洪水调节课程设计说明书.doc

1 -《洪水调节课程设计》计算说明书指导老师：玄英姬 学生姓名：李应周 学号： 2009101509一、 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、 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、 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 V～Z 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 q～Z，并将 V～Z，q～Z 绘制在图上；b) 决定开始计算时刻和此时的 q1、V 1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的 q2、V 2 进行试算；c) 将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t 在一张图上， Z～t 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=f 2(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、 设计成果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- 2 -为 50~30 年，校核洪水重现期为 500~200 年，故选择频率为 3.33%的洪水为设计洪水，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 V～Z 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 q～V(如图 1 所示)，并将 V～Z，q～Z 绘制在图上(如图 2 所示), ；堰顶溢流公式： 230HgmBQ根据已知的库容曲线表(见表 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 m³）1 162 196.22 163 221.0843 164 247.9794 165 277.0155 166 307.9046 167 339.9357 168 374.4718 169 411.3319 170 449.614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) 167.9 168 168.5 169 169.5 170下泄流量 q(m³/s) 0.000 2.940 43.209 107.260 188.160 282.928 库容 V(万 m³) 371.017 374.471 392.901 411.371 430.473 449.614- 3 -图 1 法官泉水库 q-V 关系曲线图 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：①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②从调洪开始，试算各时段末的 q2、V2 对于第一时段， Q1、Q 2、 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 q’2，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q~t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) 将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t 在一张图上， Z～t 曲线绘制在下方结果分别如图 3、4 所示 4 -图 3 法官泉水库设计洪水（P=3.33%）Q~t、q~t 关系曲线法官泉水库设计洪水（P=3.33%）z~t 关系曲线图 4 法官泉水库校核洪水（P=0.5%）Q~t、q~t 关系曲线- 5 -法官泉水库校核洪水（P=0.5%）z~t 关系曲线- 6 -表 3 法官泉设计洪水(P=3.33%)Q-t q-t 试算法计算表时段 (Δt=1h)入库洪水流量 Q (m³/s)平均入库流量(m³/s)水量(万 m³)下泄流量q1 (m³/s)试算下泄流量 q2(m³/s)V1 (万m³)V2 (万 m³)试算下泄流量 q2 (m³/s)时段平均下泄流量(m³/s)时段下泄水量(万 m³)时段内水库存水量变化ΔV(万 m³)水库存水量(万 m³)水库水位Z(m)0 0.4 167.900 1 1.8 1.10 0.396 0.000 0.293 371.017 371.360 0.292 0.147 0.053 0.343 371.360 167.910 2 4.3 3.05 1.098 0.293 1.025 371.360 372.221 1.025 0.659 0.237 0.861 372.221 167.935 3 6.5 5.40 1.944 1.025 2.188 372.221 373.587 2.187 1.607 0.578 1.366 373.587 167.974 4 8.3 7.40 2.664 2.188 4.283 373.587 375.086 4.284 3.236 1.165 1.499 375.086 168.017 5 10 9.15 3.294 4.283 7.031 375.086 376.343 7.031 5.657 2.037 1.257 376.343 168.051 6 12 11.00 3.96 7.031 9.272 376.343 377.369 9.272 8.152 2.935 1.025 377.369 168.079 7 13.5 12.75 4.59 9.272 11.235 377.369 378.268 11.235 10.254 3.691 0.899 378.268 168.103 8 17 15.25 5.49 11.235 13.502 378.268 379.305 13.502 12.369 4.453 1.037 379.305 168.131 9 22.1 19.55 7.038 13.502 16.917 379.305 380.868 16.916 15.210 5.475 1.563 380.868 168.174 10 32.3 27.20 9.792 16.917 22.722 380.868 383.524 22.722 19.820 7.135 2.657 383.524 168.246 11 79.4 55.85 20.106 22.722 41.424 383.524 392.084 41.424 32.073 11.546 8.560 392.084 168.478 12 93.8 86.60 31.176 41.424 75.546 392.084 402.206 75.546 58.485 21.055 10.121 402.206 168.752 12.2 90.9 92.35 6.6492 75.546 79.283 402.206 403.281 79.283 77.415 5.574 1.075 403.281 168.782 12.4 88 89.45 6.4404 79.283 81.544 403.281 403.932 81.544 80.414 5.790 0.651 403.932 168.799 12.6 85.1 86.55 6.2316 81.544 82.658 403.932 404.252 82.658 82.101 5.911 0.320 404.252 168.808 12.8 82.2 83.65 6.0228 82.658 82.878 404.252 404.315 82.878 82.768 5.959 0.064 404.315 168.810 13 79.3 80.75 5.814 82.878 82.405 404.315 404.179 82.405 82.642 5.950 -0.136 404.179 168.806 14 57.9 68.60 24.696 82.405 71.780 404.179 401.122 71.780 77.093 27.753 -3.057 401.122 168.723 15 39.5 48.70 17.532 71.780 54.016 401.122 396.011 54.016 62.898 22.643 -5.111 396.011 168.584 16 26.7 33.10 11.916 54.016 39.328 396.011 391.125 39.328 46.672 16.802 -4.886 391.125 168.452 17 18.8 22.75 8.19 39.328 29.969 391.125 386.841 29.969 34.649 12.473 -4.283 386.841 168.336 18 13.5 16.15 5.814 29.969 22.167 386.841 383.271 22.167 26.068 9.384 -3.570 383.271 168.239 19 10.4 11.95 4.302 22.167 16.399 383.271 380.631 16.399 19.283 6.942 -2.640 380.631 168.167 20 7.7 9.05 3.258 16.399 12.250 380.631 378.732 12.250 14.325 5.157 -1.899 378.732 168.116 - 7 -表 4 法官泉水库校核洪水(P=0.5%) Q-t q-t 试算法计算表时段(Δt=1h)入库洪水流量Q(m³/s)时段平均入库流量(m³/s)时段入库水量(万 m³)下泄流量q1(m³/s)试算下泄流量q2(m³/s)V1(万 m³)V2(万 m³)试算下泄流量q2(m³/s)时段平均下泄流量(m³/s)时段下泄水量(万 m³)时段内水库存水量变化 (万 m³)水库存水量(万 m³)水库水位Z(m)0 0.5 167.900 1 3.1 1.80 0.648 0.000 0.478 371.017 371.579 0.478 0.239 0.086 0.562 371.579 167.916 2 11 7.05 2.538 0.478 2.225 371.579 373.630 2.225 1.352 0.487 2.051 373.630 167.976 3 14.3 12.65 4.554 2.225 7.306 373.630 376.469。