洪水调节教学规划计算书详细三大

1、洪水调节课程设计洪水调节课程设计任务书一、设计目的1、洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2、掌握列表试算法和平图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；3、了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；4、培养学生分析问题、解决问题的能力。二、设计基本资料某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW ,年发电量1372 X104 kw h,水库库容0.55亿m3。挡水建筑物为 混凝土面板坝，最大坝高84.80m。溢洪道堰顶高程519.

2、00m ,采用2孔8mx 6m （宽X高）的弧形门控制。水库正常蓄水位 525.00m。电站发电引用流量为 10m 3/s。本工程采用2孔溢洪道泄洪。在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流 量q并使其等于洪水来水量 Q,使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水 来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制， 下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制 一样。上游防洪限制水位Xm （注：X=524.5+学号最后1位/10 ,即 524.5m-525.4m ）,下游无防汛要求。三、设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪

3、建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。具体步骤：1、根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2、用列表试算法进行调洪演算：a）根据已知水库水位容积关系曲线 VZ和泄洪建筑物方案，用水力学公 式求出下泄流量与库容关系曲线 qZ,并将VZ, qZ绘制在图上;b）决定开始计算时刻和此时的qi、Vi,然后列表试算，试算过程中，对每 一时段的q2、V2进行试算；c）将计算结果绘成曲线：Qt、qt在一张图上，Zt曲线绘制在下方。3、用半图解法进行调洪计算：a） 绘制三条曲线：V/ Zt-q/2=f i（z）、V/ Zt+q

4、/2=f 2（z）、q=f（z）;b）进行图解计算，将结果列成表格。4、比较分析试算法和平图解法调洪计算的成果四、时间安排和要求1、设计时间为1周；2、成果要求：设计说明书编写要求条理清楚、附图绘制标准。列表试算法要求采用手工计算，熟悉过程后可编程计算，如采用编程计算需提供程序清单及相应说明。设计成果请独立完成，如有雷同则二者皆取消成绩，另提交成果时抽查 质询。五、参考书：1、水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL252-2000)2、水利水能规划附录：一、堰顶溢流公式：q nb m 2gH03/2式中：q通过溢流孔口的下泄流量，m 3/s ;n 溢流孔孔口数；b溢流孔单孔净宽，m ；g重力加

5、速度，9.81m/s 2；e闸墩侧收缩系数，与墩头形式有关，初步计算可假设为0.92;m 流量系数，与堰顶形式有关，可查表，本工程取0.48;Ho顶水头，m o二、设计洪水过程时刻(h)Q 实测(m 3/s )各频率Q (M3/S)0.1%1%2%5%03.325035292011362961961621212312680524432357334913007276025244960200012201040739516702300139011308066129021001290109077579191750119010106988543118085370654194028956475053871

6、032481748340032711294709437362270122646063983262431323454934828921614204477294251195151914402832301761617741426321916217164385245204151181503512241871391913732020417012520123286183152113211102571711421062210224015412796239722614411989249021213511183三、水位一库容曲线高程（m ）450460470480490500505库容（104m3）018113

7、.5359.3837.21573.2043.62高程（m ）510515520525530535540库容（104m3）2583.3201.3895.4683.5593.66707842.337896四、工程分等分级规范和洪水标准表2. L1 永利水电工程分等指除工程等别工程规模水库总 库容Cl（jEm3）防洪灌砥供球发电保护城翻及 工矿企叱的 重要性保护表出市）涉积市 泊面 一 a建溉面租小亩）供水对象 重要性装机C104kW1大门）型510知鬼重要&00:20凸分150特别重要L201大2）型LOb 0英矍5 g7GC150-50重要120 - 303中型1 .。Q中等1OO3d60755

8、05中等305W小m虫1 口匚1”般2息兽5 5艇51V小（2）型0* 01 - 0. 001V53。,51表山区、丘陡区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准重现期1年兄项 目水工建筑物级别12345设计10(X1-51)000-4001QU-5。50-39JO-20 i校 核土石域可能易人洪水 （PMF）或 CT）0（15C00-2O00 L 2D00100。_J100070。300200在凝土收、 浆砌石坝6000-2(1 DC20001000。（川5。0的。20U2W 10。洪水调节课程设计说明书、设计说明由洪水调节课程设计任务书中提供的材料可知，该水利枢纽工程电站装机50000KW ,

9、水库总容积为 0.55亿 m3 ,由水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000 ）知，该水利枢纽工程等级为出级， 工程规模为中型，故采用100年一遇（1%） 进行洪水设计，1000年一遇（0.1%）进行洪水校核。溢洪道堰顶高程为519.00m ,采用2孔8m X6m （宽X高）的弧形门控制。水 库正常蓄水位 525.00m,上游防洪限制水位为 525.0m。电站发电引用流量为 10m 3Zso在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q,使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量 q随水

10、库水 位z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。、计算过程根据该水利枢纽工程水库一一库容曲线表（表一）绘出 ZV曲线（图一）如下:根L：水位库容曲线库水位Z （m）库容V （万m3）4500.004559.0046018.0046565.75470113.50475236.40480359.30485598.25490837.204951205.405001573.605052043.205102583.305153201.305193756.825203895.705254683.805305593.905356670.005407842.605459015.20（一）、设计洪

11、水的计算A、列表试算法进行调洪演算:.列表计算q-Z曲线关系，计算并绘制q-V曲线闸门全开条件下，根据堰顶溢流公式：q nb mT2gHo3/2 式中：n 2;b 8m;0.92 ;m 0.48; g 9.81m/s2; H0 Z 519m;表二：该水利枢纳下泄流量q 水位Z关系曲线库水位Z(m)堰顶水头 H(m)溢洪道卜泄流量q溢(m3/s)发电站引用流量q电(m3/s)总泄流量q(m 3/s)库容V(m3)525.56.5518.6410528.644774.815267579.6210589.624865.82526.57.5642.8210652.824956.835278708.16

12、10718.165047.84527.58.5775.5810785.585138.855289845.0110855.015229.86528.59.5916.4010926.405320.8752910989.6910999.695411.88529.510.51064.84101074.845502.89530111141.79101151.795593.90530.511.51220.52101230.525701.51531121300.98101310.985809.12531.512.51383.13101393.135916.73532131466.94101476.94602

13、4.34* *532.513.51552.38101562.386131.95533141639.42101649.426239.56533.514.51728.03101738.03634717101828.176454.78534.515.51909.84101919.846562.39535162002.99102012.996670.00535.516.52097.61102107.616787.26536172193.67102203.676904.52536.517.52291.16102301.167021.78537182390.05102400.05

14、7139.04537.518.52490.33102500.337256.30538192591.96102601.967373.56538.519.52694.95102704.957490.82539202799.26102809.267608.08539.520.52904.89102914.897725.34540213011.81103021.817842.60由上表可得该水利枢纽的 q Z关系曲线:图二:某水利柜钿Q一工关系曲线545图二:某水利柜钿Q一工关系曲线545520erm 8 08 000园 nrreo9m CIO口而 8oogCJ 006昌 OCT099I oa -OO

15、I 86区 口, 口 OOI 8 .OQffi OF gm UU Ullb不坦濠望q(支方米/秒)图三二某水利抵细美系曲或4500.05000.05500.06000.0图三二某水利抵细美系曲或4500.05000.05500.06000.06500.07000.07500.08000.0库备(米)制、莉丹以JB-悝旗K.调洪计算求q-t过程和Z-t过程(1)确定调洪起始条件。由于水库溢洪道由闸门控制，起调水位为防洪限制水位。初始时刻洪水来临时，在0至1时段，由闸门控制下泄流量 q,使其等于洪水来水量 Q, 水库水位保持在防洪限制水位525m不变。第2时段开始，洪水来水量 Q继续增大，溢洪洞闸

16、门逐渐打开直至全开，下泄流量 q 随水库水位Z的升高而增大。(2)从第2小时开始调洪，取t=1h=3600s 。根据水量平衡方程 TOC o 1-5 h z 11（Q q）t 1（QiQ2）t 1（qiq?）t Y2M V 22第（3）栏时段入库平均流量 Q=（Qi+Q2）/2;第（4）栏时段入库水量为 Q =Q *3600s=0.36 Q （万m3）;第（5）栏由起始已知时段qi、Vi以及入库流量Qi、Q2 ,假设时段末下泄流量q2 , 由式即可求出AV,而V2 Vi V;由表二q-V关系曲线由V2线性插值得出q2。 若与假设值相同，则q2即为所求；否则重新假设试算。上一时段末的 q2、V2

17、为 下一时段初的qi、Vi,逐时段求出q-t线；第（6）栏时段下泄流量q qi q2 /2 ;第（7）栏时段下泄水量q t 0.36q （万m3/s）;第（8）栏时段水量变化 V Q t q t;第（9）栏水库存水量V2 ViV;第（i0）栏水库水位Z由q-v曲线线性插值求得。当下泄过程中水位回降到防洪限制水位时，如下表中的 i6时，启用闸门控 制下泄流量，使水位保持在防洪限制水位 525m不变。结合水库q=f（V）关系曲线线性插值逐时段对设计洪水进行试算，计算结果 如表三所示：表三：水库设计洪水（i%）调洪演算时问实测入库洪水时段平均入库8M:时段入库水量下泄8M:时段平均下泄时段下泄水量时

18、段水量变化水库存水量水库水位* *流量t(h)Q(m3/s)Q(m 3s)(万m3)q(m 3/s)q(m3/s)q_At(万m 3)N(万m3)V(万 m3)Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)03535.04683.8525.0115.541.6115.541.60.01196196.04683.8525.0360.0129.6335.8120.98.72524475.64692.5525.0625.5225.2491.2176.848.33727506.84740.9525.3973.5350.5556.6200.4150.141220606.54890

19、.9526.11305.0469.8686.6247.2222.651390766.85113.6527.41340.0482.4836.4301.1181.361290906.05294.8528.41240.0446.4948.0341.3105.171190990.05400.0528.91021.5367.7994.0357.89.9* *8853998.15409.9529.0750.0270.0966.5347.9-77.99647935.05331.9528.6565.0203.4889.4320.2-116.810483843.85215.1527.9460.0165.6797

20、.9287.2-121.611437752.05093.5527.3417.5150.3713.3256.8-106.512398674.54987.0526.7373.0134.3640.7230.7-96.413348606.94890.6526.1321.0115.6575.9207.3-91.714294544.84798.9525.6288.5103.9517.9186.4-82.615283490.94716.3525.2273.098.3363.4130.8-32.516263235.84683.8525.0254.091.4240.486.54.917245245.04683.

21、8525.0234.584.4234.584.40.018224224.04683.8525.0214.077.0214.077.00.0* *19204204.04683.8525.0193.569.7193.569.70.020183183.04683.8525.0177.063.7177.063.70.021171171.04683.8525.0162.558.5162.558.50.022154154.04683.8525.0149.053.6149.053.60.023144144.04683.8525.0139.550.2139.550.20.024135135.04683.852

22、5.0Q-t、q-t曲线相交点可能不是最大值，对洪峰附近处加密，结果如下:表四：水库设计洪水（1%）调洪演算洪峰附近时段加密时间实测入库洪水时段平均入库时段入库水量下泄时段平均下泄时段下泄水量时段水量变化水库存水量水库水位TQQQZtQQq （万N（万V（Z* *(h)(m 3s)(m 3/s)(万m3)(m 3/s)(m 3/s)m 3)m3)万m 3)(m)71190990.05400.528.91105.398.11005.0361.836.307.51021.581020.5436.529.1937.3337.401009.1363.3-25.838853998.15409.529.0

23、801.5288.5973.2350.4-61.898.5750948.35348.528.7698.5251.5941.7339.0-87.519647935.05331.528.69由表三绘制 Qt、q-t以及Z-t曲线:时邕t小时）闺五二某水利隹翅的八关系曲班由上表查得设计洪水最大下泄流量qm=1020.0m 3/s,水库最高水位为 Zm=529.1mB.半图解法进行调洪演算：1.计算并绘制单辅助线计算中V取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取 t=1h。计算过程如下:第（3）栏 V=V 总一V519=V 总一3756.82 （m3）;第（4）栏V-（万m3/s）;t 0.36第（5）栏由表二

24、q-Z关系曲线查得；第（6）栏为第（5）栏的一半；第（7）栏=第（4）栏+第（6）栏；计算结果见表五：q表五：某水利枢纽的f(r)辅助曲线计算表（P=1% ）水库水位 Z（m）总库容V（万 m3）堰顶以上库容v（万V/A (m3/s)q(m 3/s)q/2 q(m 3/s)、）* *m3)(m 3s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)5254683.8927.02575.0470.0235.02810.0525.54774.81018.02827.8528.6264.33092.15264865.81109.03080.6589.6294.83375.4526.54956.81200.

25、03333.3652.8326.43659.75275047.81291.03586.1718.2359.13945.2527.55138.91382.13839.2785.6392.84232.05285229.91473.14091.9855.0427.54519.4528.55320.91564.14344.7926.4463.24807.95295411.91655.14597.5999.7499.85097.3529.55502.91746.14850.31074.8537.45387.75305593.91837.15103.11151.8575.95679.0530.55701.

26、51944.75401.91230.5615.36017.25315809.12052.35700.81311.0655.56356.3531.55916.72159.95999.71393.1696.66696.35326024.32267.56298.61476.9738.57037.1532.56132.02375.26597.81562.4781.27379.05336239.62482.86896.71649.4824.77721.4533.56347.22590.47195.61738.0869.08064.65346454.82698.07494.41828.2914.18408

27、.5* *534.56562.42805.67793.31919.8959.98753.35356670.02913.28092.22013.01006.59098.7535.56787.33030.58418.12107.61053.89471.95366904.53147.78743.62203.71101.89845.4536.57021.83265.09069.42301.21150.610220.05377139.03382.29395.02400.11200.010595.0537.57256.33499.59720.82500.31250.210971.05387373.6361

28、6.810046.72602.01301.011347.6538.57490.83734.010372.22704.91352.511724.75397608.13851.310698.12809.31404.612102.7539.57725.33968.511023.62914.91457.412481.15407842.64085.811349.43021.81510.912860.3闺六；基/承版包的闺六；基/承版包的，尸rWArW为惆助用1级利用表五中第（5）、（7）两栏相应的数据绘制成单辅助线如图六所示:於仁商)删料利修2、调洪计算求qt过程和Zt过程调洪的起始条件与试算法相同，计

29、算过程如下: 第（1）、（2）栏由题目中给出;第（3）第（4）栏Q （Qi Q2）/2,逐时段求平均值，上一时段Q2为下一时段第（3）第（4）Vq Vq栏(72)2(X2)1Q。；第（5）栏由表五线性插值求得;第（第（5）栏由表五线性插值求得;第（6）栏由表二q-Z关系曲线插值得到;计算结果见表六:表六：某水利枢纽的设计洪水平图解法计算表 （P=1%）时间t(h)入库流量Q（m 3/s）平均入库Q（m3/s）V/ d+q/2(m 3/s)q(m 3/s)Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)0352810.035.0525.0115.511962890.5196.0525.0360.02

30、5243054.5520.8525.4625.537273159.2543.1525.6973.5412203589.6637.2526.4* *1305.0513904257.4791.7527.51340.0612904805.6925.8528.51240.0711905119.81005.5529.01021.588535135.81009.6529.1750.096474876.2943.7528.6565.0104834497.5849.7528.0460.0114374107.8756.4527.3417.5123983768.9677.8526.7373.0133483464.

31、1609.3526.2321.0142943175.7546.7525.6288.5152832917.6492.3525.2* *273.0162632874.0263.0525.0254.0172452865.0245.0525.0234.5182242854.5224.0525.0214.0192042844.5204.0525.0193.5201832834.0183.0525.0177.0211712828.0171.0525.0162.5221542819.5154.0525.0149.0231442814.5144.0525.0139.5241352810.0135.0525.0

32、Q-t、q-t曲线相交点可能不是最大值，对洪峰附近处加密，结果如下:* *表七：半图解法洪峰附近加密计算表(P=1% )时间t(h)入库流量Q(m 3/s)平均入库流量Q(m 3/s)V/At+q/2(m 3/s)q(m 3/s)Z(m)711905119.81005.5529.01105.87.51021.55220.11031.4529.2937.388535135.81009.6529.1由以上两表绘制 Qt、qt以及Zt曲线:530.0 529.0|即。3 526.0525.054.0 C去这关系嗨k1002003004Q0500600TOQ800SOOWOO11COT遑q (立方米/

33、砂)由上表查得设计洪水最大下泄流量qm=1031.4m 3/s ,水库最高水位为 Zm=529.2m（二）、校核洪水的计算A、试算法.qV, VZ和qZ曲线与设计洪水中的相同。.调洪计算求qt过程和Zt过程。起调水位为525m ,相应库容查表一为 4683.8万m3。用试算法对每一时段的q2、V2进行调?计算，计算时段为1ho详细过程同表三，计算结果见表八:表八：水库校核洪水（0.1% ）调洪演算时间入库洪水时段平均入库时段入库水量下泄流量时段平均下泄时段下泄水量时段水量变化水库存水量水库水位t (h)QQQ q(m 3q(m 3q/1凶VZ(m)* *（m3/s）（m 3s）（万 m3）/s

34、）/s）（万 m3）（万m3）（万 m3）05050.04683.8525.0173.062.3173.062.30.01296296.04683.8525.0488.0175.7393.9141.833.92680491.84717.7525.2990.0356.4544.9196.2160.231300598.04877.9526.01650.594.0720.0259.2334.8420000841.95212.7527.92150.774.01007.362.8411.25230001173.785623.9530.12200.792.01296.466.6325.4621000141

35、8.515949.3531.71925.693.01481.533.3159.77175001544.246109.0532.41465.527.41534.552.3-24.98118001524.436084.1532.31037.373.51464.527.1-153.6989551403.925930.5531.6856.0308.21338.481.7-173.5* *108171272.005757.0530.8763.0274.71212.436.5-161.8117091152.845595.2530.0657.5236.71088.391.7-155.0126061023.1

36、05440.3529.2577.5207.9966.6348.0-140.113549910.25300.2528.4513.0184.7861.5310.1-125.514477812.95174.7527.7458.5165.1770.9277.5-112.415440728.85062.3527.1427.0153.7694.2249.9-96.216414659.54966.1526.6399.5143.8630.5227.0-83.217385601.54882.9526.1368.0132.5576.2207.4-74.918351550.94808.0525.7335.5120.

37、8528.1190.1-69.319320505.34738.6525.3303.0109.1455.3163.9-54.820286405.44683.8525.0271.597.7331.2119.2-21.5* *21257257.04683.8525.0248.589.5248.589.50.022240240.04683.8525.0233.083.9233.083.90.023226226.04683.8525.0219.078.8219.078.80.024212212.04683.8525.0Q-t、q-t曲线相交点可能不是最大值，对洪峰附近处加密，结果如下:表九：水库校核洪水

38、（0.1% ）洪峰附近加密计算表时间入库洪水时段平均入库时段入库水量下泄流量时段平均下泄时段下泄水量时段水量变化水库存水量水库水位t (h)Q(m3/s)Q(m 3/s)Q.A(万 m3)Q(m 3/s)Q(m 3/s)qZl(万m3)凶(万 m3)V(万 m3)Z(m)621001418.55949.3531.72012.5724.51492.3537.2187.36.519251566.16136.532.5* *1837.661.51564.563.398.267175051563.276109.532.41607.578.71569.565.013.707.25160851575.46

39、148.532.1393.501.871570.565.4-63.7467.5146581565.666136.532.51322.476.11545.556.2-80.108118051524.406084.532.31由上表绘制 Qt、q-t以及Zt曲线:时刻（时）图十：樟慌泮木工一寸词看鳍由上表查得设计洪水最大下泄流量qm=1575.7m 3/s ,水库最高水位为 Zm=532.6m 。B、半图解法.由上述列表试算法得到的qV曲线计算并绘制 (f=V/及+q/2)Z 辅助曲线，见表六;.调洪计算求qt过程和Zt过程。详细计算过程见表十：表十：某水利枢纽的半图解法校核洪水计算表 (P=1%)时间t(h)入库流量Q(m 3/s)平均入库流量Q(m 3/s)V/ d+q/2(m 3/s)q(m 3/s)Z(m)050173.0488.02810.050.0525.012962933.0296.0525.0* *26803125.0535.7525.6990.0313003579.3634.9526.41650.0420004594.3873.5528.12150.0523005870.81196.4530.32200.0621006874.31436.9531.81925.0717507362.41558.2532.51465.081180