sl 104-95 水利工程水利计算规范.doc

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1、 中华人民共和国行业标准 水利工程水利计算规范 主编单位水利部长江水利委员会 批准部门中华人民共和国水利部 中华人民共和国水利部 关于批准发布 水利工程水利计算规范 的通知 水科技 号各省自治区直辖市水利水电厅局部直属各单位根据部年水利水电技术标准制定修订计划由水利水电规划设计总院主持以水利部长江水利委员会为主编单位制定的水利工程水利计算规范经审查批准为水利行业标准并予以发布标准的名称和编号为水利工程水利计算规范本标准自年月日起实施在实施过程中各单位应注意总结经验如有问题请 函告水利部水利水电规划设计总院并由其负责解释标准文本由中国水利水电出版社出版发行一九九五年十二月八日 水利工程水利计算规

2、范 目次总则 基本资料 防洪工程的水利计算 治涝工程的水利计算 灌溉工程的水利计算 城镇供水工程的水利计算 水电站的水利计算 航运工程的水利计算 综合利用水库工程的水利计算 跨流域调水工程的水利计算 水库水力学计算 感潮河段 水力学计算 附录年及多年径流调节计算方法 附加说明 水利工程水利计算规范 总则 为了适应水利规划和水利工程设计的需要统一水利计算的原则要求和方法特制定本规 范 本规范主要适用于大中型水利工程的可行性研究和初步设计阶段小型水利工程使用时可 根据规划设计要求适当简化大中河流综合规划或专业规划可参照执行 水利计算应遵照国家有关法规和关于水利的方针政策根据工程项目所在江河自然条件

3、 河流特点及社会经济发展 的要求按照保证工程安全及综合利用水资源使获得的经济社会环境 总体效益最佳的原则分析计算江河治理开发规划和工程设计方案的各项水利指标为优选规划方 案确定工程规模运用方式和特征值阐明工程效益和评价其影响提供依据 进行水利计算必须加强调查研究重视基础资料的搜集和整理分析使计算成果建立在可 靠的基础上 当人类活动或偶发因素对江河水文情势有明显影响时应将作为设计依据的历年资料修正至 统一的基础若影响一时难以定量应对影响趋势作出估计供决策时研究 水利工程的水利计算应考 虑上下游已建和在建工程与本工程的相互影响必要时还应 分析设计水平年内拟建骨干工程的径流调节或近期将要实施的跨流域

4、调水以及区域径流补偿调 节对本工程的影响 水利工程防洪治涝及灌溉供水发电的设计标准和设计保证率应根据有关部门的要求 或规范的规定确定必要时应进行分析论证合理选定 水利工程的设计水平年应根据其重要程度和工程寿命确定一般水利工程可采用设计和 远期两个水平年特别重要的控制性骨干工程必要时可采用设计近期远景三个水平年 水利计算所采用的计算方法应科学符合工程实际参与工程规模和特征值比选的方案应 合理和协调计算所采用的基本资料及计算方法应一致 进行水利计算应重视使用电子计算机和系统分析等先进技术对所采用的模型应用实际 资料进行检验对计算成果应检查其合理性 进行水利计算除应遵守本规范外还应遵守国家和行业现行

5、的有关规范标准的规定 基本资料 水利计算应具备气象水文地形地质社会经济及所在河流流域规划或河段规划等基本资 料必要时还应收集邻近流域的相应资料在进行计算前 应检查基本资料是否符合设计任务工 程特点设计阶段及设计精度要求并了解资料来源检验有关基本资料是否协调基础是否一致 以及分析数据的合理性规律性 水利计算所需主要的气象水文资料应满足以下要求 对工程所在流域各种气候统计特征值应采用流域范围内各气候台站的统计特征值综合评 定对于控制流域面积不超过的工程可采用流域内主要台站的统计资料为设计依据 设计主要依据的干支流水文站可根据工程和测站分布情况选定其历年的水位流量泥 沙冰情水温等观测和 调查资料应全

6、面收集 设计工程坝站址年月旬日水位流量及泥沙资料应不少于年系列如实测资料不足 水利工程水利计算规范 年应加以插补延长对实测资料及插补延长部分的可靠性及代表性应加以检验 根据工程规模及特性和开发任务的不同要求需具备坝址及入库设计洪水和整体防洪设计 洪水资料设计暴雨资料和设计涝水资料 坝站址水位流量关系曲线应采用实测水文资料率定当条件不具备时应采用临时测验 成果经验证后拟定 库区调查的洪枯水水面线应包括相应控制站河段的 洪峰流量及糙率的分析计算成果 水文预报资料应包括对预见期精度合格率及预报方法等项的分析及评定结论 库区水面蒸发陆地蒸发统计资料和严寒地区的结冰资料等应根据工程邻近测站的实测资 料确

7、定 水利计算所需主要地形地质资料应满足以下要求 水利工程不同高程的面积和容积曲线应采用实测地形图量算 库区及坝址下游河道的实测纵横断面成果其高程控制精度应满足五等以上水准测量的 要求横断面的布置应根据河道地形和水流特性等因素选定 计算 水库渗漏损失的基本资料应根据工程水文地质及挡水建筑物型式确定 水利计算所需社会经济资料应满足以下要求 社会经济基本统计资料应根据统计部门的资料分析计算 根据工程开发任务应搜集和分析各有关部门的经济资料包括历史统计和现状资料以及 相应工程设计水平年的发展规划资料 应搜集工程上下游地区对设计工程来水来沙可能有影响的人类活动包括水利工程水土 保持森林采伐矿产开发等资料

8、必要时还应对设计水平年有影响的人类活动情况进行预测 防洪工程的水利计算 堤防 堤防工程水利计算应分析选定防洪标准计算确定主要控制站的设计洪潮水位和相应 河段的设计水面线作为堤防工程设计的依据 江河湖泊海塘等堤防工程设计的防洪标准应根据保护对象的重要性按国家有关规范 的规定分析选定 大江大河大湖防洪工程体系中堤防工程的防洪标准或作为防洪标准的实际年洪水按主管 部门批准的防洪规划的规定执行 对重要工程必要时应进行不同防洪标准的论证从技术经济社会环境等方面综合考虑加 以选定 江河湖泊主要控制站 的设计洪水位应根据洪水资料和工程情况采用以下方法分析计算 确定 对实测和调查的年最高洪水位资料系列较长且基

9、础一致代表性好可据以进行频率分 析根据选定的防洪标准推算相应的设计洪水位 当流域内的人类活动或分洪溃口河道冲淤对水文情势有明显影响时应将历年水位资料改正 到相应于现阶段的河湖情况再进行频率分析 根据控制站洪峰流量系列进行频率分析按选定的防洪标准推算的设计洪峰流量或防洪工 程系统要求的河道允许泄量通过该站的水位流量关系推算设计洪水 位有关人类活动等影响考 水利工程水利计算规范 虑的原则同上款 以某一实际年洪水作为防洪标准的堤防可根据该年实测或调查的最高洪水位考虑整体 防洪方案对堤防工程的要求合理选定设计洪水位 感潮河段主要控制站的设计潮位应根据实测的潮位资料分析江河洪水天文潮气象潮 的相关关系按

10、以上几个因素较不利的组合分析确定 河口段堤防及沿海海塘的设计潮位应利用所在地区测站历年实测高潮位资料进行频率分 析根据设计防洪标准确定应重视稀遇高潮位的调查 和成因分析必要时应适当留有余地 如工程所在地区缺乏潮位观测资料可参照邻近地区的设计潮位分析两地区自然条件的差 异进行适当修正确定 设计河段河道的允许泄量可根据控制站的设计洪水位按该断面的水位流量关系曲线考 虑壅水顶托分流降落断面冲淤以及河道演变等因素分析确定 设计河段的设计洪水水面线应根据控制站的设计洪水位和相应的河道允许泄量考虑区 间入流分洪等因素推算 对于干支流洪水河湖洪水相互顶托的河段应研究其洪水组合和遭遇规律进行不同组合情 况的水

11、面 线推算以外包线作为设计的依据 推算设计洪水水面线采用的河道糙率等参数应根据实测或调查资料率定推算的成果 应与实测或调查的大洪水水面线进行比较验证 分汊河道的设计洪水水面线应根据主要控制站的设计洪水位和符合分流规律的各分汊流量 进行推算 如堤防有可能加高其穿堤建筑物涵闸等的设计洪水位可比所在位置的堤防设计洪水位 适当提高 分洪工程 分洪工程的水利计算应根据分洪任务和要求拟定分洪原则和运用方式分析确定各种设 计水位分洪水位分洪流量和分洪量并验算分 洪工程的效能 分洪工程的运用原则方式和分洪水位应根据防洪要求洪水特性河道情况以上下游河 段河道允许泄量和控制水位作为控制条件分析拟定 分洪闸的设计洪

12、水位应根据外江上下游控制站的设计洪水位及不利来水组合按照未分 洪情况所推算的水面线确定 分洪闸的设计分洪流量应根据整体防洪要求按照设计洪水和分洪工程运用方式进行演 算确定 分洪闸的过水能力要考虑分洪后闸前水位降落和闸后淤积等的影响流量系数要根据流态和 上下游水位衔接情况慎重选取 采取扒口分 洪时对其口门尺寸及作用要根据扒口方法和控制条件考虑难以适时适量分 洪的影响留有适当余地 计算分洪区设计水面线时应合理确定行洪道的糙率和有效行洪断面洪水在分洪区内的 扩散情况可参照已有分洪区的测验资料拟定对重要分洪区有条件时宜采用二维非恒定流计算确 定 分洪工程规划设计依据的理想情况下的分洪量应根据防洪标准的

13、整体防洪设计洪水进行 洪水演算按超过控制断面允许泄量的超额洪水量求得 水利工程水利计算规范 分洪区有效容量应考虑该分洪区分 洪口门的位置河道水面比降以及洪水与分洪区内渍水 量的不利组合等确定 进行防洪规划时安排的分洪区的有效容量应适当大于理想分洪量 退水闸的规模应根据分洪区的任务和退水要求确定 退水闸的运用规则应按充分发挥分洪区作用及不加重下游防洪负担的原则根据洪水特性分 析制定 分洪工程的水利计算中应仔细考虑分洪后引起的河流水情变化对分洪的影响 分洪工程规模及运用规则确定后应根据实测或调查的洪水资料进行洪水演算推算分 洪次数分洪流量和过程检验确定的分洪工 程规模及运用规则的合理性 跨流域或入

14、湖入海的分洪道其分洪口的设计水位应根据所在河道的设计水面线考虑 分洪降落影响确定出口的设计水位应在分析进口与出口水域洪水遭遇规律基础上按偏于不利 的情况确定 水库 水库防洪水利计算应根据其任务拟定运用方式进行洪水调节计算确定水库的防洪库 容和大坝设计的有关防洪特征水位 水库洪水调节计算可根据水库特性选用以下方法进行 对于湖泊型水库可以只考虑静库容进行计算对于特别重要的大型水库还应研究是否 需同时采用以下或的方法进行计算 当库尾比较开阔动库容较大时应采用入库设计洪水和动库容进行计算 对于河道型水库如壅水高度不高计算精度要求高时宜按非恒定流方法进行计算 多沙河流上的防洪水库进行洪水调节计算时除应采

15、用一定淤积年限的库容曲线外必要 时还应考虑水库蓄泄过程中泥沙冲淤的影响 水库洪水调节计算采用的泄洪建筑物泄水能力曲线的精度应与水库不同设计阶段的精度 要求相适应对重要水库应进行水工模型试验确定 在进行水利枢纽水库洪水调节计算时除 主要考虑泄洪建筑物泄洪外可考虑水电站部分 机组参与泄洪泄洪流量按机组过水能力确定但如遇某一设计洪水水头超出机组安全运行范围 或水电站厂房设计洪水标准低于此洪水标准时不应考虑水电站机组参与泄洪 船闸灌溉渠首等建筑物一般可不考虑其参与泄洪 对洪水预报条件好预报方案完善预报精度较高的水库进行洪水调节计算时在估计预 报误差留有余地的前提下可适当考虑预报预泄一般不考虑气象预报

16、拟定的水库洪水调度运用方式应符合水库特点并要求可操作性强根据流域的洪水特 性和防洪系统的情况可选择分级控制泄量补偿凑泄错峰等方式 多沙河流上防洪水库的洪水调度方式应有利于库容的长期使用 无论采用何种调度方式均应使水库总的最大下泄流量不超过本次洪水发生在建库前的坝址 最大流量以免人为加大洪灾 采用分级控制泄量调度运用方式可根据水库的具体情况以库水位入库流量或其他要素 作为分级的判别条件各分级判别条件特别是水库按保证下游防洪安全调度转为保证大坝安全 调度的判别条件必须明确 水库的防洪库容应按照流域防洪规划防护对象 的要求和应达到的防洪标准根据整体防 水利工程水利计算规范 洪设计洪水和下游河道的允许

17、泄量及水库调度运用方式进行洪水调节计算确定 对于低水头水利枢纽如兴建后河道河槽被淹没较大致使下游河段防洪标准明显降低 时宜留有适当的防洪库容作为补偿 对承担防洪任务的综合利用水利枢纽防洪库容确定后应根据防洪兴利尽可能结合的原 则按照本规范条的规定进行协调安排确定防洪库容的位置和相应的防洪限制水位及防 洪高水位 对于洪水具有明显季节性变化规律的水 库经研究论证汛期可分期调度运用根据分期 设计洪水确定各分期的防洪库容及相应的防洪限制水位 分期应符合气象成因和雨洪季节变化规律不宜过多一般以前后两期不超过三期为宜 分期设计洪水应按有关规范进行分析计算其中主汛期宜采用按年最大法取样计算的设计洪 水 水库

18、泄洪建筑物形式高程泄洪规模及闸门类型和启闭设备等应结合有关防洪特征水 位调洪库容及枢纽布置等协调研究选择并能适应洪水特性和工程防洪安全下游防洪水库调 度以及放空和排沙等的要求 如水库垮坝 失事将导致严重后果泄洪能力宜留有一定余地 水库的设计洪水位及校核洪水位应根据工程等级按有关规范规定的设计标准以相应 的设计洪水过程线和调度运用方式进行洪水调节计算确定 对于洪水地区组成复杂按补偿凑泄调度运用的水库进行设计校核洪水的洪水调节计算时 是否计入防洪高水位以下库容的调洪作用应具体研究 进行洪水调节计算确定设计校核洪水位其起调水位应根据水库情况按以下原则确定 承担防洪任务的综合利用水库除有专门论证外一般

19、以防洪限制水位作为起调水位 不承担防洪任务的水库一般以正常蓄水位作为起调水位为降低大坝高度或减少最大泄 量而设置有汛期限制水位时可以其作为起调水位 对洪水地区组成和调度运用方式复杂的防洪水库经分析研究为安全起见必要时可以防 洪高水位作为起调水位 防洪工程系统 对由多种防洪工程措施组成的防洪工程系统在满足地区防洪要求的前提下各项工程的 规模和调度运行的规则应按照实行堤防与分洪区结合堤库结合防洪与兴利结合发挥各项工程 措施的效能以较少的投资取得尽可能大的效益的原则认 真分析论证确定 防洪工程系统中规划修建的防洪水库宜与已建和在建的水库从防洪控制性能以及对综 合利用各部门影响等方面统一研究防洪库容的合理分配 进行水库群的洪水调节计算要研究考虑各种洪水典型处于下游的水库对上游水库调 洪作用的考虑要留有足够的余地 梯级水库中各水库应满足各自的防洪安全要求各个水库的设计洪水泄洪措施下泄流量等 应统筹研究相互协调如梯级水库中有标准较低的水库其下游水库应考虑此水库可能失事的影 响或提高此水库的防洪标准 若干分洪区联 合运用时应研究水流互相干扰顶托对水面线的影响对相应堤防的规划设 计进行校核 防洪