水力计算案例分析解答

案例一年调节水库兴利调节计算

要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。

资料：

（1）设计代表年（P=75%）径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1,

渗漏损失以相应月库容的1%计。

（2）水库面积曲线和库容曲线如下表2。

（3） V 死=300 万m3。

表1水库来、用水及蒸发资料（P=75%）

表2水库特性曲线

解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量

由上表可知为二次运用，M =6460（万m3），V2 =1880（万m3），V^ 1179（万m3），V4 =3512（万m3），由逆时序法推出V兴“2 V4 -V3 =4213（万m3）。采用早蓄方案，水库月

末蓄水量分别为：

2748m3、4213m3、、4213m3、3409m3、2333m3、2533m3、2704m3、3512m3、1960m3、

714m3、0 4213m3

经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+V死，见统计表。

（2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算：

— 1 1 .

V =_（V1 V2），即各时段初、末蓄水量平均值，A= —（A1 • A2），即各时段初、末水面积

2 2

平均值。查表2水库特性曲线，由V查出A填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。

蒸发损失水量：W蒸=蒸发标准月平均水面面积■ 1000

渗漏损失以相应月库容的1%,渗漏损失水量=月平均蓄水量渗漏标准

损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量

考虑水库水量损失后的用水量： M =W M

W b

多余水量与不足水量，当 W 来 -M 为正和为负时分别填入。

（3） 求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴 利库容 V 兴=V 2

V 4

-V 3

= 4462（万m 3），V 总二 4462 300 = 4762（万m 3）。

（4） 求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。

（5） 校核：由于表内数字较多，多次运算容易出错，应检查结果是否正确。水库经过 充蓄和泄放，到6月末水库兴利库容应放空，即放到死库容 30万m 3。V •到最后为300,满 足条件。另外还需水量平衡方程W 来-W 用-'

W 弃二0，进行校核

（6）计算正常蓄水位，就是总库容所对应的高程。表 2水库特性曲线，即图1-1,1-2。 得到Z 〜F ，Z 〜V 关系。得到水位865.10m ,即为正常蓄水位。表1-3计入损失的年调节 计算表见下

页。

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案例二水库调洪演算

要求：

(1)推求拦洪库容；(2)最大泄流量qm及相应时刻；(3)水库最高蓄水位；(4)绘制来水与下泄流量过程线

资料：开敞式溢洪道设计洪水过程线如下表1,水库特征曲线如表2,堰顶高程140m，

3 3

相应容305X104m，顶宽10m，流量系数m=1.6，汛期水电站水轮机过水流量QT=5m /s，计算时段△ t采用1h或0.5h。

表1洪水过程线(P=1%)

表2水库特性曲线

解:根据已知条件计算并绘制q=f (V )关系曲线

2

由q益二M i BH3，M/1.6，B =10m ,根据不同库水位计算H与q,再由表2水库特性曲线得相应V 并将结果列于下表，绘制q=f(V)关系曲线如2-2图。

曲线计算表中第一行为堰顶高程140m以上的不同库水位；第二行堰顶水头H，等于库

2

水位Z减去堰顶高程；第三行溢洪道下泄流量由q^ M i BH空，求得第四行为发电量为

5m'/s;第五行为总的下泄流量；第六行为相应的库水位Z的库容V，由表2水库特性曲

线查得，即图2-1

(E)1SI

年

崔

M

库容诃万

图2-1 水库Z-V关系曲线

V (万・气图2-2 某水库q=f (V)关系曲线

表2-3 某水库q=f (V )关系曲线计算表

(2)确定调洪起始条件。由于本水库溢洪道无闸门控制因此起调水位亦即防洪限制水

位取为与堰顶高程齐平，即 140m。相应库容为305 104m3，初始下泄流量为发电流量

5m3 /s。

(3)计算时段平均入库流量和时段入库水量。将洪水过程线划分计算时段，初选计算时段=1h 3600s填入第一列，表中第二列为按计算时段摘录的入库洪水流量，计算时段平均入流量和时段入库水量，分别填入三四列。例如第一时段平均入库流量

Q Q2 = 5 30.3二仃占厶⑴3/®，入库水量为： 2^ —3600 17.65 = 6.354(万m3)

2 2 2

(4)逐时段试算求泄流过程q〜t。因时段末出库流量q2与该时段内蓄水量变化有关，例如，第一时段开始，水库水位Z, -140m，H =0，q =5m3/s，V, =305万m3。

已知Q^5m3/s,Q2 = 30.3m3/s，假设q^6.05m3/s，则 $ 亚：t = 360 5.55 =1.99 (万m3)，

2

第一时段蓄水量变化值 V Q2—q生氏=4.365(万m3)，时段末水库蓄水量

2 2

V2 二V1 V =305 4.365 = 309.365万m3），查V=f （Z）曲线得Z2 = 140.13m，查上图

q=f （V）

关系曲线，得q^6.05m3/s，与原假设相符。如果不等需要重新假设，直到二者相等。

以第一时段末V2，q2作为第二时段初V i,，q i，重复类似试算过程。如此连续试算下去，即可得到以时段为1h作为间隔的泄流过程q〜t。由V查图2-1V=f （Z）关系分别将试算填入表2-5中。第0〜1h试算过程见表2-4。

表2-4 （第0〜1h）试算过程

（5）根据表2-5中（1）、（5）栏可绘制下泄流量过程线；第（1）、（9）栏可绘制水库蓄水过程线；第（1）、（10）栏可绘制水库调洪后的水库水位过程。

（6）绘制Q〜t，q〜t曲线，推求最大下泄流量q max

按初步计算时段At=1h，以表2-5中第（1）、（2）、（5）栏相应数值，绘制Q〜t，q〜t 曲线，如图2-6。由图可知，以哉=1h，求得的q m = 17.06m3/s未落在Q〜t曲线上（见图虚线表示的q〜t段），也就是说在Q〜t与q〜t两曲线得交点并不是q m值。说明计算时段t 在五时段取得太长。

将计算时段哉在4h与5h之间减小为0.4h与0.2h，重新进行试算。则得如表2-5中的第

（6）栏相应t=4.4h、4.6h、4.8h的泄流过程。以此最终成果重新绘图，即为图2-6以实线表示

的q〜t过程。最大下泄流量q m发生在t =4.8h时刻，正好是q〜t曲线与Q〜t曲线得交点即为所

求。