精選水庫調(diào)洪演算的原理和方法講義

（優(yōu)選）水庫調(diào)洪演算的原理和方法現(xiàn)在是1頁\一共有41頁\編輯于星期日一、水庫調(diào)洪計算的任務(wù)

在水工建筑物或下游防護對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)一定的情況下，根據(jù)水文分析計算提供的各種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計洪水或已知的設(shè)計入庫洪水過程線、水庫特性曲線、擬定的泄洪建筑物的型式與尺寸、調(diào)洪方式等，通過計算，推求水庫出流過程、最大下泄流量、特征庫容和水庫相應(yīng)的特征水位。水庫調(diào)洪計算是確定入庫洪水、泄洪建筑物的型式與尺寸、調(diào)洪方式和調(diào)洪庫容之間的定量關(guān)系?，F(xiàn)在是2頁\一共有41頁\編輯于星期日二、水庫調(diào)洪計算的基本方程Q、q(m3/s)t(min)Q~tq~tqmaxQiQi+1qiqi+1V2-V1titi+1△t1、水量平衡方程一個方程兩個未知數(shù)沒有辦法求解水庫水量平衡示意圖現(xiàn)在是3頁\一共有41頁\編輯于星期日二、水庫調(diào)洪計算的基本方程HH00q(m3/s)Z(m)Z~q溢Z~q洞2、蓄泄方程溢洪道泄洪洞方程不是顯式，無法直接求解現(xiàn)在是4頁\一共有41頁\編輯于星期日三、水庫調(diào)洪計算方法（1）由Z~V曲線、泄流計算公式推求q~V曲線。（2）推求水庫下泄流量過程線q~t。（b）由起始條件確定Q1、Q2

、V1和q1。（c）試算(q2~V2~q'2)。1、列表試算法（d）將q2、V2作為下時段的起始條件，推求q~t。（a）分析確定起調(diào)水位Z1和計算時段。

無閘:Z1=Z堰頂有閘:Z1=Z限現(xiàn)在是5頁\一共有41頁\編輯于星期日三、水庫調(diào)洪計算方法q'2ΔtV2水量平衡方程q2、V2q~tq2=q'2起始條件Z1假設(shè)q2Q1、Q2V1、q1Z~Vq~Vq~Vqm、Zm？蓄泄方程推求q~t曲線示意圖現(xiàn)在是6頁\一共有41頁\編輯于星期日三、水庫調(diào)洪計算方法（3）在一張圖上點繪Q(t)和q(t)，推求qm。1、列表試算法（1）由Z~V曲線、泄流計算公式推求q~V曲線。（2）推求水庫下泄流量過程線q~t?，F(xiàn)在是7頁\一共有41頁\編輯于星期日三、水庫調(diào)洪計算方法Q、q(m3/s)t(min)Q~tq~tQ、q(m3/s)t(min)Q~tqmaxq~t△tt1t2qmaxt'qm是兩線的交點則計算正確；否則在t1，t2之間計算qm。現(xiàn)在是8頁\一共有41頁\編輯于星期日三、水庫調(diào)洪計算方法（4）推求Vm、V調(diào)、Zm。1、列表試算法qmaxVmZmV調(diào)=Vm-V汛限Z~Vq~V（3）在一張圖上點繪Q(t)和q(t)，推求qm。（1）由Z~V曲線、泄流計算公式推求q~V曲線。（2）推求水庫下泄流量過程線q~t。現(xiàn)在是9頁\一共有41頁\編輯于星期日列表試算法小結(jié)：洪水過程線起始條件q~V曲線的繪制←Z~Vq~t曲線的推求←試算qm的推求←繪圖Zm、Vm推求←查圖（表）現(xiàn)在是10頁\一共有41頁\編輯于星期日水庫調(diào)洪計算的半圖解法由上節(jié)知道列表試算法麻煩工作量大，故人們比較喜歡用半圖解法。等式兩邊同時除以△t,并移項均可與水庫水位Z建立函數(shù)關(guān)系現(xiàn)在是11頁\一共有41頁\編輯于星期日

因此，可根據(jù)選定的計算時段△t，已知的水庫容積關(guān)系曲線，以及根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位下泄流量關(guān)系曲線，事先計算并繪制曲線組：水庫調(diào)洪計算的半圖解法調(diào)洪計算半圖解法的雙輔助線現(xiàn)在是12頁\一共有41頁\編輯于星期日三、半圖解法的計算步驟水庫調(diào)洪計算的半圖解法1.根據(jù)已知的Q~t過程線、Z~V曲線、Z限、計算時段△t，確定調(diào)洪計算的起始時段，并劃分各計算時段。算出各時段的平均入庫流量以及定出第一時段初始的Z1、q1、V1各值?，F(xiàn)在是13頁\一共有41頁\編輯于星期日2.利用輔助線在圖上求解。水庫調(diào)洪計算的半圖解法?Z1abcdfgq2eZ2)/(2),/(2),/(333smqtVsmqtVsmQ???è?+D???è?-D下泄流量q（m3/s）0Z(m)現(xiàn)在是14頁\一共有41頁\編輯于星期日水庫調(diào)洪計算的半圖解法3.根據(jù)Z2值，利用水庫Ｚ～Ｖ曲線即可求出V2。4.將ｅ點代表的Ｚ2值作為下一時段的Ｚ1值1.根據(jù)已知的Q~t過程線、Z~V曲線、Z限、計算時段△t，確定調(diào)洪計算的起始時段，并劃分各計算時段。算出平均入庫流量Q1以及定出第一時段初始的Z1、q1、V1各值。2.利用輔助線在圖上求解得出Z2。5.求出該時段的Ｚ2、q2、V2值。如此逐時段進行計算，即可得到下泄流量過程線ｑ～ｔ?，F(xiàn)在是15頁\一共有41頁\編輯于星期日Q、q(m3/s)t(min)Q~tq~tQ、q(m3/s)t(min)Q~tqmaxq~t△tt1t2qmaxt'推求qm示意圖6.在一張圖上點繪Q(t)和q(t)，推求qm。水庫調(diào)洪計算的半圖解法現(xiàn)在是16頁\一共有41頁\編輯于星期日7.推求Vm、V調(diào)、Zm。qmaxVmZmV調(diào)=Vm-V汛限Z~Vq~V【例題】水庫調(diào)洪計算的半圖解法現(xiàn)在是17頁\一共有41頁\編輯于星期日【補償調(diào)節(jié)】水庫QQ區(qū)壩址AB6hqQB防洪保護區(qū)QB=q+Q區(qū)河流現(xiàn)在是18頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是19頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是20頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是21頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是22頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是23頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是24頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是25頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是26頁\一共有41頁\編輯于星期日【補償調(diào)節(jié)】水庫QQ區(qū)壩址AB6hqQB防洪保護區(qū)QB=q+Q區(qū)河流現(xiàn)在是27頁\一共有41頁\編輯于星期日有閘門控制的溢洪道調(diào)洪作用示意圖現(xiàn)在是28頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是29頁\一共有41頁\編輯于星期日水庫防洪計算一、水庫防洪計算的任務(wù)在防洪計算時，通常初步擬定泄流方式，這需要根據(jù)洪水特性、水庫安全、閘門啟閉設(shè)備，以及技術(shù)經(jīng)濟條件等綜合考慮加以論證確定。泄洪建筑物形式的選擇必須綜合考慮水利樞紐的地形條件、地質(zhì)條件、水庫大壩類型、綜合利用要求以及利用洪水預(yù)報進行泄洪的可能性等條件，最終選定時也必須進行技術(shù)經(jīng)濟比較論證。水庫防洪計算的任務(wù)，主要是對各種擬定的方案，通過調(diào)洪計算，求得最大下泄流量、調(diào)洪庫容和最高洪水位等技術(shù)參數(shù)，為技術(shù)經(jīng)濟論證和選擇最佳方案提供依據(jù)?，F(xiàn)在是30頁\一共有41頁\編輯于星期日水庫防洪計算的內(nèi)容，主要包括以下幾點：(1)根據(jù)庫區(qū)地形、地質(zhì)等條件，分析洪水特性及災(zāi)害情況，考慮興利庫容與調(diào)洪(防洪)庫容結(jié)合的可能和程度，擬定苦干個泄流建筑物形式、位置、尺寸，以及汛期運用方式的方案。(2)對各方案進行調(diào)洪計算，求得每個方案相應(yīng)于各種設(shè)計洪水的最大下泄流量、調(diào)洪庫容和最高洪水位。(3)計算各方案的大壩造價、淹沒損失、泄流建筑物投資、下游堤防造價、水庫防洪效益等經(jīng)濟指標(biāo)、進行技術(shù)經(jīng)濟分析與比較，選擇最佳方案?，F(xiàn)在是31頁\一共有41頁\編輯于星期日二、無閘溢洪道水庫的防洪計算

(一)下游無防洪要求時(1)擬定方案；(2)調(diào)洪計算；(3)計算壩高；(4)計算各方案的投資(5)選定方案現(xiàn)在是32頁\一共有41頁\編輯于星期日(二)下游有防洪要求在防洪水利計算中需要考慮下游安全泄量的要求，分別對樞紐標(biāo)準(zhǔn)與下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水進行調(diào)洪計要。具體的步驟是：(1)假定不同的溢洪道寬度B方案。(2)對下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計洪水進行調(diào)洪計算，求得B與qm的關(guān)系。舍去qm超過下游安全泄量的寬度方案。(3)對滿足下游防洪要求的諸方案，再對樞紐防洪標(biāo)準(zhǔn)的洪水，進行調(diào)洪計算，以確定壩高、設(shè)計洪水位與校核洪水位，以及相應(yīng)調(diào)洪庫容。并進行經(jīng)濟比較，求得經(jīng)濟上合理或最佳的方案。計算過程與無防洪要求的基本相同?，F(xiàn)在是33頁\一共有41頁\編輯于星期日三、有閘溢洪道水庫的防洪計算第十四章水庫防洪計算現(xiàn)在是34頁\一共有41頁\編輯于星期日現(xiàn)在是35頁\一共有41頁\編輯于星期日四、具有非常泄洪設(shè)施水庫的防洪計算(一)非常泄洪設(shè)施有的水庫校核洪水比設(shè)計洪水大得多，尤其當(dāng)校核洪水采用可能最大洪水時，二者相差更為懸殊。如只設(shè)有正常泄洪建筑物，必將增加工程造價。因此，為了安全又不致使造價過高，若條件許可，應(yīng)盡量修建位置適當(dāng)、工程比較簡易的非常泄洪建筑物，幫助正常泄洪設(shè)置宣泄比設(shè)計洪水大得多的洪水。(二)非常泄洪設(shè)施的啟用標(biāo)準(zhǔn)目前，多以某一庫水位作為啟用標(biāo)準(zhǔn)，這個水位稱為啟用水位。啟用標(biāo)準(zhǔn)較高，雖能減少下游洪水災(zāi)害，但會使建筑物規(guī)模增大，上游淹沒損失增加；啟用標(biāo)準(zhǔn)過低，建筑物規(guī)模小、造價低，但下游遭受洪水災(zāi)害機會增多，損失亦大。因此非常泄洪設(shè)施的啟用標(biāo)準(zhǔn)必須通過綜合技術(shù)經(jīng)濟論證來決定?，F(xiàn)在是36頁\一共有41頁\編輯于星期日(三)調(diào)洪計算針對已選定的非常溢洪道寬度、啟用水位、校核標(biāo)準(zhǔn)(或可能最大洪水)的入庫洪水過程，按無閘溢洪道的自由溢流，采用本章第二節(jié)所介紹的方法進行調(diào)洪計算，求得非常泄洪情況下的泄流過程線、最大下泄流量，在校核洪水標(biāo)準(zhǔn)下所需要的防洪庫容，以及校核洪水位和壩頂高程。必須指出，計算時應(yīng)使用合成泄流曲線及相應(yīng)的蓄泄曲線，即啟用水位的泄流量應(yīng)包括正常溢洪道的泄流量和非常溢洪道的泄流量。通過調(diào)洪計算成果，可以看出，當(dāng)溢洪道寬度不變時，如果降低啟用水位，溢洪道將提早泄洪，增大下泄流量和減小所需的防洪庫容。在啟用條件相同的情況下，非常泄洪設(shè)施的尺寸越大泄洪能力也越大，所需的防洪庫容也越小。因此，可根據(jù)上述的相互關(guān)系，以及地區(qū)的實際情況，對方案進行優(yōu)選。第十四章水庫防洪計算現(xiàn)在是37頁\一共有41頁\編輯于星期日ABC壩址區(qū)間陸面庫面水庫周邊流域分水線A、B、C為水庫回水末端入庫洪水示意圖入庫洪水：從水庫周邊匯入水庫（包括入庫斷面）的洪水?；厮┒撕樗畢^(qū)間陸面洪水庫面的降水量入庫洪水入庫洪水與壩址洪水的區(qū)別？現(xiàn)在是38頁\一共有41頁\編輯于星期日入庫洪水與壩址洪水的區(qū)別峰現(xiàn)時間提前洪峰增大峰形尖瘦峰前洪量增大洪量增大ABC壩址區(qū)間陸面庫面水庫周邊流域分水線A、B、C為水庫回水末端入庫洪水示意圖現(xiàn)在