【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。

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。

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

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。

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。

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。