水利枢纽拱坝设计计算书.doc

某水利枢纽拱坝设计计算书
第一章 枢纽布置
1.1 调洪演算
1.1.1 基本资料的收集
1、根据蓝图上的典型洪水过程线，用同倍比放大法放大得出设计、校核洪水过程线。
同倍比放大法：以洪峰控制，其放大倍比为：

－以洪峰控制的放大系数
－设计、校核标准下的洪峰流量
－典型洪峰流量
水库的设计标准P＝1%，其洪峰流量为3785m3/s；校核标准P＝0.1%，其洪峰流量为5285m3/s。放大后的设计、校核洪峰过程线如表1-1。
设计放大系数：；校核放大系数：。
表1-1
天
0.7
1
2
3
3.5
4
5
6
7
8
典型洪峰流量（m3/s）
400
440
800
2200
2760
2480
1600
920
480
400
设计洪峰流量（m3/s）
549
603
1097
3017
3785
3401
2194
1262
658
549
校核洪峰流量（m3/s）
766
843
1532
4213
5285
4749
3064
1762
919
766

2、水库水位～容积曲线如蓝图所示。
3、上游的最高限制水位为87m。
4、下游最大允许下泄流量：正常情况下为3200m3/s；校核情况下为3500m3/s。
5、起调水位为正常蓄水位82m。
6、起调时刻为来流量等于正常水位闸门全开时的泄量。
1.1.2 孔口尺寸的拟定
方案一：
①单宽流量q=80 m2/s；
②溢流前沿长度为： 设计情况：3200/80=40m
校核情况：3500/80=42m
③孔口尺寸： 设计情况：中孔：孔宽6m，孔高7m，孔数3个；
深孔：孔宽6m，孔高7m，孔数3个。
校核情况：中孔：孔宽6m，孔高7m，孔数3个；
深孔：孔宽6m，孔高7m，孔数4个。
④孔口中心、底板高程：初拟底板高程时，中孔设在死水位(70m)以上，深孔设在泥沙淤积高程(60m)以上。
中孔：孔口中心高程：75m
底板高程：71.5m
深孔：孔口中心高程：64m
底板高程：60.5m
方案二：
①单宽流量q=70 m2/s；
②溢流前沿长度为： 设计情况：3200/70=45.7m
校核情况：3500/70=50m
③孔口尺寸： 设计情况：中孔：孔宽6m，孔高7m，孔数4个；
深孔：孔宽6m，孔高7m，孔数3个。
校核情况：中孔：孔宽6m，孔高7m，孔数5个；
深孔：孔宽6m，孔高7m，孔数3个。
④孔口中心、底板高程：中孔：孔口中心高程：76m
底板高程：72.5m

深孔：孔口中心高程：66m
底板高程：62.5m
1.1.3 调洪演算
方案一：
1、下泄流量计算：
中孔和深孔均为孔口出流，其下泄流量公式：

－流量系数。根据实验测定。对于薄壁小孔口自由出流＝0.61~0.62。此处取0.62；
－孔口面积；
－工作水头。
2、根据拟定的孔口尺寸和基本资料，绘制下泄流量与水库水位关系曲线。并且绘制、两条双辅助线法必须的辅助线。校核情况如表1-2，图1-1；设计情况如表1-3，图1-2所示。
3、利用双辅助线图列表进行调洪演算，求解设计（校核）洪水位，检验是否超过上游淹没限制；求解最大的下泄流量是否符合下游防洪要求。校核情况如表1-6；设计情况如表1-7。
4、方案一满足工程要求。绘制下泄流量与时间关系曲线，查得校核最大下泄流量为3406.45m3/s,设计最大下泄流量为2645.75 m3/s；绘制水库水位与时间关系曲线，查得设计洪水位为84.65m,校核洪水位为86.96m。校核情况如图1-5，设计情况如图1-6所示。
方案二：
步骤同上。其下泄流量流量与双辅助线计算表及双辅助线图，校核情况如表1-4，图1-3；设计情况如表1-5，图1-4。调洪演算校核情况如表1-8；设计情况如表1-9。从下泄流量与时间关系曲线，查得校核最大下泄流量为3481.61m3/s,设计最大下泄流量为2734.36 m3/s；水库水位与时间关系曲线，查得设计洪水位为84.39m,校核洪水位为86.87m。校核情况如图1-7，设计情况如图1-8所示。

水位Z(m)
中孔Ho(m)
μ
中孔A
中孔下泄流量q(m3/s)
底孔Ho(m)
底孔A
底孔q(m3/s)
总下泄流量q(m3/s)
q/2
V(m3)
v/△t
v/△t-q/2
v/△t+q/2
82
7
0.62
126
915.038
18
168
1956.434
2871.47
1435.74
530000000
36805.556
35369.819
38241.292
83
8
0.62
126
978.217
19
168
2010.045
2988.26
1494.13
570000000
39583.333
38089.202
41077.464
84
9
0.62
126
1037.556
20
168
2062.263
3099.82
1549.91
620000000
43055.556
41505.646
44605.465
85
10
0.62
126
1093.680
21
168
2113.191
3206.87
1603.44
665000000
46180.556
44577.120
47783.991
86
11
0.62
126
1147.061
22
168
2162.919
3309.98
1654.99
710000000
49305.556
47650.565
50960.546
87
12
0.62
126
1198.066
23
168
2211.530
3409.60
1704.80
760000000
52777.778
51072.979
54482.576
表1-2
表1-3
水位Z(m)
中孔Ho(m)
μ
中孔A
中孔下泄流量q(m2/s)
底孔Ho(m)
底孔A
底孔q(m3/s)
总下泄流量q(m3/s)
q/2
V(m3)
v/△t
v/△t-q/2
v/△t+q/2
82
7
0.62
126
915.038
18
126
1467.326
2382.36
1191.18
530000000
36805.556
35614.374
37996.738
83
8
0.62
126
978.217
19
126
1507.534
2485.75
1242.88
570000000
39583.333
38340.458
40826.209
84
9
0.62
126
1037.556
20
126
1546.697
2584.25
1292.13
620000000
43055.556
41763.429
44347.682
85
10
0.62
126
1093.680
21
126
1584.893
2678.57
1339.29
665000000
46180.556
44841.269
47519.842
86
11
0.62
126
1147.061
22
126
1622.190
2769.25
1384.63
710000000
49305.556
47920.930
50690.181
87
12
0.62
126
1198.066
23
126
1658.648
2856.71
1428.36
760000000
52777.778
51349.421
54206.135

表1-4
水位Z(m)
中孔Ho(m)
m
中孔A
中孔下泄流量q(m3/s)
底孔Ho(m)
底孔A
底孔q(m3/s)
总下泄流量q(m3/s)
q/2
V(m3)
v/△t
v/△t-q/2
v/△t+q/2
82
6
0.62
210
1411.935
16
126
1383.408
2795.34
1397.67
530000000
36805.556
35407.884
38203.227
83
7
0.62
210
1525.064
17
126
1425.984
2951.05
1475.52
570000000
39583.333
38107.809
41058.857
84
8
0.62
210
1630.362
18
126
1467.326
3097.69
1548.84
620000000
43055.556
41506.712
44604.399
85
9
0.62
210
1729.260
19
126
1507.534
3236.79
1618.40
665000000
46180.556
44562.159
47798.952
86
10
0.62
210
1822.800
20
126
1546.697
3369.50
1684.75
710000000
49305.556
47620.807
50990.304
87
11
0.62
210
1911.769
21
126
1584.893
3496.66
1748.33
760000000
52777.778
51029.447
54526.109
表1-5
水位Z(m)
中孔Ho(m)
m
中孔A
中孔下泄流量q(m2/s)
底孔Ho(m)
底孔A
底孔q(m3/s)
总下泄流量q(m3/s)
q/2
V(m3)
v/△t
v/△t-q/2
v/△t+q/2
82
5
0.62
168
1031.131
16
126
1383.408
2414.54
1207.27
530000000
36805.556
35598.286
38012.825
83
6
0.62
168
1129.548
17
126
1425.984
2555.53
1277.77
570000000
39583.333
38305.567
40861.099
84
7
0.62
168
1220.051
18
126
1467.326
2687.38
1343.69
620000000
43055.556
41711.867
44399.244
85
8
0.62
168
1304.290
19
126
1507.534
2811.82
1405.91
665000000
46180.556
44774.644
47586.467
86
9
0.62
168
1383.408
20
126
1546.697
2930.11
1465.05
710000000
49305.556
47840.503
50770.608
87
10
0.62
168
1458.240
21
126
1584.893
3043.13
1521.57
760000000
52777.778
51256.211
54299.344

图1-1校核双辅助线计算图（方案1）

图1-2设计双辅助线计算图（方案1）

图1-3校核双辅助线计算图（方案2）

图1-5设计双辅助线计算图（方案2）

表1-6
时间t
入库流量(m3/s)
平均流量(m3/s)
水位z1
V1/△t-q1/2
V2/△t+q2/2
下泄流量(m3/s)
水位z2
65
2871.473

82
35369.82

82.13
69
3557.679
3214.58
82.13
35697.58
38584.40
2886.81
82.52
73
4316.859
3937.27
82.52
36702.37
39634.85
2932.45
83.07
77
4923.952
4620.41
83.07
38326.01
41322.78
2996.78
83.66
81
5228.522
5076.24
83.66
40339.56
43402.25
3062.68
84.3
85
5279.557
5254.04
84.3
42461.68
45593.60
3131.95
84.95
89
5161.749
5220.65
84.95
44478.95
47682.33
3203.38
85.56
93
4958.804
5060.28
85.56
46273.69
49539.23
3265.53
86.04
97
4713.234
4836.02
86.04
47795.26
51109.71
3314.45
86.41
101
4448.928
4581.08
86.41
49025.13
52376.34
3351.21
86.68
105
4169.176
4309.05
86.68
49956.18
53334.18
3378.00
86.86
109
3877.106
4023.14
86.86
50583.53
53979.32
3395.79
86.95
113
3581.38
3729.24
86.95
50907.83
54312.77
3404.94
86.96
117
3294.808
3438.09
86.96
50940.07
54345.92
3405.85
86.89
121
3028.065
3161.44
86.89
50702.37
54101.51
3399.14
86.76
125
2783.166
2905.62
86.76
50222.42
53607.99
3385.57
86.56
129
2554.804
2668.99
86.56
49525.72
52891.41
3365.69
0

表1-7
时间t
入库流量(m3/s)
平均流量(m3/s)
水位z1
V1/△t-q1/2
V2/△t+q2/2
下泄流量(m3/s)
水位z2
67
2382.364

82.00
35614.37

82.09
71
2857.770
2620.07
82.09
35842.62
38234.44
2391.80
82.35
75
3316.410
3087.09
82.35
36510.62
38929.71
2419.05
82.73
79
3638.910
3477.66
82.73
37530.22
39988.28
2458.04
83.12
83
3777.110
3708.01
83.12
38739.94
41238.23
2498.29
83.48
87
3754.120
3765.62
83.48
39971.44
42505.56
2534.12
83.81
91
3633.370
3693.75
83.81
41099.68
43665.19
2565.50
84.09
95
3463.290
3548.33
84.09
42055.30
44648.01
2592.71
84.32
99
3272.840
3368.07
84.32
42808.18
45423.37
2615.21
84.5
103
3073.350
3173.10
84.50
43349.44
45981.28
2631.86
84.61
107
2866.920
2970.14
84.61
43677.52
46319.58
2642.09
84.65
111
2657.770
2762.35
84.65
43794.15
46439.87
2645.74
84.62
115
2452.120
2554.95
84.62
43706.14
46349.10
2642.98
84.53
119
2256.270
2354.20
84.53
43426.12
46060.34
2634.24
84.38
123
2074.020
2165.15
84.38
42971.11
45591.27
2620.19
0

表1-8
时间t
入库流量(m3/s)
平均流量(m3/s)
水位z1
V1/△t-q1/2
v2/△t+q2/2
下泄流量(m3/s)
水位z2
64
2795.34

82
35407.88

82.17
68
3459.361
3127.35
82.17
35720.17
38535.23
2815.04
82.5
72
4219.618
3839.49
82.5
36685.41
39559.66
2874.18
83.05
76
4861.528
4540.57
83.05
38267.27
41225.98
2958.73
83.64
80
5204.604
5033.07
83.64
40255.12
43300.34
3045.32
84.27
84
5284.764
5244.68
84.27
42364.24
45499.80
3135.37
84.93
88
5183.288
5234.03
84.93
44370.21
47598.27
3227.92
85.53
92
4988.552
5085.92
85.53
46149.57
49456.13
3308.02
86.01
96
4746.746
4867.65
86.01
47646.62
51017.22
3370.53
86.37
100
4484.482
4615.61
86.37
48840.14
52262.23
3416.81
86.63
104
4206.682
4345.58
86.63
49725.14
53185.72
3449.78
86.8
108
3915.864
4061.27
86.8
50300.72
53786.41
3470.87
86.87
112
3619.927
3767.90
86.87
50571.11
54068.62
3480.72
86.86
116
3331.429
3475.68
86.86
50550.20
54046.79
3479.96
86.78
120
3061.71
3196.57
86.78
50262.74
53746.77
3469.48
86.63
124
2814.243
2937.98
86.63
49739.52
53200.72
3450.31
0

表1-9
时间t
入库流量(m3/s)
平均流量(m3/s)
水位z1
V1/△t-q1/2
v2/△t+q2/2
下泄流量(m3/s)
水位z2
67
2414.54

82.00
35598.29

82.09
71
2891.319
2652.93
82.09
35823.80
38251.22
2427.41
82.34
75
3344.634
3117.98
82.34
36477.57
38941.78
2464.19
82.71
79
3654.502
3499.57
82.71
37461.13
39977.14
2515.99
83.09
83
3780.251
3717.38
83.09
38609.92
41178.51
2568.59
83.49
87
3748.097
3764.17
83.49
39759.86
42374.09
2614.22
83.73
91
3622.702
3685.40
83.73
40792.40
43445.26
2652.84
83.98
95
3450.363
3536.53
83.98
41644.14
44328.93
2684.79
84.18
99
3259.176
3354.77
84.18
42289.06
44998.91
2709.87
84.31
103
3059.118
3159.15
84.31
42721.09
45448.21
2727.16
84.39
107
2852.33
2955.72
84.39
42940.78
45676.81
2736.07
84.39
111
2643.205
2747.77
84.39
42952.06
45688.55
2736.53
84.33
115
2438.056
2540.63
84.33
42763.84
45492.69
2728.89
84.21
119
2243.077
2340.57
84.21
42390.54
45104.41
2713.90
84.04
123
2061.786
2152.43
84.04
41850.27
44542.97
2692.70

图1-5 校核下泄流量～时间关系曲线
水库水位～时间关系曲线(方案一)

图1-6 设计下泄流量～时间关系曲线
水库水位～时间关系曲线(方案一)

图1-7 校核下泄流量～时间关系曲线
水库水位～时间关系曲线(方案二)

图1-8 设计下泄流量～时间关系曲线
水库水位～时间关系曲线(方案二)