试算法计算调洪演算程序 - 副本

0123455.6200640156926052061475477479481483485330039204640536062007400015546482712701780洪水过程曲线如下图V(104m 3q(m 3/s)Z(m)铁山水库校核校核洪水时段﹙△t=1h﹚Q（m3/s）q-V曲线图Z-q曲线图因为q-v曲线接近直线可以添加趋势线并模拟出公式01234565.620064015692605206116715.62005748001000118012905000500050005147.45593.36050.36277.5由上式得出的结果再进行试算代入图表验证就比较简单了Z-q曲线图由上图可以得到正常蓄水位480Z-V曲线图用试算法进行调洪计算如下下泄q 水库存水量V成果整理如下 计算获得的泄洪过程q如表△t入库流量Q V 2=V 1+1/2【(Q 1+Q 2)-(q 1+q 2)】*3600q=f(v) (可以先用模拟公式V=2.2511q+3461.7计算）480480480480.3481.44482.68483.08结论 由图可得最大下泄流量q=1320 校核洪水位Z=483.2水库水位Z库校核洪水调洪计算成果67891011121314 16711368113294981772063957651348788002340位480m时对应的库容 V=500 泄流量q=6407891011121314 13681132949817720639576513 1320131012801260117611001000865 6354.76331.36239.761005948.35802.285651.985502.4483.2483.16483.08482.76482.4482.1481.76481.6调洪库容V=1354.7。

一、概述调洪计算在水利工程中起着至关重要的作用，它能够帮助工程师和决策者准确地预测河流水位和流量的变化，从而有效地进行防洪工作。

而Python作为一种强大的编程语言，被广泛应用于水文水利领域，为调洪计算提供了便利的工具。

本文将介绍调洪计算试算法Python代码的编写方法，以及如何利用Python进行调洪计算。

二、调洪计算简介调洪计算是指根据历史降雨流量数据，利用数学模型和计算方法，预测未来一段时间内的洪水情况。

调洪计算通常涉及的内容包括降雨径流过程、洪水演变规律、水库和河流的调度等。

通过调洪计算，可以有效地指导防洪工作和水利工程设计，保障人民生命财产安全。

三、Python在水文水利领域的应用Python作为一种开源、易学易用的编程语言，具有强大的科学计算和数据处理能力，因此在水文水利领域得到了广泛应用。

Python的第三方库中有许多与水文水利相关的模块，比如numpy、pandas、scipy等，这些库能够帮助工程师快速、高效地进行水文数据处理、水文计算和水文模型的构建。

Python还具有丰富的可视化库，可以方便地将水文数据进行可视化展示。

四、调洪计算试算法Python代码编写调洪计算试算法通常包括降雨-径流转换、洪水演变和水库调度等计算内容。

下面以Python代码为例，介绍调洪计算试算法的编写方法。

1. 降雨-径流转换在调洪计算中，降雨-径流转换是一个重要的计算环节。

以下是一个简单的Python函数，用于实现降雨-径流转换的计算。

```pythonimport numpy as npdef r本人nfall_runoff(r本人nfall, area):runoff = r本人nfall * 0.6 * areareturn runoff```以上的Python函数实现了简单的降雨-径流转换计算，其中r本人nfall表示降雨量，area表示流域面积。

通过该函数，可以计算出流域内的径流量，为后续洪水演变模拟提供数据支持。

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。

调洪计算列表试算法调洪计算列表试算法是一种用于计算调洪方案的方法，它可以帮助工程师和决策者预测洪水发生时的水位、流量和调洪方案等重要参数。

在这篇文章中，我们将介绍调洪计算列表试算法的原理、步骤和应用。

一、调洪计算列表试算法的原理调洪计算列表试算法是基于流量-水位关系曲线的一种计算方法。

它通过将不同流量下的水位与设计水位进行比较，确定不同流量下的调洪方案。

该算法主要包括以下几个步骤：1. 根据历史洪水数据和水文特征，确定不同设计流量下的水位-流量关系曲线。

这一步需要对洪水历史数据进行分析和处理，确定洪水频率分析方法，并根据洪水频率曲线确定设计流量。

2. 利用水位-流量关系曲线，计算不同流量下的水位。

根据设计流量，通过插值或者拟合方法，计算出对应的水位。

3. 将计算得到的水位与设计水位进行比较，确定调洪方案。

当计算得到的水位低于设计水位时，可以采取相应的调洪措施，如打开闸门、提高堤坝等。

当计算得到的水位高于设计水位时，需要进一步评估是否需要调整调洪方案。

4. 进行试算和评估。

根据确定的调洪方案，进行试算和评估，包括计算不同流量下的水位、流量和调洪效果等。

调洪计算列表试算法主要包括以下几个步骤：1. 收集洪水历史数据和水文特征。

通过收集洪水历史数据和水文特征，包括洪水发生时间、洪峰流量、洪水过程等，建立洪水频率分析的基础。

2. 分析洪水频率曲线。

利用收集的洪水历史数据，进行统计分析，计算不同洪水频率下的设计流量。

通过洪水频率曲线的绘制和拟合，得到流量-水位关系曲线。

3. 计算不同流量下的水位。

根据流量-水位关系曲线，计算不同流量下的水位。

可以使用插值或者拟合方法，得到对应的水位。

4. 比较水位和设计水位。

将计算得到的水位与设计水位进行比较。

当计算得到的水位低于设计水位时，确定调洪方案。

当计算得到的水位高于设计水位时，需要进一步评估调洪方案。

5. 进行试算和评估。

根据确定的调洪方案，进行试算和评估。

计算不同流量下的水位、流量和调洪效果等。

小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方
册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

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序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输洪 峰 流 量 计 算
小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法
》方法计算洪峰流量和洪水总量。

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洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

算机计算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内
分区计算小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方
调 洪 演 算
演 算不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。

册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

小（一）型水库洪水计算
说明：表中黄色格
调 洪
调 洪 演 算
水计算程序：根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪峰流量和洪水总量。

黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内数据可不改动；绿色格内可不输入数据；紫色格内根据暴雨历时确定。

时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。

洪 演 算调 洪。

调洪演算2、采⽤列表试算法进⾏调洪演算：1) 确定⽔库蓄泄关系a) 确定库容曲线：根据给定的库容曲线表绘制⽔库的库容曲线如图2-1图2-1⽔库库容曲线b) 确定⽔库泄流公式根据堰流泄流能⼒：2302H g mBQ =式中： m —— 流量系数，本⼯程取0.35； B —— 堰顶净宽，55.0m ；g—— 重⼒加速度，取29.81g m s=；H0—— 堰顶⽔头，考虑坝前⾏进流速⽔头较⼩，取H0=H 。

则⽔库泄流能⼒公式可确定为：23(27.85）Zo Zt Q -=式中： Zt 为当前⽔库⽔位Zo 为正常⾼⽔位（溢流堰堰顶⾼程），本地取167.3m 。

c) 确定蓄泄关系 i. 确定⼀组⽔库库容V(I)，I=1,2……m ； ii. 对V(I)，据库容曲线查得库⽔位Z （I ），据2）计算对应的泄流能⼒q （i ）； iii.对应⼀组V~q ，确定蓄泄关系，如图2—2。

图2-2 ⽔库蓄泄关系图2)列表进⾏调洪演算a)试算程序调洪演算原理i.对t时段计算，⽔库初始需⽔量V(t-1)由上⼀时段给出；ii.假设qt，则可计算出该时段的⽔库需⽔量V(t)，从蓄泄关系上差得qt’；iii.⽐较qt与qt’，若|qt-qt’|<ξ1，则t=t+1，否则重新假设qt，令t=t；iv.当算⾄⽔库|Z(t)- Zo|<ξ2时，终⽌计算。

b)计算表格i.设计频率为P=5.0%的计算结果如表2-1：图2-3 频率为P=5.0%的调洪演算计算图ii.设计频率为P=3.33%的计算结果如表2-2；来⽔、泄流及⽔位过程线图2-4：图2-4 频率为P=3.33%的调洪演算计算图iii.设计频率为P=0.33%的计算结果如表2-3；表2-5 频率为P=0.33%的调洪演算计算结果c)调洪演算计算结果如表2-631)拟定⼯作图a)确定Z—q关系线，见列表法进⾏调洪演算；b)确定（V/△t±q/2）—q关系线；i.确定⼀组⽔库库容V(I)，I=1,2……m；ii.对V(I)，据库容曲线查得库⽔位Z（I），据2）计算对应的泄流能⼒q（i），并计算V（i）/△t+q(i)/2；iii.对应⼀组V（i）~Z(i)~ V（i）/△t+q(i)/2~ V（i）/△t-q(i)/2，确定各相各关系。

2.4.2 调洪计算方法水库调洪是在水量平衡和动力平衡的支配下进行的，本次计算单辅助线法计算。

水量平衡的数学表达式为：221Q Q +t ∆ -221q q + t ∆=V 2-V 1式中：Q 1，Q 2q 1,q 2V1,V2t ∆——计算时段，t ∆2)2(12221q Q Q q t V +-+=+∆绘出q ～2q t V +∆辅助线，2-9。

表2-92.5 坝顶高程计算水库主坝为浆砌石坝，坝顶超高计算公式采用《砌石坝设计规范》（SL25-2006）中公式进行计算：c z b h h H H ++∆＝式中：H ∆——坝顶超高，m ；H b ——波浪高，m ；H z ——风浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m ；H c ——安全超高，5级坝，设计情况A=0.3m ，校校情况A=0.2m 。

根据当地提供的风速风向资料，水库水面以上10m 高度处，年最大平均风速为16m/s 。

根据《砌石坝设计》（SL25-2006）及《水利水电等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关规定，永久建筑物级别为5级。

根据《砌石坝设计规范》（SL25-2006）波高、波长按官厅公式（C.4.1-1）和（C.4.1-2）计算： ）（11.4.)(0076.03/12020121-=C v gD v v gh o bΛΛΛΛ ）（21.4.)(33.015/42020157-=C v gD v v gLm oΛΛΛΛ式中：H b ——波高（当2502020-=v gD时，为累积频率5%的波高h s%；当当100025020-=v gD 时，为累积频率10%的波高h 10%），m ；L m ——平均波长，m ；v 0——计算最大风速（设计情况采用多年平均年最大风速的1.5倍 ，校核情况采用多年平均最大风速），m/s ； D ——风区长度，m ；g ——重力加速度，9.81m/s 2。

波浪中心线至计算水位的高度h z 采用公式 （C.4.2-2）计算： Hz=)22.4..(2h 1-10%%25%-C L H cth L mm ΛΛΛΛΛΛΛππ 式中：h s%-10%_累积频率5%-10%的波高，m;h z ——波浪中心线至计算水位的高度，m ；H 1——坝前水深。

第1章 调洪演算1.1 调洪演算已知正常高水位▽正=128m ，查水库水位库容曲线，可得361044.296m V ⨯=。

010020030040050060070060708090100110120130140150160水位(m)容积(106m 3)图 1 - 1 枋洋水库水位库容曲线1.1.1 确定防洪库容用枋洋水库入库断面20年一遇洪水流量同倍比法推求“6·9”洪水过程线，以洪峰控制，其放大倍比为095.121192320===mdmp Q Q K 表1-1 计算表格如下所示：)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q1 23 25 19 318 348 37 530 5802 51 56 20 454 497 38 417 4563 132 144 21 623 682 39 296 324 4 267 292 22 649 710 40 194 2125 366 400 23 721 789 41 137 150 6 412 451 24 694 759 42 99 108 7 519 568 25 802 877 43 75 82 868474826851931445863)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t)/(3%5s m Q)/(39.6s m Q9 953 1043 27 1150 1258 45 45 49 10 1053 1152 28 1711 1872 46 35 38 11 1154 1262 29 2119 2318 47 27 30 12 961 1051 30 1903 2082 48 21 23 13 814 891 31 1673 1830 49 15 16 14 629 688 32 1297 1419 50 9 10 15 475 520 33 1055 1154 51 6 7 16 375 410 34 846 926 52 2 2 17 314 344 35 719 787 53 1 1 182712963663669654根据表格数据，绘制6.9洪水过程线：51015202530354045505001000150020002500时间t （h)流量q（m3/s)图1-2 6.9洪水过程线1.1.2 求防洪库容和防洪高水位由正常高水位起调，下游最大安全泄量为500s m /3，调洪计算得防洪库容361044.296m V ⨯=正常。

洪水调节设计(试算法和半图解法)模板-带试算C 语言程序(总29页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March《洪水调节课程设计》任务书一、设计目的1.洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2.掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、设计基本资料1.某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW，年发电量1372×104 kw·h，水库库容亿m3。

挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高。

溢洪道堰顶高程，采用2孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。

水库正常蓄水位。

电站发电引用流量为10 m3/s。

2.本工程采用2孔溢洪道泄洪。

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。

3.上游防洪限制水位（注：X=+学号最后1位/10，即），下游无防汛要求。

三、设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。

具体步骤：1.根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2.用列表试算法进行调洪演算：①根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图上；②决定开始计算时刻和此时的q1、V1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进行试算；③ 将计算结果绘成曲线：Q ～t 、q ～t 在一张图上，Z ～t 曲线绘制在下方。

242调洪计算方法水库调洪是在水量平衡和动力平衡的支配下进行的，本次计算单辅助线法计算。

水量平衡的数学表达式为：q iq2q—.-：t2式中：Q , Q ――时段初、末入库流量，m/s ；q i ,q 2 ------------- 时段初、末出库流量，vm/s ；VI ,V 2――时段初、末水库蓄水量，m ；丄 t 计算时段，.-：t =1h=3600s 。

将水量平衡方程进行变换得到：建立q 〜|函数关系曲线，绘出q 〜宁中辅助线,连续求出水库的下泄流量过程 2.4.3调洪演算成果按照不同频率入库设计洪水过程线，逐时段查算辅助曲线，确定水库出库流量过程。

根据上述入库设计洪水过程线、库容曲线、起 调水位进行调洪演算。

本次调洪演算成果见表2-9调洪演算成果表2-92.5坝顶咼程计算=V 2-V i."■：t - V 2q 2 Q iQ 2-q i (「丑)A t 2水库主坝为浆砌石坝，坝顶超高计算公式采用《砌石坝设计规范》(SL25-2006)中公式进行计算：：H = H b ■ hz ■ hc式中：：H——坝顶超高，mn t――波浪高，mH Z——风浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，mH C――安全超高，5级坝，设计情况A=0.3m,校校情况A=0.2m。

根据当地提供的风速风向资料，水库水面以上10m高度处，年最大平均风速为16m/s。

根据《砌石坝设计》(SL25-2006 )及《水利水电等级划分及洪水标准》(SL252-2000 )有关规定，永久建筑物级别为5级。

根据《砌石坝设计规范》(SL25-2006 )波高、波长按官厅公式(C.4.1 -1 )和(C.4.1 -2 )计算：鬱= 0.0076 V o12(-gD T)1/3........................... ( C.4.1 -1)V o V o=0.33比右(畀)4"5.................... ( C.4.1-2)V0 V o式中：H――波高(当g D2 =20 —250时，为累积频率5%的波高V。