洪水調節(jié)課程設計 三峽大學

1、水資源規(guī)劃及利用課程設計計算說明書姓 名：何明明學 號：2013101227專 業(yè)：水利水電工程三峽大學水利與環(huán)境學院2016年 1 月目 錄1、設計目的12、設計基本資料13、洪水標準確定13.1設計洪水標準23.2校核洪水標準34、洪水調節(jié)方案34.1 設計標準洪水調節(jié)3下泄流量計算3列表試算法調洪演算54.2校核標準洪水調節(jié)85、成果分析及結論186、小結18洪水調節(jié)1、設計目的1) 洪水調節(jié)目的：定量地找出入庫洪水、下泄洪水、攔蓄洪水的庫容、水庫水位的變化、泄洪建筑物型式和尺寸間的關系，為確定水庫的有關參數(shù)和泄洪建筑型式選擇、尺寸確定提供依據(jù)；2) 掌握列表試算法的基本原理、方法、步驟

2、及各自的特點；3) 了解工程設計所需洪水調節(jié)計算要解決的課題；4) 培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。2、設計基本資料大峽水電站樞紐位于湖北省竹溪縣境內，泉河流域規(guī)劃中梯級電站的第三級，工程距天寶鄉(xiāng)3km，距竹溪縣城83km。攔截堵河西支泗河上游的一級支流泉河。河流全長82.2km，流域面積894.6km2，大峽電站壩址以上流域面積482.70km2，占全流域的53.96%，河長43.7km，河床比降14.3。多年平均徑流量為11.2m3/s，多年平均徑流總量為3.53億m3，多年平均徑流深為733.9mm。大峽電站水庫正常蓄水位選為565m，汛限水位563.5m，死水位552m，其相應的死庫

3、容為407萬m3，調節(jié)庫容1333萬m3，庫容系數(shù)3.8%。依據(jù)防洪標準(GB5020194)和水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL2522000），本工程項目為中型水庫。電站總裝機容量20MW，保證出力1.9MW，年發(fā)電量0.603億kWh。水庫擋水建筑物為混凝土重力壩，最大壩高88m。溢洪形式表孔泄流，溢洪道堰頂高程555m，采用2孔1210.5（寬高）的弧形門控制。大峽水庫調洪規(guī)則如下：起調水位取Xm（注：X=563.5+學號最后1位/10，即563.5m-564.5m），當來量較小時，啟用并控制閘門開啟度，使泄量等于來量，水庫水位維持正常蓄水位不變；當來水增大，并大于閘孔全開的泄量時，

4、閘門全開敞泄庫水位上升，直至達到最高洪水位。3、洪水標準確定1) 分別對設計洪水標準、校核洪水標準，按照上述擬定的泄洪建筑物的類型、尺寸和水庫運用方式，分別采用列表試算法推求水庫下泄流量過程，以及相應的庫容、水位變化過程。具體步驟：2) 根據(jù)工程規(guī)模和建筑物的等級，確定相應的洪水標準；3) 用列表試算法進行調洪演算：a) 根據(jù)已知水庫水位容積關系曲線VZ和泄洪建筑物方案，用水力學公式求出下泄流量與庫容關系曲線qZ，并將VZ，qZ繪制在圖上；b) 決定開始計算時刻和此時的q1、V1，然后列表試算，試算過程中，對每一時段的q2、V2進行試算；c) 將計算結果繪成曲線：Qt、qt在一張圖上，Zt曲線

5、繪制在下方。4) 將計算結果填寫在調洪成果表中3.1設計洪水標準設計洪水：為解決各類防洪問題，所提供的作為規(guī)劃設計依據(jù)的各種設計標準的洪水，設計洪水三要素：設計洪峰流量、設計洪量、設計洪水過程線，根據(jù)“水利水電工程分等指標”，將該水利樞紐工程工程等別定為中型；根據(jù)山區(qū)，丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標準重現(xiàn)期(年)，可查得，該工程設計洪水標準選為100年（即百年一遇(1%)洪水進行設計）。洪水過程線如表（一）。3.2校核洪水標準根據(jù)“水利水電工程分等指標”，將該水利樞紐工程工程等別定為中型；根據(jù)山區(qū)，丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標準重現(xiàn)期(年)，可查得，該工程校核標準選為50

6、0年（即五百年一遇(0.2%)洪水進行校核）。表1 設計洪水過程時間t（h）Q(m/s) （設計）P=1%Q(m/s)(校核)P=0.2%時間t（h）Q(m/s) （設計）P=1%Q(m/s)(校核)P=0.2%時間t（h）Q(m/s) （設計）P=1%Q(m/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 1532.372231.613

7、7 116.12106.714 20.2323.6521 1759.312472.3538 100.2295.645 21.4825.0822 1838.512470.7339 89.2988.736 22.7426.7923 1785.292284.9740 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

8、.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 74.4585.6414 341.11518.2831 441.2408.7548 72.5183.5615 418.9612.2232 345.83311.4916 504.13720.5633 270.84238.954、洪水調節(jié)方案一4.1 設計標準洪水調節(jié)4.1.1下泄流量計算堰頂溢流公式： (1)式中：q通過溢流孔口的下泄流量，m3/s；

9、 n溢流孔孔口數(shù)；b溢流孔單孔凈寬，m ；g重力加速度，9.81m/s2；閘墩側收縮系數(shù)，與墩頭形式有關，初步計算可假設為0.92； m流量系數(shù)，與堰頂形式有關，可查表，本工程取0.48； H0堰頂水頭，m。計算不同庫水位對應的下泄流量q，由水位庫容曲線查得相應的庫容V，計算結果見表(2)。繪制q=f(V) 曲線關系、VZ關系曲線和qZ關系曲線，如圖1、圖2和圖3所示。 表2 q=f(V)關系曲線計算表水位Z（m）堰頂水頭 H（m）泄流量 q（m3/s）庫容 V(億m3)564.29.21310.00 0.1674 564.79.71418.23 0.1715 565.210.21529.29

10、 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 567.712.72124.69 0.1947 568.213.22251.39 0.1988 568.713.72380.51 0.2031 568.9913.992456.50 0.2056 圖1 q=f（V）關系曲線圖2 VZ關系曲線圖3 qZ關系曲線4.1.2列表試算法調洪演算1）基本原理：根據(jù)水庫容積曲線V=f（Z）和堰頂溢流公式q=f（Z），得出蓄泄方程q=f（V）。聯(lián)立水量平

11、衡方程2）調洪計算求qt過程和Zt過程 由起調水位=564.2m可從圖3中查得需要調節(jié)的起始流量為 =1310.00m/s，因在前19個小時內Q均小于，故q=Q，從20小時開始調洪，從Q開始調洪，保持溢洪道堰頂高程和單孔寬度不變，兩孔全開,取t=1h=3600s，聯(lián)立水量平衡方程以及蓄泄方程，計算結果如表3所示。表3 設計百年一遇洪水（P=1%）時間t（h）入庫洪水流量Q(m/s)時段平均入庫流量Q(m/s)時段入庫水量Qt(萬m)下泄流量q(m/s)時段平均下泄流量（m/s）時段下泄水量qt(萬m)時段內水庫存水量變化V(萬m)水庫存水量V（億m）水庫水位Z（m）0 15.2215.8455

12、.704215.2215.8455.704200.17395651 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.

13、558.47800.17395658 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.

14、173956514 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 1196.281024.67368.88121

15、196.281024.67368.881200.173956520 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 1785.291811.9652.2841779.81742.305627.229825.05420.1832566.28523.0

16、5 1778.0771781.684641.406061779.81779.8640.7280.678060.1832566.28523.1 1770.8641778.077640.107721779.351779.65640.674-0.566280.1832566.28324 1641.031713.16616.73761733.91768.2125636.5565-19.81890.1816566.0925 1449.581545.305556.30981594.551664.225599.121-42.81120.1773565.48826 12451347.29485.0244124

17、51441.73519.0244-34.0000 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 441.2500.055180.0198441.2500.055180.019800.173956532 345.8339

18、3.515141.6654345.83393.515141.665400.173956533 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 116.12127.40545.8658116.12127.40545.865800.17

19、3956538 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 72.1872.52526.10972.1872.52526.10900.173956544 72

20、.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時間t（h）入庫洪水流量Q(m/s)時段平均入庫流量Q(m/s)時段入庫水量Qt(萬m)下泄流量q(m/s)時段平均下泄流量（m3/s）時段下泄水量qt(萬m)時段內水庫存

21、水量變化V(萬m)水庫存水量V（億m）水庫水位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 0.1832566.28324 1641.031713.16 616.7376 1733.91768.213636.5565 -19.8

22、189 0.1816566.090 3）將入庫流量Q-t，q-t繪于一張圖上，另作Z-t曲線，如下圖：圖4 Q-t關系曲線和q-t關系曲線圖5 Z-t關系曲線4）由上述圖4和圖5可知，最大下泄流量發(fā)生在t=23h時刻, =1779.8m/s時,此時最高水位以及=566.285m。4.2校核標準洪水調節(jié)具體的步驟和方法同上述4.1,運用公式（1）和（2）即可得到下表：表4 校核500年一遇洪水（P=0.2%）時間t（h）入庫洪水流量Q(m/s)時段平均入庫流量Q(m/s)時段入庫水量Qt(萬m)下泄流量q(m/s)時段平均下泄流量（m/s）時段下泄水量qt(萬m)時段內水庫存水量變化V(萬m)水

23、庫存水量V（億m）水庫水位Z（m）0 17.8918.616.699617.8918.616.699600.17395651 19.3319.330.17395652 20.7720.057.21820.7720.057.21800.17395653 22.2121.497.736422.2121.497.736400.17395654 23.6522.938.254823.6522.938.254800.17395655 25.0824.3658.771425.0824.3658.771400.17395656 26.7925.9359.336626.7925.9359.336600.173

24、95657 32.1429.46510.607432.1429.46510.607400.17395658 52.5142.32515.23752.5142.32515.23700.17395659 97.7775.1427.050497.7775.1427.050400.173956510 165.52131.64547.3922165.52131.64547.392200.173956511 247.19206.35574.2878247.19206.35574.287800.173956512 335.42291.305104.8698335.42291.305104.869800.17

25、3956513 426.91381.165137.2194426.91381.165137.219400.173956514 518.28472.595170.1342518.28472.595170.134200.173956515 612.22565.25203.49612.22565.25203.4900.173956516 720.56666.39239.9004720.56666.39239.900400.173956517 887.55804.055289.4598887.55804.055289.459800.173956518 1252.61070.075385.2271252

26、.61070.075385.22700.173956519 1774.481513.54544.874414611356.8488.44856.42640.173564.89420 2231.612003.045721.09621848.31654.65595.674125.42220.1855566.57321 2472.352351.98846.71282204.22026.25729.45117.26280.1972568.01522 2470.732471.54889.75442391.152297.675827.16362.59140.2035568.74122.3 2415.002

27、2442.866879.431762406.82398.975863.63115.800760.203974568.800622.35 2405.7142410.358867.728882407.62407.2866.5921.136880.20398568.801322.4 2396.4262401.07864.38522407.42407.5866.7-2.31480.203977568.800922.5 2377.852387.138859.369682406.32406.85866.466-7.096320.203963568.79922.6 2359.2742368.562852.6

28、82322403.52404.9865.764-13.081680.2039568.78823 2284.972387.138859.369682382.52400.75864.27-4.900320.2032568.70824 1998.892141.93771.09482214.32298.4827.424-56.32920.1976568.05425 1683.641841.265662.85541949.52081.9749.484-86.62860.1889566.99226 1384.261533.95552.2221656.71803.1649.116-96.8940.17925

29、65.75927 1118.381251.32450.47521118.381398.542503.4752-530.173956528 888.451003.415361.2294888.451003.415361.229400.173956529 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

30、.6432311.49360.12129.643200.173956533 238.95275.2299.0792238.95275.2299.079200.173956534 186.36212.65576.5558186.36212.65576.555800.173956535 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.

31、17536.42395.64101.17536.42300.173956539 88.7392.18533.186688.7392.18533.186600.173956540 84.5586.6431.190484.5586.6431.190400.173956541 81.5583.0529.89881.5583.0529.89800.173956542 81.0681.30529.269881.0681.30529.269800.173956543 81.3681.2129.235681.3681.2129.235600.173956544 82.1581.75529.431882.15

32、81.75529.431800.173956545 83.1882.66529.759483.1882.66529.759400.173956546 84.3783.77530.15984.3783.77530.15900.173956547 85.6485.00530.601885.6485.00530.601800.173956548 83.5684.630.45683.5684.630.45600.1739565時間t（h）入庫洪水流量Q(m/s)時段平均入庫流量Q(m/s)時段入庫水量Qt(萬m)下泄流量q(m/s)時段平均下泄流量（m/s）時段下泄水量qt(萬m)時段內水庫存水量變化V(萬m)水庫存水量V（億m）水庫水位Z（m）22 2470.732471.54 889.75442391.152297.68 827.16362.59140.2035