洪水調(diào)節(jié)計算的案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u22270洪水調(diào)節(jié)計算的案例綜述 1325551.1洪水調(diào)洪計算 1431.1.1洪水調(diào)洪演算原理 137181.1.2調(diào)洪演算的方法 2300971.2洪水標(biāo)準(zhǔn)分析(洪峰流量) 2306031.3泄水建筑物的型式選澤 2164941.4調(diào)洪演算過程及泄水建筑物尺寸的確定 3232771.1.1調(diào)洪演算過程 3318641.1.3計算公式 390711.1.5方案選擇 4122101.1.6確定壩頂高程 41.1洪水調(diào)洪計算1.1.1洪水調(diào)洪演算原理洪水流經(jīng)水庫的情況下，很多因素都在隨時間的變化而變化，例如：水庫沿程的過水?dāng)嗝?、流量、水位高度、流速等，根?jù)洪水的流態(tài)狀態(tài)判定他屬于明渠非恒定流。非恒定流基本方程為：連續(xù)性方程：?ω?t+?Qω：表示流水過水的斷面面積S：距離Q：流量t;時間運動方程：?z?sZ：水位高度V:斷面的平均流速K：流量的系數(shù)為了使計算更加的簡便，把式（4-1）簡化得到了實用公式：Q?q=式（4-3）表示的是水庫水量平衡方程，水庫的存水量減去下泄水量就是水庫的蓄水量在一定時間內(nèi)的變化值。顯而易見，該公式只是近似得到的，并不能反映出水庫從蓄水到泄水的情況變化。因為水庫的入庫洪水線已知，Q1和Q2均己知，q1和q2為計算期初的初始條件。因此，方程式（4，3）中只剩下V2，q2和V2作為未知數(shù)。q2計算后，其值在后期變?yōu)閂1和q1語，以便逐步連續(xù)進(jìn)行計算。僅用一個方程解V2和Q2是不可能的。只有當(dāng)存在另一個方程（V2）和方程（4，3）時，才能同時求解V2和Q2的確定值。假設(shè)暫時忽略水庫盈利部門的下游流量，這么流量Q是泄水建設(shè)物水頭h的函數(shù)，且在確認(rèn)泄水建設(shè)物的類別和規(guī)模：q=fH=AHBH與Q的關(guān)系曲線可以利用水力學(xué)公式得到。根據(jù)H與q的所確定的關(guān)系曲線就能夠得到z與q的關(guān)系曲線q，f（z），由水庫水位z和水庫庫容特征曲線V，f（z）能得出相應(yīng)的水庫庫容V，用流量Q與庫容V的關(guān)系曲線，即Q，f（V）代替方程（4，4），用方程（4，3）聯(lián)立方程組解V2和Q2。當(dāng)水庫要為下游提供防洪保障時，規(guī)定Q不允許大于最大下泄流量Qmax，這種要求下得到的基本公式與上述的方法時一致的。該水利樞紐采用的泄水建筑物是正槽溢洪道。當(dāng)用閘門全開的方法進(jìn)行泄洪時，它的下泄流量可以表示為q=AH3/2,水庫水位與堰頂高程的高差用H表示。利用水庫的調(diào)洪演算可以確定出本次設(shè)計設(shè)計洪水位和校核洪水位及其它兩各自對應(yīng)的下泄流量。1.1.2調(diào)洪演算的方法對于水庫的調(diào)洪演算來說方法有很多，本次設(shè)計采用的是列表試算法。1.2洪水標(biāo)準(zhǔn)分析(洪峰流量)在設(shè)計工況下時，設(shè)計采用五十年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，此時對應(yīng)的洪峰流量為361.5m3/s，洪量總量為965*104m3。在校核工況時，設(shè)計采用千年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。此時對應(yīng)的洪峰流量為551.5m3/s,洪量總量為1569萬m3。1.3泄水建筑物的型式選澤溢洪道的平面布置應(yīng)該遵循下述原則：地質(zhì)條件好，路線短，水流順暢，與本工程其他建筑物無不良相互作用。結(jié)合本次設(shè)計的工程地質(zhì)條件及其他因素，對3種泄水建筑物進(jìn)行比較選擇。因為這次設(shè)計采用的壩型為復(fù)合土工膜防滲堆石壩，因此不能把溢洪道布置在河床上。所以這次工程采用河岸溢洪道。側(cè)槽溢洪道中水流的狀態(tài)很復(fù)雜考慮到本工程的地質(zhì)條件因素，建造側(cè)槽溢洪道會對其他結(jié)構(gòu)造成威脅，使威脅性加大。雖然正槽溢洪道相對于側(cè)槽溢洪道的開挖量大，但是考慮到該水利樞紐本身的壩體不是很正，開挖量也不會增加很多。綜上所述，并且結(jié)合此次設(shè)計的工程地質(zhì)條件，結(jié)構(gòu)安全性考慮，正槽溢洪道優(yōu)于側(cè)槽溢洪道，所以泄水建筑物采用布置于左岸與壩體相連的正槽溢洪道。1.4調(diào)洪演算過程及泄水建筑物尺寸的確定1.1.1調(diào)洪演算過程此次設(shè)計的設(shè)計情況下和校核情況下的洪水過程線已經(jīng)根據(jù)以往的洪水資料定；首先根據(jù)自己假定的不同的堰頂高程和堰寬確定起調(diào)流量，然后根據(jù)不同的下泄流量查洪水過程線從而得到了對應(yīng)的水庫庫容，再由給定的水庫庫容水位關(guān)系曲線確定對應(yīng)的水位H。對于假設(shè)的每一種情況都可以得到相應(yīng)的Q-H曲線。在根據(jù)式（4-5）又可以做出另外一條Q~H曲線與之前的Q-H曲線相交，根據(jù)他們的交點就可以的到每一種情況下對應(yīng)的Q和H值大小。1.1.3計算公式Q=εmB方案堰頂高程（m）堰寬(m)設(shè)計工況校核工況特征水位最大流量特征水位最大流量1271.57278.03221.91279.86313.332271.58277.74246.02279.34336.923271.59277.47263.75278.91357.144271.510277.26281.47278.5369.985272.57278.40195.96279.73261.646272.58278.28211.30279.41289.647272.59278.07239.32279.13311.018272.510277.75246.83278.9331.269273.57279177.97280.20239.0210273.58278.76191.07280.12268.0611273.59278.5205.52279.87287.0812273.510278.43225.70279.57301.71.1.5方案選擇此次設(shè)計規(guī)定了最大下泄流量為245m3/s,所以應(yīng)該根據(jù)每種方案的下泄流量在滿足最大下泄流量的要求下選擇流量較大的方案，綜合比較可得出方案9最符合。方案9的設(shè)計洪水位為279m，對應(yīng)的下泄流量為177.97m3/s；校核洪水位為280.23m，與其對應(yīng)的下泄流量為239.02m3/s.1.1.6確定壩頂高程1.1.6.1工程級別及建筑物級別和洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定根據(jù)校核工況下水位對應(yīng)的庫容關(guān)系,在參照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252—2000》對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，本次的工程等別確定為Ⅲ等相應(yīng)其主要建筑物級別為Ⅲ級，次要建筑物的Ⅳ級。1.1.6.2波浪要素計算本次設(shè)計為位于丘陵地區(qū)，采用鶴地水庫公式計算相關(guān)的波浪要素：g?gLLm：表示平均波長h2%：表示累計頻率為2%的波浪高度V0表示的式水庫水面10m以上的風(fēng)速，在不同情況下有著不同的取值。當(dāng)大壩處于正常工作狀態(tài)時，V0取1.5倍的多年平均最大風(fēng)速；當(dāng)大壩在非正常工作狀態(tài)時，V0取多年平均最大風(fēng)速。表4-2不同累積頻率下的波高與平均波高比值(hp/hm)hm/Hmp0.010.101.02.01.05.010.011.020.050.090.0<0.13.422.972.422.232.021.951.711.61.430.940.370.1～0.23.252.822.32.131.931.871.641.541.380.950.43波浪中心線高出計算靜水位hz按下式計算：?zH：表示水深H1%：表示為累計頻率為1%的波浪高度計算結(jié)果為：表4-3計算結(jié)果h2%hmh1%Lmhz正常水位下1.310.5871.49.3170.679設(shè)計水位下1.310.5871.49.3170.679校核水位下0.710.3180.776.2110.31.1.6.3L型擋墻的頂高程的確定按照有關(guān)要求對L型擋墻在水庫靜水位以上高度要求用下式進(jìn)行確定：y=R+e+A（4-9）A：表示的是大壩的安全超高e:風(fēng)雍水面的高度R：波浪爬高表4-4土壩壩頂安全超高值(m)運用情況壩的級別=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=4\*ROMANIV、=5\*ROMANV正常1.51.00.70.5非常0.70.50.40.3L型防浪墻高程=設(shè)計工況的高程+安全超高（4-10）y設(shè)計=y正常=2.638m，y校核=1.47m則設(shè)計洪水位+y設(shè)計=27校核洪水位+y校核=280.2正常蓄水位+y正常=276.5+∴防浪墻頂高程D=281.7。在施工過程中應(yīng)考慮到預(yù)留沉陷量，取