（精選）洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計計算書詳細(三大)Word版

1、洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計目的1、 洪水調(diào)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(guān)系，為確定水庫的有關(guān)參數(shù)和泄洪建筑型式選擇、尺寸確定提供依據(jù)；2、 掌握列表試算法和半圖解法的基本原理、方法、步驟及各自的特點；3、 了解工程設(shè)計所需洪水調(diào)節(jié)計算要解決的課題；4、 培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。二、 設(shè)計基本資料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，電站裝機為5000KW，年發(fā)電量1372×104 kw·h，水庫庫容0.55億m3。擋水建筑物為混凝土面板壩，最大壩高84.80

2、m。溢洪道堰頂高程519.00m，采用2孔8m×6m（寬×高）的弧形門控制。水庫正常蓄水位525.00m。電站發(fā)電引用流量為10m3/s。本工程采用2孔溢洪道泄洪。在洪水期間洪水來臨時，先用閘門控制下泄流量q并使其等于洪水來水量Q，使水庫水位保持在防洪限制水位不變；當洪水來水量Q繼續(xù)增大時，閘門逐漸打開；當閘門達到全開后，就不再用閘門控制，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)，情況與無閘門控制一樣。上游防洪限制水位Xm（注：X=524.5+學號最后1位/10，即524.5m-525.4m），下游無防汛要求。三、 設(shè)計任務(wù)及步驟分別對設(shè)計洪水標準、校核洪水標準，

3、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：1、 根據(jù)工程規(guī)模和建筑物的等級，確定相應的洪水標準；2、 用列表試算法進行調(diào)洪演算：a) 根據(jù)已知水庫水位容積關(guān)系曲線VZ和泄洪建筑物方案，用水力學公式求出下泄流量與庫容關(guān)系曲線qZ，并將VZ，qZ繪制在圖上；b) 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；c) 將計算結(jié)果繪成曲線：Qt、qt在一張圖上，Zt曲線繪制在下方。3、 用半圖解法進行調(diào)洪計算：a) 繪制三條曲線：V/t-q/2=f1(z)、

4、V/t+q/2=f2(z)、q=f(z)；b) 進行圖解計算，將結(jié)果列成表格。4、 比較分析試算法和半圖解法調(diào)洪計算的成果四、 時間安排和要求1、 設(shè)計時間為1周；2、 成果要求：設(shè)計說明書編寫要求條理清楚、附圖繪制標準。列表試算法要求采用手工計算，熟悉過程后可編程計算，如采用編程計算需提供程序清單及相應說明。設(shè)計成果請獨立完成，如有雷同則二者皆取消成績，另提交成果時抽查質(zhì)詢。五、 參考書：1、 水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL252-2000)2、 水利水能規(guī)劃附錄：一、堰頂溢流公式：式中：q通過溢流孔口的下泄流量，m3/s； n溢流孔孔口數(shù)；b溢流孔單孔凈寬，m ；g重力加速度，9.8

5、1m/s2；閘墩側(cè)收縮系數(shù)，與墩頭形式有關(guān)，初步計算可假設(shè)為0.92； m流量系數(shù)，與堰頂形式有關(guān)，可查表，本工程取0.48； H0堰頂水頭，m。二、設(shè)計洪水過程時刻（h）Q實測（m3/s）各頻率Q（M3/S）0.1%1%2%5%03.32503529201136296196162121231268052443235733491300727602524496020001220104073951670230013901130806612902100129010907757919175011901010698854311808537065419402895647505387103248174834

6、0032711294709437362270122646063983262431323454934828921614204477294251195151914402832301761617741426321916217164385245204151181503512241871391913732020417012520123286183152113211102571711421062210224015412796239722614411989249021213511183三、水位庫容曲線高程（m）450460470480490500505庫容（104m3）018113.5359.3837.21

7、573.62043.2高程（m）510515520525530535540庫容（104m3）2583.33201.33895.74683.85593.966707842.6四、工程分等分級規(guī)范和洪水標準洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計說明書1、 設(shè)計說明由洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計任務(wù)書中提供的材料可知，該水利樞紐工程電站裝機50000KW，水庫總?cè)莘e為0.55億m3，由水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL252-2000）知，該水利樞紐工程等級為級，工程規(guī)模為中型，故采用100年一遇（1%）進行洪水設(shè)計，1000年一遇（0.1%）進行洪水校核。溢洪道堰頂高程為519.00m，采用2孔8m×6m（寬×

8、;高）的弧形門控制。水庫正常蓄水位525.00m,上游防洪限制水位為525.0m。電站發(fā)電引用流量為10m3/s。在洪水期間洪水來臨時，先用閘門控制下泄流量q并使其等于洪水來水量Q，使水庫水位保持在防洪限制水位不變；當洪水來水量Q繼續(xù)增大時，閘門逐漸打開；當閘門達到全開后，就不再用閘門控制，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)，情況與無閘門控制一樣。2、 計算過程根據(jù)該水利樞紐工程水庫庫容曲線表（表一）繪出ZV曲線（圖一）如下：表一：水位庫容曲線庫水位Z（m）庫容V（萬m³）4500.00 4559.00 46018.00 46565.75 470113.50 4752

9、36.40 480359.30 485598.25 490837.20 4951205.40 5001573.60 5052043.20 5102583.30 5153201.30 5193756.82 5203895.70 5254683.80 5305593.90 5356670.00 5407842.60 5459015.20 (1) 、設(shè)計洪水的計算A、 列表試算法進行調(diào)洪演算：1. 列表計算q-Z曲線關(guān)系,計算并繪制q-V曲線 閘門全開條件下，根據(jù)堰頂溢流公式： ··········&

10、#183;················(1)式中：表二：該水利樞紐下泄流量q水位Z關(guān)系曲線庫水位Z（m）堰頂水頭H（m）溢洪道下泄流量q溢(m³/s)發(fā)電站引用流量q電（m³/s）總泄流量q(m³/s)庫容V(m³)525.56.5518.64 10528.64 4774.81 5267579.62 10589.62 4865.82 526.57.5642.82 10652.82 4956.8

11、3 5278708.16 10718.16 5047.84 527.58.5775.58 10785.58 5138.85 5289845.01 10855.01 5229.86 528.59.5916.40 10926.40 5320.87 52910989.69 10999.69 5411.88 529.510.51064.84 101074.84 5502.89 530111141.79 101151.79 5593.90 530.511.51220.52 101230.52 5701.51 531121300.98 101310.98 5809.12 531.512.51383.13

12、101393.13 5916.73 532131466.94 101476.94 6024.34 532.513.51552.38 101562.38 6131.95 533141639.42 101649.42 6239.56 533.514.51728.03 101738.03 6347.17 534151818.17 101828.17 6454.78 534.515.51909.84 101919.84 6562.39 535162002.99 102012.99 6670.00 535.516.52097.61 102107.61 6787.26 536172193.67 10220

13、3.67 6904.52 536.517.52291.16 102301.16 7021.78 537182390.05 102400.05 7139.04 537.518.52490.33 102500.33 7256.30 538192591.96 102601.96 7373.56 538.519.52694.95 102704.95 7490.82 539202799.26 102809.26 7608.08 539.520.52904.89 102914.89 7725.34 540213011.81 103021.81 7842.60 由上表可得該水利樞紐的qZ關(guān)系曲線：2. 調(diào)洪

14、計算求q-t過程和Z-t過程（1） 確定調(diào)洪起始條件。由于水庫溢洪道由閘門控制，起調(diào)水位為防洪限制水位。 初始時刻洪水來臨時，在0至1時段，由閘門控制下泄流量q，使其等于洪水來水量Q，水庫水位保持在防洪限制水位525m不變。第2時段開始，洪水來水量Q繼續(xù)增大，溢洪洞閘門逐漸打開直至全開，下泄流量q隨水庫水位Z的升高而增大。（2）從第2小時開始調(diào)洪，取t=1h=3600s。根據(jù)水量平衡方程 ··············第（3）欄時段入庫平均流量=(Q1+Q2

15、)/2；第（4）欄時段入庫水量為t=*3600s=0.36(萬m³)；第（5）欄由起始已知時段、以及入庫流量、，假設(shè)時段末下泄流量，由式即可求出V，而由表二q-V關(guān)系曲線由線性插值得出。若與假設(shè)值相同，則即為所求；否則重新假設(shè)試算。上一時段末的、為下一時段初的、，逐時段求出q-t線；第（6）欄時段下泄流量；第（7）欄時段下泄水量（萬m³/s）；第（8）欄時段水量變化；第（9）欄水庫存水量第（10）欄水庫水位Z由q-v曲線線性插值求得。 當下泄過程中水位回降到防洪限制水位時，如下表中的16時，啟用閘門控制下泄流量，使水位保持在防洪限制水位525m不變。 結(jié)合水庫q=f(V)關(guān)

16、系曲線線性插值逐時段對設(shè)計洪水進行試算，計算結(jié)果如表三所示：表三：水庫設(shè)計洪水（1%）調(diào)洪演算時間實測入庫洪水流量時段平均入庫流量時段入庫水量下泄流量時段平均下泄流量時段下泄水量時段水量變化水庫存水量水庫水位t（h）Q(m³/s)Q(m³/s)Qt(萬m³)q(m³/s)q(m³/s)qt(萬m³)V(萬m³)V(萬m³)Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)035 35.0 4683.8 525.0 115.5 41.6 115.5 41.6 0.0 1196 196.0 4683

17、.8 525.0 360.0 129.6 335.8 120.9 8.7 2524 475.6 4692.5 525.0 625.5 225.2 491.2 176.8 48.3 3727 506.8 4740.9 525.3 973.5 350.5 556.6 200.4 150.1 41220 606.5 4890.9 526.1 1305.0 469.8 686.6 247.2 222.6 51390 766.8 5113.6 527.4 1340.0 482.4 836.4 301.1 181.3 61290 906.0 5294.8 528.4 1240.0 446.4 948.0

18、341.3 105.1 71190 990.0 5400.0 528.9 1021.5 367.7 994.0 357.8 9.9 8853 998.1 5409.9 529.0 750.0 270.0 966.5 347.9 -77.9 9647 935.0 5331.9 528.6 565.0 203.4 889.4 320.2 -116.8 10483 843.8 5215.1 527.9 460.0 165.6 797.9 287.2 -121.6 11437 752.0 5093.5 527.3 417.5 150.3 713.3 256.8 -106.5 12398 674.5 4

19、987.0 526.7 373.0 134.3 640.7 230.7 -96.4 13348 606.9 4890.6 526.1 321.0 115.6 575.9 207.3 -91.7 14294 544.8 4798.9 525.6 288.5 103.9 517.9 186.4 -82.6 15283 490.9 4716.3 525.2 273.0 98.3 363.4 130.8 -32.5 16263 235.8 4683.8 525.0 254.0 91.4 240.4 86.5 4.9 17245 245.0 4683.8 525.0 234.5 84.4 234.5 8

20、4.4 0.0 18224 224.0 4683.8 525.0 214.0 77.0 214.0 77.0 0.0 19204 204.0 4683.8 525.0 193.5 69.7 193.5 69.7 0.0 20183 183.0 4683.8 525.0 177.0 63.7 177.0 63.7 0.0 21171 171.0 4683.8 525.0 162.5 58.5 162.5 58.5 0.0 22154 154.0 4683.8 525.0 149.0 53.6 149.0 53.6 0.0 23144 144.0 4683.8 525.0 139.5 50.2 1

21、39.5 50.2 0.0 24135 135.0 4683.8 525.0 Q-t、q-t曲線相交點可能不是最大值，對洪峰附近處加密，結(jié)果如下：表四：水庫設(shè)計洪水（1%）調(diào)洪演算洪峰附近時段加密時間實測入庫洪水流量時段平均入庫流量時段入庫水量下泄流量時段平均下泄流量時段下泄水量時段水量變化水庫存水量水庫水位T(h)Q(m³/s)Q(m³/s)Qt(萬m³)Q(m³/s)Q(m³/s)qt(萬m³)V(萬m³)V(萬m³)Z(m)71190990.0 5400.0 528.9 1105.8 398.1 1005.0

22、 361.8 36.3 7.51021.51020.0 5436.3 529.1 937.3 337.4 1009.1 363.3 -25.8 8853998.1 5409.9 529.0 801.5 288.5 973.2 350.4 -61.8 8.5750948.3 5348.1 528.7698.5 251.5 941.7 339.0 -87.5 9647935.0 5331.9528.6 由表三繪制Qt、qt以及Zt曲線：由上表查得設(shè)計洪水最大下泄流量qm=1020.0m3/s，水庫最高水位為Zm=529.1m。B.半圖解法進行調(diào)洪演算:1.計算并繪制單輔助線計算中V取溢洪道堰頂以上

23、庫容，計算時段取t=1h。計算過程如下：第（3）欄V=V總V519=V總3756.82（m³）；第（4）欄（萬m³/s）；第（5）欄由表二q-Z關(guān)系曲線查得；第（6）欄為第（5）欄的一半；第（7）欄=第（4）欄+第（6）欄；計算結(jié)果見表五： 表五：某水利樞紐的輔助曲線計算表（P=1%）水庫水位Z(m)總庫容V(萬m³)堰頂以上庫容v(萬m³)V/t（m³/s）q(m³/s)q/2(m³/s)(m³/s)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）5254683.8 927.0 2575.0 470.0 235.0 2

24、810.0 525.54774.8 1018.0 2827.8 528.6 264.3 3092.1 5264865.8 1109.0 3080.6 589.6 294.8 3375.4 526.54956.8 1200.0 3333.3 652.8 326.4 3659.7 5275047.8 1291.0 3586.1 718.2 359.1 3945.2 527.55138.9 1382.1 3839.2 785.6 392.8 4232.0 5285229.9 1473.1 4091.9 855.0 427.5 4519.4 528.55320.9 1564.1 4344.7 926.

25、4 463.2 4807.9 5295411.9 1655.1 4597.5 999.7 499.8 5097.3 529.55502.9 1746.1 4850.3 1074.8 537.4 5387.7 5305593.9 1837.1 5103.1 1151.8 575.9 5679.0 530.55701.5 1944.7 5401.9 1230.5 615.3 6017.2 5315809.1 2052.3 5700.8 1311.0 655.5 6356.3 531.55916.7 2159.9 5999.7 1393.1 696.6 6696.3 5326024.3 2267.5

26、 6298.6 1476.9 738.5 7037.1 532.56132.0 2375.2 6597.8 1562.4 781.2 7379.0 5336239.6 2482.8 6896.7 1649.4 824.7 7721.4 533.56347.2 2590.4 7195.6 1738.0 869.0 8064.6 5346454.8 2698.0 7494.4 1828.2 914.1 8408.5 534.56562.4 2805.6 7793.3 1919.8 959.9 8753.3 5356670.0 2913.2 8092.2 2013.0 1006.5 9098.7 5

27、35.56787.3 3030.5 8418.1 2107.6 1053.8 9471.9 5366904.5 3147.7 8743.6 2203.7 1101.8 9845.4 536.57021.8 3265.0 9069.4 2301.2 1150.6 10220.0 5377139.0 3382.2 9395.0 2400.1 1200.0 10595.0 537.57256.3 3499.5 9720.8 2500.3 1250.2 10971.0 5387373.6 3616.8 10046.7 2602.0 1301.0 11347.6 538.57490.8 3734.0 1

28、0372.2 2704.9 1352.5 11724.7 5397608.1 3851.3 10698.1 2809.3 1404.6 12102.7 539.57725.3 3968.5 11023.6 2914.9 1457.4 12481.1 5407842.6 4085.8 11349.4 3021.8 1510.9 12860.3 利用表五中第(5)、(7)兩欄相應的數(shù)據(jù)繪制成單輔助線如圖六所示：2、調(diào)洪計算求qt過程和Zt過程調(diào)洪的起始條件與試算法相同，計算過程如下：第（1）、（2）欄由題目中給出；第（3）欄，逐時段求平均值，上一時段Q2為下一時段Q1；第（4）欄；第（5）欄由表五

29、線性插值求得；第（6）欄由表二q-Z關(guān)系曲線插值得到；計算結(jié)果見表六：表六：某水利樞紐的設(shè)計洪水半圖解法計算表(P=1%)時間t(h)入庫流量Q(m³/s)平均入庫流量Q(m³/s)V/t+q/2(m³/s)q(m³/s)Z(m)（1）（2）（3）（4）（5）（6）035 2810.0 35.0 525.0 115.5 1196 2890.5 196.0 525.0 360.0 2524 3054.5 520.8 525.4 625.5 3727 3159.2 543.1 525.6 973.5 41220 3589.6 637.2 526.4 1305

30、.0 51390 4257.4 791.7 527.5 1340.0 61290 4805.6 925.8 528.5 1240.0 71190 5119.8 1005.5 529.0 1021.5 8853 5135.8 1009.6 529.1 750.0 9647 4876.2 943.7 528.6 565.0 10483 4497.5 849.7 528.0 460.0 11437 4107.8 756.4 527.3 417.5 12398 3768.9 677.8 526.7 373.0 13348 3464.1 609.3 526.2 321.0 14294 3175.7 54

31、6.7 525.6 288.5 15283 2917.6 492.3 525.2 273.0 16263 2874.0 263.0 525.0 254.0 17245 2865.0 245.0 525.0 234.5 18224 2854.5 224.0 525.0 214.0 19204 2844.5 204.0 525.0 193.5 20183 2834.0 183.0 525.0 177.0 21171 2828.0 171.0 525.0 162.5 22154 2819.5 154.0 525.0 149.0 23144 2814.5 144.0 525.0 139.5 24135

32、 2810.0 135.0 525.0 Q-t、q-t曲線相交點可能不是最大值，對洪峰附近處加密，結(jié)果如下：表七：半圖解法洪峰附近加密計算表（P=1%）時間t(h)入庫流量Q(m³/s)平均入庫流量Q(m³/s)V/t+q/2(m³/s)q(m³/s)Z(m)711905119.8 1005.5 529.0 1105.8 7.51021.55220.1 1031.4 529.2 937.3 88535135.8 1009.6 529.1 由以上兩表繪制Qt、qt以及Zt曲線：由上表查得設(shè)計洪水最大下泄流量qm=1031.4m3/s，水庫最高水位為Zm=5

33、29.2m。（二）、校核洪水的計算A、 試算法1. qV, VZ和qZ曲線與設(shè)計洪水中的相同。2. 調(diào)洪計算求qt過程和Zt過程。 起調(diào)水位為525m，相應庫容查表一為4683.8萬m3。用試算法對每一時段的q2、V2進行調(diào)洪計算,計算時段為1h。詳細過程同表三，計算結(jié)果見表八：表八：水庫校核洪水（0.1%）調(diào)洪演算時間入庫洪水流量時段平均入庫流量時段入庫水量下泄流量時段平均下泄流量時段下泄水量時段水量變化水庫存水量水庫水位t（h）Q(m³/s)Q(m³/s)Qt(萬m³)q(m³/s)q(m³/s)qt(萬m³)V(萬m³

34、)V(萬m³)Z(m)050 50.0 4683.8 525.0 173.0 62.3 173.0 62.3 0.0 1296 296.0 4683.8 525.0 488.0 175.7 393.9 141.8 33.9 2680 491.8 4717.7 525.2 990.0 356.4 544.9 196.2 160.2 31300 598.0 4877.9 526.0 1650.0 594.0 720.0 259.2 334.8 42000 841.9 5212.7 527.9 2150.0 774.0 1007.8 362.8 411.2 52300 1173.7 562

35、3.9 530.1 2200.0 792.0 1296.1 466.6 325.4 62100 1418.5 5949.3 531.7 1925.0 693.0 1481.4 533.3 159.7 71750 1544.2 6109.0 532.4 1465.0 527.4 1534.3 552.3 -24.9 81180 1524.4 6084.1 532.3 1037.5 373.5 1464.2 527.1 -153.6 9895 1403.9 5930.5 531.6 856.0 308.2 1338.0 481.7 -173.5 10817 1272.0 5757.0 530.8

36、763.0 274.7 1212.4 436.5 -161.8 11709 1152.8 5595.2 530.0 657.5 236.7 1088.0 391.7 -155.0 12606 1023.1 5440.3 529.2 577.5 207.9 966.6 348.0 -140.1 13549 910.2 5300.2 528.4 513.0 184.7 861.5 310.1 -125.5 14477 812.9 5174.7 527.7 458.5 165.1 770.9 277.5 -112.4 15440 728.8 5062.3 527.1 427.0 153.7 694.

37、2 249.9 -96.2 16414 659.5 4966.1 526.6 399.5 143.8 630.5 227.0 -83.2 17385 601.5 4882.9 526.1 368.0 132.5 576.2 207.4 -74.9 18351 550.9 4808.0 525.7 335.5 120.8 528.1 190.1 -69.3 19320 505.3 4738.6 525.3 303.0 109.1 455.3 163.9 -54.8 20286 405.4 4683.8 525.0 271.5 97.7 331.2 119.2 -21.5 21257 257.0

38、4683.8 525.0 248.5 89.5 248.5 89.5 0.0 22240 240.0 4683.8 525.0 233.0 83.9 233.0 83.9 0.0 23226 226.0 4683.8 525.0 219.0 78.8 219.0 78.8 0.0 24212 212.0 4683.8 525.0 Q-t、q-t曲線相交點可能不是最大值，對洪峰附近處加密，結(jié)果如下：表九：水庫校核洪水（0.1%）洪峰附近加密計算表時間入庫洪水流量時段平均入庫流量時段入庫水量下泄流量時段平均下泄流量時段下泄水量時段水量變化水庫存水量水庫水位t（h）Q(m³/s)Q(m&#

39、179;/s)Qt(萬m³)Q(m³/s)Q(m³/s)qt(萬m³)V(萬m³)V(萬m³)Z(m)62100 1418.5 5949.3 531.7 2012.5 724.5 1492.3 537.2 187.3 6.51925 1566.1 6136.6 532.5 1837.5 661.5 1564.7 563.3 98.2 71750 1563.2 6109.0 532.4 1607.5 578.7 1569.4 565.0 13.7 7.251608 1575.7 6148.4 532.6 1393.8 501.8 157

40、0.6 565.4 -63.7 7.51465 1565.6 6136.0 532.5 1322.5 476.1 1545.0 556.2 -80.1 81180 1524.4 6084.1 532.3 由上表繪制Qt、qt以及Zt曲線：由上表查得設(shè)計洪水最大下泄流量qm=1575.7m3/s，水庫最高水位為Zm=532.6m。B、半圖解法1.由上述列表試算法得到的qV曲線計算并繪制 (f=V/t+q/2)Z輔助曲線，見表六；2.調(diào)洪計算求qt過程和Zt過程。詳細計算過程見表十：表十：某水利樞紐的半圖解法校核洪水計算表(P=1%)時間t(h)入庫流量Q(m³/s)平均入庫流量Q(m&

41、#179;/s)V/t+q/2(m³/s)q(m³/s)Z(m)050 2810.0 50.0 525.0 173.0 1296 2933.0 296.0 525.0 488.0 2680 3125.0 535.7 525.6 990.0 31300 3579.3 634.9 526.4 1650.0 42000 4594.3 873.5 528.1 2150.0 52300 5870.8 1196.4 530.3 2200.0 62100 6874.3 1436.9 531.8 1925.0 71750 7362.4 1558.2 532.5 1465.0 81180 7269.2 1534.9 532.3 1037.5 9895 67