第三章__水库洪水调节及计算

洪水调节计算方法
洪水调节计算可是个很重要的事儿呢。

有一种简单的方法叫静库容法。

就好比把水库当成一个大盆子，洪水来了就往盆子里装。

这个方法假设水库的水面是水平的，只考虑水库的库容和进出库的水量关系。

计算的时候，就看进来多少水，出去多少水，然后算出水库里水位的变化。

比如说，入库洪水流量是一个数值，出库流量如果是个固定的值，那两者的差值就是水库里水量增加或者减少的速度啦，根据这个就能算出不同时间水库的水位情况呢。

还有动库容法哦。

这就比静库容法复杂一点啦。

因为它考虑到了水库里的水不是像静库容法里那样完全水平的，水面是有坡度的。

就像你看河流里的水，它不是平平整整的。

动库容法在计算的时候，要考虑到这个坡度对库容的影响。

这就需要更多的测量数据啦，像不同位置的水深啊之类的。

另外，还有水量平衡法。

这个就像是在算家里的收支账一样。

把水库看成一个整体，进来的水就是收入，出去的水就是支出。

在一段时间内，入库水量减去出库水量，就等于水库里水量的变化量。

如果入库的洪水忽大忽小，出库流量也跟着调整，那通过这个方法就能很好地算出每个时段水库的水量情况，从而知道水位的变化情况。

不管是哪种方法，都是科学家们经过很多研究才得出来的，它们在防洪减灾方面可起着超级大的作用哦。

《水利水能规划》课后习题第一章水资源的开发利用作业1、什么是水资源的综合利用和可持续利用？2、水力发电的原理是什么？试推求水流出力基本公式。

3、河川水能资源的基本开发方式有哪几种？有何特点？4、防洪的工程措施和非工程措施有哪些？5、与水资源相关的水利部门有哪些？简述其用水特点。

如何解决各水利部门之间的矛盾？第二章水库兴利调节计算作业1．水库特征水位和特征库容有哪些，其含义是什么？2．设计保证率的涵义是什么？有哪几种表示方法？3．水库兴利调节计算的基本原理是什么？4．调节流量、兴利库容及设计保证率三者之间的关系怎样？5．水库运用过程如下图。

试就下列三种情况，确定兴利库容。

单位：108m3（1）w1=10，w2=3 ，w3=6 ，w4=2，w5= w6=0，V n=（2） w1=10，w2=5，w3=4，w4=5，w5= w6=6，V n=（3）w1=15，w2=7，w3=8，w4=9，w5=3，w6=8，V n=6．某水库一周之内的来、用水过程如表1所示，为满足用水过程，最小需多大的周调节库容，并求出各时段末水库兴利库容蓄水量。

（单位：108 m3）表1 某水库一周之内的来、用水过程时段星期一星期二 星期三 星期四 星期五 星期六 星期日 来水量 30 30 20 15 10 25 10 用水量202020202020207．某年调节水库设计代表年（P =75 %）的各月来水量和综合用水量如表2。

计算的该年各月蒸发损失增量（水面蒸发与陆面蒸发差值）也列于表2，该水库区地质和水文地质条件属中等，渗漏损失以月平均蓄水量的l ％计。

根据库区地形图量得水库面积曲线如表3。

根据泥沙淤积要求确定的该水库死库容为10×104m 3。

试求该水库的兴利库容和正常蓄水位。

8．已知某水库设计枯水年天然入库流量过程如表4。

水库兴利库容为50[(m 3/s)月]，多年平均入库流量为40m 3/s ，求水库供水期调节流量和蓄水期可用流量。

综合利用水库调度通则【文号】水利部水管[1994]106号【颁布日期】1993.12.01【正文】综合利用水库调度通则（1993年12月1日水利部水管[1993]61号通知发布）第一章总则第一条为合理地科学地进行综合利用水库调度运用，保证水库防洪安全，充分发挥水库的综合效益，根据《中华人民共和国水法》，制定本通则。

第二条本通则适用于综合利用的大型及重要中、小型水库，其他水库可参照执行。

第三条水库调度运用要依据经审查批准的流域规划、水库设计、竣工验收及有关协议等文件。

水库设计中规定的综合利用任务的主、次关系和调度运用原则及指标，在调度运用中必须遵守，不得任意改变，情况发生变化需改变时，要进行重新论证并报上级主管部门批准。

第四条水库调度要在服从防洪总体安排保证水库工程安全的前提下，协调防洪、兴利及各用水部门的关系，充分发挥水库防洪、蓄水兴利的最大综合利用效益。

第五条水库调度运用工作的主要内容：1.编制水库防洪与兴利调度运用计划；2.进行短期、中期、长期水文预报；3.进行水库实时调度运用。

第六条水库管理单位应根据水库规划设计等有关文件、资料；并掌握水库所在流域及有关区域的自然地理、水文气象、社会经济、水利化发展、河道防洪工程系统及其保护对象、综合利用各部门用水要求等基本情况，为水库调度运用提供可靠的依据。

第七条水库管理单位，要根据本通则并结合具体情况，编制本水库的调度运用规程，按照隶属关系报上级主管部门审定。

影响范围跨省（自治区、直辖市）的重要水库，应报流域机构审定。

由串联、并联水库群共同负担下游防洪和兴利任务的，水库群主管部门应主持制定联合调度运用方案，并负责指挥水库群的实时调度。

水库管理单位应当根据批准的计划和水库主管部门的指令进行水库的调度运用。

在汛期，水库调度运用必须服从防汛指挥机构的统一指挥。

第八条水库调度运用要采用先进技术和设备，研究优化调度方案，依靠科学进步不断提高水库调度运用工作的技术水平。

水库调洪演算试算法一、水库调洪计算的任务入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。

与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。

这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。

水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。

若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。

若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位；其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。

二、水库调洪计算基本公式洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。

常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积（即静库容）。

水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：t t t t t tV V t q q t Q Q -=∆+-∆++++1121121)()( （3-1）式中： t ∆——计算时段长度（s ）；1,+t t Q Q ——t 时段初、末的入库流量（m 3/s ）；1,+t t q q ——t 时段初、末的出库流量（m 3/s ）；1,+t t V V ——t 时段初、末水库蓄水量（m 3）。

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。

第三章调洪计算调洪计算目的水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。

调洪演算的原理水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：t t t t t t V V t q q t Q Q -=∆+-∆++++1121121)()( (3-1)式中t ∆—计算时段长度，s ；1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。

水库泄流方程 ：q =f （V ） (3-2)用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。

这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为：（V t /△t+q t /2 )+Q-q t = (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q —计算时段平均入流量，Q ＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1)也就是说，可以事先绘制q ~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。

因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。

调洪计算结果整理调洪演算基本资料水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m积石峡入库洪水过程线见下表：表2-1积石峡入库洪水过程线调洪计算过程及结果方案一：1. 拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：左岸溢洪道: 单孔溢洪道，B=,H=18m,堰顶高程为1833m。

水库调洪演算例题详解
我们要解决一个水库调洪演算的问题。

这个问题涉及到水库的蓄水量、泄洪量、流入量、流出量等，我们需要通过这些信息来计算水库的水位变化。

假设水库的初始蓄水量为 V_0 立方米，初始水位为 H_0 米。

每分钟流入水库的水量为 R 立方米/分钟，每分钟从水库泄出的水量为 B 立方米/分钟。

根据题目，我们可以建立以下方程：
1. 每分钟水库的水位变化是ΔH = (R - B) / V × 1000 米/分钟（流入量减去泄出量，再除以水库的体积，然后乘以1000来转换为米）。

2. 水库的蓄水量V = V_0 + ΔV，其中ΔV 是水位变化导致的蓄水量变化（V_0是初始蓄水量）。

3. 水库的水位H = H_0 + ΔH × t，其中 t 是时间（分钟）。

现在我们要来解这个方程组，找出水库的水位随时间的变化。

计算结果为：水库的水位随时间的变化是米/分钟。

所以，经过1小时，水库的水位将上升厘米。