1、 - 1 - 洪水调节课程设计计算说明书洪水调节课程设计计算说明书 一、一、 设计目的设计目的 1、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； 2、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； 3、了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题； 4、培养学生分析问题、解决问题的能力。 二、二、 设计基本资料设计基本资料 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
2、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 60.0m。 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。 三、三、 设计任务及步骤设计任务及步骤 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： 1、根
3、据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准； 2、用列表试算法进行调洪演算： a) 根据已知水库水位容积关系曲线 VZ 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 qZ，并将 VZ，qZ 绘制在图上； b) 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； c) 将计算结果绘成曲线：Qt、qt 在一张图上，Zt 曲线绘制在下方。 3、用半图解法进行调洪计算： a) 绘制两条曲线： V/t+q/2=f2(z)、q=f(z)； b) 进行图解计算，将结果列成表格。 4、比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果 四、四、 设计成果设
4、计成果 1、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 5030 年，校核洪水重现期为 500200 年，故选择频率为 3.33%的洪水为设计洪水， - 2 - 选择频率为 0.5%的洪水为校核洪水； 2、用列表试算法进行调洪演算： a) 根据已知水库水位容积关系曲线 VZ 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 qV(如图 1 所示)，并将 VZ，qZ 绘制在图上(如 图 2 所示),； 堰顶溢流公式： 2 3 0 2HgmBQ 根据已知的库容曲线表(见表
5、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 m ） 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 图 1 法官泉水库 q-V 关系曲线 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) 167.9 168 168.5 169 169
6、.5 170 下泄流量 q(m/s) 0.000 2.940 43.209 107.260 188.160 282.928 库容 V(万 m) 371.017 374.471 392.901 411.371 430.473 449.614 - 3 - 图 2 法官泉水库 q-Z、V-Z 关系曲线 b) 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： 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。 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 q2，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 qt。 同样的对 P=0.5%的校核洪水进行试算。试算结果如表 3、4 所示。 c) 将计算结
