水电工程溃坝洪水计算

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水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020
2020年,《水利水电工程设计洪水计算规范(GB50012-2020)》于2020年5月1日正式发布,标志着中国水利水电工程设计洪水计算技术要求发生了重大变化。

本标准旨在统一水利水电工程设计洪水计算要求,为水利水电工程设计提供参考依据。

本标准适用于风景类工程、水文工程、大型地下水利工程、河流整治、治沙工程、灌溉工程等水利水电工程的设计洪水计算,不适用于水库水安全设计中的大洪水校核计算。

标准分为第一部分总则、第二部分洪水计算基础和第三部分洪水计算的四个部分。

总则部分对本标准的适用范围、术语和定义、洪水计算的准备工作、洪水参数和安全系数作出规定,要求洪水计算设计应在综合考虑洪水统计学特征、水资源及其开发利用情况等基础上进行。

第二部分洪水计算基础共分为四章,依次讨论了洪水模型与校核技术、计算水位分布、选取计算洪水和计算洪水特征数据等。

第三部分洪水计算包括大洪水计算、极端洪水计算和暴雨洪水计算。

洪水计算应当在综合考虑洪水统计学特征、水资源及其开发利用情况等基础上进行,本标准要求洪水计算的结果可作为水利水电工程设计及运行管理的依据,从而确保水利水电工程的安全稳定运行。

本标准规定了洪水计算技术要求,依照标准计算,可以发现水利水电工程枢纽的洪水可能性,并初步评估洪水对工程的影响,从而基本实现洪水的安全管理。

因此,本标准将对水利水电工程设计中洪水计算技术要求发生重大变化,从而提高水利水电工程设计和运行安全系数,降低工程灾害风险,保障水利水电工程的安全稳定运行,并发挥在水资源节约、经济发展、社会发展方面的重要作用。

水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020
《水利水电工程设计洪水计算规范2020》是我国水利部、国家
质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布的新《洪水计算规范》,将于2020年5月1日正式实施。

该规范的发布意味着,今后,我国水利工程的设计计算将更加科学合理,更好地维护公众的安全。

该新规定将更加精细地规范水库洪水计算,提高计算准确度。

对于计算洪水位线,它特别提出了新的计算方法:针对淹没面积幅值小于0.006km2的水库,可以采用小型水库的洪水位线计算方法;同时,对洪水位的计算值,其当量汛限水位也有了详细的规定,以保证洪水计算的准确性。

另外,该规范还提出了针对现有水库进行洪水计算改进的方法,把计算洪水位线和汛限水位分别划分为正常限、正常计算值和技术限、技术计算值等,以此更好地保护公众安全和尊重自然环境。

此外,《洪水计算规范2020》还规定,针对小型水库的计算,除了本文所规定的汛限、警戒、危险水位,还应该包括低保水位等水位线的计算。

在计算洪水位线的开始,该规范还特别针对了当地可能出现的极端特殊情况,明确了应采取的措施,以确保计算的准确性。

在此新的洪水计算规范中,还特别提出了洪水计算后的验算,以确保设计洪水计算的准确性,为更好地保护人民群众的安全提供技术支持。

与此同时,《洪水计算规范2020》还提出了常见水库设计洪水计
算技术要求,以提供水库建设过程中各方面的技术支持。

总之,新发布的《水利水电工程设计洪水计算规范2020》为我国水利工程的设计计算提供了规范的技术支撑,旨在更加科学合理地维护公众的安全,促进我国水利工程的发展。

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式

(式中:Qm设——洪水设计流量;Fs——设计控制面积;Fz——附近典型水文站的控制面积;Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水:经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法:Qm=KnFn
(式中:Qm——洪水设计流量;Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数,洪水设计计算系数是28-48个系数;Fn——控制面积,F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个,根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用,超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型:洪水的类型一般分为六种,一是暴雨洪水,暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水,三是冰川洪水,四是冰凌洪水,五是雨雪混合洪水,六是溃坝洪水。
洪水分级:根据国家《水文情报预报规范》,按洪水重现期的大小,把洪水分为常见洪水(8-10年一遇)、较大洪水(10-50年一遇)、大洪水(50-150年一遇)、特大洪水(大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素:
①梯形断面的过水断面面积计算公式:ω=(b+mh)h
(式中:ω——过水断面面积,单位:平方米;b——底宽,单位:米;h——水深,单位:米;m——边坡系数,表示斜坡的垂直距离每增加1米,则水平距离相应增加m米;)
过水断面宽度计算公式:B=b+2mh
⑷蓄满产流:年降雨量充沛,地下水位高,包气带土层不厚,下层容易常达田间持水量,缺水量不大,不容易形成超渗产流,在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式,称为满蓄产流。
⑸汇流过程:降雨或者溃坝形成的洪水,从产生的地点到流域出口断面的汇集过程,称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。

【精品】溃坝洪水计算

【精品】溃坝洪水计算

FCD13030FCD水利水电工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲范本1 / 13水利水电勘测设计标准化信息网1997年8月2 / 13水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:2 / 13软件编写人员:勘测设计研究院年月3 / 131.目次2.流域及工程概况 (4)3.设计依据 (4)4.基本资料 (5)5.计算原则 (7)6.溃坝计算方法及内容 (8)7.溃坝洪水计算成果及分析 (10)应提供的设计成果113 / 131流域及工程概况2设计依据2。

1有关本工程的文件(1)设计任务书;(2)可行性研究报告;(3)可行性研究报告审查文件。

2.2主要规范(1)SL44-93 水利水电工程设计洪水计算规范;(2)DL/T5015-1996 水利水电工程水利动能设计规范;(3)SD138-85 水文情报预报规范;(4)DL/T5064-1996 水电工程水库淹没处理规划设计;(5)DL5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程。

2。

3主要参考资料(1)谢任之,溃坝水利学,山东科学技术出版社;(2)唐友一,溃坝水流状态计算方法的探讨,水利水电技术,1962年第4期;(3)美国天气局,溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南,水电部南京水文水资源研究所,1987年11月;(4)山西省水利勘测设计院,水利动能设计手册,水库溃坝计算,1983年;(5)水电部十一局研究院,土坝溃坝流量计算方法的研究,1977年6月;(6)天津勘测设计院,孙国洁等,溃坝洪水计算国内外概况;(7)水电部四川勘测设计院,大中型水电站水能设计第十五章,溃坝流态计算,19774 / 13年1月;(8)黄委会科研所,溃坝水流计算方法初步探讨,水利科技情报,1976年9月;(9)彭登模,溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议,人民长江,1965年第5期。

3基本资料3.1地形资料(1)水库及下游河道地形图;(2)坝址横断面图;(3)下游河道纵横断面资料。

溃坝计算

溃坝计算

水电工程溃坝洪水计算赵太平(国家电力公司水电水利规划设计总院)摘要:某电站为一待建电站,位于高山峡谷区,河道比降较大。

其下游为某城市,一旦大坝溃决,将对人民的生命财产安全造成极大的威胁。

为此,进行溃坝洪水计算,可预测溃坝后,洪水的淹没范围和程度,以便提早采取相应的措施,减少损失。

关键词:溃坝; 洪水; 预测; 不恒定流1 前言水电是洁净能源,是西部地区重要的能源资源,开发西部水电,实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措,也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

但水电站往往处于深山峡谷,甚至高地震区中,水电站的溃决将造成巨大的损失,为了预估溃坝洪水带来的影响,并提早采取相应的措施,将洪水灾害造成的影响减少到最小程度,有必要进行溃坝洪水计算。

本次计算电站地处青藏高原东南缘,区域内地势较高,平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚,构造裂隙较发育,是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市,该城为我国西部少数民族集居区,经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型[1]。

该模型由三部分组成:1)大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化,包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2)水库下泄流量的计算。

3)溃口下泄流量向下游的演进。

2.1.1 溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前,对于实际溃坝机理仍不是很清楚,因此,溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性,一般假定溃口底宽从一点开始,在溃决历时内,按线性比率扩大,直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟,则溃口底部不是从一点开始,而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定:溃决历时(τ),溃口底部高程(h bm),溃口边坡(z)。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

溃坝计算

溃坝计算
龙塘大坝溃坝计算表
计算距离龙塘大坝2360m处的玉仙村,正常蓄水位(8.347m) H0:大坝上游水位 8.347 L:可泄库容长度 10000 h2:大坝下游恒定流水深 1 K2:泄容时间系数,四次抛物 4.5 n:躁率 0.0275 线=4~5 2.5次抛物线=3.5 i:坡降 0.0009 w0:溃坝时库容 16400000 v2:下游恒定流速 1.6 K3:流量系数,山区=1.1~1.5, 1.1 B:大坝处河宽 200 半山区=1.0,平原地区=0.8~0.9 v:河道洪水期断面最大平均流速 5 K4-1:起涨时间系数 0.00075 K4-2:最大流量到达时间系数 1.2 hM:最大流量时的平均水深 9.1 一 gH0 gh2 C0 C2 81.8006 9.8 9.044368414 3.130495168 由ω求得v1 进一步求得h1 代人水利计算手册图9-2-5得则求得ω为 ω/C2=1.625 5.087054649 2.340058657 1.851860965 二 泄容时间T(小时) 可泄库容W 4.618148319 7347000 三 距离L米处的流量Qml L 2360 3977.098157 四 距离L米处洪水起涨时间t1(min 最大流量到达时间t2(min) 最大流量持续时间t3(min) 3.501576571 7.579009918 140.9552287
计算距离龙塘大坝17000m处的新谭村、潭口村,正常蓄水位(8.347m) H0:大坝上游水位 8.347 L:可泄库容长度 10000 h2:大坝下游恒定流水深 1 K2:泄容时间系数,四次抛物 4.5 n:躁率 0.0275 线=4~5 2.5次抛物线=3.5 i:坡降 0.0009 w0:溃坝时库容 16400000 v2:下游恒定流速 1.6 K3:流量系数,山区=1.1~1.5, 1.1 B:大坝处河宽 200 半山区=1.0,平原地区=0.8~0.9 v:河道洪水期断面最大平均流速 5 K4-1:起涨时间系数 0.00075 K4-2:最大流量到达时间系数 1.2 hM:最大流量时的平均水深 9.1 一 gH0 gh2 C0 C2 81.8006 9.8 9.044368414 3.130495168 代人水利计算手册图9-2-5得则求得ω为 由ω求得v1 进一步求得h1 ω/C2=1.625 5.087054649 2.340058657 1.851860965 二 泄容时间T(小时) 可泄库容W 4.618148319 7347000 三 距离L米处的流量Qml L 17000 2416.944165 四 距离L米处洪水起涨时间t1(min 最大流量到达时间t2(min) 最大流量持续时间t3(min) 110.9055385 120.271897 337.0864634

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:㈠暴雨洪水设计⑪暴雨设计:暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式:①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt(式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt(式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)③暴雨系数计算公式:at=(式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF(式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp(式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx(式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)⑫洪水设计:①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1+t2。

一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

输送水电【机械工程】溃坝洪水计算

输送水电【机械工程】溃坝洪水计算

水电工程溃坝洪水计算发表日期:2006-03-06 浏览人数:1570 作者:赵太平来源:网络收集评论0条1 前言水电是洁净能源,是西部地区重要的能源资源,开发西部水电,实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措,也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

但水电站往往处于深山峡谷,甚至高地震区中,水电站的溃决将造成巨大的损失,为了预估溃坝洪水带来的影响,并提早采取相应的措施,将洪水灾害造成的影响减少到最小程度,有必要进行溃坝洪水计算。

本次计算电站地处青藏高原东南缘,区域内地势较高,平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚,构造裂隙较发育,是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市,该城为我国西部少数民族集居区,经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型[1]。

该模型由三部分组成:1)大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化,包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2)水库下泄流量的计算。

3)溃口下泄流量向下游的演进。

2.1.1溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前,对于实际溃坝机理仍不是很清楚,因此,溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性,一般假定溃口底宽从一点开始,在溃决历时内,按线性比率扩大,直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟,则溃口底部不是从一点开始,而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定:溃决历时(τ),溃口底部高程(h bm),溃口边坡(z)。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。

2.1.2水库下泄流量计算水库下泄流量由两部分组成,一是通过溃口下泄流量Q b,二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s,即Q=Q b+Q s漫顶溃口出流由堰流公式计算Q b=C1(h-h b)1.5+C2(h-h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S,C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d-(h d-h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时,b=h bmb i=b行进流速修正系数C v=1.0+0.023Q′2/[B′2d(h′-h bm)2(h′- h b)]K s=1.0 当(h′t-h′b)/(h′-h′b)≤0.67K S=1.0-27.8[(h′t-h′b)/(h′-h′b)-0.67]3当(h′t-h′b)/ (h′-h′b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程;h bm为终极溃口底高程;h d为坝顶高程;h f为漫顶溃坝时的水位;h为库水位高程;b i为瞬时溃口底宽;b为终极溃口底宽;t b为溃口形成时间;C v为行进流速修正系数(Brater1959);Q为水库总下泄流量;B d为坝址处的水库水面宽度;K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数(Venard1954);h t为尾水位(靠近坝下游的水位)。

洪水总量的计算方法

洪水总量的计算方法

洪水总量的计算方法一、洪水总量计算方法的基本概念哎呀,小伙伴们,洪水总量这个概念呢,简单来说就是一场洪水从开始到结束总共的水量啦。

这就像是你去接水,从开始放水到接满了,那桶里的水总量就是类似洪水总量的概念哦。

二、计算洪水总量的常见方法1. 流量过程线法这是个挺常用的办法呢。

咱们先得知道洪水的流量随时间的变化情况,就像看一个人跑步速度随时间的变化一样。

然后把每个时间段的流量乘以这个时间段的时长,再把这些乘积都加起来,就得到洪水总量啦。

比如说,第一个小时流量是10立方米每秒,那这一个小时的水量就是10乘以3600秒(因为1小时 = 3600秒),就得到这一个小时的水量啦。

然后按照这个方法把整个洪水过程的每个时间段都算好再加起来。

2. 降雨径流关系法这个方法呢,是根据降雨和径流之间的关系来计算洪水总量的。

一般来说,下了雨之后,一部分雨水会渗入地下,一部分会变成径流流走,变成洪水的那部分径流就是我们要关注的。

我们要先找到这个地区降雨和径流之间的关系公式或者曲线,然后根据降雨量来计算径流量,也就是洪水总量啦。

不过这个方法有点麻烦的是,不同地区的降雨径流关系可能差别很大,所以得找到适合咱们计算地区的关系才行。

3. 单位线法单位线就像是一把特殊的尺子。

它是在特定的流域条件下,单位时间内单位净雨深所产生的地表径流过程线。

我们可以根据这个单位线,再结合实际的净雨情况,来计算洪水总量。

比如说,我们知道了单位线对应的流量过程,然后乘以实际的净雨深度,再做一些调整,就可以算出洪水总量了。

三、影响洪水总量计算准确性的因素1. 数据准确性这可是很关键的一点哦。

如果我们测量流量或者降雨量的数据不准确,那算出来的洪水总量肯定就不对啦。

就像你做菜,如果盐的量称错了,菜的味道肯定就不对了。

所以测量设备要准确,测量方法也要科学。

2. 流域特性不同的流域有不同的特性,像地形啊、土壤类型啊、植被覆盖啊,这些都会影响洪水总量的计算。

比如说,植被覆盖率高的流域,雨水被植被截留和下渗的就多,洪水总量可能就相对小一些。

溃坝流量计算公式

溃坝流量计算公式

溃坝流量计算公式
19世纪和20世纪初已有人研究溃坝最大流量的计算,如瑞特(Ritter)、肖克利契(Schocklitsh)等就提出溃口最大流量计算公式。

根据水量平衡推求溃坝流量过程线,然后进行下游河道演进计算的方法属于半经验半理论的简化计算方法。

20世纪40年代到50年代Re (1946)、Dressler (1954)等根据圣维南方程组(当瞬溃时加入立波公式)用特征差分或有限差分等数值计算求解。

60年代以来中国的溃坝洪水计算也有长足的发展,一方面对简化算法进一步完善,同时对详算法进行深入研究,山区河道一维不恒定流方法及平原区漫流溃坝的平面二维不恒定流溃坝洪水计算都已成功运用到工程规划和设计中。

详算法可以从水库回水末端一直到水库下游边界作为一个整体进行计算,而不必如简算法那样分溃坝最大流量、坝址流量过程线及下游河道演进3步进行计算。

堤防溃决与溃坝机理是相似的,故溃坝洪水计算同样适用于堤防溃决洪水计算。

1。

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式

防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计:暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式:①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt(式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt(式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)③暴雨系数计算公式:at=(式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF(式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp(式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx(式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)⑵洪水设计:①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1 t2。

一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

相邻两次以上的降雨,前面降雨形成的洪水没有泄完,后面降雨形成的洪水接踵而来,称为复式洪水过程。

溃坝洪水计算

溃坝洪水计算

2171411.0HB KW 2141411.0HB KW b3.2 大坝溃决分析3.2.1可能导致大坝溃决的主要因素**水库可能出现大坝溃决的主要因素、形式见3.1。

1条。

3。

2.2可能发生的水库溃坝形式水库溃坝的主要形式有漫坝溃决、管涌溃决。

**水库可能发生的水库溃坝形式是发生了超标准洪水超过泄洪能力造成洪水漫坝溃坝.3。

2.3 溃坝洪水计算**水库坝型为钢筋混凝土面板堆石坝,坝高*** m ,坝顶高程*** m ,防浪墙顶高程***m ,最大库容10460万m 3,坝顶长度***m 。

**水库采用洪水漫坝造成水库逐渐溃决进行洪水计算.(1)溃坝决口宽度估算①根据铁道科学研究院推荐的经验公式估算。

计算公式为: b= 式中:b 溃坝决口宽度(m),W 水库总库容(万m3),B 坝顶长度(m ),H 最大坝高(m),K 经验系数,对于该水库属土石混合坝K 值为1.19。

b=26。

18m②根据黄河水利委员会经验公式估算式中:b 为溃口宽度(m ),W 为水库总库容(万m 3),B 为主坝长度(m ),H 为坝高(m ),K 为经验系数(粘土类取0。

65,壤土取1。

30).b=26.84m③参考中国水利水电科学研究院陆吉康经验公式计算。

b = 0.180×3×kW 0.32 H 0。

19H 为溃决水深(水库溃决时刻水位— 坝址断面平均底高程)(m ),W 为水库有效下泻库容(m 3),b 为最终溃口的平均宽度(m),K 为修正系数,对于漫顶造成的溃决K = 1 。

b=25.32m以上三种方法计算决口宽度均在经验误差范围内,取情况最恶劣计算坝址溃坝最大流量,即溃坝决口宽度26。

84m。

(2) 溃口坝址最大流量估算溃口坝址最大流量根据肖克列奇经验公式估算:式中:Q max溃口坝址最大流量(m3/s),B坝顶长度(m),b溃坝决口宽度(m),H0溃坝前上游水深(m)。

Q max = 38768.09 m3/s**水库坝址处溃坝最大流量:38768.09 m3/s。

溃坝流量计算(原创)

溃坝流量计算(原创)

溃坝下游桥址处流量计算 溃坝后坝体残 水库库 水库溃坝下 坝址至桥址 河道洪水期 调整系 桥址出流量 断面最大平 、 QLM(m/s) 数K 留高度h (m) 区长L 泄水量体积W 间距离Lc(m) 均流速v 0.0 900.0 405000.00 7596 5 1.5 347.80922
坝体溃决口 溃坝时坝体上游水深 H0,可取坝高(m) 门平均宽度b 58.4860 10.0
溃坝下游桥址处流量计算 河道洪水期 溃坝后坝体残 水库库 水库溃坝下 坝址至桥址 调整系 桥址出流量 断面最大平 、 间距离Lc(m) QLM(m/s) 数K 留高度h (m) 区长L 泄水量体积W 均流速v 0.0 900.0 405000.00 7596 5 1.5 342.504461
水库基本情况 理论公式 水库名称
坝体溃决口门平均宽度b(m)计算
库容V 坝长 坝高 安全系数 坝体建材系数 材质系数 4 3 K1=1.1~1.3 K2=1.2或2.0 K3=6.6或9.1 (10 m ) B(m) H(m) 131.7 180 10 1.3 2 9.1
注:系数K值的取整值为大于22小于30的奇数时,需自行查桥渡水文P360页表17-48得出
水库基本情况 经验公式 水库名称
坝体溃决口门平均宽度b(m)计算
库容V 坝长 坝高 安全系数 坝体建材系数 材质系数 4 3 K1=1.1~1.3 K2=1.2或2.0 K3=6.6或9.1 (10 m ) B(m) H(m) 131.7 180 10 1.3 2 9.1
宽度b(m)计算
坝址断面溃坝最大流量计算
坝体溃决口 溃坝时坝体上游水深 系数K值 坝址区域重 坝址处溃坝 H0,可取坝高(m) 门平均宽度b 桥渡水文P360 力加速度g 最大流量Qm 58.4860 10.0 0.4123 9.8 2387.0379

水电工程溃坝洪水计算

水电工程溃坝洪水计算

水电工程溃坝洪水计算1 前言水电是洁净能源,是西部地区重要的能源资源,开发西部水电,实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措,也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

但水电站往往处于深山峡谷,甚至高地震区中,水电站的溃决将造成巨大的损失,为了预估溃坝洪水带来的影响,并提早采取相应的措施,将洪水灾害造成的影响减少到最小程度,有必要进行溃坝洪水计算。

本次计算电站地处青藏高原东南缘,区域内地势较高,平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚,构造裂隙较发育,是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市,该城为我国西部少数民族集居区,经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型〔1〕。

该模型由三部分组成:1)大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化,包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2)水库下泄流量的计算。

3)溃口下泄流量向下游的演进。

溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前,对于实际溃坝机理仍不是很清楚,因此,溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性,一般假定溃口底宽从一点开始,在溃决历时内,按线性比率扩大,直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟,则溃口底部不是从一点开始,而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定:溃决历时(τ),溃口底部高程(h bm),溃口边坡(z)。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。

水库下泄流量由两部分组成,一是通过溃口下泄流量Q b ,二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s ,即Q=Q b +Q s漫顶溃口出流由堰流公式计算Q b =C 1(h -h b )1.5+C 2(h -h b )2。

5其中 C 1=3。

1b i C v K S ,C 2=2.45ZC v K S 当t b ≤τ时,h b =h d -(h d -h bm )·t b /τb i =b·t b /τ当t b >τ时,b=h bmb i =b行进流速修正系数C v =1。

水利水电工程设计洪水计算规范047S01NQ

水利水电工程设计洪水计算规范047S01NQ

中华人民共和国水利行业标准SL44—2006替代SL44—93──────────────────────────────────水利水电工程设计洪水计算规范Regulation for calculating design floodof water resources and hydropower projects2006-09-09发布2006-10-01实施──────────────────────────────────中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于批准发布水利行业标准的公告2006年第4号部直属各单位,各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局),各计划单列市水利(水务)局,新疆生产建设兵团水务局:中华人民共和国水利部批准以下9项标准为水利行业标准,现予以公布(见附件)。

二00六年九月九日前言根据水利水电规划设计管理局水总局科[2001]1号文精神,按照《水利技术标准编写规定》(SL1—2002)的要求,对原《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL 44—93)进行了修订。

本标准共7章14节94条和3个附录,主要技术内容包括:总则、基本资料、根据流量资料计算设计洪水、根据暴雨资料计算设计洪水、设计洪水的地区组成以及干旱、岩溶、冰川、平原及滨海地区设计洪水计算、水利和水土保持措施对设计洪水的影响。

本次修订的主要内容有:──将适用范围纵向扩大到项目建议书阶段和已建工程运行期的设计洪水复核,横向扩大到平原河网区和滨海及河口地区水利水电工程设计洪水计算;──更加强调设计洪水计算方法的科学性、实用性和可操作性,提倡新理论、新方法在实际操作中的应用;──相对淡化了对基本资料进行复核的要求;──扩展了洪水系列一致性处理的有关方法,并将古洪水纳入历史洪水的范畴;──对汛期分期和施工分期的设计洪水计算分别作出规定;──增加了平原河网区设计洪水、滨海及河口地区设计潮位计算等。

本标准为全文推荐。

水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020

水利水电工程设计洪水计算规范2020尽管中国国土面积庞大,水资源却日益匮乏,诸多地方也经常受到洪水灾害的来袭。

为了防止洪水灾害,我国于2020年出台了《水利水电工程设计洪水计算规范》(以下简称《规范》),以科学性和系统性的要求,为水利工程的设计和检查提供科学参考依据和规范指导。

《规范》从原则、常规、控制要求、计算流程、实施条件、试验和校核等方面,系统地展开了洪水计算的具体内容,明确了洪水计算要求,并对洪水计算结果进行了不同类型能力分析和审核报告。

同时,《规范》提出了全面设计安全性评价、内涝威胁、内涝风险识别和洪水灾害成因分析等新方面的内容,为检查验收、运行维护和制定抗洪防汛方案提供参考意见。

《规范》从环境角度出发,强调了洪水计算应符合水利工程综合整治原则,综合考虑水文地质条件、流域河道形态以及安全经济效益等因素,既要满足水利设施的正常功能,又要考虑洪水形势与环境条件的要求。

洪水计算应设计洪水深、洪水位、防洪水位、洪水流量和安全经济效益等参数,并结合排洪与灌溉、水利兴利、水资源保护等发展目标,综合运用水文地质、工程地质、水位流量计算、测量观测和试验研究等科学方法,有效防御洪水灾害。

在《规范》的约束下,各地将统一实施洪水计算,明确了洪水参数,改变了以往以满足洪水基本要求为目的的计算方法,重新结合水利工程实施的目标,有效地解决了洪水计算参数选取问题,使洪水计算更贴近实际。

随着《规范》的出台,进一步提高了洪水计算的准确度与可靠性,更好地预测洪水的形势,有效地避免洪水灾害的发生,保障人民的安全生活,有利于实施水资源的高效利用。

《水利水电工程设计洪水计算规范》的出台,为水利工程的设计、施工和检查提供了一种全新的途径,必将对防洪防汛施工及水利工程的建设提供无可替代的支持。

水利水电工程设计洪水计算规范

水利水电工程设计洪水计算规范

水利水电工程设计洪水计算规范&SL4493Regulation for calculating design floodof water resources and hydropower projects19930311199312201 总则2 基本资料3 根据流量资料计算设计洪水4 根据暴雨资料推算设计洪水5 设计洪水的地区组成6 干旱、岩溶、冰川地区设计洪水7 水利和水土保持措施对设计洪水的影响附录A 洪水频率计算附录B 暴雨及产流汇流计算附录C 可能最大暴雨附加说明11.0.1 为满足水利水电工程设计需要,统一设计洪水计算的基本原则和方法,特制订本《规范》。

1.0.2 本《规范》适用于大中型水利水电工程各设计阶段的设计洪水计算。

河流规划或小型水利水电工程的设计洪水计算可参照本《规范》执行。

1.0.3 水利水电工程设计所依据的各种标准的设计洪水,包括洪峰流量、时段洪量、洪水过程线等,可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。

1.0.4 水利水电工程设计洪水一般可采用坝址洪水。

对具有水库的工程,当建库后产汇流条件有明显改变,采用坝址设计洪水对调洪结果影响较大时,应以入库设计洪水作为设计依据。

1.0.5 计算设计洪水必须重视基本资料。

当实测水文资料缺乏时,应根据设计需要,设立水文站或水位站。

1.0.6 计算设计洪水,应充分利用已有的实测资料,并重视、运用历史洪水、暴雨资料。

1.0.7 根据资料条件,设计洪水可采用以下一种或几种方法进行计算。

(1)坝址或其上、下游邻近地点具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料,并有调查历史洪水时,应采用频率分析法计算设计洪水。

(2)工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料,并有暴雨洪水对应关系时,可采用频率分析法计算设计暴雨,推算设计洪水。

(3)工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时,可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料,进行地区综合分析,估算设计洪水。

水利水电工程设计洪水计算规范S048

水利水电工程设计洪水计算规范S048
述 判断洪水类型 参照同类型实测洪水的峰量关系估算 对历史洪水的洪峰和洪量 应与上下游 干支流及相邻流域的洪水进行对比分析 检查其合
理性 对近期发生的特大暴雨和特大洪水 应根据设计洪水计算需要 及时进行调查 历史洪水 暴雨的重现期 应根据调查资料和历史文献 文物等资料 分析调查期或考证期
内大洪水 暴雨发生的次数和量级 合理确定
水利部 中华人民共和国
能源部
关于发布 水利水电工程设计
洪水计算规范
的通知
水规

YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND
根据部水利水电技术标准制 修 订计划的要求 由水利水电规划设计总院委托长江水
利委员会等单位 对 水利水电工程设计洪水计算规范
在调查考证期 年中有特大洪水 个 其中有 个发生在 项连序系列内 这类不连序洪水 系列中各项洪水的经验频率可采用下列数学期望公式计算
个特大洪水的经验频率为
个连序洪水的经验频率为

YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND-YND
频率曲线的线型一般应采用皮尔逊 型 特殊情况 经分析论证后也可采用其它线型 频率曲线的统计参数采用均值 变差系数 和偏态系数 表示 统计参数的估计可按 下列步骤进行 采用矩法或其它参数估计法 初步估算统计参数 采用适线法调整初步估算的统计参数 调整时 可选定目标函数求解统计参数 也可采用 经验适线法 当采用经验适线法时 应尽可能拟合全部点据 拟合不好时 可侧重考虑较可靠的大 洪水点据 适线调整后的统计参数应根据本站洪峰 不同时段洪量统计参数和设计值的变化规律 以 及上下游 干支流和邻近流域各站的成果进行合理性检查 必要时可作适当调整 当设计流域的洪水和暴雨资料短缺时 可利用邻近地区分析计算的洪峰 洪量统计参数 或 相同频率的洪峰模数等 进行地区综合 用于设计流域 对设计洪水标准较低的工程 如设计流域缺乏洪水和暴雨资料 但工程地点附近已调查到 可靠的历史洪水 其重现期又与工程的设计洪水标准接近时 可直接采用历史洪水或进行适当调 整 作为该工程的设计洪水

防洪工程经常用到的公式

防洪工程经常用到的公式

防洪工程经常用到的公式在抗洪抢险中,经常遇到一些技术问题,也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题,本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下,以供大家在抗洪抢险中参考、探讨:㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计:暴雨:12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。

每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。

设计暴雨的计算公式:①设计点雨量计算公式:Htp=KpHt(式中:Ktp——设计点雨量;Kp——皮尔逊曲线值;Ht——最大雨量均值;t——欲求时间;)②设计面雨量计算公式:Ht面=atHt(式中:Ht面——设计面雨量;at——暴雨线性系数;Ht——设计历时点雨量;at、bt——暴雨线性拟合系数;)③暴雨系数计算公式:at=(式中:at、bt——线性拟合参数;F——流域面积;)④多年平均径流量计算公式:Wp=1000yF(式中:Wp——多年平均径流量;y——多年平均径流深;F——流域面积;)⑤设计频率年径流深计算公式:yp=yKp(式中:y——多年平均径流深;Kp——频率模比系数;)⑥多年平均年径流系数计算公式:α=y/x =W/1000Fx(式中:α——多年平均年径流系数;y——年径流深;x——多年平均降雨量;)⑵洪水设计:①洪水特征:一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。

洪水设计的概念:一次降雨形成的洪水过程线,反映洪水的外形,过程线上的最大值就是洪峰流量,用Q表示。

洪峰最高点就是洪峰水位,用Z表示。

洪水过程线和横坐标所包围的面积,经过单位面积换算求得,就是洪水总量,用W表示。

洪水过程线的底宽是洪水总历时,用T表示。

从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时,用t1表示。

从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时,用t2表示。

洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。

即T=t1+t2。

一般情况下,一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。

相邻两次以上的降雨,前面降雨形成的洪水没有泄完,后面降雨形成的洪水接踵而来,称为复式洪水过程。

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水电工程溃坝洪水计算发表日期:2006-03-06 浏览人数:1570 作者:赵太平来源:网络收集评论0条1 前言水电是洁净能源,是西部地区重要的能源资源,开发西部水电,实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措,也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。

但水电站往往处于深山峡谷,甚至高地震区中,水电站的溃决将造成巨大的损失,为了预估溃坝洪水带来的影响,并提早采取相应的措施,将洪水灾害造成的影响减少到最小程度,有必要进行溃坝洪水计算。

本次计算电站地处青藏高原东南缘,区域内地势较高,平均海拔在4 000m左右。

且电站坝址区覆盖层深厚,构造裂隙较发育,是我国西部著名的强地震带。

电站下游主要的城镇为某城市,该城为我国西部少数民族集居区,经济以农牧业为主。

2 数学模型2.1 模型结构本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型[1]。

该模型由三部分组成:1)大坝溃口形态描述。

用于确定大坝溃口形态随时间的变化,包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。

2)水库下泄流量的计算。

3)溃口下泄流量向下游的演进。

2.1.1溃口形态确定溃口是大坝失事时形成的缺口。

溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。

目前,对于实际溃坝机理仍不是很清楚,因此,溃口形态主要通过近似假定来确定。

考虑到模型的直观性、通用性和适应性,一般假定溃口底宽从一点开始,在溃决历时内,按线性比率扩大,直至形成最终底宽。

若溃决历时小于10分钟,则溃口底部不是从一点开始,而是由冲蚀直接形成最终底宽。

溃口形态描述主要由四个参数确定:溃决历时(τ),溃口底部高程(h bm),溃口边坡(z)。

由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。

由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。

2.1.2水库下泄流量计算水库下泄流量由两部分组成,一是通过溃口下泄流量Q b,二是通过泄水建筑物下泄的流量 Q s,即Q=Q b+Q s漫顶溃口出流由堰流公式计算Q b=C1(h-h b)1.5+C2(h-h b)2.5其中C1=3.1b i C v K S,C2=2.45ZC v K S当t b≤τ时,h b=h d-(h d-h bm)·t b/τb i=b·t b/τ当t b>τ时,b=h bmb i行进流速修正系数C v=1.0+0.023Q†2/[B†2d(h†-h bm)2(h†- h b)]K s=1.0 当(h′t-h′b)/(h′-h′b)≤0.67K S=1.0-27.8[(h′t-h′b)/(h′-h′b)-0.67]3当(h′t-h′b)/ (h′-h′b)>0.67式中h b为瞬时溃口底部高程;h bm为终极溃口底高程;h d为坝顶高程;h f为漫顶溃坝时的水位;h为库水位高程;b i为瞬时溃口底宽;b为终极溃口底宽;t b为溃口形成时间;C v为行进流速修正系数(Brater1959);Q为水库总下泄流量;B d为坝址处的水库水面宽度;K s为堰流受尾水影响的淹没修正系数(Venard1954);h t为尾水位(靠近坝下游的水位)。

尾水位(h t)由曼宁公式计算,即Q=(1.49/n)·S1/2A5/3/B2/3式中n为曼宁糙率系数;A为过流断面积;B为过流断面的水面宽;S为能坡。

管涌溃口出流由孔口出流公式计算Q b=4.8A p(h-h†)1/2式中A p=[2b i+4Z(h f-h b)](h f-h b)。

若h t≤2h f-h b时,h†= h f,否则h t>2h f-h b时,h†= h t溢洪道下泄流量(Q s)计算如下Q s=C s L s(h-h s)1.5+C g A g(h-h g)0.5+C d L d(h-h d)1.5+Q t式中C s为无控制的溢洪道流量系数;h s为无控制的溢洪道堰顶高程;C g为有闸门的溢洪道流量系数;h g为有闸门的溢洪道中心线高程;C d为漫坝水流的流量系数;L s为溢洪道长度;A g为闸门过流面积;L d为坝顶长度减L s;Q t为与水头无关的固定下泄流量项。

水库总出库流量过程是水库蓄水和入库流量共同作用的结果,本模型采用水文蓄量法来推求水库总出库流量,程如下I-Q=ds/dt式中I为入库流量;Q为总出库流量;ds/dt为水库蓄量随时间变化率。

将上述方程用有限差分法离散可得(I i+I i+1)/2-(Q i+Q i+1)/2 =△s/△t其中上标i和i+1分别表示t和t+△t时刻变量的值。

△s=(A S i+1+A S i)(h i+1-h i)/2代入有关公式得到总的离散方程为(A S i+1+A S i)(h i+1-h i)/△t+ C1(h-h b)1.5+C2(h-h b)2.5+ C s L s(h-h s)1.5+C g A g(h-h g)0.5+C d L d(h-h d)1.5+Q t+Q i-I i+1-I i=0上述方程可用Newton—Raphson迭代法求解,得到水位h和下泄流量Q。

2.1.3 溃坝洪水向下游演进本模型采用圣维南方程来描述洪水波向下游的传播,其方程形式如下连续方程动量方程式中A为有效过流面积;A0为非有效过流面积(滩地蓄水面积);q为沿河道单位距离的侧向入流或出流(“+”表示入流,“—”表示出流);S f为摩阻比降;由曼宁公式求出:S f=n2|Q|Q/2.21A2R4/3;S e为局部损失(扩散—收缩)比降;S e=K△(Q/A)2/2g△x。

圣维南方程为双曲型偏微分方程组,目前尚无法求出其解析解。

应用中通常将其离散为代数方程,然后求出其数值解。

本模型中,变量的时间差分采用中心差分,即变量的空间差分采用有加权系数θ的向前差分变量本身的近似表示如下将上述离散式代入圣维南方程中,得到两个非线性方程。

对N个断面的河道,有(N-1)个河段,可建立(2N—2)个方程。

给定上、下游边界,共同组成2N个非线性方程,利用Ne wton Raphson法迭代求解方程组,可求出任意时刻各断面有关的水力要素。

2.1.4 初始条件和边界条件初始条件:在求解上述不恒定流方程时,为了使方程的解尽快收敛,必须给定一个适当的初始值,即时段初(t=0),各断面的水位(h)或流量(Q)。

本模型给定恒定非均匀流作为河道初始流条件。

该初始值可由下列恒定流方程求出Q i=Q i-1+q i-1△x i-1i=2,3,4…N式中Q i为坝址处的恒定流量,q i-1为沿河断面间对于给定的上游初始流量条件及下游末端断面的确定的起始水位,用Newton—Raphson 法很容易迭代求解上述方程,得到各断面的初始水位和流量。

对于山区河流,由于断面比降较大,某些断面可能会出现急流、跌水等复杂的流态。

利用上述恒定流方程求解时,可能会出现迭代不收敛的情况,使得计算无法继续。

为了解决这种问题,在推求水面线时,对可能会出现以上复杂流态的断面,采用临界流方程,用临界流水深作为该断面的水位初值。

临界流方程可表示为F3/B-Q2/g=0当下断面为急流,上断面为缓流时,取上断面水位为临界水位。

上述方程为超越方程可用对分法求。

上游边界条件:可用水库的出流过程线Q(t)。

下游边界条件:可用下游断面的水位流量关系曲线。

若最下游的流量由河道控制,可用满宁公式给出其水位流量关系若最下游流量由建筑物控制,则其关系式可表示为Q N=Q b+Q s式中Q b为溃口流量,Q s为溢洪道流量。

此两变量均与末断面水位h N有关,故上式可确定末断面的水位流量关系。

2.1.5 △t及△x的选择在求解不恒定流方程时,由于数值离散本身的特点,适当选择时间步长△t和空间步长△x对方程的稳定性和收敛性至关重要。

本模型的时间步长采用变时间步长,表示如下△t=0.5 t≤t b-0.5△t=τ/20 t b-0.5<t<t b+2τ△t =T p/20 t≥t b+2τ式中τ为出流过程线的峰现时间。

空间步长的选择由数值离散的稳定条件决定:△x/C△t≤1。

溃坝洪水过程线是一个尖瘦的曲线,随着向下游的传播,洪峰不断衰减,过程线不断展宽,因此,计算时间步长可随洪水波的向下游演进而加大,空间步长也可随之加大即紧靠坝址下游处选择较小的△x,随着距坝址的距离增大,△x的值可随之增大。

2.2 模型验证本模型经用雅砻江唐古栋滑坡堵江后形成的溃坝洪水演进实测资料验证[2],并经二滩不恒定流出流资料验证,计算值与实测值符合较好。

证明本模型在模型结构、计算方法及参数选择上是基本合理的。

3 大坝溃决方案的拟定3.1 溃决形式本电站上库大坝按10000年一遇洪水校核,坝顶高程为3 829.5m。

正常蓄水位3 824.5 m,库容为1.26亿m3。

水库一般在正常蓄水位下运行,因此不会出现超标准洪水漫顶溃决的情况。

本电站库周无大型坍滑体存在,不会出现因滑坡造成的涌浪导致大坝漫顶溃决的情况。

土石坝失事主要原因是:施工质量差、水库调度管理失当及出现大于抗震烈度的地震等。

失事形式主要为管涌,据资料统计由于管涌造成大坝失事的占38%。

管涌从发生到大坝溃决一般要经历一个比较长的时间,易于察觉。

在发生管涌时,除了采取适当的工程措施来阻止管涌外,还应及时开启泄水设施泄流,以便降低库水位。

本水库水位与放空洞放空时间关系见表1。

表1 某水库水位与放空洞放空时间关系Table 1 Relationship between water level and emptying time in one reservi or放空时间/d 1 3 5 7 8 9 10库水位/m 3 821.6 3 815.0 3 808.4 3 801.6 3 798.0 3 795.1 3 791.73.2 溃口宽度及底高程土石坝的溃决过程是水流与坝体相互作用的一个复杂的过程。

到目前为止,溃坝的溃决机理还不是十分清楚。

一般而言,土石坝的溃口宽度及底高程与坝体的材料,施工质量及外力如地震等因素有关。

在具体计算时,溃口尺寸一般根据实验和实测资料确定。

本水电站上库坝体溃口尺寸通过已有资料和大坝自身的结构、型式及筑坝材料确定为:溃决底高程为3788.0m,溃口边坡,不考虑原始河床冲刷时取1:1.5,考虑原始河床有少量冲刷时取1:1。

溃口底宽由坝体材料和当地地形确定,考虑坝上游原始河床有少量冲刷经计算取最大底宽为150m,当不考虑原始河床冲刷时,溃口底宽由原始河床控制为70m。

3.3 溃决历时大坝的溃决历时因大坝的型式、坝高、筑坝材料、施工质量及溃决形式的不同而不同,可从几分钟到数小时不等。

土石坝[3]的溃决一般是渐溃,历时一般为0.5~2.0h。

如我国河南板桥水库土坝溃决历时1.5h,青海沟后坝为砂砾石面板坝,溃决历时为1.7h,美国Teton 土坝溃决历时为1.25h。

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