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水库防洪调节计算

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水库兴利调节计算

水库兴利调节计算
四、库区淹没、浸没和水库淤积
（一）库区淹没、浸没
在河流上建造水库将带来库区的淹没和库区附近土地的浸没，使库区原有耕地及建筑物被废弃，居民、工厂和交通线路被迫迁移改建，造成一定的损失。在规划设计水库时，要十分重视水库淹没问题。我国地少人多，筑坝建库所引起的淹没问题往往比较突出，对淹没问题的考虑和处理就更需周密慎重。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；当溢洪道有操作闸门时，多数情况下正常蓄水位也就是闸门关闭时的门顶高程。
正常蓄水位是水库最重要的特征水位之一，它是一个重要的设计数据。因为它直接关系到一些主要水工建筑物的尺寸、投资、淹没、综合利用效益及其他工作指标；大坝的结构设计、强度和稳定性计算，也主要以它为依据。因此，大中型水库正常蓄水位的选择是一个重要问题，往往牵涉到技术、经济、政治、社会、环境等方面的影响，需要全面考虑，综合分析确定。
一般把用来反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线。它包括水库水位～面积关系曲线和水库水位～容积关系曲线，简称为水库面积曲线和水库容积曲线，是最主要的水库特性资料。
（一）水库面积曲线
水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积的关系曲线。水库的水面面积随水位的变化而变化。库区形状与河道坡度不同，水库水位与水面面积的关系也不尽相同。面积曲线反映了水库地形的特性。
一般情况下，按静库容进行径流调节计算，精度已能满足要求。但在需详细研究水库回水淹没和浸没问题或梯级水库衔接情况时应考虑回水影响。对于多沙河流，泥沙淤积对库容有较大影响，应按相应设计水平年和最终稳定情况下的淤积量和淤积形态修正库容曲线。
二、水库的特征水位及其相应库容
表示水库工程规模及运用要求的各种库水位，称为水库特征水位。它们是根据河流的水文条件、坝址的地形地质条件和各用水部门的需水要求，通过调节计算，并从政治、技术、经济等因素进行全面综合分析论证来确定的。这些特征水位和库容各有其特定的任务和作用，体现着水库运用和正常工作的各种特定要求。它们也是规划设计阶段，确定主要水工建筑物尺寸(如坝高和溢洪道大小)，估算工程投资、效益的基本依据。这些特征水位和相应的库容，通常有下列几种，分别标在图2－3中。

第三章水库洪水调节及计算

第三章水库洪水调节及计算
（1）若水库不需承担下游防洪任务，则应按水工建筑物本身 的防洪安全要求选定防洪标准。
水工建筑物的防洪标准：
一是正常运用情况的标准，称设计标准，不超过这种标 准的洪水（设计洪水）来临时，水库枢纽一切工作维持正常 状态；
二是非常运用情况的标准，称校核标准，该种标准的洪 水（校核洪水）来临时，水库枢纽的某些正常工作和次要建 筑物允许暂时受到破坏，但主要建筑物（如大坝、溢洪道等） 必须确保安全。
水库调洪计算的实用公式（瞬态法）： 水量平衡方程：
蓄泄方程：
方程或曲线，可按泄洪建筑物的水力特性换算
得到。
（1）堰流
3
q溢M1BH2
H即为库水位Z与堰顶高程之差
（2）闸孔出流 q洞M2H12 H即为库水位Z与闸孔中心高程之差
根据H与q的关系曲线求出Z与q的关系曲线q=f(z)。由水 库水位z在水库容积特性曲线上，求出相应的水库蓄水容积V。 于是，最终求出下泄流量q与库容V的关系曲线q=f(V)
调洪计算的目的（研究课题）：
一定的水库 拟定的泄洪建筑物
防洪标准 类型、尺寸 防洪限制水位 入库洪水过程 下游安全泄量
出库 洪水 过程
最大 下泄 流量
防洪 特征 库容
特征 水位
水库调洪计算的任务
在规划设计阶段，调洪计算的任务是根据水文分析计算提供的 各种标准的设计洪水，对已经拟定的泄流建筑物型式与尺寸方 案，遵循水库汛期控制运用规则，进行水库的蓄泄调洪计算， 推求泄流过程和最大下泄流量，并确定有关防洪的特征水位与 特征库容。
（a）下游有防洪要求的情况
当下游有防洪要求时，最大下泄流
量qmax不能超过下游允许的安全泄量q 安。在t1时刻以前，Q小于闸门全开时
的下泄流量，应以闸门控制，使q=Q。

水库防洪调度_图文

水库防洪调度_图文
式中q洞泄洪洞的泄流能力（m3/s）;H0泄洪洞 计算水头（m）；w泄洪洞洞口过水断面面积 （m2）；M2流量系数。
H0
24
7.2 洪水调节计算原理及方法
从（7-1）（7-2）可知，对于一定的泄洪建筑物来 水，q仅为H0的函数，而H0又取决于库水位Z，Z又 与库容V成单值函数形式，即q=f(V)。为了调洪计算 上的方便，常将泄流函数绘制成蓄泄曲线q-V，其 中q为当水库蓄水量V时对应的泄流能力。
5.设计洪水位Z设洪和拦洪库容V拦：
水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位称Z设洪。Z限 与Z设洪之间的库容称V拦。
6.校核洪水位Z校洪和调洪库容V调洪：
水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位称校核洪水 位。Z校洪与Z限之间的库容称V调洪。
7.总库容V总和有效库容V效：
V总=V死+V兴+V调洪-V重
33
7.2 洪水调节计算原理及方法
④ 将入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t点汇在一张 图上，若计算的最大下泄流量qm正好是两条线的交 点，则计算的qm是正确的；否则，说明计算的qm有 误差，此时应改变计算时段△t进行试算，直到计 算的qm是入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t的交 点。
34
7.2 洪水调节计算原理及方法
31
7.2 洪水调节计算原理及方法
二、水库调洪计算方法 试算法是一种最基础的、用途较广的水库调洪计 算方法，不管溢洪道是否设闸和计算时间是否固 定均可使用，其计算步骤为：
① 根据水位库容曲线Z-V和拟定的泄洪建筑物类型、 尺寸，计算和绘制水库的蓄泄曲线q-V。
② 分析调洪开始时的起始条件，即起调水位和与之 相应的库容、下泄流量。
32
7.2 洪水调节计算原理及方法

水库调洪演算的原理和方法

水库调洪演算的原理和方法


V t

q 2
f2 (Z )

V t

q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区 6h
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大，故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt

q1
q2 2
Δt

V2

V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
第十四章 水库防洪计算
水利水能规划
• 三、有闸溢洪道水库的防洪计算
水利水能规划
水利水能规划
• 四、具有非常泄洪设施水库的防洪计算

水库防洪计算与调度

水库防洪计算与调度

（1.2） （1.3）
2.2考虑静库容的调洪计算方法
按静库容曲线进行调洪计算时，系假设水库水面 为水平，采用下泄流量与蓄水量的关系 q=f(V) 求解。 常用的方法有列表试算法和图解分析法。对于小型 水利工程或工程初步设计方案比较阶段，可采用简 化计算方法，例如简化三角形法。
1、列表试算法
此法用列表试算来联立求解水量平衡方程和动力 方程，以求得水库的下泄流量过程线，其计算步骤 如下： 1) 根据库区地形资料，绘制水库水位容积关系曲线 Z～V，并根据既定的泄洪建筑物的型式和尺寸，由 相应的水力学出流计算公式求得q～V曲线。 2)从第一时段开始调洪，由起调水位(即汛前水位)查 Z～V及q～V关系曲线得到水量平衡方程中的V1和q1； 由入库洪水过程线Q(t)查得Q1、Q2；然后假设一个q2 值，根据水量平衡方程算得相应的V2值，由V2在q～ V曲线上查得q2，若二者相等，q2即为所求。否则， 应重设 q2 ，重复上述计算过程，直到二者相等为止。
5)由qm查q～V曲线，得最高洪水位时的总库容 Vm， 从中减去堰顶以下的库容，得到调洪库容 V 调。由 Vm查Z～V曲线，得最高洪水位Z洪。显然，当入库洪 水为设计标准的洪水时，求得的qm、V调、Z洪即为设 计标准的最大泄流量qm，设、设计防洪库容V设和设 计洪水位Z设。同理，当入库洪水为校核标准的洪水 时，求得的qm、V调、Z洪即为qm，校、V校和Z设。
表1.6 某水库调洪计算表(列表试算法)
以第一时段所求的V2、q2作为第二时段初的V1、 q1 ，重复第一时段的试算过程，可求得第二时段的 V2=265.26×106m3、q2=105m3/s。如此继续试算下去， 即得表1.6第(6)栏所示的下泄流量过程q(t)。 (5)计算最大下泄流量qm，按每时段∆t=12小时，取表 1.6中第(1)、(3)、(6)栏的t、Q、q值，绘出如图1.5的 Q(t)和q(t)(退水段为虚线)过程线。可见以∆t=12小时 逐时段试算求得的qm=240m3/s不是正好落在Q(t)线上， 而是偏在它的下方，正确的qm值应比240m3/s大一些， 出现时间稍晚一些，为此，可根据二曲线相交的趋 势，设qm=q2=250m3/s，在图1.5上查得∆t=2小时，该 时 段 初 的 V1=269.18×106m3 ， q1=240m3/s ， Q1=279m3/s代入式（1.1）得

第十三章 水库洪水调节及计算

第十三章 水库洪水调节及计算

简化三角形解析法、简化三角形图解法
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第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
原理
流量
入库洪水总量W 1 2 QmT
调洪库容：Vm W 1 2 qmT qm QmT (1 ) Qm
1 2
Qm
A
Vm
O
qm
C
B
qm Vm W (1 ) Qm
时间
T
Vm 或 qm Qm (1 ) W
推求水库下泄流量过程线 q ~ t ，最大下泄量 qm ，调 洪库容 V洪 和水库最高洪水位 Z洪 。
常用的方法有列表试算法、半图解法和简化三角形法
等。
18
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
1.列表试算法
步骤： (1)计算并绘制水库的蓄泄曲线q ~ V；
(2) 分析确定调洪的起始条件：起调水位和起调库
下游有防洪任务时，水库的防洪库容和泄洪建筑 物尺寸应在确保水库主要建筑物(大坝等)防洪安全的 前提下，同时满足下游防洪要求。( 有闸门控制) 方案选择 根据计算成果，通过技术和经济比较，选出最优 方案。
15
第十一章 水库洪水调节及计算
二、水库调洪计算的原理
水库调洪计算的基本原理是逐时段地联立求解水量 平衡方程和水库的蓄泄方程。
一、水库的调洪作用
有闸门控制时， 水库的调洪作用
q兴
胸墙 闸门
q允
Z堰
溢洪道
12
第十一章 水库洪水调节及计算
一、概述
2.水库调洪计算的任务与过程
规划设计阶段
管理运行阶段
由
13
第十一章 水库洪水调节及计算

水库调洪演算的原理和方法 PPT

水库调洪演算的原理和方法 PPT

水库调洪计算的半图解法
6.在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
推求qm示意图
t△1tt' t2
t (min)
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
水库调洪演算的原理和方法
水库调洪计算是确定入库洪水、泄洪建筑物的型式与尺寸、 调洪方式和调洪库容之间的定量关系。
一、水库调洪计算的任务
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下， 根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设 计入库洪水过程线、水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的 型式与尺寸、调洪方式等，通过计算，推求水库出流过程、 最大下泄流量、特征库容和水库相应的特征水位。
Z (m)
因此，可根据选定的计 算时段△t，已知的水库容 积关系曲线，以及根据水力 学公式算出的水位下泄流量 关系曲线，事先计算并绘制 曲线组：
Vq f1(Z) t 2
f2(Z)
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m 3/s) ,V q (m 3/s) ,V q (m 3/s)
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
t△1tt' t2
t (min)
qm是两线的交点则计算正确；否则在t1，t2之间计算qm。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流

第四章第4节水库防洪调度

第四章第4节水库防洪调度

4、防洪与兴利联合调度
3）适时掌握汛末蓄水时间 汛末何时或从什么水位开始蓄水，在水库运行调度
中十分重要。如果蓄水过早，后期来洪可能造成上 淹下冲的洪水灾害，大坝也不安全；如果蓄水过迟， 洪水尾巴未拦住，水库可能蓄不到设计兴利水位， 从而影响供水期的兴利效益。
5、确保水库工程安全的防洪调度
三、水库防洪特征水位
水库防洪特征水位包括防洪高水位、防洪限制水位、设计洪
水位和校核洪水位四项。在特征水位的选择中，通常应全面 考虑水库工程规模、泄流能力、调洪方式以及所担负的防洪
任务等情况，通过拟定不同的调洪运用方式进行调洪计算，
综合分析比较确定。
1．设计洪水位与校核洪水位选择 设计洪水位和校核洪水位与水库泄洪建筑物泄洪
主要建筑物(如大坝、溢洪道等)必须确保安全。
二.防洪标准
2．下游防护对象的防洪标准 :当水库承担下游防洪任务时，
需考虑下游防护对象的防洪标准。在该标准洪水发生时，经
水库调蓄后，使通过下游防洪控制点的流量不超过河道的安 全泄量(允许泄量)。当下游防护对象距水库较远，水库至防 洪控制点之间的洪水较大时，控制水库泄量还应考虑区间洪 水遭遇问题。
2．蓄水运用排沙方式 特点是，蓄水运行一年或几年后，
选择时机放空水库，采用人造洪峰和溯源冲刷方式，清除库
内多年的淤积物。
五、我国防洪调度管理模式
1. 组织机构
我国国务院设立国家防汛总指挥部，负责组织
领导全国的防洪工作。
有防洪任务的县级以上地方政府，设立防汛指
挥部，由各级人民政府的首长担任指挥。
在水库实际运行中，为了减少泄洪闸门的频繁启闭，
往往采用固定孔数的调度方式，即开启闸门的孔数， 随着上游洪水来量的多少而增减。这样，下泄流量 会随着库水位的涨落有一些变化，但仍小于或等于 q安为控制条件。

水库调节计算

水库调节计算

其他部门需水
一、兴利用水及综合需水图
各用水部门需水及综合需水图 (a)工业及民用给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水
一、兴利用水及综合需水图
二、水资源综合利用实例分析
发电
水保 水资源 综合利用 供水
渔业
防洪
航运
灌溉
三、水库的水量损失
（一）水库的蒸发损失 由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量。
四、其他用水部门对死水位的要求
要求： 掌握淤积水位和淤积库容的计算方法， 掌握死水位和死库容的确定方法。
一、根据淤积要求确定死水位和死库容
Z死 = Z淤 + 管底超高 + 引水管外径 + 管顶安全超高
Z – V 曲线
V死
二、根据灌溉要求确定死水位
Z死 = Z渠 + D内/2 + H最小 + iL
一、兴利计算原理
兴利调节目的：提高枯水期的供水量，以满足各用水部门 的需要。因此，必须按兴利要求来调节径流。
兴利调节原理：水量平衡原理 △W来 – △W出 = (Q来 – Q出) △t = △W
△W来 – △W用 – △W损 – △W弃 = △W = △V = V末 – V初
二、年调节水库的运行情况
三、水库的水量损失
（二）渗漏损失
（1）经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗透。 （2）通过坝基及大坝两翼的渗漏。 （3）通过库底向较低的透水层及库外的渗漏。
生产实际中，常根据水文地质情况，定出一些经验 性的数据，作为估算渗漏损失的依据，例如，以1年或1 月的渗漏损失相当于水库蓄水容积的一定百分数来估算。
三、根据用水要求确定兴利库容
1. 不计损失的列表计算

水利计算6-防洪水利计算

水利计算6-防洪水利计算

5）水库溢洪道设闸，便于考虑洪水预报，提前预泄腾 空库容
二、有闸门控制防洪水利计算
• 特点：随着闸门的启闭，泄流方式是属于控制泄流和 闸门全开的自由泄流中转换。
• (一)防洪方案的拟定 • 组成防洪方案因素很多：如溢洪道宽度B、堰顶高
程Z堰、防洪限制水位Z限、闸门顶高程Z门等，或非 常泄洪设施，其位置、类型、规模、启用水位等，这 些因素中只要有一因素改变，则构成一个拟定方案。
• 3、防洪限制水位Z限是指汛期水库允许经常维持的上 限水位。设计条件时， Z限是调洪开始时的起跳水位。 该水位反映了兴利库容与调洪库容结合的程度 • • Z堰≦Z限≦ Z蓄 • 正确的Z限应是在不破坏设计供水的原则下取最低值， 可用试算法求出。
水库情况不同，调洪方式也不尽一致
• (二) 拟定泄流方式 • 随着闸门的启闭，泄流方式是在控制泄
• 第四节
入库洪水计算
• 入库洪水的定义： • • • • • 坝址洪水： 入库洪水与坝址洪水的差异 1）产流条件的变化 2）汇流条件的变化 3）调蓄作用的变化
•
V=f（Z，Q） （9） • 式中 ; Z—坝前水位 Q—入 库流量 • 将式（9）关系绘制成以Q为 参数的曲线簇即为水库动库 容曲线（右图）
• 三、考虑动库容的调洪演算
就固定不变的洪水入库断面而言，水库蓄水量 V由与坝前水位Z相应的静库容Vs和与水面坡度 有关的楔形库容Vd组成。 从水力学上看，在坝前水位一定的条件下，入库 流量愈大则动库容愈大； 在入库流量一定的条件下，坝前水位愈高，入库 断面以上的天然河道槽蓄容积被淹没后变成静库容的 愈多，则动库容愈小。 由此特性可知，动库容的大小由坝前水位和入库流 量所决定。其在调洪过程中的变化可表示为
第二节 水库调洪计算的原理和方法 • 一.洪水调节计算原理

水库兴利调节计算的步骤以及方法

水库兴利调节计算的步骤以及方法

水库兴利调节计算的步骤以及方法
1.建立水库系统模型。

根据水库如何运行有两种方法建立模型：静态模型和动态模型。

动态模型更为复杂、精确，如Luckow-Hyndman模型和Williams-Mellish模型。

2.设定水库调节的目的。

它的主要目的是确定合理的水位范围，尽量使水库有利的兴利功能得到满足，就是经济兴利有最大化，尤其是有水坝防洪，灌溉，发电等需求时，应把这些需求综合起来，获得最大兴利绩效。

3.确定水库调节计算的基本参数。

一般要采取的基本参数有：装机容量，洪水洪位，正常蓄水位，来水洪位，放水洪位，旱水位，池水容量等等。

4.计算水库调节参数
根据基本参数确定关系式，确定正常蓄水位、来水洪位、放水洪位、发电装机容量、补给水量、水库放水量等参数。

5.建立水库调节计算模型
建立大型水库兴利调节计算有很多种，一般有静态分析模型和动态模型两种，常用的动态模型有：Luckow-Hyndman模型和Williams-Mellish模型。

6.进行水库调节计算
根据建立的分析模型，填入基本参数值计算得到各种关系式，最后再结合专业技术实际要求给出新的参数和建议。

水库调洪演算的基本原理和方式

水库调洪演算的基本原理和方式

（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（a）分析确定起调水位Z1和计算时段。
无闸: Z1=Z堰顶
有闸: Z1=Z限
（b）由起始条件确定Q1、Q2 、V1和q1。
（c）试算(q2~V2~q'2)。
（d）将q2、V2作为下时段的起始条件，推求q~t。
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
起始条件 假设q2
？
Z~V
水利水能规划
第三章 洪水调节
第二节 水库调洪计算的原理和方法
水利水能规划
水库调洪计算是确定入库洪水、泄洪建筑物的型式与尺寸、 调洪方式和调洪库容之间的定量关系。
一、水库调洪计算的任务
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下， 根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设 计入库洪水过程线、水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的 型式与尺寸、调洪方式等，通过计算，推求水库出流过程、 最大下泄流量、特征库容和水库相应的特征水位。
第一时段初始的Z1、q1、V1各值。
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
0
g
Z(m)
2.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
b
图
上
求
解。
f1 (Z )
d c
下泄流量q（m3/s）
f2 (Z )
f1(Z
)
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
Q( m 3
/ s ),
V t
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
6.在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。

水资源规划第4章 水库调节计算

水资源规划第4章 水库调节计算

在计算过程中，每一时段中的Q1、Q2、q1、V1均为已知。 先假定一个Z2值，由q = f（Z）曲线查出一个q2值，将q2值代 入式（4-1）求出V2值，按此V2值在V = f（Z）曲线上查出Z2’ 值，将Z2’与假定的Z2值相比较。若两者相差较大，则要重新 假定一个Z2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为 止。这样多次演算求得的Z2、q2、V2值就是下一时段的Z1、V1 、q1值，可依据此值进行下一时段的试算。
利用闸门控制下泄流量q时，调洪计算的基本原 理和方法与不用闸门控制时类似，所不同的是因为水 库运行方式有多种多样，需要随时调整闸门的开度。
利用闸门控制q时的调洪计算，以采用列表试算法 较为方便。
一、考虑下游防洪要求的情况
下游有防洪要求，且最大下泄流量 不能超过下游允许的安全泄量的情况
1. t1前，q=Q， Z↑，q↑ ； 2. t2时 Q=q汛限， 闸门 逐渐
改进法： 假定Δt’，查出Q2’, 直接令q2’= Q2’, 计算Δv’ , 求v2’，查 q2’，如果与假定的一致，则试算结束。否则，重新假定Δt’。
例题
Z 117 118 119 120 121 122 123 124 125 V 1710 1795 1890 1990 2100 2200 2310 2415 2520
瞬态法将圣维南方程组式进行简化而得出基本公式，再结 合水库的特有条件对基本公式进一步简化，则得专用于水库 调洪计算的实用公式如下:
Q
q
1 2
(Q1
Q2 )
1 2
( q1
q2 )
V2 V1 t
V t
（4-1）
下泄流量q应是泄洪建筑物泄流水头H的函数，而当泄洪建 筑物的型式、尺寸等已定时

水库防洪调度基本知识

水库防洪调度基本知识
(2) 水库 防洪预 报调 度
二、 水库防 洪调度 任务、 原则 及方法
3 、 水库 防洪调 度 方法 (1) 规 程调 度
规程调 度具体 应用一 般是： 在调度 中严格 按照所 用的判 别条件 (如 防 洪 特征库 水位、 入库 洪峰流 量等) 决定水 库的蓄 泄量， 在水 库防洪 标准以 内按下 游防洪 要求调 度， 来水 超过水 库防洪 标准， 则以 保大坝 安全为 主进 行 调度。 下 游防洪 调度方 式一般 有 固定或 控制下 泄量方 式及补 偿调节 方 式。
(2) 水库 防洪预 报调度
b、 水 库防洪 预报调 度
过程
二、 水库防 洪调度 任务、 原则 及方法
(2) 水库 防洪预 报调
3度、b、水水库库防防洪洪预调报调度方度优法点
首 先是提 高水库 的防洪 效益。 通过 预报对 入库洪 水有一 个比较 准确的 判断， 一方 面可采 取预泄 方式， 提 前腾出 库容， 增 加水库 的防洪 能力， 另一 方面， 通过对 下游洪 水 汇流的 预报， 对特定 的防护 对象， 增加 削峰、 错峰 能力。 同时 帮助决 策者科 学拟定 防洪 目标。
具体 地说， 在 汛期按 预定的 合理蓄 泄原则 调度水 库应达 到如下 要求： 如果 本次洪 水 大小与 下游防 洪标准 相当， 则应保 证下游 河道的 泄流量 在允 许 的安全 泄量以 下或相 等； 如果本 次洪水 与原设 计或校 核洪水 相当， 则水 库下泄 流量以 库水位 不超过 设计或 校核洪 水位为 原则； 如果 本次洪 水为可 能最大 洪水， 则应 采取有 效措施 确保大 坝安全
其 次是提 髙水库 的兴利 效益。 通过 预报对 入库洪 水有一 个比较 准确的 判断， 可在 进行调 度中少 弃水， 或不 弃水。 目前全 国正在 开展的 水库动 态 汛限 水位的 研究， 就是 基 于水库 防洪预 报调度 理论开 展的。

洪水调节调洪演算列表法和图解法

洪水调节调洪演算列表法和图解法

调洪演算计算说明书一、 相关资料中包水利枢纽工程是三等工程，溢洪道设计洪水标准为五十年一遇（P=2%）至一百年一遇（P=1%）,校核洪水标准为千年一遇（P=0.1%）.二、基本原理1.泄水建筑物尺寸：溢洪道堰顶高程519m ，采用3孔86m m ⨯(宽⨯高)的弧形门控制。

由2/302q H g m nb ⋅=ε （其中侧收缩系数ε=0.92,n 为所开孔数, 流量系数m=0.48，单孔堰顶宽度b=8m ，g=9.812/m s ,堰顶水头0H =水位Z-堰顶高程,。

不计流速水头。

） 计算出下泄流量2.设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。

3.基本计算公式为：()()()t V V q q Q Q ∆-=+-+/2/2/122121式中： Q 1, Q 2--分别为计算时段初、末的入库流量，m 3/s ； v 1，v 2--分别为计算时段初、末水库的蓄水量，m 3 ； q 1，q 2--分别为计算时段初、末的下泄流量，m 3/s ； t ∆--计算时段，一般取1小时。

4.下游安全泄量及起调水位该水利枢纽没有下游防洪要求，一般在洪水来临时，水库将预泄库水至水库防洪限制水位，以便有足够的库容蓄洪或滞洪。

防洪限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，则调洪计算从水位525.3m 起调。

5.水库运行方式根据题目分析，本工程采用3孔溢洪道泄洪，设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。

在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q 并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位525.3m不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z 的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。

6.计算方法：先决定开始计算时刻和此时的q1、V1,然后假定下泄流量q2值，再由计算V2值，再查q-V表得出q2’值,水量平衡方程()()()t-+2/2/=+/VV-qqQ∆Q211122比较q2和q2’，若二者基本相等，则假定正确，否则重新试算，直到大致相等为止，依次计算下去。

水库的调洪计算

水库的调洪计算

水库的调洪计算基本原理：水量平衡和动力平衡（水量平衡方程、蓄泄方程）1.根据库区地形资料，绘制水位库容关系曲线z-v，并根据泄洪建筑物的形式和尺寸，有相应的水力学出流计算公式求得q-v曲线2.从第一时段开始调洪，由起调水位（即汛前水位）查z-v及q-v关系曲线得到水量平衡方程中的V1和q1；有入库洪水过程线Q-t查得Q1、Q2；然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算的相应的V2值，由V2在q-V曲线上查得q2，若二者相等，即为所求；否则应重新假设q2，重复上述过程，直到二者相等为止3.将上时段末的q2，V2值作为下一时段的q1、V1，重复上述试算过程，最后得出水库下泄流量过程线4.将入库洪水过程线Q-t和计算的泄流过程线q-t曲线绘制在同一张图上，若计算的最大泄流量qm正好是两线交点，则计算正确；否则应缩短qm附近的时段，重新进行试算，直至qm正好是两线交点为止。

5.由qm查q-v曲线，得最高洪水位时的总库容Vm，Vm减去起调水位的库容，得调洪库容V调，由Vm查z-v曲线，得到最高洪水位z洪。

显然，当入库洪水为设计标准洪水时，求得的qm、V调、z洪即为设计标准最大泄流量qm设、设计防洪库容V设、设计洪水位Z设。

同理，当入库洪水为校核洪水时，可求得相应的qm校、V校、Z校。

无调节水电站水能计算1.根据实测径流资料的日平均流量变动范围，将流量划分为若干个流量等级；2.统计各级流量出现次数3.计算各级流量的平均值，差水位流量关系曲线，求得下游水位Z下；4.上游水位一般维持在正常蓄水位5.计算各级流量相应的水电站净水头H=Z上-Z下-△H6.计算电站的出力N=KQH7.按从大到小次序排序，绘制出力保证率曲线8.按设计保证率查得的出力即为保证出力河川水能资源的基本开发方式及特点？根据集中落差方式的不同，水电站的基本开发方式可分为坝式、引水式、混合式、潮汐式与抽水蓄能式等。

⑴坝式：形成水库，能调节水量，提高径流利用率，有利于防洪和解决其他水利部门的用水问题；但基建工程较大，上游形成淹没区，移民问题难解决。

水库防洪调节计算

水库防洪调节计算

•
第二节 水库调洪计算原理与方法
• 一、水库调洪计算的原理 水库调洪计算的基本原理，是逐时段地联立求 解水库的水量平衡方程和水库的蓄泄方程。
12-4水库水量平衡示意图
• 二、水库调洪计算的方法
水库的调洪计算，就是适时段地求解方程 组(12—1)和(12—4)。常用的方法有列表 试算法、半图解法和简化三角形法等。
三、溢洪道有闸门控制水库 防洪水利计算
• 为多目标服务的综合利用水库，溢洪道往 往都设有闸门控制。在有闸控制的情况下， 为同样满足下游防洪要求而所需的防洪库 容要比无闸的小，如图12—15(a )所示。而 当防洪库容相同时，有闸控制的最大下泄 量也可以较小些，加图12—15(b )所示。溢 洪道设置闸门，还为下游避免区间洪水与 上游洪水遭遇创造了条件，有利于下游的 防洪。同时，也为水库兴利库容与防洪库 容的结合提供了可能。
第五节 水库的防洪调度
• 一、水库的防洪调度方式 • 为了确保水库的安全和满足下游的防洪要求，在 汛期水库必须按照当年的实际情况，编制汛期控 制运用计划，搞好防洪调度。其中，重要的内容 之一，就是要拟定切实可行的防洪调度方式。所 谓防洪调度方式，也就是调节洪水的方式。包括 泄流方式、泄流量的规定和泄洪闸门的启闭规则 等。对于有闸门控制的溢洪道或泄洪隧洞，常用 的防洪调度方式有：控制泄流与自由泄流相结合、 固定泄流、以及补偿调节三大类。
二、防洪调度图的绘制与应用
• 防洪调度图，是由分期汛限水位、防洪调 度线、防洪高水位、设计洪水位、校核洪 水位与当年允许最高洪水位等蓄水指示线， 以及这些指示线划分的运行区所组成的水 库汛期运行图。它是用来指示水库在汛期 为了防洪安全，各个时刻应当预留多少防 洪库容及调洪库容的。如图12—24所示。

7.水库防洪调度.解析

7.水库防洪调度.解析
40
7.2 洪水调节计算原理及方法
③ 推求下泄流量过程线。
对于第一时段，确定起始为条件V1=247*106m3、 q1=10m3/s
和 已 知 的 Q1=10m3/s 、 Q2=140m3/s ， 求 V2 、 q2 ： 假 设
q2=30m3/s，由(8-3)得
V2
Q1
Q2 2
t
q1
2
q2
t
18Leabharlann 97.2 洪水调节计算原理及方法
➢ 1. 水库泄洪建筑物泄流能力分析
在水库枢纽工程中，根据水库的具体条件，可设表面溢 洪道或深水式泄洪洞，或两者兼有。
泄洪建筑物在某水头下的泄流能力，是指该水头下泄洪 建筑物可能通过的最大流量，是实际泄流量的上限。对 于无闸溢洪道，该水头下的泄流量和泄流能力一致；对 于有闸溢洪道，当闸门全开时两者也是一致的。溢洪道 的泄流能力仅随水头而变化，只是在实际应用中，无闸 溢洪道只能按泄流能力下泄，有闸溢洪道可以在泄流能 力之内按调洪方式由闸门控制泄流。
6
7.1 概述
➢ 2.防洪非工程措施 防洪非工程措施是指为了减少洪灾损失，采取颁布
和实施法令、政策及防洪工程以外的技术手段等方 面的措施。例如洪水水情测报、预报和报警，防洪 调度、防汛抢险、洪水风险管理等均属于防洪的非 工程措施。
7
7.1 概述
二、水库防洪调度的任务、原则和内容 ➢ 任务：根据规划设计或防洪复核选定的水库工程洪
人民政府的首长担任指挥。 水利部所属的流域管理机构内部组成防汛办事机构，黄河、
长江等跨省的重要河流设防汛总指挥部，由流域机构负责人 负责。
11
7.1 概述
➢ 2.责任制度 防汛是一项责任重大的工作，必须建立健全各种防

水库实时调节防洪能力确定

水库实时调节防洪能力确定
２９ ／ 。 １ ０ ｍ３ ｍ
以上原则 制定 的前 提 条件之 一是 依据 已有 的水 文资料
根据偏于安全 的原则制 定的 ， 但水 库 面临的是未 知的一场洪
积就是水 库待 调节 的洪量 ， ｑ以下 到 ￡ 的部分 为下 泄 ： 间
量。如果在泄 量 ｑ对应水位 以上 的调洪库 容大 于等于 ， 则
计 算方法 ， 为水库的防洪 能力的确 定提 供 了理论依 据。 关键词 ｉ 水库 ； 实时调 节 ； 防洪能 力
中 图 分 类 号 ：Ｖ ９ Ｔ ６７ 文献标 识码 ： Ｂ
１ 水 库 防洪 能 力 的确 定
水库实时 防洪 能力可 以定 义为 ： 水库 在一定 的大坝 安全 工况和一定 泄流能力条件 下 ， 当水库水位处 于某一 实时水 位 时 ， 库能够安全抵 抗调节洪水 量的大小 。 水 如图 １所示 ， 在无 闸控 制 自由溢 流运行 模式 下 ， 如果水 库按 ｑ流量 等流量调节 ， 在洪水 过程线上 ｑ以上 阴影部 分面
水库 实 时调节 防洪能力确定
董 健 莉
（ 水利部 山西水利水 电勘测设计研究 院 ， 太原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
摘
要： 水库 实时防 洪能 力是 指水库在 一定的 大坝安全工况和 一定泄流 能力条件 下， 当水
库水位处 于某一 实时水位时 ， 水库 能够安全抵抗调 节洪水量 的大小。 中提 出 了防洪能 力 文
水库 调节时段 内的下泄量 。 水库 在某实时水位 时防洪 能力可 以按两种条 件来确定 ： 种是水库 按 现行 的 以水位 分级 控制 的调 度方 案对应 的防
暑
一
： 一
嘲 蜷
洪 能力（ 以有不 同方 案）二 是按 敞泄条 件时对 应的 防洪能 可 ，
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（m /s ） ⑥ 0 23 64 116 178 248 325 409 500 596
q 23
V q t 2
（m3/s） ⑦ 0 433 839 1284 1722 2208 2681 3208 3725 4137
（m3/s） ⑧ 0 479 967 1516 2078 2704 3331 4026 4725 5329
蓄泄方程
q f (V )
q ~ H
~Z ~V
q
V
时间 t (h) ① 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
流量 Q 3 m /s ② 0 390 770 1150 986 820 656 492 326 162 0
时段 ⊿t (1h) ③ 0 0～ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 4 4～ 5 5～ 6 6～ 7 7～ 8 8～ 9 9～10 10～11 11～12 12～13 13～14 14～15 15～16
B
D
C
q21
__
Q
V t

q 2
(m3/s)
5.3.3简化三角形法
其应用条件假定如下：

（1）设计洪水过程线近似为三角形。 （2）洪水来临前库水位与溢洪道堰顶齐平，溢流方式为无闸 门控制的自由溢流，下泄流量过程线近似为直线。
方法：
简化三角形解析法、简化三角形图解法
简化三角形法原理
流量
1 Vm 1 Q T m 2 2 qmT
第八章 水库防洪调节计算
内容简介：
规划设计阶段，水库调洪计算的基本任务是对 下游防洪标准设计洪水、水工建筑物安全标准相应 的设计洪水和校核洪水分别进行洪水调节计算。 本章主要介绍水库调洪计算的原理和方法。要求 掌握无闸门控制水库调洪计算方法。
本章内容结构：

8.1 防洪措施简介 8.2 水库的调洪作用和计算原理 8.3 无闸门控制的水库调洪计算
( )
q f( )
V t q 2
V1 t
q1 2
q f( 2)
双辅助线法求解示意图
V2 t

V
q2 2
q

Q1 Q2 2
( )
q f( V q ) t 2
V1 t
q1 2
q(m3/s)
q f ( t 2 )
q2
E
D
q1
V2 t
A
B
V1 t
C
Z (m) 11 59.98 60.20 60.77 61.60 62.30 62.65 62.83 62.80 62.68 62.40 62.10 61.80 61.52 61.31 61.13 60.98 60.85
8.3.2 半图解法

列表试算法很麻烦，工作量较大，所以人们比较 喜欢用半图解法。
5.2.2 水库调洪计算的任务
二、水库防洪调节计算的任务：
（1）基本资料的收集、计算 （2）拟定比较方案 （3）防洪调节计算 （4）方案选择
5.2.2 水库调洪计算的任务

水量平衡方程（1）
？ √ 1 √ √ 1 √ ？ Qt Qt 1 t qt qt 1 t Vt 1 Vt 2 2
5.2.1 水库的调洪作用
水库洪水调节示意图
5.2.2 水库调洪计算的任务
一、防洪规划设计的任务：
（1）分析计算各河段现有防洪工程的防洪能力和加高堤防提高河 道控制水位时的防洪能力。 （2）调查研究江水灾害的历史和现状及其成因，根据防护对象的 重要性，综合考虑现实可能性，选定适当的防洪设计标准。 （3）分析研究各种可能的防洪措施方案，提出防洪整体方案，并 拟订设计工程的任务。
Qm
QmT (1
Wm
1 2
qm Qm
)
A
Vm
O
qm
C B
Vm Wm (1
时间
qm Qm （1）
)
T
Q、q(m3/s)
q f (V )
M
Qm qm
O
Vm Wm (1
B C
qm Qm
)
A
N
Vm Wm
V、W(万m3)
简化三角形解析法
q ) 得一个Vm,根据该 Vm查 假设一个q,代入 Vm Wm (1 Qm m q=f(v)关系曲线查得qm’如果qm’= qm,则试算成功，qm, Vm即所
万m3 ⑨ 0 67.0 189.7 283.7 259.9 148.7 60.5 -6.5 -55.8 -95.1 -125.6 -122.8 -95.6 -75.6 -61.2 -51.1 -42.5
⊿V
V 万m3 ⑩ 1296 1363 1553 1836 2096 2245 2306 2299 2243 2148 2023 1900 1804 1728 1667 1616 1574
q1 q 2 2
q1 q 2 t 2
m3/s ⑦ 9 53 172 346 490 570 592 564 508 430 341 266 210 170 142 118
万m3 ⑧ 3.2 19.1 61.9 124.6 176.4 205.2 213.1 203.0 182.9 154.8 122.8 95.6 75.6 61.2 51.1 42.5
q f (V )
q ~ H ~Z
Q(t) q(t)
蓄泄方程（2）
~V
第三节 内容结构
8.3 无闸门控制的水库调洪计算

8.3.1 列表试算法 8.3.2 半图解法 8.3.3 简化三角形法
8.3.1 试算法
求解思路：
假定
q2
方程（1）
V2
方程（2）
q2
,
?
q2 q
, 2
是 输出结果
库容 V总 万m3 ② 1296 1460 1621 1800 1980 2180 2378 2598 2817 3000
堰顶以上 库容 V 万m3
V/⊿t m3/s ④ 0 456 903 1400 1900 2456 3006 3617 4225 4733
下泄流量 q 3 （m /s） ⑤ 0 46 127 232 356 496 650 818 999 1191

ห้องสมุดไป่ตู้
半图解法的具体方法又有多种，常用的两种 ---双曲线辅助法 ---单曲线辅助法
一、双辅助曲线法
原理：
1 1 Q1 Q2 t q1 q2 t V2 V1 2 2
Q1 Q2 2

q2 2
q
q1 q2 2

V2 t

V1 t
V2 t

V t

Q1 Q2 2
V q t 2
③ 0 164 325 504 684 884 1082 1302 1521 1704
二、单辅助曲线法 原理：
V2 t
双辅助曲线

q2 2

q 2
Q1 Q2 2
( )
q f ( t )
V q 2
V1 t
q1 2
q f( )
V t
V2 t

q2 2


8.1 防洪措施简介
修筑堤防 河道整治
工程措施
开辟分洪道和分蓄洪工程 水库拦洪 水土保持 洪泛区管理
防洪措施
非工程措施
建立洪水预报和洪水警报系统 洪水保险
第二节 内容结构
8.2 水库的调洪作用和计算原理

8.2.1 水库的调洪作用 8.2.2 水库防洪调节计算的任务 8.2.3 水库泄洪建筑物的类型和计算公式 8.2.4 水库调洪计算的基本原理
q21
__

q2 2
Q
V
t
q 2
(m3/s)
双辅助曲线例题

例8-2 基本资料与要求同例8-1，用双辅助曲 线法求最大下泄流量qm、设计调洪库容V设洪及 设计洪水位Z设洪。
表8-3 某水库双辅助曲线计算
水库水位
Z (m) ① 59.98 60.5 61.0 61.5 62.0 62.5 63.0 63.5 64.0 64.5
Q1 Q2 2
m3/s ④ 0 195 580 960 1068 903 738 574 409 244 81 0
Q1 Q2 t 2
（万 m3） ⑤
70.2 208.8 345.6 384.5 325.1 265.7 206.6 147.2 87.8 29.2
时段末 出库流 量 q 3 m /s ⑥ 0 18 88 256 436 544 596 588 540 476 384 298 233 186 154 130 106
否
8.3.1 试算法
例8-1： 南方某年调节水库，百年一遇设计洪水过程线资料列入表82中①、②栏，水位库容曲线如图6-4。设计溢洪道方案之一为无 闸门控制的实用堰，堰宽70m，堰顶高程与正常蓄水位59.98m相 齐平。用列表试算法求下泄流量过程、水库蓄水过程、水库设计 洪水位、最大下泄流量qm和相应的设计调洪库容。

Q1 Q2 2
( ) q1
V t q 2
V1 t
q1 2
单辅助曲线
q f( )
单辅助线法求解示意图
V2 t

q2 2

Q1 Q2 2
( ) q1
q2 2
V1 t
q1 2
q f ( t 2 )
V
q
q(m3/s)
V2 t

q2
F
E
q1
q1