水利设计规范SL10495水利工程水利计算规范.pdf
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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发布实施中华人民共和国水利部发布水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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
2、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设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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
3、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
4、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
5、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
6、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水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册年 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
7、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
8、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 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
9、 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
10、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水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册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
11、 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
12、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
13、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水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文
14、档手册分洪区有效容量 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
15、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
16、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
17、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水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册洪设计洪水和下游
18、河道的允许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
19、样计算的设计洪水水库泄洪建筑物形式 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
20、洪任务的综合利用水库 除有专门论证外 一般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
21、 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工程系统的规模 布局确定后 应对不同典型的整体防洪设计洪水按照拟定的防洪运水利工程水利计算规范水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册
22、用规则进行洪水演算 以阐明防洪工程系统的作用和效益河道洪水演进计算方法 应根据资料条件和计算要求 结合洪水和河道特性选取采用恒定流方法进行洪水演进计算时 计算时段应根据使时段内洪水波传播的距离大于或等于河段的长度且入流量接近直线变化等条件选定计算的起始条件应为洪水波来临前全流程同一时刻较稳定的流态上游端的边界条件应为入流断面的流量过程线下游端的边界条件可采用水位流量关系曲线 稳定的或以涨落 顶托等影响为参数的下端为大湖或海时可采用水位过程线采用非恒定流计算时 流段的划分应考虑水力因素的均一性 支流入口与分流位置 控制断面与计算时段长短等因素治涝工程的水利计算设计排水流量排水河 沟 道 应分别计
23、算设计排涝流量和设计排渍流量排水河道的设计排涝流量 根据涝区特点 资料条件和设计要求 宜选用以下方法计算采用产流 汇流方法推算按排涝模数经验公式估算按排涝期平均排除法估算根据设计暴雨间接推算设计排涝流量 设计暴雨历时应根据涝区特点 暴雨特性和设计要求确定设计暴雨量 设计雨型 设计净雨深 最大涝水流量和涝水过程线 应按有关规范的规定慎重分析计算对坡水地区 排涝流量宜采用地区排涝模数经验公式估算引用的公式 应分析自然地理条件的相似性 有条件的 对式中参数应进行检验 必要时应作适当调整对排田的泵站 排涝流量宜采用排涝期间涝水量平均排除法估算排涝天数可根据作物耐涝历时确定 也可根据调查试验资料 以作物
24、不致减产的原则确定采用各种方法计算的设计排涝流量 都应与本流域实测调查资料 以及相似地区计算成果进行比较 检查其合理性当人类活动 使流域产流 汇流条件有明显变化的 应考虑其影响对有排渍要求的涝区 应根据地区气象 土壤 水文地质等因素 计算排水河道的设计排渍流量可采用常用的公式计算 也可根据调查或试验资料估算 缺乏资料的地区 可参照类似地区资料或经验数据确定排水河道排水河道的设计排涝水位 应根据涝区特点和排涝的要求分析研究确定要求以作物不致因涝受灾作为控制 局部河段必要时可略高出地面排水河道的设计排渍水位 应根据控制地下水位 兼顾水产养殖 通航等的要求选定排水河道的断面 应根据设计排水流量和设计
25、水位 兼顾蓄涝 以及灌溉 通航 水产养殖水利卫生等综合利用要求 综合比较论证选定排水闸排水闸的设计排水流量 应根据排水工程系统情况和设计要求确定对无蓄涝区或蓄涝区水利工程水利计算规范水利设计规范标准文档规范规程及技术指南GB行业标准规范文档手册很小的 宜采用排水河道设计排水流量作为设计的依据 对有蓄涝区的 应进行调蓄演算计算设汁排水流量排水闸的闸上设计水位 对无蓄涝区或蓄涝区很小的 可采用闸前排水河道或引河的设计水位位于蓄涝区的闸 其闸上设计水位应按条规定的蓄涝区设计蓄涝水位确定排水闸的闸下设计水位 按承泄区水位确定汛期按抢排要求确定 冬春季宜采用多年枯季平均水位排水闸底高程和闸宽 应根据设计
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