洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、<p><b>　　洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、問(wèn)題重述</b></p><p>　　某水利樞紐工程以發(fā)電為主，兼有防洪、供水、養(yǎng)殖等綜合效益，電站裝機(jī)為5000kw，年發(fā)電量1372×kw·h，水庫(kù)庫(kù)容0.55。擋水建筑物為混凝土面板壩，最大壩高84.80m。溢洪道堰頂高程519.00

2、m，采用2孔8m×6m（寬×高）的弧形門控制。水庫(kù)正常蓄水位525.00m。電站發(fā)電引用流量為10/s。</p><p>　　本工程采用２孔溢洪道泄洪。在洪水期間洪水來(lái)臨時(shí)，先用閘門控制下泄流量ｑ并使其等于洪水來(lái)水量Ｑ，使水庫(kù)水位保持在防洪限制水位不變；當(dāng)洪水來(lái)水量Ｑ繼續(xù)增大時(shí)，閘門逐漸打開；當(dāng)閘門達(dá)到全開后，就不再用閘門控制，下泄流量ｑ隨水庫(kù)水位ｚ的升高而增大，流態(tài)為自由流態(tài)，情況與無(wú)閘門控

3、制一樣。</p><p>　　上游防洪限制水位Xm（注：X=524.5+學(xué)號(hào)最后1位/10，即524.5m-525.4m），下游無(wú)防汛要求。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)說(shuō)明</b></p><p>　　該水利樞紐工程以發(fā)電為主，兼有防洪、供水、養(yǎng)殖等綜合效益，電站裝機(jī)較小為5000kw，依照規(guī)范屬于?。?）型，但由于其庫(kù)容為0.55過(guò)

4、于龐大，出于安全考慮，可將其定為中型水利樞紐工程，因而采用100年一遇（1%）洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)，1000年一遇（0.1%）洪水進(jìn)行校核。由于下游無(wú)防汛要求，依照上游防洪限制水位=524.5m進(jìn)行洪水起調(diào)。</p><p><b>　　三、計(jì)算過(guò)程</b></p><p>　　根據(jù)高程庫(kù)容關(guān)系表（表1）繪出水利樞紐Z～V關(guān)系曲線（圖1-1）如下。</p>&l

5、t;p>　　表1 高程庫(kù)容關(guān)系表</p><p>　　圖1-1 某水利樞紐水位與庫(kù)容曲線圖</p><p>　　(一)設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算</p><p><b>　?。粒斜碓囁惴?lt;/b></p><p>　?。?計(jì)算并繪制

6、q～Z，V～Z以及q=f(V)曲線</p><p><b>　　根據(jù)堰頂溢流公式：</b></p><p>　　其中n=2，b=8m，ε=0.92，m=0,48，g=9.81，=Z-519m</p><p>　　將水庫(kù)水位Z值帶入公式求得對(duì)應(yīng)的泄流量q值填入表2，并由表2繪出q～Z，V～Z以及q=f(V)曲線（圖2-1，圖2-2，圖2-3）如下

7、。</p><p>　　表2 設(shè)計(jì)水位流量庫(kù)容關(guān)系表</p><p>　　圖2-1 流量與水位關(guān)系曲線q～Z</p><p>　　圖2-2 庫(kù)容與水位關(guān)系曲線V～Z</p><p>　　圖2-3

8、 流量與庫(kù)容關(guān)系曲線q=f(V)</p><p>　　2．列表試算求設(shè)計(jì)洪水（P=1%）過(guò)程</p><p>　　由起調(diào)水位=524.5m可從圖2-1中查得需要調(diào)節(jié)的起始流量為=413.68，因在前兩個(gè)小時(shí)內(nèi)q均小于，故q=Q。從第三個(gè)小時(shí)開始調(diào)洪，取Δt=1h=3600s。</p><p><b>　　根據(jù)水量平衡方程：&

9、lt;/b></p><p>　　結(jié)合水庫(kù)q=f(V)關(guān)系曲線逐時(shí)段對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行試算，計(jì)算結(jié)果如表3所示。</p><p>　　表3 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水(1%)調(diào)洪計(jì)算表</p><p><b>　　3．繪制調(diào)洪曲線</b></p><p>　　利用表3中第（1）、（2）、（

10、5）三欄的數(shù)據(jù)繪制成Q～t，q～t關(guān)系曲線，如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水Q與下泄流量q過(guò)程線</p><p>　　然后利用表3中（1）、（10）兩欄數(shù)據(jù)繪成Z～t關(guān)系曲線，如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水Z～t關(guān)系曲線</p&

11、gt;<p>　　查圖3-1與3-2可知，最大下泄量發(fā)生在t=7.6171h時(shí)刻，正好是q～t曲線與Q～t曲線的交點(diǎn)，即為所求，=982.0377，=528.8795m，=5389.6710萬(wàn)。</p><p><b>　　B．半圖解法</b></p><p>　　1．計(jì)算并繪制單輔助線</p><p>　　計(jì)算中V取溢洪道堰頂以

12、上庫(kù)容，計(jì)算時(shí)段取△t=1h。計(jì)算過(guò)程見表4。</p><p>　　表4 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水單輔助曲線計(jì)算表（P=1%）</p><p>　　利用表4中第（5）、（7）兩欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成單輔助曲線如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 單輔助曲線</p><p>

13、;　　繪制曲線=(z)、=(z)、q=f(z)如圖4-2、4-3、4-4。</p><p>　　圖4-2 =(z)曲線</p><p>　　圖4-3 =(z)曲線</p><p>　　圖4-4 q=f(Z)

14、曲線</p><p>　　2．調(diào)洪計(jì)算求q～t過(guò)程和Z～t過(guò)程</p><p>　　調(diào)洪的起始條件與試算法相同，計(jì)算過(guò)程見表5。</p><p>　　表5 某水庫(kù)半圖解法調(diào)洪計(jì)算表（P=1%）</p><p>　　在表5中，t=17h后水庫(kù)水位將小于限制洪水位524.5m，所以不需再進(jìn)行調(diào)洪，只需操作閘

15、門將水位控制在防洪限制水位即可。</p><p><b>　　3．繪制調(diào)洪曲線</b></p><p>　　利用表5中第（1）、（2）、（5）三欄中的數(shù)據(jù)繪制成Q～t，q～t關(guān)系曲線，如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪曲線</p><p>　　然

16、后利用第（1）、（6）兩欄中的數(shù)據(jù)繪制成Z～t關(guān)系曲線，如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 設(shè)計(jì)洪水Z～t曲線</p><p>　　查圖5-1與5-2可知，最大下泄流量發(fā)生在t=7.5994h時(shí)刻，正好是q～t曲線與Q～t曲線的交點(diǎn)，即為所求，=988.1601，=528.9220m，=5397.6752萬(wàn)。</p>

17、<p>　　(二)校核洪水的計(jì)算</p><p><b>　　A．列表試算法</b></p><p>　?。?計(jì)算并繪制q～Z，V～Z以及q=f(V)曲線</p><p><b>　　根據(jù)堰頂溢流公式：</b></p><p>　　其中n=3，b=8m，ε=0.92，m=0,48，g=

18、9.81，=Z-519m</p><p>　　將水庫(kù)水位Z值帶入公式求得對(duì)應(yīng)的泄流量q值填入表6，并由表6繪出q～Z，V～Z以及q=f(V)曲線（圖6-1，圖6-2，圖6-3）如下。</p><p>　　表6 校核水位流量庫(kù)容關(guān)系表</p><p>　　圖6-1 流量與水

19、位關(guān)系曲線q～Z</p><p>　　圖6-2 庫(kù)容與水位關(guān)系曲線V～Z</p><p>　　圖6-3 流量與庫(kù)容關(guān)系曲線q=f(V)</p><p>　　2．列表試算求校核洪水（P=0.1%）過(guò)程</p><p>　　由起調(diào)水位=524.5m可從圖6-1中

20、查得需要調(diào)節(jié)的起始流量為=615.53，因在前兩個(gè)小時(shí)內(nèi)q均小于，故q=Q。從第三個(gè)小時(shí)開始調(diào)洪，取Δt=1h=3600s。</p><p><b>　　根據(jù)水量平衡方程：</b></p><p>　　結(jié)合水庫(kù)q=f(V)關(guān)系曲線逐時(shí)段對(duì)設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行試算，計(jì)算結(jié)果如表7所示。</p><p>　　表7

21、水庫(kù)校核洪水(0.1%)調(diào)洪計(jì)算表</p><p>　　在表7中,t=16h后水庫(kù)水位將小于防洪限制水位524.5m，所以不需再進(jìn)行調(diào)洪，只需操作閘門將水庫(kù)水位控制在防洪限制水位即可。</p><p><b>　　3．繪制調(diào)洪曲線</b></p><p>　　利用表7中（1）、（2）、（5）三欄的數(shù)據(jù)繪制成Q～t，q～t關(guān)系曲線，如圖7-1所示

22、。</p><p>　　圖7-1 水庫(kù)校核洪水Q與下泄流量q過(guò)程線</p><p>　　然后利用表7中（1）、（10）兩欄數(shù)據(jù)繪成Z～t關(guān)系曲線，如圖7-2所示。</p><p>　　圖3-2 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水Z～t關(guān)系曲線</p><p>　　查圖7-1與7-2可知，最

23、大下泄量發(fā)生在t=6.9467h時(shí)刻，正好是q～t曲線與Q～t曲線的交點(diǎn)，即為所求，=1768.6550，=530.2343m，=5644.4637萬(wàn)。</p><p><b>　　B．半圖解法</b></p><p>　　1．計(jì)算并繪制單輔助線</p><p>　　計(jì)算中V取溢洪道堰頂以上庫(kù)容，計(jì)算時(shí)段取△t=1h。計(jì)算過(guò)程見表8。</

24、p><p>　　表8 水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水單輔助曲線計(jì)算表（P=1%）</p><p>　　利用表8中第（5）、（7）兩欄相應(yīng)的數(shù)據(jù)繪制成單輔助曲線如圖8-1所示。</p><p>　　圖8-1 單輔助曲線</p><p>　　繪制曲線=(z)、=(z)、q=f(z)如圖8-2

25、、8-3、8-4。</p><p>　　圖8-2 =(z)曲線</p><p>　　圖8-3 =(z)曲線</p><p>　　圖8-4 q=f(Z)曲線</p><p>　　2．調(diào)洪

26、計(jì)算求q～t過(guò)程和Z～t過(guò)程</p><p>　　調(diào)洪的起始條件與試算法相同，計(jì)算過(guò)程見表9。</p><p>　　表9 某水庫(kù)半圖解法調(diào)洪計(jì)算表（P=1%）</p><p>　　在表9中，t=16h后水庫(kù)水位將小于限制洪水位524.5m，所以不需再進(jìn)行調(diào)洪，只需操作閘門將水位控制在防洪限制水位即可。</p>&

27、lt;p><b>　　3．繪制調(diào)洪曲線</b></p><p>　　利用表9中第（1）、（2）、（5）三欄中的數(shù)據(jù)繪制成Q～t，q～t關(guān)系曲線，如圖9-1所示。</p><p>　　圖9-1 設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪曲線</p><p>　　然后利用第（1）、（6）兩欄中的數(shù)據(jù)繪制成Z～t關(guān)系曲線，如

28、圖9-2所示。</p><p>　　圖9-2 設(shè)計(jì)洪水Z～t曲線</p><p>　　查圖9-1與9-2可知，最大下泄流量發(fā)生在t=6.9264h時(shí)刻，正好是q～t曲線與Q～t曲線的交點(diǎn)，即為所求，=1775.8116，=530.2223m，=5809.3423萬(wàn)。</p><p>　　三、調(diào)洪計(jì)算結(jié)果及分析<

29、/p><p>　　(一)調(diào)洪計(jì)算成果表</p><p>　　(二)成果分析及結(jié)論</p><p>　　1．兩種標(biāo)準(zhǔn)下的洪水軍用兩種方法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，從成果表的成果對(duì)比可以看出兩種計(jì)算方法所得結(jié)果均在允許誤差范圍內(nèi)，且基本一致，從而驗(yàn)證了計(jì)算的精度。</p><p>　　2．在試算過(guò)程中，將曲線圖上的相鄰兩點(diǎn)之間近似成直線，采用線性插值法，故最小分