调洪演算
调洪演算
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。
调洪演算报告
调洪演算报告一、引言调洪演算是指利用数学模型和计算机技术对洪水进行模拟和预测的过程。
它是现代水利工程中非常重要的一项技术，能够帮助水利部门预测洪水的发生及其对河流、湖泊等水域的影响，为防洪工作提供科学依据。
本报告将介绍调洪演算的基本原理、方法和应用，并对其在实际工程中的应用进行案例分析。
二、调洪演算的原理和方法1. 数学模型调洪演算主要依靠数学模型来描述洪水的传播过程。
常用的数学模型有水动力模型、水质模型和沉积模型等。
水动力模型用于模拟洪水的传播过程，水质模型用于模拟洪水对水质的影响，沉积模型用于模拟洪水沿河道的泥沙运动过程。
这些数学模型基于流体力学原理和质量守恒原理，通过求解偏微分方程组得到洪水的水位、流速和泥沙浓度等参数。
2. 数据采集和处理调洪演算需要大量的实测数据来进行模拟和预测。
这些数据包括雨量、水位、流量、泥沙浓度等。
数据采集可以通过自动气象站、水文站和水质监测站等设备来实现。
采集到的数据需要经过处理和校正，以保证数据的准确性和可靠性。
3. 模型参数的确定数学模型中有许多参数需要通过实测或估计来确定。
这些参数包括水动力模型中的水力半径、河床粗糙度系数等，水质模型中的污染物扩散系数、沉积模型中的沉积速率等。
确定这些参数的方法有试验室实测、现场观测、文献资料归纳等。
4. 模拟和预测在确定了数学模型和模型参数后，可以利用计算机进行模拟和预测。
模拟过程是根据已有的数据和模型参数，对洪水的传播过程进行数值计算，得到洪水的水位、流速和泥沙浓度等参数。
预测过程是在模拟的基础上，预测未来一段时间内的洪水情况，以便采取相应的防洪措施。
三、调洪演算的应用案例1. 洪水预警调洪演算可以提供洪水的预测结果，帮助水利部门及时发布洪水预警信息，提醒周边居民采取防洪措施，减少人员和财产损失。
2. 洪水调度调洪演算可以模拟不同调度方案对洪水传播的影响，帮助水利部门制定合理的调度方案，最大限度地减少洪水对下游地区的影响。
水库调洪演算的原理和方法
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算 时段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计
算时段。算出各时段的平均入库流量 Q 以及定出
第一时段初始的Z1、q1、V1各值。
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
0
g
Z(m)
2.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
I O VS V t t
水利水能规划
干流洪水
支流洪水
流量 叠加
马斯京根法 槽蓄曲线法
坝址洪水
入库洪水与坝址 洪水的关系
入库洪水系列
频率计算
入库设计洪水
马斯京根法 槽蓄曲线法
入库洪水与坝 址洪水的关系
坝址设计洪水
水利水能规划
• 水库防洪计算的内容，主要包括以下几点： • (1)根据库区地形、地质等条件，分析洪水特性及
灾害情况，考虑兴利库容与调洪(防洪)库容结合的 可能和程度，拟定苦干个泄流建筑物形式、位置、 尺寸，以及汛期运用方式的方案。 • (2)对各方案进行调洪计算，求得每个方案相应于 各种设计洪水的最大下泄流量、调洪库容和最高洪 水位。 • (3)计算各方案的大坝造价、淹没损失、泄流建筑 物投资、下游堤防造价、水库防洪效益等经济指标、 进行技术经济分析与比较，选择最佳方案。
第十四章 水库防洪计算
水利水能规划
• (三)调洪计算 • 针对已选定的非常溢洪道宽度、启用水位、校核
标准(或可能最大洪水)的入库洪水过程，按无闸 溢洪道的自由溢流，采用本章第二节所介绍的方 法进行调洪计算，求得非常泄洪情况下的泄流过 程线、最大下泄流量，在校核洪水标准下所需要 的防洪库容，以及校核洪水位和坝顶高程。必须 指出，计算时应使用合成泄流曲线及相应的蓄泄 曲线，即启用水位的泄流量应包括正常溢洪道的 泄流量和非常溢洪道的泄流量。 • 通过调洪计算成果，可以看出，当溢洪道宽度不 变时，如果降低启用水位，溢洪道将提早泄洪， 增大下泄流量和减小所需的防洪库容。在启用条 件相同的情况下，非常泄洪设施的尺寸越大泄洪 能力也越大，所需的防洪库容也越小。因此，可 根据上述的相互关系，以及地区的实际情况，对 方案进行优选。
调洪演算报告(一)
调洪演算报告(一)
调洪演算报告
研究背景
•调洪演算是水利工程中的重要研究方向之一
•目的在于准确预测雨洪过程中的洪峰流量和洪峰流量到达时间，以指导洪水调度管理
调洪演算方法
物理模型法
•基于流体力学原理，将水流运动过程进行数学建模和求解
•通过求解一维或二维托马斯方程、穿堤断面方程等，得到洪峰流量和到达时间
统计模型法
•基于历史洪水数据和统计分析方法，建立概率模型
•利用频率分析、概率分布函数等方法，预测未来洪峰流量和到达时间
目前存在问题
•物理模型法需要准确的地形数据和边界条件，对计算资源要求高
•统计模型法需要大量的历史数据，并假设未来洪水的概率分布与历史信息相似
研究方向及展望
数据驱动的调洪演算方法
•基于机器学习和人工智能技术，从大量数据中自动提取特征和建立模型
•可以避免对地形数据和边界条件的要求，提高调洪演算的效率和准确性
集成模型的开发
•结合物理模型和统计模型的优点，构建一体化的调洪演算模型•通过数据同化和模型校正等技术，改进预测结果的准确性和稳定性
结论
•调洪演算是水利工程中的重要研究方向，对于洪水调度管理具有重要意义
•现有方法存在一定的局限性，需要不断探索新的研究方向和方法•数据驱动的调洪演算方法和集成模型的开发是未来的研究重点。
洪水调节调洪演算列表法和图解法
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。
某尾矿库调洪演算
**铁矿尾矿库调洪演算
一、排洪设施
尾矿库采用塔—管式排洪系统，现使用？#溢流塔，塔底与排水管相连接，溢流塔采用了框架式结构，塔内直径2.5m，每块叠梁高300mm，厚100mm，排水管直墙断面尺寸为0.8×1.0m。
目前？#溢流塔和排水管质量较好，排水管出水清澈，运行效
二、
*
（1
（2
（3
（1
（2
（3）2
查尾矿库库容曲线，可知调洪幅度ΔH对应调洪库容V0=38.88万m3，而200年一遇24小时洪水流量为10.58万m3，即在目前情况下，该库调洪库容均大于24小时一次洪水流量。
因此，目前尾矿库的调洪库容满足要求。
三、泄洪能力复核
按照规范要求，只要24小时一次洪水量能在72小时内排空，该库就能满足200年一遇洪水的调洪高度要求。
下面即对一次洪水的排空时间进行计算。
根据冶金设计研究院计算压力流泄流计算：Q=u×Fx×(2gH)1/2式中：Fx-----隧洞出口断面积，Fx=0.8 m2
u-----压力泄流的流量系数，u=0.6
g------重力g=9.8m/s2
H----库水位与隧洞出口断面中心之间高差，单位米，H=45.0m。
1/23。
调洪演算
参莴工程3.1 设计洪水与校核洪水A河洪水由于暴雨集中，强度大，加之两岸地形较陡。
因而水情变化具有山区特性。
洪水历时短，涨落急剧，来势凶猛，洪峰、洪量相对较小，经常泛滥成灾。
从历史洪水调查及实测资料统计分析，A河较大洪水发生时间均在7～8月份，有时9月上旬也有发生，因此汛期定为每年7月1日～9月10日。
对可利用的水文系列年限经过综合考虑分析，根据SL252—2000《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》的规定，选取设计洪峰流量Ｑ设＝24800m3/s（ｐ＝0.1%），校核洪峰流量Ｑ较＝34500m3/s（ｐ＝0.01％）。
表3-1 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准表3-2 A河S水库最近的实测洪峰分析成果表3-3 典型洪水过程表（单位：m3/s）由资料知P=0.01%时，最大洪峰为34500m3/s.将资料中典型洪水过程线按同倍比放大法推求校核洪水过程线如下：表3-4 校核情况下的洪水过程线由P=0.1%时，最大洪峰为24800m3/s，将典型洪水过程线按同倍比放大法推求设计洪水过程线如下:表3-5 设计情况下的洪水过程线3.3 调洪演算3.3.1 基本资料根据工程的泥沙和水位资料：多年平均含沙量：201万吨，实测最大含沙量：151万吨；正常蓄水位：▽96.6m ，防洪限制水位：▽77.8m ，死水位：▽70m ，工程开发的主要目的和任务、现状，拟定泄水建筑物型式为坝顶表孔和泄洪底孔。
水库Z ～V 如表5所示：表3-6 坝址水位-库容关系曲线表P=0.01%时，最大洪峰为34500m 3/s. P=0.1%时，最大洪峰为24800万m 3/s 。
3.3.2 演算原理依据《水能规划》所给的水库洪水调节计算原理，采用水量平衡方程式：tV tV V q q Q Q q Q ∆∆=∆-=+-+=-122121)(21)(21，式中：21,Q Q ——分别为计算时段初，末的入库流量（s m /3）；Q——计算时段中的平均入库流量（s m /3），它等于12()/2Q Q +；21,q q ——分别为计算时段初、末的下泄流量（s m /3）； q——计算时段中的平均下泄量（s m /3），即q =12()/2q q +；21,V V ——分别为计算时段初、末水库的蓄水量（3m ）； V ∆——为12V V 和的之差；t∆——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。
调洪演算的基本步骤
调洪演算的基本步骤调洪演算是一种用于预测洪水的方法，通过模拟洪水过程，预测洪水的发展趋势和可能影响的范围，以帮助人们做出有效的防洪措施。
下面将介绍调洪演算的基本步骤。
第一步，收集数据。
调洪演算需要大量的数据来进行模拟计算，包括雨量、水位、地形、土壤类型等。
这些数据可以通过气象台、水文站等多种途径获取。
数据的准确性和完整性对于调洪演算的结果影响很大，因此在收集数据时需要注意数据的来源和质量。
第二步，建立模型。
在进行调洪演算之前，需要建立一个洪水模型，模拟洪水的传播过程。
洪水模型可以是基于物理原理的数学模型，也可以是基于统计方法的经验模型。
建立模型时需要考虑地区的特点和实际情况，选择合适的模型参数和模拟方法。
第三步，确定边界条件。
在进行模拟计算时，需要确定模型的边界条件，包括输入的雨量和水位数据，以及模型的输出要求。
边界条件的确定对于模拟结果的准确性和可靠性至关重要，需要结合历史洪水事件和实测数据来确定。
第四步，进行模拟计算。
在模型建立和边界条件确定之后，可以进行调洪演算的模拟计算。
模拟计算的过程是将输入的数据输入到模型中，通过模型的计算和迭代，得到洪水的传播过程和可能的影响范围。
模拟计算需要考虑不同的情景和参数，进行多次试算，以获得多种可能的结果。
第五步，分析结果。
在模拟计算完成后，需要对结果进行分析和评估。
可以对洪水的发展趋势、峰值水位、洪水面积等进行评估，评估结果可以用于制定洪水预警和防洪措施。
同时，还需要对模型的可靠性和误差进行评估，以提高模拟结果的准确性。
第六步，制定防洪措施。
根据调洪演算的结果和分析，可以制定相应的防洪措施。
这些措施可以包括加固堤坝、开展疏浚工程、建设排水系统等，以减少洪水对人们生活和财产的影响。
第七步，监测和预警。
在实施防洪措施后，需要进行洪水的监测和预警。
可以通过水文站、遥感技术等手段，及时获取洪水的信息，并向相关部门和居民发布预警，以提前做好防洪准备。
以上就是调洪演算的基本步骤。
调洪演算
3.1基本资料3.1.1洪水过程线的确定本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。
由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。
绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：图3.1 校核洪水过程线图3.2 设计洪水过程线3.1.2相关曲线图图3.3 水位容量关系曲线图3.2洪水调节基本原则在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。
故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。
调洪演算采用半图解法。
3.2.1确定工程等别和级别根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。
3.2.2水库防洪要求本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S 水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。
3.3调洪演算3.3.1调洪演算的目的根据水位～库容曲线以及S 坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。
3.3.2调洪演算的基本原理和方法(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系3/2q Bm =式中：q ——过堰流量，单位为3/m s ；B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数； ε——局部水头损失系数；H ——堰顶全水头，单位为m 。
(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。
调洪演算
2.1.1 调洪计算的原理洪水在水库中行进时，水库沿程的水位、流量、过水断面、流速等均随时间而变化，其流态属于明渠非恒定流。
根据水力学明渠非恒定流的基本方程，即圣维南方程组为连续性方程 0Q t sω∂∂+=∂∂ （2-1） 运动方程 221Z v v v Q s g t g s K∂∂∂-=++∂∂∂ (2-2) 式中 ω——过水断面面积（㎡）；t ——时间（s ）；Q ——流量（m 3/s ）；s ——沿水流方向的距离（m ）；Z ——水位（m ）；v ——断面流速（m/s ）；K ——流量模数（m 3/s ）。
为了简化计算，通常采用瞬态法来求近似解。
瞬态法实际上是采用有限差值来代替微分值并加以简化，以近似的求解一系列瞬时的流态。
瞬态法将式2-1和2-1简化得出专用于水库调洪计算的实用公式如下：21121211()()22V V V Q q Q Q q q t t-∆-=+-+==∆∆ （2-3） 式中 1Q 和2Q ——分别为计算时段初、末的入库流量； Q ——计算时段内平均入库流量，为1Q 和2Q 的平均值；1q 和2q ——分别为计算时段初、末的下泄流量； q ——计算时段的平均下泄流量；1V 和2V ——分别为计算时段初、末水库的蓄水量；V ∆——1V 和2V 之差；t ∆——计算时段。
这个公式实际上是一个水量平衡方程，它表明：在一个计算时段内，水库水量与下泄水量之间的差值即为该时段中水库蓄水量的变化。
当水库入库洪水过程线已知时，1Q 和2Q 均为已知，而1q 和1V 是计算时段开始时的初始条件，则必须有一个方程22()q f V =与式2-3相联立才能解出2q 和2V 的值。
由于下泄流量是泄流建筑物水头的函数，当泄流建筑物型式和尺寸已知时，则可求出2q 关于水头H 的方程为2()B q f H AH == （2-4）同时可借助水库容积特性曲线()V f Z =得出方程22()q f V =的具体形式。
调洪演算
基本资料洪水过程线的确定本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。
由资料知混凝土坝按500年一遇（P=%）洪水设计，2000年一遇（P=%）洪水校核。
绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：图校核洪水过程线图设计洪水过程线相关曲线图图水位容量关系曲线图洪水调节基本原则在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。
故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。
调洪演算采用半图解法。
确定工程等别和级别根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。
水库防洪要求本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。
调洪演算调洪演算的目的根据水位～库容曲线以及S 坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。
调洪演算的基本原理和方法(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系3/2q Bm =式中：q ——过堰流量，单位为3/m s ；B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数；ε——局部水头损失系数；H ——堰顶全水头，单位为m 。
(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。
(c)本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式21121211()()22V V V Q q Q Q q q t t -∆-=+-+==∆∆式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3/m s ）；Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1+Q 2)/2；q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）； q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1+q 2)/2； V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ∆——为V 2和V 1之差；t ∆——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。
洪水调节调洪演算列表法和图解法
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。
6.3 坝高及调洪演算
2 淤地坝调洪演算的基本原理
基本原理是水量平衡原理。即在任一时段内流入淤地 坝的水量—流出淤地坝的水量，便是该时段内淤地 坝的蓄水量。
Q1 Q2 q1 q2 V V2 V1 t t 2 2
式中：V1，V2—Δt时段始、末库坝蓄水量，m3；
Q1，Q2—Δt时段始、末入库坝流量，m3/s；
4 库坝淤积年限的计算
V s T Ws
式中：T——淤积年限，a；
V——库容，m3；
Ws——多年平均年来沙量，t/a。；
γs——淤泥沙容重，取1.3t/m3。
（二）、滞洪坝高的确定
为了保证淤地坝工程安全和坝地的正常生产，必须 修建防洪建筑物（如溢洪道）。但防洪建筑物不可 能修得很大，不可能来多少洪水就排泄多少洪水， 这在经济上是极不合理的。故在淤地坝中除拦泥库 容外，必须有滞洪库容，用以滞蓄由防洪建筑物暂 时排泄不走的洪水，为此，需进行调洪演算。 调洪演算的任务是：根据设计洪水的大小，确定滞 洪库容和相应的滞洪坝高，确定防洪建筑物的规模 和尺寸。同时考虑淤满种植作物短期耐受的最大淹 没水深。
3
年输沙量Ws的计算
年输沙量包括悬移质和推移质两部分。
（1）悬移质年输沙量可用以下方法计算： ①有长期实测资料时 当资料系列足够长时，历年悬移质年输沙量的平 均值具有一定的稳定性。根据统计分析：以均方 误差在10%左右为控制误差的标准，40-50年的实 测悬移质资料计算的多年平均输沙量才能反映该 河流的实际来沙量。鉴于目前一般水文站的泥沙 观测年限不长，特别是小流域资料更短，因此， 对中、小型库坝悬移质来沙量的计算，应以不少 于15年泥沙资料为限。
(2) 推移质年输沙量的估算
调洪演算
（1）基本资料水位-容积曲线（见蓝图）； 实测洪水过程线（见蓝图）； 各类型洪峰值（见2.2.3节）正常（设计）洪水重现期 1000～500年 对应频率：0.1%～0.2% 非常（校核）洪水重现期 5000～2000年 对应频率：0.02%～0.05% （2）限制条件起调水位:175.8m ，对应流量824.7m 3/s ；参加泄洪的不包括放空流量,要求计入发电的流量；最大的下泄流量不得大于安全泄量,设计和校核分别为2000m 3/s 2500m 3/s ； （3）设计和校核洪水过程线的推求设计洪水过程线取频率为0.1%的洪水，期洪峰4750m 3/s ；校核洪水过程线取0.02%，对应洪水期洪峰5600m 3/s 。
利用按峰控制的同倍比放大法对典型洪水放大得设计校核洪水过程线。
设计洪水放大系数：48.132204750Q Q K m mp Q ===； 校核洪水放大系数： 74.132205600Q Q K m mp Q ===； 可得设计和校核洪水过程线如图1-2所示 （4）演算方案拟订①泄洪方式:采用表孔式泄洪； ②拟订演算方案（闸孔宽度和数量）取允许单宽流量:[q]=70 m 3/s; 溢流前净宽:m 71.35702500]q [Q L ===防 堰上水深H 0根据公式2/3H g 2m q ε=推求2/30H 8.9248.070⨯⨯= 则H 0=10.28m堰顶高程Z 堰顶=Z 限-H0=181.20-10.28=170.92m图1-1 溢流堰顶形式闸门高h=Z 正常- Z 堰顶=178.00-170.92=7.08m 取7米根据以上基本尺寸现拟订两个方案: Ⅰ b=11m n=3 堰顶高程170.92 Ⅱ b=12m n=3 堰顶高程170.92（5）计算工况计算工况分为校核和设计两种。
（6）计算方法计算方法：试算法。
由于试算过于复杂且均为重复性计算，考虑用电算。
（7）调洪演算试算法过程①根据库容曲线Z-V(见蓝图)，的拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算Q-Z 关系为2/32H g Bm q ε=;②分析确定调洪开始时的起始条件，即起调流量824.7m 3/s;③利用水量平衡式和蓄泄曲线，按试算法列表解算各是段时段末的q 2、V 2。
第三章调洪计算
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。
调洪计算方法
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 2q 1,q 2V1,V2t ∆——计算时段，t ∆2)2(12221q Q Q q t V +-+=+∆绘出q ～2q t V +∆辅助线，2-9。
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 bΛΛΛΛ ）（21.4.)(33.015/42020157-=C v gD v v gLm oΛΛΛΛ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。
波浪中心线至计算水位的高度h z 采用公式 （C.4.2-2）计算： Hz=)22.4..(2h 1-10%%25%-C L H cth L mm ΛΛΛΛΛΛΛππ 式中：h s%-10%_累积频率5%-10%的波高，m;h z ——波浪中心线至计算水位的高度，m ；H 1——坝前水深。
调洪演算报告范文
调洪演算报告范文一、引言调洪演算是水利工程中的重要环节，旨在通过科学的方法和工具，对于河流水系中的洪水进行预测和调度，以达到减轻洪水灾害的目的。
本报告将对于调洪演算的原理、方法和实施过程进行详细的介绍和分析，并结合实际案例进行说明。
二、调洪演算的原理调洪演算的原理主要包括两个方面：洪水预测和调度决策。
洪水预测是基于历史洪水数据和气象预报等信息，通过数学模型和统计学方法，对未来一段时间内的洪水进行预测。
调度决策是在洪水预测的基础上，采用适当的水利工程措施，对水库蓄水和泄洪进行合理的安排，以尽量减少对下游地区的洪水影响。
三、调洪演算的方法调洪演算的方法通常包括以下几个步骤：1.数据收集与分析：根据洪水历史数据、气象预报以及水库、河流和地形等信息，收集并分析相关数据。
2.水文模型建立：根据收集到的数据，建立数学模型，模拟洪水的产生和传递过程。
3.洪水预测：利用建立的水文模型，结合实时的气象预报等信息，对未来一段时间内的洪水进行预测。
4.优化调度决策：根据洪水预测结果，采用优化方法，对水库蓄水和泄洪进行合理的安排，以减少洪水对下游地区的影响。
5.模拟验证与调整：通过模拟验证和调整，对调洪方案进行优化和完善，以提高调洪效果。
四、调洪演算的实施过程调洪演算的实施过程可以分为以下几个阶段：1.需求分析和目标确定：根据实际需要，确定调洪的目标和要求，明确工程的规模、投资和效益等因素。
2.数据采集和分析：收集并分析洪水历史数据、气象预报以及水文测量和地形资料等，建立数据库并进行质控。
3.模型建立和参数调整：根据采集到的数据，建立水文模型，确定模型中的参数，并进行模型的校准和验证。
4.调洪模拟和分析：利用建立的水文模型，进行洪水调洪模拟，并分析不同方案的调洪效果。
5.优化方案设计：根据调洪模拟结果，采用优化方法，设计出合理且有效的调洪方案。
6.方案评价和决策：对于设计的调洪方案进行评价和分析，结合经济、社会和环境效益等因素，做出最终的调洪决策。
第三章调洪计算
第三章调洪计算3.1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。
3.2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。
3.3调洪计算结果整理3.3.1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3.3.2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=16.5m,H=18m,堰顶高程为1833m 。
水库调洪演算例题详解
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。
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第1章 调洪演算1.1 调洪演算已知正常高水位▽正=128m ，查水库水位库容曲线，可得361044.296m V ⨯=。
010020030040050060070060708090100110120130140150160水位(m)容积(106m 3)图 1 - 1 枋洋水库水位库容曲线1.1.1 确定防洪库容用枋洋水库入库断面20年一遇洪水流量同倍比法推求“6·9”洪水过程线，以洪峰控制，其放大倍比为095.121192320===mdmp Q Q K 表1-1 计算表格如下所示：)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q1 23 25 19 318 348 37 530 5802 51 56 20 454 497 38 417 4563 132 144 21 623 682 39 296 324 4 267 292 22 649 710 40 194 2125 366 400 23 721 789 41 137 150 6 412 451 24 694 759 42 99 108 7 519 568 25 802 877 43 75 82 868474826851931445863)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q9 953 1043 27 1150 1258 45 45 49 10 1053 1152 28 1711 1872 46 35 38 11 1154 1262 29 2119 2318 47 27 30 12 961 1051 30 1903 2082 48 21 23 13 814 891 31 1673 1830 49 15 16 14 629 688 32 1297 1419 50 9 10 15 475 520 33 1055 1154 51 6 7 16 375 410 34 846 926 52 2 2 17 314 344 35 719 787 53 1 1 182712963663669654根据表格数据，绘制6.9洪水过程线：51015202530354045505001000150020002500时间t （h)流量q（m3/s)图1-2 6.9洪水过程线1.1.2 求防洪库容和防洪高水位由正常高水位起调，下游最大安全泄量为500s m /3，调洪计算得防洪库容361044.296m V ⨯=正常。
见图2-2阴影部分，500s m /3以上面积为防洪库容，经计算得=防V 52.393610m ⨯，则()3661001.3471057.5044.296m V V V ⨯=⨯+=+=蓄正常防洪，由水库库容特性曲线得m Z 5.132=防洪。
51015202530354045505001000150020002500时间t （h)流量q（m3/s)V 蓄（m3)图1-3 求解防洪库容图1.1.3 调洪计算对于土石坝溢洪道，初步设计时下泄流量采用以下公式计算：2/302H g b mn q '=(1-1)式中： q ——下泄流量，m 3/s ；m ——流量系数，本设计取0.4；n ——堰孔数，本设计为4孔溢洪道，故取4；b '——溢流孔净宽，本设计取12m ；g ——重力加速度，9.81m/s 2；0H ——堰顶水头，m 。
本设计堰顶高程m 122=∇堰顶，由以上公式可得水位～下泄流量关系曲线：下泄流量q（m3/s)水位Z （m)12212713213714205001000150020002500300035004000450050005500132.652958图1-4 水位～下泄流量关系曲线m 65.132=Z ，可得s m q /29583= 。
1.1.4 确定设计与校核洪水位水库调洪利用水量平衡和动力平衡进行计算的。
采用以下公式计算： tV t V V q q Q Q q Q ∆∆=∆-=+-+=-122121)(21)(21 （1- 2） 式中：1Q ，2Q ——分别为计算时段初、末的入库流量（s m /3）Q ——计算时段中的平均入库流量（s m /3），即2/)(21Q Q Q += 1q ，2q ——分别为计算时段初、末的下泄流量(s m /3）q ——计算时段中的平均下泄流量（s m /3），即2/)(21q q q += 1V ，2V ——分别为计算时段初、末水库的蓄水量（3m ） V ∆——为2V 和1V 之差（3m ） t ∆——计算时段（s ）表1-2 设计与校核洪水过程线)(h t)/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q)(h t )/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q)(h t )/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q0 11 15 21 1781 2443 42 4035 5431 1 12 19 22 1919 2643 43 3573 4822 2 15 21 23 1999 2758 44 2804 3778 3 24 35 24 1700 2351 45 2250 3028 4 36 50 25 1429 1980 46 1814 2442 5 43 62 26 1063 1483 47 1603 2165 6 52 74 27 797 1127 48 1365 1840 7 58 84 28 616 861 49 1191 1606 8 68 95 29 526 739 50 873 1177 9 75 106 30 541 793 51 591 796 10 90 125 31 692 1075 52 396 533 11 95 135 32 991 1505 53 266 358 12 105 147 33 1301 1836 54 183 247 13 184 254 34 1306 1802 55 130 172 14 365 477 35 1370 1878 56 95 129 15 649 867 36 1438 1970 57 70 94 16 823 1095 37 1621 2222 58 48 65 17 1006 1338 38 1850 2515 59 30 41 18102113713924633327601419)(h t )/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q)(h t )/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q)(h t )/(3%2.0s m Q)/(3%02.0s m Q19 1221 1644 40 3592 4857 61 5 7 20148220264144596018621.1.4.1. 确定起调时间洪量超过闸门泄洪量2958s m /3，闸门达到全开状态。
由表 绘制洪水过程线分别得出设计与校核工况下的起调时间：2958设计洪水过程线510152025303540455055606550010001500200025003000350040004500500039.23校核洪水过程线51015202530354045505560655001000150020002500300035004000450050005500600038.542958图1-5 设计、校核洪水过程线1.1.4.2. 精确调洪表1-3 设计洪水调洪试算过程时间t(h)流量 )/(3s m Q时段平均入库流量 )/(3s m Q下泄流量（假设） )/(3s m q 时段平均下泄流量)/(3s m q量变化)10(36m V ∆ 量)10(36m V ∆ 水库水位Z)(m )/(3,s m q39.23 2958 2958 348.83 132.6540 3592 3275 3066.4 3012.2 0.73 349.56 132.71 3066.38 41 4459 4025.5 3176.9 3121.65 3.25 352.81 132.99 3176.85 42 4035 4247 3301.6 3239.25 3.63 356.44 133.30 3301.55 43 3573 3804 3360.6 3331.1 1.70 358.14 133.45 3360.62 44 28043188.5 3340.33350.45 -0.58 357.56133.40 3340.35微调43 3573 3360.6 358.14 133.45 3360.62 43.25 3380.75 3476.87 3380.75 3370.675 0.10 358.24 133.46 3363.94 43.26 3373.06 3376.90 3373.06 3376.905 0 358.24 133.46 3363.94 43.273365.37 3369.213364.53368.78358.24 133.46 3363.94设计洪水标准为500年，频率P=0.2%。
开始时水库闸门开度随来水量变化，保持正常蓄水位128m 不变，由于最大安全泄流量为500s m /3，当来水s m Q /5003>时，为保证下游安全，闸门保持下泄流量s m q /5003=不变，水库开始蓄水，水位上升。
当水位上升到防洪高水位132.65m 后，为保证大坝安全，闸门开度随来水量增大，保持防洪限制水位132.65m 不变。
至39.23h ，洪量超过闸门泄洪量2958s m /3，闸门达到全开状态，无法通过闸门开度调整泄流量，水库水位上升，至43.27h ，此时Q q man =时，水库水位达到最高值，演算结果为133.32m ，此水位即设计洪水位。
此时下泄流量为3364.5s m /3。
表1-4 校核洪水调洪试算过程时间t(h)入库洪水流量 )/(3s m Q时段平均入库流量 )/(3s m Q下泄流量（假设） )/(3s m q时段平均下泄流量)/(3s m q水库存水量变化)10(36m V ∆ 水库存水量)10(36m V ∆ 水库水位Z)(m )/(3,s m q38.54 2958.00 2958.00348.83132.6540 4857 3907.5 3190.4 3074.20 4.38 353.21 133.03 3190.44 41 6018 5437.5 3486.5 3338.45 7.56 360.77 133.76 3486.54 42 5431 5724.5 3740.3 3613.40 7.60 368.37 134.37 3740.35 43 4822 5126.5 3893.6 3816.95 4.71 373.08 134.73 3893.59 44377843003943.93918.751.37374.45134.85 3943.86时间t(h)流量 )/(3s m Q时段平均入库流量 )/(3s m Q下泄流量（假设） )/(3s m q 时段平均下泄流量)/(3s m q量变化)10(36m V ∆ 量)10(36m V ∆ 水库水位Z)(m)/(3,s m q45 30283403 38773910.45 -1.83 372.63134.69 3877.00微调43.00 4822.00 3893.6 373.08 134.73 3893.59 43.8 3986.8 4404.4 3986.8 3940.20 1.34 374.42 134.85 3942.56 43.83 3955.48 3971.14 3955.48 3971.14 0.00 374.42 134.85 3942.56 43.843945.043950.263943.53949.490.00374.42 134.85 3942.56设计校核标准为5000年，频率P=0.02%。