，正好是qt曲线与qt曲线的交即为所求。，利用插值法查表知 。方案三：水库半图解法调洪计算表(p=0.2%)堰顶高程1462m,堰宽为80m，孔口尺寸1615，5孔；见表1.3.5-3表1.3.5-3 方案三调洪计算表时间t(h)入库流量q（）平均流量下泄流量水位z（m）0750.52 21447.68 1099.10 1099.10 42971.92 2209.80 2209.80 65474.04 4222.98 4222.98 87005.24 6239.64 6239.64 107733.72 7369.48 16581.46 7369.48 1474.69 127884.52 7809.12 17021.10 7591.15 1474.94 148036.48 7960.50 17390.46 7805.46 1475.18 168111.88 8074.18 17659.17 7968.72 1475.37 188263.84 8187.86 17878.31 8101.86 1475.51 208567.76 8415.80 18192.25 8292.59 1475.73 229173.28 8870.52 18770.17 8638.50 1476.11 2410463.20 9818.24 19949.91 9319.70 1476.84 2611600.00 11031.60 21661.81 10287.93 1477.85 2810690.56 11145.28 22519.16 10778.69 1478.35 309401.80 10046.18 21786.65 10358.28 1477.92 328491.20 8946.50 20374.87 9562.78 1477.10 347809.12 8150.16 18962.26 8749.41 1476.23 367058.60 7433.86 17646.70 7961.15 1475.36 386497.16 6777.88 16463.43 7309.97 1474.62 405997.20 6247.18 15400.64 6247.18 425504.20 5750.70 14904.16 5750.70 445139.96 5322.08 14475.54 5322.08 464700.32 4920.14 14073.60 4920.14 484352.32 4526.32 13679.78 4526.32 504056.52 4204.42 13357.88 4204.42 523745.64 3901.08 13054.54 3901.08 543525.24 3635.44 12788.90 3635.44 563321.08 3423.16 12576.62 3423.16 583177.24 3249.16 12402.62 3249.16 603032.24 3104.74 12258.20 3104.74 622948.72 2990.48 12143.94 2990.48 642896.52 2922.62 12076.08 2922.62 662843.16 2869.84 12023.30 2869.84 682774.72 2808.94 11962.40 2808.94 702654.08 2714.40 11867.86 2714.40 722517.20 2585.64 11739.10 2585.64 742373.36 2445.28 11598.74 2445.28 762251.56 2312.46 11465.92 2312.46 782092.64 2172.10 11325.56 2172.10 801985.92 2039.28 11192.74 2039.28 821903.56 1944.74 11098.20 1944.74 841811.92 1857.74 11011.20 1857.74 861721.44 1766.68 10920.14 1766.68 881637.921679.68 10833.14 1679.68 利用上表中第(1)、(2)、(5)三栏相应的数据绘制成qt，qt关系曲线，如图1.3.5-3所示。图1.3.5-3 方案三设计洪水调洪曲线图查图可知，最大下泄流量发生在t=28h时刻，正好是qt曲线与qt曲线的交即为所求。，利用插值法查表知 。1.3.6校核水位调洪计算方案一：水库半图解法调洪计算表(p=0.05%)堰顶高程1461m,堰宽为70m，孔口尺寸1416，5孔,见表1.3.6-1。表1.3.6-1 方案一校核调洪计算表时间t(h)入库流量q（）平均流量下泄流量水位z（m）0886.39 21709.76 1298.08 1298.08 43509.94 2609.85 2609.85 66465.03 4987.49 4987.49 88273.43 7369.23 17760.80 7369.23 1474.87 109133.79 8703.61 19095.18 8104.54 1475.78 129311.89 9222.84 20213.47 8714.79 1476.51 149491.36 9401.63 20900.31 9083.73 1476.95 169580.41 9535.89 21352.47 9321.39 1477.22 189759.88 9670.15 21701.23 9503.80 1477.43 2010118.82 9939.35 22136.78 9731.60 1477.69 2210833.96 10476.39 22881.57 10123.85 1478.14 2412357.40 11595.68 24353.39 10910.18 1479.02 2613700.00 13028.70 26471.91 12023.04 1480.22 2812625.92 13162.96 27611.83 12832.55 1481.08 3011103.85 11864.89 26644.17 12113.53 1480.32 3210028.410566.13 25096.77 11300.68 1479.44 349222.849625.62 23421.71 10412.54 1478.46 368336.458779.65 21788.81 9549.61 1477.48 387673.378004.91 20244.12 8731.25 1476.53 407082.97378.14 18891.00 7988.78 1475.64 426500.656791.78 17694.00 7337.89 1474.83 446070.476285.56 16641.67 6285.56 465551.245810.86 16166.97 5810.86 485140.245345.74 15701.85 5345.74 504790.894965.57 15321.68 4965.57 524423.734607.31 14963.42 4607.31 544163.434293.58 14649.69 4293.58 563922.314042.87 14398.98 4042.87 583752.433837.37 14193.48 3837.37 603581.183666.81 14022.92 3666.81 623482.543531.86 13887.97 3531.86 643420.893451.72 13807.83 3451.72 663357.873389.38 13745.49 3389.38 683277.043317.46 13673.57 3317.46 703134.563205.80 1