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V

2

、q

2

就是第二时段的V

1

、q

1

，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：

)(2h H g W Q -=μ （3-6）

式中：W —工作门孔口面积，m 2；

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(m³/s)

总泄流量

q(m³/s)

1854 21 16.5 3382.147 55.5 871.6304 65 1277.062 5530.839 1854.5 21.5 16.5 3503.654 56 875.5478 65.5 1281.964 5661.166 1855 22 16.5 3626.583 56.5 879.4478 66 1286.848 5792.878 1855.5 22.5 16.5 3750.916 57 883.3306 66.5 1291.713 5925.959 1856 23 16.5 3876.638 57.5 887.1964 67 1296.56 6060.395 1856.5 23.5 16.5 4003.735 58 891.0455 67.5 1301.389 6196.169 1857 24 16.5 4132.191 58.5 894.8779 68 1306.2 6333.269 1857.5 24.5 16.5 4261.992 59 898.6941 68.5 1310.993 6471.68