(完整word版)三峡大学洪水调节课程设计

1、在此先预祝老师新春快乐，合家幸福，万事如意!A课程名称：洪水调节课程设计指导老师：玄英姬班级：网选1班学号:姓名:洪水调节课程设计一、课程设计目的洪水调节目的：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。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。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

2、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519.00m,采用3孔8m X 6m （宽 X高）的弧形门控制。水库正常蓄水位 525m,电站发电引用流量为10m3/s。本工程采用3孔溢洪道泄洪，设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水 来临时，用3孔泄洪。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。三、洪水调节演算一、洪

3、水标准的确定1.工程等别的确定由设计对象的基本资料可知，该水利枢纽工程以发电为主，并兼有其他综合 效益，电站装机为0.5xi04kW，水库库容0.55xi08m3。若仅由装机容量0.5xi04kW 为指标，根据下表所示的“水利水电工程分等指标”，可将工程等别定为V;若 仅以水库总库容0.55xi08m3为指标，则可将工程等别定为m。综合两种指标， 取等级最高的m等为工程最终等别。水利水电 工程分等指标工 程 等 别工程类型 工程规模水库 总库 容（亿 方）防洪治涝灌溉供水发电保护城 镇 及工矿 企业保护农田（万亩）治涝面积（万亩）灌溉面积（万亩）供水对 象 重要性装机容量（万千瓦）I大（1）型

4、> 10特别重要>500> 200>150特别重要> 120n大（2）型10 1.0重要500100200 6015050重要12030m中型1.0 0.1中等100 3060 1550 5中等30 5rv小（1）型0.10 0.01一般30 51535 0.5一般51V小（2）型0.01 0.001<5<3<0.5<12.洪水标准的确定该水里工程的挡水建筑物为混凝土面板坝（基本资料可知），由已确定的为 m等的工程等别，根据下表水工建筑物洪水标准，可查得，该工程设计洪水 标准为100 50年，校核标准为1000 500年，不妨取设计标准为1

5、00年，校核 洪水标准为1000年。项 目水工建筑物级别12345设 计1000-500500-100100-5050-3030-20校土石坝10000-50005000-20002000-10001000-300300-200校混凝土坝 核、浆砌石5000-20002000-10001000-500500-200200-100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）】、洪水调节计算水位库容关系高程（m）450460470480490500505库容（1o4m）018113.5359.3837.21573.62043.2高程（m）510515520525530535540

6、库容（1o4m）2583.33201.33895.74683.85593.966707842.61.列表试算法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（ H），得 出蓄泄方程q=f（V）。联立水量平衡方程(Q2+Q1 -q2 -qi)r心tV2 =Vi + 2可得 q=f（V）=g （q），即 q=g（ q）。而求出q。2）主要过程a.已知的电站发电引用流量为3流 q=nbsmj2gHo2 +10式中：qn因该式收敛，故可用循环程序编写，从10m3/s，结合堰顶溢流公式，得出下泄L q=f(V)（1）通过溢流孔口的下泄流量，m/s ；溢流孔孔口数；其中计算设计洪水时n取

7、2，校核洪水时n取3；溢流孔单孔净宽，m ;重力加速度，9.81m/s2;6 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 ;H）堰顶水头，519m （已知，设计基本资料给出）。B水位高程Z与堰顶水头H的关系。基本材料可知溢洪道堰顶高程为 519m，则 H=Z-519m。C.水库容积曲线V=f （Z）的近似化。根据该设计的蓄泄情况，水位高 程的变化范围在520m535m之间，又由于水库容积曲线在水位高程属 于520m535m之间的变化率较小，为方便计算，故可将其分段直线化 以简AtV2 =Vi +一 (Q2+Qi_q2_qi)

8、化、近似计算国将(1)式与水量平衡方程联立。, 3q=nbs m 詐 +10当闸门z的升高e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； 达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位 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524.5m,下游无防汛要求。3)按设计洪水标准进行调洪演算524.5m,A根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，起调水位库容4604.99万立方米。 3B根据水库容积曲线 V=f(Z)和泄洪建筑物的泄洪

9、能力，由q=nbw m+10求出下泄流量与库容的关系曲线 q=f(V).C选取合适的计算时段，由设计洪水位过程线摘录Q，Q，决定起始计算时刻的q1.V1值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的 q2,V2值都要进行试算。图1 Z-V 图水库的总泄流量、水位、库容关系计算表520521522523524524.5525526527528529H( m0123455.56789103756.823895.74053.324210.944368.564526.184604.994683.84865.825047.845229.865411.88（m3/s）031.29688.52162.622

10、50.37349.9403.684459.96579.62708.16845989.69（m3/s）1010101010101010101010101041.29698.52172.62260.37359.9413.684469.96589.62718.16855999.69530531532533534535536537538539540H( m11121314151617181920215593.95809.126024.346239.566454.7866706904.527139.047373.567608.087842.6（m3/s）1141.791300.981466.941639

11、.421818.172002.982193.672390.052591.962799.263011.8（m3/s）10101010101010101010101151.791310.981476.941649.421828.272012.982203.672400.052601.962809.263021.8水库的总泄流量、水位、库容关系计算表库水位Z（m）溢洪道堰顶水头库容V （万m3）溢洪道泄量q溢库水位Z（m）库容V （万m3）总泄量q （n3/s）溢洪道堰顶水头溢洪道泄量q溢发电洞泄量q电发电洞泄量q电总泄量q （n3/s）水库容积与水位曲线水库容积与水位曲线V-Z （万m380007

12、50070006500+库容V (万m3 I6000550050004500400035003000水库的q=f （Z）曲线总泄量q-z曲线（m3/s）总泄量 q (m3/s) I水库的q=f （v）曲线总泄量q-v曲线（m3/s）3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500总泄量 q (m3/s) I计洪水为100年,试算过程如下表2 （P=1%入库洪水时段平均入库时段平均时间 t流量（ m3流量（m时段入库水下泄流量下泄流量时段下泄量时段水量变水库存水容水库水位（h）/s ）3/s ）量（ m3）（ m3/s ）（

13、m3/s ）（ m3）化（ m3）量 V（ m3）（ m）035354604.99524.51196115.541.58196115.541.5804604.99524.52524360129.6435.736315.868113.71215.8884620.878524.6013727625.5225.18469.579452.658162.95762.2234683.101524.99641220973.5350.46589.213529.397190.583159.8774842.978525.875513901305469.8759.325674.269242.737227.06350

14、70.041527.122612901340482.4897.326828.325298.197184.2035254.244528.134711901240446.4978.765938.0455337.696108.7045362.948528.7317.1951007.5151190231.9779641007.515993.13995193.60238.3765401.324528.94288531021.5367.74988.9211998.21805359.3588.3825371.329528.8069647750270932.14960.53055345.791-75.7915

15、295.538528.38910483565203.4844.887888.51335319.865-116.4655179.073527.74911437460165.5753.349799.11825287.683-122.1835056.891527.07812398417.5150.3673.533713.4413256.839-106.5394950.352526.49313348373134.28602.109637.821229.616-95.3364855.016525.96914294321115.56535.303568.70545204.7342-89.1744765.8

16、42525.47915283288.5103.86476.648505.97465182.151-78.2914687.552525.04901626327398.28438.659457.653164.755-66.4754621.0765524.6351724525491.44245341.829123.059-31.6194604.99524.518224234.584.42224234.584.4204604.99524.51920421477.0420421477.0404604.99524.520183193.569.66183193.569.6604604.99524.52117

17、117763.7217117763.7204604.99524.522154162.558.5154162.558.504604.99524.52314414953.6414414953.6404604.99524.524135139.550.22135139.550.2204604.99524.5设计洪水位过程线于下泄流量过程线如下图入库洪水过程线与下泄流量过程线Zt关系曲线库容V与时间t曲线水库存水容量V (m3T水库存水容量V (m3 I051015202530结果：最大下泄流量 q=1007.515m3/s, 发生在 t=7.195h 时，正好是两曲线的交点，即为所求的最大下泄流量，此

18、时是高水位，即设计洪水位，则 z=528.942m,V=5401.324 万 m3同理，通过试算算出校核洪水位为 1000 年水库的调洪计算表如下图所示：调洪计算表（ p=0.1%）入库洪水时段平均时间 t流量（ m3入库流量时段入库水下泄流量（m时段平均下泄时段下泄量时段水量变水库存水容水库水位（h）/s)( m3/s )量（ m3）3/s )流量（ m3/s ）（ m3）化（ m3）量 V（ m3）（ m）050504604.99524.5129617362.28296115.541.5804604.99524.52680488175.68449.647372.823134.21641.4

19、644646.454524.76131300990356.4571.310510.479183.772172.6284819.081525.743420001650594827.668699.489251.816342.1835161.265527.6235230021507741141.929984.799354.527419.4725580.737529.9276210022007921407.7931274.861458.949333.0505913.787531.0487175019256931538.0391472.916530.249162.7506076.538532.2427.

20、127061548.8161649.408209.5791548.8161543.428196.11313.4666090.004532.305811801465527.41519.6461528.843550.383-22.9836053.5545325373.51398.2291458.938525.217-151.7175901.837531.43010817856308.161261.681329.955478.783-170.6235731.213530.63811709763274.681136.9821199.331431.759-157.0795574

21、.134529.89112606657.5236.71023.031080.006388.802-152.1025422.032529.05513549577.5207.9917.1468970.088349.231-141.3315280.700528.27914477513184.68821.099869.123312.884-128.2045152.496527.57415440458.5165.06734.925778.012280.084-115.0245037.472526.94316414427153.72661.744698.334251.400-97.6804939.7915

22、26.40617385399.5143.82599.420630.582227.009-83.1894856.602525.94918351368132.48544.422571.921205.891-73.4114783.190525.54619320335.5120.78494.77519.596187.054-66.2744716.916525.18120286303109.08454.377474.573170.846-61.7664655.149524.81821257271.597.74257355.688128.047-30.3074604.99524.522240248.589

23、.46240248.589.4604604.99524.52322623383.8822623383.8804604.99524.52421221978.8421221978.8404604.99524.5入库流量过程线与下泄流量过程线水位Z与t的关系曲线库容V与时间t曲线水库存水容量V (m3水库存水容量V (m3 I结果最大下泄流量q=1548.816m3/s发生在t=7.127h时，正好是两曲线的交点，即为所求的最大下泄流量，此时是高水位，即校核洪水位。则 z= 532.305 m，V=6090.004 万 n32.半图解法(1)按设计洪水标准进行调洪演算1)计算并绘制：V/ t-q/2

24、=fi(z)辅助线、V/ t+q/2=f2(z)辅助线、q=f(z) 曲线。计算时段取At=1h。计算过程见下表。利用表中第 7、8栏的相应数值绘制的V/ t+q/2=f2(z)辅助线如图，由6、8栏可绘出V/ t-q/2=fi(z)辅助线。由于分段中，At 2随q值的变化快慢的程度不大，所以辅助线 为方便计算，可看作由分段直线段组成，不难算出其分段方程水库设计洪水 q=f(v/ t+q/2)与q=f ( v/ t-q/2)单辅助曲线计算表 (P=1%)水库水位Z总库容V总堰顶以上库容VV/ tq/2V/ t-q/2(m3/sV/ t+q/2q(万 m3)(万 m3)(万 m3)(m3/s)(

25、m 3/s)(m3s)(m3/s)(m3/s)123456785193756.820000005203895.7138.88385.7815.65365.127401.4331.35214053.32296.5823.6144.26774.351867.8788.525224210.94454.121261.4481.311175.1341342.76162.625234368.56611.741699.28125.191569.0971824.46250.375244526.18769.362137.11174.951957.1512312.06349.915254683.8926.9825

26、74.94229.982339.9542804.93459.975264865.8211093080.56289.812785.7453370.37579.625275047.841291.023586.17354.083227.0863940.25708.165285229.861473.044091.78422.513664.2774514.28845.015295411.881655.064597.39494.844097.5385092.23989.695305593.91837.085103570.94527.115673.91141.795315809.122052.35700.8

27、3650.495045.3486351.321300.985326024.342267.526298.67733.475560.1967032.141466.945336239.562482.746896.5819.716071.797716.211639.425346454.782697.967494.33909.096580.2538403.421818.1753566702913.188092.171001.497085.6669093.662002.995366904.523147.78743.611096.847641.7819840.452193.675377139.043382.

28、229395.061195.038195.03510590.082390.055387373.563616.7410046.51295.988745.5211342.482591.965397608.083851.2610697.941399.639293.31412097.582799.265407842.64085.7811349.391505.99838.47812855.293011.81V/ t+q/2=f2(z)辅助线V/ t+q/2与水位Z曲线（m3/s）十 V/ t+q/2 (m3/s) Iq=f(z)曲线2)调洪计算求qt过程和库水位过程。3)绘制Qt与qt过程线以及q-Z过

29、程线，求qm、Zm(q=1%)(1)按校核洪水标准进行调洪演算半图解法调洪计算表时段平均入库时刻频率流量q/ t(h)0.1%Q(rr/s)(m3/s)t+q/2q(m3/s)z( m库容V0352373.535524.54604.991196115.52454196524.54604.9925243602618435.78524.614622.3283727625.52807.74469.51524.994682.22441220973.53311.73589.287525.8734842.7035139013054027.443759.397527.12175069.99261290134

30、04608.046897.3922528.13365254.1787119012404950.654978.823528.73075362.86288531021.54993.331988.968528.8615386.57996477504754.363932.1686528.3895300.666104835654387.194844.902527.7475183.809114374604002.292753.417527.0785062.03812398417.53666.375673.578526.49234955.428133483733365.797602.136525.96948

31、60.177142943213084.661535.317525.47794770.78715283288.52837.844476.651525.04864692.64162632732634.193438.676524.6334625.48172452542449.517245524.54604.9918224234.52439.017224524.54604.99192042142429.017204524.54604.9920183193.52418.517183524.54604.99211711772412.517171524.54604.9922154162.52404.0171

32、54524.54604.99231441492399.017144524.54604.9924135139.52394.517135524.54604.99V-t曲线5500540053005200510050004900480047004600库容v-t曲线I 库容vZ-t关系曲线4500Qt、qt过程曲线图最大下泄流量 qmax =988.968m3/s发生在t=8时，正好是q-t曲线与Qt 曲线的交点，即为所求的最大下泄流量。相应时刻也是水位最大值，即为 设计洪水位 z=528.805m,V=5386.579万 m311)入库流量（m3/s）平均入库流量（mB/s）v/ t+q/2平均入

33、库流量（mS/s）q （做5）z（ m）库容V0502381.02850524.54604.9912961732504.028173296524.54604.9926804882696.028488442.9466524.80144652.497313009903243.081990572.9689525.75494821.2074200016504320.1121650828.9578527.63185162.845230021505641406529.94475583.8346210022006698.74922001408.769531.49095898.4747175019257214.9819251538.783532.24626077.2848118014657141.19714651520.202532.1416054.