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水库调洪计算

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水库调洪计算

姓 名：陈志锋

班 级：水工072

学 号：073832241

教 师：姜卉芳（教授）

2 问题重述

一.任务：

某水库枢纽的主要建筑物属2级工程，并担负下游的防洪任务，其保护农田面积为75万亩。要求按照选定的设计洪水，推求该水库的设计洪水位、最大下泄流量和坝顶高程。

二.资料：

1.坝址断面处的洪水分析成果（见附表2—1）

2.水库特性曲线（见附表2—2）

3.水库死水位是785.0m；正常蓄水位是823.0m；防洪限制水位取818.0m;

防洪高水位是825.5m；溢洪道堰顶高程817.0m。

4.泄洪设备为表面式溢洪道和深水式放水洞。溢洪道的尺寸为5×6×12m，M=2.0，放水洞的泄放流量定为50m3/s。

5.设计安全超高按规范标准取值△h设=0.5m。设计条件下的风浪高采用下式计算：h浪，设=0.0208V5/4D1/3（m）

式中V为设计风速，在10.8～13.8m/s范围内取值；D为吹程，在6～7km范围内取值。

三.防洪调节计算：

1.确定起调流量Q起。

2.调洪操作过程

q自 当q≤q安或z≥z防高时

q =﹛ （*）

q安 当q＞q安且z＜z防高时

其中q安=1500～2000m3/s

四.成果与要求

1.水库的设计洪水位和最大下泄流量及坝顶高程。

2.各种调洪计算表。

3.对计算成果的说明、问题讨论和有关意见。 3

附表2—1 洪水分析成果（设计洪水过程线）

时间t 流量Q0.5% 时间t 流量Q0.5%

日 时 m3/s 日 时 m3/s

1 0 50 1 15 6610

1 1 220 1 16 5750

1 2 1050 1 17 4800

1 3 2440 1 18 3970

1 4 1900 1 19 3500

1 5 1320 1 20

2980

1 6 1000 1 21 2450

1 7 700 1 22 2150

1 8 510 1 23 1800

1 9 450 1 24 1450

1 10 990 2 1 1120

1 11 3100 2 2 750

1 12 6180 2 3 480

1 13 7550 2 4 350

1 14 7230 2 5 290

附表2—2 水库容积曲线

水位（m） 容积（108m3） 水位（m） 容积（108m3）

775 0.198 815 1.955

780 0.319 820 2.385

785 0.45 823 2.688

790 0.602 825 2.901

795 0.802 828 3.231

800 1.025 830 3.455

805 1.295 835 4.083

810 1.608 840 4.785

4 由附表2—1可得出设计洪水过程线：

防洪标准重现期为：1/0.5%=200（年）

设计洪水过程线010002000300040005000600070008000012345678910111213141516171819202122232412345时间来水量(m3/s)

洪峰流量为6610m3/s，在1号15时。

由附表2—2可得出水库容积曲线：

水库容积曲线7757807857907958008058108158208258308358408450.20.40.60.811.21.41.61.822.22.42.62.833.23.43.63.844.24.44.64.8库容（108m3）水位Z（m）

水库死水位为785.0m，相应的水库死库容为0.45×108m3。

防洪高水位为825.5m，相应的库容为2.956×108m3。 5 溢洪道泄流公式为：q溢=M×B×H3/2

H为溢洪道堰上水头； B为溢洪道堰顶净宽； M为流量系数（M=2.0）。

计算得出q—f（V）的关系曲线：

表11 水库q—f（V）关系曲线计算表

水位Z（m） 溢洪道堰顶水头H（m） 溢洪道泄量q溢（m3/s） 放水洞泄量q洞（m3/s） 总泄量q（m3/s） 库容V（108m3）

775 0 0.0 50 50.0 0.198

780 0 0.0 50 50.0 0.319

785 0 0.0 50 50.0 0.45

790 0 0.0 50 50.0

0.602

795 0 0.0 50 50.0 0.802

800 0 0.0 50 50.0 1.025

805 0 0.0 50 50.0 1.295

810 0 0.0 50 50.0 1.608

815 0 0.0 50 50.0 1.955

820 3 623.5 50 673.5 2.385

823 6 1763.6 50 1813.6 2.688

825 8 2715.3 50 2765.3 2.901

828 11 4377.9 50 4427.9 3.231

830 13 5624.7 50 5674.7 3.455

835 18 9164.1 50 9214.1 4.083

840 23 13236.5 50 13286.5 4.785

得出q～f（V）曲线：

q-f(V)关系曲线0.0500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.04500.05000.05500.06000.06500.07000.07500.08000.08500.09000.09500.010000.010500.011000.011500.012000.012500.013000.013500.014000.00.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.0库容V（108m3）泄量q（m3/s） 6 起调水位定为820.0m，相应的库容为2.385×108m3。

定q1=673.5 Q1=50 Q2=1050 △t=2h V1=23850万m3，假设一系列的q2值，进行试算：详见附表33。

最终得出时段的下泄流量，见下表：

时间t q V(万m3) 时间t q V(万m3)

0 673.5 23850 16 3800 32195

2 600 23818 18 5000 32526

4 650 24430 20 4000 31788

6 700 24970 22 3500 30935

8 750 24991 24 2900 29927

10 750 24991 26 2000 28955

12 1700 26690 28 1600 28055

14 2800 29898

对水库进行总计算得出下表：

表22 水库调洪计算表

时间t（h） 入库洪水流量Q（m3/s） 时段平均入库流量Q1（m3/s） 时段平均入库谁量Q1*△t（万m3） 下泄流量q（m3/s） 时段平均下泄流量q1（m3/s） 时段下泄水量q1*△t（万m3） 时段内水库存水量变化△V（m3） 水库存水量V（m3） 水库水位Z（m）

0 50 673.5 23850.0 820.00

2 1050 550 396.0 600 636.75 458.46 -62.46 23787.5 819.95

4 1900 1475 1062.0 650 625 450 612 24399.5 822.29

6 1000 1450 1044.0 700 675 486 558 24957.5 822.28

8 510 755 543.6 750 725 522 21.6 24979.1 822.28

10 990 750 540.0 750 750 540 0 24979.1 822.28

12 6180 3585 2581.2 1700 1225 882 1699.2 26678.3 822.25

14 7230 6705 4827.6 2800 2250 1620 3207.6 29885.9 822.40

16 5750 6490 4672.8 3800 3300 2376 2296.8 32182.7 824.62

18 3970 4860 3499.2 5000 4400 3168 331.2 32513.9 825.12

20 2980 3475 2502.0 4000 4500 3240 -738 31775.9 825.16

22 2150 2565 1846.8 3500 3750 2700 -853.2 30922.7 825.13

24 1450 1800 1296.0 2900 3200 2304 -1008 29914.7 825.10

26 750 1100 792.0 2000 2450 1764 -972 28942.7 824.70

28 350 550 396.0 1600 1800 1296 -900 28042.7 824.55

7 由表22可得出水库调洪曲线：

调洪曲线010002000300040005000600070008000051015202530时间（h）水量（m3/s）q—t曲线Q—t曲线

由曲线可知：Q—t曲线与q—t曲线交点正好对应q=5000 m3/s。

∴ 最大下泄流量qmax=5000m3/s，

相应的库容为32526万m3，对应的库水位为825.12m。

堰顶高程为817.0m，相应的库容为21270万m3。

设计防洪库容为32526万m3-21270万m3=11256万m3。

∴ 设计洪水位为825.12m。

取V=12m/s，D=6.5km，则：

h浪，设=0.0208V5/4D1/3=0.0208125/46.51/3=0.867m

∴ 坝顶高程为825.12m+0.867m=825.987m。

问题与思考：

水库调洪计算是水资源规划与利用不可或缺的环节，此次设计计算采用了列表试算法，较为繁琐。计算中略去了一些复杂的影响因素，计算结果与实际情况会有误差。

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水库调洪计算的原理与方法

水库调洪计算的原理与方法

- 1 - 水库调洪计算的原理与方法

水库调洪是一种技术，主要是指调整水库的洪水量，以满足作业要求，消除洪水灾害，保护人民生产生活及水库安全。水库调洪分为调整水库水位、调节出口流量和水库池底淤积等，主要包括：水库蓄水量的调整、水库运行模式的选择、水库溢洪道的应用、调节建筑物的安排及水库排洪效果评价等。

1、水库调洪原理

水库调洪的原理是将水位在一定条件下，得以调节水库调节范围内的洪水，从而满足调度要求。也就是说，水库洪水量的变化可以通过调整水位来实现。因此，水位是水库调度的主要操作变量，也是水库调度及调洪的重要依据。

2、水库调洪计算

水库调洪计算是根据调度要求确定的调节范围，运用水位曲线的求和及其他理论计算，求得水位、储量和流量三者间的最佳分配，以满足调度要求的洪水量调节原理及方法，以确定具体的调洪计算方法。调洪计算的常用方法有基于水位-洪水量曲线求和的调节法、基于储量曲线求和的调节法、组合求和法等多种。

（1）水位-洪水量曲线求和调节法

水位-洪水量曲线求和调节法是指，根据水库水位-洪水量关系曲线，确定调节范围内的水位，以调节水库洪水量。这种方法基本上是从水位起调洪，特别适用于急洪库。

(2)储量曲线求和调节法 - 2 - 储量曲线求和调节法是指，根据水库的储量曲线，确定调节范围内的储量，以调节水库洪水量。这种方法主要从水库储量起调洪，特别适用于慢洪库。

(3)组合求和调节法

组合求和调节法是指，将储量曲线求和调节法和水位-洪水量曲线求和调节法的方法。组合求和调节法将水位及储量作为两个独立的变量，分别求极值，实现最佳调节效果。

3、水库调洪的优缺点

水库调洪的优点在于：（1）大大降低水库的洪水灾害，大大减少人民的损失；（2）水位得到有效的控制，以满足人民的要求；（3）水库洪水量可以通过调整水位来实现。

水库防洪能力计算方法

水库防洪能力计算方法

水库防洪能力计算方法

为加强水库安全管理，有效预测水库防洪能力，确保水库安全运行，这里介绍一种简易的水库防洪能力计算方法。

一、 来水量计算

根据天气预报情况及水库运行需要，预估一个未来降水量，由降水库、水库集雨面积及径流系数，计算出水库未来来水量。计算公式如下：

W=P×F×R/10

式中：W---预测来水量，万立方米（万m3）；

P---降水量，毫米（mm）；

F---水库集雨面积，平方公里（km2）;

R---径流系数。

说明：径流系数可以通过分析历年的降雨径流关系大至估算出来。一般情况，前期降雨量比较大（土壤含水率比较高），径流系数较大，降雨强度及总量比较大，径流系数较大。一般取值范围在0.55～0.95之间。降水量为预测值，一般通过天气预报，或者防洪工作需要估算出来。

二、 水库最高洪水位计算

由上面计算出来的来水量加上当前水库相应的库容，得出将来最大库容，通过库容曲线查算相应库水位，从面得出未来最高库水位。对于将来最大库容的计算有两种情况：

（一） 不发生溢洪的情况，计算公式如下： V=V当前+W

式中：V---将来最大库容，万立方米;

V当前---当前库容，由当前水位通过库容曲线查得，万立方米;

W---来水量，同上。

（二） 有溢洪的情况

1、当前水位低于正常水位时，计算公式如下：

V=（W+V当前-V正常）×（1-y）+V正常

式中：V正常---正常水位对应的库容;

y---水库泄洪比率。

2、当前水库正在溢洪时

V=W×（1-y）+V当前

泄洪比率是指水库特定时段（从溢洪开始到水库达到最高水位的时间）内泄水量与水库流域来水量的比值。如果当前库水位低于正常水位，计算时段从水位涨至正常水位开始，直到水位上升到最高水位之间的时间。当水库正在泄洪时，计算时段从当前时间开始至水位达到水库最高水位的时间。泄洪比率可通过分析历次洪水泄洪关系得出，它与水库的泄水能力有关。 此值小于1。

防洪标准计算方法

防洪标准计算方法

防洪标准

各种防洪保护对象或工程本身要求达到的防御洪水的标准。通常以频率法计算的某—重现期的设计洪水为防洪标准，或以某一实际洪水(或将其适当放大)作为防洪标准。在—般情况下，当实际发生的洪水不大于防洪标准的洪水时，通过防洪工程的正确运用，能保证工程本身或保护对象的防洪安全。中国对已建防洪工程的防洪标准按国家标准GB 50201—94《防洪标准》执行；对保护对象的防洪安全，具体体现为防洪控制点的最高水位不高于保证水位，或流量不大于河道安全泄量。

防洪标准与工程本身或防洪保护对象的重要性、洪水灾害的严重性及其影响直接有关，并与国民经济的发展水平相联系。国家根据需要与可能，对防拱标准用规范予以规定。在防洪工程的规划设计中，一般按照规范选定防洪标准，并进行必要的论证。对特殊情况，例如洪水泛滥可能造成大量人口死亡等严重后果时，在经过充分论证后可采用比规范规定更高的标准。如因投资、工程量、移民等因素的限制一时难以达到规定的防洪标准时，也可以分期达到。

世界各国所采用的防洪标准各不相同，例如，日本对特别重要的城市要求防200年—遇洪水，重要城市防100年一遇洪水，一般城市防50年一遇洪水；印度要求重要城镇的堤防按50年一遇洪水设计；其他国家的防洪标准大体在此范围内。农田的防洪标准—般为防御10～20年一遇洪水。澳大利亚一般农牧业只要求防3—7年一遇洪水。美国密西西比河防洪规划采用的标准是按水文气象法作出的“计划洪水”，约相当于频率法的100年一遇洪水。

中国的防洪标准过去没有统一规定，1995年颁布了中华人民共和国国家标准GB50201—94《防洪标准》。该标准对城市，乡村，工矿企业，交通运输设施(含铁路、公路、航运、民用机场、管道工程、木材水运工程)，水利水电工程(含水库、水电站、灌排工程、供水工程、堤防)，动力设施，通信设施，文物古迹和旅游设施等，分别不同规模、不同情况规定了应采用的防洪标准及处理有关问题的原则。

水库调洪计算的基本原理

水库调洪计算的基本原理

水库调洪计算的基本原理

水库调洪计算的基本原理：水库调洪计算的基本原理是根据水库储洪容量、来水流量、下泄流量等参数，通过数学模型计算出水库在不同时间段内的水位变化情况，进而确定合理的泄洪方案，达到调节洪峰、减缓洪水过程、保护下游安全的目的。

具体来说，水库调洪计算主要包括以下几个步骤：

1.确定水库的物理特性和运行规律。包括水库的地理位置、面积、平均水深、最大库容、最高水位、最低水位等参数，并基于实测数据和历史资料建立水库的运行模型。

2.收集来水流量和预报信息。通过水文站和气象站等监测设施获取来水流量和雨量预报等信息，为后续计算提供基础数据。

3.进行计算模拟。根据以上数据，运用数学模型，计算水库在不同时间段内的水位变化情况，并预测下泄流量、洪峰时间和洪峰流量等信息，从而确定泄洪方案。

4.评估方案风险与效果。基于确定的泄洪方案，对水库运行效果进行评估和优化，评估方案的风险与效果，同时根据监测数据不断修正调整方案，确保水库调洪工作的准确性和可靠性。

总之，水库调洪计算是一项非常复杂的水利工程技术，需要运用多学科的知识和多种方法手段，在不断优化的过程中实现调控水位、泄洪、保护人民群众生命财产安全等目标。