调洪计算书

计算书

1设计依据

1.1工程等别及建筑物级别

1.1.1根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物

由于大华桥工程主要任务为发电，兼有防洪等功能，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。

1.1.2确定工程等别及建筑物等级

表2.1 水利水电枢纽工程的分等指标

根据表2.1和表2.2（参照~~~规范）

m，调节库容0.41亿3m，具有已知条件：正常蓄水位1477m，相应库容2.93亿3

周调节性能，电站总装机容量900MW

(225MW×4)，年发电量40.7亿kW•h，按表2-1知水库属Ⅱ等大（2）型工程，查表2-2知主要建筑物拦河坝、溢流堰、排

沙底孔为2级建筑物，相应的次要建筑物等级为3级，则引水道、消能防冲、导流墙、挡土

墙为3级，厂房按装机也属3级，导流围堰、明渠等临时建筑物为4级。

1.2洪水标准

根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。

由表2.3知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。

1.3主要技术规范

[1]华东水利学院.水工设计手册:混凝土坝[M].北京:水利电力出版

社,1987.

[2]华东水利学院.水工设计手册:泄水与过坝建筑物[M].北京：水利电力出

版社,1987.

[3]林继镛.水工建筑物(第5版)[M].北京：国水利水电出版社,2010

[4]混凝土重力坝设计规范,SL319-2005,2005.

[5]水工建筑物荷载设计规范,DL5077-1997,1997.

[6]水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1997）

[7]水利水电工程制图标准（SL73-95）

[8]吴媚玲.水工设计图集[M].北京：水利电力出版社,1995.

[9]胡明,沈长松.水利水电工程专业毕业设计指南(第二版) [M].北京:水利水电出

版社,2010.

[10]水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）

2洪水调节

2.1基本资料

2.1.1洪水过程线的确定

本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。

绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：

图2.1 设计洪水过程线

图2.2 校核洪水过程线

2.1.2相关曲线图

00.51 1.5

2 2.5

3

x 10

4

库容（万m 3）

水位（m ）

图2.3 水位容量关系曲线图

2.2水库运行方式的确定

在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理

和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。

2.3洪水调节方案的拟定

综合考虑该库调洪要求，用半图解法进行调洪。洪演算方案拟定如下，共有两个方案，详细情况列于表3.2。调洪过程详细见计算书。

表 2.1 洪水调节方案

注：表示孔口尺寸(m)(宽⨯高)，即宽m ，高m

2.4表孔泄流能力计算

根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系 3/20Q nb ε=溢 3

(/)m s 式中：

Q 溢

——溢流流量，单位为3

/m s ；

n ——为闸孔数；

b ——过水断面宽度，单位为m ；

m ——堰的流量系数，本设计中取0.5；

ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，ε在（0.9~0.95）

中取值，本设计中取0.92；

H ——堰顶全水头，单位为m 。

方案一：堰顶高程1461m,堰宽为70m ，孔口尺寸14×16，5孔；表孔泄流能力计算见下表2.2：

方案二：堰顶高程1462m,堰宽为84m，孔口尺寸12×15，7孔；表孔泄流能力计算见下表2.3：

2.3 q=f(V)关系曲线计算表

方案三：堰顶高程1462m,堰宽为80m，孔口尺寸16×15，5孔；表孔泄流能力计算见下表2.4：

2.5.调洪演算

2.5.1调洪演算的目的

根据水位～库容曲线以及设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。

2.5.2调洪演算的基本原理和方法

(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系

3/2q Bm =

式中：q ——过堰流量，单位为3

/m s ；

B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数；

ε——局部水头损失系数；

H ——堰顶全水头，单位为m 。

(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。

(c)本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式

21121211

()()22V V V Q q Q Q q q t t -∆-=+-+==

∆∆

式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3

/m s ）；

Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1

+Q 2

)/2；

q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）； q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1+q 2)/2； V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ∆——为V 2和V 1之差；

t ∆——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。 采用开敞式溢流时，利用下式计算

3/20

q nb ε=溢

3(/)m s 式中：q 溢——溢流流量，单位为3

/m s ；

n ——为闸孔数；

b ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数，本设计中取0.5；

ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，ε在（0.9~0.95）

中取值，本设计中取0.9；

H ——堰顶全水头，单位为m 。

计算说明：

a)由洪水资料获得入库洪水量；

b)时段平均入库流量：由前、后时的入库洪水量取平均值得到； c)下泄水量：由水库水位确定(水库水位未知)；

d)时段平均下泄流量：由前、后时的下泄流量取平均值得到；

e)时段内水库水量变化V ∆：由“时段平均入库流量”-“时段平均下泄流量”×3600得到；

f)水库存水量：与水库水位有关(水库水位未知)。