（推荐）洪水调节课程设计-三峡大学

1、如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!水资源规划及利用课程设计计算说明书姓 名：何明明学 号：2013101227专 业：水利水电工程三峡大学水利与环境学院2016年 1 月如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!目 录1、设计目的12、设计基本资料13、洪水标准确定13.1设计洪水标准23.2校核洪水标准34、洪水调节方案34.1 设计标准洪水调节34.1.1下泄流量计算34.1.2列表试算法调洪演算54.2校核标准洪水调节85、成果分析及结论186、小结18如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!洪水调节1、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、

2、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。2、设计基本资料大峡水电站枢纽位于湖北省竹溪县境内，泉河流域规划中梯级电站的第三级，工程距天宝乡3km，距竹溪县城83km。拦截堵河西支泗河上游的一级支流泉河。河流全长82.2km，流域面积894.6km2，大峡电站坝址以上流域面积482.70km2，占全流域的53.96%，河长43.7km，河床比降14.3。多年平均径流量为11.2m3/s，多年平

3、均径流总量为3.53亿m3，多年平均径流深为733.9mm。大峡电站水库正常蓄水位选为565m，汛限水位563.5m，死水位552m，其相应的死库容为407万m3，调节库容1333万m3，库容系数3.8%。依据防洪标准(GB5020194)和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），本工程项目为中型水库。电站总装机容量20MW，保证出力1.9MW，年发电量0.603亿kW·h。水库挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高88m。溢洪形式表孔泄流，溢洪道堰顶高程555m，采用2孔12×10.5（宽×高）的弧形门控制。大峡水库调洪规则如下：起调水位取Xm（注：X

4、=563.5+学号最后1位/10，即563.5m-564.5m），当来量较小时，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来量，水库水位维持正常蓄水位不变；当来水增大，并大于闸孔全开的泄量时，闸门全开敞泄库水位上升，直至达到最高洪水位。3、洪水标准确定1) 分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算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：2) 根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；3) 用列表试算法进行调洪演算：如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!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

5、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q1、V1，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。4) 将计算结果填写在调洪成果表中3.1设计洪水标准设计洪水：为解决各类防洪问题，所提供的作为规划设计依据的各种设计标准的洪水，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!设计洪水三要素：设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线，根据“水利水电工程分等指标”，将该水利枢纽工程工程等别定为中型；根据山区，丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准重现期(年)，可查得，

6、该工程设计洪水标准选为100年（即百年一遇(1%)洪水进行设计）。洪水过程线如表（一）。3.2校核洪水标准根据“水利水电工程分等指标”，将该水利枢纽工程工程等别定为中型；根据山区，丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准重现期(年)，可查得，该工程校核标准选为500年（即五百年一遇(0.2%)洪水进行校核）。表1 设计洪水过程时间t（h）Q(m³/s) （设计）P=1%Q(m³/s)(校核)P=0.2%时间t（h）Q(m³/s) （设计）P=1%Q(m³/s)(校核)P=0.2%时间t（h）Q(m³/s) （设计）P=1%Q(m³/

7、s)(校核)P=0.2%0 15.2217.8917 621.14887.5534 213.32186.361 16.4719.3318 853.061252.635 170.26149.252 17.7320.7719 1196.281774.4836 138.69123.75318.9822.2120 1532.372231.6137 116.12106.714 20.2323.6521 1759.312472.3538 100.2295.645 21.4825.0822 1838.512470.7339 89.2988.736 22.7426.7923 1785.292284.9740

8、81.6884.557 24.3632.1424 1641.031998.8941 74.8381.558 30.1452.5125 1449.581683.6442 72.8781.069 48.0397.7726 12451384.2643 72.1881.3610 82.79165.5227 1046.661118.3844 72.382.1511 133.25247.1928 863.34888.4545 72.883.1812 195.57335.4229 699.86694.3846 73.5584.3713 266.22426.9130 558.91535.2247 74.458

9、5.6414 341.11518.2831 441.2408.7548 72.5183.5615 418.9612.2232 345.83311.4916 504.13720.5633 270.84238.954、洪水调节方案一4.1 设计标准洪水调节4.1.1下泄流量计算堰顶溢流公式： (1)如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!式中：q通过溢流孔口的下泄流量，m3/s； n溢流孔孔口数；b溢流孔单孔净宽，m ；g重力加速度，9.81m/s2；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； H0堰顶水头，m。计算不同库水

10、位对应的下泄流量q，由水位库容曲线查得相应的库容V，计算结果见表(2)。绘制q=f(V) 曲线关系、VZ关系曲线和qZ关系曲线，如图1、图2和图3所示。 表2 q=f(V)关系曲线计算表水位Z（m）堰顶水头 H（m）泄流量 q（m3/s）库容 V(亿m3)564.29.21310.00 0.1674 564.79.71418.23 0.1715 565.210.21529.29 0.1753 565.710.71643.11 0.1788 566.211.21759.61 0.1825 566.711.71878.75 0.1866 567.212.22000.46 0.1906 567.71

11、2.72124.69 0.1947 568.213.22251.39 0.1988 568.713.72380.51 0.2031 568.9913.992456.50 0.2056 图1 q=f（V）关系曲线如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!图2 VZ关系曲线图3 qZ关系曲线4.1.2列表试算法调洪演算1）基本原理：根据水库容积曲线V=f（Z）和堰顶溢流公式q=f（Z），得出蓄泄方程q=f（V）。联立水量平衡方程2）调洪计算求qt过程和Zt过程 由起调水位=564.2m可从图3中查得需要调节的起始流量为如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载! =1310.00m³/s，

12、因在前19个小时内Q均小于，故q=Q，从20小时开始调洪，从Q>开始调洪，保持溢洪道堰顶高程和单孔宽度不变，两孔全开,取t=1h=3600s，联立水量平衡方程以及蓄泄方程，计算结果如表3所示。表3 设计百年一遇洪水（P=1%）时间t（h）入库洪水流量Q(m³/s)时段平均入库流量Q(m³/s)时段入库水量Qt(万m³)下泄流量q(m³/s)时段平均下泄流量（m³/s）时段下泄水量q't(万m³)时段内水库存水量变化V(万m³)水库存水量V（亿m³）水库水位Z（m）0 15.2215.8455.7042

13、15.2215.8455.704200.17395651 16.4716.470.17395652 17.7317.16.15617.7317.16.15600.17395653 18.9818.3556.607818.9818.3556.607800.17395654 20.2319.6057.057820.2319.6057.057800.17395655 21.4820.8557.507821.4820.8557.507800.17395656 22.7422.117.959622.7422.117.959600.17395657 24.3623.558.47824.3623.558.4

14、7800.17395658 30.1427.259.8130.1427.259.8100.17395659 48.0339.08514.070648.0339.08514.070600.173956510 82.7965.4123.547682.7965.4123.547600.173956511 133.25108.0238.8872133.25108.0238.887200.173956512 195.57164.4159.1876195.57164.4159.187600.173956513 266.22230.89583.1222266.22230.89583.122200.17395

15、6514 341.11303.665109.3194341.11303.665109.319400.173956515 418.9380.005136.8018418.9380.005136.801800.173956516 504.13461.515166.1454504.13461.515166.145400.173956517 621.14562.635202.5486621.14562.635202.548600.173956518 853.06737.1265.356853.06737.1265.35600.173956519 1196.281024.67368.88121196.2

16、81024.67368.881200.173956520 1532.371364.325491.1571381.91289.09464.072427.08460.1701564.53221 1759.311645.84592.502415611471.45529.72262.78040.176278565.339722 1838.511798.91647.60761704.811632.905587.845859.76180.1807565.96523 1785.291811.9652.2841779.81742.305627.229825.05420.1832566.28523.05 177

17、8.0771781.684641.406061779.81779.8640.7280.678060.1832566.28523.1 1770.8641778.077640.107721779.351779.65640.674-0.566280.1832566.28324 1641.031713.16616.73761733.91768.2125636.5565-19.81890.1816566.09如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!25 1449.581545.305556.30981594.551664.225599.121-42.81120.1773565.48826 124513

18、47.29485.024412451441.73519.0244-34.0000 0.173956527 1046.661145.83412.49881046.661145.83412.498800.173956528 863.34955343.8863.34955343.800.173956529 699.86781.6281.376699.86781.6281.37600.173956530 558.91629.385226.5786558.91629.385226.578600.173956531 441.2500.055180.0198441.2500.055180.019800.17

19、3956532 345.83393.515141.6654345.83393.515141.665400.173956533 270.84308.335111.0006270.84308.335111.000600.173956534 213.32242.0887.1488213.32242.0887.148800.173956535 170.26191.7969.0444170.26191.7969.044400.173956536 138.69154.47555.611138.69154.47555.61100.173956537 116.12127.40545.8658116.12127

20、.40545.865800.173956538 100.22108.1738.9412100.22108.1738.941200.173956539 89.2994.75534.111889.2994.75534.111800.173956540 81.6885.48530.774681.6885.48530.774600.173956541 74.8378.25528.171874.8378.25528.171800.173956542 72.8773.8526.58672.8773.8526.58600.173956543 72.1872.52526.10972.1872.52526.10

21、900.173956544 72.372.2426.006472.372.2426.006400.173956545 72.872.5526.11872.872.5526.11800.173956546 73.5573.17526.34373.5573.17526.34300.173956547 74.457426.6474.457426.6400.173956548 72.5173.4826.452872.5173.4826.452800.1739565时间t（h）入库洪水流量Q(m³/s)时段平均入库流量Q(m³/s)时段入库水量Qt(万m³)下泄流量q(m&

22、#179;/s)时段平均下泄流量（m3/s）时段下泄水量q't(万m³)时段内水库存水量变化V(万m³)水库存水量V（亿m³）水库水位Z（m）23 1785.291811.90 652.2840 1779.81742.305627.2298 25.0542 0.1832566.28523.05 1778.077 1781.68 641.4061 1779.81779.8640.7280 0.6781 0.1832566.28523.1 1770.8641778.08 640.1077 1779.351779.65640.6740 -0.5663 0.183

23、2566.28324 1641.031713.16 616.7376 1733.91768.213636.5565 -19.8189 0.1816566.090 3）将入库流量Q-t，q-t绘于一张图上，另作Z-t曲线，如下图：如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!图4 Q-t关系曲线和q-t关系曲线图5 Z-t关系曲线4）由上述图4和图5可知，最大下泄流量发生在t=23h时刻, =1779.8m³/s时,此时最高水位以及=566.285m。如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!4.2校核标准洪水调节具体的步骤和方法同上述4.1,运用公式（1）和（2）即可得到下表：表4 校核

24、500年一遇洪水（P=0.2%）时间t（h）入库洪水流量Q(m³/s)时段平均入库流量Q(m³/s)时段入库水量Qt(万m³)下泄流量q(m³/s)时段平均下泄流量（m³/s）时段下泄水量q't(万m³)时段内水库存水量变化V(万m³)水库存水量V（亿m³）水库水位Z（m）0 17.8918.616.699617.8918.616.699600.17395651 19.3319.330.17395652 20.7720.057.21820.7720.057.21800.17395653 22.2121.49

25、7.736422.2121.497.736400.17395654 23.6522.938.254823.6522.938.254800.17395655 25.0824.3658.771425.0824.3658.771400.17395656 26.7925.9359.336626.7925.9359.336600.17395657 32.1429.46510.607432.1429.46510.607400.17395658 52.5142.32515.23752.5142.32515.23700.17395659 97.7775.1427.050497.7775.1427.050400

26、.173956510 165.52131.64547.3922165.52131.64547.392200.173956511 247.19206.35574.2878247.19206.35574.287800.173956512 335.42291.305104.8698335.42291.305104.869800.173956513 426.91381.165137.2194426.91381.165137.219400.173956514 518.28472.595170.1342518.28472.595170.134200.173956515 612.22565.25203.49

27、612.22565.25203.4900.173956516 720.56666.39239.9004720.56666.39239.900400.173956517 887.55804.055289.4598887.55804.055289.459800.173956518 1252.61070.075385.2271252.61070.075385.22700.173956519 1774.481513.54544.874414611356.8488.44856.42640.173564.89420 2231.612003.045721.09621848.31654.65595.67412

28、5.42220.1855566.57321 2472.352351.98846.71282204.22026.25729.45117.26280.1972568.01522 2470.732471.54889.75442391.152297.675827.16362.59140.2035568.74122.3 2415.0022442.866879.431762406.82398.975863.63115.800760.203974568.800622.35 2405.7142410.358867.728882407.62407.2866.5921.136880.20398568.801322

29、.4 2396.4262401.07864.38522407.42407.5866.7-2.31480.203977568.800922.5 2377.852387.138859.369682406.32406.85866.466-7.096320.203963568.79922.6 2359.2742368.562852.682322403.52404.9865.764-13.081680.2039568.78823 2284.972387.138859.369682382.52400.75864.27-4.900320.2032568.70824 1998.892141.93771.094

30、82214.32298.4827.424-56.32920.1976568.05425 1683.641841.265662.85541949.52081.9749.484-86.62860.1889566.99226 1384.261533.95552.2221656.71803.1649.116-96.8940.1792565.75927 1118.381251.32450.47521118.381398.542503.4752-530.173956528 888.451003.415361.2294888.451003.415361.229400.1739565如果您需要使用本文档，请点

31、击下载按钮下载!29 694.38791.415284.9094694.38791.415284.909400.173956530 535.22614.8221.328535.22614.8221.32800.173956531 408.75471.985169.9146408.75471.985169.914600.173956532 311.49360.12129.6432311.49360.12129.643200.173956533 238.95275.2299.0792238.95275.2299.079200.173956534 186.36212.65576.5558186.36

32、212.65576.555800.173956535 149.25167.80560.4098149.25167.80560.409800.173956536 123.75136.549.14123.75136.549.1400.173956537 106.71115.2341.4828106.71115.2341.482800.173956538 95.64101.17536.42395.64101.17536.42300.173956539 88.7392.18533.186688.7392.18533.186600.173956540 84.5586.6431.190484.5586.6

33、431.190400.173956541 81.5583.0529.89881.5583.0529.89800.173956542 81.0681.30529.269881.0681.30529.269800.173956543 81.3681.2129.235681.3681.2129.235600.173956544 82.1581.75529.431882.1581.75529.431800.173956545 83.1882.66529.759483.1882.66529.759400.173956546 84.3783.77530.15984.3783.77530.15900.173

34、956547 85.6485.00530.601885.6485.00530.601800.173956548 83.5684.630.45683.5684.630.45600.1739565时间t（h）入库洪水流量Q(m³/s)时段平均入库流量Q(m³/s)时段入库水量Qt(万m³)下泄流量q(m³/s)时段平均下泄流量（m³/s）时段下泄水量q't(万m³)时段内水库存水量变化V(万m³)水库存水量V（亿m³）水库水位Z（m）22 2470.732471.54 889.75442391.152297.68 827.16362.59140.2035568.74122.3 2415.002244