发布时间 : 星期日 文章面板堆石坝毕业设计说明书更新完毕开始阅读
四川大学本科毕业设计 顺场滩面板堆石坝设计
3.3 水利计算
3.3.1泄洪方式的选择
泄水建筑物是水利水电枢纽工程中的重要组成部分，其型式的选择与具体布置，需结合具体的水文、地形、地质、施工等条件及运用要求，通过技术经济论证，从各种可行方案中，本着既安全又经济的原则选定。
常见的泄洪建筑物有表面式溢洪道和深水式泄水洞。表面式溢洪道分为有闸溢洪道和无闸溢洪道。后者当库水为超过溢洪道的堰顶高程时，即自行泄流。因此水库只能延滞和调节洪水而不能控制洪水与兴利库容结合。对于有闸溢洪道，尽管增加了泄洪设施的投资和操作管理工作，但能够比较灵活地按需求控制流量和泄水时间，对大中型水库的防洪效果和枢纽的综合利用有较大的好处。对于本工程，从坝区地形图可知，右岸坝肩高程约为460~470m之间有一宽约为70m的平缓地段，河流在坝轴线下游约为300m处向右岸拐弯，此处河道几乎与坝轴线平行。因此拟在高程约为460~470m之间的平缓地段布置河岸开敞式正槽溢洪道。
3.3.2泄洪建筑物的孔口尺寸
在确定泄洪建筑物孔口尺寸的时候，需要考虑以下几方面因素：
（1）泄洪要求：为了维持一定的库水位,在汛期泄洪建筑物要有一定的泄洪能力； （2）闸门和启闭机：启闭力越大，工作桥的跨度相应地也就越大；
（3）枢纽布置：孔口高度越大，单宽流量就越大，溢流堰宽度也就越小；孔口宽度越小，孔数就越多，闸敦数也越多，溢流堰总长度也就相应增大。
（4）下游的水流条件：单宽流量越大，下游的消能问题就越突出，为了对称均衡地开启闸门，以控制下游河床的水流流态，孔口数目最好采用奇数。
本设计参考国内外已建工程，初步拟定溢流堰净宽为40m，单宽为8m。 3.3.3调洪演算
（1）调洪演算基本原理：水库调洪是在水量平衡方程和动力平衡（圣维南方程组的连续方程和运动方程）的支配下进行的。水量平衡用水库水量平衡方程表示，动力平衡可由水库蓄泄方程（或蓄泄曲线）来表示。调洪计算就是从起调开始，逐时段连续求解这两个方程。
①水库水量平衡方程：
Q1?Q2q?q2?t?1?t?V2?V122
②水库蓄泄方程或水库蓄泄曲线：
q?f(V)
第 11 页
四川大学本科毕业设计 顺场滩面板堆石坝设计
式中：Q1、Q2—时段△t始、末的入库流量，m3/s；
q1、q2—时段△t始、末的出库流量，m3/s； V1、V2—时段△t始、末的水库蓄水量，m3/s；
△t—计算时段，s。
其中，△t应以能较准确地反映洪水过程线的形状为原则。陡涨陡落的，△t取短些。反之，取长些。
（2）列表试算法
本设计考虑静库容进行调洪计算。用列表试算法来联立求解水量平衡方程和动力方程，以求得水库的下泄流量过程线，其计算步骤如下：
a.根据库区地形资料，绘制水库水位容积关系曲线Z~V,并根据既定的泄洪建筑物的型式和尺寸，由相应的水力学出流计算公式求得出库流量和库容的关系曲线q~V。
b.从第一时段开始调洪，由起调水位（即汛前水位）查Z~V及q~V关系曲线得到水量平衡方程中的V1和q1；由入库洪水过程线Q?t?查得Q1和Q2；然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算得相应的V2，由V2在q~V曲线上查得q2，若二者相等，q2即为所求，否则，应重设q2，重复上述计算过程，直到二者相等为止。
c.将上时段末的q2和V2作为下一时段的起始条件，重复上述试算过程，最后即可得到出库下泄流量过程线q?t?。
d.将入库洪水Q?t?和计算的q?t?两条曲线点绘在一张图上，若计算的最大下泄流量
qm正好是二线的交点，说明计算的qm是正确的。否则，计算的qm有误差，应改变时段?t重新进行试算，直至计算的qm正好是二线的交点为止。
e.由qm查q~V曲线，得到最高洪水位时的总库容Vm，从中减去堰顶以下的库容，得到调洪库容V调。由Vm查Z~V曲线，得最高洪水位Z洪。显然，当入库洪水为设计标准
V调、Z洪即为设计标准的最大泄洪量、的洪水时，求得的qm、设计防洪库容和设计洪水位。V调、Z洪即为校核标准的最大泄洪量、同理，当入库洪水为校核标准的洪水时，求得的qm、
设计防洪库容和设计洪水位。
以设计洪水情况为例，计算结果为：
溢洪道最大下泄流量qm=1986m3/s，相应总库容Vm=3631.3万m3； 堰顶高程以下的库容得V设=1381.3万m3； 由Z~V曲线查得Z设=469.4m。
求得设计洪水过程线及下泄流量过程曲线如图3-2所示。
第 12 页
四川大学本科毕业设计 顺场滩面板堆石坝设计
Q，q （m3/s1— 设计洪水过程线 2— 下泄流量过程线 t（h） 图3-2设计洪水过程线及下泄流量过程线
（3）计算机调洪
拟定两个方案，对设计洪水、校核洪水分别进行调洪演算。计算结果见表3.5。
表3.5 调洪演算结果 序 号 方案类型 （孔数×单宽） 设计工况 最大泄流qm （m3/s） 1 2 5×8m 5×10m 2038.62 2080.56 水位Zm （m） 469.75 468.67 校核工况 最大泄流qm （m3/s） 2807.98 2898.67 水位Zm （m） 471.71 471.06 已知堰顶高程为461.50m，正常蓄水位为469.50m，则闸门高度至少为8m。方案二的设计洪水位和校核洪水位均只稍高于方案一，但是闸孔净宽增加了10m，相应增宽了施工难度大的溢流坝面长度。通过比较分析，选择方案一，即闸孔数为5孔，单宽为8m，总净宽为40m。设计情况和校核情况的洪水过程线及下泄流量曲线见图3-3和图3-4.
第 13 页
四川大学本科毕业设计 顺场滩面板堆石坝设计
图3-3 设计洪水过程线及下泄流量过程线
图3-4 校核洪水过程线及下泄流量过程线
第 14 页