
第一章枢纽布置
1.1 调洪演算
1.1.1 基本资料的收集
1、根据蓝图上的典型洪水过程线,用同倍比放大法放大得出设计、校核洪水过程线。
同倍比放大法:以洪峰控制,其放大倍比为:
-以洪峰控制的放大系数
-设计、校核标准下的洪峰流量
-典型洪峰流量
水库的设计标准P=1%,其洪峰流量为3785m3/s;校核标准P=0.1%,其洪峰流量为5285m3/s。放大后的设计、校核洪峰过程线如表1-1。
设计放大系数:;校核放大系数:。
表1-1
| 天 | 0.7 | 1 | 2 | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 典型洪峰流量(m3/s) | 400 | 440 | 800 | 2200 | 2760 | 2480 | 1600 | 920 | 480 | 400 |
| 设计洪峰流量(m3/s) | 549 | 603 | 1097 | 3017 | 3785 | 3401 | 2194 | 1262 | 658 | 549 |
| 校核洪峰流量(m3/s) | 766 | 843 | 1532 | 4213 | 5285 | 4749 | 30 | 1762 | 919 | 766 |
3、上游的最高水位为87m。
4、下游最大允许下泄流量:正常情况下为3200m3/s;校核情况下为3500m3/s。
5、起调水位为正常蓄水位82m。
6、起调时刻为来流量等于正常水位闸门全开时的泄量。
1.1.2 孔口尺寸的拟定
方案一:
①单宽流量q=80 m2/s;
②溢流前沿长度为: 设计情况:3200/80=40m
校核情况:3500/80=42m
③孔口尺寸: 设计情况:中孔:孔宽6m,孔高7m,孔数3个;
深孔:孔宽6m,孔高7m,孔数3个。
校核情况:中孔:孔宽6m,孔高7m,孔数3个;
深孔:孔宽6m,孔高7m,孔数4个。
④孔口中心、底板高程:初拟底板高程时,中孔设在死水位(70m)以上,深孔设在泥沙淤积高程(60m)以上。
中孔:孔口中心高程:75m
底板高程:71.5m
深孔:孔口中心高程:m
底板高程:60.5m
方案二:
①单宽流量q=70 m2/s;
②溢流前沿长度为: 设计情况:3200/70=45.7m
校核情况:3500/70=50m
③孔口尺寸: 设计情况:中孔:孔宽6m,孔高7m,孔数4个;
深孔:孔宽6m,孔高7m,孔数3个。
校核情况:中孔:孔宽6m,孔高7m,孔数5个;
深孔:孔宽6m,孔高7m,孔数3个。
④孔口中心、底板高程:中孔:孔口中心高程:76m
底板高程:72.5m
深孔:孔口中心高程:66m
底板高程:62.5m
1.1.3 调洪演算
方案一:
1、下泄流量计算:
中孔和深孔均为孔口出流,其下泄流量公式:
-流量系数。根据实验测定。对于薄壁小孔口自由出流=0.61~0.62。此处取0.62;
-孔口面积;
-工作水头。
2、根据拟定的孔口尺寸和基本资料,绘制下泄流量与水库水位关系曲线。并且绘制、两条双辅助线法必须的辅助线。校核情况如表1-2,图1-1;设计情况如表1-3,图1-2所示。
3、利用双辅助线图列表进行调洪演算,求解设计(校核)洪水位,检验是否超过上游淹没;求解最大的下泄流量是否符合下游防洪要求。校核情况如表1-6;设计情况如表1-7。
4、方案一满足工程要求。绘制下泄流量与时间关系曲线,查得校核最大下泄流量为3406.45m3/s,设计最大下泄流量为25.75 m3/s;绘制水库水位与时间关系曲线,查得设计洪水位为84.65m,校核洪水位为86.96m。校核情况如图1-5,设计情况如图1-6所示。
方案二:
步骤同上。其下泄流量流量与双辅助线计算表及双辅助线图,校核情况如表1-4,图1-3;设计情况如表1-5,图1-4。调洪演算校核情况如表1-8;设计情况如表1-9。从下泄流量与时间关系曲线,查得校核最大下泄流量为3481.61m3/s,设计最大下泄流量为2734.36 m3/s;水库水位与时间关系曲线,查得设计洪水位为84.39m,校核洪水位为86.87m。校核情况如图1-7,设计情况如图1-8所示。
| 水位Z(m) | 中孔Ho(m) | μ | 中孔A | 中孔下泄流量q(m3/s) | 底孔Ho(m) | 底孔A | 底孔q(m3/s) | 总下泄流量q(m3/s) | q/2 | V(m3) | v/△t | v/△t-q/2 | v/△t+q/2 |
| 82 | 7 | 0.62 | 126 | 915.038 | 18 | 168 | 1956.434 | 2871.47 | 1435.74 | 530000000 | 36805.556 | 35369.819 | 38241.292 |
| 83 | 8 | 0.62 | 126 | 978.217 | 19 | 168 | 2010.045 | 2988.26 | 1494.13 | 570000000 | 39583.333 | 380.202 | 41077.4 |
| 84 | 9 | 0.62 | 126 | 1037.556 | 20 | 168 | 2062.263 | 3099.82 | 1549.91 | 620000000 | 43055.556 | 41505.6 | 44605.465 |
| 85 | 10 | 0.62 | 126 | 1093.680 | 21 | 168 | 2113.191 | 3206.87 | 1603.44 | 665000000 | 46180.556 | 44577.120 | 47783.991 |
| 86 | 11 | 0.62 | 126 | 1147.061 | 22 | 168 | 2162.919 | 3309.98 | 1654.99 | 710000000 | 49305.556 | 47650.565 | 50960.546 |
| 87 | 12 | 0.62 | 126 | 1198.066 | 23 | 168 | 2211.530 | 3409.60 | 1704.80 | 760000000 | 52777.778 | 51072.979 | 54482.576 |
表1-3
| 水位Z(m) | 中孔Ho(m) | μ | 中孔A | 中孔下泄流量q(m2/s) | 底孔Ho(m) | 底孔A | 底孔q(m3/s) | 总下泄流量q(m3/s) | q/2 | V(m3) | v/△t | v/△t-q/2 | v/△t+q/2 |
| 82 | 7 | 0.62 | 126 | 915.038 | 18 | 126 | 1467.326 | 2382.36 | 1191.18 | 530000000 | 36805.556 | 35614.374 | 37996.738 |
| 83 | 8 | 0.62 | 126 | 978.217 | 19 | 126 | 1507.534 | 2485.75 | 1242.88 | 570000000 | 39583.333 | 38340.458 | 40826.209 |
| 84 | 9 | 0.62 | 126 | 1037.556 | 20 | 126 | 1546.697 | 2584.25 | 1292.13 | 620000000 | 43055.556 | 41763.429 | 44347.682 |
| 85 | 10 | 0.62 | 126 | 1093.680 | 21 | 126 | 1584.3 | 2678.57 | 1339.29 | 665000000 | 46180.556 | 44841.269 | 47519.842 |
| 86 | 11 | 0.62 | 126 | 1147.061 | 22 | 126 | 1622.190 | 2769.25 | 1384.63 | 710000000 | 49305.556 | 47920.930 | 50690.181 |
| 87 | 12 | 0.62 | 126 | 1198.066 | 23 | 126 | 1658.8 | 2856.71 | 1428.36 | 760000000 | 52777.778 | 51349.421 | 54206.135 |
| 水位Z(m) | 中孔Ho(m) | m | 中孔A | 中孔下泄流量q(m3/s) | 底孔Ho(m) | 底孔A | 底孔q(m3/s) | 总下泄流量q(m3/s) | q/2 | V(m3) | v/△t | v/△t-q/2 | v/△t+q/2 |
| 82 | 6 | 0.62 | 210 | 1411.935 | 16 | 126 | 1383.408 | 2795.34 | 1397.67 | 530000000 | 36805.556 | 35407.884 | 38203.227 |
| 83 | 7 | 0.62 | 210 | 1525.0 | 17 | 126 | 1425.984 | 2951.05 | 1475.52 | 570000000 | 39583.333 | 38107.809 | 41058.857 |
| 84 | 8 | 0.62 | 210 | 1630.362 | 18 | 126 | 1467.326 | 3097.69 | 1548.84 | 620000000 | 43055.556 | 41506.712 | 44604.399 |
| 85 | 9 | 0.62 | 210 | 1729.260 | 19 | 126 | 1507.534 | 3236.79 | 1618.40 | 665000000 | 46180.556 | 44562.159 | 47798.952 |
| 86 | 10 | 0.62 | 210 | 1822.800 | 20 | 126 | 1546.697 | 3369.50 | 1684.75 | 710000000 | 49305.556 | 47620.807 | 50990.304 |
| 87 | 11 | 0.62 | 210 | 1911.769 | 21 | 126 | 1584.3 | 3496.66 | 1748.33 | 760000000 | 52777.778 | 51029.447 | 54526.109 |
| 水位Z(m) | 中孔Ho(m) | m | 中孔A | 中孔下泄流量q(m2/s) | 底孔Ho(m) | 底孔A | 底孔q(m3/s) | 总下泄流量q(m3/s) | q/2 | V(m3) | v/△t | v/△t-q/2 | v/△t+q/2 |
| 82 | 5 | 0.62 | 168 | 1031.131 | 16 | 126 | 1383.408 | 2414.54 | 1207.27 | 530000000 | 36805.556 | 35598.286 | 38012.825 |
| 83 | 6 | 0.62 | 168 | 1129.548 | 17 | 126 | 1425.984 | 2555.53 | 1277.77 | 570000000 | 39583.333 | 38305.567 | 40861.099 |
| 84 | 7 | 0.62 | 168 | 1220.051 | 18 | 126 | 1467.326 | 2687.38 | 1343.69 | 620000000 | 43055.556 | 41711.867 | 44399.244 |
| 85 | 8 | 0.62 | 168 | 1304.290 | 19 | 126 | 1507.534 | 2811.82 | 1405.91 | 665000000 | 46180.556 | 44774.4 | 47586.467 |
| 86 | 9 | 0.62 | 168 | 1383.408 | 20 | 126 | 1546.697 | 2930.11 | 1465.05 | 710000000 | 49305.556 | 47840.503 | 50770.608 |
| 87 | 10 | 0.62 | 168 | 1458.240 | 21 | 126 | 1584.3 | 3043.13 | 1521.57 | 760000000 | 52777.778 | 51256.211 | 54299.344 |
图1-1校核双辅助线计算图(方案1)
图1-2设计双辅助线计算图(方案1)
图1-3校核双辅助线计算图(方案2)
图1-5设计双辅助线计算图(方案2)
表1-6
| 时间t | 入库流量(m3/s) | 平均流量(m3/s) | 水位z1 | V1/△t-q1/2 | V2/△t+q2/2 | 下泄流量(m3/s) | 水位z2 |
| 65 | 2871.473 | 82 | 35369.82 | 82.13 | |||
| 69 | 3557.679 | 3214.58 | 82.13 | 35697.58 | 38584.40 | 2886.81 | 82.52 |
| 73 | 4316.859 | 3937.27 | 82.52 | 36702.37 | 39634.85 | 2932.45 | 83.07 |
| 77 | 4923.952 | 4620.41 | 83.07 | 38326.01 | 41322.78 | 2996.78 | 83.66 |
| 81 | 5228.522 | 5076.24 | 83.66 | 40339.56 | 43402.25 | 3062.68 | 84.3 |
| 85 | 5279.557 | 5254.04 | 84.3 | 42461.68 | 45593.60 | 3131.95 | 84.95 |
| 5161.749 | 5220.65 | 84.95 | 44478.95 | 47682.33 | 3203.38 | 85.56 | |
| 93 | 4958.804 | 5060.28 | 85.56 | 46273.69 | 49539.23 | 3265.53 | 86.04 |
| 97 | 4713.234 | 4836.02 | 86.04 | 47795.26 | 51109.71 | 3314.45 | 86.41 |
| 101 | 4448.928 | 4581.08 | 86.41 | 49025.13 | 52376.34 | 3351.21 | 86.68 |
| 105 | 4169.176 | 4309.05 | 86.68 | 49956.18 | 53334.18 | 3378.00 | 86.86 |
| 109 | 3877.106 | 4023.14 | 86.86 | 50583.53 | 53979.32 | 3395.79 | 86.95 |
| 113 | 3581.38 | 3729.24 | 86.95 | 50907.83 | 54312.77 | 3404.94 | 86.96 |
| 117 | 3294.808 | 3438.09 | 86.96 | 50940.07 | 54345.92 | 3405.85 | 86. |
| 121 | 3028.065 | 3161.44 | 86. | 50702.37 | 54101.51 | 3399.14 | 86.76 |
| 125 | 2783.166 | 2905.62 | 86.76 | 50222.42 | 53607.99 | 3385.57 | 86.56 |
| 129 | 2554.804 | 2668.99 | 86.56 | 49525.72 | 521.41 | 3365.69 | 0 |
表1-7
| 时间t | 入库流量(m3/s) | 平均流量(m3/s) | 水位z1 | V1/△t-q1/2 | V2/△t+q2/2 | 下泄流量(m3/s) | 水位z2 |
| 67 | 2382.3 | 82.00 | 35614.37 | 82.09 | |||
| 71 | 2857.770 | 2620.07 | 82.09 | 35842.62 | 38234.44 | 2391.80 | 82.35 |
| 75 | 3316.410 | 3087.09 | 82.35 | 36510.62 | 329.71 | 2419.05 | 82.73 |
| 79 | 3638.910 | 3477.66 | 82.73 | 37530.22 | 39988.28 | 2458.04 | 83.12 |
| 83 | 3777.110 | 3708.01 | 83.12 | 38739.94 | 41238.23 | 2498.29 | 83.48 |
| 87 | 3754.120 | 3765.62 | 83.48 | 39971.44 | 42505.56 | 2534.12 | 83.81 |
| 91 | 3633.370 | 3693.75 | 83.81 | 41099.68 | 43665.19 | 2565.50 | 84.09 |
| 95 | 3463.290 | 3548.33 | 84.09 | 42055.30 | 448.01 | 2592.71 | 84.32 |
| 99 | 3272.840 | 3368.07 | 84.32 | 42808.18 | 45423.37 | 2615.21 | 84.5 |
| 103 | 3073.350 | 3173.10 | 84.50 | 43349.44 | 45981.28 | 2631.86 | 84.61 |
| 107 | 2866.920 | 2970.14 | 84.61 | 43677.52 | 46319.58 | 22.09 | 84.65 |
| 111 | 2657.770 | 2762.35 | 84.65 | 43794.15 | 439.87 | 25.74 | 84.62 |
| 115 | 2452.120 | 2554.95 | 84.62 | 43706.14 | 46349.10 | 22.98 | 84.53 |
| 119 | 2256.270 | 2354.20 | 84.53 | 43426.12 | 46060.34 | 2634.24 | 84.38 |
| 123 | 2074.020 | 2165.15 | 84.38 | 42971.11 | 45591.27 | 2620.19 | 0 |
| 时间t | 入库流量(m3/s) | 平均流量(m3/s) | 水位z1 | V1/△t-q1/2 | v2/△t+q2/2 | 下泄流量(m3/s) | 水位z2 |
| 2795.34 | 82 | 35407.88 | 82.17 | ||||
| 68 | 3459.361 | 3127.35 | 82.17 | 35720.17 | 38535.23 | 2815.04 | 82.5 |
| 72 | 4219.618 | 3839.49 | 82.5 | 36685.41 | 39559.66 | 2874.18 | 83.05 |
| 76 | 4861.528 | 4540.57 | 83.05 | 38267.27 | 41225.98 | 2958.73 | 83. |
| 80 | 5204.604 | 5033.07 | 83. | 40255.12 | 43300.34 | 3045.32 | 84.27 |
| 84 | 5284.7 | 5244.68 | 84.27 | 423.24 | 45499.80 | 3135.37 | 84.93 |
| 88 | 5183.288 | 5234.03 | 84.93 | 44370.21 | 47598.27 | 3227.92 | 85.53 |
| 92 | 4988.552 | 5085.92 | 85.53 | 46149.57 | 49456.13 | 3308.02 | 86.01 |
| 96 | 4746.746 | 4867.65 | 86.01 | 476.62 | 51017.22 | 3370.53 | 86.37 |
| 100 | 4484.482 | 4615.61 | 86.37 | 48840.14 | 52262.23 | 3416.81 | 86.63 |
| 104 | 4206.682 | 4345.58 | 86.63 | 49725.14 | 53185.72 | 3449.78 | 86.8 |
| 108 | 3915.8 | 4061.27 | 86.8 | 50300.72 | 53786.41 | 3470.87 | 86.87 |
| 112 | 3619.927 | 3767.90 | 86.87 | 50571.11 | 54068.62 | 3480.72 | 86.86 |
| 116 | 3331.429 | 3475.68 | 86.86 | 50550.20 | 54046.79 | 3479.96 | 86.78 |
| 120 | 3061.71 | 3196.57 | 86.78 | 50262.74 | 53746.77 | 3469.48 | 86.63 |
| 124 | 2814.243 | 2937.98 | 86.63 | 49739.52 | 53200.72 | 3450.31 | 0 |
| 时间t | 入库流量(m3/s) | 平均流量(m3/s) | 水位z1 | V1/△t-q1/2 | v2/△t+q2/2 | 下泄流量(m3/s) | 水位z2 |
| 67 | 2414.54 | 82.00 | 35598.29 | 82.09 | |||
| 71 | 21.319 | 2652.93 | 82.09 | 35823.80 | 38251.22 | 2427.41 | 82.34 |
| 75 | 3344.634 | 3117.98 | 82.34 | 377.57 | 341.78 | 24.19 | 82.71 |
| 79 | 3654.502 | 3499.57 | 82.71 | 37461.13 | 39977.14 | 2515.99 | 83.09 |
| 83 | 3780.251 | 3717.38 | 83.09 | 38609.92 | 41178.51 | 2568.59 | 83.49 |
| 87 | 3748.097 | 37.17 | 83.49 | 39759.86 | 42374.09 | 2614.22 | 83.73 |
| 91 | 3622.702 | 3685.40 | 83.73 | 40792.40 | 43445.26 | 2652.84 | 83.98 |
| 95 | 3450.363 | 3536.53 | 83.98 | 414.14 | 44328.93 | 2684.79 | 84.18 |
| 99 | 3259.176 | 3354.77 | 84.18 | 422.06 | 44998.91 | 2709.87 | 84.31 |
| 103 | 3059.118 | 3159.15 | 84.31 | 42721.09 | 45448.21 | 2727.16 | 84.39 |
| 107 | 2852.33 | 2955.72 | 84.39 | 42940.78 | 45676.81 | 2736.07 | 84.39 |
| 111 | 23.205 | 2747.77 | 84.39 | 42952.06 | 45688.55 | 2736.53 | 84.33 |
| 115 | 2438.056 | 2540.63 | 84.33 | 42763.84 | 45492.69 | 2728. | 84.21 |
| 119 | 2243.077 | 2340.57 | 84.21 | 42390.54 | 45104.41 | 2713.90 | 84.04 |
| 123 | 2061.786 | 2152.43 | 84.04 | 41850.27 | 44542.97 | 2692.70 |
图1-5 校核下泄流量~时间关系曲线
水库水位~时间关系曲线(方案一)
图1-6 设计下泄流量~时间关系曲线
水库水位~时间关系曲线(方案一)
图1-7 校核下泄流量~时间关系曲线
水库水位~时间关系曲线(方案二)
图1-8 设计下泄流量~时间关系曲线
水库水位~时间关系曲线(方案二)
