我的洪水调节课程设计

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.Xm（注：X=学号最后1位/10，即167.0m-167.9m），下游无防汛要求。溢流堰宽度60.Ym（注：Y=学号倒数第2位/10，即60.5m-60.9m）。

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、洪水调节演算

（一）洪水标准的确定

1、工程等别的确定

由设计对象的基本资料可知，该是一座以灌溉为主的小(一)型水库,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。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IV。

2．洪水标准的确定

该水利工程的挡水建筑物为心墙代料土坝（基本资料可知），由已确定的为IV 等的工程等别，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50～30年，校核标准为1000～200，不妨取设计标准为30年，校核洪水标准为200年。

（二）洪水调节计算 法官泉水库库容曲线表 序号

水位(m) 库容（万m 3）

1 162洪水调节计算

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

水位－库容曲线

161

162163164165166167168169170171150

200

250

300

350

400

450

500

库容V(104

m 3

)

水位Z (m )

1.列表试算法

1）基本原理：根据水库容积曲线V=f （Z ）和堰顶溢流公式q=f （H ），得出蓄

泄方程q=f （V ）。联立水量平衡方程

V 2 =V 1 +2

t

∆（Q 2+Q 1-q 2-q 1）

q=f(V ）

可得q=f(V)=g （q ），即q=g （q ）。因该式收敛，故可用循环程序编写，

从而求出q 。

2）主要过程

a.由堰流公式得下泄流量

q=mb 2

30H g 2 。。。。。。。。。。。。。。。（1）

式中：q ——通过溢流孔口的下泄流量，m 3/s b ——溢流孔单孔净宽，m ； g ——重力加速度，9.81m/s 2；

m ——流量系数，取0.35；

H 0——堰顶水头，167.3m （已知，设计基本资料给出）

b.水位高程Z 与堰顶水头H 的关系。基本材料可知溢洪道堰顶高程为167.3m ，则H=Z-167.3m 。

c.水库容积曲线V=f （Z ）的近似化。由水库水位——库容曲线知，水位高程可近似按直线计算。由水位库容表V=f （Z ）及上式H=Z-167.3m ，可得V=f （H ），易算出H=g （V ）=

V —350.296

34.536 V ∈[350.296,374.471] V —348.669 36.86

V ∈[374.471,411.331] 。。。（2）

V —346.250

38.283 V ∈[411.331，449.614] 联立（1）、（2）式得q=mB g 2g(V)^1.5 。。。。。。（3） d.将（3）式与水量平衡方程联立。 V 2 =V 1 +

2

t

∆（Q 2+Q 1-q 2-q 1） ， q=mB g 2g(V)^1.5

e.假定一q 值（q 值不能过于极端，稍合理，如0.1），算出q ，再将q 回代至满足精度要求。 以下为C 语言程序：

#include

#include

void main()

{ float V1,V2,Q1,Q2,q1,q2,q3, t=0.36;

printf("V1=");

scanf("%f",&V1);

printf("Q1=");

scanf("%f",&Q1);

printf("Q2=");

scanf("%f",&Q2);

printf("q1=");

scanf("%f",&q1);

printf("q2=");

scanf("%f",&q2);

loop:

{ V2=V1+ (Q1+Q2-q2-q1) * t/2;

if (V2<=374.471 && V2>=350.296) q3=(pow((V2-350.296)/34.536,1.5))*93.436;

else if (V2<=411.331 && V2>=374.471) q3=(pow((V2-348.669)/36.860,1.5))*93.436;

else if (V2<=449.614 && V2>=411.331) q3=(pow((V2-346.250)/38.283,1.5))*93.436;

}

if (fabs(q3-q2)>0.01)

{

q2=q3;

goto loop;

}

printf("q2=%f\n",q3);

printf("V2=%f",V2);

}

3)按设计洪水标准进行调洪演算

(1)确定调洪的起始条件。起调水位也是防洪限制水位，Z=167.3m。相应库容350.296×104m3。

（2）计算时段平均入库流量和时段入库水量。根据已知的设计洪水过程表，选出设计洪水为30年（P=33.3%时的过程线）和相应的计算时段t ，分别填入