水庫防洪調(diào)度

7.水庫防洪調(diào)度1精選課件7.1概述一、洪水與防洪洪水一般指由于暴雨、急劇冰雪融化等因素引起的江河水量迅速增加，水位迅猛上漲的自然現(xiàn)象。假設(shè)洪水超過江河、湖泊、水庫等水體的承受或容納能力而泛濫成災(zāi)，那么形成災(zāi)害性洪水。2精選課件7.1概述我國暴雨洪水具有以下兩個特點：1.洪水發(fā)生頻繁據(jù)統(tǒng)計，我國主要河流1900~1999年100年間共發(fā)生10%~20%以上的洪水213次，平均每年超過兩次，且每兩年可能發(fā)生一次頻率5%~10%的洪水，每三年左右可能發(fā)生一次頻率5%以上較大頻率的洪水。3精選課件7.1概述2.洪水峰高，洪量集中我國特殊的氣候條件，加上江河上中游山區(qū)集水面積廣闊，支流興旺，匯流迅速，下游河道位于沖擊平原，比降平緩，泄水不暢通，且干支流洪水極易遭遇，使得中國不少江河洪水洪峰高漲，洪量集中，大洪水和特大洪水年的洪峰流量和洪水總量往往數(shù)倍于正常年份。4精選課件7.1概述防洪措施是指防止或減少洪水災(zāi)害損失的各種手段和對策。它包括工程措施和非工程措施兩個方面：1.防洪工程措施防洪工程措施指為控制和抗御洪水以減免洪水災(zāi)害損失而修建的各種工程措施。防洪工程建設(shè)須根據(jù)流域和地區(qū)防洪規(guī)劃要求進行，一般是在上游興建控制性水庫，攔蓄洪水，消減洪峰；在中下游平原進行河道整治、加固堤防、開辟蓄滯洪區(qū)，調(diào)整和擴大洪水出路，使其形成一個完整的防洪工程體系。5精選課件7.1概述防洪工程措施通過對洪水的蓄、滯、分、泄，起到防洪減災(zāi)的效果。這種效果包括兩個方面：其一是提高江河抗御洪水的能力，即提高江河的防洪標準，從而減少洪災(zāi)出現(xiàn)的頻率；其二是出現(xiàn)超防洪標準的大洪水時，雖不能防止洪災(zāi)發(fā)生，但在一定程度上減少洪災(zāi)損失。由于受自然、技術(shù)、經(jīng)濟等條件的限制，不可設(shè)想由防洪工程措施來實現(xiàn)對洪水的完全控制。6精選課件7.1概述2.防洪非工程措施防洪非工程措施是指為了減少洪災(zāi)損失，采取公布和實施法令、政策及防洪工程以外的技術(shù)手段等方面的措施。例如洪水水情測報、預(yù)報和報警，防洪調(diào)度、防汛搶險、洪水風險管理等均屬于防洪的非工程措施。7精選課件7.1概述二、水庫防洪調(diào)度的任務(wù)、原那么和內(nèi)容任務(wù)：根據(jù)規(guī)劃設(shè)計或防洪復(fù)核選定的水庫工程洪水標準〔設(shè)計標準和校核標準〕和下游防洪對象的防洪標準，結(jié)合當年水庫的擋水建筑物、泄洪設(shè)施和配套工程的實際情況，按照水庫、下游河道堤防及分蓄洪區(qū)防洪體系聯(lián)合運用原那么及泄洪方式，在確保水庫工程平安的前提下，通過控制水庫泄流對入庫洪水進行調(diào)蓄，以保障上、下游防護對象的平安，并盡可能使水庫取得最大的綜合效益。8精選課件7.1概述為了完成上述任務(wù)，必須遵循的原那么是：在確保水庫工程平安的前提下，最大限度地發(fā)揮水庫對上、下游的防洪作用；在滿足第一條原那么根底上，正確處理防洪與興利的關(guān)系，盡量使防洪庫容結(jié)合興利，并力求少留調(diào)洪庫容，且通過預(yù)報調(diào)度重復(fù)利用，提高水庫綜合效益；力求合理核定調(diào)洪參數(shù)，使制定的調(diào)洪規(guī)那么和防洪調(diào)度圖既平安可靠，又切合實際；應(yīng)根據(jù)洪水預(yù)報來擬定和不斷修正泄洪方式，盡量使下泄流量均勻，以減輕下游的防洪壓力。9精選課件7.1概述水庫防洪調(diào)度的主要內(nèi)容：不定期的復(fù)核水庫防洪參數(shù)〔汛限水位、最高洪水位等〕；根據(jù)水庫工程洪水標準及水庫對下游承擔的防洪任務(wù)，確定水庫洪水調(diào)度方式和控制泄流的判別條件；制定防御超標準洪水的非常措施及其使用條件；根據(jù)原規(guī)劃設(shè)計或復(fù)核修正后的規(guī)劃設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)狀，編制水庫防洪調(diào)度方案和當年度汛方案，在遭遇洪水時，據(jù)此進行實時防洪調(diào)度。包括汛期分期調(diào)度，承擔下游防洪任務(wù)的分級控制泄流，以及水庫群的聯(lián)合防洪調(diào)度。10精選課件7.1概述三、我國防洪調(diào)度管理模式1.組織機構(gòu)我國國務(wù)院設(shè)立國家防汛總指揮部，負責組織領(lǐng)導(dǎo)全國的防洪工作。有防洪任務(wù)的縣級以上地方政府，設(shè)立防汛指揮部，由各級人民政府的首長擔任指揮。水利部所屬的流域管理機構(gòu)內(nèi)部組成防汛辦事機構(gòu)，黃河、長江等跨省的重要河流設(shè)防汛總指揮部，由流域機構(gòu)負責人負責。11精選課件7.1概述2.責任制度防汛是一項責任重大的工作，必須建立健全各種防汛責任制度，做到有章可循，各施其職。我國防洪工作實行各級人民政府行政首長負責制，實行統(tǒng)一指揮，分級分部門負責；各有關(guān)部門實行防汛崗位責任制。具體包括如下：12精選課件7.1概述行政首長負責制分級責任制分包責任制崗位責任制技術(shù)責任制值班工作制度13精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法為利用水庫的調(diào)蓄作用，滿足防洪減災(zāi)的要求，需在興利調(diào)節(jié)的根底上，進一步做好防洪計算，合理制定出調(diào)洪庫容、設(shè)計洪水位和校核洪水位、壩高等，這便是調(diào)洪計算的中心內(nèi)容。14精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法一、水庫調(diào)洪計算原理水庫調(diào)洪計算也稱為調(diào)洪演算，其一般課題是，對一定的水庫和泄洪建筑物類型、尺寸、調(diào)洪方式，入庫流量過程推求出庫洪水過程、最大下泄流量和防洪特征庫容、特征水位。15精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法1.水庫泄洪建筑物泄流能力分析在水庫樞紐工程中，根據(jù)水庫的具體條件，可設(shè)外表溢洪道或深水式泄洪洞，或兩者兼有。泄洪建筑物在某水頭下的泄流能力，是指該水頭下泄洪建筑物可能通過的最大流量，是實際泄流量的上限。對于無閘溢洪道，該水頭下的泄流量和泄流能力一致；對于有閘溢洪道，當閘門全開時兩者也是一致的。溢洪道的泄流能力僅隨水頭而變化，只是在實際應(yīng)用中，無閘溢洪道只能按泄流能力下泄，有閘溢洪道可以在泄流能力之內(nèi)按調(diào)洪方式由閘門控制泄流。16精選課件17精選課件18精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法溢洪道的泄流能力可按堰流公式計算：〔8-1〕式中q溢溢洪道泄流能力〔m3/s〕;H0堰頂水頭〔m〕；B溢流堰凈寬〔m〕；M1溢流系數(shù)，其值取決于溢流堰形式。19精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法泄洪洞的泄流能力可按有壓管公式計算：〔8-2〕式中q洞泄洪洞的泄流能力〔m3/s〕;H0泄洪洞計算水頭〔m〕；w泄洪洞洞口過水斷面面積〔m2〕；M2流量系數(shù)。20精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法從〔8-1〕〔8-2〕可知，對于一定的泄洪建筑物來水，q僅為H的函數(shù)，而H又取決于庫水位Z，Z又與庫容V成單值函數(shù)形式，即q=f(V)。為了調(diào)洪計算上的方便，常將式〔8-1〕〔8-2〕繪制成蓄泄曲線q-V，其中q為當水庫蓄水量V是對應(yīng)的泄流能力。21精選課件22精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法2.調(diào)洪計算根本原理溢洪道上不設(shè)閘門或雖有閘門但閘門全開的調(diào)洪是水庫調(diào)洪的根本方式，因此針對該種調(diào)洪方式討論調(diào)洪計算的根本原理〔泄洪洞與溢洪道類似〕。23精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法水庫調(diào)洪是在水量平衡和動力平衡〔即水力學(xué)中的圣維蘭方程〕的支配下進行的。水量平衡可表示為水庫的水量平衡方程，動力平衡可由水庫蓄泄方程〔或蓄泄曲線〕來反映。從起調(diào)開始，逐時段連續(xù)求解這兩個方程，即可由入庫流量過程Q~t求出出庫流量過程q~t，這就是水庫調(diào)洪計算所遵循的根本原理。24精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法水庫水量平衡方程在某一段時間△t內(nèi)，入庫流量減去出庫流量，應(yīng)等于該時段內(nèi)水庫蓄水量的變化，因此水量平衡方程為：〔8-3〕25精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法水庫蓄泄方程或蓄泄曲線溢洪道無閘門或閘門全開時的泄流量就是溢洪道的泄流能力，對于某一水庫，當泄洪建筑物的形式、尺寸一定時，泄流能力q僅取決于水庫蓄水量V，因此水庫蓄泄方程為：q=f(V)或q-V曲線〔8-4〕26精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法在式〔8-3〕〔8-4〕中，僅q2、V2為未知數(shù)，故可聯(lián)立求解。例如第一時段，Q1、Q2可從入庫洪水過程線得知，q1、V1可由起調(diào)水位Z1查Z-V，q-V線得到，從而可聯(lián)立求解出q2、V2。該時段q2、V2正是第二時段開始時的q1、V1，于是又可聯(lián)立解出該時段末的q2、V2，依次類推，即可求得水庫下泄流量過程線、最大下泄流量q1、調(diào)洪庫容V洪和水庫最高洪水位Z洪。27精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法二、水庫調(diào)洪計算方法試算法是一種最根底的、用途較廣的水庫調(diào)洪計算方法，不管溢洪道是否設(shè)閘和計算時間是否固定均可使用，其計算步驟為：根據(jù)水位庫容曲線Z-V和擬定的泄洪建筑物類型、尺寸，計算和繪制水庫的蓄泄曲線q-V。分析調(diào)洪開始時的起始條件，即起調(diào)水位和與之相應(yīng)的庫容、下泄流量。28精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法從調(diào)洪開始，試算各時段末的q2、V2。對于第一時段，Q1、Q2、q1、V1及△t均為，假設(shè)q2，可由水量平衡方程〔8-3〕求得V2，由V2在q-V關(guān)系曲線上又可查得q’2，假設(shè)兩者相等，假設(shè)的q2即為所求。否那么，應(yīng)重設(shè)，重復(fù)上述計算過程，直到兩者相等為止。這樣，求得的q2、V2，又是下一時段的q1、V1。以此類推，直到調(diào)度期末，即得所需的下泄流量過程q~t。29精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法將入庫洪水過程Q~t和下泄流量過程q~t點匯在一張圖上，假設(shè)計算的最大下泄流量qm正好是兩條線的交點，那么計算的qm是正確的；否那么，說明計算的qm有誤差，此時應(yīng)改變計算時段△t進行試算，直到計算的qm是入庫洪水過程Q~t和下泄流量過程q~t的交點。30精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法由qm查q-V曲線，得最高洪水位的總庫容Vm，從中減去堰頂以下的庫容，即得到調(diào)洪庫容V洪，由Vm查Z~V曲線，可得最高洪水位Z洪。顯然，當入庫洪水為設(shè)計標準洪水時，求得的qmV洪Z洪即為設(shè)計標準下的最大下泄流量qm設(shè)、設(shè)計調(diào)洪庫容V設(shè)、設(shè)計洪水位Z設(shè)；當入庫洪水位校核標準洪水時，即得到相應(yīng)校核數(shù)據(jù)。31精選課件32精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法【例】某水庫，設(shè)計標準的洪水過程線Q~t如表6.3第(1)(3)欄所列。用試算法推求水庫下泄流量過程、設(shè)計最大下泄流量過程、設(shè)計調(diào)洪庫容和設(shè)計洪水位。計算時段取△t=12小時。33精選課件34精選課件35精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法推求該水庫的蓄泄曲線q~V。該水庫蓄泄曲線q~V已經(jīng)給出如表6.2所示。確定調(diào)洪的起始條件。溢洪道屬于無閘門控制的情況，對設(shè)計條件，取起調(diào)水位與堰頂平齊，且等于正常蓄水位，故得該水庫的起調(diào)水位為116m，與之相應(yīng)的庫容V1為247*106m3，下泄流量q1為發(fā)電流量q電=10m3/s。36精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法推求下泄流量過程線。對于第一時段，確定起始為條件V1=247*106m3、q1=10m3/s和的Q1=10m3/s、Q2=140m3/s，求V2、q2：假設(shè)q2=30m3/s，由(8-3)得依計算得到V2查q~V曲線，得q2=20m3/s，與原假設(shè)不符，故需重設(shè)q2進行計算。假設(shè)q2=20m3/s，由(8-3)得37精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法再由計算得到V2q~V曲線，得q2=20m3/s，與假設(shè)相符，故V2=247*106m3，

q2=20m3/s即為所求，并分別填入表6.3(9)(6)欄。以第一時段所求V2、

q2作為第二時段初的V1、

q1，重復(fù)上述試算過程，又可得到第二時段V2=265.26*106m3，

q2=105m3/s。依次類推連續(xù)試算下去，即得表6.3第(6)欄所示的下泄流量過程q~t。38精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法最大下泄流量qm的計算。按△t=12h不變，取表6.3中(1)(3)(6)欄的t、Q、q值，繪出如下圖Q-t及q-t〔虛線為退水過程〕過程線，可見以△t=12h逐時段試算求得的qm=240m3/s不是正好在Q-t及q-t交點上，而是在Q-t的偏下方，這顯然是不正確的。39精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法以240m3/s作為qm不正確的原因，在于第四時段仍取△t=12h太長了，因此減小計算時段進行試算。設(shè)qm=

q2=

Q2=250m3/s，于是在圖6.5上查得△t=2h，該時段初的V1=279.18*106m3、

q1=240m3/s和Q1=279m3/s，再進行水量平衡計算得：依計算得到V2查q~V曲線，得q2=250m3/s，與假定的qm相符，故qm=250m3/s及為所求，出現(xiàn)在第38h。40精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法此后仍采用與第3步相同的方法，對38~48h的時段〔△t=10h〕進行試算，求得48h的q為230m3/s。圖中36~48h用實線繪出的q-t，代表該時段正確的下泄流量過程。推求設(shè)計調(diào)洪庫容V設(shè)和設(shè)計洪水位Z設(shè)。按qm=250m3/s從圖6.3的q-V曲線上查得相應(yīng)的總庫容Vm=279.32*106m3，減去堰頂高程以下的庫容247*106m3，即得V設(shè)=32.32*106m3，由Vm=279.32*106m3從表6.1Z-V曲線查得Z設(shè)=118.21m。41精選課件7.2洪水調(diào)節(jié)計算原理及方法三、考慮動庫容的調(diào)洪計算方法以上所介紹的調(diào)洪計算方法，是以靜庫容曲線為根底進行的，即把水庫水面近似地作為水平面進行調(diào)洪計算，這對于通常所遇到的湖泊式水庫是適宜的，不僅算法簡便，且能滿足計算精度要求。但對峽谷型水庫，當通過大洪水時，水庫外表呈現(xiàn)出明顯的水面坡降，假設(shè)仍按靜庫容計算，不考慮楔形庫容，會使計算的壩前水位偏高，結(jié)果發(fā)生較大誤差?？紤]動庫容影響進行調(diào)洪計算，其根本原理和方法與靜庫容計算根本相同，可采用試算法逐時段連續(xù)求解水庫水量平衡方程和蓄泄方程。不同在于需要把靜庫容q-V曲線改繪成以入庫流量Q為參數(shù)的Q-q-V曲線。42精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度一、水庫調(diào)洪方式水庫調(diào)洪方式是指為滿足既定的防洪任務(wù)和要求而擬定的水庫調(diào)洪的具體蓄泄方式。水庫調(diào)洪方式概況起來可分為水庫對下游無防洪任務(wù)的自由敞泄方式和對下游有防洪任務(wù)的控制泄流方式。43精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度對于不承擔下游防洪任務(wù)的水庫，采用敞泄方式時，最大敞泄流量應(yīng)不大于相應(yīng)設(shè)計洪水的洪峰流量；對于承擔下游防洪任務(wù)的水庫，應(yīng)一并考慮大壩防洪平安和下游防洪要求，分別擬定水庫大壩自身平安和滿足下游防洪減災(zāi)要求的調(diào)度方式，明確水庫按保證下游防洪平安調(diào)度轉(zhuǎn)為保壩平安調(diào)度的判別條件，處理好兩者的銜接過渡，盡可能減小泄量的大幅突變對下游河道、堤防的不利影響。44精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度二、水庫防洪調(diào)度圖由水庫在汛期各個時刻的蓄水指示線組成。它是反映汛期內(nèi)不同時刻，為了攔蓄洪水，水庫所必須留出的防洪庫容。它包括：防洪限制水位、防洪調(diào)度線、各種標準的防洪高水位及由這些線所劃分的調(diào)洪區(qū)。45精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度〔一〕防洪調(diào)度線的繪制防洪調(diào)度線是指為滿足平安地攔蓄設(shè)計洪水的要求，汛期各時刻水庫必須預(yù)留攔洪庫容的蓄水指示線。它是根據(jù)下游防洪標準的設(shè)計洪水過程線，從防洪限制水位開始，進行調(diào)洪計算而得出的水庫蓄水指示線。防洪調(diào)度線至設(shè)計洪水位的縱距表示水庫在汛期各時刻所應(yīng)預(yù)留的防洪庫容。46精選課件47精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度由于設(shè)計洪水可能有不同的分配過程，為確保防洪平安，應(yīng)選擇幾個不同分配的典型設(shè)計洪水過程，分別繪出其蓄水過程線，最后取其下包線作為防洪調(diào)度線。48精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度〔二〕防洪限制水位確實定防洪限制水位Z限是假定不同時段的起調(diào)水位，分別對校核洪水、設(shè)計洪水過程線，進行調(diào)洪計算，求出相應(yīng)的校核、設(shè)計洪水位，且考慮興利的要求后，進行比較確定的。49精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度我國絕大多數(shù)河流的洪水來源于降雨，各個時期由于降雨的成因不同，所形成的洪水，其特征與大小也有所不同。一些水庫可根據(jù)汛期各個時期，設(shè)計洪水大小的不同，分別擬定各時段的防洪庫容，分期蓄水，分期進行防洪調(diào)度，逐步抬高防洪限制水位，使原來只能用于防洪的局部庫容既可用于防洪，又可用于興利。50精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度1.分期洪水確實定對于洪水分期，首先要對暴雨成因或暴雨洪水發(fā)生規(guī)律進行分析。一般認為，當汛期洪水的變化有明顯規(guī)律時，才可將汛期按不同類型的洪水劃分成假設(shè)干階段。如果洪水大小在整個汛期無明顯差異，但由于下游河道的允許平安泄量，洪水預(yù)報的預(yù)見期及預(yù)報精度等在各個時期有所不同，因而能夠留出不同的防洪庫容，亦具備分期條件。51精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度在實際工作中，某些水庫形成洪水的降雨系統(tǒng)，在時間上雖無明顯分界，但在強度上逐漸減弱，亦可進行分期，但必須具備三個條件：具有較長的洪水資料〔50年以上為好〕；有大洪水調(diào)查資料；除單站資料外，還有條件能對洪水分期進行可行性分析。52精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度2.分期洪水起訖日期的劃分確定分期洪水，必須對水文氣象規(guī)律進行認真的分析，找出各分期洪水的界限，一般從兩方面入手：分析形成大洪水天氣系統(tǒng)的運行規(guī)律，確定分析起訖時間例如，山西省汾河水庫的汛期為6~9月。其中6~7月份受極峰北進的影響，容造成特大暴雨洪水，這種洪水漲勢迅猛，對防洪十分不利；8~9月份主要受極峰南撤的影響，造成強度不大的降雨，但其范圍廣，歷時長，也可形成特大洪水，但此類洪水漲勢慢，洪峰相對不高，對防洪來說相對有利。根據(jù)以上分析，該水庫汛期可分為兩期：6~7月份為前汛期，8~9月份為后汛期。53精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度統(tǒng)計洪水〔暴雨〕出現(xiàn)規(guī)律通過統(tǒng)計年最大或大于某一標準洪水〔暴雨〕在各月、旬出現(xiàn)次數(shù)所占百分比來確定分期的起訖日期?！纠繌V東省楓樹壩水庫具有17年實測洪水資料〔1959~1975年〕，下游龍川站有24年實測資料。另據(jù)調(diào)查，1310~1864年的554年間，有較大歷史洪水34次。據(jù)分析認為，實測系列具有一定代表性。54精選課件55精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度通過對實測和歷史洪水資料分析，可見洪水季節(jié)變化特點如下：①4~6月的洪水主要由峰面雨形成，一般為復(fù)峰型，洪水歷時較長。據(jù)17年實測最大流量出現(xiàn)時間統(tǒng)計，4~6月洪水出現(xiàn)的頻率占全部實測年份的82.3%，其中6月份出現(xiàn)年內(nèi)最大洪水頻率最多，占41.2%，5月份次之，占35.2%。②7~9月份的洪水受臺風影響較大，多為單峰型，洪水歷時較短，洪水出現(xiàn)的頻率為17.6%。因此根據(jù)該留言洪水成因、洪水出現(xiàn)時間的分布和洪峰形狀的不同，將4~6月劃為前汛期，7~9為后汛期。56精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度3.確定分期設(shè)計洪水過程線分期洪水設(shè)計過程線確實定，是根據(jù)分期洪水的時間界限，在各分期內(nèi)洪水按年內(nèi)最大值選樣，然后分別對各分期洪水進行頻率分析，求出各分期不同設(shè)計標準的洪峰流量與洪水總量，并按各分期洪水的特點，選出典型洪水過程線，再按洪峰、洪量同頻率控制的原那么，求出不同設(shè)計標準的分期洪水過程線。但選樣時要注意，不宜將洪水發(fā)生時間提前或錯后，當一次洪水跨越兩個時期時，要視其洪峰或定時段的洪量的主要局部在哪一期，作為該期樣本，不能重復(fù)選樣。57精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度4.防洪限制水位確實定在設(shè)計洪水位、校核洪水位已定的情況下，假設(shè)假設(shè)干個〔2~3個〕起調(diào)水位，分別對分期設(shè)計洪水進行調(diào)洪演算，求出相應(yīng)的最高庫水位、最大下泄流量及需要的防洪庫容。繪制起調(diào)水位與相應(yīng)最高庫水位的關(guān)系曲線，根據(jù)此關(guān)系線與設(shè)計〔校核〕洪水位，即可求出防洪限制水位。58精選課件楓樹壩水庫調(diào)洪起始水位與最高水位關(guān)系圖59精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度最后，將水庫的設(shè)計洪水位、校核洪水位、防洪高水位、正常蓄水位及以上所定防洪限制水位，繪制于同一圖上，即為防洪調(diào)度圖。60精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度〔三〕防洪與興利關(guān)系的分析根據(jù)水庫的調(diào)節(jié)能力和洪水特性，水電站水庫在分配防洪庫容和興利庫容時，會出現(xiàn)三種典型情況。①防洪庫容與興利庫容完全分開。這時，汛限水位和正常蓄水位重合，全年都預(yù)留相同的防洪庫容。②防洪庫容與興利庫容局部重疊。這時，汛限水位在正常蓄水位和死水位之間，設(shè)計洪水位高于正常蓄水位，僅在汛期預(yù)留足夠的防洪庫容。③防洪庫容與興利庫容完全重疊。這時，設(shè)計洪水位與正常蓄水位重合，此重疊庫容汛期用于防洪，汛末蓄水興利。61精選課件62精選課件9.16防洪庫容與興利庫容結(jié)合方式(1)興利庫容(2)防洪庫容(3)調(diào)洪庫容(4)死庫容63精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度我國雨洪河流的洪水在年內(nèi)分配上一般具有明顯的季節(jié)性〔如黃河中下游主要汛期在7~9月，長江中游為6~9月〕。因此，水庫在主汛期預(yù)留足夠的防洪庫容，以調(diào)節(jié)可能發(fā)生的洪水，循環(huán)利用余水充蓄局部或全部防洪庫容，以到達一庫多用的目的。所以防洪與興利庫容結(jié)合的方式應(yīng)盡量采用第二類或第三類。對于流域面積較小，洪水無明顯規(guī)律可循的山區(qū)河流，或某些中小型水庫泄洪設(shè)備無閘門控制時，才采用防洪庫容與興利庫容完全分開的方式。64精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度三、水庫常規(guī)調(diào)洪規(guī)那么及其實施水庫防洪調(diào)度規(guī)那么是根據(jù)水庫防洪調(diào)度的任務(wù)、防洪特征水位、水庫的調(diào)洪方式、水庫泄流量的判別條件等，編制的決定水庫防洪調(diào)度的具體規(guī)定和操作指示。其作用是指明在各種可能情況下，水庫應(yīng)當如何蓄泄。65精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度1.入庫洪水量級的判別擬定合理的防洪調(diào)度方式，是實現(xiàn)水庫對洪水進行合理調(diào)節(jié)，確保水庫平安，提高水庫綜合效益的重要環(huán)節(jié)。而合理防洪調(diào)度方式的實現(xiàn)，決定于對入庫洪水判別的正確與否。判別方法如下：①以入庫流量作為判別條件用入庫流量判別入庫洪水的標準，是以各種頻率的洪峰流量作為判別條件。在實際工作中，要求根據(jù)預(yù)報的洪峰洪量，來判別入庫洪水的標準，因此要求水文預(yù)報要及時并且精度高。采用入庫流量作為判別條件，一般適用于調(diào)洪庫容小，洪峰流量對庫水位的變化起主要作用的水庫。66精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度②以庫水位作為判別條件當水庫的防洪庫容較大，下游的防洪任務(wù)較重時，宜采用以各種頻率洪水的調(diào)洪最高庫水位作為判別條件。調(diào)度時，根據(jù)實際庫水位到達何種頻率洪水的最高調(diào)洪水位來判別出現(xiàn)洪水的大小，由此來決定泄流量的大小。用庫水位作為判別條件，一般不會發(fā)生未到達標準就加大泄量的情況。但由于加大泄量較遲，對泄洪時機的掌握較晚，因而水庫需要有較大的防洪庫容。67精選課件68精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度綜合判別法即結(jié)合使用水位和流量兩個判別條件的各種方法。如在洪水調(diào)度中按庫水位和入庫流量中哪一項先滿足各自的最大值來判別洪水的級別，由此決定水庫以相應(yīng)級別洪水的調(diào)洪規(guī)那么控制泄流。69精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度以峰前量作為判別條件采用庫水位作為判別條件較為穩(wěn)妥，但加大泄水相對較遲，所需防洪庫容較大；以入庫流量作為判別條件，可以早一些判別洪水頻率，但可靠性差。因而提出峰前量作為判別條件，調(diào)度方式如下：當水庫下泄流量為q時，需防洪庫容為V=V1+V2，其中峰前蓄水量為V1，峰后蓄水量為V2。如果等待水庫蓄水量到達V以后，才認為這次洪水已超過標準，雖然判別可靠，但時間較遲。70精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度假設(shè)選擇的洪水典型有足夠的可靠性，那么在峰前局部已經(jīng)蓄水V1的情況下，就可以判別這次洪水總量將到達V，于是在實際運用中，假設(shè)某次洪水峰前蓄水量超過V1，那么可認為洪水已超過標準，可改按下一級標準調(diào)度。該方法較單純以全部防洪庫容相應(yīng)的庫水位作為判別條件更為有利。71精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度〔二〕防洪調(diào)度規(guī)那么在確定水庫的調(diào)洪方式及選定洪水判別條件的根底上，必須將水庫在各種洪水條件的調(diào)洪方式加以總結(jié)和歸納，并根據(jù)洪水的判別條件，從常遇洪水一直到校核洪水，有序地、彼此連貫地逐一規(guī)定水庫泄水方式和操作方法，用明確規(guī)定的條文形成水庫的防洪調(diào)度規(guī)那么。72精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度水庫調(diào)洪方式的選擇是制定防洪調(diào)度規(guī)那么的根底。對于承擔下游防洪任務(wù)的水庫，應(yīng)采用分級控制方式，表達“小水少放、大水多放〞的原那么；對于不承擔下游防洪任務(wù)的水庫，可以采用自由泄流或敞開泄洪調(diào)度方式，即在調(diào)度時，只需考慮水庫工程本身的防洪平安，下泄流量不受限制。73精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度控制不同泄量的依據(jù)是洪水的量級。應(yīng)根據(jù)水庫及其下游區(qū)間洪水的規(guī)律尋求某種水文要素的指標量作為判別條件。良好的判別條件，可使判斷的失誤率縮小，而且可較早做出判斷。74精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度為編制水庫防洪調(diào)度規(guī)那么而進行水庫調(diào)洪計算時，必須從常規(guī)洪水至校核洪水有序地、彼此銜接逐級進行，每次進行較大洪水的調(diào)洪計算，必須從小到大逐級控制泄量，即必須結(jié)合判斷條件，根據(jù)已出現(xiàn)的洪水情況，逐級加大泄量。75精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度防洪調(diào)度規(guī)那么具有整體性和連貫性。連貫性表達在不管出現(xiàn)哪個量級的洪水，總是應(yīng)該按規(guī)那么逐條連續(xù)操作，直到出現(xiàn)洪水量級與條款規(guī)定的洪水一致為止；整體性表達在水庫防洪調(diào)度規(guī)那么是防洪特征參數(shù)，泄洪建筑物形式、尺寸、運用條件，水庫調(diào)洪方式，洪水判別條件等要素的共同產(chǎn)物。任何要素的變動，原那么上都應(yīng)該對水庫防洪調(diào)度規(guī)那么進行全面復(fù)核和修訂。76精選課件7.3水庫防洪常規(guī)調(diào)度防洪調(diào)度規(guī)那么包括以下內(nèi)容：前、后汛期水庫遭遇一般較小洪水，且?guī)焖晃闯^防洪限制水位時的興利蓄水與防洪調(diào)度的規(guī)定。水庫發(fā)生常遇洪水〔5年、10年一遇洪水〕、防洪標準洪水、大壩設(shè)計標準洪水及特大稀遇洪水的判別條件，控制泄量、調(diào)度方式和采取相應(yīng)措施的規(guī)定。水庫遭遇不同頻率洪水時，泄洪設(shè)備閘門啟閉的決策程序和閘門操作的有關(guān)規(guī)定。汛中和汛末水庫攔洪的消落和回蓄的有關(guān)規(guī)定。整個汛期利用洪水預(yù)報采取預(yù)泄、預(yù)蓄的有關(guān)措施和規(guī)定。77精選課件〔三〕防洪調(diào)度規(guī)那么應(yīng)用方法由于常規(guī)調(diào)度只是利用已發(fā)生的洪水信息，對影響后期調(diào)度效果的洪水預(yù)報信息利用缺乏，從而可能會出現(xiàn)一些不太合理的現(xiàn)象，如洪水預(yù)報后期有較大的降雨，但利用已發(fā)生的信息卻使泄洪偏??；或是洪水預(yù)報后期無降雨，利用已發(fā)生的信息卻使泄洪偏大等。78精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度對于水電站水庫而言，如果在防洪調(diào)度時考慮預(yù)報預(yù)泄，不僅能提高水庫的防洪能力，減輕下游所承受的洪水壓力，還能增發(fā)電能，提高電站的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)代水文氣象信息的收集與傳輸手段日趨完善，水文預(yù)報的理論和方法日漸成熟，為水庫防洪預(yù)報調(diào)度的實施創(chuàng)造了良好的條件。考慮預(yù)報進行防洪調(diào)度的最重要條件，是必須具有可靠的、有一定預(yù)見期的、相當精度且經(jīng)檢驗合格率較高的預(yù)報方案。79精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度〔一〕預(yù)報方案的分析評定對預(yù)報方案進行分析評定包括定性和定量兩個方面，即不僅需對編制方案所采用的預(yù)報方法的理論依據(jù)及所引用的點距因誤差很大而欲舍棄的理由作出合理性分析，還需對預(yù)報誤差作出定量分析。理論上，水文預(yù)報誤差表現(xiàn)在數(shù)量、分配和發(fā)生時間三個方面，它們都對預(yù)報調(diào)度產(chǎn)生影響，但目前還僅能從洪水某一特征值的數(shù)量上來考慮。80精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度預(yù)報誤差在數(shù)量上的表現(xiàn)形式有：絕對誤差：δ=預(yù)報值-實測值相對誤差：e=(δ/實測值)×100%相對精度：μ=1-e/100合格率：a，即符合精度要求的點據(jù)數(shù)與總點據(jù)數(shù)之比。81精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度評定方法：首先對每一次有記錄的洪水按預(yù)報方案進行一次預(yù)報計算得出其預(yù)報值，與實測值比照，計算出絕對誤差和相對誤差。然后統(tǒng)計在各種允許誤差條件下的合格率，繪制成相對誤差e與合格率a關(guān)系曲線?？梢?，合格率要求越高，相對誤差越大。82精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度防洪調(diào)度對預(yù)報的要求，首先是合格率要高，即使誤差大一些，也應(yīng)這樣考慮。因為預(yù)報誤差可以通過調(diào)度中逐時段的修正來得到消除。但如合格率過低，盡管誤差小，使用價值也不大，因為這樣可能會出現(xiàn)誤差大大超過原定的情況，從而使防洪調(diào)度決策失誤。83精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度〔二〕水庫防洪預(yù)報調(diào)度84精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度如果汛限水位相同，那么預(yù)報預(yù)泄調(diào)度可以減小調(diào)洪庫容；如果防洪上限水位一定，那么預(yù)報預(yù)泄調(diào)度可以提高汛限水位，增大興利庫容。85精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度〔三〕水庫防洪預(yù)報調(diào)度的實施汛期水庫防洪調(diào)度的重要工作，是利用一次洪水預(yù)報或中、短期水文預(yù)報進行水庫的預(yù)泄或回蓄，水庫在整個汛期內(nèi)的預(yù)泄與回蓄可能交替進行屢次。水電站水庫的預(yù)泄可分為防洪預(yù)泄和發(fā)電預(yù)泄，兩者都是在洪水來臨前水位達汛限水位的情況下，為各自的調(diào)度目的而進行的，來水都采用預(yù)報偏小值。86精選課件7.4水庫防洪預(yù)報調(diào)度防洪預(yù)泄對于水庫是為了降低最高調(diào)洪水位，以確保水庫平安或增大總的調(diào)洪庫容；對下游防洪是為了錯峰或減小下泄流量。發(fā)電預(yù)泄一般在洪水不大的情況下進行。預(yù)泄流量不能超過電站最大過水能力，同時還要考慮水庫的回蓄能力?？紤]回蓄能力的方式是，對預(yù)報來水進行在電站過水能力控制下的預(yù)泄調(diào)度計算，假設(shè)一場洪水預(yù)泄后需要的總調(diào)洪庫容大于或等于預(yù)泄庫容，那么預(yù)泄方案成立，否那么應(yīng)