洪水调节课程设计说明书.docx
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洪水调节课程设计说明书
目录
1、设计目的·············································1
2、设计基本资料·········································1
2.1设计基本资料········································1
2.2工程级别的确定······································1
3、计算过程··············································2
3.1水位库容曲线的确定··································2
3.2设计洪水的计算······································3
3.2.1试算法计算·······································6
3.2.2半图解法计算····································8
3.3校核洪水的计算·····································12
3.3.1试算法计算······································12
3.3.2半图解法计算····································16
四、计算成果············································17
五、成果分析及结论·······································18
六、参考文献·············································18
一、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、掌握列表试算法和半图解法的基本原理、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。
二、设计基本资料
2.1设计基本资料
XX水电站水库正常蓄水位355.00m，总库容23.38亿m3，具有完全年调节性能。
属一等大
（1）型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、左岸引水隧洞、坝后地面厂房等组成，其中大坝、溢洪道、引水隧洞进水口为1级水工建筑物，正常运用洪水重现期为1000年，非常运用洪水重现期为10000年。
XX水电站承担下游防洪任务，为使下游城市及农田不受淹没，同时减少上游水位雍高带来的经济损失。
具体防洪要求如下：
防洪限制水位为340.00m，遭遇设计洪水位时，最高库水位不得超过357.0m，允许下泄流量为12500m3/s；遭遇校核洪水位时，最高库水位不得超过360.0m，允许下泄流量为15300m3/s。
XX水电站采用溢洪道泄流，溢洪道设有闸门，溢洪道溢流孔数为3孔，单孔宽度为20.7m，溢洪道溢流孔高18.0m，闸顶高程362.0m，进水渠底板高程330.0m，为WES型低实用堰，堰顶高程337.0m。
泄槽宽度69.0m，纵坡i=0.15，设1.0m厚分离式钢筋混凝土底板。
末端接挑流鼻坎，鼻坎高程为282.014m，挑射角为25°，反弧半径50.0m，闸墩墩头以下溢洪道总长385.076m。
2.2工程等别的确定
由设计基本资料可知，工程属一等大
（1）型工程，工程枢纽由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、左岸引水隧洞、坝后地面厂房等组成，其中大坝、溢洪道、引水隧洞进水口为1级水工建筑物，正常运用洪水重现期为1000年，非常运用洪水重现期为10000年。
三、
计算过程
3.1根据已知表1XX水位~库容曲线绘出图2XX水位~库容曲线
表1XX水位~库容曲线
水库库容（亿m3）
水位（m）
水库库容（亿m3）
水位（m）
0.00
271.5938
19.93
355.3148
0.30
276.1463
20.92
357.0004
0.47
279.203
21.90
358.5184
0.71
282.9284
22.75
359.9499
0.82
285.5795
24.01
361.9375
1.16
289.3543
25.05
363.2633
1.64
294.8737
26.32
364.9688
2.47
301.7826
27.26
366.3587
3.40
307.7394
28.39
367.634
4.28
312.6804
29.58
369.3505
5.20
317.5406
30.73
370.9963
6.50
322.8492
32.47
372.909
7.24
325.4323
33.76
374.2322
8.13
328.3744
35.31
375.9698
8.94
330.8034
36.76
377.6421
9.70
333.0625
39.31
380.2148
10.55
335.5484
41.83
382.7522
11.41
337.7656
44.66
385.6127
12.52
340.5522
46.66
387.6427
13.35
342.653
48.64
389.3106
14.23
344.5804
51.24
391.6592
15.21
346.5105
53.22
393.0999
16.23
348.6014
55.46
395.2744
17.04
350.1835
57.38
396.7422
18.22
352.2069
59.44
398.3187
19.15
353.8231
61.98
399.9555
图1XX水位~库容曲线
3.2设计洪水的计算
3.2.1试算法
1、计算并绘制q-V线
根据堰顶溢流公式：
式中：
Q——通过溢流孔口的下泄流量，m3/s；
N——溢流孔孔口数,设计洪水N=3；
B——溢流孔单孔净宽，B=20.7m；
g——重力加速度，9.81m/s；
ε——闸墩侧收缩系数，；
m——流量系数；
H0——堰顶水头，m；
c——上游堰坡影响系数,c=1.0；
——淹没系数,
=1.0；
——中墩形状系数,
=1；
——边墩形状系数,
=0.8；
表2Q=f（V）关系曲线计算表（p=0.1%）
XX水库q=f（V）关系曲线计算表
Z（m）
V（亿m3）
P
H0（m）
Hd（m）
H0/Hd
m
ε
q（\m3/s）
340.0000
12.30
7
3.0000
18
0.1667
0.3929
0.9741
531
340.5522
12.52
7
3.5522
18
0.1973
0.3983
0.9694
690
342.6530
13.35
7
5.6530
18
0.3141
0.4173
0.9513
1424
344.5803
14.23
7
7.5803
18
0.4211
0.4326
0.9346
2253
346.5105
15.21
7
9.5105
18
0.5284
0.4462
0.9180
3207
348.6014
16.23
7
11.6014
18
0.6445
0.4589
0.9000
4356
350.1835
17.04
7
13.1835
18
0.7324
0.4672
0.8863
5292
352.2069
18.22
7
15.2069
18
0.8448
0.4763
0.8689
6552
353.8231
19.15
7
16.8231
18
0.9346
0.4824
0.8549
7598
355.3148
19.93
7
18.3148
18
1.0175
0.4872
0.8421
8585
357.0004
20.92
7
20.0004
18
1.1111
0.4917
0.8275
9717
358.5184
21.90
7
21.5184
18
1.1955
0.4950
0.8144
10743
359.9499
22.75
7
22.9499
18
1.2750
0.4974
0.8021
11710
361.9375
24.01
7
24.9375
18
1.3854
0.4998
0.7850
13043
363.2633
25.05
7
26.2633
18
1.4591
0.5008
0.7735
13920
364.9688
26.32
7
27.9688
18
1.5538
0.5015
0.7588
15028
366.3587
27.26
7
29.3587
18
1.6310
0.5017
0.7468
15910
367.6430
28.39
7
30.6430
18
1.7024
0.5014
0.7357
16706
369.3505
29.58
7
32.3505
18
1.7973
0.5007
0.7210
17732
370.9963
30.73
7
33.9963
18
1.8887
0.4995
0.7068
18683
图2q=f（v）关系曲线
2、确定调洪的起始条件
设计洪水起调水位为340m,相应库容为12.30亿m³，相应Q溢=531m³/s。
3、调洪计算求q~t过程和Z~t过程
计算时段取为2小时。
根据水量平衡方程
选取合适的起调条件，逐时间计算平均入库流量和时段入库水量。
表3XX水库调洪计算表P=0.1%
月
日
时
时刻
P=0.1%
Q（m3/s）
Q平均（m3/s）
q泄（m3/s）
V（亿m3）
Z（m）
6
23
1:
00
0.0
1040
531
12.30
340.0000
3:
00
2.0
2030
1535
576
12.37
340.2624
5:
00
4.0
4290
3160
727
12.55
340.6793
7:
00
6.0
7980
6135
1052
12.93
341.5404
9:
00
8.0
10200
9090
1554
13.49
342.793
11:
00
10.0
11200
10700
2154
14.13
344.1794
24
1:
00
12.0
11500
11350
2785
14.77
345.5337
3:
00
14.0
11700
11600
3415
15.38
346.7958
5:
00
16.0
11800
11750
4030
15.96
347.9581
7:
00
18.0
11900
11850
4622
16.50
349.0224
9:
00
20.0
12400
12150
5203
17.02
350.0237
11:
00
22.0
13300
12850
5803
17.55
351.0185
1:
00
24.0
15100
14200
6469
18.13
352.0859
3:
00
26.0
16600
15850
7219
18.78
353.249
5:
00
28.0
15400
16000
7922
19.38
354.3107
7:
00
30.0
13700
14550
8452
19.84
355.0955
9:
00
32.0
12400
13050
8818
20.16
355.6319
11:
00
34.0
11300
11850
9058
20.37
355.9822
25
1:
00
36.0
10300
10800
9195
20.49
356.1822
3:
00
38.0
9470
9885
9250
20.54
356.2612
3:
30
38.5
9290
9380
9263
20.55
356.2612
4:
00
39.0
9110
9290
9255
20.54
356.2694
5:
00
40.0
8750
8930
9239
20.53
356.2452
7:
00
42.0
8040
8395
9172
20.47
356.1486
9:
00
44.0
7510
7775
9062
20.37
355.9882
11:
00
46.0
6870
7190
8914
20.24
355.7723
1:
00
48.0
6360
6615
8731
20.08
355.5058
3:
00
50.0
5930
6145
8526
19.91
355.2039
5:
00
52.0
5470
5700
8300
19.71
354.8718
7:
00
54.0
5150
5310
8061
19.50
354.5177
9:
00
56.0
4850
5000
7816
19.29
354.1521
11:
00
58.0
4630
4740
7570
19.08
353.7817
26
1:
00
60.0
4410
4520
7326
18.87
353.4114
3:
00
62.0
4290
4350
7087
18.66
353.0471
5:
00
64.0
4200
4245
6860
18.47
352.6964
7:
00
66.0
4110
4155
6644
18.28
352.36
9:
00
68.0
4010
4060
6437
18.10
352.0364
11:
00
70.0
3820
3915
6237
17.93
351.718
1:
00
72.0
3610
3715
6037
17.75
351.3975
3:
00
74.0
3390
3500
5836
17.58
351.0728
5:
00
76.0
3210
3300
5636
17.40
350.7457
7:
00
78.0
2980
3095
5437
17.23
350.4156
9:
00
80.0
2810
2895
5238
17.05
350.083
11:
00
82.0
2680
2745
5044
16.88
349.7543
27
1:
00
84.0
2550
2615
4856
16.71
349.4317
3:
00
86.0
2420
2485
4674
16.55
349.1145
5:
00
88.0
2300
2360
4497
16.38
348.8028
图3XX水库设计洪水过程线于下泄流量过程线
推求得，设计最大泄量9263m3/s对应的水库最高水位为356.26m
3.2.2半图解法
1、计算并绘制q=f（
）辅助线;
计算时段
=2小时得表4q=f（V/Δt+q/2）辅助曲线计算表
表4XX水库q=f（V/∆t+q/2）辅助曲线计算表
水库水位Z（m）
总库容V总（亿m3）
堰顶以上库容V（m3）
∆t（s）
V/∆t（m3/s）
q（m3/s）
q/2（m3/s）
V/∆t+q/2（m3/s）
337
11.11
0
7200
0
0
0
0
340.0000
12.30
1.19
7200
16528
531
265
16793
340.5522
12.52
1.41
7200
19583
690
345
19928
342.6530
13.35
2.24
7200
31111
1424
712
31823
344.5803
14.23
3.12
7200
43333
2253
1126
44460
346.5105
15.21
4.1
7200
56944
3207
1604
58548
348.6014
16.23
5.12
7200
71111
4356
2178
73289
350.1835
17.04
5.93
7200
82361
5292
2646
85007
352.2069
18.22
7.11
7200
98750
6552
3276
102026
353.8231
19.15
8.04
7200
111667
7598
3799
115466
355.3148
19.93
8.82
7200
122500
8585
4293
126793
357.0004
20.92
9.81
7200
136250
9717
4858
141108
358.5184
21.90
10.79
7200
149861
10743
5371
155232
359.9499
22.75
11.64
7200
161667
11710
5855
167522
361.9375
24.01
12.9
7200
179167
13043
6521
185688
363.2633
25.05
13.94
7200
193611
13920
6960
200571
364.9688
26.32
15.21
7200
211250
15028
7514
218764
366.3587
27.26
16.15
7200
224306
15910
7955
232261
367.6430
28.39
17.28
7200
240000
16706
8353
248353
369.3505
29.58
18.47
7200
256528
17732
8866
265394
370.9963
30.73
19.62
7200
272500
18683
9341
281841
372.909
32.47
21.36
7200
296667
19737
9868
306535
374.2322
33.76
22.65
7200
314583
20432
10216
324799
375.9698
35.31
24.2
7200
336111
21303
10651
346762
绘制单辅助曲线如下
图4单辅助曲线
2、调洪计算求q-t过程和库水位过程;
调洪的起始条件同列表试算法的条件即设计洪水起调水位为340m,相应库容为12.30亿m³，相应Q溢=531m³/s。
表5半图解法调洪计算表P=0.1%
时刻
Q（m3/s）
Q平均（m3/s）
V/∆t+q/2（m3/s）
q（m3/s）
q平均（m3/s）
V（亿m3）
Z（m）
0
1040
16793
531
12.30
340.0000
2
2030
1535
17797
590
560.5
12.37
340.2612
4
4290
3160
20367
730
660
12.55
340.6767
6
7980
6135
25772
1100
915
12.93
341.5337
8
10200
9090
33762
1500
1300
13.49
342.7869
10
11200
10700
42962
2150
1825
14.13
344.1780
12
11500
11350
52162
2770
2460
14.77
345.5337
14
11700
11600
60992
3430
3100
15.38
346.7958
16
11800
11750
69312
4030
3730
15.96
347.9571
18
11900
11850
77132
4630
4330
16.50
349.0207
20
12400
12150
84652
5200
4915
17.02
350.0217
22
13300
12850
92302
5800
5500
17.55
351.0169
24
15100
14200
100702
6460
6130
18.13
352.0851
26
16600
15850
110092
7230
6845
18.78
353.2480
28
15400
16000
118862
7910
7570
19.38
354.3098
30
13700
14550
125502
8450
8180
19.84
355.0955
32
12400
13050
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