- 重力坝案例分析与实训
- 张馨玉 刘贵书主编
- 1097字
- 2021-10-25 20:53:03
【案例分析】调洪演算及泄水建筑物尺寸的确定
1.基本资料
(1)水位-库容曲线,如图0-1所示。
(2)实测洪水过程线,如图0-2所示。
(3)各类型洪峰值见表0-2。根据SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定,由基本资料中库容16亿m3可查出该枢纽工程等别属于Ⅰ等,主要水工建筑物级别为1级,由此查出其设计洪水重现期为1000年一遇,校核洪水重现期为5000年一遇,对应的频率分别为0.1%和0.02%。
2.限制条件
参加泄洪的不包括放空建筑物流量,最大的下泄流量不得大于安全泄量,设计和校核分别为2000m3/s和2500m3/s;坝前允许的最高水位不超过182.00m。
3.设计和校核洪水过程线的推求
查表0-2可知,设计洪水过程线取频率为 0.1%的洪水,对应洪峰 4750m3/s;校核洪水过程线取0.02%,对应洪峰5600m3/s。利用洪峰控制的同倍比放大法对典型洪水放大,得到设计和校核洪水过程线。
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_17_1.jpg?sign=1734426627-K0lOUMblNlji31gTFrmBKvQlz9KsnvtO-0-062af415319d95b503995ddc5b7c3da5)
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_17_2.jpg?sign=1734426627-ELVb0nM0OcansnMyUd7t4kJv3TWIliry-0-6b285d93b15a57f3fea4a238227d4eb9)
采用同倍比放大系数法可得设计洪水和校核洪水过程线的坐标值,见表1-6,从而画出图1-2。
表1-6 典型洪水、设计洪水与校核洪水过程线
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_17_3.jpg?sign=1734426627-cCBx58MTeQyQY9AuHyPvXEEIWAO3Muz4-0-370b976a625c7c8cd280515c7fbfe20e)
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_18_1.jpg?sign=1734426627-K5qHSNipccgMqqk00SgCr8iKmTKT10TV-0-5f071d37ed9b498d7a932d7b047580bf)
图1-2 典型洪水、设计洪水与校核洪水过程线图
4.演算方案拟订
(1)泄洪方式:采用表孔式泄洪。
(2)拟订演算方案(闸孔宽度和数量)。对一般软弱岩石常取q=30~50m3/(s·m),对地质条件好、下游尾水较深和采用消能效果好的消能工,可选取较大的单宽流量。根据本设计的情况,初步选定允许单宽流量[q]=75m3/s。
溢流前净宽:=33.33(m)。
堰上水深H0:根据堰流公式q=mε,推求75=0.48×
,则H0=10.76(m)。
堰顶高程:Z堰顶=Z限-H0=182-10.76=171.24(m)。
闸门高:h=Z正常-Z堰顶=178.2-171.24=6.96(m),取 7m。
根据以上基本尺寸现拟订两个方案:
方案一:b=7m,n=3,堰顶高程171.24m。
方案二:b=8m,n=3,堰顶高程171.24m。
5.计算工况
计算工况分为校核和设计两种。
6.调洪演算试算法过程
以方案一中校核工况为例,以5个小时为一计算时段,5h=18000s。起始库水位即起调水位为176m,当 t1=0 时,下泄流量q1可由式(1-4)得
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_18_5.jpg?sign=1734426627-lMkEiGuNUARJdpVFqRJhjpCBu71EBfWd-0-47de278afc6e1c1f943516bc83e1c69b)
由于起调是来水量等于泄水量,可设起调时刻的入库洪水流量为465m3/s,查图1-2可知对应的时刻为第1小时,故起调时刻为第1小时,第一个计算时间段为第1~5小时,q1=463.4m3/s,Q1=465m3/s,Q2=634m3/s,V1查图0-1水位库容曲线可得为122000万m3。对 q2、V2要试算。试算开始时,先假定Z2=176.01m,从图0-1查得相应的V2=122050万m3,q2=0.48×3×7××(176.01-171.24)3/2=464.9m3/s。于是q平=(q1+q2)/2=464.2m3/s,由式 (1-1)可求出ΔV=122.9万m3。因此,V′2=V1+ΔV=122122.9万m3,V′2与V2接近,可知假设正确。
调洪演算见表1-7。
表1-7 调洪演算表(3 孔7m,工况:设计)
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_19_2.jpg?sign=1734426627-KuKXuLoRKMz4i5SKc7yIkv0zNTgQ4i2E-0-68b45632ab7c82524ca7bee3120d93b5)
由表1-7可知最大下泄流量出现在85~90h之间,用内差法计算得最大下泄流量为1373.4m3/s<2000m3/s,满足安全下泄流量的要求,同时最高水位为Zmax=181.06m<182.00m,满足要求。
7.调洪演算结果及其分析
将上述结果整理为表1-8。
表1-8 调洪演算成果表
![](https://epubservercos.yuewen.com/5ED7CA/21277072708294006/epubprivate/OEBPS/Images/21890_20_1.jpg?sign=1734426627-j68qjxyX8tJmwIAFmkUZlFz3wNv9IDnQ-0-b998554a8aed77340409c33cb5ca67d1)
在考虑Zmax不超过坝前最高水位182.00m情况下,只有方案二能满足限制条件,选用该方案,即3个孔、每孔8m的方案。
同时可得出设计洪水位180.70m,校核洪水位181.67m;堰顶高程171.24m,闸孔宽度8m。