洪水调节

《水资源规划及利用》课程设计

计算说明书

网选班级：2班

指导老师：

姓名：

学号：

专业：水利水电工程

2017年 1 月9日

洪水调节课程设计

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

大峡水电站枢纽位于湖北省竹溪县境内，泉河流域规划中梯级电站的第三级，工程距天宝乡3km，

距竹溪县城83km。拦截堵河西支泗河上游的一级支流泉河。河流全长82.2km，流域面积894.6km2，大峡电站坝址以上流域面积482.70km2，占全流域的53.96%，河长43.7km，河床比降14.3‰。多年平均径流量为11.2m3/s，多年平均径流总量为3.53亿m3，多年平均径流深为733.9mm。大峡电站水库正常蓄水位选为565m，汛限水位563.5m，死水位552m，其相应的死库容为407万m3，调节库容1333万m3，库容系数3.8%。依据《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），本工程项目为中型水库。电站总装机容量20MW，保证出力1.9MW，年发电量0.603亿kW·h。

水库挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高88m。溢洪形式表孔泄流，溢洪道堰顶高程555m，采用2孔12×10.5（宽×高）的弧形门控制。

大峡水库调洪规则如下：

（1）起调水位取Xm（注：X=563.5+学号最后1位/10，即563.5m-564.5m），每年进入汛期前，将库水位控制在起调水位以下。

（2）洪水初临时当来量较小时，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来量，水库水位维持起调水位不变。

（3）当库水位继续上涨，预报还有大降雨发生，由国电竹溪水电开发有限公司根据水雨情提出启用非常溢洪道的泄洪方案报市、县防汛抗旱指挥部，启用非常溢洪道敞泄库水位上升，直至达到最高洪水位。

（4）当入库洪峰已过且出现了最高库水位时，在不影响上下游防洪安全、满足设计规定的库水位下降速度的前提下，尽快腾库，以备下次洪水到来前使库水位回降至汛期限制水位。

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、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：Q～t、q～t在一张图上，Z～t曲线绘制在下方。

3、将计算结果填写在调洪成果表中。

4、采用半图解法（单辅助线法）进行调洪演算，与列表试算法结果进行比较。

四、设计过程

1洪水标准的确定

由设计对象的基本资料可知，该水利枢纽工程以发电为主，并兼有其他综合效益，电站装机为20MkW。若仅由装机容量20MkW为指标，根据下表所示的“水利水电工程分等指标”，可将工程等别定为Ⅴ。由于该水利工程的挡水建筑物为混凝土重力坝，所以可将其工程等别定为Ⅲ。综合两种指标，取等级最高的Ⅲ等为工程最终等别。

根据下表《水工建筑物洪水标准》，可查得，该工程设计洪水标准为100—50年，校核标准为1000—500年，不妨取设计标准为100年，校核洪水标准为500年。

山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准【重现期（年）】

2. 特性曲线的绘制

大峡电站水位库容曲线 水位（m ） 库容（亿m 3） 水位（m ） 库容（亿m 3） 水位（m ） 库容（亿m 3） 552 0.0889 559 0.1305 566 0.1809 553 0.0945 560 0.1365 567 0.1890 554 0.1003 561 0.1438 568 0.1971 555 0.1063 562 0.1507 568.99

0.2056

556 0.1121 563 0.158 570 0.2144 557 0.1181 564 0.1658 571.7 0.2300 558

0.1243

565

0.1739

572.5

0.2380

运用水力学公式：

2

/30

2q H g m nb ⋅=ε

计算不同水位Z 对应的最大下泄流量q 并绘制相关曲线。

绘制下泄流量与水库水位关系的q-Z 曲线以及与容积关系的q-V 曲线。

水库的泄流量、水位、库容关系计算表

水库的q=f（V）曲线

水库的q=f（Z）曲线

为设计洪水调洪计算（P=1%）

绘制Q-q-t曲线和Z-t曲线，推求最大下泄流量qmax和设计洪水位Z设。

按照Δt=1h，从绘制的Q-q-t曲线可知，最大下泄流量qmax发生在t=23h时刻，正好是q-t曲线与Q-t曲线的交点，即qmax=1781.11m3 /s ，此时对应的Z设=566.29m。

Z-t曲线

Q-q-t过程线

同理，通过试算算出校核洪水位为500年水库的调洪计算表如下图所示：

水库调洪计算表（P=0.2%）