水库洪水调节及计算

水库调洪洪计算的的基本方方法第三节一、列表表试算法法二、半图图解法三、简化化三角形形法水库洪水调节节及计算在水利规规划中，，常需根根据水工工建筑物物的设计计标准或或下游防防洪标准准，按工工程水文文中所介介绍的方方法，去去推求设设计洪水水流量过过程线。。因此对于于调洪计计算来说说，入库洪水水过程及下游允允许水库库下泄的的最大流量量均是已知知的。同时，水水库汛期期防洪限制制水位以以及泄洪洪建筑物物的型式式和尺寸也是已知知的。调洪计算算的已知知条件：：调洪计算算的已知知条件：：水库调洪洪计算已已知条件件（1）入库洪水水过程（3）防洪限制制水位（（起调水水位）（2）下游安全全泄量（4）泄水建筑筑物型式式及尺寸寸q=f(v)曲线已知知水库的调调洪计算算就是推推求（1）下泄洪水水过程线线,即q~t曲线（3）水库水位位的变化化,即z~t曲线（2）拦蓄洪水水的库容容水库调洪洪计算的的基本方方法：一、列表表试算法法二、半图图解法三、简化化三角形形法水库调洪洪计算的的基本方方法：一、列表表试算法法二、半图图解法三、简化化三角形形法一、列表表试算法法：列表试算算法根据水量平衡衡方程和蓄泄方程程两式的公公用解，，通过列列表试算算，逐时时段求得得水库的的蓄水量量和下泄泄流量。。这种通通过试算算求方程程组公共共解的方方法称为列表试算算法。重要步骤骤如下：：引用水库的设计洪水过程线。NO.1

根据水库容积曲线和泄洪建筑物的泄洪能力公式，求出下泄流量与库容的关系曲线。NO.2选取合适的计算时段（以秒为计算单位），由设计洪水过程线摘录Q1，Q2

，……。NO.4根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。NO.3决定起始始计算时时刻的q1、V1值，然后后列表计计算，计计算过程程中，对对每一计计算时段段的q2、V2值都要进进行试算。NO.5将入库洪洪水Q～t过程和计计算所得得的泄流流过程q～t绘在同一一张图上上，若计计算所得得的qm最大下泄泄流量正正好是两两线的交交点，说说明计算算qm正确。NO.6由qm查q=f(V)关系线，，可得最最高洪水水位时的的库容V总。由V总减去起调调水位相相应库容容，即得得水库为为调节该该次入库库洪水所所需的调洪库容容Vm。再由V总查水位库库容曲线线，就可可得到最高洪水水位Zm。NO.7试算的基基本步骤骤由起始条条件确定定起始计计算时段段的q1、V1和入库流流量Q1，Q2，假设时段段末的下下泄流量量q2，根据水水量平衡衡方程求求出时段段末水库库的蓄水水增量△V，而V1+△V=V2，由V2查曲线q=f(v)得q2。将其与假假定的q2相比较，，若两者者相等，，即为所所求。否否则需重重新假设设一个q2值，重复复上述试试算过程程，直至至两者相相等或很很接近为为止，这这样便完完成了一一个时段段的计算算工作。。把这一时时段末的的q2、V2，作为下下一时段段的q1、V1，再进进行下下一时时段的的试算算。如如此连连续下下去，，便可可求得得整个个泄流流过程程q～t。某水库库泄洪洪建筑筑物为为无闸闸河岸岸式溢溢洪道道，堰堰顶高高程与与正常常蓄水水位齐齐平，，为132m，堰顶顶净宽宽B=40m，流量量系数数M1＝1.6。该水水库设设有小小型水水电站站，汛汛期按按水轮轮机过过流能能力Q电＝10m3/s引水发发电，，尾水水再引引入渠渠首灌灌溉。。水库库的容容积曲曲线见见表3-1和图3-1。水库库设计计标准准为百百年一一遇，，设计计洪水水过程程如表表3-2中第（（1）、（（2）栏所所列。。试用试试算法法求水水库泄泄流过过程、、设计计最大大下泄泄流量量、拦拦洪库库容和和设计计洪水水位。。例库水位（m）116118120122124126128130132134136137库容

(104m3)02082210418732121217002730360044604880表3-1某水库库水位位容积积关系系线起调水水位132m初始库库容2730××104m3图3-1某水库库面积积和容容积特特性曲曲线（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)，如图所所示图某某水库库q=f(v)关系曲曲线解：水库关关系曲曲线计计算步步骤及及表如如下：：第（1）行为为堰顶顶高程程132m以上假假设的的不同同库水水位Z；第（2）行为为堰顶顶水头头H，等于于库水水位Z减去堰堰顶高高程；；第（3）行为为溢洪洪道下下泄流流量，，由＝＝1.6×40××=64第（4）行为为发电电流量量10m3/s；第（5）行为为总的的下泄泄流量量；第（6）行为为相应应库水水位Z的库容容V，可由由库容容曲线线查得得。库水位Z

(m)（1）132132.5133…136137溢洪道堰顶水头H(m)（2）00.51…45溢洪道泄量q溢

(m3/s)（3）02264…522716发电洞泄量q电

(m3/s)（4）101010…1010总泄流量q(m3/s)（5）103274…532726库容V(104m3)（6）273029803180…44604880（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件。。由于本本水库库溢洪洪道无闸门门控制制，因此此起调调水位位亦即即防洪洪限制制水位位取为为与堰堰顶高高程齐齐平，，即132m。相应应库容容为2730××104m3，初始始下泄泄流量量为发发电流流量10m3/s。（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件。。（3）计算算时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量初选计计算时时段△t＝8h＝28800s，按计计算时时段的的入库库洪水水流量量，计计算出出时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量。。平均入入库流流量为为：(Q1+Q2)/2＝(0+100)/2＝50m3/s，入库水水量为为△t(Q1+Q2)/2=28800××50＝144×104m3（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件。。（3）计算算时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量（4）逐时时段试试算求求泄流流过程程q～t时间t(h)Q(m3/s)(m3/s)q(m3/s)

(m3/s)△V（m3）V(m3)Z(m)q’(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)0050102730132.0810016480290调洪试试算过过程：：20151012831132.11516131072837132.216134756193456133.6134（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件。。（3）计算算时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量（4）逐时时段试试算求求泄流流过程程q～t（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件（3）计算算时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量（4）逐时时段试试算求求泄流流过程程q～t（5）绘制制下泄泄流量量过程程线；；水库库蓄水水过程程线；；水库库水位位过程程线（6）绘制制Q～t与q～t曲线，，推求求最大大下泄泄流量量0816243240485664t（h）800700600500400300200100Qq（m3/s）Q~tq~t图某水库库设计计洪水水过程程线与与下泄泄流量量过程程线最大下下泄流流量应应是两两曲线线的交交点，，如果果不是是，要要减小小计算算时段段，重重新进进行试试算时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量

（m3/s）时段入库水量(104m3下泄流量q

(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(104m3)时段内水库存水量变化△V(104m3)水库存水量V(104m3)水库水位Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)0050144.0101337.4106.62730132.08100162837132.216480290835.213475216.0619.23456133.6248406601900.8510322927.4973.44429135.9287307851130.4640575828.0302.44731136.630650690496.8660650468.028.84760136.732560605435.6638(660)649467.3-31.74728136.6403404501296.04905641624.3-328.34400135.848210275792.03304101180.8-388.84011134.9某水库库调洪洪计算算表（1）计算算并绘绘制水水库的的关系系曲线线q=f(v)解：（2）确定定调洪洪的起起始条条件（3）计算算时段段平均均入库库流量量和时时段入入库水水量（4）逐时时段试试算求求泄流流过程程q～t（5）绘制制下泄泄流量量过程程线；；水库库蓄水水过程程线；；水库库水位位过程程线（6）绘制制Q～t与q～t曲线，，推求求最大大下泄泄流量量（7）推求求拦洪洪库容容和设设计洪洪水位位时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量

（m3/s）时段入库水量(104m3下泄流量q

(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(104m3)时段内水库存水量变化△V(104m3)水库存水量V(104m3)水库水位Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)0050144.0101337.4106.62730132.08100162837132.216480290835.213475216.0619.23456133.6248406601900.8510322927.4973.44429135.9287307851130.4640575828.0302.44731136.630650690496.8660650468.028.84760136.732560605435.6638(660)649467.3-31.74728136.6403404501296.04905641624.3-328.34400135.848210275792.03304101180.8-388.84011134.9某水库库调洪洪计算算表qmax＝660m3/s的库容容为4760××104m3，减去去堰顶顶高程程以下下库容容2730××104m3，即为为V设＝2030××104m3，而相相应于于4760××104m3的库水水位，，即为为Z设＝136.7m。列表试试算法法较为为准确确，并并适用用于计计算时时段改改变、、泄流流规律律变化化的情情况，，而且且便于于使用用计算算机进进行计计算，，故为为水库库防洪洪调节节计算算的基基本方方法。。但采采用手手算时时列表表试算算法计计算工工作量量比较较大。。总结水库调调洪计计算的的基本本方法法：一、列列表试试算法法二、半半图解解法三、简简化三三角形形法二、半半图解解法：：半图解解法方程组组水量平平衡方方程和蓄泄方方程也可以以用图图解和和计算算相结结合的的方式式求解解，这这种方方法称称为半图解解法。。1双辅助曲线法1单辅助曲线法常用优点避免了列表试算法的繁琐，减轻了计算工作量缺点不适用于计算时段不同或泄流规律变化的情况。单辅助助曲线线法：：1．单辅辅助曲曲线法法的原原理水量平平衡方方程整理得得将代代入上上式整理得得+时段始始末入入库平平均流流量，，由洪洪水过过程线线上得得到时段初初已知知值时段末末的未未知值值单辅助助曲线线法：：1．单辅辅助曲曲线法法的原原理+时段始始末入入库平平均流流量，，由洪洪水过过程线线上得得到时段初初已知知值时段末末的未未知值值由公式式可以以看出出：因公式式两端端都有有，，只需需绘制制一条条辅助助曲线线就能能求解解q2，V2，故称称单辅辅助曲曲线法法。是q的函数数，可将q与之之间间的关关系绘绘制成成调洪洪辅助助曲线线。图单单辅辅助曲曲线0图单单辅辅助曲曲线2.单辅助助曲线线法调调洪计计算：：根据起起始条条件q1，在辅辅助曲曲线上上查出出相应应的值值计算由值值在在单辅辅助曲曲线上上反查查出相相应的的值，，以q2作下一一时段段的q1重复上上述图图解计计算，，即得得下泄泄流量量过程程线q=f(t)1234由于作作辅助助线时时△t需取固固定值值，且且是是由由蓄泄泄曲线线q=f(V)转换而而来，，故该该法只只适用用于自由泄泄流（（无闸闸或闸闸门全全开））△t固定的的情况况。当有闸闸控制制泄流流时，，应按按控制制的泄泄量调调洪；；当△t有变化化时，，应按按改变变的△t重新作作辅助助线，，或用用试算算法计计算。。需要指指出例某水库库基本本资料料及设设计方方案均均与上上个例例题相相同，，用单单辅助助曲线线法进进行调调洪计计算。。调洪计计算步步骤如如下：：1.计算并并绘制制辅助助线为提高高图解解精度度，计计算中中V值取溢溢洪道道堰顶顶以上上的库库容。。计算算时段段取＝＝4h。解：水库水位Z(m)

总库容V总(104m3)堰顶以上库容V(104m3)(m3/s)q(m3/s)q/2(m3/s)(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)132273000105.051333180450312.57437.03501343600870604.019195.570013540601330923.5343171.51095136446017301201.5532266.01468137488021501493.0726363.01856某水库库辅辅助助曲线线计算算表（（P=1%）由得得到到4008001200160020002400280032007005003001000q(m3/s)图3-5某水库库辅辅助助曲线线调洪计计算步步骤如如下：：1.计算并并绘制制辅助助线解：2.调洪计计算求求q~t过程和和库水水位过过程调洪起起始条条件：：由于本本水库库溢洪洪道无无闸门门控制制，因因此起起调水水位亦亦即防防洪限限制水水位取取为与与堰顶顶高程程齐平平，即即132m。相应应库容容为2730××104m3，初始始下泄泄流量量为发发电流流量10m3/s。表某某水库库半图图解法法调洪洪计算算表（（P=1%）对于第第一时时段，，Q1=0，Q2=40m3/s，q1=10m3/s。于是是由q1查辅助助曲线线得＝5m3/s，代入入公式求得＝15m3/s，以此此查辅助曲曲线得q2=11m3/s。同法依依次类类推，，可求求出其其他时时段的的泄量量。成成果如如表第第（5）栏所所示。。查辅助助曲线线图计算反查辅辅助曲曲线图图调洪计计算步步骤如如下：：1.计算并并绘制制辅助助线解：2.调洪计计算求求q~t过程和和库水水位过过程3.绘制Q~t和q~t过程线线，求求qm，V设，Z设水库调调洪计计算的的基本本方法法：一、列列表试试算法法二、半半图解解法三、简简化三三角形形法三、简简化三三角形形法在小流流域、、小型型水库库资料料缺乏乏在初步步规划划阶段段进行行调洪洪多方方案比比较时时只需求求出最最大下下泄流流量及