调洪计算书
调洪演算
第1章 调洪演算1.1 调洪演算已知正常高水位▽正=128m ，查水库水位库容曲线，可得361044.296m V ⨯=。
010020030040050060070060708090100110120130140150160水位(m)容积(106m 3)图 1 - 1 枋洋水库水位库容曲线1.1.1 确定防洪库容用枋洋水库入库断面20年一遇洪水流量同倍比法推求“6·9”洪水过程线，以洪峰控制，其放大倍比为095.121192320===mdmp Q Q K 表1-1 计算表格如下所示：)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q1 23 25 19 318 348 37 530 5802 51 56 20 454 497 38 417 4563 132 144 21 623 682 39 296 324 4 267 292 22 649 710 40 194 2125 366 400 23 721 789 41 137 150 6 412 451 24 694 759 42 99 108 7 519 568 25 802 877 43 75 82 868474826851931445863)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q)(h t )/(3%5s m Q)/(39.6s m Q9 953 1043 27 1150 1258 45 45 49 10 1053 1152 28 1711 1872 46 35 38 11 1154 1262 29 2119 2318 47 27 30 12 961 1051 30 1903 2082 48 21 23 13 814 891 31 1673 1830 49 15 16 14 629 688 32 1297 1419 50 9 10 15 475 520 33 1055 1154 51 6 7 16 375 410 34 846 926 52 2 2 17 314 344 35 719 787 53 1 1 182712963663669654根据表格数据，绘制6.9洪水过程线：51015202530354045505001000150020002500时间t （h)流量q（m3/s)图1-2 6.9洪水过程线1.1.2 求防洪库容和防洪高水位由正常高水位起调，下游最大安全泄量为500s m /3，调洪计算得防洪库容361044.296m V ⨯=正常。
第十三章 水库洪水调节及计算
推求出水库的出流过程、最大下泄流量、特征库容和相
应的特征洪水位。
作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间，使下
10
泄流量能安全通过下游河道。
第十三章 水库防洪计算
一、水库的调洪作用
无闸门控制时，
水库的调洪作用
防洪限 制水位
11
第十三章 水库防洪计算
表1 洪水过程线 (P=1%)
时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7
流量 /(m3/s) 5.0
30.3
55.5
37.5
25.2
15.0
6.7
5.0
表2 水库特性曲线 库水位 H/m 140 140.5 325 141 350 141.5 375 142 400 142.5 143 425 455 库容 /(104m3) 305
17
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
水库的调洪计算，就是逐时段求解方程组：
Q1 Q2 q1 q2 t t V2 V1(1) 2 2
q f (V )
21 134.9
1869.1 -126.7 1624.3 -328.3 1180.8 -388.8
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
Q(m3/s)
1000 800 600 400 200 0 0 8
Q~t q~t
16 24 32 40 48 56 64
t(h)
22
第十一章 水库洪水调节及计算
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
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 mB Q =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29.81gm 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：表2-1 频率为P=5.0%的调洪演算计算结果图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；表2-2 频率为P=3.33%的调洪演算计算结果图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2-3 频率为P=0.33%的调洪演算计算结果来水、泄流及水位过程线图2-4：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2-6表2-6 列表法调洪演算结果31)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。
水库调洪计算书范本
水库调洪计算书范本一、项目背景我国是一个水资源短缺严重的国家，且水灾频发。
为了减少水灾对人民生命财产造成的损失，我国在各个地区建设了大量的水利工程，其中就包括水库。
水库作为调控水文过程的一种主要设施，具有蓄水、防洪、发电等多种功能。
然而，由于气候变化和人类活动等因素的影响，水灾依然时有发生。
因此，对水库的调洪工作显得尤为重要。
二、调洪计算原理水库调洪计算是指通过对水库蓄洪、泄洪运行进行模拟和计算，确定最优的调洪方案，以减少水灾风险，保护人民生命财产安全。
水库调洪计算的基本原理包括以下几点：1. 检测水情：通过水文站点监测、遥感技术等手段获取水情信息，包括降雨量、河道流量等数据。
2. 水库调度：根据水情信息和水库的蓄放水特性，确定水库的蓄放水方案，包括蓄水量、进水量、出水量等参数。
3. 洪水模拟：利用数学模型对水库进出水过程进行模拟，预测水库的蓄放水情况。
4. 风险评估：根据模拟能力，评估水库的风险程度，确定合理的调洪方案。
5. 优化调整：在预测风险和实际水情变化的基础上，适时调整调洪方案，降低灾害风险。
三、计算过程下面将以某水库为例，对其调洪计算过程进行详细叙述。
1. 水库基本情况：某水库位于某省某市，是一座多功能水库，具有调节河流径流、发电、农田灌溉等功能。
水库总库容XXX万立方米，最大蓄水位XXX米，最大调洪流量XXX立方米/秒。
2. 水情检测：水库所在地区的水文站每日监测并报送水情数据，包括降雨量、河道流量等。
3. 水库调度：根据水情数据和水库的特性，制定水库的调洪方案。
根据历史资料和专家预测，确定水库要蓄水至什么水位，以及在何种水情下进行泄洪等。
4. 洪水模拟：利用水文模型对水库的进出水过程进行模拟，计算水库蓄放水情况。
根据模拟结果，评估水库的洪水风险，确定调洪方案。
5. 优化调整：在实际运行中，不断监测水情数据，与模拟数据进行比较，根据实际情况适时调整调洪方案，以降低风险。
四、计算结果和结论根据以上计算，得出某水库的最优调洪方案为：在水情允许的情况下，积极蓄水，保持水库水位在安全范围内；在出现降雨等恶劣天气条件时，采取适当的泄洪措施，确保不会造成洪水灾害。
调洪演算说明书
水库调洪演算系统说明书(Storo)1概述水库调洪演算原理比较简单，但是计算过程却十分繁琐复杂。
首先，设计洪水过程每一时段的调洪演算都需经过反复的假定、试算，计算工作量很大；其次，计算溢洪道的下泄流量也是相当繁琐的，以最简单的无坎宽顶堰为例，其流量系数要分直角形翼墙进口、八字形翼墙进口、圆弧形翼墙进口三种形式，分别根据B b ;B b 和θtg ;b r 和Bb (b 为闸孔净宽，B 为进水渠宽，θ为八字形翼墙收缩角，r 为圆弧形翼墙的圆弧半径)查表计算确定，其侧收缩系数则要根据过流孔数、单孔净宽、墩头形式、堰顶水头来计算确定；最后，还要整理计算结果，绘制调洪演算曲线。
上述工作不仅消耗设计人员大量的精力，而且要求设计人员具有丰富的水利计算和水力学计算方面的专业知识。
本计算系统storo 通过编制周到的计算程序、提供简捷明了的操作界面并利用成熟的商业绘图软件作为输出平台，让计算机来完成上述繁琐复杂的调洪演算工作，计算机操作人员不必具备水利计算和水力学计算方面的专业知识。
2调洪计算原理调洪演算的核心是水量平衡方程。
其基本含义是：在某一时段Δt 内，入库水量减去库水量，应等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。
用方程来表示就是1221212/)(2/)(V V t Q Q t Q Q a a -=⨯+-⨯+ (1.2.1)式中 Q a1，Q a2---时段t 始末的入库流量Q 1，Q 2 ---时段t 始末的出库流量V 1，V 2 ---时段t 始末的水库蓄水量T ---计算时段入库流量过程Q a～T是已知的，出库流量Q～T曲线未知，但是可以先假设一个q作为初始流量进行计算。
水库的正常水位对应的蓄水量也是已知的，计算时通过假设的q，算出V2，然后用水库的Z～V曲线（库水位～库容曲线）及泄水工程的泄水能力综合得出的库容泄水曲线来插值，得到Q’，再代回计算V2。
这样不断试算，直到两个量满足精度要求。
这样再将该时段末的量做为下一时段初的对应的量，进行同样计算，就可以得到每一时段对应的泄量，从而得到出库流量曲线。
《水利资源计算》第四章 水库洪水调节计算
第一节 第二节 第三节
概述 水库调洪计算的方法 无闸门控制的水库调洪计算
西北农林科技大学水建学院
2010年 2010年4月14日10点56分 14日10点56分
第一节
概
述
任务： 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， 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， 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形式和尺寸、 特性曲线、拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸、调洪 方式等，通过计算，推求出水库的出流过程、 方式等，通过计算，推求出水库的出流过程、最大 下泄流量、特征库容和相应的特征洪水位。 下泄流量、特征库容和相应的特征洪水位。 作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间， 作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间， 使下泄流量能安全通过下游河道。 使下泄流量能安全通过下游河道。
4)将入库洪水Q(t)和计算的q(t)两条曲线点绘在 4)将入库洪水Q(t)和计算的q(t)两条曲线点绘在 将入库洪水Q(t)和计算的q(t) 一张图上，若计算的最大下泄流量正好是二线的交点， 一张图上，若计算的最大下泄流量正好是二线的交点， 说明计算的是正确的。否则，计算的有误差， 说明计算的是正确的。否则，计算的有误差，应改变 时段重新进行试算， 时段重新进行试算，直至计算的正好是二线的交点为 止。 5)由 曲线，得最高洪水位时的总库容V 5)由qm查q～V曲线，得最高洪水位时的总库容Vm， 从中减去堰顶以下的库容，得到调洪库容V 从中减去堰顶以下的库容，得到调洪库容V调。由Vm查 曲线，得最高洪水位Z 。（当入库洪水为设计 Z～V 曲线，得最高洪水位Z洪。（当入库洪水为设计 标准的洪水时， 标准的洪水时，求得的qm、V调、 Z洪即为设计标准的 设计防洪库容V 和设计洪水位Z 最大泄流量qm,设、设计防洪库容V设和设计洪水位Z设。 同理，当入库洪水为校核标准的洪水时， 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校。） qm,校
调洪计算方法
2.4.2 调洪计算方法水库调洪是在水量平衡和动力平衡的支配下进行的，本次计算单辅助线法计算。
水量平衡的数学表达式为：221Q Q +t ∆ -221q q + t ∆=V 2-V 1式中：Q 1，Q 2——时段初、末入库流量，m 3/s ；q 1,q 2——时段初、末出库流量，m 3/s ；V1,V2——时段初、末水库蓄水量，m 3；t ∆——计算时段，t ∆=1h=3600s 。
将水量平衡方程进行变换得到：）（22)2(1112221q t V q Q Q q t V +∆+-+=+∆ 建立q ～2q t V +∆函数关系曲线，绘出q ～2q t V +∆辅助线，连续求出水库的下泄流量过程。
2.4.3 调洪演算成果按照不同频率入库设计洪水过程线，逐时段查算辅助曲线，确定水库出库流量过程。
根据上述入库设计洪水过程线、库容曲线、起调水位进行调洪演算。
本次调洪演算成果见表2-9。
调洪演算成果表2-92.5 坝顶高程计算水库主坝为浆砌石坝，坝顶超高计算公式采用《砌石坝设计规范》（SL25-2006）中公式进行计算：c z b h h H H ++∆＝式中：H ∆——坝顶超高，m ；H b ——波浪高，m ；H z ——风浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m ；H c ——安全超高，5级坝，设计情况A=0.3m ，校校情况A=0.2m 。
根据当地提供的风速风向资料，水库水面以上10m 高度处，年最大平均风速为16m/s 。
根据《砌石坝设计》（SL25-2006）及《水利水电等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关规定，永久建筑物级别为5级。
根据《砌石坝设计规范》（SL25-2006）波高、波长按官厅公式（C.4.1-1）和（C.4.1-2）计算： ）（11.4.)(0076.03/12020121-=C v gD v v gh o b）（21.4.)(33.015/42020157-=C v gD v v gLm o式中：H b ——波高（当2502020-=v gD时，为累积频率5%的波高h s%；当当100025020-=v gD 时，为累积频率10%的波高h 10%），m ；L m ——平均波长，m ；v 0——计算最大风速（设计情况采用多年平均年最大风速的1.5倍 ，校核情况采用多年平均最大风速），m/s ； D ——风区长度，m ；g ——重力加速度，9.81m/s 2。
水资源规划第4章 水库调节计算
在计算过程中，每一时段中的Q1、Q2、q1、V1均为已知。 先假定一个Z2值，由q = f（Z）曲线查出一个q2值，将q2值代 入式（4-1）求出V2值，按此V2值在V = f（Z）曲线上查出Z2’ 值，将Z2’与假定的Z2值相比较。若两者相差较大，则要重新 假定一个Z2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为 止。这样多次演算求得的Z2、q2、V2值就是下一时段的Z1、V1 、q1值，可依据此值进行下一时段的试算。
利用闸门控制下泄流量q时，调洪计算的基本原 理和方法与不用闸门控制时类似，所不同的是因为水 库运行方式有多种多样，需要随时调整闸门的开度。
利用闸门控制q时的调洪计算，以采用列表试算法 较为方便。
一、考虑下游防洪要求的情况
下游有防洪要求，且最大下泄流量 不能超过下游允许的安全泄量的情况
1. t1前，q=Q， Z↑，q↑ ； 2. t2时 Q=q汛限， 闸门 逐渐
改进法： 假定Δt’，查出Q2’, 直接令q2’= Q2’, 计算Δv’ , 求v2’，查 q2’，如果与假定的一致，则试算结束。否则，重新假定Δt’。
例题
Z 117 118 119 120 121 122 123 124 125 V 1710 1795 1890 1990 2100 2200 2310 2415 2520
瞬态法将圣维南方程组式进行简化而得出基本公式，再结 合水库的特有条件对基本公式进一步简化，则得专用于水库 调洪计算的实用公式如下:
Q
q
1 2
(Q1
Q2 )
1 2
( q1
q2 )
V2 V1 t
V t
（4-1）
下泄流量q应是泄洪建筑物泄流水头H的函数，而当泄洪建 筑物的型式、尺寸等已定时
洪水调节调洪演算列表法和图解法
调洪演算计算说明书一、 相关资料中包水利枢纽工程是三等工程，溢洪道设计洪水标准为五十年一遇（P=2%）至一百年一遇（P=1%）,校核洪水标准为千年一遇（P=0.1%）.二、基本原理1.泄水建筑物尺寸：溢洪道堰顶高程519m ，采用3孔86m m ⨯(宽⨯高)的弧形门控制。
由2/302q H g m nb ⋅=ε （其中侧收缩系数ε=0.92,n 为所开孔数, 流量系数m=0.48，单孔堰顶宽度b=8m ，g=9.812/m s ,堰顶水头0H =水位Z-堰顶高程,。
不计流速水头。
） 计算出下泄流量2.设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。
3.基本计算公式为：()()()t V V q q Q Q ∆-=+-+/2/2/122121式中： Q 1, Q 2--分别为计算时段初、末的入库流量，m 3/s ； v 1，v 2--分别为计算时段初、末水库的蓄水量，m 3 ； q 1，q 2--分别为计算时段初、末的下泄流量，m 3/s ； t ∆--计算时段，一般取1小时。
4.下游安全泄量及起调水位该水利枢纽没有下游防洪要求，一般在洪水来临时，水库将预泄库水至水库防洪限制水位，以便有足够的库容蓄洪或滞洪。
防洪限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，则调洪计算从水位525.3m 起调。
5.水库运行方式根据题目分析，本工程采用3孔溢洪道泄洪，设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。
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525.3m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。
6.计算方法：先决定开始计算时刻和此时的q1、V1,然后假定下泄流量q2值，再由计算V2值，再查q-V表得出q2’值,水量平衡方程()()()t-+2/2/=+/VV-qqQ∆Q211122比较q2和q2’，若二者基本相等，则假定正确，否则重新试算，直到大致相等为止，依次计算下去。
溢洪道坝体稳定计算书
1 洪水调节1．1建筑物等级本枢纽等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。
1.2 调洪步骤（1）溢洪道型式及堰顶高程的选择：由于本枢纽主要任务为发电，兼做防洪之用，故决定采用无闸门控制的溢洪道。
溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；本枢纽的正常高水位为345.0m，故溢洪道堰顶高程取345.0m。
（2）溢洪道宽度的选择：根据坝址地质条件，确定大致的泄洪单宽流量q为80 m3/（s·m）（一般为60～120 m3/（s·m））。
溢流坝段下泄流量Q溢：Q溢=Qs-αQ式中：Qs—最大下泄流量或下游河道安全下泄流量，m3/s；α—安全系数，正常运用情况，取0.75～0.9，非常情况取1.0；Q—其他建筑物下泄的流量，m3/s。
本枢纽水库下游防洪标准，安全泄量为3500 m3/s，按百年一遇，取允许最大设计流量Q溢为3200m3/s。
根据Q溢与单宽流量q，初拟溢流堰净宽B= Q溢/q=3200/80=40m，在该工程中取B=40m。
1.3 调洪演算1.3.1计算公式溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算，即：q溢=M1BH3/2式中：q溢—溢洪道的下泄流量，m3/s；H—溢洪道堰上水头，m； M1—流量系数；M1=mεζ（2g）1/2式中：m—溢流系数，一般取0.465～0.485；ε—侧向收缩系数，初步设计中可取ε=0.90～0.95；ζ—淹没系数。
=0.4B（2g）1/2H3/2。
在本枢纽中，取μ= mεζ=0.40，则q溢水库q=f（V）关系曲线计算表如表1-1：表1-1 水库q=f（V）关系曲线计算表水库的q=f（V）关系曲线见图1-1：图1-1：水库的q=f（V）关系曲线计算洪水来量，见表1-2：表1-2 洪水来量计算表洪水来量过程曲线如图1-2：图1-2 洪峰过程线1.3.2计算步骤如下：（1）引用水库的设计洪水过程线。
（2）根据已知水库q=f（V）关系曲线计算表做z-q , z-v ,辅助曲线，求出下泄流量与库容的关系曲线q-v图1-3 z-q关系曲线图1-4 z-v关系曲线图1-5 q-v关系曲线（3）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
调洪演算
（1）基本资料水位-容积曲线（见蓝图）； 实测洪水过程线（见蓝图）； 各类型洪峰值（见2.2.3节）正常（设计）洪水重现期 1000～500年 对应频率：0.1%～0.2% 非常（校核）洪水重现期 5000～2000年 对应频率：0.02%～0.05% （2）限制条件起调水位:175.8m ，对应流量824.7m 3/s ；参加泄洪的不包括放空流量,要求计入发电的流量；最大的下泄流量不得大于安全泄量,设计和校核分别为2000m 3/s 2500m 3/s ； （3）设计和校核洪水过程线的推求设计洪水过程线取频率为0.1%的洪水，期洪峰4750m 3/s ；校核洪水过程线取0.02%，对应洪水期洪峰5600m 3/s 。
利用按峰控制的同倍比放大法对典型洪水放大得设计校核洪水过程线。
设计洪水放大系数：48.132204750Q Q K m mp Q ===； 校核洪水放大系数： 74.132205600Q Q K m mp Q ===； 可得设计和校核洪水过程线如图1-2所示 （4）演算方案拟订①泄洪方式:采用表孔式泄洪； ②拟订演算方案（闸孔宽度和数量）取允许单宽流量:[q]=70 m 3/s; 溢流前净宽:m 71.35702500]q [Q L ===防 堰上水深H 0根据公式2/3H g 2m q ε=推求2/30H 8.9248.070⨯⨯= 则H 0=10.28m堰顶高程Z 堰顶=Z 限-H0=181.20-10.28=170.92m图1-1 溢流堰顶形式闸门高h=Z 正常- Z 堰顶=178.00-170.92=7.08m 取7米根据以上基本尺寸现拟订两个方案: Ⅰ b=11m n=3 堰顶高程170.92 Ⅱ b=12m n=3 堰顶高程170.92（5）计算工况计算工况分为校核和设计两种。
（6）计算方法计算方法：试算法。
由于试算过于复杂且均为重复性计算，考虑用电算。
（7）调洪演算试算法过程①根据库容曲线Z-V(见蓝图)，的拟订的泄洪建筑物形式、尺寸，用水力学公式确定算Q-Z 关系为2/32H g Bm q ε=;②分析确定调洪开始时的起始条件，即起调流量824.7m 3/s;③利用水量平衡式和蓄泄曲线，按试算法列表解算各是段时段末的q 2、V 2。
水库防洪调节计算
•
第二节 水库调洪计算原理与方法
• 一、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 解水库的水量平衡方程和水库的蓄泄方程。
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。
三、溢洪道有闸门控制水库 防洪水利计算
• 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。
第五节 水库的防洪调度
• 一、水库的防洪调度方式 • 为了确保水库的安全和满足下游的防洪要求，在 汛期水库必须按照当年的实际情况，编制汛期控 制运用计划，搞好防洪调度。其中，重要的内容 之一，就是要拟定切实可行的防洪调度方式。所 谓防洪调度方式，也就是调节洪水的方式。包括 泄流方式、泄流量的规定和泄洪闸门的启闭规则 等。对于有闸门控制的溢洪道或泄洪隧洞，常用 的防洪调度方式有：控制泄流与自由泄流相结合、 固定泄流、以及补偿调节三大类。
二、防洪调度图的绘制与应用
• 防洪调度图，是由分期汛限水位、防洪调 度线、防洪高水位、设计洪水位、校核洪 水位与当年允许最高洪水位等蓄水指示线， 以及这些指示线划分的运行区所组成的水 库汛期运行图。它是用来指示水库在汛期 为了防洪安全，各个时刻应当预留多少防 洪库容及调洪库容的。如图12—24所示。
隧洞经济洞泾选择、水力计算及调洪演算计算书
1经济洞径的选择根据江坪河的实际地形条件为山区河流，河谷狭窄，两岸地形陡峻，山岩坚实，可采故采用隧洞导流，由于每条隧洞的泄流能力有限，加之隧洞的造价比较昂贵，而且根据当前的施工水平，每条隧洞的可宣泄量一般不超过2000～5000m 3/s ，根据确定的设计流量为5100 m 3/s ，由于左、右两岸的地形条件基本相似，施工条件，水流条件基本无差别，故在左、右两岸各设一个导流隧洞。
在进行经济洞径的比较时，按无压洞进行设计。
运用如下公式：Q μ=Q ：河道的下泄流量 m 3/s ；μ：管道系统的流量系数，一般取值0.6-0.8，取0.7；A ：遂洞的截面面积 m 2 ； Z ：上下游水位差 m ；由上面的公式可转化为：2222Q Z g A μ= 表1-1 江坪河坝址水位流量关系表295.50 744 305.50 5170 296.00 867 306.00 5530 296.50 996 306.50 5910 297.00 1130 307.00 6300 297.50 1280 307.50 6720 298.00 1440 308.00 7160 298.50 1610 308.50 7610 299.00 1790 309.00 8060 299.501980309.508520注：水位为黄海基面。
由下泄流量Q=5100m 3/s 查上表，得到相应的下游水位Z 下=305.4m 。
已知上游水位及泄流量而流量系数未定，故需用试算法求洞径。
先设某一洞径，然后根据上述公式求上游水位，看是否满足已知水位，从而求得最适宜的洞径。
又隧洞最大流速V <20m 3/s ，则隧洞断面面积W=Q/V ，得W>255m 2经估算得270 m 2 、280m 2 、290m 2 对应下列三种洞径尺寸：17×17，18×17 和18×18现对三种假设进行试算：方案一：假定隧洞的洞径为17×17 ，采用无压城门洞型，形式和尺寸如下:经几何关系计算得到隧洞的断面面积： 2264.75A m =隧洞洞径不能太小，应校核平均流速V=Q/W <20m/s ，否则流速过高会使隧洞破坏。
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。
04-第4章 水库洪水调节计算1-3节
Vd V
dZ
Vd — 正值
Q
Vd — 负值 Z
• 从实际的防洪设计需要出发，动库容在一次洪水调节中所起的作用，关 键在于用动库容曲线进行调洪与用静库容曲线进行调洪所得到的坝前最 高水位（或最大下泄流量）有何差别。
• 下面对两种情况进行调洪演算的动库容考虑
• 1.对于不受闸门控制的自由泄流情况
• 2.对于受闸门控制的自由泄流情况
量为
W
1 2
QmT
• 对于图a情况，水库起调水位在堰顶高程时水库最大下泄流量为
• •
qm
Qm
(1Vm W)式中 Qm — 洪峰流量；
T — 洪水历时；
•
（4-7）
Vm — 滞洪库容。
• 对于图b情况，水库起调水位在堰顶高程以下，但充蓄到堰顶高程的时
• •
间小于涨洪历时T1，水库的最大下泄流量 为式中 Vs—蓄洪库容，其他符号同前。 式（4-7）、式（4-8）都是从水量
qm
Qm
(1
Vs
Vm W
)
1 VsT1
（4-8）
WT
• 平衡角度建立起qm
• 与Vm的关系式的，
• 还必须与泄流能力
• q=f(V)联解，才能求
• 得qm与Vm
• 三、考虑动库容的调洪演算
前面介绍的已广泛使用的调洪演算方法采用的都是静库容曲线，即近似地假定了调
洪时水库水面为水平并平行升降。而实际上水库水面并非水平，且有时水面坡 度变化还相当大。因此严格来说，调洪演算应采用水面坡度变化的动库容曲线。
• 另一种情况为自由泄洪条件下的调洪演算，无闸门溢洪道泄流、或设闸
门开启程度一定的条件下泄流属此种情况。对此情况，若按静库容条件
计算书
第一章 施工导流部分第一节、导流建筑物的尺寸计算一．堰高与导流隧洞洞径的估算设堰高为31米，不考虑围堰超高堰前水位为441米，相应形成库容为0..96亿立方米。
设洪水历时3天，则围堰形成的库容起调蓄作用削减洪峰量为Q ｍａｘ＝24360031096.08⨯⨯⨯＝370ｍ3/s对应隧洞下泄量为Q 泄＝3710-370＝3340ｍ3/s 。
对应下游最高水位为424.3m,上下游水位差为Z ＝16.7m.设隧洞尺寸为：12×14m 2,断面形式为城门洞形，外层采用100cm 厚的混凝土衬砌顶拱圆心角为180度。
设糙率为n ＝0.013过水断面面积 w ＝12×14+3.14×62×0.5＝2245m 2 湿周为 x=12+14×2+3.14×12×0.5=58.8m 水力半径为 R ＝x w ＝5.585.224＝3.8 谢才系数 C ＝611R n ＝618.3013.01＝123.3 洞内水流平均速度 v=W Q =5.2243340=14.9m/s 当洞内水流保持14.9m/s 流速时要求水力底坡为 i=v 2/c 22g=0.38%要求进口处水头H 1=v 2/Φ22g=13.7m 式中 Φ－流速系数 取0.9 摩阻损失 H 2=il ＝0.38％×600＝2.38m 所要求总水头为H=H 1+H 2=16.0m 与前面设计计算水头16.7m 相差=-7.160.167.16 4.2％<5%与基本假定相符。
有压隧洞过水能力 Q=uw gH 2 取 隧洞损失ξ1＝0.1 门槽处水头损失ξ2＝0.2 拐弯处水头损失ξ3＝0.09 所以 ∑ξ＝ξ1+ξ2+ξ3=0.39沿阻系数：ξ＝R4λ =⨯==223.1231088c g λ0.53％ 所以 ξ＝0.005321.03.34600=⨯ 隧洞的流量系数为： u=79.011=+∑+ξξ当水头为：21.5m 时对应隧洞泄流两为Q 泄＝0.79×224.5×7.16102⨯⨯＝3241.3m 3/s 与假定流量3340m 3/s 的偏差为：333403.32413340=-％<5% 满足设计要求由上面计算得上游堰高31m ，堰顶高程441m ，下游堰高成顶高程424.3m ，下游堰高14.3m ，取14.5m ，相应堰顶高程为424.5m 。
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 -=∆+-∆++++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。
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 。
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计算书1设计依据1.1工程等别及建筑物级别1.1.1根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物由于大华桥工程主要任务为发电，兼有防洪等功能，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。
为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。
1.1.2确定工程等别及建筑物等级表2.1 水利水电枢纽工程的分等指标根据表2.1和表2.2（参照~~~规范）m，调节库容0.41亿3m，具有已知条件：正常蓄水位1477m，相应库容2.93亿3周调节性能，电站总装机容量900MW(225MW×4)，年发电量40.7亿kW•h，按表2-1知水库属Ⅱ等大（2）型工程，查表2-2知主要建筑物拦河坝、溢流堰、排沙底孔为2级建筑物，相应的次要建筑物等级为3级，则引水道、消能防冲、导流墙、挡土墙为3级，厂房按装机也属3级，导流围堰、明渠等临时建筑物为4级。
1.2洪水标准根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
由表2.3知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。
1.3主要技术规范[1]华东水利学院.水工设计手册:混凝土坝[M].北京:水利电力出版社,1987.[2]华东水利学院.水工设计手册:泄水与过坝建筑物[M].北京：水利电力出版社,1987.[3]林继镛.水工建筑物(第5版)[M].北京：国水利水电出版社,2010[4]混凝土重力坝设计规范,SL319-2005,2005.[5]水工建筑物荷载设计规范,DL5077-1997,1997.[6]水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1997）[7]水利水电工程制图标准（SL73-95）[8]吴媚玲.水工设计图集[M].北京：水利电力出版社,1995.[9]胡明,沈长松.水利水电工程专业毕业设计指南(第二版) [M].北京:水利水电出版社,2010.[10]水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）2洪水调节2.1基本资料2.1.1洪水过程线的确定本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。
由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。
绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：图2.1 设计洪水过程线图2.2 校核洪水过程线2.1.2相关曲线图00.51 1.52 2.53x 104库容（万m 3）水位（m ）图2.3 水位容量关系曲线图2.2水库运行方式的确定在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。
故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。
2.3洪水调节方案的拟定综合考虑该库调洪要求，用半图解法进行调洪。
洪演算方案拟定如下，共有两个方案，详细情况列于表3.2。
调洪过程详细见计算书。
表 2.1 洪水调节方案注：表示孔口尺寸(m)(宽⨯高)，即宽m ，高m2.4表孔泄流能力计算根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系 3/20Q nb ε=溢 3(/)m s 式中：Q 溢——溢流流量，单位为3/m s ；n ——为闸孔数；b ——过水断面宽度，单位为m ；m ——堰的流量系数，本设计中取0.5；ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，ε在（0.9~0.95）中取值，本设计中取0.92；H ——堰顶全水头，单位为m 。
方案一：堰顶高程1461m,堰宽为70m ，孔口尺寸14×16，5孔；表孔泄流能力计算见下表2.2：方案二：堰顶高程1462m,堰宽为84m，孔口尺寸12×15，7孔；表孔泄流能力计算见下表2.3：2.3 q=f(V)关系曲线计算表方案三：堰顶高程1462m,堰宽为80m，孔口尺寸16×15，5孔；表孔泄流能力计算见下表2.4：2.5.调洪演算2.5.1调洪演算的目的根据水位～库容曲线以及设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。
2.5.2调洪演算的基本原理和方法(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系3/2q Bm =式中：q ——过堰流量，单位为3/m s ；B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数；ε——局部水头损失系数；H ——堰顶全水头，单位为m 。
(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。
(c)本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式21121211()()22V V V Q q Q Q q q t t -∆-=+-+==∆∆式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3/m s ）；Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1+Q 2)/2；q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）； q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1+q 2)/2； V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ∆——为V 2和V 1之差；t ∆——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。
采用开敞式溢流时，利用下式计算3/20q nb ε=溢3(/)m s 式中：q 溢——溢流流量，单位为3/m s ；n ——为闸孔数；b ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数，本设计中取0.5；ε——侧收缩系数，根据闸墩厚度及墩头形状而定，ε在（0.9~0.95）中取值，本设计中取0.9；H ——堰顶全水头，单位为m 。
计算说明：a)由洪水资料获得入库洪水量；b)时段平均入库流量：由前、后时的入库洪水量取平均值得到； c)下泄水量：由水库水位确定(水库水位未知)；d)时段平均下泄流量：由前、后时的下泄流量取平均值得到；e)时段内水库水量变化V ∆：由“时段平均入库流量”-“时段平均下泄流量”×3600得到；f)水库存水量：与水库水位有关(水库水位未知)。
g)本设计采用半图解法进行计算，利用3/20q nb ε=溢，可求出一个对应的下泻流量，即可求出该对应时段的平均下泻流量，即可求得下泄流量q 和2V qt +∆的关系，建立辅助图线，再根据水量平衡方程式 21121211()()22V V V Q q Q Q q q t t-∆-=+-+==∆∆ 变形可求出 22111211()222V q V q Q Q q t t +=+-++∆∆由初始的调洪下泄流量1q 可以在辅助图线上查的112V qt +∆的值利用水量平衡公式的变形公式可求的222V qt +∆，再在辅助图形上查的相应的2q ，同理可求的3q ，45,q q ········，画出下泄流量和相应的入库流量与时间的关系图线，求的其交点，求出最大下泄流量，查出相应的水位。
2.5.3调洪演算的过程计算2.5.3.1计算并绘制单辅助线方案一：计算中V 取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取△t=2h 。
水库设计洪水)2(qt V f q +∆=单辅助曲线计算表，堰顶高程1461m,堰宽为70m ，孔口尺寸14×16，5孔，计算过程见下表2.5表,2.5 单辅助曲线计算表1471 21079.43 6980.75 9695.49 4510.30 2255.15 11950.64 1472 21847.16 7748.49 10761.79 5203.49 2601.74 13363.53 1473 22584.58 8485.90 11785.98 5928.94 2964.47 14750.45 1474 23430.24 9331.57 12960.51 6685.29 3342.65 16303.16 1475 24353.43 10254.76 14242.72 7471.32 3735.66 17978.38 1476 25094.62 10995.95 15272.15 8285.95 4142.97 19415.12 1477 25920.36 11821.69 16419.01 9128.20 4564.10 20983.11 1478 26803.80 12705.13 17646.01 9997.21 4998.60 22644.61 1479 27687.24 13588.57 18873.01 10892.16 5446.08 24319.09 148028617.2014518.5320164.6311812.345906.1726070.80利用表2.5中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如图2.1所示图2.1 辅助图线方案二：计算中V 取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取△t=2h 。
水库设计洪水)2(qt V f q +∆=单辅助曲线计算表)堰顶高程1462m,堰宽为84m ，孔口尺寸12×15，7孔；计算过程见表2.6表2.6 单辅助曲线计算表水位Z(M)库容v （亿m 3）堰上库容V △V /t △△1q12q 2V q t +∆ 1462 14778.51 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 146315458.36679.84944.22171.1585.581029.801464 16138.20 1359.68 1888.45 484.10 242.05 2130.50 1465 16818.04 2039.53 2832.67 889.34 444.67 3277.34 1466 17516.07 2737.56 3802.16 1369.23 684.62 4486.78 1467 18218.10 3439.58 4777.20 1913.56 956.78 5733.98 1468 18920.12 4141.61 5752.24 2515.44 1257.72 7009.95 1469 19622.15 4843.64 6727.27 3169.81 1584.91 8312.18 1470 20324.18 5545.66 7702.31 3872.77 1936.38 9638.69 1471 21079.43 6300.91 8751.27 4621.15 2310.58 11061.84 1472 21847.16 7068.65 9817.56 5412.36 2706.18 12523.74 1473 22584.58 7806.06 10841.75 6244.18 3122.09 13963.84 1474 23430.24 8651.73 12016.29 7114.73 3557.37 15573.66 1475 24353.43 9574.91 13298.49 8022.35 4011.18 17309.67 1476 25094.62 10316.10 14327.92 8965.59 4482.79 18810.72 1477 25920.36 11141.84 15474.78 9943.14 4971.57 20446.35 1478 26803.80 12025.28 16701.78 10953.85 5476.92 22178.71 1479 27687.24 12908.72 17928.78 11996.65 5998.33 23927.11 1480 28617.20 13838.69 19220.40 13070.60 6535.30 25755.70 利用表 2.6中第(5)、(7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如图 2.2所示图2.2 辅助图线方案三：计算中V 取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取△t=2h 。