[发明专利]一种特级坝增设非常泄洪设施的判据及量值确定方法

摘要

本发明涉及一种特级坝增设非常泄洪设施的判据及量值确定方法，包括拟定特级坝上游洪水过程线；拟定水坝泄水能力降低幅值；拟定起调水位；计算水位；形成增设非常泄洪设施的判据；形成增设非常泄洪设施泄量具体量值。本发明能够复核水坝在没有非常泄洪措施的设计是否能够保证极端超标准洪水工况下的泄洪和大坝安全；进一步复核原设计是否考虑校核洪水工况加某一泄水闸门失效工况下的泄洪和大坝安全。本发明给出的特级坝增设非常泄洪设施的判据和量值直接可以用来辅助设计，为降低控制梯级泄洪风险提供设计依据，克服传统非常泄洪设施设计无规范可依、现存依据模糊的不足。

主权项

一种特级坝增设非常泄洪设施的判据及量值确定方法，所述方法所判断的水坝系统包括：至少四级土石水坝的河道型水库，其中各坝的工程等级为：上游第一级水坝为特1级坝，称为上游特1级坝，最后一级水坝为特1级坝，称为下游特1级坝，两个特1级坝之间为多个2等级坝，其特征在于，所述方法的步骤如下：拟定上游洪水过程线的步骤：设上游超标准洪水为万年一遇加20%，利用万年一遇和PMF典型洪水特征值，采用同频率放大法拟定上游洪水过程线，即给出洪水流量Q洪水与时间t的序列；拟定水坝泄水能力降低幅值的步骤：仅发生超标准洪水时，各级水坝的泄水建筑物按全闸过水，当叠加地震引发其中某一泄水闸门失效时，拟定泄水建筑物总泄量降低幅值；拟定起调水位的步骤：将第一级水坝的水库设计水位作为不利水位，拟定为特1级坝水库的起调水位；计算水位的步骤：根据拟定的条件，计算上游特1级坝水库的水位涨落调洪过程，最终得到坝前Z（t）曲线及Z（t）的最大值，计算公式为：其中：Z为坝前水库水位，m；t为时间，s； 下标0为初始时刻； F(t, Z)为泄流量与水库面积的函数；形成增设非常泄洪设施的判据的步骤：在水库泄水流量Q泄水所有区间范围内，当最大来水量时的最高水库水位小于坝顶高程，即：max[Z(t)|Q泄水]<Z坝顶高程，不增设非常泄洪设施，其中：Z坝顶高程为特 1级坝的坝顶高程；当某一泄水闸门失效，最大来水量时的计算的最高水库水位大于坝顶高程，即：max[Z(t)|Q泄水]>Z坝顶高程，增设非常泄洪设施；形成增设非常泄洪设施泄量具体量值的步骤：在Z(t)|Q泄水>Z坝顶高程条件下，若max[Z(t)|Q泄水1]<Z坝顶高程，其中：Q泄水1 = Q0，0.8Q<Q0<0.95Q，Q泄水1为泄水建筑物总泄量首次初选值，Q为未增设非常泄洪设施的泄水建筑物总泄量；计算Z(t)|Q泄水2，其中：Q泄水2= Q0 ‑ dQ，dQ = 0.05Q，Q泄水2为泄水建筑物总泄量第二次选择值，dQ为调整流量步长；如果max[Z(t)|Q泄水2]>Z坝顶高程，则得到非常泄洪设施最大泄流能力Q非常泄洪= Q－Q泄水2。