洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】《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1372×104kw·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q 1、V 1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q 2、V 2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。
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。
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。
Excel 表格在水库调洪演算中的应用白云峰（辽宁省阜蒙县佛寺水库管理处）【摘要】水库的洪水调节计算在设计阶段主要是用来确定泄洪建筑物的尺寸，而在蓄水运行阶段则是为洪水调度提供依据的重要手段。
调洪计算的基本原理是水库水量平衡。
计算方法主要有“列表试算法、半图解法、图解法、简化三角形法”等，其中列表试算法具有概念清楚、易于理解，精确度高等优点，但存在计算繁琐、反复查图、速度较慢的缺点。
随着计算机应用的普及，笔者针对试算法进行了探索，利用Excel 表格强大的计算功能，简化调洪演算方法，取消了人工查图、手工反复试算的的过程，极大地提高了计算速度。
一、试算法调洪的原理试算法的基础就是求解如下联立方程：⎪⎩⎪⎨⎧=-=∆+-∆+)()(21)(21122121V f q V V t q q t Q Q 式中：21Q Q 、——时段t ∆始末的入库流量，米3/秒；21q q 、——时段t ∆始末的出库流量，米3/秒；21V V 、——时段t ∆始末的水库蓄水量，米3；t ∆——时段长，小时。
时段入库流量，由设计洪水过程线提供。
时段末的出库流量，可根据水库下泄流量变化趋势，假定数值进行试算。
起调时，一般011==q Q ，假定一个2q ，就能根据2Q 求出时段的蓄水增量12V V V -=∆。
再从q ～V 关系曲线上由2V 查出2q 。
如果这个2q 与原假设的2q 相等，可继续下一个时段的计算，否则，需重新假定2q ，直到两者相符为止。
由此可见手工进行试算法调洪是相当麻烦的。
目前利用Excel 表格将上述计算所需的公式逐一输入相应的表格，可实现假设泄量q至水库蓄水量V逐栏的自动计算，然后根据试假设蓄水量查q～V曲线，再计算出下泄流量与假设的泄量比较。
如此，仍然是比较麻烦的。
见下图：二、应用Excel调洪计算的必要条件下面仅以佛寺水库设计洪水（100年一遇）和校核洪水（2000年一遇）为例说明洪水调节计算的方法和过程。
