大峡水电站枢纽洪水调节课程设计.doc

1、- 1 -水资源规划与利用课程设计计算说明书姓 名： 张文奇 学 号： 2013101531 专 业： 水利水电工程 三峡大学水利与环境学院2017 年 1 月- 2 -目录1、设计目的-3二、设计基本资料-3三、洪水标准选择-43.1 给定的工程分等分级规范和洪水标准-43.2 设计、校核洪水标准的选择原理-4 3.3 设计、校核洪水洪水过程线-5四、设计洪水调节-64.1 下泄流量计算-64.2 设计洪水调洪演算-84.3 设计洪水的最大下泄流量和相应的水库最高水位的确定- 12五、校核洪水调节-125.1 校核洪水调洪演算-125.2 校核洪水的最大下泄流量和相应的水库最高水位的确定-1

2、56、小结-167、附表-17- 3 -一、设计目的洪水调节目的：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；掌握列表试算法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决问题的能力。二、设计基本资料大峡水电站枢纽位于湖北省竹溪县境内，泉河流域规划中梯级电站的第三级，工程距天宝乡 3km，距竹溪县城 83km。拦截堵河西支泗河上游的一级支流泉河。河流全长 82.2km，流域面积 894.6km2，大峡电站坝址以上流域面积 482.70km

3、2，占全流域的 53.96%，河长 43.7km，河床比降 14.3。多年平均径流量为11.2m3/s，多年平均径流总量为 3.53 亿 m3，多年平均径流深为 733.9mm。大峡电站水库正常蓄水位选为 565m，汛限水位 563.5m，死水位 552m，其相应的死库容为 407 万 m3，调节库容 1333 万 m3，库容系数 3.8%。依据防洪标准(GB5020194)和水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL2522000） ，本工程项目为中型水库。电站总装机容量 20MW，保证出力 1.9MW，年发电量 0.603 亿kWh。水库挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高 88m。溢洪形式表孔

4、泄流，溢洪道堰顶高程 555m，采用 2 孔 1210.5（宽高）的弧形门控制。大峡水库调洪规则如下：起调水位 xm（x=563.5+学号最后一位 /10,x=563.5-564.5m） ，当来量较小时，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来量，水库水位维持起调水位不变；当来水增大，并大于闸孔全开的泄量时，闸门全开敞泄库水位上升，直至达到最高洪水位。- 4 -三、洪水标准选择3.1 给定的工程分等分级规范和洪水标准：3.2 设计、校核洪水标准的选择原理按照拟定的大峡水电站枢纽建筑物的类型以及尺寸，参照工程分等分级规范和洪水标准,确定该水电站枢纽工程等级为等级，工程规模为中型，水库容量- 5 -在（

5、0.101.0）亿 m；选用永久性水工建筑物洪水标准为：设计标准重现期为10050 年，校核标准重现期为 1000500 年，在其间选择设计洪水标准重现期为100 年，校核洪水标准重现期为 500 年，选取相应频率的洪水过程线进行洪水调节设计。3.3 设计、校核洪水洪水过程线表 3-1时段 设计 p=1% 校核 p=0.2%0 15.22 17.891 16.47 19.332 17.73 20.773 18.98 22.214 20.23 23.655 21.48 25.086 22.74 26.797 24.36 32.148 30.14 52.519 48.03 97.7710 82.7

6、9 165.5211 133.25 247.1912 195.57 335.4213 266.22 426.9114 341.11 518.2815 418.90 612.2216 504.13 720.5617 621.14 887.5518 853.06 1252.6019 1196.28 1774.4820 1532.37 2231.6121 1759.31 2472.3522 1838.51 2470.7323 1785.29 2284.9724 1641.03 1998.8925 1449.58 1683.6426 1245.00 1384.2627 1046.66 1118.382

7、8 863.34 888.4529 699.86 694.3830 558.91 535.22- 6 -31 441.20 408.7532 345.83 311.4933 270.84 238.9534 213.32 186.3635 170.26 149.2536 138.69 123.7537 116.12 106.7138 100.22 95.6439 89.29 88.7340 81.68 84.5541 74.83 81.5542 72.87 81.0643 72.18 81.3644 72.30 82.1545 72.80 83.1846 73.55 84.3747 74.45

8、85.6448 72.51 83.56四、设计洪水调节4.1 下泄流量计算 2/30qHgmnb式中：q通过溢流孔口的下泄流量，m3/s；n溢流孔孔口数；b溢流孔单孔净宽，m ；g重力加速度，9.81m/s2；闸墩侧收缩系数，与墩头形式有关，初步计算可假设为 0.92；m流量系数，与堰顶形式有关，可查表，本工程取 0.48；H0堰顶水头，m。本次设计过程中，起调水位为 x=563.5+1/10=563.6m，通过内插法，可以得出相应的库容为 1626.8 万 m3 ，相应的下泄流量为 1183.96m3/s 。将求得的相关数据填入下面相应表格中：表 4-1水位 Z（m） 库容 V（万 m3）

9、堰顶水头 H0（m） 下泄流量- 7 -q（m3/s）552 889 0 0.00553 945 0 0.00554 1003 0 0.00555 1063 0 0.00556 1121 1 46.95557 1181 2 132.78558 1243 3 243.93559 1305 4 375.56560 1365 5 524.86561 1438 6 689.95562 1507 7 869.43563 1580 8 1062.24563.6 1626.8 8.6 1183.96564 1658 9 1267.52565 1739 10 1484.53566 1809 11 1712.6

10、9567 1890 12 1951.47568 1971 13 2200.41568.99 2056 13.99 2456.50图 4-1 水库水位库容关系曲线- 8 -图 4-2 水库水位下泄流量关系曲线4.2 设计洪水调洪演算：(1)在来水流量小于 1183.96m3/s 时，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来水量，水库水位维持起调水位不变。(2)在来水流量大于 1183.96m3/s 时，开始进行调节洪水的试算过程。基本的计算方法为：选定一个计算的时段，确定出 Q1、Q2、V1 和 q1，并假定一个 q2 值，根据公式 V=（Q1+Q2-q1-q2)*（1/2）*3600/10000，V

11、2=V1+V，算出一个 V2 值，并查找得到的 qV 曲线，查找出对应的 q2 值，与假定的 q2 值进行比对，若两个值的差值的绝对值不大于 0.9m3/s，则可认为假设正确；若不相等，则重新假定，直到得出符合要求的 q2。并将算出的 q2 和 V2 作为下一时段的 q1 和 V1，重复上述过程。（3）在此后的时段内，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来水量，水库水位维持起调水位不变.- 9 -表 4-2设计洪水调洪演算时段t（h ）入库流量Q（m/s）时段平均入库流量（m/s）时段入库水量（亿m)下泄流量q（m/s）时段平均下泄流量（m/s）时段下泄水量（亿 m）时段内水库存水量变化V（亿m）

12、水库存水量 V（亿m）水库水位Z（m)0 15.22 15.22 0.16268 563.61 16.4715.85 0.0005716.4715.85 0.00057 00.16268 563.62 17.73 17.10 0.000616 17.73 17.10 0.000616 0 0.16268 563.63 18.98 18.36 0.000661 18.98 18.36 0.000661 0 0.16268 563.64 20.23 19.61 0.000706 20.23 19.61 0.000706 0 0.16268 563.65 21.48 20.86 0.000751 2

13、1.48 20.86 0.000751 0 0.16268 563.66 22.74 22.11 0.000796 22.74 22.11 0.000796 0 0.16268 563.67 24.36 23.55 0.000848 24.36 23.55 0.000848 0 0.16268 563.68 30.14 27.25 0.000981 30.14 27.25 0.000981 0 0.16268 563.69 48.03 39.09 0.001407 48.03 39.09 0.001407 0 0.16268 563.610 82.79 65.41 0.002355 82.79

14、 65.41 0.002355 0 0.16268 563.611 133.25 108.02 0.003889 133.25 108.02 0.003889 0 0.16268 563.612 195.57 164.41 0.005919 195.57 164.41 0.005919 0 0.16268 563.613 266.22 230.90 0.008312 266.22 230.90 0.008312 0 0.16268 563.614 341.11 303.67 0.010932 341.11 303.67 0.010932 0 0.16268 563.615 418.9 380.

15、01 0.01368 418.9 380.01 0.01368 0 0.16268 563.616 504.13 461.52 0.016615 504.13 461.52 0.016615 0 0.16268 563.617 621.14 562.64 0.020255 621.14 562.64 0.020255 0 0.16268 563.618 853.06 737.10 0.026536 853.06 737.10 0.026536 0 0.16268 563.619 1196.28 1024.67 0.036888 1188 1020.53 0.03673908 0.000149

16、0.162829 563.619- 10 -20 1532.37 1364.33 0.049116 1302.2 1245.10 0.0448236 0.004292 0.167121 564.16321 1759.31 1645.84 0.05925 1531.5 1416.85 0.0510066 0.008244 0.175365 565.20922 1838.51 1798.91 0.064761 1728.7 1630.10 0.0586836 0.006077 0.181442 566.06723 1785.29 1811.90 0.065228 1785.8 1757.25 0.

17、063261 0.001967 0.183409 566.3124 1641.03 1713.16 0.061674 1736 1760.90 0.0633924 -0.001719 0.18169 566.09825 1449.58 1545.31 0.055631 1595.8 1665.90 0.0599724 -0.004341 0.177349 565.49326 1245 1347.29 0.048502 1421 1508.40 0.0543024 -0.0058 0.171549 564.7127 1046.66 1145.83 0.04125 1242.5 1331.75 0

18、.047943 -0.006693 0.164856 563.87928 863.34 955.00 0.03438 964.3 1103.4 0.0397224 -0.002176 0.16268 563.629 699.86 781.60 0.028138 699.86 832.08 0.0299549 0 0.16268 563.630 558.91 629.39 0.022658 558.91 629.39 0.022658 0 0.16268 563.631 441.2 500.06 0.018002 441.2 500.06 0.018002 0 0.16268 563.632 3

19、45.83 393.52 0.014167 345.83 393.52 0.014167 0 0.16268 563.633 270.84 308.34 0.0111 270.84 308.34 0.0111 0 0.16268 563.634 213.32 242.08 0.008715 213.32 242.08 0.008715 0 0.16268 563.635 170.26 191.79 0.006904 170.26 191.79 0.006904 0 0.16268 563.636 138.69 154.48 0.005561 138.69 154.48 0.005561 0 0

20、.16268 563.637 116.12 127.41 0.004587 116.12 127.41 0.004587 0 0.16268 563.638 100.22 108.17 0.003894 100.22 108.17 0.003894 0 0.16268 563.639 89.29 94.76 0.003411 89.29 94.76 0.003411 0 0.16268 563.640 81.68 85.49 0.003077 81.68 85.49 0.003077 0 0.16268 563.641 74.83 78.26 0.002817 74.83 78.26 0.00

21、2817 0 0.16268 563.642 72.87 73.85 0.002659 72.87 73.85 0.002659 0 0.16268 563.643 72.18 72.53 0.002611 72.18 72.53 0.002611 0 0.16268 563.644 72.3 72.24 0.002601 72.3 72.24 0.002601 0 0.16268 563.645 72.8 72.55 0.002612 72.8 72.55 0.002612 0 0.16268 563.646 73.55 73.18 0.002634 73.55 73.18 0.002634 0 0.16268 563.647 74.45 74.00 0.002664 74.45 74.00 0.002664 0 0.16268 563.648 72.51 73.48 0.002645 72.51 73.48 0.002645 0 0.16268 563.6