1.3. 水库调洪计算
1.3.1. 调洪演算基本原理
水库调洪计算采用水量平衡方程式,即:
Q?q?V?V?V11(Q1?Q2)?(q1?q2)?21? 22?t?t(1.42)
式中,Q1、Q2分别为计算时段初、末的入库流量(m3/s);Q为计算时段中的平均入库流量(m3/s),等于(Q1+Q2)/2;q1、q2分别为计算时段初、末的下泄流量(m3/s);
q为计算时段的平均下泄流量(m3/s),等于(q1+q2)/2;V1、V2分别为计算时段初、末
t为计算时段(s)。 V为V1和V2之差(m3);?水库的蓄水量(m3/s);?
1.3.2. 水库水位~库容关系曲线
由已知条件可得:
表1.9 水库水位~库容关系曲线成果
项目 水位 面积 库容 项目 水位 面积 库容 单位 M 万m 万m 单位 M 万m 万m 3232成果 334 2.33 7.77 335 2.68 10.28 336 3.06 13.15 成果 340 4.51 28.40 341 5.13 33.22 342 5.66 38.62 343 6.24 44.57 344 6.75 51.06 345 7.33 58.10 337 3.49 16.42 338 3.84 20.09 339 4.14 24.08 图1.2 水库水位~库容关系曲线
1.3.3. 水库水位~下泄流量关系曲线
由已知条件可知,溢洪道堰型为:为正堰开敞式溢流,堰顶厚1.7m,泄流宽度6.0m,堰高1.10m。流量系数m按照《水力计算手册》第二版中实用堰流量取值,m=0.38。
泄流量按堰式流公计算:
Q??cmb2gH032
式中:b——泄流宽度,m; H0——堰上水头,m; ?c——淹没系数,自由出流取1 由以上公式计算出泄流曲线见表1.10。
表1.10 泄流曲线表
水位(m) 338.71 338.91 339.11 339.31 339.51 339.71 339.91 340.11 340.31 340.51 340.71 堰上水头(m) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 下泄流量(m/s) 0.000 0.903 2.555 4.694 7.226 10.099 13.276 16.729 20.439 24.389 28.565 3340.91 340.11 2.2 2.4 32.955 37.549 340.31 2.6
图1.3 水库水位~下泄流量关系曲线
42.339
1.3.4. 调洪计算成果
由“表1-5”可得设计与校核各时段洪水流量与时间的对应关系,填入“表1-9”中第(1)、(2)栏中;平均入库流量等于两相邻时间段入库总流量的一半,填入第(3)栏中;第(4)栏中的水位为试算水位,自己假设可得;堰上水头等于试算水位与堰顶高程之差,填入第(5)栏中,由已知条件可得,流量系数m=0.38;下泄流量由3Q??cmb2gH02计算可得,结果分别填入第(6)、(7)栏中;时段平均下泄流量等于相邻两时段下泄流量与坝顶泄流三者总和的一半,填入第(8)栏中;时段内库水量变化等于入库流量与时段平均下泄流量之差乘以该时间段,填入第(9)栏中;水库存水量等于前一时段水库水量与库水量变化之和,填入第(10)栏中;对应的水库水位可由该时段水库的库容查水库水位~库容关系曲线内插得,填入第(11)中;将计算所得的水库水位与假设的试算水库水位相比较,二者之差填入第(12)栏中;当二者相差较小时,试算结束,否则便一直重复上述试算过程,直到二者相差较小时为止。取其中最大的水库水位,即为所求的设计或校核洪水位。最大洪水位对应的下泄流量(薄壁堰泄流和坝顶泄流之后)即为所求的设计或校核洪水下泄流量。调洪演算计算数据如下表(P=5%):
表1.11 调洪演算计算数据(P=5%)
(1)时间 (2)入库洪水流(3)时段平均入t(h) 0.00 0.28 0.39 0.52 0.63 0.81 1.03 1.28 1.55 1.81 2.10 2.54 3.19 4.23 5.42 6.66 9.93 量(m/s) 0.048 1.255 2.462 4.876 9.704 14.532 19.36 22.981 24.188 22.981 19.36 14.532 9.704 4.876 2.462 1.255 0.048 3(4)水位 (m) 338.71 338.81 338.91 339.16 339.36 339.56 339.76 339.96 340.06 340.16 340.17 339.89 339.76 339.52 339.33 339.12 338.91 (5)堰上水头(m) 0 0.1 0.2 0.45 0.65 0.85 1.05 1.25 1.35 1.45 1.46 1.18 1.05 0.81 0.62 0.41 0.2 库流量(m/s) 1.859 3.669 7.290 12.118 16.946 21.171 23.585 23.585 21.171 16.946 12.118 7.290 3.669 1.859 0.652 0.024 3(6)流量系数 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 (7)下泄流量 (m/s) 0.000 0.319 0.903 3.049 5.292 7.914 10.866 14.114 15.841 3(8)时段平均 下泄流量Q(m/s) 0.160 0.611 1.976 4.171 6.603 9.390 12.490 14.978 3(9)时段内库 水量变化(m) 1737 1134 2468 3319 6739 9288 9785 8397 3(10)水库存水(11)水库库量 3(m) 水位 (m) 338.71 338.82 338.91 339.16 339.35 339.56 339.75 339.95 339.05 (12)差值 229229 230966 232100 234568 237886 244626 253913 263699 272096 0 0.01 0 0 -0.01 0 -0.01 0.01 -0.01 17.633 17.816 12.945 10.866 7.362 4.930 2.651 16.737 17.725 15.381 11.906 9.114 6.146 3.791 4118 -833 -5145 -10717 -20484 -18322 -13991 291689 290856 285712 274995 254510 236188 222196 340.16 340.18 339.88 339.77 339.51 339.34 339.12 0 0.01 -0.01 0.01 -0.01 0.01 0 0.903 1.777 -20684 201512 338.91 0
图1.4 流量~时间关系曲线(P=5%) 图1.5 水位~时间关系曲线