水利水能规划——第三章

（ 6） 103 /2 1 214 q溢 M1BH .6 45586 H 3 / 21068 72 1639 H 3/ 2
q q溢 Q电
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
二、例题
t
(h) 0 12 24 28. 0 36 48
Q
Q1 Q2 t 2
(106m3)
(106m3)
(106m3) (106m3) 247.00 2.44 2.59 14.92 249.59 249.44 264.36
0.80 0.65 3.44
27.0 28.0 132
116.17 117.20
18.36 710 279 131
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
第一节 水库的调洪方式及防洪标准
• 水库调洪是依靠水库泄洪建筑物对入库洪 水进行调节的。 • 水库泄洪建筑物主要有溢洪道（无闸门和 有闸门）和泄洪洞。
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
一、水库的调洪方式及作用
1.调洪方式
Q,q Qm V防 Q~t qm q~t 0 Zm V防 Z限(Z堰) t0 t1 t2 t3 Z
2.调洪作用 滞蓄入库洪水 延长洪水历时 减小洪峰流量
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
二、水库调洪计算的任务
1.运用管理阶段 •已知库容和泄洪建筑物的类型、尺寸，由预报的入 库洪水预报相应的最高库水位及最大下泄流量； •要求将实测的出库洪水反演为相应的入库洪水。
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
二、例题
某水库的泄洪方式为无闸溢洪道，其堰顶高程与正常蓄 水位齐平，为116m，堰顶净宽B=45m，堰流系数 M1=1.6。该水库设有小型水电站，汛期按水轮机过流能 力Q电=10m3/s引水发电。用试算法推求水库下泄流量过 程，设计最大下泄流量，设计调洪库容和设计洪水位。 计算时段Δt=12h。
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第二节 水库调洪计算的基本原理
三、水库调洪计算方法
Q1 Q2 q1 q2 t t V2 V1 2 2 q f V
当已知 Q1、Q2 和时段Δt初的q1 、V1，利用上 述方程组，便可求出时段末的 q2、V2 。 列表试算法、半图解法、图解法和简单三角 形法
列表试算
q
(m3/s) 10 3.24 27.0 20 132 21.3 6 8.86 7.93 235 9.9 223 -1.04 276.76 223 118.05 13.43 277.79 235 118.12
q1 q2 t 2
V
V2
q2
(m3/s)
Z
(m) 116.00
(m3/s) 10 140
Δt t1 t2
t
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第二节 水库调洪计算的基本原理
二、水库蓄泄方程
Zm
q溢～ Z
H
q洞～ Z
溢洪道
q溢 M1BH 3/2
H0 泄洪洞 q
q洞 M 2H
1/2 0
~V q ~ H Z q ~ f (V )
有闸门控制的情况下，q～V不是一条曲线，而是以不同 方程不是显式，无法直接求解 的闸门开度为参数的一组曲线
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
（1）绘制Z~V和q~V曲线
q
Z~V q~V
Z
V
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
（1）绘制Z~V和q~V曲线 （2）确定起调水位Z和相应的库容V1、下泄流量q1 （3）选取Δt，摘录Q1、Q2 、… （4）从第一时段开始，逐时段进行泄流量q的试算。
t4
无闸溢洪道调洪作用示意图
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
一、水库的调洪方式及作用
1.调洪方式
Q,q V洪 c q0 q允 t2 t3 b 胸 墙 闸 门 Z堰 0 Z a 相应下游防 洪标准的 Q~t q~t d
Z防
V防
Z蓄 Z限
t0
t1
t4
有闸溢洪道调洪作用示意图
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
起始条件 假设q2 Z1 Z~V q~V V1、q1 V2 蓄泄 方程 q'2
水量平衡方程 Q1、Q2 Δt q2=q'2
？
qm、Zm
q~t
q2、V2
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q~V
第三节 水库调洪计算的列表试算法
1.水工建筑物的等级和防洪标准
水工建筑物级别划分表
工 程 等 别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 永久性建筑物级别 主要建筑 物 1 2 3 4 5 次要建筑 物 3 3 4 5 5 临时性建 筑物级别 4 4 5 5
永久性水工建筑物 正常运用洪水防洪标准
建筑物 级别 1 2 3 5 5 洪水重现期 （年） 500 100 50 30 20
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
起调水位Z1 假设q2 Z~V q~V V1、q1 水量平衡方程 Q1、Q2
否
V2 蓄泄方程(q~V) q'2
下一时段
Δt
q2=q'2
是
q~t
q2、V2
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
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第二节 水库调洪计算的基本原理
一、水库水量平衡方程
Q,q
Q1 Q2 q1 q 2 t t V2 V1 2 2
Q2 (V2-V1)
Q~t
Δt的选择：应以能较准确地 反映洪水过程线的形状为原 则。陡长涨陡落的，取短 些；反之，取长些
q~t Q1 q1 0 q2 qm
二、例题
t
(h) 0 12 24 36 48
Q
Q1 Q2 t 2
列表试算
q
(m3/s) 10 3.24 0.80 27.0 18.36 3.44 132 21.3 6 8.86 7.93 235 9.9 223 -1.04 276.76 223 118.05 13.43 277.79 235 118.12 14.92 264.36 132 117.20 2.44 249.59 27.0 116.17
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
三、防洪标准
1.水工建筑物的等级和防洪标准
水利水电枢纽工程的分等指标表
水库 防洪 治涝 灌溉 供水 水电站 工 城镇及工 保护农 城镇及工 程 总库 治涝面积 灌溉面积 装机容量 等 工程规模 （108m3） 矿企业的 田（万 （万亩） （万亩） 矿企业的 （MW) 重要性 亩） 重要性 别 Ⅰ 大Ⅰ型 Ⅱ 大Ⅱ型 ≥10 10～1.0 特别重要 重要 中等 一般 —般 ≥500 ≥200 ≥150 特别重要 重要 中等 一般 — ≥1200 1200～ 300 300～50 50～10 ≤10
水利水能规划
主讲：王双银 水利与建筑工程学院
第三章 水库洪水调节
介绍水库洪水调节的原理和方法，以合理 水库调洪方式及防洪标准 地定出泄洪建筑物的类型、尺寸和调洪库 水库调洪的基本原理 容、设计洪水位、校核洪水位、和坝高等。 水库调洪的列表试算法 水库调洪的图解法 水库防洪计算 水库防洪能力复核
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
三、防洪标准
2. 防护对象的防洪标准 应按防护对象的重要性、历史洪水灾害情况、工程 的防洪能力及政治经济影响等因素，通过分析论证 拟定。
城市的等级和防洪标准
等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 重要性 特别重要的城市 重要的城市 中等城市 一般城镇 非农业人口（万人) ≥150 150～50 50～20 ≤20 防洪标准 ≥200 200～100 100～50 50～20
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
二、水库调洪计算的任务
1.运用管理阶段 2.规划设计阶段 已知入库洪水（设计标准的洪水、校核标准的洪水 或下游防洪标准的洪水），按照拟定的泄洪方案， 通过调洪计算，推求下泄洪水过程、防洪特征库容、 特征水位、坝高以及投资、损失、效益等，然后通 过综合比较，按最优化原则，选择一个最优的防洪 措施方案。
表1
Z(m) V（106m3） 75 0.5 80 4.0 85 10.0
水库库容曲线
90 23.0 95 45.0 100 77.5 105 119 115 234 125 401
表2
t(h) Q（m3/s） 0 10 12 140
水库设计标准的洪水过程线
24 710 36 279 48 131 60 65 72 32 84 15 96 10
一、计算步骤
Q~t
Q、q(m3/s)ຫໍສະໝຸດ Baidu
qmax
q~t
t (min) 《水利水能规划》课程：水库洪水调节
第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
Q~t Q~t
Q、q(m3/s)
Q、q(m3/s)
qmax
q~t
qmax
q~t
△ t
t (min)
△ t
t (min)
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
q1 q2 t 2
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
三、防洪标准
2. 防护对象的防洪标准
乡村防护区的等级和防洪标准
等 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 耕地面积（万 人口（万人） 亩） ≥150 150～50 50～20 ≤20 ≥300 300～100 100～30 ≤30 防洪标准 100～50 50～30 30～20 20～10
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第三节 水库调洪计算的列表试算法
二、例题
1.泄流曲线
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V （106
第三节 水库调洪计算的列表试算法
二、例题
1.泄流曲线 堰顶高程为116m，B=45m，M1=1.6，q电=10m3/s
Z(m) V（106m3） H（m） q溢（m3/s) q电（m3/s) q（m3/s) （1） （2） （3） （4） （5） 116 247 0 0 10 118 276 2 204 10 120 307 4 576 10 122 340 6 1058 10 124 378 8 1629 10 126 423 10 2277 10 2287
工矿企业的等级和防洪标准
等 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 工矿企业规 模 特大型 大型 中型 小型 防洪标 准 200～ 100 100～50 50～20 20～10
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第二节 水库调洪计算的基本原理
• 水库的调洪计算也称调洪演算。 • 水库调洪是在水量平衡（连续方程）和动 力平衡（运动方程）的原理下进行的。 • 水量平衡可表示为水库水量平衡方程，动 力平衡可由水库蓄泄方程（或蓄泄曲线） 来反映。
1.0～0.1 Ⅲ 中型 Ⅳ 小Ⅰ型 0.10～0.01 Ⅴ 小Ⅱ型 0.01～0.001
500～ 200～60 150～50 100 100～30 60～15 50～5 30～5 15～3 5～0.5 ≤5 ≤3 ≤0.5
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
三、防洪标准
一、计算步骤
（1）绘制Z~V和q~V曲线 （2）确定起调水位Z和相应的库容V1、下泄流量q1 （3）选取Δt，摘录Q1、Q2 、… （4）从第一时段开始，逐时段进行泄流量q的试算。 （5）求qm、Vm、Zm 汛限水位+下游防洪标准洪水→Z高、V防 汛限水位+水库设计洪水 →Z设、V拦 汛限水位+水库校核洪水 →Z校、V调
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第一节 水库的调洪方式及防洪标准
一、水库的调洪方式及作用
1.调洪方式
Q设~t Q、 q q~t B q t2 闸门全开 t4
m
V洪
A 0 t0 q0
t
闸门渐开
泄洪洞调洪作用示意图 《水利水能规划》课程：水库洪水调节
第一节 水库的调洪方式及防洪标准
一、水库的调洪方式及作用
一、计算步骤
Q~t
Q、q(m3/s)
q~t
t (min) 《水利水能规划》课程：水库洪水调节
第三节 水库调洪计算的列表试算法
一、计算步骤
（1）绘制Z~V和q~V曲线 （2）确定起调水位Z和相应的库容V1、下泄流量q1 （3）选取Δt，摘录Q1、Q2 、… （4）从第一时段开始，逐时段进行泄流量q的试算。 （5）求qm、Vm、Zm