【《某水利枢纽的调洪演算计算案例》2100字】

某水利枢纽的调洪演算计算案例首先确定进行调洪演算的水库防洪运用方式：开始时段时，控制闸门开度，洪水来多少泄多少；达到防洪限制水位后，闸门全开进行自由出流泄水，水库水位从防洪限制水位上升。再对溢流前缘净宽L净进行初拟：根据下游黑河的泄流要求，在正常洪水的情况下安全泄量为5300米3/秒，非常洪水安全泄量为7300米3/秒。单宽流量根据工程实践参考，以及对课本水工建筑物的查询，软弱岩石常取单宽流量q=20～50m3/s，较好的岩石取q=50～80m3/s，坚硬的岩石可取q=100～130m3/s，地质条件好、堰面铺铸石防冲、下游尾水较深和消能效果好的工程，可以选取更大的单宽流量。当地的地质情况如下：坝址地质属震旦纪岩层，因系老岩层，经过多次地壳变动，使其组织趋于细致，因为受力次数甚多，节理甚发达，又有石英脉侵入，致影响其强度，岩层走向大致与河流平行，坝址附近没有发现断层。坝址处的基础岩石分布如1.3坝址地质部分所示。由此处的地质情况考虑，在挖除砂质粘土及卵石后，岩质都较坚硬，可选择50～80m3/s的单宽流量，暂取75m3/s，由此在考虑到下游防洪情况时，溢流前缘净宽选为L=Qq=接下来选定孔口宽度b以及孔数n：查水工设计手册及课本水工建筑物可知，孔口宽度可选择的范围为8～16m，参考相似规模工程的经验选取孔口宽度为12m，由此孔数n=97.3312=8.11堰顶高程的拟定：由q=mε（2g）0.5H01.5，其中q=75m3，溢流堰的型式选用wes实用堰，流量系数m在堰顶水头等于设计水头时取0.502，侧收缩系数ε与中墩形状有关，暂取ε=0.9H暂定校核洪水位为非常洪水位234.5m，所以堰顶高程为234.5-11.20=223.3m，可取223.5m处为堰顶高程，设计规范要求设计时需设计多种方案进行比较，此处设计两个堰顶高程的方案，故再选取224m作为堰顶高程。由此，两种方案的情况如下：一方案死水位215.0m，堰顶高程223.5m，正常高水位232.2m，校核洪水位234.5m。其闸门高度估算为232.2−223.5=8.7m，在加入0.5至1m的安全超高后则取为9.5m。二方案死水位215.0m，堰顶高程224m，正常高水位232.2m，校核洪水位234.5m。其闸门高度估算232.2−224=8.2m，加入0.5至1m的安全超高后则取为9.2m。以上两方案的防洪限制水位均为225.8m考虑到电站单台机组发电流量最大为33m3/s，共有三台机组，总流量为99m3/s，取其的80%作为调洪演算中的发电流量。99×0.8=79.2m3/s由以上两种方案进行两种不同工况下（校核洪水工况、设计洪水工况）的调洪演算。调洪演算采用课本《工程水文及水利计算》上提供的单辅助线法进行计算，在计算前先利用典型洪水过程线同倍比放大得到设计洪水过程线以及校核洪水过程线，其计算原理的本质是对水量平衡方程的变式，水量平衡方程整理可得下式： V2∆t该式左端与右端均含有Q∆t与q2两项，可将式改写为q=fQ∆t+q2，于是，按此式进行辅助曲线的绘制。演算的计算步骤如下：从第一时段起，由水库入库洪水过程和起始条件可知Q1、Q2两种不同堰顶高程的方案的计算结果如下：堰顶高程为223.5m附表1.1q=fQ由此表作q=fQ附图1.1堰顶223.5m时的q=fQ∆t+q2两种计算工况结果表格如下：附表1.2同倍比放大法得到的设计洪水蓄泄过程计算表（堰顶223.5m）附图1.2设计洪水蓄泄过程线（堰顶223.5m）（横坐标为时间，纵坐标为流量）如上图可计算得到交点流量即qmH上游最高水位为223.5+8.38=231.88m。查坝址处水位流量曲线可知此时下游水位为198.34m。附表1.3同倍比放大法得到的校核洪水蓄泄过程计算表（堰顶223.5m）附图1.3校核洪水蓄泄过程线（堰顶223.5m）（横坐标为时间，纵坐标为流量）如上图可计算得到交点流量即qmH上游最高水位为223.5+10.31=233.81m。查坝址处水位流量曲线可知此时下游水位为199.6m。堰顶高程为224m附表1.4q=fQ由此表作q=fQ附图1.4堰顶224m时的q=fQ∆t+q2两种计算工况结果表格如下：附表1.5同倍比放大法得到的设计洪水蓄泄过程计算表（堰顶224m）附图1.5设计洪水蓄泄过程线（堰顶224m）（横坐标为时间，纵坐标为流量）如上图可计算得到交点流量即qmH上游最高水位为224+8.47=232.47m。查坝址处水位流量曲线可知此时下游水位为198.22m。附表1.6同倍比放大法得到的校核洪水蓄泄过程计算表（堰顶224m）附图1.6校核洪水蓄泄过程线（堰顶224m）（横坐标为时间，纵坐标为流量）如上图可计算得到交