水资源规划与利用剖析学习教案

1、会计学1水资源规划与利用水资源规划与利用(lyng)剖析剖析第一页，共28页。 无闸滥洪道的水库(shuk)调洪情况 无闸溢洪道水库(shuk)的调洪作用1入库流量过程线；2下泄流量过程线；3库水位过程线 第2页/共28页第二页，共28页。 设闸溢洪道的水库(shuk)调洪情况 有闸溢洪道水库的调洪作用1胸墙；2闸门；3溢洪道；4入库流量(liling)过程线（相当与下游防洪标准）；5下泄流量(liling)过程线 第3页/共28页第三页，共28页。 2、防洪、防洪(fnghng)标准标准 防洪标准 如何确定防洪标准 水库(shuk)下游的防洪标准：应根据防护对象的重要性、历次洪水灾害及其对政

2、治经济的影响，按照国家规定的防洪标准范围，经分析论证后，与有关部门协商选定。在选定水工建筑物的前提下，还要选定下游防护对象的防洪标准，显然，防洪标准不应高于设计标准。第4页/共28页第四页，共28页。 水库自身的安全标准：是指设计水工建筑物所采用能够的洪水标准。目的只是为了确定建筑物的合理尺寸和水库特征水位。水工建筑物的洪水标准分正常运用和非常运用两种情况。与前者相应的洪水标准称为设计洪水；与后者相应的洪水称为校核洪水。我国现在采用的方法是根据建筑物的级别，按水工建筑物设计标准的规定(gudng)，选择适合的设计和校核洪水的标准。 第5页/共28页第五页，共28页。第6页/共28页第六页，共2

3、8页。 3、2 水库调洪计算水库调洪计算(j sun)的原理的原理 1 1、水库泄洪、水库泄洪(xi hn)(xi hn)建筑物泄流能力的分析建筑物泄流能力的分析 泄洪建筑物在某水头下的泄流能力，是指该水头下泄洪建筑物可能通过的最大流量(liling)，是实际泄流量(liling)的上限。对无闸溢洪道，该水头下的泄流量(liling)和泄流能力是一致的。对于有闸溢洪道，当闸门全开时二者也是一致的。溢洪道的类型、尺寸既定之后，不管是有闸还是无闸，其泄流能力仅随水头而变化。 第7页/共28页第七页，共28页。 溢洪道的泄流能力(nngl)可按堰流公式计算： 2/301BHMq溢 q溢溢洪道泄流能力

4、(nngl)(m3s)； H0考虑行近流速(li s)v的堰顶水头，可近似等于堰顶水深H（m）； B溢流堰净宽（m）； M1溢流系数，其值取决于溢流堰型式； 第8页/共28页第八页，共28页。 泄洪洞的泄流能力(nngl)可按有压管流公式计算： 2/102HMq洞 q洞泄洪洞的泄流能力(nngl)(m3s)； H0考虑(kol)行近流速v的堰顶水头，非淹没出流时，H等于库水位与洞口中心高程之差，淹没出流时，H为上下游水位之差（m）； 泄洪洞洞口的过水断面面积（m2）； M2流量系数。 第9页/共28页第九页，共28页。 为调洪计算上的方便，常将溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式(gngsh)绘制成蓄

5、泄曲线qV，其中q为当水库蓄量V时对应的泄流能力。 从溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式(gngsh)可知，对于一定的泄洪建筑物来说，当行近流速水头不计时，q仅为V的单值函数，即q=f（V）。 因而，对于一定的水库和泄洪建筑物，可按溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式及库容曲线(qxin)计算并绘制该水库的蓄泄曲线(qxin)qV。 第10页/共28页第十页，共28页。 某水库泄洪建筑物为无闸溢洪道，其堰顶高程与正常蓄水位齐平(q pn)，为116m，堰顶净宽B=45m，堰流系数M1=1.6。该水库设有小型水电站，汛期按水轮机过水能力Q电=10(m3s)引水发电。该水库的库容曲线列于下表中，试绘制其蓄泄曲线

6、qV。 库水位Z/m7580859095100105115125库容V/106m30.5410234577.5119234401表1 某水库水位(shuwi)容积曲线表 第11页/共28页第十一页，共28页。 绘制库容(krng)曲线ZV。 列表(li bio)计算qV。 绘制该水库(shuk)的蓄泄曲线qV。 表2 某水库qV关系计算表 库水位Z/m1161181 20122124126堰顶水头H/m0246810泄流能力q/m3/s102 145 861 0 681 6 382 2 80库容V/106m32 472 763 07340378423第12页/共28页第十二页，共28页。某水库

7、库容(krng)曲线ZV及蓄泄曲线qV 第13页/共28页第十三页，共28页。 2、水库、水库(shuk)调洪计算基本原理调洪计算基本原理 水库调洪是在水量平衡和动力平衡 (即水力学中所说的连续方程和运动方程)的支配下进行的。水量平衡可表示为水库水量平衡方程，动力平衡可由水库蓄泄方程(或蓄泄曲线)来反映。从起调开始，逐时段连续求解这两个方程，即可由入库流量过程(guchng)Qt求得下泄流量过程(guchng)qt这就是水库调洪计算所遵循的基本原理。 第14页/共28页第十四页，共28页。 水量平衡(pnghng)方程 12212122VVVtqqtQQ 水库蓄泄方程(fngchng)或水库蓄

8、泄曲线 q=f(V)或qV曲线(qxin) 上两式中，仅q2，V2为未知数，故联立求解可得。第15页/共28页第十五页，共28页。 如第一时段，Q1，Q2可从人库洪水过程线得知，q1、Vl可由起调水位Z1查ZV、qV线得到，从而可联解出该时段末的q2，V2。 显然，该时段的q2，V2正是第2时段开始(kish)时的q1、Vl，于是又可联立解出第2时段末的q2，V2，依此类推，即可求出水库下泄流量过程线、最大下泄流量qm、调洪库容Vm和水库最高洪水位Z洪。 第16页/共28页第十六页，共28页。 3、3 水库调洪计算水库调洪计算(j sun)的列表试算法的列表试算法 根据(gnj)ZV，Zq线推

9、求qV线。 选取合适(hsh)的时段，以秒为单位。 决定开始计算的边界条件，Z1，V1，q1。 假定时段末的q2，按水量平衡方程求得V2 。 按计算得的V2，查qV线得相应的q2与假定的q2比较，如相等则假定正确，如不相等重新假定。 求得正确的q2，V2即做为下一时段之q1，V1，继续演算。 第17页/共28页第十七页，共28页。 例题：某水库的泄洪建筑物和尺寸已定，设有例题：某水库的泄洪建筑物和尺寸已定，设有闸门。水库的运用方式是：在洪水来临时，先用闸闸门。水库的运用方式是：在洪水来临时，先用闸门控制门控制q 使等于使等于Q，水库保持汛期防洪限制水位（，水库保持汛期防洪限制水位（38.0m）

10、不变；当）不变；当Q继续加大，使闸门达到继续加大，使闸门达到(d do)全开，以后就不用闸门控制，全开，以后就不用闸门控制，q 随随Z的升高而加大，的升高而加大，流态为自由泄流，流态为自由泄流，qmax也不限制，情况与无闸门控也不限制，情况与无闸门控制一样。制一样。 已知V=f（Z），并根据泄洪建筑物和尺寸，算出q=f（Z）曲线(qxin)。堰顶高程为36.0m。 第18页/共28页第十八页，共28页。某水库某水库V=fV=f（Z Z）、）、q=fq=f（Z Z）曲线（闸门）曲线（闸门(zhmn)(zhmn)全开）全开） Z3636.53737.53838.53939.54040.541V43

11、30480053105860645070807760854094201025011200q022.555105173.9267.2378.3501.9638.9786.1946第19页/共28页第十九页，共28页。调洪计算列表调洪计算列表(li bio)(li bio)试算法试算法 t（h）Q（m3/s）时段平均入流量（m3/s）q（m3/s）时 段 平均 出 流量（m3/s） V （ 万m3）V （ 万m3）Z（m）18174 173.9 64503821340257187180.583653338.124850595262224.5400693338.42719201385425343.5

12、1125805839.23014501685620522.51256931439.93311101280734677651996540.3369001005781757.52671023240.539760830790785.5481028040.5142610685772781-1041017640.445460535731751.5-234994240.348360410674702.5-316962640.151290325617645.5-346928039.9第20页/共28页第二十页，共28页。第一时段（第第一时段（第18-2118-21小时小时(xiosh)(xiosh)）试算过

13、程）试算过程 QqtQZVqVV/2q/2Z/2hm3/sm3/s万m3m3/sm3/sm3/s万m3万m3m3/sm181 74386450173.9 213 4038.469502482 5721150650018038.04 38.26690211 192.670652018238.06 38.16530187 180.583653318738.10第21页/共28页第二十一页，共28页。 3、4 其它情况其它情况(qngkung)下的水库调洪计算下的水库调洪计算 有闸门控制q时，调洪原理和方法与无闸门时相似(xin s)，不同的是水库运行方式变化多. 1、根据需要随时调整闸门的开启孔数

14、和每孔开启高度 2、不同闸门的开度，库水位，下游淹没等情况中的系数A，B不同。 3、由于(yuy)有闸门控制的变化多,应采用试算法。 第22页/共28页第二十二页，共28页。(a)下游有防洪要求的情况；(b)水工(shu n)建筑物设计标准大于下游防洪标准的情况；(c)水库下泄洪水要与下游区间洪水错峰的情况；(d)根据预泄洪水的情况 1入库洪水过程线；2下泄洪水过程线；3水库水位过程线 第23页/共28页第二十三页，共28页。 下游有防洪下游有防洪(fnghng)(fnghng)要求时要求时 qm不能超过q安，t1以前入库洪水(hngshu)Q小于Z限下的q1，来多少泄多少q=Q； t1时，Q

15、开始大于q，闸门全开，自由泄流； t2时， q=q安，为下游防洪安全，控制q不大于q=q安，水库水位上升，关小闸门； t3时，入流Q= q=q安，水位最高。 第24页/共28页第二十四页，共28页。 下游有防洪要求下游有防洪要求(yoqi)(yoqi)时，其标准小于大时，其标准小于大坝设计标准坝设计标准 t1以前(yqin)，Qq限，来多少泄多少q=Q； t1时， Q= q限，闸门全开，自由泄流，水位上升； t2时， q= q安，控制闸门； t3时，为下游防洪的库容蓄满，入库洪水超过下游防洪标准，考虑坝体安全，闸门全开，自由泄流； t4时，q=qm，水位最高。 第25页/共28页第二十五页，共28页。 下游下游(xiyu)(xiyu)有错峰要求时有错峰要求时 使水库下泄流量碰上区间(q jin)洪水不超过q安，在Qt线上画平行于横轴的q安线，将区间(q jin)洪水倒画在q安线下，其与横轴之间的纵距