C-2 水库调洪演算的数值解程序

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洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序

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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。

C-2 水库调洪演算的数值解程序

C-2 水库调洪演算的数值解程序

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。

水库调洪演算的原理和方法

水库调洪演算的原理和方法


V t

q 2
f2 (Z )

V t

q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区 6h



护 区
河流
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大,故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt

q1
q2 2
Δt

V2

V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
第十四章 水库防洪计算
水利水能规划
• 三、有闸溢洪道水库的防洪计算
水利水能规划
水利水能规划
• 四、具有非常泄洪设施水库的防洪计算

调洪计算计算的基本方法

调洪计算计算的基本方法
y = 13.296x - 3401.6 R2 = 0.991
泄流能力q
库容V(104m3)
6.水库调洪计算试算法: 1/2(Qt+Qt+1) t-1/2(qt+qt+1)t=Vt+1-Vt ∆ ∆
q=f(v) (1)先假定第一计算时段末的出库流量q''t+1,允许误差ε,
代入水量平衡方程,求出V't+1;
二、水库调洪作用
Q,q
Q~t为入库流量过程
Q~t
q~t为入库流量过程
q~t ∆
t
t+1
t T(S)
一、水库泄洪建筑物泄流能力分析
1、溢洪道的泄流能力: 2、泄洪洞的泄流能力:
3、绘制蓄泄曲线:q~V
三、水库调洪计算的原理及方法
• 5.下泄流量的计算:
• (1)无闸表面溢流的下泄流量 • q1=εmBh1
三、水库调洪计算的原理及方法
• 4.水量平衡方程:
∆ • 1/2(Qt+Qt+1) t-1/2(qt+qt+1)∆ t=Vt+1-Vt 一个方程,两个未知数!
Qt—时段初入库流量;Qt+1—时段末入库流量;
qt—时段初出库流量;qt+1—时段末出库流量;
∆ Vt—时段初水库蓄水量;Vt+1—时段末水库蓄水量
Z
Q~t为入库流量过程
z~t为库水位过程
Qmax
q~t为入库流量过程
Z防
Zmax
q~t
Z调 t0
Q~t t1
t2Z防
z~t
t
一、水库调洪计算的原理及方法
• • 1.水库洪水调节——入库洪水经拦蓄、滞留,达到削峰的控制运行方式 2.调洪计算的目的——当泄洪建筑物及Z限(起调水位)已定,库容曲线、蓄泄关系、 入库洪水过程已知的情况下,推求: (1)水库的泄流过程(q~t);qmax—最大下泄流量; (2)水库的水位过程(z~t);zmax—最高调洪水位; (3)调洪库容(V调); • 3.调洪计算的任务 (1)丌承担下游防洪任务的水库———确定保证水库安全的调洪方式; ∆ (2)承担下游防洪任务的水库———确定保证水库安全的调洪方式、防洪高水位; 保障下游安全的泄洪方式;

调洪计算计算的基本方法可修改全文

调洪计算计算的基本方法可修改全文
水库洪水调节计算
目录
一、水库调洪计的作用
二、水库调洪计算基本公式 三、水库调洪计算试算法
一、水库调洪作用
• (一)水库洪水调节的定义
• 水库通过对洪水的拦蓄、滞留,使洪水过程变形,洪峰流量减 小,洪水历时延长
• (二)水库洪水调节的目的
• 在已拟泄洪建筑物、已确定防汛限制水位(起调水位)的条件 下,用给定的入库过程,推求水库的泄流过程、库水位过程及 相应的最大下泄流量、最高调洪水位及调洪库容;
• (三)水库洪水调节的任务
• 在已拟泄洪建筑物、已确定防汛限制水位(起调水位)的条件 下,用给定的入库过程,推求水库的泄流过程、库水位过程及 相应的最大下泄流量、最高调洪水位及调洪库容∆ ;
头屯河水库溢洪道,溢洪堰
头屯河水库泄洪洞
石门子水库溢洪道
石门子水库泄洪洞,冲沙洞
夹河子水库溢洪道
二、水库调洪作用
qt+1=(q''t+1+q)/2,
(一)、按规定出力调节计算简算法
6.水库调洪计算试算法 例1:
时刻 时段长 Q
q
V
Z
t
(H) m3/s m3/s 104m3 m
0
10
10
247 116
12 12 140
24 12 710
36 12 279
38 2 250
48 10 131
6.水库调洪计算试算法
36 12 279 494.5 21.37 240 172.5 7.45 279.18 118.2
38 2 250 264.5
1.9 250 245 1.76 279.32 118.2
48 10 131 190.5 6.86 230 240 8.64 277.54 118.1

水库调洪演算的原理和方法 PPT

水库调洪演算的原理和方法 PPT

水库调洪计算的半图解法
6.在一张图上点绘Q(t)和q(t),推求qm。
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
推求qm示意图
t△1tt' t2
t (min)
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
水库调洪演算的原理和方法
水库调洪计算是确定入库洪水、泄洪建筑物的型式与尺寸、 调洪方式和调洪库容之间的定量关系。
一、水库调洪计算的任务
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下, 根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设 计入库洪水过程线、水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的 型式与尺寸、调洪方式等,通过计算,推求水库出流过程、 最大下泄流量、特征库容和水库相应的特征水位。
Z (m)
因此,可根据选定的计 算时段△t,已知的水库容 积关系曲线,以及根据水力 学公式算出的水位下泄流量 关系曲线,事先计算并绘制 曲线组:
Vq f1(Z) t 2
f2(Z)
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m 3/s) ,V q (m 3/s) ,V q (m 3/s)
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
t△1tt' t2
t (min)
qm是两线的交点则计算正确;否则在t1,t2之间计算qm。
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流

洪水调节设计(试算法和半图解法)模板 - 带试算C语言程序.

洪水调节设计(试算法和半图解法)模板 - 带试算C语言程序.

《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1372×104 kw·h,水库库容0.55亿m3。

挡水建筑物为混凝土面板坝,最大坝高84.80m。

溢洪道堰顶高程519.00m,采用2孔8m×6m(宽×高)的弧形门控制。

水库正常蓄水位525.00m。

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524.8m(注:X=524.5+学号最后1位/10,即524.5m-525.4m),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q1、V1,然后列表试算,试算过程中,对每一时段的q2、V2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。

水库调洪演算的基本原理和方式

水库调洪演算的基本原理和方式

(2)推求水库下泄流量过程线q~t。
(a)分析确定起调水位Z1和计算时段。
无闸: Z1=Z堰顶
有闸: Z1=Z限
(b)由起始条件确定Q1、Q2 、V1和q1。
(c)试算(q2~V2~q'2)。
(d)将q2、V2作为下时段的起始条件,推求q~t。
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
起始条件 假设q2

Z~V
水利水能规划
第三章 洪水调节
第二节 水库调洪计算的原理和方法
水利水能规划
水库调洪计算是确定入库洪水、泄洪建筑物的型式与尺寸、 调洪方式和调洪库容之间的定量关系。
一、水库调洪计算的任务
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下, 根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设 计入库洪水过程线、水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的 型式与尺寸、调洪方式等,通过计算,推求水库出流过程、 最大下泄流量、特征库容和水库相应的特征水位。
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.

f3(Z )

e
辅 Z2 助
q2
f
线

Z1 a
b



解。
f1 (Z )
d c
下泄流量q(m3/s)
f2 (Z )
f1(Z
)
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
Q( m 3
/ s ),
V t
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
6.在一张图上点绘Q(t)和q(t),推求qm。

水库调洪计算试算法

水库调洪计算试算法

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)。

迭代法水库调洪演算分析及电算程序

迭代法水库调洪演算分析及电算程序
l 6 3

! ! :
l 45 40 9
流 5 3 6 8 5 O 2 55 2 3 6 5 7 2 41 4 0 3 1 3 2 5 3 7 3 6 4 6 5 2 1 7 5 3 5 4 3 4 3 2
9 9 .4 8 5 8 2 3 9 4 8 9 2 8 7 91 5
( 单位 : m ) 亿 3
水 l水 P=1% - 0
水 P=5 % 0
金溪 航 电 工程 多年 平 均 取 水 量 用 2 1 05规 划
水平年三个代表年的平均取水量 1 10亿 m , 8. 计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算 得 到 规 划 水 平 年 装 机 容 量 年 利 用 小 时 数 为
过程线计 算时段 有关 ; 出 了合 理选择计 算时段 的理论依据 , 明 了迭 代过程是 线性收 敛的 。在 此基础 上, 于 E C L 提 证 基 XE
软件 , 并借助其 V A功能 , B 编写 了调 洪演 算的 电算程序 。
【 关键词】 调洪演算 简单迭代 收敛 V A B
在水库洪水计算 中, 照《 按 湖北 省暴雨径 流
l l ・ 4 0 94 2 l l 2 0 6 9 3 4 2 l・ 5 8 7 7 2 7 l
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频 率
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程设计指标和相应用水 。 规划水平年增加亭子 口水利枢纽 , 其对径 流 调节作用使嘉陵江干流枯期径流比现状条件更加 有所改善 , 工程坝址规划水平年多年平均枯期来

洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序

洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序

洪水调节课程设计任务书一、设计目(de)1.洪水调节目(de):定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水(de)库容、水库水位(de)变化、泄洪建筑物型式和尺寸间(de)关系,为确定水库(de)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(de)基本原理、方法、步骤及各自(de)特点;3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决(de)课题;培养学生分析问题、解决问题(de)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2×104kw·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)(de)弧形门控制.水库正常蓄水位.电站发电引用流量为10m3/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(de)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(de)泄洪建筑物(de)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(de)库容、水位变化过程.具体步骤:1. 根据工程规模和建筑物(de)等级,确定相应(de)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(de)q 1、V 1,然后列表试算,试算过程中,对每一时段(de)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.3. 用半图解法进行调洪计算:① 绘制三条曲线:()2t 1q V Z f -=∆,()2t2qV Z f +=∆,()Z f=q ;② 进行图解计算,将结果列成表格.4. 比较分析试算法和半图解法调洪计算(de)成果.四、 时间安排和要求1. 设计时间为1周;2. 成果要求:① 设计说明书编写要求条理清楚、附图绘制标准;② 列表试算法要求采用手工计算,熟悉过程后可编程计算,如采用编程计算需提供程序清单及相应说明;③ 设计成果请独立完成,如有雷同则二者皆取消成绩,另提交成果时抽查质询.五、 参考书3. 水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)4. 水利水能规划附录:一、 堰顶溢流公式2/302q H g m nb ⋅=ε式中:q ——通过溢流孔口(de)下泄流量,m 3/s ;n ——溢流孔孔口数; b ——溢流孔单孔净宽,m ; g ——重力加速度,s 2;ε——闸墩侧收缩系数,与墩头形式有关,初步计算可假设为;m ——流量系数,与堰顶形式有关,可查表,本工程取;H0——堰顶水头,m.二、设计洪水过程三、水位-库容曲线和库容表库容表高程(m )450460470480490500505库容(104m3)018高程(m)510515520525530535540库容(104m3)6670四、工程分等分级规范和洪水标准五、调洪计算成果表设计洪水校核洪水频率项目洪水调节演算过程一、洪水标准(de)确定1.工程等别(de)确定:由设计对象(de)基本资料可知,该水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等其他综合效益,电站装机为5000kW,水库库容⨯.若仅由装机容量5000kW为指标,根据“水利水电工程分等指标”,可将工程等别定为Ⅴ;若仅以水库总库容⨯为指标,则可将工程等别定为Ⅲ.综合两种指标,取等级最高(de)Ⅲ等为工程最终等别.2.洪水标准(de)确定:该水利工程(de)挡水建筑物为混凝土面板坝,由已确定(de)为Ⅲ等(de)工程等别,根据“山区,丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准”,可查得,该工程设计洪水标准为100~50年,校核标准为1000~500年,不妨取设计标准为100年,校核洪水标准为1000年.二、试算法洪水调节计算1.计算并绘制水库(de)q=f(V)关系曲线:应用式2/32q Hgmnb⋅=ε,根据不同水库水位计算H与q,再由H~V关系曲线查得V,并计算于下表,绘制q=f(V) 关系曲线图如下. 2.3.4.5. 确定调洪(de)起始条件:起调水位也是防洪限制水位,Z=.相应库容×104m 3.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(de)升高而增大,流态为自由流态,情况与无闸门控制一样.由公式:10H 2g m nb Q q 230+⋅==ε=⨯⨯⨯()5.12.681.92⨯m 3/s 得调洪开始时(de)下泄流量为 m 3/s.所以在第一时段,以闸门控制入库流量等于下泄流量;以后时段闸门全开不再控制,下泄流量由试算计算.6. 列表试算泄流量q,本过程采用C 语言编程试算.① 基本原理:根据水库容积曲线V=f (Z )和堰顶溢流公式q=f (H ),得出蓄泄方程q=f (V ).联立水量平衡方程)q (2t121212q Q Q V V --++=∆f(V)q =可得q=f(V)=g (q ),即q=g (q ).② 编程公式(de)主要过程a) 已知(de)电站发电引用流量为10m 3/s,结合堰顶溢流公式,得出下泄流q=nb εm 230H g 2+10 (1)b) 水位高程Z 与堰顶水头H(de)关系.基本材料可知溢洪道堰顶高程为519m 则H=Z-519m ;c) 水库容积曲线V=f (Z )(de)近似化.根据该设计(de)蓄泄情况,水位高程(de)变化范围在525m~535m 之间,又由于水库容积曲线在水位高程属525m~535m 之间(de)变化率较小,为方便计算,故可将其分段直线化以简化、近似计算.由水位—库容表V=f (Z )及上式H=Z -519m,可得V=f (H ),易算出H=g (V )= 02.18268.3591V - []9.55938.4683V ,∈ 22.21548.3226V - []0.66709.5593V ,∈ (2)联立(1)、(2)式得10V g g 2m nb =q 23+)(ε....................................(3)d )将(3)式与水量平衡方程联立.得 )q (2t 121212q Q Q V V --++=∆10V g g 2m nb =q 23+)(ε...........................(4)e )C 语言程序源代码如下: include<> include<> void main() {float V1,V2,Q1,Q2,q1,q2,q3, t=; printf("V1="); scanf("%f",&V1); printf("Q1="); scanf("%f",&Q1); printf("Q2="); scanf("%f",&Q2); printf("q1="); scanf("%f",&q1); printf("q2=");scanf("%f",&q2);printf("\n\n");loop:{V2=V1+ (Q1+Q2-q2-q1) t/2;if (V2>= && V2<= q3=(pow(/,)+10;else if (V2>= && V2<= q3=(pow(/,)+10;}if (fabs(q3-q2)>{q2=q3;goto loop;}printf("q2=%f\n",q3);printf("V2=%f\n\n\n",V2);}7.对设计洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量.①将洪水过程表中P=1%(de)洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录(de)入库洪水流量,计算(de)时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏.泄流量(de)计算见第五,六,七栏.从表中第一,五栏可绘制下泄流量过程线.第一,十栏可绘制水位过程线;② 为了枯水期能保证兴利部门(de)用水需求,当水位再次下降到调洪水位时,又需要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.见第15时段q=f (V )(de)程序计算截图;③ 绘制Q~t 与q~t 曲线,如图所示.最大下泄流量m ax q = m 3/s 发生在t=8h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量;④ 推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z .m ax q =对应(de)库容和水位分别为万m 3和,减去堰顶以下(de)库容万m 3 即可得设V =万m 3,设Z = m.第2时段试算法程序计算截图第时段试算法(de)程序计算截图8.对校核洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量.①将洪水过程表中P=%(de)洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录(de)入库洪水流量,计算(de)时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏.泄流量(de)计算见第五,六,七栏.从表中第一,五栏可绘制下泄流量过程线.第一,十栏可绘制水位过程线.②为了枯水期能保证兴利部门(de)用水需求,当水位再次下降到调洪水位时,又需要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.见第20时段q=f(V)(de)程序计算截图.③ 绘制Q~t 与q~t 曲线,如图所示.最大下泄流量m ax q =s 发生在t=8h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量.④ 推求校核调洪库容校V 和设计洪水位校Z .m ax q =对应(de)库容和水位分别为万m 3和,减去堰顶以下(de)库容万m 3 即可得校V =万m 3,校Z = m.第2时段试算法程序计算截图第时段试算法程序计算截图校核洪水调节计算表时间 t(h) 入库洪水流量 Q (m3/s ) 时段平均入库流量 Q(平均)(m3/s )时段入库水量 Q(平均)△t (万m3) 下泄流量 q(m3/s ) 时段平均下泄流量(m3/s ) 时段下泄水量q(平均)△t (万m3) 时段内水库存水量变化 △V (万m3)水库存 水量V (万m3)水库 水位Z (m)1 2 3 45 6 78 9105017350173某水库校核调洪计算表水位时间关系曲线(Z~t)524526528530532534024681012141618202224时间h(t)水位Z (m )水位时间关系曲线三、 半图解法洪水调节计算(以设计洪水标准进行调洪演算为例子) 1. 计算并绘制2qt V ~q +∆辅助线.计算时段取h 1t =∆.计算过程见下表.利用表中第五,七栏(de)相应数值绘制(de)辅助线如图. 2qtV ~q +∆辅助曲线计算表q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线计算表 水库水总库容V 堰顶以V/Δq(m3/s) q/2(m3/sV/Δ位Z (m ) (万m3) 上库容(万m3)t(m3/s) ) t+q/2 (m3/s)q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线0.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.000.005000.0010000.0015000.00V/Δt+q/2q (m 3/s )q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线2. 调洪计算求q~t 过程和库水位过程:由于作辅助线时t ∆需取固定值,且)2qt V f(q +=∆是由蓄泄曲线q=f (V )转换而来(de),故该法只适用于自由泄流(无闸或闸门全开)和t ∆固定(de)情况.当有闸门控制泄流时,应按控制(de)流量调洪.所以对于第一时段Q<Q 限时,起调水位也是防洪限制水位,Z=.相应库容×104m 3.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,即q=Q ;可直接求出)(2t 11q V +∆= m 3/s 和)(2t22q V +∆= m 3/s.从第二时段开始闸门全开,Q 2= 196 m 3/s,3Q =524 m 3/s,2q =196 m 3/s,将)(2t22q V +∆= m 3/s 代入 2q t V 1i 1i +∆++=(2q t V ii +∆)+Q i q -,求得)(2q tV 33+∆= m 3/s,由式)2q tV f(q +=∆得,3q = m 3/s.同法依次类推,可求出其他时段(de)泄量.其成果如表第四,六栏所示.3. 绘制Q~t 与q~t 过程线以及q~Z,过程线,求m ax q .利用表中第一,二,四栏数值,可绘出Q~t 与q~t 过程线.取Q~t 与q~t 两曲线(de)交点(de)纵坐标数值,作为m axq =s,t=8h 时.利用表中(de)库水位Z 与泄流能力q,可绘制Z~q 关系曲线,如图所示.4. 推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z .m ax q =对应(de)水位为m,设Z=.5. 按校核洪水标准进行调洪演算,其演算过程与设计洪水演算过程一致.其成果如下. 最大下泄流量m axq =s 发生在t=7h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量.m ax q 对应(de)水位分别为,校Z =532. m四、调洪计算成果表五、总结本次课程设计对我们(de)知识是一个全方位(de)考察,这个过程学到了很多东西,不仅是专业知识,电脑软件(de)应用也学到了很多,总之这次设计受益匪浅.。

水库调洪计算课程设计

水库调洪计算课程设计

水库调洪计算课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解水库调洪的基本原理,掌握调洪计算的基本步骤。

2. 学生能掌握水库设计洪水过程线的绘制方法,了解其与水库调洪的关系。

3. 学生了解水库调度规程,明确不同调度原则下的调洪计算方法。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,独立完成水库调洪计算的案例分析和问题求解。

2. 学生能够运用图表、数据和文字描述,清晰表达水库调洪计算过程及结果。

3. 学生能够通过小组合作,共同解决水库调洪计算中的实际问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生关注水资源管理,提高节约用水、保护水资源的意识。

2. 培养学生面对复杂问题时的耐心、细心和团队合作精神。

3. 培养学生运用所学知识为社会发展和人民生活安全做出贡献的价值观。

课程性质分析:本课程属于水利工程学科范畴,旨在让学生掌握水库调洪计算的基本知识和技能。

课程注重理论与实践相结合,以培养学生解决实际问题的能力为目标。

学生特点分析:本课程面向高中年级学生,他们在数学、物理等方面具有一定的知识基础,具备一定的逻辑思维和分析能力。

但学生在水利工程领域的专业知识相对薄弱,需要从基础入手,逐步引导。

教学要求:1. 结合学生特点,以实例为主线,引导学生掌握水库调洪计算的基本方法和步骤。

2. 注重培养学生的动手操作能力和团队协作能力,提高学生的实际应用能力。

3. 通过课程学习,让学生认识到水利工程在保障国家和人民生命财产安全中的重要作用,培养学生的社会责任感。

二、教学内容1. 水库调洪基本原理- 水库调洪概念及作用- 水库调洪的基本条件与要求2. 水库设计洪水过程线- 设计洪水过程线的绘制方法- 设计洪水过程线与水库调洪的关系3. 水库调度规程- 水库调度原则及方法- 不同调度原则下的调洪计算4. 水库调洪计算方法- 水库调洪计算的步骤- 水库调洪计算公式及其应用5. 案例分析与问题求解- 实际水库调洪案例解析- 学生分组讨论,解决实际问题6. 教学内容安排与进度- 第一周:水库调洪基本原理、设计洪水过程线- 第二周:水库调度规程、调洪计算方法- 第三周:案例分析、问题求解与实践操作教学内容依据教材相关章节,结合课程目标进行选择和组织。

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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。

当泄水建筑物为堰流时: 32222)(2C Z g B M q -=式中:M2 流量系数;B2 堰顶宽度;C2 堰顶高程。

3,水位- 水面面积关系,以数值方式输入,程序中用线性插值以水位求面积值。

三、程序性能1,可以设置10个泄洪洞,10个溢洪道。

2,可以设置变宽变高的泄流孔(随水位不同,孔宽孔高可以不同)。

3,可以设置变宽的溢洪道(随水位不同,溢流宽度可以不同)。

4,可以用其它泄流方式,即用水位~泄流量曲线调洪。

5,以上各种泄流方式可以兼而有之,也可只有部分。

6,设置调洪起始水位,设置水库防洪下限水位,设置下游安全限制泄量,设置电站、灌溉等常流量。

四、使用方法:1,输入数据准备:数据按下列顺序:工程名C$, 洪水频率D$, 水库水位~水面面积关系曲线结点数 K ,K 个 水库水位ZP(米)~水面面积F(万平方米),洪水过程时段数 J ,时段间隔 T(秒),洪水过程 QL(0~J)(立方米/秒)防洪下限水位 ZM (米),调洪起始水位 Z0 (米),泄洪起始流量 Q(0) (立方米/秒),电站常流量 W (立方米/秒),下游安全限制泄量 QA (立方米/秒)泄洪洞个数GO(若泄洪洞个数为0,以下泄洪洞参数不要)第一个泄洪洞:进口宽 B1(米), 进口高 A1(米),进口高程 C1(米), 流量系数 M11, 闸门宽B11(米), 闸门高A11(米),闸门底高程 C11(米),限泄流量QX(立方米/秒),第二个泄洪洞:进口宽 B1(米), 进口高 A1(米),进口高程 C1(米), 流量系数 M11, 闸门宽B11(米), 闸门高A11(米),闸门底高程 C11(米),限泄流量QX(立方米/秒),......溢洪道个数HO(若溢洪道个数为0,以下溢洪道参数不要)第一个溢洪道:流量系数 M2, 底宽 B2(米), 底高程 C2(米)第二个溢洪道:流量系数 M2, 底宽 B2(米), 底高程 C2(米)......变宽变高的泄流孔不同状况个数KK1(若KK1为0,以下参数不要)第一种情况:适用的下限水位ZZ1(米), 适用的上限水位ZZ2(米),闸门总宽度BB(米), 闸门开启高度AA(米),流量系数MM, 闸底高程VV(米),第二种情况:适用的下限水位ZZ1(米), 适用的上限水位ZZ2(米),闸门总宽度BB(米), 闸门开启高度AA(米),流量系数MM, 闸底高程VV(米),变宽的溢洪道不同状况个数KK0(若KK0为0,以下参数不要),第一种情况:适用的下限水位ZZ3(米), 适用的上限水位ZZ4(米),流量系数MM, 闸孔宽度DD(米),闸底高程EE(米),第二种情况:适用的下限水位ZZ3(米), 适用的上限水位ZZ4(米),流量系数MM, 闸孔宽度DD(米),闸底高程EE(米),......其它泄流方式,水位~泄流量关系曲线点数KK2(点数KK2为0,以下参数不要)ZZ0(1),QQ(1), ZZ0(2),QQ(2)......ZZ0(KK2),QQ(KK2),2,操作方法:①点击‘数据来源’介面,点击算例数据文件,算例的数据即进入相应的数据框中,然后点击‘计算’,即得算例的文本结果和图形结果。

在数据框中填入自己的数据,以自己命名的文件存盘,可将自己工程的数据存为数据文件,点击‘计算’,即得文本结果和图形结果。

计算结果为汉字的计算书,一目了然。

图形文件可插入计算书中。

②变动方案时,可将数据框中的相应数据改过来,重新计算。

五、算例某水库水位~水面面积关系如下:水位(米) 48 49 50 51 52水面面积(万平方米) 53 54.9 56.3 61.3 64.5百年一遇洪峰流量过程如下:(时段间隔1小时)时段 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9流量 137.2 124.7 122 122 616 304.3 140.9 138.4 137.2 135.7调洪下限水位Zmin=48.3米,调洪起始水位Z(0)=48.3米,泄洪起始流量=137.2立方米/秒,电站流量QZ=13立方米/秒,下游安全限制泄流量QA=350立方米/秒。

设泄洪底孔B1=2米,A1=2米,C1=37米,M11=0.78,B11=2米,A11=2米,C11=35米,泄洪洞限泄流量QX=60立方米/秒另设开敞式溢洪道,露顶式闸门控制,溢流堰为驼峰堰,堰顶高程44,流量系数M2=0.4,堰宽B2=10米,数据文件为C-2.INT柯柯亚水库,百年一遇,548,53,49,54.9,50,56.3,51,61.3,52,64.59,3600137.2,124.7,122,122,616,304.3,140.9,138.4,137.2,135.748.3,48.3,137.2,13,35012,2,37,0.78,2,2,35,6010.4,10,44计算结果文件为C-2.OUT*************************************************************************** 水库调洪演算数值解计算书 C-2G *************************************************************************** 工程名:柯柯亚水库频率:百年一遇一.原始数据:工程名:柯柯亚水库频率:百年一遇水位~水面面积关系曲线结点数 K= 5水位(米) 水面面积(万平方米) 水位(米) 水面面积(万平方米)ZP F ZP F48.00 53.00 49.00 54.9050.00 56.30 51.00 61.3052.00 64.50洪水过程时段数 J= 9时段间隔(秒) T= 3600洪水过程(立方米/秒):137.20124.70 122.00 122.00 616.00 304.30 140.90 138.40 137.20 135.70防洪下限水位(米) ZM= 48.3调洪起始水位(米) Z0= 48.3泄洪起始流量(立方米/秒) Qo=137.2电站常流量(立方米/秒) W= 13下游安全限制泄量(立方米/秒) QA= 350泄洪洞个数 G0= 1进口宽进口高进口高程流量系数闸门宽闸门高闸门底高程限泄流量(米) (米) (米) (米) (米) (米) (立方米/秒) B1 A1 C1 M11 B11 A11 C11 GM 2.00 2.00 37.00 0.78 2.00 2.00 35.00 60.00溢洪道数 H0= 1流量系数底宽(米) 底高程(米)M2 B2 C20.400 10.00 44.00变宽变高的泄流孔状况数 KK1= 0变宽的溢洪道状况数 KK0= 0其它泄流方式,水位~泄流量曲线点数 KK2= 0二.计算结果:时段水位河道泄洪洞溢洪道泄流孔变宽溢其它下泄来水量流量流量流量洪流量泄流量总流量1 48.30 124.70 ------- ------- ------- ------- ------- 124.702 48.30 122.00 ------- ------- ------- ------- ------- 122.003 48.30 122.00 ------- ------- ------- ------- ------- 122.004 49.22 616.00 48.30 211.08 0.00 0.00 0.00 272.385 50.14 304.30 50.10 269.70 0.00 0.00 0.00 332.806 49.54 140.90 48.93 230.80 0.00 0.00 0.00 292.737 48.71 138.40 47.30 181.37 0.00 0.00 0.00 241.678 48.30 137.20 ------- ------- ------- ------- ------- 137.209 48.30 135.70 ------- ------- ------- ------- ------- 135.70*****************************************************************************为了说明数据文件的填法,将一个工程实例,用四种填法计算,请参看程序所附的几个数据文件和计算结果文件:C-2x-1.INT 将一个泄洪洞填成两个泄洪洞,将一个溢洪道填成两个溢洪道。

C-2x-2.INT 将两个泄洪洞中的一个改为用闸门控制的泄流孔,其它同上。

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