洪水調節(jié)課程設計說明書

1、<p>　　《洪水調節(jié)課程設計》計算說明書</p><p><b>　　設計目的</b></p><p>　　洪水調節(jié)目的：定量地找出入庫洪水、下泄洪水、攔蓄洪水的庫容、水庫水位的變化、泄洪建筑物型式和尺寸間的關系，為確定水庫的有關參數(shù)和泄洪建筑型式選擇、尺寸確定提供依據(jù)；</p><p>　　掌握列表試算法和半圖解法的基本原理、方法

2、、步驟及各自的特點；</p><p>　　了解工程設計所需洪水調節(jié)計算要解決的課題；</p><p>　　培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。</p><p><b>　　設計基本資料</b></p><p>　　法官泉水庫是一座以灌溉為主的小(一)型水庫, 位于夷陵城區(qū)東北20公里處的龍泉鎮(zhèn)法官泉村，水庫攔截長江北岸柏臨

3、河的支流楊柳河，水庫原設計總庫容407萬m3，其中興利庫容337萬m3，死庫容15萬m3。擋水建筑物為心墻代料土壩，水庫設有溢洪道一座，土質溢洪道。為無閘控制的開敞式寬頂堰。堰頂高程167.9m，下游無防汛要求。溢流堰寬度60.0m。</p><p>　　本工程采用溢洪道泄洪，為無閘門控制，當水位達到溢流堰頂高程，下泄流量q隨水庫水位z的升高而增大，流態(tài)為自由流態(tài)。</p><p><

4、;b>　　設計任務及步驟</b></p><p>　　分別對設計洪水標準、校核洪水標準，按照上述擬定的泄洪建筑物的類型、尺寸和水庫運用方式，分別采用列表試算法和半圖解法推求水庫下泄流量過程，以及相應的庫容、水位變化過程。具體步驟：</p><p>　　根據(jù)工程規(guī)模和建筑物的等級，確定相應的洪水標準；</p><p>　　用列表試算法進行調洪演算：&

5、lt;/p><p>　　根據(jù)已知水庫水位容積關系曲線V～Z和泄洪建筑物方案，用水力學公式求出下泄流量與庫容關系曲線q～Z，并將V～Z，q～Z繪制在圖上；</p><p>　　決定開始計算時刻和此時的q1、V1，然后列表試算，試算過程中，對每一時段的q2、V2進行試算；</p><p>　　將計算結果繪成曲線：Q～t、q～t在一張圖上，Z～t曲線繪制在下方。</p&

6、gt;<p>　　用半圖解法進行調洪計算：</p><p>　　繪制兩條曲線： V/△t+q/2=f2(z)、q=f(z)；</p><p>　　進行圖解計算，將結果列成表格。</p><p>　　比較分析試算法和半圖解法調洪計算的成果</p><p><b>　　設計成果</b></p>&

7、lt;p>　　法官泉水庫是一座以灌溉為主的小(一)型水庫，擋水建筑物為心墻代料土壩。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，法官泉水庫設計洪水重現(xiàn)期為50~30年，校核洪水重現(xiàn)期為500~200年，故選擇頻率為3.33%的洪水為設計洪水，選擇頻率為0.5%的洪水為校核洪水；</p><p>　　用列表試算法進行調洪演算：</p><p>　　根據(jù)已知水庫水位容

8、積關系曲線V～Z和泄洪建筑物方案，用水力學公式求出下泄流量與庫容關系曲線q～V(如圖1所示)，并將V～Z，q～Z繪制在圖上(如圖2所示),；</p><p><b>　　堰頂溢流公式：</b></p><p>　　根據(jù)已知的庫容曲線表(見表1)，利用堰頂溢流公式得下泄流量q與庫容V的關系(見表2)。</p><p>　　圖1 法官泉水庫q-V

9、關系曲線</p><p>　　圖2 法官泉水庫q-Z、V-Z關系曲線</p><p>　　首先進行設計洪水的計算，選取P=3.33%的洪水為設計洪水。試算的基本步驟如下：</p><p>　　①分析調洪開始時的起始條件，即起調水位和與之相應的庫容、下泄流量。</p><p>　?、趶恼{洪開始，試算各時段末的q2、V2 。對于第一時段， Q1

10、、Q2、 q1、V1及△t均為已知，假設q2 ，可由水量平衡方程求得V2 ，由V2在q-V關系曲線上又可查得q’2，若兩者相等，假設的q2即為所求。否則，應重設，重復上述計算過程，直到兩者相等為止。這樣，求得的q2、V2 ，又是下一時段的q1、V1。以此類推，直到調度期末，即得所需的下泄流量過程q~t。</p><p>　　同樣的對P=0.5%的校核洪水進行試算。試算結果如表3、4所示。</p>&

11、lt;p>　　將計算結果繪成曲線：Q～t、q～t在一張圖上，Z～t曲線繪制在下方結果分別如圖3、4所示。</p><p>　　圖3 法官泉水庫設計洪水（P=3.33%）Q~t、q~t關系曲線</p><p>　　法官泉水庫設計洪水（P=3.33%）z~t關系曲線</p><p>　　圖4 法官泉水庫校核洪水（P=0.5%）Q~t、q~t關系曲線</p&g

12、t;<p>　　法官泉水庫校核洪水（P=0.5%）z~t關系曲線</p><p>　　用半圖解法進行調洪計算：</p><p>　　半圖解法的依據(jù)是水量平衡方程。水量平衡方程寫為</p><p>　　用、代入上式，整理得</p><p>　　由此式可以看出是的函數(shù)，可依據(jù)資料繪制兩者的關系曲線。</p><p

13、>　　繪制兩條曲線： V/△t+q/2=f2(z)、q=f(z)；</p><p>　　利用V～Z和q～V曲線繪制所需的輔助曲線(見表5、圖5).</p><p>　　圖5 法官泉水庫q~V/Δt+q/2輔助曲線</p><p>　　進行圖解計算，將結果列成表格。</p><p>　　基本步驟如下：對于第一時段，已知、和，于是由查圖5得

14、，代入水量平衡方程求得，以此查得，同法依此類推，可求出其他時段的泄流量。半圖解法結果如表6、7和圖6、7所示。</p><p>　　圖6 法官泉水庫設計洪水（P=3.33%）Q~t、q~t關系曲線</p><p>　　法官泉水庫設計洪水（P=3.33%）z~t關系曲線</p><p>　　圖7 法官泉水庫校核洪水（P=0.5%）Q~t、q~t關系曲線</p&g

15、t;<p>　　法官泉水庫校核洪水（P=0.5%）z~t關系曲線</p><p>　　調洪計算成果表及分析</p><p><b>　　方法比較：</b></p><p>　　列表試算法較為準確，并適用于計算時段改變、泄流規(guī)律變化的情況，而且便于使用計算機進行計算，故為水庫防洪調節(jié)計算的基本方法。</p><p

16、>　　采用手算時半圖解法較為簡便，同時半圖解法的輔助線也可以用計算機繪制，但半圖解法不適用于計算時段不同或泄流規(guī)律變化的情況。</p><p>　　附表1 各頻率壩址洪水過程線</p><p><b>　　附表2</b></p><p>　　《洪水調節(jié)課程設計》</p><p><b>　　計算說明書&l

17、t;/b></p><p>　　指導老師： 玄英姬 </p><p>　　姓 名： 李應周 </p><p>　　學 號：209101509 </p><p>　　學 院：水利與環(huán)境學院</p><p><b>　　2012年1月</b>&l