第三章调洪计算.docx
《第三章调洪计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章调洪计算.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第三章调洪计算
第三章调洪计算
3.1调洪计算目的
水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。
3.2调洪演算的原理
水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
（3-1）
式中
—计算时段长度，s；
—t时段初、末的入库流量，m3/s；
—t时段初、末的出库流量，m3/s；
—t时段初、末水库蓄水量，m3。
水库泄流方程：
q=f（V）（3-2）
用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q～t，由起调水位开始，逐时段连续求解（3-1）和（3-2）组成的方程组，从而求得水库出流过程q～t，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解（2-1）和（2-2）两个方程，将（3-1）改写为：
（Vt/△t+qt/2）+Q-qt=（Vt+1/△t）+（qt+1/2）（3-3）
式中Q—计算时段平均入流量，Q＝（Qt+Qt+1）/2；其他同（3-1）
也就是说，可以事先绘制q~（V/△t）+（q/2）的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3）的左端各项为已知数，故式（3-3）右端项也可求出，然后根据（Vt+1/△t）+（qt+1/2）的值，通过工作曲线q~（V/△t）+（q/2）可查出qt+1的值。
因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。
3.3调洪计算结果整理
3.3.1调洪演算基本资料
水库特征水位：
正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m
积石峡入库洪水过程线见下表：
表2-1积石峡入库洪水过程线
时间（月.日.时）
p=0.2％
p=0.02％
时间（月.日.时）
p=0.2％
p=0.02％
8.4.0
5579
7200
8.5.13
5625
7260
8.4.1
5594
7220
8.5.14
5594
7220
8.4.2
5687
7340
8.5.15
5610
7240
8.4.3
5672
7320
8.5.16
5594
7220
8.4.4
5656
7300
8.5.17
5610
7240
8.4.5
5618
7250
8.5.18
5610
7240
8.4.6
5548
7160
8.5.19
5587
7210
8.4.7
5540
7150
8.5.20
5571
7190
8.4.8
5532
7140
8.5.21
5556
7170
8.4.9
5517
7120
8.5.22
5540
7150
8.4.10
5509
7110
8.5.23
5540
7150
8.4.11
5525
7130
8.6.0
5540
7150
8.4.12
5517
7120
8.6.1
5540
7150
8.4.13
5509
7110
8.6.2
5540
7150
8.4.14
5501
7100
8.6.3
5540
7150
8.4.15
5501
7100
8.6.4
5548
7160
8.4.16
5509
7110
8.6.5
5548
7160
8.4.17
5517
7120
8.6.6
5548
7160
8.4.18
5517
7120
8.6.7
5556
7170
8.4.19
5532
7140
8.6.8
5556
7170
8.4.20
5563
7180
8.6.9
5556
7170
8.4.21
5579
7200
8.6.10
5556
7170
8.4.22
5579
7200
8.6.11
5563
7180
8.4.23
5602
7230
8.6.12
5579
7200
8.5.0
5602
7230
8.6.13
5587
7210
8.5.1
5850
7550
8.6.14
5587
7210
8.5.2
5656
7300
8.6.15
5587
7210
8.5.3
5649
7290
8.6.16
5587
7210
8.5.4
5625
7260
8.6.17
5579
7200
8.5.5
5602
7230
8.6.18
5563
7180
8.5.6
5587
7210
8.6.19
5548
7160
8.5.7
5587
7210
8.6.20
5540
7150
8.5.8
5587
7210
8.6.21
5525
7130
8.5.9
5587
7210
8.6.22
5517
7120
8.5.10
5587
7210
8.6.23
5509
7110
8.5.11
5602
7230
8.7.0
5494
7090
8.5.12
5602
7230
3.3.2调洪计算过程及结果
方案一：
1.拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道:
单孔溢洪道，B=16.5m,H=18m,堰顶高程为1833m。
左岸中孔泄洪洞：
孔口尺寸10m×13m，进口中心高程为1811.5m
左岸排沙底孔：
双孔口尺寸8.8m×10m，进口中心高程为1799m2.枢纽泄水运行方式
在枢纽宣泄设计及校核洪水时，闸门泄水孔口的闸门运行方式：
中孔泄洪洞、排沙底孔、表孔溢洪道全开。
3.溢洪道流量计算公式如下：
（3-4）
式中：
B—溢流堰总净宽，m；
—侧收缩系数，本设计取1；
m—流量系数，本设计取0.48；
H—堰上总水头，m；
g—重力加速度，取9.81。
.
W—工作门孔口面积（m2）；
4.排沙隧洞流量计算公式如下：
（3-5）
式中：
W—工作门孔口面积，m2；
H—孔口底以以上水头
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取0.9。
5.泄洪洞流量计算公式如下：
（3-6）
式中：
W—工作门孔口面积，m2；
H—孔口底以上水头；
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取0.9。
6.分析确定洪水过程线
图2-1积石峡洪水过程线
7.调洪计算成果整理
表2-2积石峡库容曲线
库水位（m）
原始库容（万m3）
淤积20年后库容
淤积50年后库容
（万m3）
（万m3）
1774.06
0
1780
5
1790
140
1800
700
1810
1700
1820
3600
1825
4840
0
1830
6500
900
1835
8500
2431
1840
10900
4315
1845
13800
6555
0
1850
17650
9041
2349
1852
19340
10232
3456
1854
21450
12090
4651
1855
22400
12734
5276
1856
23690
14179
6112
1860
28890
19224
10745
图2-2水库库容曲线
表3-3水库水位与下泄流量关系
库水位与流量计算表
库水位Z（m）
堰上水头H（m）
溢洪道堰宽B（m）
溢洪道下泄流量q（m³/s）
泄洪洞中心高程H（m）
泄洪洞下泄流量q（m³/s）
排沙底孔中心高程H（m）
排沙底孔下泄流量q（m³/s）
总泄流量q（m³/s）
1854
21
16.5
3382.147
55.5
871.6304
65
1277.062
5530.839
1854.5
21.5
16.5
3503.654
56
875.5478
65.5
1281.964
5661.166
1855
22
16.5
3626.583
56.5
879.4478
66
1286.848
5792.878
1855.5
22.5
16.5
3750.916
57
883.3306
66.5
1291.713
5925.959
1856
23
16.5
3876.638
57.5
887.1964
67
1296.56
6060.395
1856.5
23.5
16.5
4003.735
58
891.0455
67.5
1301.389
6196.169
1857
24
16.5
4132.191
58.5
894.8779
68
1306.2
6333.269
1857.5
24.5
16.5
4261.992
59
898.6941
68.5
1310.993
6471.68
1858
25
16.5
4393.125
59.5
902.494
69
1315.769
6611.388
1858.5
25.5
16.5
4525.576
60
906.2781
69.5
1320.528
6752.382
1859
26
16.5
4659.331
60.5
910.0464
70
1325.269
6894.647
1859.5
26.5
16.5
4794.379
61
913.7992
70.5
1329.994
7038.172
1860
27
16.5
4930.707
61.5
917.5366
71
1334.702
7182.946
绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
3-4，q-Z关系曲线
3-5，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线计算表格（（△t=1h）
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
库水位Z（m）
堰顶水头H（m）
库容V总（万m3）
堰顶以上库容V（万m3）
V/△t（m³/s）
q（m³/s）
q/2（m³/s）
V/△t+q/2（m³/s）
1854
21
21450
0
0
5530.84
2765.42
2765.42
1854.5
21.5
21900
450
162
5661.17
2830.58
2992.58
1855
22
22400
950
342
5792.88
2896.44
3238.44
1855.5
22.5
22950
1500
540
5925.96
2962.98
3502.98
1856
23
23690
2240
806.4
6060.39
3030.20
3836.60
1856.5
23.5
24250
2800
1008
6196.17
3098.08
4106.08
1857
24
24890
3440
1238.4
6333.27
3166.63
4405.03
1857.5
24.5
25650
4200
1512
6471.68
3235.84
4747.84
1858
25
26160
4710
1695.6
6611.39
3305.69
5001.29
1858.5
25.5
26880
5430
1954.8
6752.38
3376.19
5330.99
1859
26
27570
6120
2203.2
6894.65
3447.32
5650.52
1859.5
26.5
28160
6710
2415.6
7038.17
3519.09
5934.69
1860
27
28890
7440
2678.4
7182.95
3591.47
6269.87
3-6，做出水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线
3-7，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
5579
2765.4
5530.8
1854
1
1
5594
5586.5
2821.1
5557.6
1854.19
2
1
5687
5640.5
2904
5609.3
1854.34
3
1
5672
5679.5
2974.2
5615.2
1854.47
4
1
5656
5664
3023
5659.6
1855.36
5
1
5618
5637
3000.4
5649.1
1854.57
6
1
5548
5583
2934.3
5624.8
1854.36
7
1
5540
5544
2853.5
5569.5
1854.28
8
1
5532
5536
2820
5554.5
1854.14
9
1
5517
5524.5
2790
5549.4
1854.12
10
1
5509
5513
2753.6
5536.7
1854.11
11
1
5525
5517
2733.9
5525.4
1854.13
12
1
5517
5521
2729.5
5518.1
1854.09
13
1
5509
5513
2724.4
5508.3
14
1
5501
5505
2735.33
5544.9
15
1
5501
5501
2740.26
5549.3
16
1
5509
5505
2751.85
根据调洪计算表格得出水库洪水过程线和泄流量过程线：
3-8，Q-t,q-t过程线
由图可查的qm=5658.3m3/s,从库水位与泄流量关系曲线可得出
Z设=1855.64m。
3-9，水库半图解法校核洪水流量调洪计算表
水库半图解法校核洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
7200
2765.42
5530.84
1854.00
1
1
7220
7210
4444.58
6334.30
1854.75
2
1
7340
7280
5390.28
6782.60
1855.30
3
1
7320
7330
5937.68
7028.50
1856.83
4
1
7300
7310
6219.18
7158.20
1857.31
5
1
7250
7275
6335.98
7184.60
1858.73
6
1
7160
7205
6356.38
7194.50
1860.25
7
1
7150
7155
6316.88
7175.40
1859.47
8
1
7140
7145
6286.48
7164.10
1858.84
9
1
7120
7130
6252.38
7162.70
1858.16
10
1
7100
7110
6199.68
7158.70
1857.45
11
1
7130
7115
6155.98
7152.90
1856.69
12
1
7120
7125
6128.08
7140.80
1856.90
13
1
7110
7115
6102.28
7102.30
1857.09
14
1
7100
7105
6104.98
7106.60
1856.27
15
1
7100
7100
6098.38
7108.70
1856.44
16
1
7110
7105
6094.68
7101.10
1856.59
从图表可以得出Z校=1860.25m，qm=7194.5m3/s.
根据以上调洪演算得设计洪水位为1855.36m,校核洪水位为1860.25m。
但是设计洪水位比正常蓄水位低，所以此种设计方案不合理。
方案二：
1、拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道:
双孔溢洪道，B=12m,堰顶高程为1838m。
左岸中孔泄洪洞：
孔口尺寸10m×12m，进口中心高程为1820m
左岸排沙底孔：
双孔口尺寸4m×6m，进口中心高程为1793m
同上面步骤计算泄流量，得出：
表，3-10水库水位与下泄流量关系
库水位与流量计算表
库水位Z（m）
堰上水头H（m）
溢洪道堰宽B（m）
溢洪道下泄流量q（m³/s）
泄洪洞中心高程H（m）
泄洪洞下泄流量q（m³/s）
排沙底孔中心高程H（m）
排沙底孔下泄流量q（m³/s）
总泄流量q（m³/s）
1854
16
12
3271.68
46
732.49
67
176.80
4180.98
1854.5
16.5
12
3426.23
46.5
736.46
67.5
177.46
4340.16
1855
17
12
3583.14
47
740.41
68
178.12
4501.67
1855.5
17.5
12
3742.38
47.5
744.34
68.5
178.77
4665.49
1856
18
12
3903.91
48
748.25
69
179.42
4831.58
1856.5
18.5
12
4067.70
48.5
752.13
69.5
180.07
4999.90
1857
19
12
4233.71
49
756.00
70
180.72
5170.43
1857.5
19.5
12
4401.93
49.5
759.85
70.5
181.36
5343.14
1858
20
12
4572.31
50
763.68
71
182.00
5517.99
1858.5
20.5
12
4744.84
50.5
767.48
71.5
182.64
5694.97
1859
21
12
4919.49
51
771.27
72
183.28
5874.04
1859.5
21.5
12
5096.22
51.5
775.05
72.5
183.92
6055.19
1860
22
12
5275.03
52
778.80
73
184.55
6238.38
根据泄流量和库水位关系绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
表3-11，q-Z关系曲线
表3-12，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线计算表格（（△t=1h）
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
库水位Z（m）
堰顶水头H（m）
库容V总（万m3）
堰顶以上库容V（万m3）
V/△t（m³/s）
q（m³/s）
q/2（m³/s）
V/△t+q/2（m³/s）
1854
16
21450
0
0
4180.98
2090.49
2090.49
1854.5
16.5
21900
450
1250
4340.16
2170.08
3420.08
1855
17
22400
950
2638.89
4501.67
2250.84
4889.73
1855.5
17.5
22950
1500
4166.67
4665.49
2332.75
6499.41
1856
18
23690
2240
6222.22
4831.58
2415.79
8638.01
1856.5
18.5
24250
2800
7777.78
4999.90
2499.95
10277.73
1857
19
24890
3440
9555.56
5170.43
2585.21
12140.77
1857.5
19.5
25650
4200
11666.67
5343.14
2671.57
14338.23
1858
20
26160
4710
13083.33
5517.99
2759.00
15842.33
1858.5
20.5
26880
5430
15083.33
5694.97
2847.48
17930.82
1859
21
27570
6120
17000
5874.04
2937.02
19937.02
1859.5
21.5
28160
6710
18638.89
6055.19
3027.59
21666.48
1860
22
28890
7440
20666.67
6238.38
3119.19
23785.86
表3-13，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线
表3-14，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
5579
2090.49
4180.98
1854
1
1
5594
5586.5
3496.01
4355.92
1854.3
2
1
5687
5640.5
4780.59
4486.23
18554.6
3
1
5672
5679.5
5973.86
4619.52
1854.84
4
1
5656
5664
7018.34
4709.98
1855.41
升级会员 