洪水计算.docx
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洪水计算
洪水计算
1、洪水设计标准
大乐亭水库属小
（二）型水利工程，其等级划分按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），该工程为五等五级建筑，对山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑的洪水标准其重视期按30—20年一遇设计，300—200年一遇校核，因此，洞甲水库采用防洪标准按30年一遇设计，300年一遇校核。
2、洪水复核
大乐亭水库坝址以上集雨面积为1.35km2，由于集雨面积及其上下游无水文站，无法取得确切的水文资料，其洪水计算采用《贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）小汇水流域部分》中简化公式进行计算。
①、洪峰流量的计算采用公式
QP=ψp″F0.89
式中：
Qp—相应频繁下的洪峰流量（m3/S）
ψp″—经验性系数（设计时为23.8，校核时为43.0）
F—坝址以上集雨面积km2
即设计洪峰流量为16.89m3/S，校核洪峰流量为30.51m3/S，
②、洪峰总量的计算采用公式
Wp=0.1CH24F
式中：
Wp—洪水总量（万m3）
C—径流系数（设计时0.86，校核时为0.88）
H24—最在24小时降雨量（设计时254mm，校核时为390mm）
F—集雨面积即设计洪水总量为14.85万m3，校核洪水总量为23.34万m3
㈢、水库调洪计算
水库流域面积小，库容也很小，暴雨汇流时间短，无合适的流量过程线可套用，因此，采用三角形概化法进行水库的调洪计算。
水库的泄洪流量按下式计算：
q=MEBH3/2
式中：
m—流量系数，取m=0.36
E—侧收缩系数，E=0.95
B—溢流堰宽，B=7.6m
H—堰上水头（m）
水库水量平衡用下式计算：
（Q1+Q2）/2▽t-（q1+q2）/2▽t=V2-V1=▽V
式中：
Q1、Q2—进段▽t始、未的入库流量（m3/S）
q1、q2—时段▽t始、未的水库蓄水量m3
▽t—计算时段（秒）
水库泄流方程式：
q=f（V）
联解水量平衡方程和泄流高程，用公式算法，即可求得最大泄洪流量和最高洪水位，详见附表2、附表3、附表4，设计洪洪水过程公式的推求：
洪水过程线采用概化三角形线，洪水历时采用下式计算：
T=2Wp/Qm小时
式中：
W—洪水总量（m3）
Qm—洪峰流量（m3/S）
涨洪历时t1与退洪历时t2的比例，即：
t1：
t2=2
据此作出洪水过程线图。
洞甲水库洪水复核成果表
附表1
复核洪水标准
设计洪水
校核洪水
备注
重现期
30
300
24小时降雨量（mm）
254.0
390.0
洪水总量Wp（万m3）
14.85
23.34
洪水流量Qp（m3/S）
16.89
30.51
泄洪流量qm（m3/S）
12.0
16.5
最高洪水位（m）
780.8
781.9
坝顶高程（m）
776.6
776.6
原坝顶高程为778.6m，根据水文复核成果系数，水库存在的主要问题是坝体的高度不够，为了不影响水库的正常运行，采用在下游坝坡加高增厚的方案，在非常运用情况下，洪水位为781.9m，因此，将坝加高到781.9m高程，即现有坝顶高程778.6m的基础上加高3.3m，坝顶宽采用现有顶宽度3.7m。
㈣、溢洪道泄洪能力复核
溢洪道泄洪能力加高
洞庭湖甲水库溢洪道为正槽式溢洪道，宽顶堰溢流，无闸门，溢洪道为明渠，矩形断面，侧墙为浆砌石，底板为砼，底宽3.88m，高为1.6m，复核时，按矩形断面进行复核，采用明渠均匀流公式进行复核。
公式：
Q=AC√Ri
式中：
A—过水断面（m2）
C—系数（m1/2/S）
R—水力半径（m）
i—底坡
经水力复核溢洪道满足泄洪要求。
洞甲水库调洪演算表（设计）
附表2
时间t
（小时）
⑴
时段▽t
（1.5小时）
（2.⑵
Q
（m3/S）
⑶
（Q1+Q2）/2
（m3/S）
⑷
（Q1+Q2）/2▽t
（104m3）
⑸
Q
（m3/S）
⑹
（q1+q2）/2
（m3/S）
⑺
（q1+q2）/2▽t
⑻
▽V
（104m3）
⑼
V
（104m3）
⑽
Z
（m）
⑾
.0
0
0
0
9
776.60
1
2.5
0.45
0.2
0.036
0.414
0.5
5
0.4
9.414
575.49
2
7.63
1.373
0.8
0.144
1.229
1.0
10.25
1.2
10.643
576.70
3
12.88
2.318
2.5
0.45
1.868
1.5
15.5
3.8
12.511
578.38
4
30.25
5.43
5.9
1.062
4.368
2.0
14.75
8
16.879
579.73
5
13.50
2.43
10.0
1.80
0.63
2.5
12.25
12.0
17.509
780.80
6
10.88
1.958
10.0
1.962
-0.004
3.0
9.5
9.8
17.505
580.36
7
8.13
1.463
63.4
9.1296
-1.3824
3.5
6.75
61.4
54.0352
580.14
8
5.48
0.986
57.5
8.28
-2.6208
4.0
4.2
53.6
51.4144
579.69
7
2.85
0.513
48.7
7.0128
3.4128
4.5
1.5
43.8
48.0016
579.09
10
0.75
0.135
38.4
5.5296
-3.9816
4.88
0
33
44.02
578.38
11
0
0
31.65
1.1394
-1.0764
4.1
0
30.3
42.9436
578.19
洞甲水库调洪演算表（校核）
附表3
时间t
（小时）
⑴
时段▽t
（3.5小时）
（4.⑵
Q
（m3/S）
⑶
（Q1+Q2）/2
（m3/S）
⑷
（Q1+Q2）/2▽t
（104m3）
⑸
Q
（m3/S）
⑹
（q1+q2）/2
（m3/S）
⑺
（q1+q2）/2▽t
⑻
▽V
（104m3）
⑼
V
（104m3）
⑽
Z
（m）
⑾
0
0
0
9
776.6
1
6.0
1.08
0.5
0.09
0.99
0.5
12.0
1.0
9.99
575.93
2
17.0
3.06
3.25
0.585
2.475
1.0
22.0
5.5
12.465
578.65
3
25.75
4.635
7.75
1.53
3.105
1.5
29.50
10.0
15.57
581.06
4
27.0
4.86
12.0
2.16
2.70
2.0
24.50
14.0
18.27
582.88
5
21.25
3.915
15.25
2.745
1.17
2.5
19.0
16.5
19.44
781.90
6
16.375
2.948
16.45
2.961
-1.013
3.0
13.75
16.4
18.427
582.79
7
11.125
2.003
15.20
2.916
-0.916
3.5
8.5
16.0
17.511
582.06
8
5.75
1.035
14.25
2.745
-1.71
4.0
3.0
14.5
15.801
581.18
9
1.5
0.27
14.25
2.565
-2.295
4.25
0
14.0
13.506
580.21
洞甲水库坝坡稳定计算
一、坝体变形分析
坝体始建于1959年，1986—1988年，对坝体进行加高并作防渗处理。
根据观测，坝面、下游堆石体没有发现异常情况，上、下游坝面、坝顶、坝体、岸坡接触等部位，未发现有沉陷，裂隙现象发生。
二、坝坡抗滑稳定
大坝为均质土坝，V等5级建筑，后坝脚设有排水棱体。
筑坝材料主要为砂质粘土夹页岩石化块石。
土料设计指数为ψ=25°，C=8Kpa，土料湿容重19KN/m3，采用不着计条块间作用力的圆弧法进行稳定计算，计算公式为：
K=（ΣNtgψ+iΣCL）/ΣT
式中：
K—土坡稳定安全系数
N—土条重量对滑弧的切向分力，N=WiCOSai，式中：
（Wi为每条土带的重量）
b—每块条宽度
ψ—每条土带底部土料内磨擦角，取25°
T—土条重量对滑弧切向分力，T=WiSinai（滑动力）
L—弧长，L=Πrb/180°=3.14×25.2×79.5°/180°=34.95m
计算见附表
计算结果：
坝体正常运用边坡稳定安全系数K=1.26，根据《碾压式土石坝设计规范》（SDJ218—84）中规定正常运用条件下Ⅳ、Ⅴ级工程坝坡抗滑稳定最小安全系数K=1.15，本工程满足规范要求。
计算结果表
土条
编号
H1
H2
H4
γ1H1
γ2H2
γ3H1
γ4H4
ωi
ω′i
sinai
cosi
ωicosai
ωisonai
8
3.5
66.5
66.5
66.5
0.8
0.6
39.9
53.2
7
4.6
1.4
87.4
28.7
14.7
106.3
116.1
0.7
0.71
75.47
81.27
6
5.0
1.8
95
36.9
18.9
113.9
131.9
0.6
0.8
91.12
79.14
5
5.4
2.0
102.6
41
21.0
123.6
143.6
0.5
0.87
107.53
71.8
4
4.8
2.5
91.2
51.25
26.25
117.45
142.45
0.4
0.92
108.05
56.98
3
4.8
2.8
91.2
57.4
29.4
120.6
148.6
0.3
0.95
114.57
44.58
2
3.8
2.2
0.6
72.2
45.1
23.3
6.3
101.87
117.3
0.2
0.99
100.85
23.46
1
3.2
1.6
0.8
60.8
32.8
16.8
8.4
86
93.6
0.1
0.99
85.14
9.36
0
2.4
1.1
1.0
45.6
22.55
11.55
10.5
67.65
68.15
0
1.0
67.65
0
-1
1.6
0.6
0.8
30.4
12.3
6.3
8.4
45.1
42.7
-0.1
0.99
44.65
-4.27
-2
1.1
0.4
0.8
20.9
8.2
4.2
8.4
33.5
29.1
-0.2
0.98
32.83
-5.82
合计
867.76
409.7
备注：
表中h1为浸润线以上土条宽度，h2为浸润线以下土条宽，h3—h4为坝基以下土条宽度，γ1=19，γ2=20.5，γ3=γ4=10.5（KN/m3）
洞甲水库Q—V关系曲线表
附表4
库水位Z
（m）
堰顶水头H
（m）
下泄流量q
（m3/S）
库容V
（m3）
备注
776.6
0
0
90000
试算式：
Q=MENH3/2
式中：
Q—下泄流量（m3/S）
m—流量系数，取0.36
E—侧收缩系数，取0.95
H—堰上水头（m）
B—堰宽，本工程为7.6m
777.0
0.4
0.67
95000
777.4
0.8
1.86
108000
777.8
1.2
3.41
112000
778.2
1.6
5.27
128000
778.6
2.0
7.35
130000
779.4
2.4
9.66
148000
779.2
2.8
12.18
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