洪水调节课程设计.doc

PAGE PAGE 10 《洪水调节课程设计》说明书 设计目的 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； 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； 了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题； 培养学生分析问题、解决问题的能力。 设计基本资料 法官泉水库是一座以灌溉为主的小(一)型水库, 位于夷陵城区东北20公里处的龙泉镇法官泉村，水库拦截长江北岸柏临河的支流杨柳河，水库原设计总库容407万m3，其中兴利库容337万m3，死库容15万m3。挡水建筑物为心墙代料土坝，水库设有溢洪道一座，土质溢洪道。为无闸控制的开敞式宽顶堰。堰顶高程167.9m ，下游无防汛要求。溢流堰宽度 本工程采用溢洪道泄洪，为无闸门控制，当水位达到溢流堰顶高程，下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流态。 设计任务及步骤 分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。具体步骤： 根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准； 用列表试算法进行调洪演算： 根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图上； 决定开始计算时刻和此时的q1、V1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进行试算； 将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t在一张图上，Z～t曲线绘制在下方。 用半图解法进行调洪计算： 绘制两条曲线： V/△t+q/2=f2(z)、q=f(z)； 进行图解计算，将结果列成表格。 比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果 设计成果 法官泉水库是一座以灌溉为主的小(一)型水库，挡水建筑物为心墙代料土坝。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，法官泉水库设计洪水重现期为50～30年，校核洪水重现期为1000～300，故选择频率为3.33%的洪水为设计洪水，选择频率为0.33%的洪水为校核洪水； 用列表试算法进行调洪演算： 根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q～V(如图1所示)，并将V～Z，q～Z绘制在图上(如图2所示),； 堰顶溢流公式： 根据已知的库容曲线表(见表1)，利用堰顶溢流公式得下泄流量q与库容V的关系(见表2)。 表1 法官泉水库库容曲线表 序号 水位(m) 库容(万m3） 1 162 196.2 2 163 221.084 3 164 247.979 4 165 277.015 5 166 307.904 6 167 339.935 7 168 374.471 8 169 411.331 9 170 449.614 表2 法官泉水库q-V计算表 水位Z(m) 167.9 168 168.5 169 169.5 170 堰顶高程(m) 0 0.1 0.6 1.1 1.6 2.1 下泄流量q(m3/s) 0.000 2.950 43.353 107.617 188.787 283.871 库容V(万m3) 371.0174 374.471 392.901 411.331 430.4725 449.614 首先进行设计洪水的计算，选取P=3.33%的洪水为设计洪水。试算的基本步骤如下： ①分析调洪开始时的起始条件，即起调水位和与之相应的库容、下泄流量。 ②从调洪开始，试算各时段末的q2、V2 。对于第一时段， Q1、Q2、 q1、V1及△t均为已知，假设q2 ，可由水量平衡方程求得V2 ，由V2在q-V关系曲线上又可查得q’2，若两者相等，假设的q2即为所求。否则，应重设，重复上述计算过程，直到两者相等为止。这样，求得的q2、V2 ，又是下一时段的q1、V1。以此类推，直到调度期末，即得所需的下泄流量过程q~t。 同样的对P=0.33%的校核洪水进行试算。试算结果如表3、4所示。 将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t在一张图上，Z～t曲线绘制在下方结果分别如图3、4所示。 表3 法官泉设计洪水(P=3.33%)Q-t q-t试算法计算表 时段 (Δt=1h) 入库洪水流量Q (m3/s) 平均入库流量 (m3/s) 水量 (万m3) 下泄流量q1 (m3/s) 试算下泄流量q2 (m3/s) V1 (万m3) V2 (万m3) 试算下泄流量q2 (m3/s) 时段平均下泄流量(m3/s) 时段下泄水量(万m3) 时段内水库存水量变化ΔV(万m3) 水库存水量 (万m3) 水库水位