第十三章 水库洪水调节及计算
洪水调节课程设计计算书详细
洪水调节课程设计洪水调节课程设计》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；4、培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、设计基本资料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5000KV，年发电量1372X 104kw • h，水库库容亿卅。
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 K 6m （宽X高）的弧形门控制。
水库正常蓄水位。
电站发电引用流量为10m3/s 。
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。
上游防洪限制水位Xm（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：a）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〜乙并将V〜乙q〜Z绘制在图上；b）决定开始计算时刻和此时的q i、M，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V；进行试算；c）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。
3、用半图解法进行调洪计算：a）绘制三条曲线：V/△ t-q/2=f i（z）、V/△ t+q/2=f 2（z）、q=f（z）；b）进行图解计算，将结果列成表格。
水库调洪演算的原理和方法PPT课件
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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
V 、q 、 V1 t 2 t
q 、 V2 2 t
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
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水库调洪计算的半图解法
三、半图解法的计算步骤
1.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。算出各时段的平均入库流量 Q 以及定出
V
t
q (m3 2
/
s),
V t
q 2
(m3
/
s)
水库调洪计算的半图解法
1.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。 2.利用辅助线在图上求解得出Z2。 3.根据Z2值，利用水库Ｚ～Ｖ曲线即可求出V2。 4.将ｅ点代表的Ｚ2值作为下一时段的Ｚ1值
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。
水库洪水调节基本原理
时间 t(h)
V V1 1 1 V ( Q1 Q2 ) ( q调洪计算列表试算法 q2 ) 2 表3-3 1 2 2 t t
时段平均入 库流量 Q(m3/s)
677 757.5 785.5 781 751.5 702.5
1256
651 267 48 -104 -234 -316
9314
9965 10232 10280 10176
39.9
40.3 40.5 40.51 40.4
830
685 535 410 325
45
48 51
460
360 290
731
674 617
z ~ V q t 2 z ~ V q t 2
•式中左端各项为已知值，可制作
•关系曲线（见下图），以此作为辅助曲线，便可避免调洪演算 中的试算，而可按下图箭头所示方法进行演算
(
V q ) f1 ( Z ) t 2
(
V q ) f 2 (Z ) t 2
q f3 (Z )
出库 洪水 过程
最大 下泄 流量
防洪 特征 库容
特征 水位
• 一.洪水调节计算原理
• 1.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.水库调洪演算要遇到两种情况： 一种为下泄流量受到控制的调洪演算，其 控制调节方式由水库防洪运行规则决定。这 只有在有闸门控制的泄洪设备条件下才存在。 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。
调洪计算计算的基本方法
泄流能力q
库容V(104m3)
6.水库调洪计算试算法： 1/2（Qt+Qt+1） t-1/2（qt+qt+1）t=Vt+1-Vt ∆ ∆
q=f(v) （1）先假定第一计算时段末的出库流量q''t+1，允许误差ε，
代入水量平衡方程，求出V't+1；
二、水库调洪作用
Q,q
Q~t为入库流量过程
Q~t
q~t为入库流量过程
q~t ∆
t
t+1
t T(S)
一、水库泄洪建筑物泄流能力分析
1、溢洪道的泄流能力： 2、泄洪洞的泄流能力：
3、绘制蓄泄曲线：q~V
三、水库调洪计算的原理及方法
• 5.下泄流量的计算：
• （1）无闸表面溢流的下泄流量 • q1=εmBh1
三、水库调洪计算的原理及方法
• 4.水量平衡方程：
∆ • 1/2（Qt+Qt+1） t-1/2（qt+qt+1）∆ t=Vt+1-Vt 一个方程，两个未知数！
Qt—时段初入库流量；Qt+1—时段末入库流量；
qt—时段初出库流量；qt+1—时段末出库流量；
∆ Vt—时段初水库蓄水量；Vt+1—时段末水库蓄水量
Z
Q~t为入库流量过程
z~t为库水位过程
Qmax
q~t为入库流量过程
Z防
Zmax
q~t
Z调 t0
Q~t t1
t2Z防
z~t
t
一、水库调洪计算的原理及方法
• • 1.水库洪水调节——入库洪水经拦蓄、滞留，达到削峰的控制运行方式 2.调洪计算的目的——当泄洪建筑物及Z限（起调水位）已定，库容曲线、蓄泄关系、 入库洪水过程已知的情况下，推求： （1）水库的泄流过程（q~t）；qmax—最大下泄流量； （2）水库的水位过程（z~t）；zmax—最高调洪水位； （3）调洪库容（V调）； • 3.调洪计算的任务 （1）丌承担下游防洪任务的水库———确定保证水库安全的调洪方式； ∆ （2）承担下游防洪任务的水库———确定保证水库安全的调洪方式、防洪高水位； 保障下游安全的泄洪方式；
调洪计算计算的基本方法可修改全文
目录
一、水库调洪计的作用
二、水库调洪计算基本公式 三、水库调洪计算试算法
一、水库调洪作用
• （一）水库洪水调节的定义
• 水库通过对洪水的拦蓄、滞留，使洪水过程变形，洪峰流量减 小，洪水历时延长
• （二）水库洪水调节的目的
• 在已拟泄洪建筑物、已确定防汛限制水位（起调水位）的条件 下，用给定的入库过程，推求水库的泄流过程、库水位过程及 相应的最大下泄流量、最高调洪水位及调洪库容；
• （三）水库洪水调节的任务
• 在已拟泄洪建筑物、已确定防汛限制水位（起调水位）的条件 下，用给定的入库过程，推求水库的泄流过程、库水位过程及 相应的最大下泄流量、最高调洪水位及调洪库容∆ ；
头屯河水库溢洪道，溢洪堰
头屯河水库泄洪洞
石门子水库溢洪道
石门子水库泄洪洞，冲沙洞
夹河子水库溢洪道
二、水库调洪作用
qt+1=(q''t+1+q)/2,
（一）、按规定出力调节计算简算法
6.水库调洪计算试算法 例1：
时刻 时段长 Q
q
V
Z
t
(H) m3/s m3/s 104m3 m
0
10
10
247 116
12 12 140
24 12 710
36 12 279
38 2 250
48 10 131
6.水库调洪计算试算法
36 12 279 494.5 21.37 240 172.5 7.45 279.18 118.2
38 2 250 264.5
1.9 250 245 1.76 279.32 118.2
48 10 131 190.5 6.86 230 240 8.64 277.54 118.1
水库防洪计算与调度课件
106m3、ql=l0m3/s和已知值Q1=10m3/s、Q2=140m3/s求
V2、q2。假设q2=30m3/s，由式(1.1)得
10 + 140
10 + 30
2 =
× 12 × 3600 −
× 12 × 3600 + 247 × 106
2
2
= 249.38 × 106 m3
水为设计标准的洪水时，求得的qm、V调、Z洪即为设
计标准的最大泄流量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，求得的qm、V调、Z洪即为qm，校、V校和Z设。
【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
2
∆ = 2 − 1
（1.1）
式中 Q1、Q2—时段Δt始、末的入库流量，m3/s；
q1、q2—时段Δt始、末的出库流量，m3/s；
V1、V2 —时段Δt始、末的水库蓄水量，m3；
Δt—计算时段，s，其长短的选择，应以能
较准确地反映洪水过程线的形状为原则。陡涨陡落的，
取短些；反之， Δt取长些。
1、水库的调洪作用及防洪措施
1.1防洪设计标准
水工建筑物的设计标准取决于建筑物的等
级，并分为正常运用和非常运用两种情况。
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。
根据“水利动能设计规范”和“水利水电
枢纽工程等级划分及设计标准”。水库本身
设计标准如表1.1所示。下游防护对象的防洪
（1.4）
从而算出各H相应的溢洪道泄流能力，加上发电
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。
水库调洪演算的原理和方法 PPT
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。
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
推求qm示意图
t△1tt' t2
t (min)
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
水库调洪演算的原理和方法
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。
Z (m)
因此，可根据选定的计 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：
Vq f1(Z) t 2
f2(Z)
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m 3/s) ,V q (m 3/s) ,V q (m 3/s)
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
t△1tt' t2
t (min)
qm是两线的交点则计算正确；否则在t1，t2之间计算qm。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
水库洪水调节基本原理
• 第一节 水库调洪的任务和防洪标准 • 第二节 水库调洪计算原理 • 第三节 水库防洪列表计算 • 第四节 水库防洪半图解法 • 第五节有闸门情况下的水库调洪
洪水会造成哪些危害? 冲垮河堤
洪水会造成哪些危害? 淹没农田与村庄
洪水会造成哪些危害? 破坏交通等公共设施
洪水会造成哪些危害?
（2）选取合适的计算时段△t，以秒为计算单位； （3）决定开始计算的时刻和此时刻的V1、q1值，然后列表计算。 （4）计算过程中，对每一计算时段的V2、q2值都要进行试算；先
假定一个q2值，根据水量平衡方程求出V2,然后按此V2值在q~V曲 线上查出q2值，若与假定的q2不相等，则要重新假定一个q2值， 重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止。
（5）这样多次演算求得的q2、V2值就是下一时段的q1、V1值，可 依据此值进行下一时段的试算。
（6）将计算结果绘制成曲线，供查阅。 （7）最后算出qmax，Vmax，Zmax。
2. 列表式算法计算原理
求解思路：
q V q 假定 2
方程（1）
2
方程（2） , 2
?
q2 q2,
是
否
输出结果
3.3 列表试算法实例
长江水灾
汉初至清末近2100年 水灾214次，平均10年一次
大洪水年份 宜昌站流量
损失
1788
8.6 万 沙市以上溃22处；
1860
9.25 万 受淹3万多KM2；
1870
10.5 万 受淹3万多KM2 ；
1931
6.46万 亡14.5万；
1935
5.69万 亡14.2万；
1949
5.79万 亡5699；
水利水能规划洪水调节(2024版)
4 一般城市
一般的
<30 20～10 10～5
3.2 水库调洪计算原理
水库防洪调节计算即水库调洪计算。
➢常见的防洪调节计算情况 ➢调洪计算的任务 ➢水库调洪计算的主要过程 ➢入库洪水与坝址洪水
调洪计算原理
➢水库调洪计算的方法
2024年11月12日12时6分
4
3.3 水库调洪计算的列表试算法(trial method)
时间 t(h)
入库洪水
流量 Q(m3/s)
时段平均入
库流量 Q(m3/s)
下泄流量 q(m3/s)
时段平均下
泄流量 q(m3/s)
时段内水库存
水量变化 ΔV(万m3)
水库存水 量V(万m3)
水库水位 z(m)
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
18 174 21 340 24 850 27 1920 30 1450 33 1110 36 900 39 760 42 610 45 460 48 360 51 290
④ 然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算得相
应的V2值，由V2在q~V曲线上查得q2；
⑤ 假设两者相等，q2即为所求。否那么应重设q2，
重复上述计算过程，直到二者相等为止。
3.3 水库调洪计算的列表试算法
③将上时段末的V2、q2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〕。
⑴ ⑵ ⑶⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾
18 173.9 38 6450 173.9 21 340 38.4 6950 248 257 211
6450 50 6500 180 38.04
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。
第十三章__中小型水库的兴利调节计算
二 水库死水位的选择 确定Z死所考虑的主要因素: ①水电站发电所需的最低水头； 下游水位+发电所需的最低水头=发电需要的死水位 ②自流灌溉必须的引水高程； 渠首水位高程+设计灌溉流量对应水头=水库死水位 ③供泥沙淤积，以保证水库的正常使用年限；
V沙,总 T V沙,年 V沙,年
其中 T——水库使用年限(年)； 0 ——多年平均含沙量， kg/m3；W0——多年平均径流量，m3；m——库中泥沙沉积率 (%)；p——淤积体的空隙率，(0.3-0.4)； ——泥沙颗粒的 干容重，kg/m3。 ④航运要求； ⑤渔业要求。
确定水库水位变化过程， 正常蓄水位和兴利库容。 Z死
蓄水 T 放水
三、兴利调节计算原理
将整个调节周期划分为若干个计算时段，逐时段进行水 量平衡计算，得到水库蓄水量（水位）变化过程。
在任意时段内，入库水量与出库水量之差，等于水库蓄 水量的变化。即 Z正 (Q入-q出)×△t= △V=V1-V2 其中 q出=∑Q用+Q渗+Q蒸+Q弃 式中 Q入——△t时段内平均入库流量（m3/s）;
三 代表年法 实际代表年法 设计代表年法 （一）设计代表年法 p204 1 推求设计年径流及其年内分配过程（第五章）； 2 推求设计年用水过程；
3 兴利调节计算得到兴利库容VP兴。
（二）实际代表年法 单一选年法 库容排频法 选用某种年型的实测来 水和用水过程为代表， 进行调节计算来推求水 库的兴利库容。
q出——△t时段内平均出库流量（m3/s）;
△t——计算时段（月、旬）； Z死 t1 t2
蓄水 放水
△V——蓄水量的变化，V1，V2为时段初、末水库蓄水量。
四、分类
1. 按调节周期长短分
防洪调节计算计算
已知：某综合利用水库以防洪、灌溉为主，兼有发电、渔业等其它效益。
根据具体情况枢纽布局已定。
发电与灌溉有关参数已初步确定。
水库正常蓄水位根据兴利要求已确定为110.0m。
（1）水库水电站共装四台水轮机发电机组，每台容量为4.5万KW。
（2）根据水库库容、防洪保护对象的重要性、灌溉面积等确定本水利枢纽工程属一等工程，其大坝、溢洪道属一级永久性建筑物，设计洪水标准为P=0.2%（五百年一遇），校核洪水标准为P=0.02%（五千年一遇）。
（3）水库下游有城市等防洪要求。
与堤防措施配合运用，下游防洪标准为P=2%（五十年一遇），相应的水库允许下泄流量q2%=7000m3/s。
（4）根据防洪兴利在水库上可能结合的情况，初步确定水库防洪限制水位为106.0m。
（5）根据水库排沙的需要，已确定设一圆形排沙孔，其直径为3.0m,中心高程68.0m,经分析汛期可用于泄洪。
（6）本枢纽泄洪隧洞已经初步选定，采用马蹄形四孔，每孔过水面积等价于5x5 m2,洞心高程为86.0m。
（7）该水库设计风速为V=12m/s,库面最大吹程为D=15km.。
（8）水库库面曲线见下图图一，下游水位流量关系曲线见图二，各种频率的水库设计洪水过程见表一。
求：现需根据所提供资料和设计要求选择溢洪道尺寸，确定防洪库容和坝高。
水库设计洪水过程线。
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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 )
1.水量平衡方程
Q1 Q2 q1 q2 t t V2 V1 V 2 2
2.蓄泄方程
q f (V )
16
第十一章 水库洪水调节及计算
二、水库调洪计算的原理
2.蓄泄方程
(1) 溢洪道
3/2 q M1BH0
(2) 泄洪洞
q M 2 H 0
为调洪方便常绘制蓄泄曲线 q f (V )
V2 t
q2 2
Q1 Q2 2
( ) q1
V1 t q1 2
V t q 2
单辅助曲线
q f( )
24
第十一章 单辅助线法求解示意图 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
步骤：
q V q f ( (1) 由水库蓄泄关系绘制单辅助曲线 t 2) ；
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
三、水库调洪计算的基本方法
优点：概念清楚，是一种最基本、用途较广的水库调洪演
算方法，不管溢洪道是否设闸门和计算时段是否固定均 可使用。 缺点：很麻烦，工作量较大，所以人们比较喜欢用半图解 法。
23
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
2.半图解法
1) 单辅助曲线法
原理：
1 1 Q1 Q2 t q1 q2 t V2 V1 2 2
28
求解示意图：
V2 t
q2 2
Q1 Q2 V1 q1 单辅助线法求解示意图 2 t 2
V t
q f( )
q f( )
q f( V q ) t 2
V t q 2
q 2
( )
q f( )
V t
q 2
q(m3/s)
E
q2
D
q f (V )
q1
V1 t
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
一、概述
规划设计阶段水库调洪计算的主要过程：
基本资料的收集与计算
设计洪水资料：大坝设计洪水与校核洪水；
20
某水库调洪计算表
时 间 t (h) 入库洪 水流量 Q (m3/s) 时段平 均入库 流量 Q (m3/s) 时段入 库水量 Q△ t (万 m3) 下泄 流量 q (m3/s) 时段平均 泄流量 q (m3/s) 时段下 泄水量 q△ t (万 m3) 时段内 水库存 水量变 化 △V (万 m3) 水库存 水量 V (万 m3) 水库 水位 Z (m)
否则，重新试算。
32
第十一章 水库洪水调节及计算
简化三角形解析法 三、水库调洪计算的基本方法
简化三角形图解法 (1) 作图：绘制 q = f(V) 关系曲线及 qm = f (Vm) 关系直线，
如下图。
(2) 图解：两条曲线的交点C的横坐标即所求的 Vm，纵坐 标即所求的 qm 。
33
第十一章 水库洪水调节及计算
4、简述水库防洪调节计算的任务。
35
案例二
水库调洪演算： (1)推求拦洪库容； (2)最大泄流量 qm 及相应时刻；
(3)水库最高蓄水位；
(4)绘制来水与下泄流量过程线
资料：开敞式溢洪道设计洪水过程线如下表1， 水库特征曲线如表 2，堰顶高程140m，相应库
36
容 305×104m3，顶宽10m，流量系数 m=1.6，汛期 水电站水轮机过水流量 QT=5m3/s，计算时段△t采 用 1h或0.5h。
工程水文及水利计算
陈艳霞
Tel ： 13550425879 E-mail：21087539@
1
第十三章 水库防洪计算
本章主要内容
1.水库的调洪作用 2.水库的调洪计算原理 3.水库调洪计算的基本方法
2
洪水会造成哪些危害?
冲垮河堤
洪水会造成哪些危害?
淹没农田与村庄
洪水会造成哪些危害?
三、水库调洪计算的基本方法
步骤：
q V q f ( (1) 由水库蓄泄关系绘制双辅助曲线 t 2) ；
(2) 由q1查辅助曲线得
(3) 由式 (*)计算得
V2 t
V1 t
q1 ； 2
q2 ，再查辅助曲线图得q2； 2
(4) 查 q ~ V 曲线得 V2，由 Z ~ V 曲线得 Z2。 (5) 作为下一时段初的泄量重复上述计算。
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。
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
(2) 由q1查辅助曲线得
(3) 由式 (*)计算得
V2 t
V1 t
q1 ； 2
q2 ，再查辅助曲线图得q2； 2
(4) 查 q ~ V 曲线得 V2，由 Z ~ V 曲线得 Z2。 (5) 作为下一时段初的泄量重复上述计算。
25
求解示意图： q
V2 t
q(m3/s)
f( )
V t
三、水库调洪计算的基本方法
q(m3/s)
q f (V )
M
Байду номын сангаас
Qm
B C
qm
A
0
Vm qm Qm (1 ) W Qm =Qm Vm W
N V (万 m3)
34
Vm
W
思考题
1、水库调洪计算的目的是什么？
2、简述无闸门控制时，水库的调洪作用过程。
3、为何来洪过程线与泄流过程线的交点一定是 最大下泄流量？
0 8 16 24 28 30 32 40 48
0 100 480 840 730 650 560 340 210 50 290 660 785 690 605 450 275 144 835.2 1900.8 2260.8 1987.2 1742.4 1296 792
10 16 134 510 640 660 638 490 330 13 75 322 575 650 649 564 410
入库洪水、泄洪建筑物的类型与尺寸、调洪方式和调
洪库容之间是相互关联、相互影响的。 水库防洪调节计算，就是要定量地分析计算它们之间
的关系。
9
第十三章 水库防洪计算
一、水库的调洪作用
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
37
q f (V )
31
第十一章 水库洪水调节及计算
简化三角形解析法 三、水库调洪计算的基本方法
简化三角形解析法
qm 假设一个 qm，代入 Vm W (1 ) 得一个 Vm ； Qm
根据该 Vm 查 q = f (V) 关系曲线查得qm’ ； 如果 qm’ = qm ，则试算成功， qm , Vm即所求;
下游防洪标准相应的设计洪水等。
泄洪能力资料：各种不同泄洪方案的泄洪流量曲线 拟定比较方案
拟定不同方案的泄洪建筑物的型式、位置、尺寸及 其可供选择的几种起调水位。
14
第十一章 水库洪水调节及计算
一、概述
防洪调节计算
下游无防洪任务时，泄洪建筑物的尺寸和水库的 调洪库容，主要由水库大坝等水工建筑物对防洪安全 的要求确定；(无闸门控制)
容及泄流量； (3) 选定△t，引入洪水过程线Q ~ t；
(4) 逐时段列表试算求得整个泄流过程q ~ t，其间
有一最大泄量qm；
19
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
(5) 将 Q ~ t 和 q ~ t 绘在同一个图上，qm应恰好是两条
线的交点，若非则说明 qm附近计算时段△ t取得大了， 应缩小重新试算，至qm恰为两曲线的交点。 (6) 由 qm查 q ~ V 曲线得最高洪水位相应的总库容 V总 ， 从中扣除起调水位相应总库容即得该次入库洪水的调洪 库容 Vm，由 V总 查 Z ~ V曲线得最高洪水位Zm。