多泄洪渠道水库调洪演算分析说明书.docx

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多泄洪渠道水库调洪演算分析v1.2 7

多泄洪渠道水库调洪演算分析

说明手册

考虑水库多个泄洪渠道，如泄洪洞、有闸控制溢洪道、无闸控制溢洪道，根据制定各泄洪渠道的防洪调度规则，进行水库调洪演算分析。

本程序可以一次性输入多个入库洪水过程，计算出各个入库洪水调洪结果。

计算简便快捷、精度高，方便水库防洪调度规则的制定。

一、洞塞效能的基本条件

1.1洞塞效能的基本条件

洞塞消能原理是利用过水面积突然缩小和突然扩大产生巨大的局部水头损失达到消能目的，洞塞方案应满足以下三个基本条件：

首先，洞塞进口过水断面突缩将导致洞塞内流线分离，前端动水压力大幅度下降，因此泄洪洞内的压力必须足够大以保证洞塞内有足够的正压，还宜在出口处设置一个突缩的出口，增加洞内压力，避免空化现象；其次，洞塞泄洪洞在各种工况下不应出现明满流转换，一直保持满流状态的流态最为平稳，泄洪洞布置高程应尽可能低，出口顶部于下游水面以下有足够淹没深度；最后，各级洞塞的尺寸及相互比例的协调是关键，除了根据泄流量设计各级洞塞的尺寸，还应根据整个系统的水力学计算以保证各级洞塞内均保持适当的正压。

见下图：

1.2洞塞泄洪洞的布置形式

洞塞泄洪洞的基本布置型式如图1所示，包括进口闸门、上平段、上弯段、竖井、洞塞、出口收缩段等，此类型式具有消能效果好、流态稳定、洞塞内水流空化数大等优点，但第一级洞塞前导流洞内压力很大，洞身强度设计困难很大，此基本布置型式适合于水头不太高（100m左右）的工程。

对于超高水头工程，将洞塞泄洪洞布置成图2所示的直弯洞塞型式，除利用洞内突缩突扩消能外，还充分利用水流直角转弯产生巨大水头损失，消能效果成倍增加，经直弯洞塞消能后导流洞内压力水头显著降低。

高水头工程的导流洞一般按有压流设计，在改建洞塞泄洪洞时对后部的大部分段落无需特别的衬护处理，只需对前段小部分段落预先（修建导流洞时）加固衬护。

由于洞内流速较低，压力特性好，无空化现象，对防冲、耐磨和平整度不作特别要求。

见下图：

二、溢洪道

在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶，危及大坝和枢纽的安全，必须布置泄水建筑物，以宣泄水库按运行要求不能容纳的多余来水量。

溢洪道除应由足够的泄洪能力外，还应保证在运用期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。

2.1无闸溢洪道

无闸泄洪道常称作开敞式溢洪道，当水库水位超过溢洪道的堰顶高程时，即自行泄流。

见下图：

该类水库只能延滞和调节洪水，不能控制洪水和与兴利库容结合，故此防洪库容用V调表示。

2.2有闸溢洪道

有闸溢洪道由于操作方式不同，增加了调洪演算的复杂性。

一般情形下闸门顶高程和正常蓄水位齐平，堰顶高程低于汛前水位。

如下图：

深水式泄洪洞设于一定水深处，其水流状态属于有压出流，见下图：

三、水库调洪演算分析

在程序水库调洪演算分析功能下能够计算各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等数据，如下图：

该功能非常强大，计算条件也非常全面，用户可以依据洪水频率、水位面积曲线结点数、洪水过程时段数、时段间隔、防洪下限水位、调洪其实水位、泄洪起始流量、电站常流量、下游限制泄量、泄洪洞个数、溢洪道个数、变宽变高泄流孔状况数、变宽泄洪道状况数、泄流曲线结点数来进行水库调洪演算分析。

分析出可浏览的数据有水库水位面积、洪水过程、泄洪洞参数、溢洪道参数、变宽高泄流孔、变宽溢洪道、泄流曲线。

本功能的特点是可以一次性输入多个入库洪水过程，计算出各个入库洪水调洪结果。

用户只需要输入完成一个入库洪水过程后点击新建就可以把本次信息录入演算分析列表，点击界面上方的“新建”按钮即可清空界面所有文本框，以便再次输入。

四、防洪调度规则

1.阐明水库影响范围内的流域概况以及工程概况，设计和校核洪水标准，以及对下游防护对象的防洪标准，泄洪设施使用条件，洪水调度运用原则和水库下游有关控制点的安全水位、允许泄量等。

2.确定洪水调度特征水位。

在水库工程已按设计规模完成且能正常运用时，则洪水调度特征水位可采用水库设计中确定的运用指标。

①汛期限制水位。

系指水库在汛期允许蓄水的上限水位，是预留防洪库容的下限水位，在常规防洪调度中是设计调洪计算成果的起始水位。

对于入库洪水具有明显的季节性变化规律，可实行分期防洪调度。

分期限制水位，应根据审批后的分期设计洪水成果和按照不降低工程安全标准、承担下游的防洪标准和库区安全标准的原则、考虑相应泄流方式以及原设计确定的防洪调度原则，经调洪计算后确定。

改变原设计确定的汛期限制水侠，必须经过充分论证，并报请上级主管审批部门核定，严格掌握执行。

②防洪高水位。

系指在遇到下游防护对象的设计标准洪水时，经过水库泄流调蓄后坝前达到的最高水位。

③允许最高洪水位。

系指在汛期调度中，为保障水库工程安全而允许蓄洪的最高洪水位。

根据洪水预报并参照当时水文气象情势分析，确认有可能超出允许最高洪水位时，必须结合工程安全情况提出非常洪水调度意见，按照防洪调度指挥权限规定，报请有关防汛指挥部门决策。

同时要作好临时非常抢护措施准备。

3.明确防洪调度方式。

水库防洪调度方式就是为满足大坝安全和水库承担的防洪任务要求，而拟定的对各类洪水的蓄泄规则。

4.对防洪调度实施的有关问题都应在防洪调度规则中提出必要的要求和规定。