水资源规划及利用(9)
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鉴于动库容对调洪的影响实际上常有存在，在与推求入库设计洪水 问题联系在一起后，会使问题复杂化。因此，对重要的水库，尤其是平 原和浅丘地区河道入库段很长的水库，应深入分析入库洪水和动库容对 调洪的影响问题，以便在采用静库容调洪时，在应用计算成果上留有余 地。
10
无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
11/38
2qq=1 +f[
(
2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2qq=1f+[
( 2V1 Δt
+
q1)，Q]辅助线的计算
V=f(Z，Q)查得
由坝前水位与堰顶高程求得
9ຫໍສະໝຸດ Baidu38
由泄流公式求得
10/38
在实际问题中，由于水库地形复杂，入流断面也分布在各干支流上， 因此动库容的变化也将是复杂的，故必须要有较多的精度较高的资料， 才能使按动库容曲线进行的调洪演算得到正确的结果。
12/38
• 水库的运用方式、堰顶高程、起调水位一定；假设几种可能 拟定方案 的泄洪建筑物尺寸如溢洪道的宽度B
• 对每个溢洪道宽度Bi 的方案，利用库容曲线和泄洪公式，计 算并绘出以溢洪道宽度Bi为参数的一组蓄泄曲线。根据大坝
调洪计算
设计洪水分别对各溢洪道宽度方案进行调洪计算，求出对应 各方案（ Bi ）所相应的最大下泄流量和调洪库容。
种设计
标准
一
二 （下游
要考 虑下游 的限制
防洪标 准和大 坝防洪 标准）
的洪水
分别进
行调洪
计算
一般情况下承担下游防洪任务的水库总是设闸门控制的。 此处所指为中小型水库无条件设闸门的情况。
溢洪道宽度选择具体计算步骤：
16/38
先假定不同的溢洪道宽度B，对下游防洪标准P1的设计洪水进行调 洪计算，求出B和qm 的关系。
6/38
基本原理和方法与按静库容考虑的 调洪计算基本相同
前者取用静库容曲线，而后者则应 用动库容曲线
考虑动库容曲线，则 q=f(V) 曲线，应换成 q=f(V，Q) 曲线
7/38
若将水库水量平衡方程改写为
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
则 q=f(V，Q) 曲线可写成
V2 Δt
+
q2 ) =
Q1
+
Q2
-
2qq=1 +f[
( 2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
逐时段联合求解上面两式，可得各时段的下泄流量q，即下泄 流量过程q~t。
考虑动库容的水库调洪计算原理：
8/38
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
2 ) = Q1 + Q2 -
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Integrated water resources planning
第九讲 沈阳农业大学 水资源规划及利用课程组
本讲主要内容：
2/38
第三章 水库洪水调节及计算
3
水库调洪计算的基本方法
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法 四、考虑动库容的调洪演算 五、无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
16
第四节 其他情况下的水库调洪计算
17/38
上节介绍的无闸门控制的调洪计算是 调洪计算中的基本的情况。工程实际中遇 到的情况常常要复杂的多。综合利用的水 库，溢洪道上一般都设有闸门控制。
设置闸门的作用？
18/38
（1）在溢洪道上设置闸门，将有利于解决水库防洪与 兴利的矛盾，提高水库的综合效益。 防洪角度： 对于一定标准的洪水进行调蓄，所需水库库容 是一定的。因防洪限制水位是水库蓄洪水的起调水位，故 防洪限制水位取得越低，调蓄洪水过程中的最高水位就会 越低。对应于设计洪水，防洪限制水位降低可使水库设计 洪水位、校核洪水位以及相应的水库坝高降低。而坝高降 低会使整个工程的造价及淹没损失减少，故防洪限制水位 应尽可能降低。
小型水库，总库容较小 调节洪水的能力较低
不设闸门，溢洪道的堰顶 与正常蓄水位齐平
节省投资，管理方便
当库水位超过溢洪道堰顶时，水库就自由泄洪。调洪计算的起调 水位为正常蓄水位，即防洪限制水位等于正常蓄水位。
1.下游无防洪要求溢洪道宽度的选择
下游无防洪要求，意味着下游对水库下泄流量没有明显的限 制，计算步骤大致分为：
• 溢洪道的最大下泄流量qm随着溢洪道宽度的增加而增大，而
设计调洪库容则随着溢洪道宽度的增加在减小。根据费用和 选定方案 设计要求选择方案。
13/38
2
S1-溢洪道、消能设施 造价、下游堤防建设 以及管理维修费用 S2-大坝造价和淹没损 失以及管理维修费用 S-总费用
图 溢洪道宽度与库容、泄量关系
调洪计算结果中，凡是qm 大于q安 的溢洪道宽度方案不予考虑。
对于满足下游防洪要求的溢洪道宽度B的不同方案B1、B2 、……， 在对大坝防洪标准P2的设计洪水进行调洪计算，求出相应的防洪 库容V1、V2、……和最大下泄流量qm1、qm2……，然后根据求出的 参数进行经济比较。其余计算与无防洪要求的相同。
考虑动库容的调洪演算
楔形库容 库流量为Q时的库水位 静库容
4/38
如一些峡谷型水库，由于楔形库容较大，当通过大洪水流量时，水库 表面常呈现明显的水面坡降。这种情况下，为减少误差提高精度，最 好以动库容曲线为基础来进行调洪计算。
考虑动库容的调洪演算
5/38
从实际的防洪设计需要出发，动库容在一次洪水中所起 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洪水位（或最大下泄流量）有何差 别。
2、下游有防洪要求溢洪道宽度的选择
水库担负 下游防洪 任务时
下游防护对 象的防洪标 准P1
大坝防洪标准 P2
14/38
防洪高水位 设计洪水位
遇到下游防护对象的防洪标准洪水时，水库所达到的最高水 位称为防洪高水位，
遇到大坝设计标准洪水时，水库所达到的最高水位称为 设计洪水位。
14
下游有防洪要求与无防洪要求的不同之处主要有两点： 15/38 要对两
设置闸门的作用？
考虑动库容的调洪演算
3/38
在以往的防洪调度的方法、模型研究中，大多没有考虑动 库容的影响，调洪演算只按静库容计算。
按静库容计算即近似地假定调洪时水库水面为水平并平行 升降。它能满足一般的水库（湖泊式）调洪计算的精度要求。
实际上，动库容是存在的，而且在某些情况下动库容对调 洪演算及防洪预报调度都产生了不可忽略的影响。因此研究水库 的动库容问题是非常必要的。
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无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
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2qq=1 +f[
(
2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2qq=1f+[
( 2V1 Δt
+
q1)，Q]辅助线的计算
V=f(Z，Q)查得
由坝前水位与堰顶高程求得
9ຫໍສະໝຸດ Baidu38
由泄流公式求得
10/38
在实际问题中，由于水库地形复杂，入流断面也分布在各干支流上， 因此动库容的变化也将是复杂的，故必须要有较多的精度较高的资料， 才能使按动库容曲线进行的调洪演算得到正确的结果。
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• 水库的运用方式、堰顶高程、起调水位一定；假设几种可能 拟定方案 的泄洪建筑物尺寸如溢洪道的宽度B
• 对每个溢洪道宽度Bi 的方案，利用库容曲线和泄洪公式，计 算并绘出以溢洪道宽度Bi为参数的一组蓄泄曲线。根据大坝
调洪计算
设计洪水分别对各溢洪道宽度方案进行调洪计算，求出对应 各方案（ Bi ）所相应的最大下泄流量和调洪库容。
种设计
标准
一
二 （下游
要考 虑下游 的限制
防洪标 准和大 坝防洪 标准）
的洪水
分别进
行调洪
计算
一般情况下承担下游防洪任务的水库总是设闸门控制的。 此处所指为中小型水库无条件设闸门的情况。
溢洪道宽度选择具体计算步骤：
16/38
先假定不同的溢洪道宽度B，对下游防洪标准P1的设计洪水进行调 洪计算，求出B和qm 的关系。
6/38
基本原理和方法与按静库容考虑的 调洪计算基本相同
前者取用静库容曲线，而后者则应 用动库容曲线
考虑动库容曲线，则 q=f(V) 曲线，应换成 q=f(V，Q) 曲线
7/38
若将水库水量平衡方程改写为
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
则 q=f(V，Q) 曲线可写成
V2 Δt
+
q2 ) =
Q1
+
Q2
-
2qq=1 +f[
( 2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
逐时段联合求解上面两式，可得各时段的下泄流量q，即下泄 流量过程q~t。
考虑动库容的水库调洪计算原理：
8/38
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
2 ) = Q1 + Q2 -
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Integrated water resources planning
第九讲 沈阳农业大学 水资源规划及利用课程组
本讲主要内容：
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第三章 水库洪水调节及计算
3
水库调洪计算的基本方法
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法 四、考虑动库容的调洪演算 五、无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
16
第四节 其他情况下的水库调洪计算
17/38
上节介绍的无闸门控制的调洪计算是 调洪计算中的基本的情况。工程实际中遇 到的情况常常要复杂的多。综合利用的水 库，溢洪道上一般都设有闸门控制。
设置闸门的作用？
18/38
（1）在溢洪道上设置闸门，将有利于解决水库防洪与 兴利的矛盾，提高水库的综合效益。 防洪角度： 对于一定标准的洪水进行调蓄，所需水库库容 是一定的。因防洪限制水位是水库蓄洪水的起调水位，故 防洪限制水位取得越低，调蓄洪水过程中的最高水位就会 越低。对应于设计洪水，防洪限制水位降低可使水库设计 洪水位、校核洪水位以及相应的水库坝高降低。而坝高降 低会使整个工程的造价及淹没损失减少，故防洪限制水位 应尽可能降低。
小型水库，总库容较小 调节洪水的能力较低
不设闸门，溢洪道的堰顶 与正常蓄水位齐平
节省投资，管理方便
当库水位超过溢洪道堰顶时，水库就自由泄洪。调洪计算的起调 水位为正常蓄水位，即防洪限制水位等于正常蓄水位。
1.下游无防洪要求溢洪道宽度的选择
下游无防洪要求，意味着下游对水库下泄流量没有明显的限 制，计算步骤大致分为：
• 溢洪道的最大下泄流量qm随着溢洪道宽度的增加而增大，而
设计调洪库容则随着溢洪道宽度的增加在减小。根据费用和 选定方案 设计要求选择方案。
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S1-溢洪道、消能设施 造价、下游堤防建设 以及管理维修费用 S2-大坝造价和淹没损 失以及管理维修费用 S-总费用
图 溢洪道宽度与库容、泄量关系
调洪计算结果中，凡是qm 大于q安 的溢洪道宽度方案不予考虑。
对于满足下游防洪要求的溢洪道宽度B的不同方案B1、B2 、……， 在对大坝防洪标准P2的设计洪水进行调洪计算，求出相应的防洪 库容V1、V2、……和最大下泄流量qm1、qm2……，然后根据求出的 参数进行经济比较。其余计算与无防洪要求的相同。
考虑动库容的调洪演算
楔形库容 库流量为Q时的库水位 静库容
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如一些峡谷型水库，由于楔形库容较大，当通过大洪水流量时，水库 表面常呈现明显的水面坡降。这种情况下，为减少误差提高精度，最 好以动库容曲线为基础来进行调洪计算。
考虑动库容的调洪演算
5/38
从实际的防洪设计需要出发，动库容在一次洪水中所起 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洪水位（或最大下泄流量）有何差 别。
2、下游有防洪要求溢洪道宽度的选择
水库担负 下游防洪 任务时
下游防护对 象的防洪标 准P1
大坝防洪标准 P2
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防洪高水位 设计洪水位
遇到下游防护对象的防洪标准洪水时，水库所达到的最高水 位称为防洪高水位，
遇到大坝设计标准洪水时，水库所达到的最高水位称为 设计洪水位。
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下游有防洪要求与无防洪要求的不同之处主要有两点： 15/38 要对两
设置闸门的作用？
考虑动库容的调洪演算
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在以往的防洪调度的方法、模型研究中，大多没有考虑动 库容的影响，调洪演算只按静库容计算。
按静库容计算即近似地假定调洪时水库水面为水平并平行 升降。它能满足一般的水库（湖泊式）调洪计算的精度要求。
实际上，动库容是存在的，而且在某些情况下动库容对调 洪演算及防洪预报调度都产生了不可忽略的影响。因此研究水库 的动库容问题是非常必要的。