水库设计与规划

第一节概述了水库工程是一项重要的水利工程设施，可以根据人们的需要改变河流的流量变化过程，有效地拦蓄洪水，改善枯水径流，达到防洪、增效和水资源综合利用的目的。一、水库类型：防洪水库：以防洪为主，下游交通干线有重要城镇、工业企业和灌溉水库：灌溉型发电水库：发电型综合利用水库：防洪、灌溉、发电、航运、水产养殖按容量分类：大型水库：1亿立方米以上中型水库：10-100百万立方米小型水库：1-1000万立方米；第二类：100万立方米以下；二。水库规划任务：1 .正确分析水库满足其所承担任务的程度。2.分析和计算各种水位和蓄水量。3.确定水库工程的规模和主要建筑物的规模。4.估算或预算水库项目的投资和水库的效益。3.油藏特征曲线。水库特征曲线描述了库区的地形特征，包括：4.水库特征水位和库容。1.死库容和死水位：排水口以下的高度，或水库允许降落的最低水位。死水位以下的存储容量称为死存储容量。2.营利性蓄水量和营利性水位：营利性目的达到的水位称为营利性水位，营利性水位和死水位之间的蓄水量称为营利性蓄水量。3.防洪库容和防洪水位：为了保证水库自身的安全和减轻下游地区的灾害，水库需要保留一定设计标准的洪水。这种库容称为防洪库容，相应的水位即为设计洪水位。4.校核洪水位和超高库容：在设计洪水位之上，当水库遭遇高于设计洪水标准的洪水(称为校核洪水位)时，水库的最高洪水位称为校核洪水位；校核洪水位和设计洪水位之间的库容称为超高库容。水库总库容：总容量v=v=v死，v兴v防v超。最后，根据水库水位和容积图，求出相应的总v水位，加上安全超高和风浪爬高，得到水库坝顶高程。第二节死库容和死水位的确定；死库容决定因素：泥沙因素，发电需求，灌溉需求，综合利用1。基于沉积物因子1的死储存容量测定。年淤积量：V淤积年=FsF/r，其中Fs:年淤积模数，以吨表示；f:承载面积(Km2)r:根据环境保护部和水土保持部的数据得出的泥沙淤积能力。一般为1.1 1.6t/m3 2。根据水库的计划使用年限，确定死库容V=淤积年n。一般来说，对于中小型水库，n为3050年。2。根据灌溉要求，确定根据灌区计划自流灌溉要求选择的典型点，计算水位到达水库引水涵洞时的高程。三、发电要求按规划发电所需的最低坝顶高程，蓄水量低于水位时为死蓄水。4.水产养殖综合利用水深超过2米。航运要求：根据拟建航运码头船舶在枯水期所需的吃水，确定该水位以下的死库容。5.确定：最终存储容量在方案比较后确定。根据库容检验的H-F (W)曲线，得到相应水位的死库容。第三节节水库容和水位确定。首先，水库营利性调节的概念与w图形分析(如图所示):V1第一次 V2，V1第二次 V2 V2 v4。结论：利润储存量取决于缺水期的水量。在一个应用的情况下，V Xing是缺水期间每月缺水量的总和。(2)在多用途的情况下，V星不等于月缺水量之和，而是缺水期间每月调整后所需的最大库容。(3)可能会遇到几种情况：a)设计年水量=设计年水量损失是全年调节，b)设计年水量设计年水量损失，需要排水，是不完全年调节，c)设计年水量设计年水量损失需要年调节。中小型水库一般每年进行调节。计算(1)采用设计典型年法(制表计算)，分为无损失制表计算和有损失制表计算(2)长系列法：在来水和水同步的情况下，采用数理统计方法绘制理论频率曲线，根据设计频率校核库容系数法，(3)利用库容调整系数估算有益库容，(1)来水小于供水量。结果表明，入库水量不能满足所有灌溉要求：年调节：水库有益库容=水库入库水量(损失)= w年公式：为库容调节系数，一般为0.4-0.6 多年调节： (万m3)公式：年平均年径流深(mm)F:水库承载面积(Km2):库容调节系数，2。来水量大于供水量，w . Mao:年灌溉需水量：摩擦调节系数。对于暴雨次数多的区域(储存时使用)，=0.3-0.5对于暴雨次数少的区域，=0.6-0.8、4，计算水库的有益储存容量时不考虑损失清单。1.在计算公式中：w in、w out和w out:计算期内水库的来水量、耗水量和废水q in和q out分别为水库进出计算期的库容。t-计算期2，计算实例、3，考虑损失后的库容：v xing=(1.1-1.2) v/xing 4，盈利水位的确定：根据v xing不考虑损失，考虑有损失的库容，得到相应的v xing有损失。总库容是通过将死库容相加得到的，然后在h-f (v)曲线中找到相应的水位，即盈利水位。第4节设计洪水计算，1。什么是设计洪水1。目的：确定防洪库容和泄洪建筑物尺寸，用于防洪调度计算2。计算基础：设计洪水过程线3。什么是设计洪水：洪峰流量、总洪量和设计洪水过程线4。计算方法：1。基于测量的流量数据；(2)从暴雨数据推断；(3)经验公式(在没有小流域和水库数据的情况下使用).(2)设计洪水来源于流量数据。1)样本选择应首先收集一定的数据，审查可靠性和代表性洪水流量，然后对历史洪水调查进行修正(洪水径流系数的插值和扩展)。2.设计洪峰流量计算：方法：年最大值法：在水文系列数据中，每年选择一个最大洪峰流量进行水文统计，绘制理论频率曲线，然后根据设计频率得到Qmax3。设计洪水总量的计算方法：年最大值法选取每年某一时段(一天、三天、五天)的最大洪水量进行水文统计计算，绘制理论频率曲线，然后根据设计频率得到W设定4。设计洪水过程线符合两个原则：Qmax与1的计算一致；面积与2的计算一致，选型：选择典型洪水过程线要求：选择洪峰高大的洪水过程线作为典型洪水过程线；选择峰型相对集中的洪水过程线和主峰背面的洪水过程线作为典型的洪水过程线放大方法：相同的放大倍数或相同的频率放大倍数(ii)按体积放大：类似地，按典型年洪水过程体积放大的是设计洪水过程线、iii。区域经验公式法，1。设计峰值流量Qm(p):设计峰值流量Cp，n:p %频率的参数，反映各种因素，如流域条件、坡度、河网密度、河床植被等。(Cp，n值见教材)f:流域面积(Km2)，2。总设计洪水Wp:各设计频率的总洪水量(10，000 m3):某一设计频率的日暴雨径流系数：某一设计频率的日暴雨量(mm)F:坝址以上承载面积(km2)，3。设计洪水过程线根据设计洪水过程线Qmaxp，T(t1，t2)绘制在坐标纸上。第5节确定防洪库容和溢洪道尺寸1。概述1。设计防洪库容和溢洪道的理由：为了保证大坝安全和下游防洪的需要，可以减少上游洪峰，推迟洪水时间。2.防洪设计标准：校核洪水位和设计防洪库容洪水位与超高库容的关系3。防洪库容和受益库容：(1)防洪库容和受益库容没有结合。溢洪道底高程为H型，适用于洪水不稳定、洪水预报不易准确的地区。(2)防洪库容与营利性库容相结合。在洪水到来之前，提前打开闸门以降低溢洪道底部的水位。正常情况下，泄洪闸的挡水高度达到H型4。调洪目的：根据已知的设计洪峰流量和泄洪量，通过调洪计算确定设计防洪库容和泄流建筑物的尺寸。其次，阐述了洪水调度计算的基本原理和方法。1.试验算法原理：根据水力水平衡原理和动平衡原理公式：公式中：分别为：期初入库流量和期末入库流量(m3/s):分别为：期初入库流量和期末出库流量(m3/s) V1和：分别为期初入库流量和期末入库流量(m3)B-溢洪道宽度M-流量系数，均与溢洪道进口形状有关，m=1.5 1.65、 三、尝试算法1，根据h-f (v)和拟建泄洪建筑物的大小、类型，用公式求出q=f (v)曲线、2，当用水平衡方程(1)求解时。 (=2，4，6小时)在按时段设计洪水过程线中，q1可按发电流量确定，q2假设(1/2-1/4)，代入公式中求解。从找到的检查Q-F (V)，发现、3。如果=false，则意味着假设是请求，否则将再次确定，直到=false。4.以上一周期结束时的值作为下一周期的起始条件，重复上述试算过程，得到下一周期的结束。用同样的方法进行逐时试算，最终可以得到水库泄流工艺路线、4。推广图解法1。首先制作质量-频率(防垂直)曲线、2。从图中知道(由于)或，3。在