水资源规划洪水调节课程设计剖析.docx
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水资源规划洪水调节课程设计剖析
《水资源规划与管理》课程设计
计算说明书
姓名：
王**
学号：
2012101***
专业：
水利水电工程
三峡大学水利与环境学院
2015年1月
目录
1、设计目的3
2、设计基本资料3
3、洪水标准确定3
3.1设计洪水标准3
3.2校核洪水标准4
4、洪水调节方案一4
4.1设计标准洪水调节5
4.1.1下泄流量计算5
4.1.2列表试算法调洪演算6
4.2.2列表试算法调洪演算9
5、洪水调节方案二13
5.1设计标准洪水调节13
5.1.1下泄流量计算13
5.1.2列表试算法调洪演算15
5.2校核标准洪水调节18
5.2.1下泄流量计算18
5.2.2列表试算法调洪演算18
6、方案对比分析21
7、小结21
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、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
某水库以灌溉、防洪为主，兼有发电、供水、养殖等综合效益的大
（2）型水利水电枢纽工程，水库承雨面积450km2，水库总库容2.408亿m3。
挡水建筑物为粘土心墙代料坝，最大坝高38.26m。
溢洪道为开敞式宽顶堰，溢洪道堰顶高程102.70m，采用3孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。
水库正常蓄水位107.00m。
洪水调度自正常蓄水位起调，当设计洪水小于正常蓄水位所对应的最大下泄流量时，控制闸门开度，使下泄流量与来流量相等；当等于、大于这一下泄流量时，则闸门全开。
洪峰过后，水位回落至正常蓄水位，则下闸控制，维持正常蓄水位不变。
由于该水库需进行除险加固方案设计，现对2个不同溢洪道改建方案进行方案比选，方案I保持溢洪道堰顶高程和单孔宽度不变，由现在的3孔改为5孔；方案II降低溢洪道堰顶高程至Xm，扩大单孔宽度至12m，保持孔数不变。
方案II起调水位107m（注：
X=101.00+学号最后1位/10，即101.00m-101.90m），下游无防汛要求。
3、洪水标准确定
3.1设计洪水标准
水库属大
（2）型水利水电枢纽工程，水库承雨面积450km2，水库总库容2.408亿m3。
挡水建筑物为粘土心墙代料坝，水库正常蓄水位107.00m。
可查得该工程设计洪水标准为500-100年，那么取值500年一遇，则p=0.2%。
3.2校核洪水标准
水库属大
（2）型水利水电枢纽工程，水库承雨面积450km2，水库总库容2.408亿m3。
挡水建筑物为粘土心墙代料坝，水库正常蓄水位107.00m。
可查得该工程校核洪水标准为5000-2000年。
那么取值2000年一遇，则p=0.05%。
4、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
堰顶水头H=Z-Z流量
=78.24H03/2
（n=5，b=8m，=0.92，m=0.48，g=9.81m/s2库容V=（V1-V2）/2
表4.1
该水库q=f（V）关系曲线计算表
库水位Z
溢洪道堰顶水头H（m）
溢洪道泄量q溢（m3/S）
库容V（万m3）
107
4.3
697.64
16173
107.5
4.8
822.79
17075
108
5.3
954.65
17977
108.5
5.8
1092.88
18959
109
6.3
1237.2
19941
109.5
6.8
1387.37
20998.5
110
7.3
1543.17
22056
110.5
7.8
1704.4
23174.5
111
8.3
1870.88
24293
111.5
8.8
2042.46
25478.5
112
9.3
2218.98
26664
112.5
9.8
2400.31
27920.5
113
10.3
2586.33
29177
113.5
10.8
2776.93
30508.5
114
11.3
2971.98
31840
图4.1-1V—Z曲线
图4.1-2q—Z曲线
4.1.2列表试算法调洪演算
列表试算主要步骤如下：
1）确定水库的入库洪水过程线。
2）根据水位—库容曲线和拟定的泄洪建筑物类型尺寸，用水力学公式计算并绘制水库的下泄流量与库容的关系曲线q=f（V）。
3）选取合适的计算时段Δt，由设计洪水过程线摘录Q1、Q2、Q3等。
4）确定计算开始时刻的q1、V1，然后列表试算。
试算方法：
由起始条件已知的V1、q1和入库流量Q1、Q2，假设时段末的下泄流量q2，就能求出时段末水库的蓄水变化量ΔV，V2＝V1＋ΔV；用V2查q—V曲线得q2，若与假设的q2相等，则q2即为所求，若两者不等，则说明假设的q2与实际不符，需重新假设，直到两者相等为止。
5）将上一时段末的q2、V2作为下一时段的ql、V1，重复上述计算，求出下一时段的q2、V2。
这样，逐时段试算就可求得水库泄流过程线和相应的水库蓄水量过程线。
6）将入库洪水过程线Q—t和计算的水库泄流量过程线q—t点绘在一张图上，若计算的最大泄流量qm正好是两线的交点，则计算的qm是正确的。
否则，应缩短交点附近的计算时段，重新进行试算，直至计算的qm正好是交点为止。
表2设计调洪计算表（P=0.2%）
时间t（h）
入库洪水流量Q（m3/s）
时段平均入库流量
时段入库水量（万m3）
下泄流量q（m3/s）
时段平均下泄流量
时段下泄水量
时段内水库存水量变化（万m3）
水库存水量（万m3）
水库水位（m）
0
20.000
20.500
7.380
20.000
20.500
7.380
0.000
16173.000
107.0000
1
21.000
21.000
16173.000
107.0000
2
23.000
22.000
7.920
23.000
22.000
7.920
0.000
16173.000
107.0000
3
24.000
23.500
8.460
24.000
23.500
8.460
0.000
16173.000
107.0000
4
26.000
25.000
9.000
26.000
25.000
9.000
0.000
16173.000
107.0000
5
28.000
27.000
9.720
28.000
27.000
9.720
0.000
16173.000
107.0000
6
29.000
28.500
10.260
29.000
28.500
10.260
0.000
16173.000
107.0000
7
31.000
30.000
10.800
31.000
30.000
10.800
0.000
16173.000
107.0000
8
32.000
31.500
11.340
32.000
31.500
11.340
0.000
16173.000
107.0000
9
34.000
33.000
11.880
34.000
33.000
11.880
0.000
16173.000
107.0000
10
36.000
35.000
12.600
36.000
35.000
12.600
0.000
16173.000
107.0000
11
45.000
40.500
14.580
45.000
40.500
14.580
0.000
16173.000
107.0000
12
64.000
54.500
19.620
64.000
54.500
19.620
0.000
16173.000
107.0000
13
96.000
80.000
28.800
96.000
80.000
28.800
0.000
16173.000
107.0000
14
150.000
123.000
44.280
150.000
123.000
44.280
0.000
16173.000
107.0000
15
278.000
214.000
77.040
278.000
214.000
77.040
0.000
16173.000
107.0000
16
514.000
396.000
142.560
514.000
396.000
142.560
0.000
16173.000
107.0000
17
934.000
724.000
260.640
703.540
608.770
219.157
41.483
16214.483
107.2200
18
1654.000
1294.000
465.840
732.200
717.870
258.433
207.407
16421.890
107.1335
19
2431.000
2042.500
735.300
796.350
764.275
275.139
460.161
16882.051
107.3800
20
3021.000
2725.500
981.180
893.550
844.950
304.182
676.998
17559.049
107.7440
21
3301.000
3160.500
1137.780
1007.900
950.725
342.261
795.519
18354.568
108.1920
22
3284.000
3292.500
1185.300
1122.000
1064.950
383.382
801.918
19156.486
108.6010
23
3053.000
3168.500
1140.660
1227.500
1174.750
422.910
717.750
19874.236
108.9660
24
2699.000
2876.000
1035.360
1309.900
1268.700
456.732
578.628
20452.864
109.2420
25
2296.000
2497.500
899.100
1369.325
1339.613
482.261
416.840
20869.703
109.4390
26
1897.000
2096.500
754.740
1406.000
1387.663
499.559
255.182
21124.885
109.5600
27
1532.000
1714.500
617.220
1422.000
1414.000
509.040
108.180
21233.065
109.6110
28
1216.000
1374.000
494.640
1419.500
1420.750
511.470
-16.830
21216.235
109.6030
29
953.000
1084.500
390.420
1402.300
1410.900
507.924
-117.504
21098.731
109.5470
30
741.000
847.000
304.920
1373.500
1387.900
499.644
-194.724
20904.007
109.4550
31
573.000
657.000
236.520
1338.350
1355.925
488.133
-251.613
20652.394
109.3360
32
444.000
508.500
183.060
1297.000
1317.675
474.363
-291.303
20361.091
109.1980
33
346.000
395.000
142.200
1251.900
1274.450
458.802
-316.602
20044.489
109.0490
34
273.000
309.500
111.420
1203.800
1227.850
442.026
-330.606
19713.883
108.8840
35
219.000
246.000
88.560
1154.500
1179.150
424.494
-335.934
19377.949
108.7130
36
179.000
199.000
71.640
1105.250
1129.875
406.755
-335.115
19042.834
108.5430
37
151.000
165.000
59.400
1058.300
1081.775
389.439
-330.039
18712.795
108.3750
38
130.000
140.500
50.580
1012.900
1035.600
372.816
-322.236
18390.559
108.2110
39
114.000
122.000
43.920
968.800
990.850
356.706
-312.786
18077.773
108.0510
40
103.000
108.500
39.060
925.200
947.000
340.920
-301.860
17775.913
107.8600
41
90.000
96.500
34.740
882.800
904.000
325.440
-290.700
17485.213
107.7040
42
88.000
89.000
32.040
842.000
862.400
310.464
-278.424
17206.789
107.5550
43
87.000
87.500
31.500
804.400
823.200
296.352
-264.852
16941.937
107.4130
44
89.000
88.000
31.680
769.500
786.950
283.302
-251.622
16690.315
107.2780
45
90.000
89.500
32.220
736.400
752.950
271.062
-238.842
16451.473
107.1490
46
92.000
91.000
32.760
704.800
720.600
259.416
-226.656
16224.817
107.0280
47
93.000
92.500
33.300
93
398.9
85.1166
-51.8166
16173
107
48
91.000
92.000
33.120
91
92
33.12
0
16173
107
图4.1-3Q～t、q～t曲线
图4.1-4Z～t曲线
4.2校核标准洪水调节
4.2.1下泄流量计算
（计算过程如4.1.1）
4.2.2列表试算法调洪演算
（列表试算主要步骤如4.1.2）
表4校核洪水调洪验算（P=0.05%）
时间t（h）
入库洪水流量Q（m3/s）
时段平均入库流量
时段入库水量（万m3）
下泄流量q（m3/s）
时段平均下泄流量
时段下泄水量
时段内水库存水量变化（万m3）
水库存水量（万m3）
水库水位（m）
0
22.0
22.85
8.226
22
22.85
8.23
0.00
16173.00
107.00
1
23.7
23.7
16173.00
107.00
2
25.5
24.6
8.856
25.5
24.6
8.86
0.00
16173.00
107.00
3
27.2
26.35
9.486
27.2
26.35
9.49
0.00
16173.00
107.00
4
28.9
28.05
10.098
28.9
28.05
10.10
0.00
16173.00
107.00
5
30.6
29.75
10.71
30.6
29.75
10.71
0.00
16173.00
107.00
6
32.4
31.5
11.34
32.4
31.5
11.34
0.00
16173.00
107.00
7
34.1
33.25
11.97
34.1
33.25
11.97
0.00
16173.00
107.00
8
35.8
34.95
12.582
35.8
34.95
12.58
0.00
16173.00
107.00
9
37.5
36.65
13.194
37.5
36.65
13.19
0.00
16173.00
107.00
10
39.6
38.55
13.878
39.6
38.55
13.88
0.00
16173.00
107.00
11
45.0
42.3
15.228
45
42.3
15.23
0.00
16173.00
107.00
12
60.6
52.8
19.008
60.6
52.8
19.01
0.00
16173.00
107.00
13
89.9
75.25
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89.9
75.25
27.09
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