水库调洪半图解法 matlab编程
水库兴利调节及调洪计算的程序设计与应用
[收稿日期] 2010-09-20[基金项目] 教育部国家外专局高等学校学科创新引智计划( 111 )项目(B08039)[作者简介] 贾志峰(1986-),男,河南三门峡人,硕士研究生;富 飞(1986-),男,甘肃民勤人,硕士研究生水库兴利调节及调洪计算的程序设计与应用贾志峰,富 飞(长安大学环境科学与工程学院,西安 710054)[摘 要]在水库的设计过程中,水库的兴利调节及调洪计算是必不可少的。
将M atlab 语言强大的函数库及简单的程序代码运用于水库兴利调节及调洪计算,在很短的时间内即可计算出水库兴利库容、调洪库容及防洪水位等参数,避免了利用Ex cel 进行列表试算麻烦且工作量较大的缺点,为水库水利计算提供了便利的工具。
并将试算法 程序化 ,利用三次样条插值,结合某中型水库实际资料进行水利计算,为该水库设计提供了依据。
[关键词] 调洪计算;试算法;三次样条插值;程序设计[中图分类号] T P39 [文献标识码] A [文章编号] 1006-7175(2010)12-1415-04D esign and Applicati on of the Co mputation of R eseviorProfiti ng R egul ation and Flood R egulationJI A Zh i-feng ,FU Fe i(Co llege of Env ironm ental Sc i e nce and Eng i n eering ,Chang an University ,X i an 710054,China)Abstract :In the process of reservo ir desi g n ,it is necessar y to study on the co mpu tation o f resev iorpr o fiti n g regulati o n and flood regu l a ti o n In th is paper ,M atlab w ith a po w erfu l functi o n li b rary and si m ple progra m code i s applied to the co m putati o n o f resevior profiti n g regulati o n and fl o od regu la ti o n M ak i n g up w it h shortco m i n g o f the tr i a l-and-error m ethod w ith a ted i o us and m assive vo l u m e of wo r k i n Exce,l w e can get para m eters such as the volum e o f reserv i o r for profiti n g ,vo l u m e and w a ter leve l o f reserv ior for regu lati n g the flood etc in a relatively rapid speed by usi n gM atlab So it pro v i d es a conven i e n t too l for the calcu lation of reservo ir M eanwh ile ,the rial-and -error code w ith cub ic spli n e interpo lation functi o n is progra mm ed to dea l w ith t h e computation o f resevior profiting regu lati o n and fl o od regulati o n for a m edium -sized reservo ir w it h the actua l resev ior data ,w hich pr ov i d es the basis for the reservior desi g n Key w ords :co m puta ti o n of flood regulation;trial-and-err or m ethods ;cubic sp li n e interpo lation ;pr ogra mm ing0 引 言M a tl ab 作为世界上应用最广泛的工程计算软件之一,在水利计算中有很大的用处。
洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序
洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】《洪水调节课程设计》任务书一、设计目的1.洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2.掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、设计基本资料1.某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW，年发电量1372×104kw·h，水库库容亿m3。
挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高。
溢洪道堰顶高程，采用2孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。
水库正常蓄水位。
电站发电引用流量为10 m3/s。
2.本工程采用2孔溢洪道泄洪。
在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。
3. 上游防洪限制水位（注：X=+学号最后1位/10，即），下游无防汛要求。
三、 设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。
具体步骤：1. 根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2. 用列表试算法进行调洪演算：① 根据已知水库水位容积关系曲线V ～Z 和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q ～Z ，并将V ～Z ，q ～Z 绘制在图上；② 决定开始计算时刻和此时的q 1、V 1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q 2、V 2进行试算；③ 将计算结果绘成曲线：Q ～t 、q ～t 在一张图上，Z ～t 曲线绘制在下方。
工程水文与水力计算半图解法调洪计算表表D
33
176.399
34
177.393
35
178.268
36
179.031
37
179.694
38
180.267
39
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 时间t（h）
辅助曲线计算表（Δt=1h）
q2（m³/s）
535.96 793.04
表中2个最大的q1，在辅助 至603.62（m³/s）间假设qm。⑴假设qm=Q2= 4.29）/1=（720.11-608）/Δt，
154.88 284.49 774.46 1550.51 2406.07
15.00 37.89 137.20 346.56 603.62
965.94 720.11 474.29 228.46 175.70 122.93 70.17 61.36 52.56 43.75 95.61 147.48 199.34 144.42 89.50 34.58 25.52 16.47
V1）/（793.04-608）,解得
将Δt，=0.46h，V1=1484.90
=（1667-1418）/（793.04代法假设q2=631.98m³/s带入开头进行试算
求出来的q2误差较小，即qm=627.17（m³/s） 37m
流量Q
800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00
马河水库Q-t与q-t过程线
144.422
18
148.060
19
151.687
20
154.992
21
157.882
22
博斯腾湖洪水调节的VB计算程序开发及思考
博斯腾湖洪水调节的VB计算程序开发及思考作者：许新来源：《科学与财富》2018年第10期摘要：水库调洪是防洪工作的关键，洪水调节软件通用化、简洁化和自动化是未来发展方向。
本文主要介绍基于列表试算法的通用化洪水调节软件的性能和计算方法。
该程序基于列表试算法，根据水库的水文特点，通用化计算出在不同入库洪水过程线条件下各水文要素之间的关系。
本文以新疆博斯腾湖为例进行分析，基于Teechart控件实时作图，定量绘出在水库调蓄洪水的过程中入库洪水、下泄洪水、水库水位随时间的变化关系，为水库防洪调度提供数据支持。
关键词：洪水调节；列表试算法；Teechart绘图；新疆博斯腾湖1 引言科技迅速发展的今天，电脑程序帮助我们解决了很多繁琐，复杂的问题，它的高精度性，便捷性为我们提供了更加优质的生活方式和生产条件。
水利水电工程行业在目前的水利水电工程设计行业被逐步推向竞争激烈的设计市场，设计单位要想拓展市场，就必须能及时准确地提出高质量的设计成果，提高自己的信誉。
水资源的调度通常是一项量惯性强，抄录计算量大且十分繁琐的工作，目前多用Excel进行编制计算，在这样的条件下，编制人员不得不在大量的定额数据以及各种计算表之间反复计算核对，极大的浪费了时间和精力，在低效率的情况下经常容易出错。
随着计算机软件知识的普及，许多应用程序应运而生，将工作人员从繁琐的工作中解脱出来，开发软件已经是许多人共同的心愿。
2 调洪计算计算方法2.1 水量平衡方程洪水在水库中运行时，水库沿程的水位、流量、过水断面、流速等均随着时间而变化，起流态是属于明渠非均匀流。
连续性方程（2-1）动力平衡方程（2-2）这两个方程难以求出精确解。
采用静态库容的方法仅考虑坝前水位水平面以下的库容对洪水调节，连续性方程可写成有限差形式的水量平衡方程为（2-3）其中Q系列表示计算时段初，末的入库流量；q系列表示计算时段初末的下泄流量。
在已知了水库入库洪水过程线使，式（2-3）中的未知数有V2两个和q2，需要增加一个方程才能求解。
编程资料
根据以下资料，用matlab编程计算
1、某水电站水库水位（Z）库容（V）关系曲线如下表（Z：m；V：108m3）
2、该水电站下游水位（Z下）流量Q关系如下表（Z下：m；Q：m3/s）
3、该水电站坝址处设计代表年天然径流资料（Q：m3/s）
4、综合利用资料
该水库下游综合利用需求对发电无约束作用，上游灌溉用水需求如下表（Q ：m3/s）
灌
5、已知该水库死水位为95.0m。
6、不计水量损失。
二、要求
1、绘制该水库水位库容关系曲线；
2、如水库正常蓄水位为105.0m，试确定相应的兴利库容数值，并据此对设计枯水年进行等流量调节列表计算，求水库各时期的调节流量。
基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用
基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用作者：王新华张慧颖黄辉曦郭美华来源：《人民黄河》2021年第11期摘要：相对于列表试算法而言，半图解法避免了大量的试算工作量，在人工调洪计算中广泛应用。
使用该方法时要事先绘制水位—库容曲线、泄流量—库容曲线、单辅助曲线，并反复查算曲线，工作量仍然较大，效率不高。
在分析半图解法基本原理和调洪计算步骤基础上，提出实现曲线查算的关键步骤是将平面坐标系下各种曲线进行分段，根据x值所处的横坐标区间段，利用线性内插法查出分段曲线上的纵坐标y值。
利用Excel中内置的函数trend、offset、match嵌套使用，将曲线查算转化为求分段线性内插值，从而在Excel中实现半图解法调洪计算，大大提高了计算效率。
关键词：半图解法;调洪计算;trend函数;offset函数;match函数; Excel中图分类号：TV214; TV697 文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.014引用格式：王新華，张慧颖，黄辉曦，等.基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用[J].人民黄河，2021，43（11）：76-80，158.Application of Semi-Graphic Method Based on Excel in Reservoir Flood Regulation Calculation WANG Xinhua1， ZHANG Huiying1， HUANG Huixi2， GUO Meihua1（1. College of Water Conservancy， Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China;2.Kunming Branch of Yunnan Provincial Hydrology and Water Resources Bureau， Kunming 650051， China）Abstract： Compared to the list-try algorithm， the semi-graphic method， avoiding a lot of trial calculating work， is widely used in artificial flood regulation calculation. The water level storage curve， discharge and storage curve， auxiliary curve should be drawn in advance when using this method. Curve drawing and repeated search， the workload is still large and the efficiency is not high. Based on the analysis of the basic principle of semi-graphic method and the calculation steps of flood regulation， this paper put forward that the key step to realize the curve calculation and search was to segment all kinds of curves in the plane coordinate system and find out the y-coordinate on the segmented curve according to the x-coordinate interval and x value by linear interpolation method. By using the embedded three functions commands of trend， offset and match， the semi-graphic flood regulation calculation could be realized in Excel by transforming the curves search into finding the linear interpolation of segmented line segments， which greatly improved the calculation efficiency of the method.Key words： semi-graphic method;flood regulation calculating; trend function; offset function; match function; Excel水库的调洪库容、设计洪水位、校核洪水位、泄洪建筑物型式及尺寸拟定和已建水库防洪安全复核等都要进行调洪计算。
水库调洪半图解法 matlab编程
42
45 48 51
610
460 360 290
535
410 325 …
40.4
40.2 40.1 39.9
8920
8720 8460 …
9725
9455 9130 8785
758
708 656 596
40.2
40.1 39.9 …
16
17
18
19
20
下泄流量q
(m /s)
3
水库水位Z2(m)
C
A
B
C
A B
(3) 从c点作垂线交曲线B于d点，过d点作水平线de交水位坐标轴于e，
显然de=ac=（V2/Δ t+q2/2）。因曲线B是 （V/Δ t-q/2)=f2(Z），d 点在曲线B上，e就应代表Z2，从e点可读出Z2值。
C
A
B
C
A
B
(4) de交曲线C于f点，过f 点作垂线交q坐标轴于g点。因曲线C 是q=f3(Z),e代表Z2,而ef是q2，即从g点可以读出q2的值。
3
因此，可根据选定的 Z (m) 计算时段△t，已知的水库容 积关系曲线，以及根据水力 学公式算出的水位下泄流量 关系曲线，事先计算并绘制 曲线组：
f1 ( Z ) V q t 2
f3 (Z )
f1 ( Z )
f 2 (Z )
f 2 (Z )
V q t 2
V q V q Q (m3 / s), (m3 / s), (m3 / s) t 2 t 2
水库调洪半图解法
双辅助线法
作者：
水库调洪计算的直接目的，在 于求出水库逐时段的蓄水、泄水变 化过程，从而获得调节该次洪水后 的水库最高洪水位和最大下泄流量， 供进一步防洪计算分析之用。
洪水设计成果
根据工程规模和建筑物的等级，可确定设计洪水标准的频率为1%、校核洪水标准的频率为0・1%。
上游防洪限制水位Z艮=525.2m，下游无防汛要求。
故起调水位是Z，即525.2m。
设计洪水标准堰顶溢流q 溢二nb£m (2g) 1/2 H 3/2 =2X8X0.92X0.48X (2X9.81) 1/2 x H3/2=31.3H3/2校核洪水标准堰顶溢流q 溢二nb£m (2g) 1/2 H3/2 =3X8X0.92X0.48X (2X9.81) 1/2 X H3/2=46.9H3/2一•设计洪水调节的计算(一)列表试算法：1.计算并绘制q—V,V—Z和q—Z曲线V-Z曲线系列1V（万m3）q(m3/s)2. 确定调洪起始条件。
起调水位为防洪限制水位525.2m ，相应库容查表一得为4720.2万 m3,初始下泄流量查表一得为493.2m3/s 。
3. 确定时刻0〜1h 和14h 后小于防洪限制水位下的泄流量，为保持防洪限制水位不变，应 使下泄水位等于来水量。
其余时刻水库进行洪水调节，用试算法进行调洪计算。
计算时 段为1h ，见表二 表二：时间 t(h) 入库洪 水流量 时段平 均入库 流量时段入库水量 （万 m3） 下泻流量q平均时段下泻流量 时段下 泻水量 （万 m3） 时段内水库的存水 变化 水库的存水量水库 的水 位 0 35.035.00.0 4720.2 525.2 1 196.0 115.5 41.6 196.0 115.5 41.6 0.0 4720.2 525.2 2 524.0 360.0 129.6 496.0 346.0 124.6 5.0 4725.2 525.3 3 727.0 625.5 225.2 521.0 508.5 183.1 42.1 4767.4 525.5 4 1220.0 973.5 350.5 622.0 571.5 205.7 144.7 4912.1 526.3 5 1390.0 1305.0 469.8 779.0 700.5 252.2 217.6 5129.7 527.5 6 1290.0 1340.0 482.4 916.0 847.5 305.1 177.3 5307.0 528.4 7 1190.0 1240.0 446.4 998.0 957.0 344.5 101.9 5408.9 528.9 8 853.0 1021.5 367.7 1001.0 1000.5360.2 7.6 5416.4 529.0 9 647.0 750.0 270.0 939.0 971.0 349.6 -79.6 5336.9 528.6 10 483.0 565.0 203.4 847.0 893.0 321.5 -118.1 5218.8 527.9 11 437.0 460.0 165.6 754.0 800.5 288.2 -122.6 5096.2 527.3 12 398.0 417.5 150.3 676.0 715.0 257.4 -107.1 4989.1 526.7 13 348.0 373.0 134.3 608.0 642.0 231.1 -96.8 4892.3 526.2 14 294.0 321.0115.6546.0 577.0207.7-92.24800.1 525.6 15283.0283.0 4720.2 525.2 16263.0263.04720.2 525.2q-Z 曲线Z 0.00 500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00 3500.00系列117 245.0 245.0 4720.2 525.218 224.0 224.0 4720.2 525.219 204.0 204.0 4720.2 525.220 183.0 183.0 4720.2 525.221 171.0 171.0 4720.2 525.222 154.0 154.0 4720.2 525.223 144.0 144.0 4720.2 525.224 135.0 135.0 4720.2 525.2 4.由表二绘制Q—t, q—t和Z—t曲线如下所小:Z-t曲〜系列15.由Q—t, q—t曲线查得设计洪水标准时最大泄量为1001.0m3/s，由表二查得水库最高水位为529.0m。
水库双辅助曲线调洪演算计算程序
钮，其黄色填充
段序号、时段长
击“调洪演算”
水标准下的调洪
不能有空格或负
下方程的形式：
q 每项都与 q 有 2
Q1 Q2 q1 q 2 V2 V1 2 2 t t
Q1 Q2 q q2 t 1 t V2 V1 2 2
即：(
V2 q 2 V q V q ) Q1 2 ( 1 1 ) 式中两个括号内都包括两项 、 每项都与 q 有 2 t t 2 t 2
关，最后一个式子的两个括号内的数据可写成如下两个函数式：
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
助曲线法原理,
。
（米） 、下泄流量
水库调洪演算程序说明
1．编制原理及适用范围。本程序系依据《工程水文学》双辅助曲线法原理, 利用 Excel VBA 编制而成，适用于水库无闸控制溢洪道调洪演算。 2．程序应用。首先在调洪辅助曲线计算表中输入水库水位（米） 、下泄流量 （立米/秒） 、库容（万立米）数据后，单击“计算辅助曲线”按钮，其黄色填充 区的数据自动计算。其次，激活调洪演算计算表，在表中输入时段序号、时段长 （小时） 、来水流量（立米/秒） ，此数据即为洪水过程线数据，单击“调洪演算” 按钮，其黄色填充区数据自动计算，下泄流量最大值即为设计洪水标准下的调洪 下泄流量。 注：数据输入必须是英文状态下的有效数值，数据输入区内不能有空格或负 数，否则程序报错不予计算。 3．双辅助线法调洪演算原理。 双辅助线法的解算原理也是水库水量平衡方程，只须改变一下方程的形式： 可写成：
基于半图解法的MATLAB程序和Excel在水库调洪演算中的联合运用
2 半图解法基本原理
水库调洪演算的基本原理是求解水库的水量平衡方程[5]：
1 2
（Q1+Q2）-
1 2
（q 1+q 2）=
V 2-V Δt
1
（1）
半图解法在求解过程中将水量平衡方程改写为[6]：
［收稿日期］ 2019-02-04 ［作者简介］ 安航永（1989-），男，河南周口人，助理工程师，主要从事水文、水力学方面工作。
［关键词］ 半图解法；MATLAB；Excel；调洪演算 ［中图分类号］ TV697.1+1 ［文献标识码］ A
Joint Application of MATLAB Program and Excel Based on Semigraphic Method in Reservoir Flood Control Calculation
水文站实铡洪水过程一团结水库下淮泱水过程演进至水文站断面ll团结水库水文站区问天然洪水过程十余庆水文站还原后洪水过程l图3余庆三水文站2015630洪水还原过程演算图35合理性分析在团结水库设立自动测报系统之前贵州省水利水电勘测设计研究院及遵义水利水电勘测设计研究院在进行附近相关工程设计时均利用雨洪法洪水成果对团结水库影响余庆水文站洪峰流量的削峰比例进行了分析对水文站影响的削峰比例为83一128
· 69 ·
第4期 2019 年 4 月
陕西水利 Shaanxi Water Resources
No.4 April，2019
Q1+Q2 2
+（V1 Δt-q1 2）=（
V2 Δt
-
q2 2
）
（2）
式中：Q1、Q2 分别为计算时段初、末的入库流量，m3/s；q1、q2 分别 为计算时段初、末的下泄流量，m3/s；V 1、V 2 分别为计算时段初、 末水库的蓄水量，m3；Δt 计算时段，s。
试算法及半图解法在调洪演算中的应用
至防洪高水位的时间ꎬ 确定计算起始时刻的 Ｖ１ 、 ｑ１ ꎬ
其为计算的起始条件ꎬ 求得的 Ｖ１ ＝ ３５ ７２ 亿 ｍ３ ꎮ
开始调洪时ꎬ 首先假设一个出流 ｑꎬ 利用水量平
衡方程计算时段库容变化值 ΔＶꎬ 加上时段初的库容得
到时段末的库容ꎬ 根据蓄泄曲线ꎬ 求该库容对应的 ｑ'ꎬ
若 ｑ 与 ｑ'相等或者接近ꎬ 则说明假定的 ｑ 可取ꎬ 否则
９ ８５０
３
３ ０００
８ ９００
１１ １００
１０ ４７５
１６ ５００
１４ ８６０
１３ ２２０
１３ ６００
２４
１２ １６０
１５ ０５０
２ ５９
７ ６９
１ １３
１ ３１
１ ６０
１ ６３
３
１０００
１ ５００
１ ５００
７ ３２４
７ ５６２
７ ９２１
８ ２７２
平均 ｑ ∗ Δｔ
ΔＶ
库容 Ｖ１
位的过程ꎬ 入库洪水过程及下游允许水库下泄的最大
流量均 是 已 知 的
[８]
ꎮ 调洪计算是在初始的已知条件
调洪 [ １４] ꎮ
前面 ３ 个步骤ꎬ 试算法与半图解法都是相同的ꎬ
水库蓄至防洪高水位以后ꎬ ２ 种方法的推求方法出现
差异ꎬ 具体下面展开论述ꎮ
２ １ 试算法
试算法计算步骤ꎬ 首先上述 ２)３) 步骤计算得出蓄
式中忽略了蒸发等水量损失 [１１] ꎮ
ｇ ＝ ｆ( ｖ) 为蓄泄方程ꎮ 一般根据水位库容曲线及泄
流曲线推导得出ꎮ 调洪演算具体计算步骤如下ꎮ
功能进行取优计算ꎬ 使得目标值 ｑ － ｑ'趋近于 ０ꎬ 第一
调洪演算——精选推荐
调洪演算2、采⽤列表试算法进⾏调洪演算：1) 确定⽔库蓄泄关系a) 确定库容曲线：根据给定的库容曲线表绘制⽔库的库容曲线如图2-1图2-1⽔库库容曲线b) 确定⽔库泄流公式根据堰流泄流能⼒：2302H g mBQ =式中： m —— 流量系数，本⼯程取0.35； B —— 堰顶净宽，55.0m ；g—— 重⼒加速度，取29.81g m s=；H0—— 堰顶⽔头，考虑坝前⾏进流速⽔头较⼩，取H0=H 。
则⽔库泄流能⼒公式可确定为：23(27.85）Zo Zt Q -=式中： Zt 为当前⽔库⽔位Zo 为正常⾼⽔位（溢流堰堰顶⾼程），本地取167.3m 。
c) 确定蓄泄关系 i. 确定⼀组⽔库库容V(I)，I=1,2……m ； ii. 对V(I)，据库容曲线查得库⽔位Z （I ），据2）计算对应的泄流能⼒q （i ）； iii.对应⼀组V~q ，确定蓄泄关系，如图2—2。
图2-2 ⽔库蓄泄关系图2)列表进⾏调洪演算a)试算程序调洪演算原理i.对t时段计算，⽔库初始需⽔量V(t-1)由上⼀时段给出；ii.假设qt，则可计算出该时段的⽔库需⽔量V(t)，从蓄泄关系上差得qt’；iii.⽐较qt与qt’，若|qt-qt’|<ξ1，则t=t+1，否则重新假设qt，令t=t；iv.当算⾄⽔库|Z(t)- Zo|<ξ2时，终⽌计算。
b)计算表格i.设计频率为P=5.0%的计算结果如表2-1：图2-3 频率为P=5.0%的调洪演算计算图ii.设计频率为P=3.33%的计算结果如表2-2；来⽔、泄流及⽔位过程线图2-4：图2-4 频率为P=3.33%的调洪演算计算图iii.设计频率为P=0.33%的计算结果如表2-3；表2-5 频率为P=0.33%的调洪演算计算结果c)调洪演算计算结果如表2-631)拟定⼯作图a)确定Z—q关系线，见列表法进⾏调洪演算；b)确定（V/△t±q/2）—q关系线；i.确定⼀组⽔库库容V(I)，I=1,2……m；ii.对V(I)，据库容曲线查得库⽔位Z（I），据2）计算对应的泄流能⼒q（i），并计算V（i）/△t+q(i)/2；iii.对应⼀组V（i）~Z(i)~ V（i）/△t+q(i)/2~ V（i）/△t-q(i)/2，确定各相各关系。
洪水调节设计(试算法和半图解法)模板 - 带试算C语言程序
《洪水调节课程设计》任务书一、设计目的1.洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2.掌握列表试算法和半图解法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、设计基本资料1.某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000KW，年发电量1372×104 kw·h，水库库容0.55亿m3。
挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高84.80m。
溢洪道堰顶高程519.00m，采用2孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。
水库正常蓄水位525.00m。
电站发电引用流量为10 m3/s。
2.本工程采用2孔溢洪道泄洪。
在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。
3.上游防洪限制水位524.8m（注：X=524.5+学号最后1位/10，即524.5m-525.4m），下游无防汛要求。
三、设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。
具体步骤：1.根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2.用列表试算法进行调洪演算：①根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图上；②决定开始计算时刻和此时的q1、V1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进行试算；③ 将计算结果绘成曲线：Q ～t 、q ～t 在一张图上，Z ～t 曲线绘制在下方。
洪水课程设计
姓名学号指导老师根据建筑物的等级，可确定设计洪水标准的频率为3.33%、校核洪水标准的频率为0.5%,起调水位是227.0m,溢流堰宽度56.9m。
一．设计洪水调节的计算（一）列表试算法:1.计算并绘制q—V,V—Z和q—Z曲线表一：设计洪水标准(p=3.33%)时水库q—V关系计算表2.确定调洪起始条件。
起调水位为227.0m ，相应库容查表一得为14.632万m 3，初始下泄流量查表一得为0 m 3/s 。
3.用试算法进行调洪计算。
计算时段为0.5h ，见表二表二：设计洪水标准(P=3.33%,)4.由表二绘制Q—t，q—t和Z—t曲线如下所示：5.由Q—t，q—t曲线查得设计洪水标准时最大泄量为1585.50 m3/s,由表二查得水库最高水位为232.613 m。
（二）半图解法1.由上述列表试算法得到的q~V曲线计算并绘制q~V/△t+q/2辅助曲线，见表三。
表三：q=f（V/△t+q/2）辅助曲线计算表（p=3.33%）2.调洪计算求q~t过程和库水位过程。
计算过程见表四。
表四：水库半图解法调洪计算表（p=3.33%）3.绘制Q~t与q~t曲线，求q m与Z设。
4．由上表查得设计洪水标准时最大泄量为1602.02m3/s，水库最高水位为232.659m。
二．校核洪水调节的计算（一）列表试算法:1.计算并绘制q—V,V—Z和q—Z曲线表一校核洪水标准(p=0.5%)时水库q—V关系计算表2.确定调洪起始条件。
起调水位为防洪限制水位227.0 m，相应库容查表一得为14.632万m3，初始下泄流量查表一得为0 m3/s。
3.确定时刻0~2h和13h后小于防洪限制水位下的泄流量，为保持防洪限制水位不变，应使下泄水位等于来水量。
其余时刻水库进行洪水调节，用试算法进行调洪计算。
计算时段为0.5h，见表二表二：校核洪水标准(p=0.5%)4.由表二绘制Q—t，q—t和Z—t曲线如下所示：5.由Q—t，q—t曲线查得设计洪水标准时最大泄量为2394.46 m3/s,由表二查得水库最高水位为234.297 m。
MATLAB在水库调洪计算中的应用
MATLAB在水库调洪计算中的应用
朱宏锋
【期刊名称】《浙江水利科技》
【年(卷),期】2001(000)003
【摘要】MATLAB是世界上应用最广泛的工程计算软件,可广泛运用于数理统计、数据分析及可视化、动态系统仿真等领域.在水利计算及系统评估上也有很大的用处.对应用MATLAB进行水库调洪演算作了论述.
【总页数】2页(P22-23)
【作者】朱宏锋
【作者单位】建德市水利水电勘测设计所,浙江建德 311600
【正文语种】中文
【中图分类】TV122
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36.0 36.5 37.0 37.5
38.0
38.5
39.0
39.5
40.0
40.5
41.0
库容 V(m3)
下泄流量 q(m3/s)
433 0
480 0
531 0
586 0
105. 0
6450 7080 7760 8540 9420
1025 0
786. 1
1120 0
946. 0
0
22.5 55.0
(5) 5885 5965 6320 7260 8280 8800 9000 9040
(6) 6142 6560 7705 8945 9560 9802 9805 9830
(7) 173.9 188 248 430 620 725 770 776
(8) 38.1 38.4 39.2 40.0 40.3 40.4 40.5 40.4
下泄流量q
(m3/s)
水库水位Z2(m)
(7) 173.9 188 248
(8) 38.1 38.4 39.2
(7) 173.9 185.7 235.8
(8) 38.02 38.32 39.16
430
620 725 770 776 758 708 656
40.0
40.3 40.4 40.5 40.4 40.2 40.1 39.9
4907 5435 5972 6556 7185 7907 8722 9491
4879 5385 5885 6422 6996 7656 8403 9098 9897
4936 5485 6059 6689 7374 8158 9042 9884 10843
473.00 10370
下泄流量q(m3/s)
37.0 37.5 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0
5300 5870 6450 7080 7760 8540 9420 10250 11200
56.7 100.3 173.9 267.2 378.3 501.9 638.9 786.1 946.0
28.35 50.15 86.95 133.60 189.15 250.95 319.45 393.05
41.0 0
q2 g
500
1000
1500
40.0
水库水位 Z(m)
Z2 e
(
f
V1 q 1) t 2
V2 q 2 t 2
d b
Q
39.0 a
Z1
c
q=f3(Z) 38.0
f1(Z)=(V/Δ t-q/2) f2(Z)=(V/Δ t+q/2)
37.0 4000
5000
Q均 （m /s)
3
C
A
B
C
A
B
(5) 根据Z2值，利用水库水位容积关系曲线可 求出V2的值。
(6) 将e点所代表的Z值作为第二时段的Z1，按
上述方法依次进行图解计算，又可求出第二时
段的Z2、Q2、V2值。按逐时段进行计算，将结
果列表，即完成全部计算。 水库调洪半图解法的实例
1.2 水库调洪计算的半图解法
[例1]某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门， 堰顶高程为36.0m。水库的运行方式是：在洪水来临时， 先用闸门控制q使其等于Q，水库保持在汛期防洪限制 水位(38.0m)。当Q继续增大，使闸门达到全开，以后 就不用闸门控制，q随z的升高而加大，流态为自由泄 流，qmax也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积 特性v＝f(z)、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位 与下泄流量关系曲线q＝f(z)。
V2/Δ t+q2/ 2 (m3/s)
下泄流量q
(m3/s)
水库水 位Z2(m)
(1) 18 21 24 27 30 33 36 39
(2) 174 340 850 1920 1450 1110 900 760
(3) 257 595 1385 1685 1280 1005 830 685
(4) 38.0 38.1 38.4 39.2 40.0 40.3 40.4 40.5
42
45 48 51
610
460 360 290
535
410 325 …
40.4
40.2 40.1 39.9
8920
8720 8460 …
9725
9455 9130 8785
758
708 656 596
40.2
40.1 39.9 …
16
17
18
19
20
下泄流量q
(m /s)
3
水库水位Z2(m)
173. 9
267. 2
378. 638. 501.9 3 9
表 曲线（V/Δt-q/2)=f1(z）和(V/Δt+q/2)=f2(Z)的计算
水位 Z(m) (1) 库容 V(m3) (2) 下泄流量 q(m3/s) (3) q/2 (m3/s) (4) V/Δt (m3/s) (5) V/Δt-q/2 (m3/s) (6) V/Δt+q/2 (m3/s) (7)
水库调洪半图解法
双辅助线法
作者：
水库调洪计算的直接目的，在 于求出水库逐时段的蓄水、泄水变 化过程，从而获得调节该次洪水后 的水库最高洪水位和最大下泄流量， 供进一步防洪计算分析之用。
2
双辅助线法的基本原理仍然是逐时段连续 求解水库的水量平衡方程和蓄泄方程，但为了 避免试算，需对这两个方程作适当的变换。
C
A
B
C
A B
(3) 从c点作垂线交曲线B于d点，过d点作水平线de交水位坐标轴于e，
显然de=ac=（V2/Δ t+q2/2）。因曲线B是 （V/Δ t-q/2)=f2(Z），d 点在曲线B上，e就应代表Z2，从e点可读出Z2值。
C
A
B
C
A
B
(4) de交曲线C于f点，过f 点作垂线交q坐标轴于g点。因曲线C 是q=f3(Z),e代表Z2,而ef是q2，即从g点可以读出q2的值。
C C
A
B
A B
(2)在图的水位坐标轴
上量取第一时段的Z1， 得a点。作水平线ac交 曲线A于b点，并 使bc= Q 。 因曲线A是（V/Δtq/2)=f1(z），a点代表 Z1，ab=(V1/Δt-q1/2)， ac= Q + (V1/Δt-q1/2)， 按式(3-5)，即等于 （V2/Δt+q2/2）。
3
因此，可根据选定的 Z (m) 计算时段△t，已知的水库容 积关系曲线，以及根据水力 学公式算出的水位下泄流量 关系曲线，事先计算并绘制 曲线组：
f1 ( Z ) V q t 2
f3 (Z )
f1 ( Z )
f 2 (Z )
f 2 (Z )
V q t 2
V q V q Q (m3 / s), (m3 / s), (m3 / s) t 2 t 2
半图解法的计算步骤：
Q( V1 q1 V q )( 2 2) t 2 t 2
(1)根据已知的入库洪 水流量过程线、水库 水位容积关系曲线、 汛期防洪限制水位、 计算时段Δt等，确定 调洪计算的起始时段， 并划分各计算时段。 算出各时段的平均入 库流量 ，并定出 Q 第一时段初始的Z1、 q1、V1值。
409.9
630.9 752.9 803.0 812.3
40.00
40.40 40.56 40.58 40.54
596
…
21
Q1 Q 2 q1 q 2 Δt Δt V2 V1 2 2
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
q V q V Q 1 1 2 2 2 t 2 t
q V2 q 均可与水库水位Z建立函数关系 V 1 、 2 t 2 t
用半图解法进行调洪计算。
[解]
(1)根据已知的入库洪水流量过程线、水库水位容积关系曲
线、汛期防洪限制水位、计算时段等，确定调洪计算的起 始时段Δt，并划分各计算时段。算出各时段的平均入库流 量 Q ，并定出第一时段初始的Z1、q1、V1值。 表 某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线(闸门全开)
水位 Z(m)
f3 (Z ) q
调洪计算半图解法的双辅助线
3）图解步骤
a.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算时 段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计算 时段。算出平均入库流量Q1以及定出第一时段初 始的Z1、q1、V1各值。
b.利用辅助线在图上求解得出Z2。 c.根据Z2值，利用水库Ｚ～Ｖ曲线即可求出V2。 d.将ｅ点代表的Ｚ2值作为下一时段的Ｚ1值 e.求出该时段的Ｚ2、q2、V2值。如此逐时段进行 计算，即可得到下泄流量过程线ｑ～ｔ。
6000
7000
8
8000
3
9000
10000
3
/s)
(V/Δt-q/2)(m /s)
表
时间 t(h) 入库洪水 流量 Q(m3/s)
调洪计算半图解法 (双辅助线法）
水库水 位Z1(m)
时段平均入 库流量 Q(m3/s)
V1/Δ t-q1/2 (m3/s)