调洪演算

3.1基本资料3.1.1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：050001000015000200002500030000050100150200时间流量系列1图3.1校核洪水过程线0500010000150002000025000020406080100120140160时间流量系列1图3.2设计洪水过程线3.1.2相关曲线图02468101214300310320330340350360370380390库容水位系列1图3.3水位容量关系曲线图3.2洪水调节基本原则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。调洪演算采用半图解法。3.2.1确定工程等别和级别根据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）》结合宁溪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。表3.1山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]项目水工建筑物级别12345设计1000~500500~100100~5050~3030~20校核土石坝10000~50005000~20002000~10001000~300300~200混凝土坝、浆砌石坝5000~20002000~10001000~500500~200200~100由表3-2-1可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。3.2.2水库防洪要求本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。3.3调洪演算3.3.1调洪演算的目的根据水位～库容曲线以及S坝址设计洪水过程线，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。3.3.2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3/22qBmgH式中：q——过堰流量，单位为3/ms；B——过水断面宽度，单位为m；m——堰的流量系数；——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()()22VVVQqQQqqtt式中：Q1，Q2——分别为计算时段初、末的入库流量（3/ms）；Q——计算时段中的平均入库流量（m3/s），它等于(Q1+Q2)/2；q1,q2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m3/s）；q——计算时段中的平均下泻流量（m3/s），即q=(q1+q2)/2；V1，V2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m3）；V——为V2和V1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3/202qnbmgH溢3(/)ms式中：q溢——溢流流量，单位为3/ms；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；——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，在（0.9~0.95）中取值，本设计中取0.9；0H——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)。3.4调洪的基本资料3.4.1调洪演算方案调洪演算方案拟定如下，共有两个方案，详细情况列于表1.1表1.1调洪演算方案堰顶高程(m)孔口尺寸(m)孔数方案一34615×218方案二34315×239注：表示孔口尺寸(m)(宽高)，即宽m，高m3.4.2计算工况计算工况分校核和设计两种，由设计规范可知：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。3.5调洪演算的过程计根据以上数据应用下泄流量的计算公式3202qnbmgH计算下泄流量，其中ε=0.9，g=9.8,流量系数m=0.5,根据以上数据和不同的堰宽可得不同水深时的下泻流量.方案一：堰顶高程346m,堰宽为120m,计算下泄流量q见表1.2：表1.2下泄流量q水位mHo库容(亿m3)下泄流量3(/)qms34603.48250.000034713.644239.220034823.8056676.616334933.96711243.023635044.13471913.760035154.13472674.560935264.13473515.801635374.13474430.416435484.13475412.930735595.1266458.9400356105.1267564.8006357115.1268727.4328358125.1269944.1887359135.12611212.7597360146.313312531.1099361156.313313897.4261362166.313315310.0800363176.313316767.5986364186.313318268.6411365197.698819811.9803366207.698821396.4873367217.698823021.1189368227.698824684.9077369237.698826386.9528370249.318228126.4129371259.318229902.5000372269.318231714.4736373279.318233561.6367374289.318235443.33123752911.17737358.93463763011.17739307.85713773111.17741289.53833783211.17743303.44563793311.17745349.07113803413.317447425.9306方案二：堰顶高程343m,堰宽为135m,计算下泄流量q见表1.3：表1.3下泄流量q水位Ho库容下泄流量q34303.058034413.194268.95171534523.3271760.710325934633.47711397.51410534743.63172151.6137234853.79203006.97158734963.95933952.76680335074.13474981.05546835184.31816085.68260835294.50867261.696305353104.70668505354114.91239812.131179355125.126011180.11284356135.347712606.34959357145.577314088.5524358155.814715624.6827359166.060017212.90976360176.313318851.5776361186.574020539.1788362196.842022274.33358363207.118224055.7727364217.403625882.32344365227.698827752.89798366238.003929666.4836367248.318231622.13443368258.642033618.96437369268.975335656.14112370279.318237732.88085371289.670139848.443743722910.031042002.133733010.401744193.276363743110.783446421.2533753211.177048685.460863763311.587150985.32923773412.012953320.313413783512.447755689.893133793612.884858093.570443803713.317460530.86833根据试算法求设计洪水位以及校核洪水位的最大下泄流量一级水库的最高水位根据Q-t于q-t曲线可查出频率项目设计洪水校核洪水方案一最大泄量（m3/s）16535m3/s19223m3/s水库最高水位（m）362.843m364.622m方案二最大泄量（m3/s）16596m3/s19305m3/s水库最高水位（m）358.616m360.272m方案比较：从运用上看9孔，多孔，孔口小，孔口为单数，调节灵活，但开挖量相对大，且整体调节水位相差不大，8孔，开挖量相对较小，可节省一定的成本，为下游的施工减少工程量。综合考虑选择8孔。此时，枢纽的设计、校核和设计工况情况下上游水位、最大下泄流量和下游水位（根据最大下泄流量由坝址处流量-水位曲线查得）。1.11经调洪演算得到的水利水能资料上游水位(m)最大下泄流量(m3/s)下游水位(m)正常365.0287设计362.84316535287校核364.62219223287