洪水调节设计试算法和半图解法模板带试算C语言程序Word文件下载.docx
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83
三、水位-库容曲线和库容表
库容表
高程(m)
450
460
470
480
490
500
库容(104m3)
113.5
359.3
837.2
1573.6
2043.2
510
515
520
525
530
535
540
2583.3
3201.3
3895.7
4683.8
5593.9
6670
7842.6
四、工程分等分级规范和洪水标准
五、调洪计算成果表
频率
项目
设计洪水
校核洪水
列表试算法
最大泄量(m3/s)
1003.35m3/s
1550.73m3/s
水库最高水位(m)
529.03m
532.44m
半图解法
1004.54m3/s
1558.92m3/s
528.92m
532.36m
洪水调节演算过程
一、洪水标准的确定
1.工程等别的确定:
由设计对象的基本资料可知,该水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等其他综合效益,电站装机为5000kW,水库库容0.55
108m3。
若仅由装机容量5000kW为指标,根据“水利水电工程分等指标”,可将工程等别定为Ⅴ;
若仅以水库总库容0.55
108m3为指标,则可将工程等别定为Ⅲ。
综合两种指标,取等级最高的Ⅲ等为工程最终等别。
2.洪水标准的确定:
该水利工程的挡水建筑物为混凝土面板坝,由已确定的为Ⅲ等的工程等别,根据“山区,丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准”,可查得,该工程设计洪水标准为100~50年,校核标准为1000~500年,不妨取设计标准为100年,校核洪水标准为1000年。
二、试算法洪水调节计算
1.计算并绘制水库的q=f(V)关系曲线:
应用式
,根据不同水库水位计算H与q,再由H~V关系曲线查得V,并计算于下表,绘制q=f(V)关系曲线图如下。
2.
3.
4.
水库q=f(V)关系曲线计算表
水位/m
堰顶水头/m
q溢(m³
/s)
q电(m³
总泄流量q
库容V/10^4m³
519
3756.82
31.2967
41.297
521
88.52044
98.52
4053.32
522
162.6224
172.62
4210.94
523
250.3736
260.37
4368.56
349.9077
359.91
4526.18
459.9657
469.97
526
579.623
589.62
4865.82
527
708.1635
718.16
5047.84
528
845.0109
855.01
5229.86
529
989.6886
999.69
5411.88
1141.794
1151.8
531
1300.979
1311
5809.12
532
1466.944
1476.9
6024.34
533
1639.421
1649.4
6239.56
534
1818.174
1828.2
6454.78
2002.989
2013
536
2193.673
2203.7
6904.52
537
2390.052
2400.1
7139.04
538
2591.964
2602
7373.56
539
2799.262
2809.3
7608.08
3011.809
3021.8
5.确定调洪的起始条件:
起调水位也是防洪限制水位,Z=525.2m。
相应库容4720.20×
104m3。
由公式:
=2
0.92
0.48
+10=483.2m3/s得调洪开始时的下泄流量为483.2m3/s。
所以在第一时段,以闸门控制入库流量等于下泄流量;
以后时段闸门全开不再控制,下泄流量由试算计算。
6.列表试算泄流量q,本过程采用C语言编程试算。
1基本原理:
根据水库容积曲线V=f(Z)和堰顶溢流公式q=f(H),得出蓄泄方程q=f(V)。
联立水量平衡方程
可得q=f(V)=g(q),即q=g(q)。
3编程公式的主要过程
a)已知的电站发电引用流量为10m3/s,结合堰顶溢流公式,得出下泄流q=nb
m
+10。
。
(1)
b)水位高程Z与堰顶水头H的关系。
基本材料可知溢洪道堰顶高程为519m则H=Z-519m;
c)水库容积曲线V=f(Z)的近似化。
根据该设计的蓄泄情况,水位高程的变化范围在525m~535m之间,又由于水库容积曲线在水位高程属525m~535m之间的变化率较小,为方便计算,故可将其分段直线化以简化、近似计算。
由水位—库容表V=f(Z)及上式H=Z
519m,可得V=f(H),易算出H=g(V)
=
(2)
联立
(1)、
(2)式得
(3)
d)将(3)式与水量平衡方程联立。
得
(4)
e)C语言程序源代码如下:
#include<
stdio.h>
math.h>
voidmain()
{
floatV1,V2,Q1,Q2,q1,q2,q3,t=0.36;
printf("
V1="
);
scanf("
%f"
&
V1);
Q1="
Q1);
Q2="
Q2);
q1="
q1);
q2="
q2);
\n\n"
loop:
{
V2=V1+(Q1+Q2-q2-q1)*t/2;
if(V2>
=4683.8&
&
V2<
=5593.9)q3=(pow((V2-3591.68)/182.02,1.5))*31.281+10;
elseif(V2>
=5593.9&
=6670.0)q3=(pow((V2-3226.48)/215.22,1.5))*31.281+10;
}
if(fabs(q3-q2)>
0.01)
{
q2=q3;
gotoloop;
}
q2=%f\n"
q3);
V2=%f\n\n\n"
V2);
}
7.对设计洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量。
1将洪水过程表中P=1%的洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录的入库洪水流量,计算的时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏。
泄流量的计算见第五,六,七栏。
从表中第一,五栏可绘制下泄流量过程线。
第一,十栏可绘制水位过程线;
2为了枯水期能保证兴利部门的用水需求,当水位再次下降到调洪水位时,又需要用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q,使水库水位保持在防洪限制水位不变。
见第15时段q=f(V)的程序计算截图;
3绘制Q~t与q~t曲线,如图所示。
最大下泄流量
=996.78m3/s发生在t=8h时,正好是q~t曲线与Q~t曲线的交点,即为所求的最大下泄流量;
4推求设计调洪库容
和设计洪水位
=996.78对应的库容和水位分别为5408.93万m3和528.98m,减去堰顶以下的库容3756.82万m3即可得
=1652.11万m3,
=528.98m。
第2时段试算法程序计算截图
第7.4375时段试算法的程序计算截图
设计洪水调节计算表
时间t(h)
入库洪水流量Q(m3/s)
时段平均入库流量Q(平均)(m3/s)
时段入库水量Q(平均)△t(万m3)
下泄流量q(m3/s)
时段平均下泄流量(m3/s)
时段下泄水量q(平均)△t(万m3)
时段内水库存水量变化△V(万m3)
水库存水量V(万m3)
水库水位Z(m)
115.5
41.58
4652.276
524.8
360
129.6
455.77
325.89
117.3186
12.2814
4664.56
524.88
625.5
225.18
492.21
473.99
170.6364
54.5436
4719.1
525.19
973.5
350.46
594.85
543.53
195.6708
154.7892
4873.89
526.04
1305
469.8
756.51
675.68
243.2448
226.5552
5100.45
527.29
1340
482.4
897.66
827.09
297.7506
184.6494
5285.1
528.3
1240
446.4
983.72
940.69
338.6484
107.7516
5392.85
528.9
7.5
1021.5
1105.75
398.07
996.53
990.13
356.445
41.625
5408.6
528.98
7.5875
1000.438
1010.9688
363.9488
996.78
996.66
358.7958
5.15295
5408.93
7.675
979.375
989.90625
356.3663
996.72
358.8192
-2.45295
5408.77
7.75
937.25
958.3125
344.9925
995.3
995.98
358.5528
-13.5603
5407.11
528.97
337.41
971.39
977.56
351.9198
-14.5098
5377.61
528.81
750
915.68
943.54
339.6726
-69.6726
5307.94
528.43
565
203.4
841.17
878.43
316.233
-112.833
5212.47
527.91
165.6
795.59
286.4106
-120.811
5091.66
527.24
417.5
150.3
673.07
711.54
256.1526
-105.853
4985.81
526.66
373
134.28
605.83
639.45
230.202
-95.922
4889.89
526.13
321
115.56
544.34
575.09
207.0306
-91.4706
4798.96
525.63
288.5
103.86
485.39
514.87
185.3514
-81.4914
4708.46
525.14
273
98.28
410.07
447.73
161.1828
-62.9028
254
91.44
327.54
117.9126
-26.4726
234.5
84.42
214
77.04
193.5
69.66
63.72
162.5
58.5
149
53.64
139.5
50.22
8.对校核洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量。
1将洪水过程表中P=0.1%的洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录的入库洪水流量,计算的时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏。
第一,十栏可绘制水位过程线。
见第20时段q=f(V)的程序计算截图。
=1548.52m3/s发生在t=8h时,正好是q~t曲线与Q~t曲线的交点,即为所求的最大下泄流量。
4推求校核调洪库容
=1548.52对应的库容和水位分别为6115.59万m3和532.42m,减去堰顶以下的库容3756.82万m3即可得
=2358.77万m3,
=532.42m。
第7.34375时段试算法程序计算截图
校核洪水调节计算表
173
62.28
488
175.68
473.32
384.66
138.4776
37.2024
4689.48
525.03
990
356.4
582.53
527.93
190.053
166.347
4855.83
525.95
1650
594
828.43
705.48
253.9728
340.0272
5195.88
527.81
2150
774
1163.81
996.12
358.6032
415.3968
5611.28
2200
792
1410.36
1287.1
463.3506
328.6494
5939.93
531.61
1925
693
1537.87
1474.1
530.6814
162.3186
6102.25
532.36
7.25
1607.5
1678.75
604.35
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