【某水利枢纽的调洪演算计算过程案例2400字】

–PAGE33–某水利枢纽的调洪演算计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u13225某水利枢纽的调洪演算计算过程案例 1208311.1基本原理 130891.2调洪演算过程 11.1基本原理根据基本资料，先在一定范围内选取合适的单宽流量。然后利用选取的单宽流量计算溢流坝的溢流前缘宽度。选取合适的堰顶高程以及起调水位后选定合理的调洪方案，然后通过半图解法，计算并绘制f1(Z)、f2(Z)两条辅助线，综合求解设计洪水位、设计下泄流量，校核洪水位、校核下泄流量。改变溢流前缘宽度，设计出两个不同的有效方案，并分别计算两个方案的设计洪水位和校核洪水位。通过经济，施工等方面比较两方案的计算结论，最终确定本工程的设计洪水位和校核洪水位。1.2调洪演算过程1.2.1确定大致的泄洪单宽流量根据给出的基本地质资料，本工程的基岩质量相对较优，在工程上，对于较好的岩石，单宽流量q=50～80m3/(s·m)。所以初步确定本工程的单宽流量q=80m3/(s·m)。1.2.2初步计算溢流坝段溢流前缘宽度溢流坝溢流前缘宽度（孔口净宽）的计算见公式（1.1）：（1.1）式中：Q——最大下泄流量，Q=3200m³/s；q——单宽流量，q=80m3/(s·m)。计算得B=3200/80=40m故初步拟定溢流坝溢流前缘宽度（孔口净宽）为40m。1.2.3选定溢流堰堰顶高程堰顶高程越低，设计洪水位，校核洪水位以及坝顶高程也就越低。坝顶高程越低，所需要的混凝土方量就越少，工程量会相对减小，工程开支也相对减小。而且堰顶高程也决定着下泄流量的大小，下泄流量随着堰顶高程的降低而增大，下游的防洪标准也随之增大。所以为了经济不宜选择过高的堰顶高程，为了安全也不宜选择过低的堰顶高程，综上所述，堰顶高程应该在一个合理的范围内选取。根据基本资料以及工程经验，确定堰顶高程的选取范围为337~339m，本工程初步拟定溢流坝堰顶高程H1=338m。1.2.4选定起调水位顾及工程经济效益，施工条件，以及工程安全，初步拟定起调水位为正常蓄水位，即H0=346m。1.2.5选定调洪过程方案1：起调水位为正常蓄水位346m，在来洪量小于泄洪量时，调洪完全由闸门控制，来多少洪水就由闸门泄多少；在来洪量大于泄洪量时，打开全部闸门。对设计洪水工况，最大下泄流量不超过3200m3/s；当调洪下泄洪水流量大于3200m3/s，应重新确定孔口尺寸从而改变初始变量，重新进行调洪演算，而不是利用闸门来控制下泄流量维持在3200m3/s；对校核洪水工况，则着重保护大坝安全，打开所有闸门，不用考虑下游安全下泄流量。方案2：起调水位为堰顶高程，打开所有闸门，作为堰顶无闸门的情况进行泄流。考虑到安全因素，方案1较为合理，所以本工程选取方案1作为调洪方案。1.2.6计算并绘制f1(Z)、f2(Z)、f3(Z)曲线（1）计算f3(Z)方案一的溢流前缘宽度B=40(m)，先对方案一的下泄流量Q下1进行计算，下泄流量Q下计算见公式（1.2）：（1.2）式中：m——流量系数；B——溢流前缘宽度；H——堰顶水头。计算出的下泄流量Q下与库水位的关系曲线便为F3(Z)曲线。计算f1(Z)、f2(Z)通过下泄流量Q下1计算两条辅助线f1(Z)、f2(Z)f1(Z)、f2(Z)的计算见公式（1.3），（1.4）：（1.3）（1.4）式中：V——坝顶以上库容；Δt——泄流时间，取4个小时，即14400秒。整理计算数据并绘制f1(Z)、f2(Z)、f3(Z)曲线，如图1.1所示。1.2.7综合求解设计洪水位、设计下泄流量，校核洪水位、校核下泄流量利用图解法，计算设计洪水位的单过程下泄流量。将整个过程分为若干时间段，每个时间段为4小时，通过洪水过程线查该时段相对应的入库流量，再通过查f1(Z)、f2(Z)、f3(Z)辅助线计算设计洪水位相对应的下泄流量。校核洪水位下泄流量的计算采用设计洪水位下泄流量的计算方法。图1.1f1(Z)、f2(Z)、f3(Z)曲线方案一的设计下泄流量：在t=41.03h时，下泄流量达到最大Qmax=2661.5m3/s＜3200m3/s，最高洪水位Hmax=347.66m，查水位库容曲线，相应的防洪库容V=8.455×108m3。下泄流量达到最大值之后，来洪量小于下泄流量，水库水位开始下降，降至正常蓄水位以下，满足本次设计的需求。方案一的校核下泄流量：在t=46.81h时，下泄流量达到最大Qmax=4256.35m3/s，最高洪水位Hmax=350.97m＜351m，查水位库容曲线，相应的防洪库容V=9.976×108m3。下泄流量达到最大值之后，来洪量小于下泄流量，水库水位开始下降，降至正常蓄水位以下，满足本次设计的需求。方案一的设计下泄流量和校核下泄流量均满足要求，所以方案一为有效方案。根据计算数据分别绘制设计洪水位下泄流量曲线，如图1.2所示，与校核洪水位下泄流量曲线，如图1.3所示。图1.2设计洪水位下泄流量曲线图1.3校核洪水位下泄流量曲线1.2.8方案二计算过程通过改变溢流前缘宽度，再进行不同的调洪方案。令方案二的溢流前缘宽度B=45(m)，按照1.1.1.3——1.1.1.7计算步骤，分别计算设计洪水位与其对应的下泄流量，校核洪水位与其对应的下泄流量。方案二的设计下泄流量：在t=39.90h时，下泄流量达到最大Qmax=2791.95m3/s＜3200m3/s，最高洪水位Hmax=347.26m，查水位库容曲线，相应的防洪库容V=8.266×108m3。下泄流量达到最大值之后，来洪量小于下泄流量，水库水位开始下降，降至正常蓄水位以下，满足本次设计的需求。方案二的校核下泄流量：在t=44.07h时，下泄流量达到最大Qmax=4429.45m3/s，最高洪水位Hmax=350.34m＜351m，查水位库容曲线，相应的防洪库容V=9.69×108m3。下泄流量达到最大值之后，来洪量小于下泄流量，水库水位开始下降，降至正常蓄水位以下，满足本次设计的需求。方案二的设计下泄流量和校核下泄流量均满足要求，所以方案二为有效方案。根据计算数据分别绘制设计洪水位下泄流量曲线，如图1.4所示，与校核洪水位下泄流量曲线，如图1.5所示。图1.4设计洪水位下泄流量曲线图1.5校核洪水位下泄流量曲线1.2.9方案比较调洪演算成果：将方案一和方案二的结果整理于表1.2。方案比较：方案一和方案二同时满足上游最高限制水位Hmax<351m和设计洪水时最大下泄流量Qmax1%<3200m3/s两个控制条件，所以方案一和方案二都为有效方案。方案一和方案二相比，方案一的溢流前缘宽度小于方案二的溢流前缘宽度，从经济角度来看，溢流前缘宽度越小，坝体工程量越小，闸门尺寸选型越小，工程所需费用就越少，工程施工量就越小。所以选择方案一为调洪演算最终方案。确立设计洪水位和校核洪水位：方案一的计算结果得，设计洪水位最大下泄流量为Qmax=2661.50m3/s，校核洪水位最大下泄流量Qmax=4256.35m3/s，设计洪水位H设=347.66m，校核洪水位H较=350.97m。表1.2