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洪水调节
洪水调节课程设计
学院:
土木水电学院
指导老师:
杜发兴
一相关资料:
.某水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等综合效益,电站装机为5000KW,年发电量1372×104kw·h,水库库容0.55亿m3。
挡水建筑物为混凝土面板坝,最大坝高84.80m。
溢洪道堰顶高程519.00m,采用3孔8m×6m(宽×高)的弧形门控制。
水库正常蓄水位525m,电站发电引用流量为10m3/s。
本工程采用3孔溢洪道泄洪,设计洪水来临时,用左右2孔泄洪;校核洪水来临时,用3孔泄洪。
在洪水期间洪水来临时,先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q,使水库水位保持在防洪限制水位不变;当洪水来水量Q继续增大时,闸门逐渐打开;当闸门达到全开后,就不再用闸门控制,下泄流量q随水库水位z的升高而增大,流态为自由流态,情况与无闸门控制一样。
水库库容0.55亿m3,电站装机为5000kw.,挡水建筑物为混凝土面板坝,查附表可确定该水电工程的工程等级为Ⅲ,设计洪水的重现期为50~100年,频率为1%,2%;校核洪水的重现期为1000年,频率为0.1%。
分别选择频率为1℅,2%和0.1%的洪水过程线,如下表:
天然来水过程
时间
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
频率
0.10%
50
296
680
1300
2000
2300
2100
1750
1180
895
817
709
606
1%
35
196
524
727
1220
1390
1290
1190
853
647
483
437
398
2%
29
162
432
602
1040
1130
1090
1010
706
505
400
362
326
时间
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
频率
0.10%
549
477
440
414
385
351
320
286
257
240
226
212
1%
348
294
283
263
245
224
204
183
171
154
144
135
2%
289
251
230
219
204
187
170
152
142
127
119
111
上游防洪限制水位:
524.5+1/10=524.6m
二用列表试算法进行设计洪水的调洪演算
1.计算并绘制水库的下泄流量与库容关系曲线
根据堰顶溢流公式q=nb§m(2g)^0.5H0^1.5,和不同库水位计算H与q
对于设计洪水标准,有q=31.2967H0^1.5;
对于设计洪水标准。
,有q=46.9451H0^1.5;
计算结果分别列于下表:
设计洪水下泄流量与库容关系(库水位高差取0.1)
库水位Z
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
溢洪道堰顶水头H
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
溢洪道泄量
0
31.3
88.5
163
250
350
460
580
708
845
990
发电引用流量
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
总泄流量
10
41.3
98.5
173
260
360
470
590
718
855
1000
库容
3757
3896
4053
4211
4369
4526
4684
4866
5048
5230
5412
库水位Z
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
溢洪道堰顶水头H
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
溢洪道泄量
1142
1301
1467
1639
1818
2003
2194
2390
2592
2799
3012
发电引用流量
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
总泄流量
1152
1311
1477
1649
1828
2013
2204
2400
2602
2809
3022
库容
5594
5809
6024
6239
6455
6670
6905
7139
7374
7608
7843
设计洪水下泄流量与库容关系曲线
校核洪水的q=f(v)关系曲线计算表
库水位Z(m)
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
溢洪道堰顶水头H
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
溢洪道泄量
0
46.95
132.8
243.9
375.6
524.9
689.9
869.4
1062
1268
1485
发电引用流量
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
总泄流量
10
56.95
142.8
253.9
385.6
534.9
699.9
879.4
1072
1278
1495
库容
3757
3896
4053
4211
4369
4526
4684
4866
5048
5230
5412
库水位Z(m)
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
溢洪道堰顶水头H
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
溢洪道泄量
1713
1951
2200
2459
2727
3004
3291
3585
3888
4199
4518
发电引用流量
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
总泄流量
1723
1961
2210
2469
2737
3014
3301
3595
3898
4209
4528
库容
5594
5809
6024
6239
6455
6670
6905
7139
7374
7608
7843
校核洪水下泄流量与库容关系曲线
水位库容关系表
库水位Z(m)
450
460
470
480
490
500
505
510
515
520
525
530
535
540
库容V(104m3)
0
18
114
359
837
1574
2043
2583
3201
3896
4684
5594
6670
7843
水位与库容关系曲线
2.确定调洪的起始条件
由于本水库有上游防洪限制要求,所以起调水位为上游防洪限制水位,即524.6m,相应的库容为4620.8
,起始下泄流量为发电引用流量。
3.计算时段平均入库流量和入库水量
初选计算时段为△t=1h=3600s,计算结果如表所示。
4.逐时计算泄流过程
对于设计洪水1%,起始计算q1=424.7m3/s,V1=4620.5万m3,Z1=524.6m,H=5.6m,Q1=524m3/s,Q2=727m3/s,假设q2=500m3/s,则第一时段蓄水量变化值△V=△t*[(Q1+Q2)/2-(q1+q2)/2]=58.734万m3,时段来水量V2=V1+△V=4679.234m3,查下泄流量库容曲线得q2=466.7255m3/s,与原假设不符,需从设q2.
设q2=471m3/s,
则第三时段蓄水量变化值为△V=△t*[(Q1+Q2)/2-(q1+q2)/2]=63.9m3
时段末水库水量V2=V1+△V=4685m3
查下泄流量与库容关系曲线得q2=471m3/s,与原假设相符,即q2=471m3/s
查水位与库容关系曲线得Z2=525m.
第三时段试算过程如表所示
时间
流量
水位
库容
下泄流量
平均入库流量
平均下泄流量
库容变化值
查库容曲线得时段末下泄流量
2
524
524.6
4620.8
424.47
625.5
462.35
58.734
3
727
4679.234
500
466.7255
525
4685
471
625.5
448
63.9
471
以第一时段末的q2,V2作为第二时段初的q1,V1,重复类似的试算过程,可求的第四时段的q2,V2,如此连续试算下去.,可求得以时段为1小时作间隔的泄流过程.
计算结果如下表所示
P=1%的计算结果
时间
入库洪水量
时段平均入库流量
时段入库水量
下泄流量
时段平均下泄流量
时段下泄水量
时段内水库存水量变化量
水库存水量
水库水位
0
35
35
4621
525
1
196
116
41.6
196
116
41.6
0
4621
525
2
524
360
130
425
360
130
0
4621
525
3
727
626
225
471
448
161
63.9
4685
525
4
1220
974
350
577
524
189
162
4847
526
5
1390
1305
470
742
659
237
233
5079
527
6
1290
1340
482
886
814
293
190
5269
528
6.5
1240
1265
228
936
911
164
63.8
5333
529
7
1190
1240
446
975
930
335
112
5380
529
7.5
1022
1106
199
991.5
983
177
22.2
5402
529
7.6
988
1005
36.2
992
992
35.7
0.46
5402
529
8
853
1022
368
987
981
353
14.8
5395
529
9
647
750
270
927
957
344
-74
5321
529
10
483
565
203
838
882
318
-114
5207
528
11
437
460
166
813
825
297
-131
5075
527
12
398
418
150
656
735
264
-114
4961
527
13
348
373
134
593
625
225
-91
4871
526
14
294
321
116
534
564
203
-87
4783
526
15
283
289
104
483
509
183
-79
4704
525
16
263
273
98.3
436
460
165
-67
4637
525
17
245
254
91.4
245
254
75.4
-16
4621
525
18
224
235
84.4
224
235
84.4
0
4621
525
19
204
214
77
204
214
77
0
4621
525
20
183
194
69.7
183
194
69.7
0
4621
525
21
171
177
63.7
171
177
63.7
0
4621
525
22
154
163
58.5
154
163
58.5
0
4621
525
23
144
149
53.6
144
149
53.6
0
4621
525
24
135
140
50.2
135
140
50.2
0
4621
525
P=2%的计算结果
时间
入库洪水量
时段平均入库流量
时段入库水量
下泄流量
时段平均下泄流量
时段下泄水量
时段内水库存水量变化量
水库存水量
水库水位
0
29
10
4620.8
524.6
1
162
95.5
34.38
162
95.5
34.38
0
4620.8
524.6
2
432
297
106.92
424.7
297
106.92
0
4620.8
524.6
3
602
517
186.12
445
434.85
156.55
29.574
4650.4
524.79
4
1040
821
295.56
526
485.5
174.78
120.78
4771.2
525.48
5
1130
1085
390.6
648.5
587.25
211.41
179.19
4950.3
526.47
6
1090
1110
399.6
754.5
701.5
252.54
147.06
5097.4
527.27
7
1010
1050
378
825.5
790
284.4
93.6
5191
527.79
7.2
949.2
979.6
70.531
833.5
829.5
59.724
10.807
5201.8
527.85
7.4
888.4
918.8
66.154
837
835.25
60.138
6.0156
5207.8
527.88
7.5
858
873.2
31.435
839
838
30.168
1.2672
5209.1
527.89
7.55
842.8
850.4
15.307
839.5
839.25
15.107
0.2007
5209.3
527.89
7.6
827.6
858
61.776
839.5
839.25
30.213
31.563
5240.7
528.06
8
706
858
308.88
833
829.25
298.53
10.35
5201.4
527.84
9
505
605.5
217.98
778.5
805.75
290.07
-72.09
5129.3
527.45
10
400
452.5
162.9
702
740.25
266.49
-103.6
5025.7
526.88
11
362
381
137.16
629
665.5
239.58
-102.4
4923.3
526.32
12
326
344
123.84
566.5
597.75
215.19
-91.35
4831.9
525.81
13
289
307.5
110.7
511.5
539
194.04
-83.34
4748.6
525.36
14
251
270
97.2
460.5
486
174.96
-77.76
4670.8
524.92
15
230
240.5
86.58
230
240.5
136.58
-50
4620.8
524.6
16
219
224.5
80.82
219
224.5
80.82
0
4620.8
524.6
17
204
211.5
76.14
204
211.5
76.14
0
4620.8
524.6
18
187
195.5
70.38
187
195.5
70.38
0
4620.8
524.6
19
170
178.5
64.26
170
178.5
64.26
0
4620.8
524.6
20
152
161
57.96
152
161
57.96
0
4620.8
524.6
21
142
147
52.92
142
147
52.92
0
4620.8
524.6
22
127
134.5
48.42
127
134.5
48.42
0
4620.8
524.6
23
119
123
44.28
119
123
44.28
0
4620.8
524.6
24
111
115
41.4
111
115
41.4
0
4620.8
524.6
P=0.1%的计算结果
时间
入库洪水量
时段平均入库流量
时段入库水量
下泄流量
时段平均下泄流量
时段下泄水量
时段内水库存水量变化量
水库存水量
水库水位
0
50
50
4620.8
524.6
1
296
173
62.28
296
173
62.28
0
4620.8
524.6
2
680
488
175.68
632.7
488
175.68
0
4620.8
524.6
3
1300
990
356.4
743.5
688.1
247.72
108.68
4729.5
525.25
4
2000
1650
594
1026
884.75
318.51
275.49
5005
526.77
5
2300
2150
774
1408.5
1217.3
438.21
335.79
5340.8
528.61
6
2100
2200
792
1697.3
1552.9
559.04
232.96
5573.7
529.89
6.5
1925
2012.5
362.25
1757
1727.2
310.89
51.363
5625.1
530.15
6.6
1890
1907.5
68.67
1763
1760
63.36
5.31
5630.4
530.17
6.7
1855
1872.5
67.41
1767
1765
63.54
3.87
5634.3
530.19
6.8
1820
1837.5
66.15
1770
1768.5
63.666
2.484
5636.7
530.2
6.9
1785
1802.5
64.89
1771
1770.5
63.738
1.152
5637.9
530.21
7
1750
1925
693
1775
1736.2
625.01
67.986
5641.7
530.22
8
1180
1465
527.4
1666.5
1720.8
619.47
-92.07
5549.6
529.76
9
895
1037.5
373.5
1437
1551.8
558.63
-185.1
5364.5
528.74
10
817
856
308.16
1234
1335.5
480.78
-172.6
5191.9
527.79
11
709
763
274.68
1075.5
1154.8
415.71
-141
5050.9
527.02
12
606
657.5
236.7
940.5
1008
362.88
-126.2
4924.7
526.32
13
549
577.5
207.9
827.5
884
318.24
-110.3
4814.3
525.72
14
477
513
184.68
733
780.25
280.89
-96.21
4718.1
525.19
15
440
458.5
165.06
647
690
248.4
-83.34
4634.8
524.69
16
414
427
153.72
414
530.5
167.71
-13.99
4620.8
524.6
17
385
399.5
143.82
385
399.5
143.82
0
4620.8
524.6
18
351
368
132.48
351
368
132.48
0
4620.8
524.6
19
320
335.5
120.78
320
335.5
120.78
0
4620.8
524.6
20
286
303
109.08
286
303
109.08
0
4620.8
524.6
21
257
271.5
97.74
257
271.5
97.74
0
4620.8
524.6
22
240
248.5
89.46
240
248.5
89.46
0
4620.8
524.6
23
226
233
83.88
226
233
83.88
0
4620.8
524.6
24
212
219
78.84
212
219
78.84
0
4620.8
524.6
5由表六,表七,表八绘制天然来水量过程线,下泄流量过程线,推求最大下泄流量.
检验可得,最大下泄流量并不正好落在入库流量过程线上,分别对P=0.1%,1%,2%的6小时至8小时之间进行缩短时段进行重新试算,结果如表中所示.最后可得各个入库流量,下泄流量过程线如下图所示
P=1%时的入库流量.下泄流量过程线
如图可得最大下泄流量为992
P=2%时的入库流量.下泄流量过程线
如图可得最大下泄流量为839.5
P=0.1%时的入库流量.下泄流量过程线
如图可得最大下泄流量为1175
6绘制水库水位过程线,推求设计洪水位与设计库容
P=1%时的库水位过程线
如图可得设计库容为5402
设计洪水位为528.95m
P=2%时的库水位过程线
如图可得设计库容为5240.7
设计洪水位为528.906m
P=0.1%时的库水位过程线
如图可得设计库容为5641.7
设计洪水位为530.22m
三半图解法进行调洪演算
1.计算并绘制
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- 关 键 词:
- 洪水 调节
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