中型水库洪水复核与调洪演算数值解方法分析
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１５ ７ ， 库 容 ０ １９ ２ ．９ｒ 总 ｎ ．４ １亿 ｍ 设 计 洪 水 位 １ ５ １ ， ， ２ ．２ｍ 调 洪 库 容 ００８ ．３ ８亿 ｍ 水 库 最 大 坝高 ３ ． ， 。 ０３ｍ 坝顶 长度
期观 测 水库 水 文 要 素 ， 研 究入 库洪 水 及调 洪 演 算 积累 为
００ ６ （ ． ４Ｚ－１ ２７）十０６ ６（ ４ ２ ．０。 ．７ １ Ｚ－１ ２７ ）＋ ２． ０ ００ ９（ ． ８Ｚ一１ ２７ ） ．２ ５ ４ ２ ． ＋０１ ３ ０
，、 ， …
（） ２
Ｑ＝ ３７ ７ ８ ．２（ Ｚ一１２７）。 ２ ．０
式 中 ， 为 库 容 （ Ｉ ） Ｚ 为 库 水 位 （ ， 为 溢 洪 万Ｔ ， Ｉ ｍ） Ｑ
了宝 贵 资料 。
建 库 前 通 过坝 址 断 面 处 的洪 水 称 为 坝址 洪 水 。 水 从 库 周 边 区 间汇 入 水 库 及 由库 面 降 雨 所 形 成 的洪 水 为 人
１３Ｉ 溢 洪 道 型 式 为 实 用 堰 ， 顶 高 程 １２ ７ 堰 顶 ３ ｎ， 堰 ２ ．０ｍ，
程 线 ， 每 年 独 立选 样 组 成 的 最 大 流 量 系 列 ， 按 并加 入 调 查 坝 址 历 史洪 水 采用 Ｐ１分 布 适线 计算 设 计洪 峰 流量 。 １ １ 利用Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具选 择 合 适 回归 方程 对 水 库水 位库 容 关系 及 实测 水 位溢 洪 道 出流 关 系进 行 拟合 ， 函 数关 其 系式 为 ：
数 ， 果 可 用 于病 险 水库 除 险加 固的 水 文复 核 以及 水 库 洪水 预报 。 成
关键 词 ： 入库 洪水 ； 计 洪 水 ； 洪 演算 ； Ｘ Ｅ ； 设 调 Ｅ Ｃ Ｌ 数值 解法
Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具 作水 库 调 洪 演算 快 速 、 确 ， 准 可避 免 人 为 读
径 流 资 料 ， 库 的水 文参 数 一 般 是用 设 计暴 雨 推 求 或用 水
经验 公 式计 算 ， 成果 往 往 与 实 际存 在 较 大 差 异 。 满足 为 防洪 和 水资 源 管理 需 要 ， 文 部 门选 取 了 中型 代 表 库 长 水
流 量 为 ６ ３ｍ ｓ 水 库 坝 顶 高 程 １６ ５ｍ， 核 水 位 ６ ／ 。 ２ ． 校
量平衡 。
２ 设 计洪 水 计 算 ． ２
（ ）洪 峰 流 量 计 算 。 于 一 个 特 定 的 流 域 ，Βιβλιοθήκη Baidu然 来 １ 对 天
水 年 最 大 洪 峰 流 量 近 似 服 从 皮 尔 逊 Ⅲ 型 分 布 （ ｌ曲 ＰＩ ｌ
线 ） 因此 ， 利 用水 位 库 容 曲 线 、 位 出库 流 量 关 系 曲 。 可 水 线 及 汛 期 水位 过程 线反 推 各 年 最 大 洪 峰 流 量 及洪 水过
＝
传 统 的 调 洪 演 算 求 解 方 法 主 要 有 试 算 法 、 图解 半
法 、 图解 法等 ， 中最 常用 的 方法 为半 图解法 。 全 其 传 统方 法 普遍 存在 计 算繁 锁 ， 度 不 高 ， 易 出错 ， 精 容 不 宜 计 算 机 操 作 等 缺 点 ， 防 洪 决 策 产 生 了 不 利 的 影 对 响 。 对 日趋 严 重 的 洪 水 灾 害 ， 要 有 快 速 、 确 的 面 需 准 计算 方法 。
１ 引 言
水 库 设 计 洪 水 计 算 与调 洪 演 算 是 洪 水 灾 害 管 理 中
图 误差 。
重 要 的非 工程 措 施 之 一 ， 也是 水 库设 计 和 病 险水 库 除 险
加 固 中水 文复 核 的 重要 内容 。 北 省水 库 工程 大 都 建 于 湖 新 中国 成 立 初 期 至 ２ ０世 纪 六 七 十 年 代 ， 由于 缺 乏 系 列
专题研讨
中型水库洪水复核 与 调 洪演 算 数值 解 方法分 析
黄 清 涛
（ 湖北 省 襄 阳市 水 文水 资 源勘 测 局 ， 阳 ４ １ ０ ） 襄 ４ ０３
摘 要 ： 以湖 北 省 随 州 市两 河 口水 库 为 例 ， 绍 了具 有 实测 系列 水 文 资 料 的 中型 水 库 设 计 洪 水 计 算 方 法 ； 用 介 利 Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具 对 水库 调 洪 演 算 的半 图解 法进 行 精 确 数 值 计 算 ， 得 经 水 库 调 蓄后 的 下泄 洪水 过 程 及 水 库 水 文参 获
２ 水 库设计洪水计 算
２１两 河 口水库 基 本 情况 ＿
两 河 口水 库 位 于 湖北 省 随 州市 曾都 区万 店 镇 ， １６ ９ ０年 ２月 建 成 ， 库 集 水 面 积 ２ ． ｍ 设 计 标 准 为 水 ５ ８ｋ ， １０年 ， 峰 流 量 为 ４ ８ｉ ｓ 校 核 标 准 为 １ ０ ０ 洪 ７ ｎ／ ； ０ ０年 ， 峰 洪
净 宽 ４ ．０ ， ２ ０ 低水 涵 管 泄量 ６ ０ ／ 。 ｍ ．０ｍ ｓ
库 洪水 。 计 洪 水 是符 合 工程 设 计 中防洪 标 准 要 求 的洪 设 水 ， 括水 工 建筑 物 正 常 运用 的设 计洪 水 和 非 常运 用 的 包 校 核洪 水 。 中型水 库 溢 洪 道 多为 无 闸 门控 制 的 实用 堰 或
宽 顶 堰 ， 态 为 自由 流 ， 库 出 库 径 流 为 渐 变 过 程 ， 流 水 水 位库 容 、 位 出 库 流 量 等 关 系为 非 线性 关 系 ， 均 可 以 水 但 数 学 关 系式 表 达 。 已建 成 的 中型 水 库 ， 库 洪水 计算 对 入 是 利 用 库水 位 过程 线 、 容 曲线及 下 泄 流量 过 程 反 推入 库 库 洪 水 过程 ， 而水 库 调 洪 演算 是研 究 洪 水 通 过水 库 调 节 后 引 起 洪水 过 程 线变 化 的 计算 ， 两者 的 基 本原 理 均 为水
期观 测 水库 水 文 要 素 ， 研 究入 库洪 水 及调 洪 演 算 积累 为
００ ６ （ ． ４Ｚ－１ ２７）十０６ ６（ ４ ２ ．０。 ．７ １ Ｚ－１ ２７ ）＋ ２． ０ ００ ９（ ． ８Ｚ一１ ２７ ） ．２ ５ ４ ２ ． ＋０１ ３ ０
，、 ， …
（） ２
Ｑ＝ ３７ ７ ８ ．２（ Ｚ一１２７）。 ２ ．０
式 中 ， 为 库 容 （ Ｉ ） Ｚ 为 库 水 位 （ ， 为 溢 洪 万Ｔ ， Ｉ ｍ） Ｑ
了宝 贵 资料 。
建 库 前 通 过坝 址 断 面 处 的洪 水 称 为 坝址 洪 水 。 水 从 库 周 边 区 间汇 入 水 库 及 由库 面 降 雨 所 形 成 的洪 水 为 人
１３Ｉ 溢 洪 道 型 式 为 实 用 堰 ， 顶 高 程 １２ ７ 堰 顶 ３ ｎ， 堰 ２ ．０ｍ，
程 线 ， 每 年 独 立选 样 组 成 的 最 大 流 量 系 列 ， 按 并加 入 调 查 坝 址 历 史洪 水 采用 Ｐ１分 布 适线 计算 设 计洪 峰 流量 。 １ １ 利用Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具选 择 合 适 回归 方程 对 水 库水 位库 容 关系 及 实测 水 位溢 洪 道 出流 关 系进 行 拟合 ， 函 数关 其 系式 为 ：
数 ， 果 可 用 于病 险 水库 除 险加 固的 水 文复 核 以及 水 库 洪水 预报 。 成
关键 词 ： 入库 洪水 ； 计 洪 水 ； 洪 演算 ； Ｘ Ｅ ； 设 调 Ｅ Ｃ Ｌ 数值 解法
Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具 作水 库 调 洪 演算 快 速 、 确 ， 准 可避 免 人 为 读
径 流 资 料 ， 库 的水 文参 数 一 般 是用 设 计暴 雨 推 求 或用 水
经验 公 式计 算 ， 成果 往 往 与 实 际存 在 较 大 差 异 。 满足 为 防洪 和 水资 源 管理 需 要 ， 文 部 门选 取 了 中型 代 表 库 长 水
流 量 为 ６ ３ｍ ｓ 水 库 坝 顶 高 程 １６ ５ｍ， 核 水 位 ６ ／ 。 ２ ． 校
量平衡 。
２ 设 计洪 水 计 算 ． ２
（ ）洪 峰 流 量 计 算 。 于 一 个 特 定 的 流 域 ，Βιβλιοθήκη Baidu然 来 １ 对 天
水 年 最 大 洪 峰 流 量 近 似 服 从 皮 尔 逊 Ⅲ 型 分 布 （ ｌ曲 ＰＩ ｌ
线 ） 因此 ， 利 用水 位 库 容 曲 线 、 位 出库 流 量 关 系 曲 。 可 水 线 及 汛 期 水位 过程 线反 推 各 年 最 大 洪 峰 流 量 及洪 水过
＝
传 统 的 调 洪 演 算 求 解 方 法 主 要 有 试 算 法 、 图解 半
法 、 图解 法等 ， 中最 常用 的 方法 为半 图解法 。 全 其 传 统方 法 普遍 存在 计 算繁 锁 ， 度 不 高 ， 易 出错 ， 精 容 不 宜 计 算 机 操 作 等 缺 点 ， 防 洪 决 策 产 生 了 不 利 的 影 对 响 。 对 日趋 严 重 的 洪 水 灾 害 ， 要 有 快 速 、 确 的 面 需 准 计算 方法 。
１ 引 言
水 库 设 计 洪 水 计 算 与调 洪 演 算 是 洪 水 灾 害 管 理 中
图 误差 。
重 要 的非 工程 措 施 之 一 ， 也是 水 库设 计 和 病 险水 库 除 险
加 固 中水 文复 核 的 重要 内容 。 北 省水 库 工程 大 都 建 于 湖 新 中国 成 立 初 期 至 ２ ０世 纪 六 七 十 年 代 ， 由于 缺 乏 系 列
专题研讨
中型水库洪水复核 与 调 洪演 算 数值 解 方法分 析
黄 清 涛
（ 湖北 省 襄 阳市 水 文水 资 源勘 测 局 ， 阳 ４ １ ０ ） 襄 ４ ０３
摘 要 ： 以湖 北 省 随 州 市两 河 口水 库 为 例 ， 绍 了具 有 实测 系列 水 文 资 料 的 中型 水 库 设 计 洪 水 计 算 方 法 ； 用 介 利 Ｅ Ｅ ＸＣ Ｌ工 具 对 水库 调 洪 演 算 的半 图解 法进 行 精 确 数 值 计 算 ， 得 经 水 库 调 蓄后 的 下泄 洪水 过 程 及 水 库 水 文参 获
２ 水 库设计洪水计 算
２１两 河 口水库 基 本 情况 ＿
两 河 口水 库 位 于 湖北 省 随 州市 曾都 区万 店 镇 ， １６ ９ ０年 ２月 建 成 ， 库 集 水 面 积 ２ ． ｍ 设 计 标 准 为 水 ５ ８ｋ ， １０年 ， 峰 流 量 为 ４ ８ｉ ｓ 校 核 标 准 为 １ ０ ０ 洪 ７ ｎ／ ； ０ ０年 ， 峰 洪
净 宽 ４ ．０ ， ２ ０ 低水 涵 管 泄量 ６ ０ ／ 。 ｍ ．０ｍ ｓ
库 洪水 。 计 洪 水 是符 合 工程 设 计 中防洪 标 准 要 求 的洪 设 水 ， 括水 工 建筑 物 正 常 运用 的设 计洪 水 和 非 常运 用 的 包 校 核洪 水 。 中型水 库 溢 洪 道 多为 无 闸 门控 制 的 实用 堰 或
宽 顶 堰 ， 态 为 自由 流 ， 库 出 库 径 流 为 渐 变 过 程 ， 流 水 水 位库 容 、 位 出 库 流 量 等 关 系为 非 线性 关 系 ， 均 可 以 水 但 数 学 关 系式 表 达 。 已建 成 的 中型 水 库 ， 库 洪水 计算 对 入 是 利 用 库水 位 过程 线 、 容 曲线及 下 泄 流量 过 程 反 推入 库 库 洪 水 过程 ， 而水 库 调 洪 演算 是研 究 洪 水 通 过水 库 调 节 后 引 起 洪水 过 程 线变 化 的 计算 ， 两者 的 基 本原 理 均 为水