水库防洪计算
水库防洪计算
第十五章水库防洪计算
天然河流水资源存在利弊两重性，设计或运用水库时，既要考虑兴利问题，又要注意防洪问题。
水库防洪任务一是——修建泄洪建筑物，保护水库不受到洪水溢顶造成大坝失事；二是——设置防洪库容，蓄纳洪水或阻滞洪水，减轻下游地区的洪水威胁，以保证下游防护区的安全。
因此，水库防洪计算一般是在兴利计算的基础上，合理地定出泄洪设备参数和选择有关防洪参数，诸如防洪库容、设计洪水位、校核洪水位以及坝高等。
第一节概述
1.防洪设计标准
在制定防洪设计标准时，若水库承担下游防洪任务，除了要考虑保证水工建筑物自身安全的防洪标准外，还要考虑下游防护对象。
当这种标准的洪水发生时，通过下游河道的最大泄量，不超过河道的允许泄量或控制水位。
防洪设计标准拟定后，就可据此选定相应的设计洪水，以作为调洪计算的依据。
一般水工建筑物防洪标准要高于防护对象的防洪标准，因为一旦大坝失事，造成水体突然泄放，其后果甚为严重；但当防洪对象的防洪任务非常重要时，也可相等。
注：防护对象包括——城市、工矿区、农田等；防洪标准，是指重现期（或频率）。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-SANYHUASANYUA8Q8-防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
水利工程防洪标准
水利工程防洪标准引言：水利工程是指利用河流、湖泊、沟渠和水库等水体，进行灌溉、排水、防洪、发电和水供等方面的工程。
其中，防洪是水利工程的重要组成部分，主要目的是减轻暴雨、洪水、融雪等自然灾害对人类社会造成的危害。
为了确保水利工程的安全性和稳定性，制定并遵守相关的防洪标准是必不可少的。
一、洪水计算标准洪水计算是防洪工程设计的基础，其准确性直接影响到工程的安全性和效果。
洪水计算标准主要包括以下几个方面：1. 洪水频率标准根据历史洪水数据和统计学方法，确定不同洪水频率下的洪峰流量和洪水过程。
常见的洪水频率标准有百年一遇、五十年一遇、二十年一遇等。
2. 洪水时程标准洪水时程是指洪峰流量随时间的变化规律。
根据不同洪水频率和流域特点，确定洪水时程参数，如洪峰时刻、洪峰流量持续时间等。
3. 设计洪水标准根据工程的用途和设计需求，确定适当的设计洪水标准。
例如，农田排灌工程的设计洪水标准一般为二十年一遇，水库大坝的设计洪水标准一般为百年一遇。
二、防洪工程设计标准防洪工程设计标准包括山洪沟道设计、堤防设计、水库设计等方面的内容。
以下是其中的一些要点：1. 山洪沟道设计标准山洪沟道是指用于引导和排泄山洪的沟渠。
其设计标准应考虑到山洪流量、坡度、沟床材料和沟道纵横断面等因素。
设计时应保证沟床通畅，防止堵塞和冲刷。
2. 堤防设计标准堤防是指用于阻止洪水泛滥的河道两岸的堤坝。
堤防设计应考虑到河流的径流能力、土壤的稳定性、堤顶宽度和坡度等因素。
设计时应确保堤防的稳定性和抗洪能力。
3. 水库设计标准水库是指用于调节和存储洪水的水体。
水库设计应考虑到库容、洪水流量、水位变化和水库底泥等因素。
设计时应确保水库的安全性和灵活性，以便有效地调节洪水并减轻对下游地区的影响。
三、防洪工程施工标准防洪工程施工标准是指在施工过程中要遵守的规范和要求。
以下是几个重要的施工标准：1. 施工材料标准施工材料应符合相关的质量标准，如混凝土强度等级、钢筋材料的强度和防腐性能等。
第十二章_水库防洪调度计算
第十二章水库洪水调节规划设计阶段，水库调洪计算的基本任务是对下游防洪标准设计洪水、水工建筑物安全标准相应的设计洪水和校核洪水分别进行洪水调节计算。
本章主要介绍水库调洪计算的原理和方法，讨论水库调控洪水的方式，并简要介绍选择泄洪建筑物类型、规模及水库防洪参数的方法。
第一节防洪问题概述一、防洪措施简介防洪是一项长期艰巨的工作。
目前解决洪水问题，一般都趋向于采取综合治理的方针，合理安排蓄、泄、滞、分的措施。
防洪措施是指防止或减轻洪水灾害损失的各种手段和对策,它包括防洪工程措施和防洪非工程措施。
（一）防洪工程措施防洪工程措施指为控制和抗御洪水以减免洪水灾害损失而修建的各种工程措施，主要包括堤防与防洪墙、分蓄洪工程、河道整治工程、水库等。
1.修筑堤防堤防是古今中外最广泛采用的一种防洪工程措施，这一措施对防御常遇洪水较为经济,容易实行.沿河筑堤，束水行洪，可提高河道渲泄洪水的能力。
但是筑堤也会带来一些负面的影响，筑堤后，可能增加河道泥沙淤积，抬高河床，恶化防洪情势,使洪水位逐年提高，堤防需要经常加高加厚;对于超过堤防防洪标准的洪水而言，还可能造成洪水漫堤和溃决,与未修堤时发生这种超标准的洪水自然泛滥的情形相比，溃堤造成的洪水灾害损失将更大。
2。
河道整治河道整治是流域综合开发中的一项综合性工程措施。
可根据防洪、航运、供水等方面的要求及天然河道的演变规律，合理进行河道的局部整治。
从防洪意义上讲，靠河道整治提高全河道（或较长的河段）泄洪能力一般是很不经济的，但对提高局部河道泄洪能力、稳定河势、护滩保堤作用较大。
例如,对河流天然弯道裁弯取直，可缩短河线，增大水面比降，提高河道过水能力，并对上游临近河段起拉低其洪水位的作用;对局部河段采取扩宽或挖深河槽的措施,可扩大河道过水断面，相应地增加其过水能力.3.开辟分洪道和分蓄洪工程在适当地点开辟分洪道行洪,可将超出河道安全泄量的峰部流量绕过重点保护河段后回归原河流或分流入其他河流。
第三章水库洪水调节及计算
水工建筑物的防洪标准：
一是正常运用情况的标准，称设计标准，不超过这种标 准的洪水（设计洪水）来临时，水库枢纽一切工作维持正常 状态；
二是非常运用情况的标准，称校核标准，该种标准的洪 水（校核洪水）来临时，水库枢纽的某些正常工作和次要建 筑物允许暂时受到破坏，但主要建筑物（如大坝、溢洪道等） 必须确保安全。
水库调洪计算的实用公式（瞬态法）： 水量平衡方程：
蓄泄方程：
方程或曲线，可按泄洪建筑物的水力特性换算
得到。
（1）堰流
3
q溢M1BH2
H即为库水位Z与堰顶高程之差
（2）闸孔出流 q洞M2H12 H即为库水位Z与闸孔中心高程之差
根据H与q的关系曲线求出Z与q的关系曲线q=f(z)。由水 库水位z在水库容积特性曲线上，求出相应的水库蓄水容积V。 于是，最终求出下泄流量q与库容V的关系曲线q=f(V)
调洪计算的目的（研究课题）：
一定的水库 拟定的泄洪建筑物
防洪标准 类型、尺寸 防洪限制水位 入库洪水过程 下游安全泄量
出库 洪水 过程
最大 下泄 流量
防洪 特征 库容
特征 水位
水库调洪计算的任务
在规划设计阶段，调洪计算的任务是根据水文分析计算提供的 各种标准的设计洪水，对已经拟定的泄流建筑物型式与尺寸方 案，遵循水库汛期控制运用规则，进行水库的蓄泄调洪计算， 推求泄流过程和最大下泄流量，并确定有关防洪的特征水位与 特征库容。
（a）下游有防洪要求的情况
当下游有防洪要求时，最大下泄流
量qmax不能超过下游允许的安全泄量q 安。在t1时刻以前，Q小于闸门全开时
的下泄流量，应以闸门控制，使q=Q。
防洪工程常用计算公式
(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
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
防
洪
保
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
水库防洪能力计算方法
水库防洪能力计算方法为加强水库安全管理，有效预测水库防洪能力，确保水库安全运行，这里介绍一种简易的水库防洪能力计算方法。
一、来水量计算根据天气预报情况及水库运行需要，预估一个未来降水量，由降水库、水库集雨面积及径流系数，计算出水库未来来水量。
计算公式如下：W=P×F×R/10式中：W---预测来水量，万立方米（万m3）；P---降水量，毫米（mm）；F---水库集雨面积，平方公里（km2）;R---径流系数。
说明：径流系数可以通过分析历年的降雨径流关系大至估算出来。
一般情况，前期降雨量比较大（土壤含水率比较高），径流系数较大，降雨强度及总量比较大，径流系数较大。
一般取值范围在0.55～0.95之间。
降水量为预测值，一般通过天气预报，或者防洪工作需要估算出来。
二、水库最高洪水位计算由上面计算出来的来水量加上当前水库相应的库容，得出将来最大库容，通过库容曲线查算相应库水位，从面得出未来最高库水位。
对于将来最大库容的计算有两种情况：（一）不发生溢洪的情况，计算公式如下：V=V当前+W式中：V---将来最大库容，万立方米;V当前---当前库容，由当前水位通过库容曲线查得，万立方米;W---来水量，同上。
（二）有溢洪的情况1、当前水位低于正常水位时，计算公式如下：V=（W+V当前-V正常）×（1-y）+V正常式中：V正常---正常水位对应的库容;y---水库泄洪比率。
2、当前水库正在溢洪时V=W×（1-y）+V当前泄洪比率是指水库特定时段（从溢洪开始到水库达到最高水位的时间）内泄水量与水库流域来水量的比值。
如果当前库水位低于正常水位，计算时段从水位涨至正常水位开始，直到水位上升到最高水位之间的时间。
当水库正在泄洪时，计算时段从当前时间开始至水位达到水库最高水位的时间。
泄洪比率可通过分析历次洪水泄洪关系得出，它与水库的泄水能力有关。
此值小于1。
上述计算方法没有考虑涵管放水，原因一是涵管放水量相对于洪水量来说比较少，可以忽略不计。
水库防洪计算(例题1)
（q1+q2)△ t/2
（106m3）
0.54 3.81 9.18 9.85 6.84 4.59 3.04 2.01 1.27
V （106m3） Z（m）
q计算
误差
43 44.7 51.6 55.4 52.7 50.4 48.6 47.1 46.0 44.9
65 65.416 18.895769 0.000231 67.153 157.58913 0.000373 68.097 267.56918 -0.00018 67.437 188.60435 -0.00035 66.862 127.92693 7.33E-05 66.389 84.586369 -0.00037 66.033 56.3855 0.0005 65.745 36.879774 0.000226 65.481 22.020694 -0.00019
12 130
167
12
80
105
12
45
62.5
12
30
37.5
12
10
20
12
0
5
2.20 10.76 12.96 7.21 4.54 2.70 1.62 0.86 0.22
6 18.896 157.5895 267.569 188.604 127.927 84.586 56.386 36.88 22.0205
（2）列表计算q-V曲线 在堰顶高程65m之上，假设不同库水位Z列于表3中，用它们分别减去堰顶高程 q堰=m1*B*H3/2=1.6*30*H3/2=48H3/2 从而算出各H相应的溢洪道泄流能力，加上发电流量6m3/s，得Z值相应 列于表3（3）中，再由（1）的Z值查图Z-V曲线，得Z值相应的库容V，列于表3（4）中。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式2010-8-28 强新泉摘自新浪强新泉的博客在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑪暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑫洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1+t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
第十三章 水库洪水调节及计算
简化三角形解析法、简化三角形图解法
30
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
原理
流量
入库洪水总量W 1 2 QmT
调洪库容：Vm W 1 2 qmT qm QmT (1 ) Qm
1 2
Qm
A
Vm
O
qm
C
B
qm Vm W (1 ) Qm
时间
T
Vm 或 qm Qm (1 ) W
推求水库下泄流量过程线 q ~ t ，最大下泄量 qm ，调 洪库容 V洪 和水库最高洪水位 Z洪 。
常用的方法有列表试算法、半图解法和简化三角形法
等。
18
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
1.列表试算法
步骤： (1)计算并绘制水库的蓄泄曲线q ~ V；
(2) 分析确定调洪的起始条件：起调水位和起调库
下游有防洪任务时，水库的防洪库容和泄洪建筑 物尺寸应在确保水库主要建筑物(大坝等)防洪安全的 前提下，同时满足下游防洪要求。( 有闸门控制) 方案选择 根据计算成果，通过技术和经济比较，选出最优 方案。
15
第十一章 水库洪水调节及计算
二、水库调洪计算的原理
水库调洪计算的基本原理是逐时段地联立求解水量 平衡方程和水库的蓄泄方程。
一、水库的调洪作用
有闸门控制时， 水库的调洪作用
q兴
胸墙 闸门
q允
Z堰
溢洪道
12
第十一章 水库洪水调节及计算
一、概述
2.水库调洪计算的任务与过程
规划设计阶段
管理运行阶段
由
13
第十一章 水库洪水调节及计算
水电站 水库防洪计算
泄洪建筑物的类型有表面式溢洪道和深水式泄水洞。
表面式溢洪道又分为无闸溢洪道和有闸溢洪道。
调洪计算的任务是在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下，根据已知的设计入库洪水过程线、水库地形特性资料、拟定的泄洪建筑物型式和尺寸、调洪方式，通过调洪计算，推求出水库出流过程、最大下泄流量、防洪库容和水库相应的最高洪水位。
广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪水能和深海温差能源。
狭义的水能资源指河流水能资源。
水力发电的基本原理:
大坝抬高了上游的水位，形成水库，增大了水的势能，打开的闸门，水库里的水沿着导管泻下来，水的势能变成动能，并把大部分动能传递给水轮机的叶轮，使水轮机转动，带动发电机发电 。
水电站的出力主要取决于落差和流量两个因素。
（6）水电站对环境没有污染，而火电站存在这个问题。
水电站在长期工作中，供水期所能发出相应于设计保证率的平均出力，称之为水电站的保证出力。
设计枯水年的供水期平均出力计算方法：简化等流量法，逐时段等流量法，等出力法。
无调节水电站保证出力计算其步骤如下：
（1）根据水文资料（日或旬平均流量）绘制多年流量过程线。
根据电站厂房的位置分：坝后式、坝内式、河床式
引水式电站
方式：在河道上建低坝和引水工程，将水导入人工建造的引水道（明渠、隧洞、管道等），在引水道末端来集中落差，再接上压力水管，导入电站厂房发电
优点：不会形成大的水库，淹没损失较小，工程量亦较小，投资省。
缺点：引水流量较小，水量利用率较低，部分河道断流。
根据集中落差的方式不同，水电站的基本开发方式可分为坝式、引水式和混合式三种。
水利计算6-防洪水利计算
5）水库溢洪道设闸，便于考虑洪水预报，提前预泄腾 空库容
二、有闸门控制防洪水利计算
• 特点：随着闸门的启闭，泄流方式是属于控制泄流和 闸门全开的自由泄流中转换。
• (一)防洪方案的拟定 • 组成防洪方案因素很多：如溢洪道宽度B、堰顶高
程Z堰、防洪限制水位Z限、闸门顶高程Z门等，或非 常泄洪设施，其位置、类型、规模、启用水位等，这 些因素中只要有一因素改变，则构成一个拟定方案。
• 3、防洪限制水位Z限是指汛期水库允许经常维持的上 限水位。设计条件时， Z限是调洪开始时的起跳水位。 该水位反映了兴利库容与调洪库容结合的程度 • • Z堰≦Z限≦ Z蓄 • 正确的Z限应是在不破坏设计供水的原则下取最低值， 可用试算法求出。
水库情况不同，调洪方式也不尽一致
• (二) 拟定泄流方式 • 随着闸门的启闭，泄流方式是在控制泄
• 第四节
入库洪水计算
• 入库洪水的定义： • • • • • 坝址洪水： 入库洪水与坝址洪水的差异 1）产流条件的变化 2）汇流条件的变化 3）调蓄作用的变化
•
V=f（Z，Q） （9） • 式中 ; Z—坝前水位 Q—入 库流量 • 将式（9）关系绘制成以Q为 参数的曲线簇即为水库动库 容曲线（右图）
• 三、考虑动库容的调洪演算
就固定不变的洪水入库断面而言，水库蓄水量 V由与坝前水位Z相应的静库容Vs和与水面坡度 有关的楔形库容Vd组成。 从水力学上看，在坝前水位一定的条件下，入库 流量愈大则动库容愈大； 在入库流量一定的条件下，坝前水位愈高，入库 断面以上的天然河道槽蓄容积被淹没后变成静库容的 愈多，则动库容愈小。 由此特性可知，动库容的大小由坝前水位和入库流 量所决定。其在调洪过程中的变化可表示为
第二节 水库调洪计算的原理和方法 • 一.洪水调节计算原理
水库防洪计算(例题1)
库水位Z（m）404550556065
库容V（106m 3）
0 3.07.013.022.043.0时间t（h）01224364860
流量Q（m 3/s）
010239620413080库水位Z （m）<1>6566687175堰顶水头H(m)<2>013610泄流能力q （m 3/s）<3>654255.42711.451523.89库容V （106m3）
<4>
43
47
55
66
76
（2）列表计算q-V曲线 在堰顶高程65m之上，假设不同库水位Z列于表3中，用它们分别减去
（1）绘制Z-V曲线 按表1所给的数据，绘制库容曲线Z-V(图1)
表1水位容积关系
表2设计洪水过程线
假定洪水到来时，水位刚好保持在溢洪道堰顶，即起调水位为65m 取计算时段△t=12h。
4.推求下泄流量过程线q(t)
表3 某水库q-V曲线关系计算表
3.绘制q-V曲线 由表3中第(3)(4)栏值,绘制该水库的蓄泄曲线q-V(图2)q 堰=m 1*B*H 3/2=1.6*30*H 3/2=48H 3/2 从而算出各H相应的溢洪道泄流能力，加上发电流量6m 3/s，得Z值相应列于表3（3）中，再由（1）的Z值查图Z-V曲线，得Z值相应的库容V，列于表3（4）中。
6.推求设计防洪库容V设设计洪水位Z设
下泄流量最大值=261.888m3/s,由此从图2查得相应的总库容Vm=55.3×106 m3,减去堰顶高程以下的库由Vm值从图2的Z-V线上查得Z设=68.05m
流量6m3
减去堰顶高程以下的库容43×106 m3,即得V设=12.3×106 m3,。
水库防洪计算与调度
23
表1.6 某水库调洪计算表(列表试算法)
24
以第一时段所求的V2、q2作为第二时段初的V1、
q1 ，重复第一时段的试算过程，可求得第二时段的
V2=265.26×106m3、q2=105m3/s。如此继续试算下去，
即得表1.6第(6)栏所示的下泄流量过程q(t)。
(5)计算最大下泄流量qm，按每时段∆t=12小时，取表
应重设q2 ，重复上述计算过程，直到二者相等为止。
14
3)将上时段末的q2、V2值作为下一时段的起始条件，
重复上述试算过程，最后即可得出水库下泄流量过
程线q(t)。
4)将入库洪水Q(t)和计算的q(t)两条曲线点绘在一张
图上，若计算的最大下泄流量qm 正好是二线的交点，
说明计算的qm 是正确的。否则，计算的qm 有误差，
以保证下游防护对象的安全。河道的允许泄量是指防
护河段允许通过而不发生泛滥的最大流量。
泄洪建筑物的类型有溢洪道、溢流堰、泄水孔和
泄水隧洞等主要形式。溢洪道又分为无闸溢洪道和有
闸溢洪道。不同型式的泄洪建筑物，调节入库洪水之
后，下泄的流量过程线是不相同的，说明它们的调洪
作用也不相同。
6
无闸溢洪道常称作开敞式溢洪道，当库水位超
计洪水位Z设。同理，当入库洪水为校核标准的洪水
时，求得的qm、V调、Z洪即为qm，校、V校和Z设。
16
【例1-1】 某水库泄洪建筑物为无闸溢洪道，其堰顶
高程与正常蓄水位齐平为ll6m，堰顶宽B=45m，堰
流系数m1=1.6。该水库设有小型水电站，汛期按水
轮机过水能力Q 电 =10m3/s引水发电。水库库容曲线
水库的调洪作用及防洪措施
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.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
b
图
上
求
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。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1 t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。
水库现有防洪年限计算办法
水库现有防洪年限计算办法作者：彭岳来源：《装饰装修天地》2020年第22期摘 ; ;要：水库现有防洪年限是否符合现行防洪标准是判定其安全的重要指标。
改革开放前，受经济技术条件的限制，我国兴建了大量的小型水库，这些水库大多达不到现行防洪标准，成为病险水库。
1989年，安徽省水利厅发文要求各地、市、县进行水库安全普查，其中一项重要工作就是确定水库现有防洪年限。
在当时条件下，我们根据1984年安徽省水利水电勘测设计院编的《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》⑴（以下简称“84办法”），提出了一个可行的计算办法。
在得到原六安地区水利局和省厅领导和专家的认可后，在当时的普查工作中试行。
关键词：水库大坝;来水量;泄水量;防洪年限1 ;前言王畈水库位于安徽省金寨县南溪镇境内。
水库建于1977年10月，1979年3月竣工。
水库大坝上游来水面积2.5km2，总库容14.9万m3，浆砌石单曲拱坝，坝顶高程218.0m，溢洪道底高程216.2m，最大坝高18.0m。
查原文件，水库设计洪水标准为20年，校核洪水标准为200年，相应水位为217.50m、217.8m。
为节约篇幅，略去水库调洪。
2 ;水庫现有防洪年限计算水库现有防洪年限就是溢洪道扣除浪高、安全超高等因素后的泄洪流量所对应的年限。
2.1 ;现有溢洪道最大泄水量（1）浪高计算，通过下面经验公式计算：3.8 ;计算溢洪道出水量根据调洪演算单辅助线查得该时段溢洪道出水量为80.5m3/s。
简短结论：比较前后计算结果可知，水库现有溢洪道最大下泄量为80.7m3/s，72年一遇溢洪道出流量为80.5m3/s，两者基本一致。
故可认定前面计算结果正确。
参考文献：[1] 《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》1984年安徽省水利水电勘测设计院编.[2] 《农田水利工程常用公式汇录》四川水利电力研究所，1985年.[3] 《水力计算手册》武汉水利电力学院教研室编，1983年第一版.。
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。
水文水利计算第十章水库防洪调节计算-PPT课件
• 为多目标服务的综合利用水库，溢洪道往 往都设有闸门控制。在有闸控制的情况下， 为同样满足下游防洪要求而所需的防洪库 容要比无闸的小，如图12—15(a )所示。而 当防洪库容相同时，有闸控制的最大下泄 量也可以较小些，加图12—15(b )所示。溢 洪道设置闸门，还为下游避免区间洪水与 上游洪水遭遇创造了条件，有利于下游的 防洪。同时，也为水库兴利库容与防洪库 容的结合提供了可能。
非常泄洪设施投入运用的启用标准、目前都以 某一库水位来表示，该水位称为启用水位z启。
二、启用非常泄洪设施时的 水库调洪计算
• 当入库洪水为校核标准的洪水，水库启用 非常泄洪设施参加泄洪时的水库调洪计算， 其基本原理与方法，与前面第二节介绍的 完全相同。需要注意的是，当库水位达到z 启以后，非常泄洪设施投入运用，水库的泄 量为非常泄洪设施泄量与正常泄洪设施泄 量之和。因此，原来为正常泄洪制作的q — v 关系线，以及q—v/t + q /2 辅助线在z启与 相应库容Ｖ启以上。
第四节 启用非常泄洪设施时的
水库调洪计算
• 一、水库的非常泄洪设施及其启用标准 非常运用的校核洪水比一般设计洪水大得多。
因此，为确保大坝安全，又不使正常泄流设施泄 流规模过大而造价过高，故常设置非常泄洪设施 来协助正常泄流设施宣泄校核洪水。
非常泄洪设施，可以是非常溢洪道和非常泄洪 洞。在我国采用较多的是非常溢洪道。也有采用 临时炸开副坝作为非常泄洪措施的。非常溢洪道 的堰项高程，当正常溢洪道不设闸门时，一般应 不低于正常溢洪道堰顶高程；当正常溢洪道设闸 门时，一‘般应不低于防洪限制水位。
12-4水库水量平衡示意图
• 二、水库调洪计算的方法
水库的调洪计算，就是适时段地求解方程 组(12—1)和(12—4)。常用的方法有列表 试算法、半图解法和简化三角形法等。
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第十五章水库防洪计算
天然河流水资源存在利弊两重性，设计或运用水库时，既要考虑兴利问题，又要注意防洪问题。
水库防洪任务一是——修建泄洪建筑物，保护水库不受到洪水溢顶造成大坝失事；二是——设置防洪库容，蓄纳洪水或阻滞洪水，减轻下游地区的洪水威胁，以保证下游防护区的安全。
因此，水库防洪计算一般是在兴利计算的基础上，合理地定出泄洪设备参数和选择有关防洪参数，诸如防洪库容、设计洪水位、校核洪水位以及坝高等。
第一节概述
1.防洪设计标准
在制定防洪设计标准时，若水库承担下游防洪任务，除了要考虑保证水工建筑物自身安全的防洪标准外，还要考虑下游防护对象。
当这种标准的洪水发生时，通过下游河道的最大泄量，不超过河道的允许泄量或控制水位。
防洪设计标准拟定后，就可据此选定相应的设计洪水，以作为调洪计算的依据。
一般水工建筑物防洪标准要高于防护对象的防洪标准，因为一旦大坝失事，造成水体突然泄放，其后果甚为严重；但当防洪对象的防洪任务非常重要时，也可相等。
注：防护对象包括——城市、工矿区、农田等；防洪标准，是指重现期（或频率）。