三峡大学洪水调节课程设计报告书
设计题目：某水利枢纽工程洪水调节学院：水利与环境学院
姓名：
学号：
班级：网选2班
2013 年1月
洪水调节课程设计
一、设计目的
1、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；
2、掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；
3、了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；
4、培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、设计基本资料
某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW，年发电量1372×104 kw·h，水库库容0.55亿m3。

挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高84.80m。

溢洪道堰顶高程519.00m，采用2孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。

水库正常蓄水位525.00m。

电站发电引用流量为10m3/s。

本工程采用2孔溢洪道泄洪。

在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。

上游防洪限制水位Xm（注：X=524.5+学号最后1位/10，即524.5m-525.4m），下游无防汛要求。

三、洪水调节演算准备
1、工程等别的确定
该水利枢纽工程，水库库容0.55亿m3，由“水利水电工程分等指标”知，将工程等级初步定为Ⅲ，电站装机为5000KW，工程等级为IV。

综合两种指标，对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时其工程等别应按其中最高等别确定，最总将工程等级定为Ⅲ。

注：1 、水库总库容指水库最高水位以下的静库容；
2 、治涝面积和灌溉面积均指设计面积。

2、洪水标准的确定
挡水建筑物为混凝土面板坝，工程采用2孔溢洪道泄洪，由已确定的为Ⅲ等的工程等别，根据下表《山区，丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准[重现期(年)]》，可查得，该工程设计洪水标准选为100年，校核标准选为1000年。

四、洪水调节计算 一 分析：
该水利枢纽没有下游防洪要求，一般在洪水来临时，水库将预泄库水至水库防洪限制水位，以便有足够的库容蓄洪或滞洪。

防洪限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，调洪计算从水位524.8m 起调。

在洪水期间洪水来临时，当Q<q m 1(上游水位为524.8m 时，闸门全开，最大泄洪流量447.16m 3/s)先用闸门控制下泄流量q 并使其等于洪水来水量Q ，使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q 继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q 随水库水位z 的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样；之后，Q<q m 1,控制闸门使下泄流量q 并使其等于洪水来水量Q 。

当入库洪水位相应枢纽设计标准的洪水，由下泄流量曲线查得的最大下泄设计流量q m ，对应的水位是设计洪水位；当入库洪水位相应枢纽校核标准的洪水，由下泄流量曲线查得的最大下泄校核流量q m ，对应的水位是校核洪水位。

二：设计原理 1、 列表试算法
（1）水量平衡方程
在某一时段t ∆内，入库水量与出库水量之差等于该时段内水库蓄水量的变化，即
12122111
()**()*()22
Q q t Q Q t q q t V V -∆=
+∆-+∆=- （1） 其中 Q 为t ∆时段中的平均入库流量（m 3/s ）,等于 12()/2Q Q +； q 为t ∆时段中的平均入库流量（m 3/s ）,等于 12()/2q q +；
12 、Q Q 为t ∆时段初、末的入库流量（m 3/s ）； 12 、q q 为t ∆时段初、末的下泄流量（m 3/s ）；
（2）蓄泄公式
2
/30
溢2q H g m nb ⋅=ε （2）
式中：q ——通过溢流孔口的下泄流量，m 3/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/s 2；
ε——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；
H 0——堰顶水头m 。

汛期按水轮机过流能力电q =10m 3/s 引水发电。

最终：
溢电+q q q =
联立方程（1）、（2）得：
121221
11
*()*()2
2(
)Q Q t q q t V V q f V ⎧+∆-+∆=-⎪⎨⎪=⎩ 主要步骤：
（1） 作出水库容积曲线V=f(Z)和下泄流量曲线q=f(Z)；
（2） 选取合适的计算时段，确定起始时刻的Q 1,Q 2,V 1,q 1，假设一q 2,计算得V 2,
由下泄流量曲线q=f(Z)反查得q 21,若与假设值相等或相近，则假设正确，否则从新假设，直至相等或相近；
（3） 求得正确的q 2，V 2即做下一时段的q 1，V 1，继续演算； （4） 根据计算结果绘出水库入库，下泄洪水过程线和水位过程； （5） 算出q m , Z m.。

表2-1 水库水位容积关系曲线
图2-1 水库水位与库容特性曲线
表2-2 水库 ()q
f V 关系曲线
图2-2 水库 ()q
f V 关系曲线
列表试算结果
图2-3 列表试算法水库设计洪水过程线于下泄流量过程线
图2-4 列表试算法设计洪水水库水位过程线
表2-4 列表试算法校核洪水（P=0.1%）的计算表
图2-5 水库校核洪水过程线于下泄流量过程线
图2-6 列表试算法校核洪水水库水位过程线
2半图解法
原理 单辅助曲线法
将水量平衡方程（1）该为
2211
122
V q V q Q q t t +=++-∆∆ （3） 首先，根据起始条件q 1，在辅助线上查出相应的11(
)2
V q
t +∆值，然后由式（3）计算2211122V q V q Q q t t +=++-∆∆，再由22
()2
V q t +∆值在单辅助曲线反查出相应的q 2值，以作下一时段的q 1，重复上述图解计算，即得下泄流量过程线q=f(t)。

步骤
（1） 计算，绘制q 2
V q
t +∆辅助线； （2） 调洪计算求过程和水库水位过程; （3） 绘制与
过程线，求出q m ,Z m 。

表2-5 水库()2
V q
q f t =+∆ 辅助曲线计算表
图2-7 水库(
)2
V q
q f t =
+∆ 辅助曲线
图2-8 半图解法水库设计洪水过程线于下泄流量过程线
图2-9 半图解法设计洪水水库水位过程线
图2-10 半图解法水库校核洪水过程线于下泄流量过程线
五、调洪计算成果表
结果分析：
（1）因列表试算法在最大值附近线性内插了几项，而半途解法要求时间间隔相等，考虑到线性插值可能引起更大的误差而没有插值，所以列表试算法相对更加精确了，其结果比半图解法的大也理所当然。

（2）原始数据的Z-V表格中，水位相差为5米，太大，线性插值得到的库容可靠性值得怀疑。

（3）设计洪水的最大下泄流量的相对误差为0.6%<1%，最高水位的相对误差
0.008%<<1%，校核洪水的最大下泄流量的相对误差为0.5%<1%，最高水
位的相对误差0.03%<<1%，所以，列表试算法和半图解法结果正确。