《洪水调节课程设计》设计说明书.docx
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《洪水调节课程设计》设计说明书
《洪水调节课程设计》设计说明书
1、根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准：
大M山水库是小
（一）型水库，挡水建筑物是浆砌石重力拱坝，则可确定其设计洪水标准的频率为3.33%，校核洪水标准的频率为0.5%。
2、设计洪水调洪演算：
2.1用列表试算法进行调洪演算
2.1.1计算并绘制V-Z线，q-V线，q-Z线
表一水库水位容积关系及水库q=f（V）关系曲线计算表
水位Z（m）
库容V（万m3）
溢洪道堰上水头Hw（m）
流量系数m
溢洪道泄量q（m3/s）
224.94
0
0
0
226.37
10
0
0
227.05
15
0
0
227.2
16
0
0
227.93
22
0.73
0.436
64.27987217
228.3
25
1.1
0.436
118.8994216
228.88
30
1.68
0.436
224.4164235
229.44
35
2.24
0.438222222
347.2727045
229.98
40
2.78
0.452925926
496.247806
230.49
45
3.29
0.465111111
656.0769599
230.98
50
3.78
0.476
826.8921661
231.46
55
4.26
0.484888889
1007.768678
231.91
60
4.71
0.491777778
1188.240869
232.35
65
5.15
0.497759259
1375.100424
232.77
70
5.57
0.502888889
1562.640435
233.18
75
5.98
0.507222222
1753.29209
233.58
80
6.38
0.509444444
1940.582335
233.97
85
6.77
0.511611111
2130.23343
234.35
90
7.15
0.513
2318.358814
234.72
95
7.52
0.513
2500.623746
235.08
100
7.88
0.513
2682.322029
235.44
105
8.24
0.513
2868.219656
其中：
起调水位为227.2m，此时库容根据内插法算出为16万m3，流量系数由内插法算得，下泄流量由水力学公式算出。
2.1.2列表试算
起调水位是227.2m，从0时开始计算，此时q1=0，V1=16万m3
表二设计洪水下泄流量列表试算计算表
t（h）
入库洪水流量Q（m3/s）
时段平均入库流量Q-（m3/s）
时段入库水量（万m3）
下泄流量q（m3/s）
时段平均下泄流量q-（m3/s）
时段下泄水量q-△t（万m3）
时段内水库的存水量变化△V（万m3）
水库的存水量（万m3）
水库水位Z（m3）
0
9.60
10.70
3.85
0
7.05
2.54
1.32
16.00
227.20
1
11.80
14.09
17.32
227.36
2
23.30
17.55
6.32
18.65
16.37
5.89
0.43
17.74
227.41
3
48.80
36.05
12.98
41.57
30.11
10.84
2.14
19.88
227.67
4
86.30
67.55
24.32
77.67
59.62
21.46
2.86
22.74
228.02
5
132.00
109.15
39.29
126.14
101.91
36.69
2.61
25.34
228.34
6
182.20
157.10
56.56
175.15
150.65
54.23
2.32
27.67
228.61
7
248.50
215.35
77.53
239.23
207.19
74.59
2.94
30.60
228.95
8
345.60
297.05
106.94
333.55
286.39
103.10
3.84
34.44
229.38
9
521.00
433.30
155.99
501.30
417.42
150.27
5.72
40.16
230.00
10
888.00
704.50
253.62
849.55
675.42
243.15
10.47
50.63
231.04
11
1300.60
1094.30
393.95
1274.20
1061.87
382.27
11.67
62.30
232.11
12
1556.90
1428.75
514.35
1543.38
1408.79
507.16
7.19
69.49
232.73
12.5
1572.25
1564.58
281.62
1576.13
1559.76
280.76
0.87
70.35
232.80
13
1587.60
1579.93
284.39
1582.01
1579.07
284.23
0.15
70.51
232.81
13.5
1515.70
1551.65
279.30
1535.10
1558.55
280.54
-1.24
69.27
232.71
14
1443.80
1479.75
266.36
1449.70
1492.40
268.63
-2.28
66.99
232.52
15
1206.60
1325.20
477.07
1232.89
1341.29
482.87
-5.79
61.19
232.02
16
958.70
1082.65
389.75
972.28
1102.58
396.93
-7.18
54.02
231.37
17
731.20
844.95
304.18
752.11
862.19
310.39
-6.21
47.81
230.77
18
546.70
638.95
230.02
558.38
655.25
235.89
-5.87
41.94
230.18
19
402.90
474.80
170.93
416.82
487.60
175.54
-4.61
37.33
229.69
20
289.90
346.40
124.70
299.70
358.26
128.97
-4.27
33.06
229.22
21
212.50
251.20
90.43
220.70
260.20
93.67
-3.24
29.82
228.86
22
152.30
182.40
65.66
160.06
190.38
68.54
-2.87
26.95
228.53
23
111.30
131.80
47.45
115.43
137.75
49.59
-2.14
24.81
228.28
24
83.00
97.15
34.97
87.42
101.42
36.51
-1.54
23.27
228.09
列表试算：
q1=0,V1=16,假设一个q2,则由水量平衡方程可以算出相应的V2，再由q-V曲线可以查的V2所对应的q2，如果此q2与假设的q2相同，则假设正确，如果不同，则重新假设并计算，并把假设正确的q2和V2作为下一时段的q1和V1，继续计算，以此类推，直至算出整个洪水过程线，其中应注意再洪峰段应对时间进行加密。
最后算得：
最大下泄流量为1582.01m3/s，最高库水位为232.81m。
2.1.2根据列表试算结果绘Q—t、q—t曲线，Z—t曲线
2.2用半图解法进行调洪演算
2.2.1绘制V/△t+q/2=f2（Z）曲线及q=f（Z）曲线
表三半图解法单辅助曲线计算表
水库水位Z（m）
总库容V总（万m3）
堰顶以上库容V（万m3）
V/Δt（m3/s）
q（m3/s）
q/2（m3/s）
V/Δt+q/2（m3/s）
227.2
16
0
0
0
0
0
227.5
18.4657534
2.465753425
6.84931507
26.416386
13.2081929
20.057508
227.8
20.9315068
4.931506849
13.6986301
52.832772
26.4163858
40.115016
228.1
23.3783784
7.378378378
20.4954955
89.375341
44.6876704
65.1831659
228.4
25.862069
9.862068966
27.394636
137.09201
68.5460041
95.9406401
228.7
28.4482759
12.44827586
34.5785441
191.66977
95.8348839
130.413428
229
31.0714286
15.07142857
41.8650794
250.74277
125.371385
167.236464
229.3
33.75
17.75
49.3055556
316.55863
158.279317
207.584873
229.6
36.4814815
20.48148148
56.8930041
391.41348
195.706738
252.599742
229.9
39.2592593
23.25925926
64.6090535
474.17742
237.08871
301.697764
230.2
42.1568627
26.15686275
72.6579521
565.19372
282.596858
355.25481
230.5
45.1020408
29.10204082
80.8390023
659.56298
329.781492
410.620495
230.8
48.1632653
32.16326531
89.3424036
764.14372
382.071861
471.414265
231.1
51.25
35.25
97.9166667
872.11129
436.055647
533.972314
231.4
54.375
38.375
106.597222
985.15911
492.579557
599.176779
231.7
57.6666667
41.66666667
115.740741
1104.0205
552.010257
667.750997
232
61.0227273
45.02272727
125.063131
1226.4621
613.231071
738.294202
232.3
64.4318182
48.43181818
134.532828
1353.8664
676.933192
811.46602
232.6
67.9761905
51.97619048
144.378307
1486.7314
743.365691
887.743998
232.9
71.5853659
55.58536585
154.403794
1623.091
811.54548
965.949274
233.2
75.25
59.25
164.583333
1762.6566
881.328301
1045.91163
233.5
79
63
175
1903.1243
951.562143
1126.56214
233.8
82.8205128
66.82051282
185.612536
2047.565
1023.7825
1209.39504
234.1
86.7105263
70.71052632
196.418129
2194.5921
1097.29606
1293.71419
234.4
90.6756757
74.67567568
207.432432
2342.9892
1171.4946
1378.92704
234.7
94.7297297
78.72972973
218.693694
2490.7716
1245.38579
1464.07949
235
98.8888889
82.88888889
230.246914
2641.9446
1320.97232
1551.21923
235.3
103.055556
87.05555556
241.820988
2795.9261
1397.96307
1639.78405
235.44
105
89
247.222222
2868.2197
1434.10983
1681.33205
根据以上表格可绘出下列曲线
2.2.2进行图解计算，结果如下表
表四水库设计洪水调洪半图解法计算表
时间t（h）
入库流量Q（m3/s）
平均入库流量Q-（m3/s）
V/Δt+q/2（m3/s）
q（m3/s）
Z（m）
0
9.6
0
0
227.2
1
11.8
10.7
10.7
14.09224559
227.3600398
2
23.3
17.55
14.15775441
18.64621983
227.4117574
3
48.8
36.05
31.56153459
41.56756042
227.6720656
4
86.3
67.55
57.54397417
78.23946948
228.0245641
5
132
109.15
88.45450468
125.4781341
228.3361615
6
182.2
157.1
120.0763706
175.3040061
228.6100416
7
248.5
215.35
160.1223645
239.3300436
228.9479788
8
345.6
297.05
217.8423209
333.6156572
229.3777488
9
521
433.3
317.5266637
501.0774819
229.995411
10
888
704.5
520.9491818
849.6349549
231.0403535
11
1300.6
1094.3
765.6142269
1274.030825
232.1120184
12
1556.9
1428.75
920.3334018
1543.554624
232.7272569
13
1587.6
1572.25
949.0287774
1593.588196
232.8365537
14
1443.8
1515.7
871.1405811
1457.810676
232.5352314
15
1206.6
1325.2
738.5299046
1226.872539
232.0009664
16
958.7
1082.65
594.3073659
976.7168002
231.3775963
17
731.2
844.95
462.5405657
748.8787044
230.7562108
18
546.7
638.95
352.6118613
560.7022172
230.185668
19
402.9
474.8
266.7096441
415.198368
229.6862147
20
289.9
346.4
197.9112761
300.7791736
229.2280745
21
212.5
251.2
148.3321025
220.4156291
228.8580087
22
152.3
182.4
110.3164734
159.8520187
228.5251059
23
111.3
131.8
82.26446169
115.8749976
228.2795122
24
83
97.15
63.53946411
86.97926905
228.0837687
半图解法计算：
对于第一时段，已知q1=0,则由单辅助曲线可以得出（V1/Δt+q1/2）的值，再由水量平衡方程可得出（V2/Δt+q2/2）的值，再由单辅助曲线可以得到q2的值，同法以此类推，可以求出其他时段的泄量。
最后可算出：
最大下泄流量为1593.53m3/s，最高库水位为232.84m.
2.3比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果
利用试算法得出的最大下泄流量为1582.01m3/s，最高库水位为232.81m；利用半图解法得出的最大下泄流量为1593.53m3/s，最高库水位为232.84m。
其中有一定的误差，特别是最大下泄流量误差较大，其主要原因可能是线性内插造成的，一方面要对流量系数进行内插，另一方面再进行试算的过程中核对试算是否正确也需用线性内插法。
3、校核洪水调洪演算：
3.1用列表试算法进行调洪演算
表五水库校核洪水调洪列表试算法计算表
时间t（h）
入库洪水流量Q（m3/s）
时段平均入库流量Q-（m3/s）
时段入库水量（万m3）
下泄流量q（m3/s）
时段平均下泄流量q-（m3/s）
时段下泄水量q-△t（万m3）
时段内水库的存水量变化△V（万m3）
水库的存水量（万m3）
水库水位Z（m3）
0
12.00
13.10
4.72
0.00
8.63
3.11
1.61
16.00
227.20
1
14.20
17.25
17.61
227.40
2
24.10
19.15
6.89
19.75
18.50
6.66
0.23
17.84
227.42
3
54.30
39.20
14.11
45.37
32.56
11.72
2.39
20.23
227.72
4
102.20
78.25
28.17
92.66
69.02
24.85
3.32
23.56
228.12
5
158.20
130.20
46.87
151.22
121.94
43.90
2.97
26.53
228.48
6
217.20
187.70
67.57
208.97
180.10
64.84
2.74
29.27
228.80
7
278.20
247.70
89.17
271.67
240.32
86.52
2.66
31.92
229.10
8
342.30
310.25
111.69
334.60
303.14
109.13
2.56
34.48
229.38
9
445.20
393.75
141.75
433.89
384.24
138.33
3.42
37.91
229.75
10
614.70
529.95
190.78
596.89
515.39
185.54
5.24
43.15
230.30
11
933.10
773.90
278.60
901.40
749.15
269.69
8.91
52.06
231.18
12
1577.20
1255.15
451.85
1516.12
1208.76
435.15
16.70
68.76
232.67
13
2197.90
1887.55
679.52
2163.80
1839.96
662.39
17.13
85.89
234.04
13.5
2313.75
2255.83
406.05
2305.89
2234.84
402.27
3.78
89.67
234.32
14
2429.60
2371.68
426.90
2406.82
2356.35
424.14
2.76
92.43
234.53
14.5
2350.20
2389.90
430.18
2380.89
2393.85
430.89
-0.71
91.72
234.48
15
2270.80
2310.50
415.89
2272.67
2326.78
418.82
-2.93
88.79
234.26
16
1884.30
2077.55
747.92
1932.45
2102.56
756.92
-9.00
79.78
233.56
17
1433.30
1658.80
597.17
1455.39
1693.92
609.81
-12.64
67.14
232.53
18
1042.00
1237.65
445.55
1076.74
1266.07
455.78
-10.23
56.91
231.63
19
740.10
891.05
320.78
755.38
916.06
329.78
-9.00
47.91
230.77
20
518.50
629.30
226.55
539.61
647.49
233.10
-6.55
41.36
230.12
21
362.60
440.55
158.60
372.16
455.89
164.12
-5.52
35.84
229.53
22
256.80
309.70
111.49
269.47
320.82
115.49
-4.00
31.83
229.09
23
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