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 -=∆+-∆++++112112

1)()( (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 。 左岸中孔泄洪洞：孔口尺寸10m ×13m ，进口中心高程为1811.5m 左岸排沙底孔：双孔口尺寸8.8m ×10m ，进口中心高程为1799m 2. 枢纽泄水运行方式

在枢纽宣泄设计及校核洪水时，闸门泄水孔口的闸门运行方式： 中孔泄洪洞、排沙底孔、表孔溢洪道全开。 3. 溢洪道流量计算公式如下：

2

3g 2m H

B Q ε= （3-4）

式中：B —溢流堰总净宽，m ；

ε—侧收缩系数，本设计取1； m —流量系数，本设计取0.48； H —堰上总水头，m ； g —重力加速度，取9.81。. W —工作门孔口面积（m 2）； 4. 排沙隧洞流量计算公式如下：

)(2h H g W Q -=μ （3-5）

式中：W —工作门孔口面积，m 2；

H —孔口底以以上水头

h—孔口高度；

μ—流量系数，本设计取0.9。

5. 泄洪洞流量计算公式如下：

g

Q-

=μ（3-6）

W

)

H

(

2h

式中：W—工作门孔口面积，m2；

H—孔口底以上水头；

h—孔口高度；

μ—流量系数，本设计取0.9。

6.分析确定洪水过程线

图2-1积石峡洪水过程线

7.调洪计算成果整理

表2-2积石峡库容曲线

图2-2水库库容曲线

表3-3水库水位与下泄流量关系

库水位与流量计算表

库水位Z(m)堰上

水头

H(m)

溢洪

道堰

宽

B(m)

溢洪道

下泄流

量q(m³

/s)

泄洪

洞中

心高

程

H(m)

泄洪洞

下泄流

量q(m³

/s)

排沙

底孔

中心

高程

H(m)

排沙底

孔下泄

流量q(m

³/s)

总泄流

量q(m³

/s)

绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：

3-4，q-Z关系曲线

水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）

库水位Z(m)堰顶水

头

H(m)

库容V

总

(万

m3)

堰顶以

上库容

V(万m3)

V/△t

(m³/s)

q(m³/s)

q/2

(m³/s)

V/△

t+q/2

(m³/s)

18542121450005530.84 2765.422765.42 1854.521.5219004501625661.17 2830.58 2992.58 185522224009503425792.88 2896.44 3238.44 1855.522.52295015005405925.96 2962.98 3502.98 185623236902240806.46060.39 3030.20 3836.60