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1.5 调洪演算调洪演算的基本原理是水量平衡，其方程为121221--22Q Q q qt t V V ++∆∆= 式中： Q 1、Q 2分别为计算时段Δt 始、末入库流量； q 1、q 2分别为计算时段Δt 始、末出库流量； V 1、V 2分别为计算时段Δt 始、末水库库容； Δt 为计算时段。
采用列表试算法，计算工作量较大，这里采用半图解法（单辅助线法）。
将水量平衡方程变形得：2212111222V q Q Q V q q t t +⎛⎫+=-++ ⎪∆∆⎝⎭式中右边为已知项，左边为未知项。
我们可以先确定q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭之间的关系，绘制2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线。
方法为由已知的q 查上游水位与泄流量关系曲线得上游水位H 上，在查水位库容关系曲线得相应的库容，Δt 为计算时段，在这里为24h ，进而求得对应的2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭。
从第一时段开始，由入库洪水过程和起始条件就可以知道Q 1、Q 2、q 1、V 1，由上式求得222V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭，然后由2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线查的对应的q 值即为q 2，然后按此方法依次计算q 。
计算过程如下，先确定q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭之间的关系。
表1.19A q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭关系表绘制2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线:图1.7A 2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线然后进行调洪演算，过程如下：表1.20A 调洪演算过程表图1.8A 调洪演算过程曲线调洪演算后的最大泄流量为两线的交点，表中计算的q max=4819m3/s，对应的Q=4800 m3/s，不相等，但很接近，则q max比4819m3/s稍微大些，参照图得q max=4825m3/s。
Ｃ－２ 水库调洪演算的数值解程序作者 张校正（新疆水利厅 ）一、程序功能已知水库的水位--水面面积关系，洪水量过程线，对于每一种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、泄水建筑物参数）由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，计算机输出各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等。
并用彩色曲线绘制洪水过程线、泄洪过程线和水库水位变化线。
二、算法简介1，水库水量平衡分方程的数值解：水库水量平衡微分方程：q Q dt dZ f -=式中: f=f(z) 水库水面面积，是水位z 的函数；Z=Z(t) 水位，是时间t 的函数；Q=Q(t) 入库流量，是时间t 的函数；Q=q(z) 出库流量，是水位z 的函数。
将上式移项，并定义调洪函数)()()(),(z f Z q t Q Z t F -=则得 ⎪⎩⎪⎨⎧==00)(),(Z t Z Z t F dt dZ 这是一个一阶常微分方程的初值问题。
应用定步长的龙格－库塔方法求解。
其公式为：)22(6143211K K K K Z Z n n ++++=-式中： )()()(),(111111------⨯=⨯=n n n n n Z f Z q t Q T Z t F T K)21()2()2()2,2(11111112K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+⨯=++⨯=----- )2()2()2()2,2(212112113K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+⨯=++⨯=----- )()()(),(3131314K Z f K Z q t Q T K Z t F T K n n n n n ++-⨯=+⨯=---T 为洪水流量时段间隔；n=1,2,……,J2，泄流量公式：当泄水建筑物为深孔时，)(2111111A C Z g B A M q --=式中：M 1 流量系数；A 1 泄流孔口高；B 1 泄流孔口宽；Z 水位；C 1 泄流孔口底槛高程。
⽔库兴利调节及调洪演算《⽔资源规划及利⽤》课程设计说明书在过去的⼀周⾥，我们进⾏了《⽔资源规划及利⽤》的课程设计，我们做的是梅⼭⽔库的三个典型年的兴利演算及其发电量的计算还有68年梅⼭⽔库的⼀次调洪演算。
现在，我们基本上已经设计完毕，通过课程设计，进⼀步加强了我们对所学内容的理解⽔平和应⽤能⼒，培养了我们分析问题与解决问题的能⼒。
下⾯，就是我们在课程设计的过程。
概述1．梅⼭⽔库概况：梅⼭⽔库位于淮河⽀流史河上游的安徽省⾦寨县境内，东与淠河西源为邻，西与灌河隔岭为界，南源于⼤别⼭北麓，北距史河⼊淮⼝130km。
⽔库流域南北长约70km，东西宽约40km，流域⾯积1970km2。
梅⼭⽔库按500年⼀遇洪⽔设计，5000年⼀遇洪⽔校核，设计洪⽔位137.66m，校核洪⽔位139.93m，正常蓄⽔位128.0m，汛限⽔位125.27m，死⽔位94.00m，总库容22.64亿m3，兴利库容9.57亿m3，死库容1.26亿m3，为年调节⽔库。
梅⼭⽔库现有⽔电站装机容量为4万kW，4台发电机组，单机最⼤过⽔流量29.8m3/s，电站主要结合灌溉供⽔或利⽤泄洪弃⽔发电，原则上不单独为发电⽬的⽽放⽔⼊横排头⽔库。
现状情况下多年平均发电量为9925万kW·h。
2．设计内容：①.熟悉资料，绘出相关曲线；②.根据梅⼭⽔库的1969-2008年的⼀年中各旬的⼊库流量资料，定出对应设计保证率为10%，50%，90%的设计典型年；③.分别对梅⼭⽔库的三个典型年的⼀、⼆种⽅案进⾏兴利调节和⽔能计算，求出各种⽅案的年平均发电量，并且⽐较各⽅案的利弊。
④.⽤第⼀种⽅案分别对梅⼭⽔库的1969年的⼀次洪⽔进⾏调洪演算。
3．设计⽅案：兴利⽅案：①⽅案⼀：正常蓄⽔位：128 m，汛限⽔位：125.27 m。
②⽅案⼆：正常蓄⽔位：128 m，汛限⽔位：124.57 m。
调洪⽅案：汛限⽔位125.27m，防洪⾼⽔位130.2，控泄流量75m3/s 4．梅⼭⽔库兴利调度原则：⾮汛期为5-10⽉，汛期为6-9⽉，其中9⽉为过渡期，即从9⽉份开始⽔库开始慢慢蓄⽔，并在9⽉末时保证⽔库⽔位在死⽔位和正常⾼⽔位之间，10-5⽉份⽔库处于⾮汛期，这段时间保证⽔库⽔位在死⽔位和正常⾼蓄⽔位之间，并保证⾮汛期末时⽔库⽔位在死⽔位与汛限⽔位之间。
借助Excel电子表格实现水库泄流全过程调洪演算【内容提要】借助Excel电子表格实现水库泄流全过程调洪演算，以井研县毛坝水库枢纽病害整治工程初步设计中，其上游水库红岩水库p=0.1%校核洪水过程的调洪演算为算例，探索出两种不同的计算方法：一种是利用Excel电子表格自身的函数和公式运算，实现半自动化的水库调洪演算；二是以Microsoft Excel2010以上版本为依托，通过VBA语言编程来实现全自动化的水库调洪演算。
两种方法的计算结果，与本人当年使用日本夏普便携式PC-1500计算机通过Basic语言编程的水库多功能调洪演算程序的计算结果完全一致。
作者推荐第二种方法，它能在大约1至2秒之内实现多行多列上百数据数百次试算的入库和出库洪水流量演算全过程。
由于它的快速和智能化设计，给水库洪水预报盈得时间，是编制已成水库防洪预案和水利水电工程设计及病害整治工作的有力助手。
【正文】现以井研县毛坝水库1995年工程整治中红岩水库调洪演算为算例，展现更先进的计算方法。
本算例在计算入库洪水过程中，所涉及暴雨洪水参数来源有二：一是四川省水利电力局水文总站1979年10月编制的《四川省水文手册》；二是四川省水利电力厅1984年6月编制的《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》。
虽然后者的暴雨等值线图已经被近20多年来新增实测暴雨资料的补充分析成果所代替。
四川省水文水资源勘测局已增补到2000年的暴雨资料，于2010年12月出版了新的《四川省暴雨统计参数等值线图》，按理应以新的暴雨资料为依据，但为了保持该工程整治设计的原貌，为了与当时本人使用PC-1500计算机和原来的调洪演算程序的运算结果进行比较，仍然使用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨等值线图计算该水库设计洪水过程线。
一、水库的基本情况毛坝水库位于岷江左支泥溪河上游，井研县天云乡境内。
水库大坝的地理坐标为E103°57′24″，N29°45′37″。
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 2——时段初、末入库流量，m 3/s ；q 1,q 2——时段初、末出库流量，m 3/s ；V1,V2——时段初、末水库蓄水量，m 3；t ∆——计算时段，t ∆=1h=3600s 。
将水量平衡方程进行变换得到：）（22)2(1112221q t V q Q Q q t V +∆+-+=+∆ 建立q ～2q t V +∆函数关系曲线，绘出q ～2q t V +∆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 b）（21.4.)(33.015/42020157-=C v gD v v gLm o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。
水库调洪计算试算法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:11(Q，Q),t,(q，q),t,V,V (3-1) tt，1tt，1t，1t22,t式中: ——计算时段长度(s);3Q,Q ——t时段初、末的入库流量(m/s); tt，13q,q ——t时段初、末的出库流量(m/s); tt，13V,V ——t时段初、末水库蓄水量(m)。
由推理公式计算最大流量参照《四川省中小流域暴雨洪水计算手册1984版》推理公式求解，步骤如下：1 基本参数计算1.1 确定设计坡面的流域特征值F 、L 、J1、F 为设计坡面的积水面积，平方公里。
由比例尺为1：500的地形图上量取得24602m ；2、L 为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，公里。
包括主河槽及其上游沟形不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长从1：500的地形图上量取得77.19m ；3、J 为沿L 的河道平均坡度，即在量出L 的过程中读取河道各转折点的高程i h 和间距i l ，如图1.1所示。
图1.1 落差i h 和间距i l 逐段关系示意图()()()()()0111222331022n n n iiH H l H H l H H l H H l H l J l -+++++++++=∑∑……()1022i i i HH l H L L -+-=∑式中i H 、i h 以米计；L 、i l 以公里计；J 以千分率（‰）计将已知数据代入公式求得J=118‰=0.118。
1.2 计算暴雨雨力S 、暴雨公式的衰减指数n1、计算年最大暴雨，已知暴雨特征值1/6H 、1H 、6H 、24H 、v C 、/s v C C ，由皮尔逊Ⅲ型频率曲线表（附表6.5）查出频率为2%的p K 值，例1/61/6=K P P H H 。
2、计算暴雨公式的衰减指数n 。
假定用2n 做初试计算。
当历时t=6~24小时范围内，6324n =1 1.661lgP P H H +（）；当历时t=1~6小时范围内，126n =1 1.285lg P PHH +（）；当历时t=1/6~1小时范围内，1/611n =1 1.285lgPPH H +（）。
3、计算设计雨力S ，当历时t=6~24小时范围内，33n 1n 1p 246=24=6P P S H H --；当历时t=1~6小时范围内，22n 1n 1p 61p 1p =6=1=P S H H H --；当历时t=1/6~1小时范围内，11n 1n 1p 11/6p 1=1=6P S H H --。
根据四川省人民出版社1979年出版的农业科学技术丛书《小型水库设计》中所介绍的计算方法编写，来计算洪峰流量，但洪水总量则要按四川省1979年版《水文手册》方法计算。
说明：表中黄计算，不要改动；兰色格内不改动；绿色格内可不输入紫色格内根据暴雨历时确定入数据；白色格内要输入所。
小（二）型水库洪峰流量计算程序 （相对于推理公式来说，此计算方法的优点是不需要量主河道长度和计算主河道坡降）《小型水库设计》一书由四川省水利勘测设计院编写，是针对坝高25米以下，库容100万方以表中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是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪水总量。
说明：表中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；紫色格内根据暴时确定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
根据暴雨历根据四川省一九七九年版《水文手册》方法计算洪水总量说明：表中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定是否输入数据；白色格内要输入所需数据。
φ区）洪水总小（一）型水库洪水计算程序：根据四川省一九七》方法计算洪水总量。
说明：表中黄色格内数据由计算机计算，不要改动；兰色格内数据入数据；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。
水总量。
入数据；紫色格内根据暴雨历时确洪水总量计算2页表φ值一九七九年版《水文手册总量。
内数据可不改动；绿色格内可不输数据；白色格内要输入所需数据。
5-7调 调 洪 演 算调 洪 演 算调 洪演 算调 洪 演算。
枢纽布置及调洪演算1基本资料1.工程概况龙塘水库工程为马坝河流域规划的第四级水库（电站），是马坝河流域的唯一控制性枢纽工程。
枢纽坝址距离盐源县城距离26km，距离凉山州州府－西昌市约180km。
枢纽由拦河坝、泄洪建筑物、水电站等组成。
主要任务以灌溉为主，结合发电，兼顾工业供水。
灌区规划灌溉面积40万亩。
水库调节库容为1.17亿m3，设计引水流量为30m3/s，多年平均供水量1.35亿m3，电站总装机容量为11.6MW。
2.水文气象 2.2水文资料马坝河流域水文资料短缺，为龙塘水库开发，1973年在龙塘水库坝址上游2km的三家村设立龙塘水文站，该站控制流域面积250km2，有1973～1987年的水位、流量、降水、水温等整编资料。
该河上游设有马坝水位站，观测1979～1980年流量资料以及1977～1981年水位资料。
马坝河邻近的宁蒗河上有云南省水文水资源局设立的庄房水文站，卧落河上有成都勘测设计院设立的沙拉地水文站，甲米河上的甲米水文站，以及永宁河干流的盖租专用水文站。
另外理塘河上1960年设立的呷姑水文站，小金河1985设立的列瓦水文站。
1974年在流域上游设立马坝雨量站、中游设立大林雨量站，1978年在流域上游及周围增设了鸡西沙、跛脚、大岩洞雨量站；四川省水文局西昌分局在流域附近设立了卫城、者不凹雨量站，这些站中，水文局设立的雨量站和气象站都观测有30年以上的雨量资料，（3）坝址设计洪水典型洪水的选择原则：①选择资料较完整，观测精度较高的实测大洪水过程线；②选择在设计情况下能发生的洪水过程，即洪水出现的季节、洪峰次数、洪水历时、主峰位置等代表大洪水的一般特性；③能满足工程设计要求，从防洪角度考虑，选择不利于工程安全，即选峰高、量大、峰型集中、主峰发生的时间偏后的洪水过程。
根据龙塘站1973~1987年实测洪水过程线，选择峰高、量大的1981年6月25日洪水作为典型洪水，其洪水特征值如下：Qm=145m3/s，W24=994万m3，W72=2470万m3；龙塘水库坝址设计洪水采用龙塘站设计洪水加入以大龙塘泉实测最大流量作为1基流合并计算，根据龙塘水文站1975年对于大龙泉的观测成果，其实测最大流量为14m3/s。
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。
小（一）型水库洪水计算程序：根
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。
小时时
算
小（一）型水库洪水计
值
洪水总量计算
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。
