洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序.docx

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1、用试算C语言程序洪水调节课程设计任务书一、设计目的1 .洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2 .掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特占八，3 .了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决问题的能力。二、设计基本资料1 .某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW,年发电量1372X1（）4kwh,水库库容亿m二挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高。溢洪道堰顶高程，采用2孔8mX6m（宽X高

2、）的弧形门控制。水库正常蓄水位。电站发电引用流量为10m3so2 .本工程采用2孔溢洪道泄洪。在洪水期间洪水来临时，先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；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位Z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。3 .上游防洪限制水位（注：X=+学号最后1位/10,即），下游无防汛要求。三、设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化

3、过程。具体步骤：1 .根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2 .用列表试算法进行调洪演算：根据已知水库水位容积关系曲线VZ和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线qZ,并将VZ,qZ绘制在图上；决定开始计算时刻和此时的、V1,然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进行试算；将计算结果绘成曲线：Qt、qt在一张图上，Zt曲线绘制在下方。3 .用半图解法进行调洪计算： 绘制三条曲线：X(Z)=上-2，力(Z)=上+幺，At22-J2q=/(N); 进行图解计算，将结果列成表格。4 .比较分析试算法和半图解法调洪计算的成果。四、时间安排和要求1 .设计时间为1周

4、；2 .成果要求： 设计说明书编写要求条理清楚、附图绘制标准； 列表试算法要求采用手工计算，熟悉过程后可编程计算，如采用编程计算需提供程序清单及相应说明； 设计成果请独立完成，如有雷同则二者皆取消成绩，另提交成果时抽查质询。五、参考书3 .水利水电工程等级划分及洪水标准(S1252-2000)4 .水利水能规划附录:一、堰顶溢流公式q=nbm2gH/2式中：q通过溢流孔口的下泄流量，m3s;n溢流孔孔口数；b溢流孔单孔净宽，m；g重力加速度，s2;闸墩侧收缩系数，与墩头形式有关，初步计算可假设为;m流量系数，与堰顶形式有关，可查表，本工程取；Ho堰顶水头，io二、设计洪水过程时刻(h)Q实测(

5、m3s)各频率Q(m3s)%1%2%5%0503529201136296196162121231268052443235733491300727602524496020001220104073951670230013901130806612902100129010907757919175011106990108854311808570543619402895645038757103248174840323071129470943362772012264606393224863132345493428218961420447729251941515191440282317306161774142

6、6211639217164385242015541181503512218134791913732020171240520123286181511库容表高程(m)450460470480490500505耳辰211水利水E程分;等指标IDtaIzIEerMcI-rI4Uj1表3.21山区、丘陵区水利水电工程永久性水H一建筑物洪水标准重现期(年项目水上磔筑物级别12345设计IO(X)*-O1XJ500100100-5050303020住核土石坝可能最大洪水(PNIF)或IOOOO-5OOC150OO200。200010001000300300200混疑土坝、浆砌石坝5(WU2UUf)2。10。

7、工。(X)5UU50020020010。水库最高水位(m)半图解法最大泄量(m3s)SS水库最高水位(m)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X。若仅由装机容量500OkW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X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

8、水工建筑物洪水标准”，可查得，该工程设计洪水标准为10050年，校核标准为IOO(T500年，不妨取设计标准为100年，校核洪水标准为IOOO年。二、试算法洪水调节计算1.计算并绘制水库的Ff(V)关系曲线：应用式q=泌/心H根据不同水库水位计算H与q,再由HV关系曲线查得V,并计算于下表，绘制Ff(V)关系曲线图如下。10324817483400327112947094373622701226460639832624313234549348289216142044772942511951519144028323017616177414263219162171G424F24IfSI某水利枢纽水

9、位与库容曲线图(VZ)3.某水利枢纽水位与库容曲线图200040006000800010000库容V(万立方米)4.水库q=f(V)关系曲线计算表水位/m堰顶水头/mq溢(m3/s)q电(m3/s)总泄流量q库容V104m3519001010520110521210522310523410524510525610526710527810528910529101053011105311210131153213105331410下泄流量与水位关系曲线(qZ)下泄流量与库容关系曲线35003000.J水库水位容量关系曲线)0I1I水库水位容量关系I(Sgb螂色延Ooooooo Ooooooo 5 0

10、 5 0 5 0 5 3 3 2 2 1 1水库q=f(V)关系曲线水库q=f(V)关系曲线Oo5345005500650075008500库容V（万m3）5.确定调洪的起始条件：起调水位也是防洪限制水位，Z=o相应库容X1013.在洪水期间洪水来临时，先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；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位Z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。由公式：3q=Q=nbemTH0i+10=29.81(6.2)15m3s得调洪开始时的下泄流量为m3so所以在第一时

11、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。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)o联立水量平衡方程匕=匕+日(。2+Q1-42一%)iq=f(V)可得q=f(V)=g(q),MPq=g(q)。编程公式的主要过程a)已知的电站发电引用流量为IOm/S,结合堰顶溢流公式，得出下泄流q=nbfmT2gH01+10o。OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO(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

12、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525m535m之间，又由于水库容积曲线在水位高程属525m535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。由水位一库容表V=f(Z)及上式H=Z-519m,可得V=f(H),易算出H=g(V)=(v3591.68V4683.8,5593.9J182.02)V3226.48215.22V5593.9,6670.ooooooo(2)联立(1)、(2)式得3q-nb2gg?(Z)+10。ooo。OOOOOOOOOOOOOOOOOOO(3)d)将(3)式与水量平衡方程联立。得匕=K+占(。2+Q1-91)J23q=nbmA/2gg(V)+10o。OOOOOOOOOOOOOOO(4)e)C语言程序源代码如下：ttinc1udettinc1udevoidmain()(f1o