洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p>　　《洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)》計(jì)算說(shuō)明書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　洪水調(diào)節(jié)目的：定量地找出入庫(kù)洪水、下泄洪水、攔蓄洪水的庫(kù)容、水庫(kù)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(kù)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)；</p><p>　　掌握列表試算法和半圖解法的基本原理、方法

2、、步驟及各自的特點(diǎn)；</p><p>　　了解工程設(shè)計(jì)所需洪水調(diào)節(jié)計(jì)算要解決的課題；</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)基本資料</b></p><p>　　法官泉水庫(kù)是一座以灌溉為主的小(一)型水庫(kù), 位于夷陵城區(qū)東北20公里處的龍泉鎮(zhèn)法官泉村，水庫(kù)攔截長(zhǎng)江北岸柏臨

3、河的支流楊柳河，水庫(kù)原設(shè)計(jì)總庫(kù)容407萬(wàn)m3，其中興利庫(kù)容337萬(wàn)m3，死庫(kù)容15萬(wàn)m3。擋水建筑物為心墻代料土壩，水庫(kù)設(shè)有溢洪道一座，土質(zhì)溢洪道。為無(wú)閘控制的開敞式寬頂堰。堰頂高程167.9m，下游無(wú)防汛要求。溢流堰寬度60.0m。</p><p>　　本工程采用溢洪道泄洪，為無(wú)閘門控制，當(dāng)水位達(dá)到溢流堰頂高程，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)。</p><p><

4、;b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)及步驟</b></p><p>　　分別對(duì)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)，按照上述擬定的泄洪建筑物的類型、尺寸和水庫(kù)運(yùn)用方式，分別采用列表試算法和半圖解法推求水庫(kù)下泄流量過(guò)程，以及相應(yīng)的庫(kù)容、水位變化過(guò)程。具體步驟：</p><p>　　根據(jù)工程規(guī)模和建筑物的等級(jí)，確定相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　　用列表試算法進(jìn)行調(diào)洪演算：&

5、lt;/p><p>　　根據(jù)已知水庫(kù)水位容積關(guān)系曲線V～Z和泄洪建筑物方案，用水力學(xué)公式求出下泄流量與庫(kù)容關(guān)系曲線q～Z，并將V～Z，q～Z繪制在圖上；</p><p>　　決定開始計(jì)算時(shí)刻和此時(shí)的q1、V1，然后列表試算，試算過(guò)程中，對(duì)每一時(shí)段的q2、V2進(jìn)行試算；</p><p>　　將計(jì)算結(jié)果繪成曲線：Q～t、q～t在一張圖上，Z～t曲線繪制在下方。</p&

6、gt;<p>　　用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算：</p><p>　　繪制兩條曲線： V/△t+q/2=f2(z)、q=f(z)；</p><p>　　進(jìn)行圖解計(jì)算，將結(jié)果列成表格。</p><p>　　比較分析試算法和半圖解法調(diào)洪計(jì)算的成果</p><p><b>　　設(shè)計(jì)成果</b></p>&

7、lt;p>　　法官泉水庫(kù)是一座以灌溉為主的小(一)型水庫(kù)，擋水建筑物為心墻代料土壩。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)，法官泉水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為50~30年，校核洪水重現(xiàn)期為500~200年，故選擇頻率為3.33%的洪水為設(shè)計(jì)洪水，選擇頻率為0.5%的洪水為校核洪水；</p><p>　　用列表試算法進(jìn)行調(diào)洪演算：</p><p>　　根據(jù)已知水庫(kù)水位容

8、積關(guān)系曲線V～Z和泄洪建筑物方案，用水力學(xué)公式求出下泄流量與庫(kù)容關(guān)系曲線q～V(如圖1所示)，并將V～Z，q～Z繪制在圖上(如圖2所示),；</p><p><b>　　堰頂溢流公式：</b></p><p>　　根據(jù)已知的庫(kù)容曲線表(見表1)，利用堰頂溢流公式得下泄流量q與庫(kù)容V的關(guān)系(見表2)。</p><p>　　圖1 法官泉水庫(kù)q-V

9、關(guān)系曲線</p><p>　　圖2 法官泉水庫(kù)q-Z、V-Z關(guān)系曲線</p><p>　　首先進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算，選取P=3.33%的洪水為設(shè)計(jì)洪水。試算的基本步驟如下：</p><p>　　①分析調(diào)洪開始時(shí)的起始條件，即起調(diào)水位和與之相應(yīng)的庫(kù)容、下泄流量。</p><p>　?、趶恼{(diào)洪開始，試算各時(shí)段末的q2、V2 。對(duì)于第一時(shí)段， Q1

10、、Q2、 q1、V1及△t均為已知，假設(shè)q2 ，可由水量平衡方程求得V2 ，由V2在q-V關(guān)系曲線上又可查得q’2，若兩者相等，假設(shè)的q2即為所求。否則，應(yīng)重設(shè)，重復(fù)上述計(jì)算過(guò)程，直到兩者相等為止。這樣，求得的q2、V2 ，又是下一時(shí)段的q1、V1。以此類推，直到調(diào)度期末，即得所需的下泄流量過(guò)程q~t。</p><p>　　同樣的對(duì)P=0.5%的校核洪水進(jìn)行試算。試算結(jié)果如表3、4所示。</p>&

11、lt;p>　　將計(jì)算結(jié)果繪成曲線：Q～t、q～t在一張圖上，Z～t曲線繪制在下方結(jié)果分別如圖3、4所示。</p><p>　　圖3 法官泉水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（P=3.33%）Q~t、q~t關(guān)系曲線</p><p>　　法官泉水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（P=3.33%）z~t關(guān)系曲線</p><p>　　圖4 法官泉水庫(kù)校核洪水（P=0.5%）Q~t、q~t關(guān)系曲線</p&g

12、t;<p>　　法官泉水庫(kù)校核洪水（P=0.5%）z~t關(guān)系曲線</p><p>　　用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算：</p><p>　　半圖解法的依據(jù)是水量平衡方程。水量平衡方程寫為</p><p>　　用、代入上式，整理得</p><p>　　由此式可以看出是的函數(shù)，可依據(jù)資料繪制兩者的關(guān)系曲線。</p><p

13、>　　繪制兩條曲線： V/△t+q/2=f2(z)、q=f(z)；</p><p>　　利用V～Z和q～V曲線繪制所需的輔助曲線(見表5、圖5).</p><p>　　圖5 法官泉水庫(kù)q~V/Δt+q/2輔助曲線</p><p>　　進(jìn)行圖解計(jì)算，將結(jié)果列成表格。</p><p>　　基本步驟如下：對(duì)于第一時(shí)段，已知、和，于是由查圖5得

14、，代入水量平衡方程求得，以此查得，同法依此類推，可求出其他時(shí)段的泄流量。半圖解法結(jié)果如表6、7和圖6、7所示。</p><p>　　圖6 法官泉水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（P=3.33%）Q~t、q~t關(guān)系曲線</p><p>　　法官泉水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水（P=3.33%）z~t關(guān)系曲線</p><p>　　圖7 法官泉水庫(kù)校核洪水（P=0.5%）Q~t、q~t關(guān)系曲線</p&g

15、t;<p>　　法官泉水庫(kù)校核洪水（P=0.5%）z~t關(guān)系曲線</p><p>　　調(diào)洪計(jì)算成果表及分析</p><p><b>　　方法比較：</b></p><p>　　列表試算法較為準(zhǔn)確，并適用于計(jì)算時(shí)段改變、泄流規(guī)律變化的情況，而且便于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，故為水庫(kù)防洪調(diào)節(jié)計(jì)算的基本方法。</p><p

16、>　　采用手算時(shí)半圖解法較為簡(jiǎn)便，同時(shí)半圖解法的輔助線也可以用計(jì)算機(jī)繪制，但半圖解法不適用于計(jì)算時(shí)段不同或泄流規(guī)律變化的情況。</p><p>　　附表1 各頻率壩址洪水過(guò)程線</p><p><b>　　附表2</b></p><p>　　《洪水調(diào)節(jié)課程設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　計(jì)算說(shuō)明書&l

17、t;/b></p><p>　　指導(dǎo)老師： 玄英姬 </p><p>　　姓 名： 李應(yīng)周 </p><p>　　學(xué) 號(hào)：209101509 </p><p>　　學(xué) 院：水利與環(huán)境學(xué)院</p><p><b>　　2012年1月</b>&l