附件二 调洪计算说明书
1调洪演算
1.1基本资料：
1.1.1确定枢纽等别和建筑物级别
（1）根据中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252---2000）第2.1.1可知该枢纽工程的工程规模为大（2）型,工程等别为Ⅱ等.
（2）该枢纽工程为永久性建筑物. 根据中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252---2000）第2.1.2条可知该工程建筑物级别:
主要建筑物:2级
次要建筑物:3级
（3）该水利枢纽工程布置在山区, 根据中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252---2000）第3.2.1可知:
A.该主要建筑物的设计洪水标准为500~100年一遇,土坝和堆石坝校核洪水标准为5000---2000年一遇；混凝土坝和浆砌石坝为2000--1000年一遇.该建筑物为堆石坝,考虑确定工程规模和等别时偏小,所以设洪水标准选为200年一遇,校核洪水标准为2000年一遇.
B.围堰为临时性水工建筑物,其级别为4级. 根据中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252---2000）第3.5.1知洪水标准为20年一遇.
1.1.2径流
“A”河的发源地海拔不高，一般山峰在3500左右。冰川覆盖率不足5%，但其位于高纬度地区，气候寒冷；而且该地区降水主要集中在山区，冬季漫长，积雪深厚，雪线低，冬季降雪量及夏季消融期的气温决定着年径流量的大小。因此，“A”河的径流补给是以季节性积雪的融雪水为主，夏季降雨补给为辅，并有少量冰川融水，冬季该河主要靠地下水补给。
由于补给主要取决于冬季山区降雪量，以及夏季气温的高低和高温天气持续时间，因此该河的径流年际变化较大，历年径流系列的丰枯比达3.6，年径流变差系数较大，Cv=0.34。最丰年为1966年，年径流量56.15×108m3，最枯年为1974年，年径流量15.41×108m3。因夏季相对较短，气温较高，融水集中，而枯水期长，年内分配不均匀。夏季5~8月径流量占全年径流量的81.05%，冬季10月~次年3月径流量仅占全年径流量的9.41%，春季4月和秋季9月径流量占全年径流量的9.54%。“A”河工程水文站年径流频率见表1—1。
表1—1 年径流频率计算成果表
P(%) 0.01 0.1 0.2 0.5 1 2 3 5 10 20 30
径流量（m3/s） 297 255 242 224 209 194 185 173 155 136 123
P(%) 40 50 60 70 75 80 90 95 97 99 99.9
径流量（m3/s） 112 103 94.2 85.4 80.7 75.8 63.8 54.9 49.7 40.8 28.2
1.1.3洪水
“A”河的洪水来源主要是河流发源地山区积雪的融雪水，同时夏季暴雨也可引起洪水，并叠加在融雪型洪水上形成混合型洪水。该河洪水的发生时间主要集中在5~7月，每年4月下旬气温开始回升，山区积雪大量消融，直到5月汛期开始，8月以后气温下降较快，融雪锐减，洪水消退。根据收集到的洪水资料，1966年6月22日，在距“A”河枢纽工程30处的洪峰流量为1740m3/s。由多次历史洪水调查并分析得到：1969年大洪水洪峰流量为1900m3/s，1912年大洪水洪峰流量为2400m3/s。
“A”河枢纽工程洪峰流量成果见表1—2，典型洪水过程线见表1—3
表1—2 “A”河枢纽工程设计洪水成果表
设计频率(P%) 洪峰流量(m3/s) 24小时洪量(106m3) 5日洪量(106m3) 7日洪量(106m3)
设 计 值
0.01 3935 273 998 1025
0.02 3660 258 944 971
0.05 3360 238 871 896
0.1 3129 222 815 840
0.2 2894 207 759 782
0.33 2724 195 717 741
0.5 2581 186 683 705
1 2341 169 623 645
2 2096 150 563 584
3.33 1912 140 518 537
5 1762 130 480 499
10 1498 112 414 431
20 1218 92.2 343 359
50 796 62.3 234 247
统计参数 均值 890 68.5 256 269
Cv 0.48 0.47 0.46 0.45
Cs 1.20 1.175 1.15 1.125
Cs/cv 2.5 2.5 2.5 2.5
表1—3 典型洪水过程线
时间 典型洪水
月 日 时 月 日 时 典型洪水 月 日 时 典型洪水
5 27 0 690 5 29 16 1476 8 889
2 653 18 1391 10 975
4 729 20 1333 12 1015
6 919 22 1273 14 1013
8 1140 5 30 0 1232 16 959
10 1319 2 1313 18 876
12 1328 4 1459 20 826
14 1228 6 1609 22 781
16 1109 8 1770 6 2 0 750
18 991 10 1900 2 719
20 882 12 1878 4 702
22 807 14 1761 6 850
5 28 0 734 16 1607 8 979
2 704 18 1453 10 1110
4 824 20 1328 12 1186
6 1040 22 1261 14 1163
8 1262 5 31 0 1217 16 1135
10 1437 2 1185 18 1063
12 1450 4 1153 20 1018
14 1373 6 1121 22 973
16 1287 8 1086 6 3 0 933
18 1195 10 1076
20 1105 12 1054
22 1008 14 982
5 29 0 954 16 911
2 959 18 840
4 1126 20 786
6 1328 22 748
8 1524 6 1 0 709
10 1664 2 699
12 1640 4 723
14 1557 6 809
.
1.2调洪计算原理及方法:
1.2.1洪水过程线的推求（计算方法）
（先说明目前我们有哪些计算方法）为了适应工程设计的需要，目前采用放大典型洪水过程线的方法推求设计洪水过程线，使其洪峰流量和时段洪水总量的数值等于设计标准的频率值。本设计中采用同频率放大法。其中
洪峰放大倍比为：
RQm=QmP/QmD
最大1天洪量放大倍比为：
R1=W1P/W1D
最大5天洪量放大倍比为：
R5-1=（W5P-W1P）/（W5D-W1D）
最大7天洪量放大倍比为：
R7-1=（W7P-W5P）/（W7D-W5D）
1.2.2计算方法（洪水过程线的推求）
坝前面水位计算按水库调洪计算采用半图解法
由公式: （
公式中: 均可与水库水位建立函数关系,因此,可根据选定的计算时段计算。已知水库水位容积关系曲线以及根据水力学公式算出的水位下泄流量关系曲线。为了方便绘图和计算，采用单辅助曲线，即将公式做如下变动。
即：
这样只需绘制Z—q和Z—曲线
1.2.3水库调洪原理
洪水在水库中进行时，水库沿程的水位，流量，过水断面及流速均随时间而变化，其流态属于明渠非恒定流，据水力学明渠非恒定流的基本方程，即圣维南方程组为：
（式中）其中：——过水断面面积（单位）
：（什么）时间，s
：流量
S ：水流方向的距离 m
Z ：水位 m
G : 重力加速度
V :断面的平均流速
K :流量模数
由于偏微分方程组难以精确导出,采用近似解法瞬态法差分法和特征曲线。半图解法采用瞬态法。利用水量平衡方程：
1.2.4 水库下泄流量计算方法
1.2.4.1 施工期导流方案
“A”河水利枢纽施工期间，采用全段围堰法导流。“A”河为山区性河流，施工地段河各狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，故采用隧洞导流。
导流隧洞的形状及尺寸，初定1个城门洞型导流洞，宽度b=10m，h=12m，上部为半圆形
形状见下图:
1.2.4.2设计期调洪方案
在设计期采用开敞式溢洪道泄洪，其下泄流量计算：
式中：
b——溢洪道的净宽（m ）
H——堰前总水头（m ）
m0——流量系数,取0.502
所以有：
1.3 计算过程
1.3.1 设计期洪水调节计算
对典型洪水进行同频率放大。其放大频率见表1—4，放大结果见表1—5，并绘制修匀流量图，见图1—1，计算其下泄流量，见表1—6，利用下泄流量绘制z~q和 z~(v/△t+q/2)关系曲线，见图1—2，利用单辅助线法进行调洪计算，计算结果见表1—7，调洪结果见图1—3、1—4
根据典型洪水过程线，可得：
最大洪峰发生在5月30日10时，流量为1900m3
最大24小时洪量在5月29日16时~5月31日16时，洪量为133.8（106m3）
最大5天洪量在5月27日2时~6月1日2时，洪量为520.1（106m3）
最大7天洪量在5月27日0时~6月3日0时，洪量为679.2（106m3）
表1—4 “A”河设计期洪峰、洪量统计表
项目 洪峰 1日最大洪量 5日最大洪量 7日最大洪量
P=2%设计值 2581 186 683 705
典型过程线相应值 1900 133.8 520.1 679.2
RQm=2581/1900=1.36
R1=150/133.8=1.39
R5-1=（683-186）/（520.1-133.8）=1.29
R7-5=（705-683）/（679.2-520.1）=0.14
表1—5 设计期洪水放大计算表
时间 典型洪水 放大系数 放大后流量 修匀后流量
月 日 时 m3/s
5 27 0 690 1 690.00 690.00
2 653 1 653.00 653.00
4 729 1.29 940.41 940.41
6 919 1.29 1185.51 1185.51
8 1140 1.29 1470.60 1470.60
10 1319 1.29 1701.51 1701.51
12 1328 1.29 1713.12 1713.12
14 1228 1.29 1584.12 1584.12
16 1109 1.29 1430.61 1430.61
18 991 1.29 1278.39 1278.39
20 882 1.29 1137.78 1137.78
22 807 1.29 1041.03 1041.03
5 28 0 734 1.29 946.86 946.86
2 704 1.29 908.16 908.16
4 824 1.29 1062.96 1062.96
6 1040 1.29 1341.60 1341.60
8 1262 1.29 1627.98 1627.98
10 1437 1.29 1853.73 1853.73
12 1450 1.29 1870.50 1870.50
14 1373 1.29 1771.17 1771.17
16 1287 1.29 1660.23 1660.23
18 1195 1.29 1541.55 1541.55
20 1105 1.29 1425.45 1425.45
22 1008 1.29 1300.32 1300.32
5 29 0 954 1.29 1230.66 1230.66
2 959 1.29 1237.11 1237.11
4 1126 1.29 1452.54 1452.54
6 1328 1.29 1713.12 1713.12
8 1524 1.29 1965.96 1965.96
10 1664 1.29 2146.56 2146.56
5 29 12 1640 1.29 2115.60 2115.60
14 1557 1.29 2008.53 2008.53
16 1476 1.29 1904.04 1904.04
18 1391 1.29 1794.39 1794.39
20 1333 1.39 1852.87 1852.87
22 1273 1.39 1769.47 1769.47
5 30 0 1232 1.39 1712.48 1712.48
2 1313 1.39 1825.07 1825.07
4 1459 1.39 2028.01 2028.01
6 1609 1.39 2236.51 2236.51
8 1770 1.39 2460.30 2460.30
10 1900 1.39 2641.00 2641.00
12 1878 1.39 2610.42 2610.42
14 1761 1.39 2447.79 2447.79
16 1607 1.39 2233.73 2233.73
18 1453 1.39 2019.67 2019.67
20 1328 1.29 1713.12 1713.12
22 1261 1.29 1626.69 1626.69
5 31 0 1217 1.29 1569.93 1569.93
2 1185 1.29 1528.65 1528.65
4 1153 1.29 1487.37 1487.37
6 1121 1.29 1446.09 1446.09
8 1086 1.29 1400.94 1400.94
10 1076 1.29 1388.04 1388.04
12 1054 1.29 1359.66 1359.66
14 982 1.29 1266.78 1266.78
16 911 1.29 1175.19 1175.19
18 840 1.29 1083.60 1083.60
20 786 1.29 1013.94 1013.94
22 748 1.29 964.92 964.92
6 1 0 709 1.29 914.61 914.61
2 699 1.29 901.71 901.71
4 723 1 723.00 723.00
6 809 1 809.00 809.00
8 889 1 889.00 889.00
10 975 1 975.00 975.00
12 1015 1 1015.00 1015.00
14 1013 1 1013.00 1013.00
16 959 1 959.00 959.00
18 876 1 876.00 876.00
20 826 1 826.00 826.00
22 781 1 781.00 781.00
6 2 0 750 1 750.00 750.00
2 719 1 719.00 719.00
4 702 1 702.00 702.00
6 850 1 850.00 850.00
8 979 1 979.00 979.00
10 1110 1 1110.00 1110.00
12 1186 1 1186.00 1186.00
14 1163 1 1163.00 1163.00
16 1135 1 1135.00 1135.00
18 1063 1 1063.00 1063.00
20 1018 1 1018.00 1018.00
22 973 1 973.00 973.00
6 3 0 933 1 933.00 933.00
图1—1 设计期典型洪水放大图
1.3.2校核期调洪计算
对典型洪水进行同频率放大。其放大频率见表1—8，放大结果见表1—9，并绘制修匀流量图，见图1—5，计算其下泄流量，见表1—10，利用下泄流量绘制z~q和 z~(v/△t+q/2)关系曲线，见图1—6，利用单辅助线法进行调洪计算，计算结果见表1—11，调洪结果见图1—7、1—8
根据典型洪水过程线，可得：
最大洪峰发生在5月30日10时，流量为1900m3
最大24小时洪量在5月29日16时~5月31日16时，洪量为133.8（106m3）
最大5天洪量在5月27日2时~6月1日2时，洪量为520.1（106m3）
最大7天洪量在5月27日0时~6月3日0时，洪量为679.2（106m3）
表1—8 A河校核期洪峰、洪量统计表
项目 洪峰 1日最大洪量 5日最大洪量 7日最大洪量
P=0.2%设计值 3360 238 871 896
典型过程线相应值 1900 133.8 520.1 679.2
RQm =3360/1900=1.77
R1 =238/133.8=1.78
R5-1=（871-238）/（520.1-133.8）=1.64
R7-5=（896-871）/（679.2-520.1）=0.16
表1—9 校核期典型洪水放大表
时间 典型洪水 放大系数 放大后流量 修匀后流量
月 日 时 m3/s
5 27 0 690 1 690.00 690.00
2 653 1 653.00 653.00
4 729 1.64 1195.56 1195.56
6 919 1.64 1507.16 1507.16
8 1140 1.64 1869.60 1869.60
10 1319 1.64 2163.16 2163.16
12 1328 1.64 2177.92 2177.92
14 1228 1.64 2013.92 2013.92
16 1109 1.64 1818.76 1818.76
18 991 1.64 1625.24 1625.24
20 882 1.64 1446.48 1446.48
22 807 1.64 1323.48 1323.48
5 28 0 734 1.64 1203.76 1203.76
2 704 1.64 1154.56 1154.56
4 824 1.64 1351.36 1351.36
6 1040 1.64 1705.60 1705.60
8 1262 1.64 2069.68 2069.68
10 1437 1.64 2356.68 2356.68
12 1450 1.64 2378.00 2378.00
14 1373 1.64 2251.72 2251.72
16 1287 1.64 2110.68 2110.68
18 1195 1.64 1959.80 1959.80
20 1105 1.64 1812.20 1812.20
22 1008 1.64 1653.12 1653.12
5 29 0 954 1.64 1564.56 1564.56
2 959 1.64 1572.76 1572.76
4 1126 1.64 1846.64 1846.64
6 1328 1.64 2177.92 2177.92
8 1524 1.64 2499.36 2499.36
10 1664 1.64 2728.96 2728.96
5 29 12 1640 1.64 2689.60 2689.60
14 1557 1.64 2553.48 2553.48
16 1476 1.64 2420.64 2420.64
18 1391 1.64 2281.24 2281.24
20 1333 1.78 2372.74 2372.74
22 1273 1.78 2265.94 2265.94
5 30 0 1232 1.78 2192.96 2192.96
2 1313 1.78 2337.14 2337.14
4 1459 1.78 2597.02 2597.02
6 1609 1.78 2864.02 2864.02
8 1770 1.78 3150.60 3150.60
10 1900 1.78 3382.00 3382.00
12 1878 1.78 3342.84 3342.84
14 1761 1.78 3134.58 3134.58
16 1607 1.78 2860.46 2860.46
18 1453 1.78 2586.34 2586.34
20 1328 1.64 2177.92 2177.92
22 1261 1.64 2068.04 2068.04
5 31 0 1217 1.64 1995.88 1995.88
2 1185 1.64 1943.40 1943.40
4 1153 1.64 1890.92 1890.92
6 1121 1.64 1838.44 1838.44
8 1086 1.64 1781.04 1781.04
10 1076 1.64 1764.64 1764.64
12 1054 1.64 1728.56 1728.56
14 982 1.64 1610.48 1610.48
16 911 1.64 1494.04 1494.04
18 840 1.64 1377.60 1377.60
20 786 1.64 1289.04 1289.04
22 748 1.64 1226.72 1226.72
6 1 0 709 1.64 1162.76 1162.76
2 699 1.64 1146.36 1146.36
4 723 1 723.00 723.00
6 809 1 809.00 809.00
8 889 1 889.00 889.00
10 975 1 975.00 975.00
12 1015 1 1015.00 1015.00
14 1013 1 1013.00 1013.00
16 959 1 959.00 959.00
18 876 1 876.00 876.00
20 826 1 826.00 826.00
22 781 1 781.00 781.00
6 2 0 750 1 750.00 750.00
2 719 1 719.00 719.00
4 702 1 702.00 702.00
6 850 1 850.00 850.00
8 979 1 979.00 979.00
10 1110 1 1110.00 1110.00
12 1186 1 1186.00 1186.00
14 1163 1 1163.00 1163.00
16 1135 1 1135.00 1135.00
18 1063 1 1063.00 1063.00
20 1018 1 1018.00 1018.00
22 973 1 973.00 973.00
6 3 0 933 1 933.00 933.00
图1—5 校核期典型洪水放大图
总结：根据中华人民共和国行业标准《水利水电施工组织设计规范》（SL303—2004），围堰高程不低于设计静水位与波浪高度及堰顶安全超高之和。波浪高取0.7m ，堰顶安全超高取0.5m, 所以堰顶高程确定为655.35m。
水库校核水位为651.11m ，下泄流量为3000m3/s。
小结：
经过分析上述计算，本枢纽工程的设计洪水和校核洪水分别为：
设计洪水位650.33m，相应的下泄流量为2250.00m3/s。
校核洪水位651.11m，相应的下泄流量为3000.00 m3/s。
要点说明：
1. 本设计的设计等级及设计标准是根据水库总库容、灌溉、供水、发电等因素综合考虑而定，严格遵循规范。
2.目前采用的典型放大方法有峰量同频率控制方法（简称同频率放大法）和按峰或量同倍比控制方法（简称同倍比放大法），在上述两种方法中，用同频率放大法求得的洪水过程线，比较符合设计标准，计算成果较少受所选典型不同的影响，但改变了原有典型的形状，适用于峰量均对水工建筑物防洪安全起控制作用的工程。同倍比放大法计算简便，适用于峰量关系较好的河流，以及防洪安全主要由洪峰或某时段洪量控制标准的水工建筑物。考虑本设计所需数据的准确性故选择同频率放大法。
3.调洪计算时考虑半图解法较试算法工作量小计算简单，故采用半图解法，而半图解法又可分为单辅助线法和双辅助线法等，为增加作图的准确以便反查时数据较准确，同时也减少计算量，故本设计采用单辅助线法。
