洪水调节设计

洪水调节课程设计 姓 名 冯渊 学 号 2009401202 班 级 20094012 专 业 水利水电 指导教师 王卓娟 2012 年 1 月 9 日 洪水调节课程设计洪水调节课程设计 目录目录 1 洪水调节课程设计洪水调节课程设计 根据工程规模和建筑物的等级 确定相应的洪水标准根据工程规模和建筑物的等级 确定相应的洪水标准 2 用列表试算法进行用列表试算法进行调调洪演算洪演算 根据已知水库水位容积关系曲线根据已知水库水位容积关系曲线 V Z 绘制绘制 V Z 曲线图曲线图 根据设计洪水标根据设计洪水标准准进行设计进行设计 设计标准洪水设计标准洪水 q v 关系曲线计算表关系曲线计算表 确定设计标准洪水调洪的起始条件确定设计标准洪水调洪的起始条件 设计洪水调洪演算表设计洪水调洪演算表 P 1 根据校核洪水标准进行设计根据校核洪水标准进行设计 绘制校核标准洪水绘制校核标准洪水 q v 关系曲线计算表关系曲线计算表 确定校核标准洪水调洪的起始条件确定校核标准洪水调洪的起始条件 校核洪水调洪演算表校核洪水调洪演算表 P 0 1 3 采用半图解法进行调洪计算采用半图解法进行调洪计算 根据设计洪水标准进行设计根据设计洪水标准进行设计 计算设计洪水计算设计洪水 q V t q 2 辅助线辅助线 设计洪水调洪计算设计洪水调洪计算 q t 过程和库水位过程 过程和库水位过程 P 1 根据校核洪水标准进行设计根据校核洪水标准进行设计 计算校核洪水计算校核洪水 q V t q 2 辅助线辅助线 校核洪水调洪计算校核洪水调洪计算 q t 过程和库水位过程 过程和库水位过程 P 0 1 4 比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果 计算成果表计算成果表 成果分析成果分析 1 根据工程规模和建筑物的等级 确定相应的洪水标准 根据工程规模和建筑物的等级 确定相应的洪水标准 由设计基本资料中的水库库容 0 55 亿 m3 查表 2 1 1 水利水电工程分等指标 知工程等别 是 III 级 再查表 3 2 1 山区 山陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准 重现期 年 知设计洪水标准是 100 50 年 频率 1 2 校核洪水标准是 1000 500 年 频率 0 1 0 2 2 采用列表试算法进行调洪演算采用列表试算法进行调洪演算 根据已知水库水位容积关系曲线根据已知水库水位容积关系曲线 V Z 绘制绘制 V Z 曲线图曲线图 已知水库水位容积关系表 高程 m 450460470480490500505 库容 104m3 018113 5359 3837 21573 62043 2 高程 m 510515520525530535540 库容 104m3 2583 33201 33895 74683 85593 966707842 6 根据已知水库水位容积关系表绘制 V Z 曲线有 水位z 库容v 104m3 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 440460480500520540560 水位 m 库容 万m3 库容 104m3 根据设计洪水标准进行设计 用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线 q Z 由堰顶溢流公式 32 0 2qnbmgHe 式中 n 泄洪孔数 b 堰顶净宽 m 流量系数 与堰顶形式有关 可查表 本工程取 0 48 e 侧收缩系数 与墩头形式有关 初步设计可假设为 0 92 重力加 g 速度 取 H0 堰顶水头 m 2 9 81gm s 设计洪水来临时 堰顶流量 2 3 0 2 3 0 3 3181 9 292 0 48 0 82HHq 设计标准洪水设计标准洪水 v q 关系曲线计算表关系曲线计算表 库水位 Z 堰顶水 头 H 溢洪道泄 量 q 库容 V 库水位 Z 堰顶水头 H 溢洪道泄量 q 库容 V 51900 003752529 7510 751103 095557 519 250 253 913788530111141 805607 519 50 511 073825530 2511 251180 945657 519 750 7520 333862530 511 51220 525707 520131 303899530 7511 751260 545758 520 251 2543 743937531121300 985809 520 51 557 503975531 2512 251341 855861 520 751 7572 454013531 512 51383 135913 521288 524051531 7512 751424 835965 521 252 25105 634090532131466 946018 521 52 5123 714128532 2513 251509 466073 521 752 75142 724167532 513 51552 386124 5223162 604207532 7513 751595 706178 522 253 25183 374246533141639 426232 522 53 5204 934285533 2514 251683 536286 522 753 75227 274325533 514 51728 026341 5234250 384365533 7514 751772 916396 523 254 25274 214405534151818 176452 523 54 5298 764445534 2515 251863 816507 523 754 75324 004486534 515 51909 846563 5245349 914527534 7515 751956 236619 524 255 25376 484568535162002 996676 524 55 5403 684609535 2516 252050 126733 524 755 75431 524651535 516 52097 616790 5256459 974692535 7516 752145 466847 525 256 25489 014735536172193 676904 525 56 5518 644777536 2517 252242 246962 525 756 75548 854820536 517 52291 167020 5267579 624863536 7517 752340 437078 526 257 25610 944907537182390 057136 526 57 5642 824951537 2518 252440 017195 526 757 75675 224995537 518 52490 327253 5278708 165040537 7518 752540 977312 527 258 25741 615085538192591 967371 527 58 5775 585130538 2519 252643 287430 527 758 75810 045176538 519 52694 947489 5289845 015222538 7519 752746 947547 528 259 25880 465269539202799 267606 528 59 5916 395316539 2520 252851 917665 528 759 75952 805363539 520 52904 887724 52910989 685411539 7520 752958 187783 529 2510 251027 035460540213011 807842 529 510 51064 835508 流量q 库容v 0 2000 4000 6000 8000 10000 0500100015002000250030003500 流量 库容 库容v 上表中用两孔泄洪 n 2 由要求从防洪限制水位 Z 524 02 开始起调 其库容 V 4529 95 间隔水位取 0 25m 设计洪水调洪演算表设计洪水调洪演算表 P 1 计算过程与结果如下 试算法求解得到的设计洪水调洪情况表 试算法 设计洪水 1 n 2 入库流量下泄流量 Q m3 s q m3 s 时间 h 时段平 均入库 流量 时段平均 下泄流量 m3 s 时段内水 库存水量 变化 万 m3 水库存 水量 v 万 m3 水库水 位 z m 26 0 35 35 4529 95524 02 1 196 115 5 196 115 5 0 4529 95524 02 1 52 352 04 274 02 352 04 274 02 0 4529 95524 02 2 525 438 52396 16374 10 23 207 4553 16524 16 3 727 626480 28438 22 67 56439 4620 70524 57 4 1220 973 5535 4891473 4526 180 017 4801 30525 64 5 1390 1305713 4813624 4852 244 9853 5046 89527 04 6 1290 1340861 9673787 7243 198 8192 5244 59528 12 7 1190 1240952 8082907 3878 119 7404 5363 38528 75 8 853 1021 5968 978960 8931 21 81849 5384 65528 86 9 647 750916 3976942 6878 69 3676 5316 14528 5 10 483 565832 3675874 3826 111 378 5205 56527 91 11 437 460744 3151788 3413 118 203 5088 22527 27 12 391 414666 1014705 2083 104 835 4982 52526 68 13 348 369 5597 0983631 5999 94 356 4887 47526 14 14 304 326535 4891566 2937 86 5057 4801 30525 64 15 283 293 5481 9861508 7376 77 4855 4724 43525 19 16 263 273436 03459 0081 66 9629 4657 24524 79 17 245 254397 0973416 5636 58 5229 4599 03524 44 18 224 234 5362 5797379 8385 52 3219 4546 34524 12 19 204 214204283 2899 24 9443 4529 95524 02 20 183 193 5183193 5 0 4529 95524 02 21 171 177171 00 177 0 4529 95524 02 22 154 162 5154 00 162 5 0 4529 95524 02 23 145 149 5145 00 149 5 0 4529 95524 02 24 133 139133 00 139 0 4529 95524 02 试算法设计洪水入库流量 下泄流量与时间的关系 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 135791113151719212325 时间 小时 流量 立方米每秒 下泄流量 入库流量 试算法设计洪水库水位与时间的关系 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 135791113151719212325 时间 小时 库水位 米 水库水位z m 由图知最大泄洪量发生在 8 时 Zmax 528 75m 根据校核洪水标准进行设计 用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线 q Z 由堰顶溢流公式 32 0 2qnbmgHe 式中 n 泄洪孔数 b 堰顶净宽 m 流量系数 与堰顶形式有关 可查表 本工 程取 0 48 e 侧收缩系数 与墩头形式有关 初步设计可假设为 0 92 重力加速度 g 取 H0 堰顶水头 m 2 9 81gm s 校核洪水来临时 堰顶流量 2 3 0 2 3 0 95 4681 9 292 048 083HHq 校核洪水调洪演算表校核洪水调洪演算表 P 0 1 试算法求解得到的校核洪水调洪情况表 试算法 校核洪水 0 1 入库流量下泄流量 Q m3 s q m3 s 时 间 h 时段平 均入库 流量 时段平均 下泄流量 m3 s 时段内水 库存水量 变化 万 m3 水库存水 量 v 万 m3 水库水 位 z m 0 54 54 4529 95524 02 1 29617529617504529 95524 02 1 4 528 06412 03528 06412 034804529 95524 02 2 682605 0531 55529 8127 074557 92524 19 3 1305993 5669 35675 67114 404672 32524 88 4 20001652 5985 52827 43297 024969 91526 61 5 230021501376 761181 14348 785318 06528 51 6 210022001661 561519 16245 095563 46529 78 7 175019251752 541707 0578 455641 11530 17 8 118014651652 321702 43 85 475555 74529 74 9 8951037 51440 221546 27 183 155373 13528 8 10 8178561240 151340 18 174 305198 24527 87 11 7097631080 221160 18 142 985055 89527 09 12 606657 5941 181010 70 127 154929 68526 38 13 549577 5823 27882 22 109 704820 14525 75 14 477513724 73774 00 93 964726 25525 2 15 448462 5643 90684 31 79 854647 27524 73 16 414431579 29611 60 65 014582 61524 34 17 385399 5385482 14 29 754529 95524 02 18 35136835136804529 95524 02 19 320335 5320335 504529 95524 02 20 28630328630304529 95524 02 21 25827225827204529 95524 02 22 24225024225004529 95524 02 23 22623422623404529 9492524 02 24213219 5213219 504529 95524 02 试算法校核洪水入库流量 下泄流量与时间的关系 0 500 1000 1500 2000 2500 135791113151719212325 时间 小时 流量 立方米每秒 下泄流量 入库流量 试算法校核洪水库水位与时间的关系 520 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 531 135791113151719212325 时间 小时 库水位 米 水库水位z m 由图知最大泄洪量发生在 7 时 Zmax 530 17m 3 采用半图解法进行调洪计算采用半图解法进行调洪计算 根据设计洪水标准进行设计根据设计洪水标准进行设计 计算设计洪水计算设计洪水 q V t q 2 辅助线辅助线 设计洪水 设计洪水 p 1 p 1 1 绘制单辅助曲线及 q f Z 曲线 计算过程及结果如下所示 库水位 Z 堰顶水 头 H 溢洪道泄 量 q q 2 库容 V V otV ot q 2V ot q 2 519000375210422 22210422 2210422 2 519 50 511 075 53238251062510630 5210620 520131 3015 648389910830 55610846 2410815 520 51 557 5028 747397511041 66711070 4111012 521288 5244 26405111252 77811297 0911208 521 52 5123 7161 85412811466 66711528 51711405 5223162 6281 311420711686 11111767 4211605 522 53 5204 92102 463428511902 77812005 2411800 5234250 37125 18643651212512250 1712000 523 54 5298 76149 378444512347 22212496 612169 5245349 91174 9534527125751275012401 524 55 5403 68201 842460912802 77813004 512601 5256459 97229 982469213033 33313233 312808 525 56 5518 64259 3477713269 44413528 713010 5267579 62289 8486313508 33313798 113219 526 57 5642 82321 4495113752 77814074 113431 5278708 19354 0850401400014354 113646 527 58 5775 58387 7951301425014637 813863 5289845 01422 505522214505 5561492814083 528 59 5916 40458 198531614766 66715682 814308 52910989 70494 844541115030 55615525 414535 529 510 51064 84532 41755081530015832 414768 530111141 80570 89656071557516145 915005 530 511 51220 52610 46570715852 77816463 115242 531121300 98650 489580916136 11116786 515486 531 512 51383 13691 36559131642517116 415734 532131466 94733 472601816716 66717450 215938 532 513 51552 40776 192612417011 11117787 316235 533141639 42819 71623217311 11118310 916429 533 514 51728 02864 013634117613 88918477 916749 534151818 17909 036645217922 22218831 317031 534 515 51909 84954 918656318230 55619185 517276 535162002 991001 494667618544 4441954617543 535 516 52097 601048 804679018861 11119909 917831 536172193 671096 836690419177 77820274 618081 536 517 52291 161145 5870201950020645 618355 537182390 051195 045713619822 22221017 218627 537 518 52490 321245 162725320147 22221392 418902 538192591 961295 9817371204752177119179 538 519 52694 951347 474748920802 77822150 219455 539202799 261399 631760621127 77822525 319727 539 520 52904 891452 443772421455 5562290820003 540213011 811505 904784221783 33323289 220277 V Z q关系图 0 2000 4000 6000 8000 10000 515520525530535540545 z v q 溢洪道泄量q 库容V 单辅助曲线 0 00 500 00 1000 00 1500 00 2000 00 2500 00 0 00500 00 1000 0 0 1500 0 0 2000 0 0 2500 0 0 3000 0 0 3500 0 0 4000 0 0 4500 0 0 5000 0 0 5500 0 0 6000 0 0 6500 0 0 单辅助曲线 绘制绘制 z q 曲线图曲线图 溢洪道泄量q 515 520 525 530 535 540 545 0500100015002000250030003500 溢洪道泄量q 设计洪水调洪计算设计洪水调洪计算 q t 过程和库水位过程 过程和库水位过程 P 1 调洪计算半图解法 双辅助曲线法 半图解法调洪计算表 p 1 时 间 入库流 量 入库平 均流量 V ot q 2 V ot q 2 下泄流量 水库水 位 035 1196115 512759 2012407 18196 524 02 2525360 512767 7012415 04354 11 524 04 372762613041 0412630 13411 41 524 57 41220973 513603 6313069 18535 48 525 64 51390130514374 1813662 37713 48 527 04 61290134015002 3714137 33861 96 528 12 71190124015377 3314421 87952 80 528 75 88531021 515443 3714472 86968 97 528 86 964775015222 8614308 84916 39 528 5 1048356514873 8414043 70832 36 527 91 1143746014503 7013761 78744 31 527 27 1239141414175 7813507 29666 10 526 68 13348369 513876 7913277 75597 09 526 14 1430432613603 7513069 18535 48 525 64 15283293 513362 6812883 36481 98 525 19 1626327313156 3612718 76436 03 524 79 1724525412972 7612576 24397 09 524 44 18224234 512810 7412447 43362 57 524 12 1920421412759 1912407 18204 524 02 20183193 512759 1912407 18183 524 02 2117117712759 1912407 18171 524 02 22154162 512759 1912407 18154 524 02 23145149 512759 1912407 18145 524 02 2413313912759 1912407 18133 524 02 半图解法设计洪水入库流量 下泄流量与时间的关系 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1357911131517192123 时间 小时 流量 立方米每秒 下泄流量 入库流量 半图解法设计洪水水库水位与时间的关系 521 522 523 524 525 526 527 528 529 530 1357911131517192123 时间 小时 库水位 米 水库水位z m 由图知最大泄量发生在 8 时 水库最高水位 528 86m 计算校核洪水计算校核洪水 q V t q 2 辅助线辅助线 p 0 1 调洪计算半图解法 双辅助曲线法 半图解法调洪计算表 p 0 1 时 间 入库流 量 入库平 均流量 V ot q 2 V ot q 2 下泄流量 水库水 位 054 129617512847 2012319 19296524 02 268248912847 2012319 19528 01524 02 31305993 513312 6912644 00669 35524 88 420001652 514296 5013312 54985 52526 61 52300215015462 5414084 001376 76528 51 62100220016284 0014623 271661 56529 78 717501