水库调洪演算的原理和方法【通用】.ppt
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水库调洪演算的原理和方法PPT课件
需要根据洪水特性、水库安全、闸门启闭设 备，以及技术经济条件等综合考虑加以论证 确定。泄洪建筑物形式的选择必须综合考虑 水利枢纽的地形条件、地质条件、水库大坝 类型、综合利用要求以及利用洪水预报进行 泄洪的可能性等条件，最终选定时也必须进 行技术经济比较论证。 • 水库防洪计算的任务，主要是对各种拟定的 方案，通过调洪计算，求得最大下泄流量、 调洪库容和最高洪水位等技术参数，为技术 经济论证和选择最佳方案提供依据。
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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
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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
水库防洪调度_图文
式中q洞泄洪洞的泄流能力（m3/s）;H0泄洪洞 计算水头（m）；w泄洪洞洞口过水断面面积 （m2）；M2流量系数。
H0
24
7.2 洪水调节计算原理及方法
从（7-1）（7-2）可知，对于一定的泄洪建筑物来 水，q仅为H0的函数，而H0又取决于库水位Z，Z又 与库容V成单值函数形式，即q=f(V)。为了调洪计算 上的方便，常将泄流函数绘制成蓄泄曲线q-V，其 中q为当水库蓄水量V时对应的泄流能力。
5.设计洪水位Z设洪和拦洪库容V拦：
水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位称Z设洪。Z限 与Z设洪之间的库容称V拦。
6.校核洪水位Z校洪和调洪库容V调洪：
水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位称校核洪水 位。Z校洪与Z限之间的库容称V调洪。
7.总库容V总和有效库容V效：
V总=V死+V兴+V调洪-V重
33
7.2 洪水调节计算原理及方法
④ 将入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t点汇在一张 图上，若计算的最大下泄流量qm正好是两条线的交 点，则计算的qm是正确的；否则，说明计算的qm有 误差，此时应改变计算时段△t进行试算，直到计 算的qm是入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t的交 点。
34
7.2 洪水调节计算原理及方法
31
7.2 洪水调节计算原理及方法
二、水库调洪计算方法 试算法是一种最基础的、用途较广的水库调洪计 算方法，不管溢洪道是否设闸和计算时间是否固 定均可使用，其计算步骤为：
① 根据水位库容曲线Z-V和拟定的泄洪建筑物类型、 尺寸，计算和绘制水库的蓄泄曲线q-V。
② 分析调洪开始时的起始条件，即起调水位和与之 相应的库容、下泄流量。
32
7.2 洪水调节计算原理及方法
H0
24
7.2 洪水调节计算原理及方法
从（7-1）（7-2）可知，对于一定的泄洪建筑物来 水，q仅为H0的函数，而H0又取决于库水位Z，Z又 与库容V成单值函数形式，即q=f(V)。为了调洪计算 上的方便，常将泄流函数绘制成蓄泄曲线q-V，其 中q为当水库蓄水量V时对应的泄流能力。
5.设计洪水位Z设洪和拦洪库容V拦：
水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位称Z设洪。Z限 与Z设洪之间的库容称V拦。
6.校核洪水位Z校洪和调洪库容V调洪：
水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位称校核洪水 位。Z校洪与Z限之间的库容称V调洪。
7.总库容V总和有效库容V效：
V总=V死+V兴+V调洪-V重
33
7.2 洪水调节计算原理及方法
④ 将入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t点汇在一张 图上，若计算的最大下泄流量qm正好是两条线的交 点，则计算的qm是正确的；否则，说明计算的qm有 误差，此时应改变计算时段△t进行试算，直到计 算的qm是入库洪水过程Q~t和下泄流量过程q~t的交 点。
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7.2 洪水调节计算原理及方法
31
7.2 洪水调节计算原理及方法
二、水库调洪计算方法 试算法是一种最基础的、用途较广的水库调洪计 算方法，不管溢洪道是否设闸和计算时间是否固 定均可使用，其计算步骤为：
① 根据水位库容曲线Z-V和拟定的泄洪建筑物类型、 尺寸，计算和绘制水库的蓄泄曲线q-V。
② 分析调洪开始时的起始条件，即起调水位和与之 相应的库容、下泄流量。
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7.2 洪水调节计算原理及方法
水库调洪演算的原理和方法
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
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
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区 6h
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
水利水能规划
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
第十四章 水库防洪计算
水利水能规划
• 三、有闸溢洪道水库的防洪计算
水利水能规划
水利水能规划
• 四、具有非常泄洪设施水库的防洪计算
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
水库防洪调PPT课件
13
第13页/共101页
水库的特征水位和特征库容
1. 死水位Z死和死库容V死 在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位称死水位。 死水位以下的库容称死库容。
2.正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴 水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始供
水时应蓄到的高水位，称正常蓄水位。Z蓄与Z死间的库容，称 V兴。
q=f(V) 或 q-V曲线
（7-4）
29
第29页/共101页
7.2 洪水调节计算原理及方法
• 在式（7-3）（7-4）中，仅q2、V2为未知数，故 可联立求解。例如第一时段，Q1、Q2可从入库洪 水过程线得知， q1、V1可由起调水位Z1查Z-V，qV线得到，从而可联立求解出q2、V2 。该时段q2、 V2正是第二时段开始时的q1、V1，于是又可联立 解出该时段末的q2、V2，依次类推，即可求得水 库下泄流量过程线、最大下泄流量q1、调洪库容V 洪和水库最高洪水位Z洪。
各级人民政府的首长担任指挥。 • 水利部所属的流域管理机构内部组成防汛办事机构，黄
河、长江等跨省的重要河流设防汛总指挥部，由流域机 构负责人负责。
10
第10页/共101页
7.1 概述
➢2.责任制度 • 防汛是一项责任重大的工作，必须建立健全各种
防汛责任制度，做到有章可循，各施其职。我国 防洪工作实行各级人民政府行政首长负责制，实 行统一指挥，分级分部门负责；各有关部门实行 防汛岗位责任制。具体包括如下：
11
第11页/共101页
7.1 概述
① 行政首长负责制 ② 分级责任制 ③ 分包责任制 ④ 岗位责任制 ⑤ 技术责任制 ⑥ 值班工作制度
12
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7.2 洪水调节计算原理及方法
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水库的特征水位和特征库容
1. 死水位Z死和死库容V死 在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位称死水位。 死水位以下的库容称死库容。
2.正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴 水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始供
水时应蓄到的高水位，称正常蓄水位。Z蓄与Z死间的库容，称 V兴。
q=f(V) 或 q-V曲线
（7-4）
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7.2 洪水调节计算原理及方法
• 在式（7-3）（7-4）中，仅q2、V2为未知数，故 可联立求解。例如第一时段，Q1、Q2可从入库洪 水过程线得知， q1、V1可由起调水位Z1查Z-V，qV线得到，从而可联立求解出q2、V2 。该时段q2、 V2正是第二时段开始时的q1、V1，于是又可联立 解出该时段末的q2、V2，依次类推，即可求得水 库下泄流量过程线、最大下泄流量q1、调洪库容V 洪和水库最高洪水位Z洪。
各级人民政府的首长担任指挥。 • 水利部所属的流域管理机构内部组成防汛办事机构，黄
河、长江等跨省的重要河流设防汛总指挥部，由流域机 构负责人负责。
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7.1 概述
➢2.责任制度 • 防汛是一项责任重大的工作，必须建立健全各种
防汛责任制度，做到有章可循，各施其职。我国 防洪工作实行各级人民政府行政首长负责制，实 行统一指挥，分级分部门负责；各有关部门实行 防汛岗位责任制。具体包括如下：
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第11页/共101页
7.1 概述
① 行政首长负责制 ② 分级责任制 ③ 分包责任制 ④ 岗位责任制 ⑤ 技术责任制 ⑥ 值班工作制度
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7.2 洪水调节计算原理及方法
水库防洪计算与调PPT课件
水力学出流计算公式求得q ～ V曲线。
2) 从 第 一 时 段 开 始 调 洪 ， 由 起 调 水 位 ( 即 汛 前 水 位 ) 查
Z ～ V及q ～ V关系曲线得到水量平衡方程中的V 1 和q 1 ；
由入库洪水过程线Q(t)查得Q 1 、Q 2 ；然后假设一个q 2 值，
根据水量平衡方程算得相应的 V 2 值， 由V 2 在q ～ V曲线
如此继续试算下去，即得表1.6第(6)栏所示的下泄流量过程q(t)。
(5) 计 算 最 大 下 泄 流 量 q m ， 按 每 时 段 ∆t=12 小 时 ， 取 表 1.6 中 第 (1) 、 (3) 、
(6)栏的t、Q 、q值，绘出如图1.5的Q(t)和q(t)(退水段为虚线 )过程线。
可见以∆t=12小时逐时段试算求得的q m =240m 3 /s不是正好落在 Q(t)线上，
视为静水面时，其泄流水头 H 只是库中蓄水量 V 的
函数，即 H=f（V），故下泄流量
q 成为蓄水量
V
=
（1.2）
或
的函数，即
=
（1.3）
第11页/共86页
2.2考虑静库容的调洪计算方法
按静库容曲线进行调洪计算时，系假设水库
水面为水平，采用下泄流量与蓄水量的关系
q=f(V) 求解。常用的方法有列表试算法和图解分
10～5
第2页/共86页
1.2洪水的特点及防洪措施
1、洪水的特点
洪水一般是指河、湖、海所含水体上涨 ，超过常规水位的水流现象 。
天然 河道 中 ，某些 年份 由于水文 气象 的不利影响 ， 使汛期（或 其 他季节 ）河 中 流量超过河 槽 的宣泄能力
而泛滥两岸，即形成所谓的洪灾 。洪水有下面几个特性：
2) 从 第 一 时 段 开 始 调 洪 ， 由 起 调 水 位 ( 即 汛 前 水 位 ) 查
Z ～ V及q ～ V关系曲线得到水量平衡方程中的V 1 和q 1 ；
由入库洪水过程线Q(t)查得Q 1 、Q 2 ；然后假设一个q 2 值，
根据水量平衡方程算得相应的 V 2 值， 由V 2 在q ～ V曲线
如此继续试算下去，即得表1.6第(6)栏所示的下泄流量过程q(t)。
(5) 计 算 最 大 下 泄 流 量 q m ， 按 每 时 段 ∆t=12 小 时 ， 取 表 1.6 中 第 (1) 、 (3) 、
(6)栏的t、Q 、q值，绘出如图1.5的Q(t)和q(t)(退水段为虚线 )过程线。
可见以∆t=12小时逐时段试算求得的q m =240m 3 /s不是正好落在 Q(t)线上，
视为静水面时，其泄流水头 H 只是库中蓄水量 V 的
函数，即 H=f（V），故下泄流量
q 成为蓄水量
V
=
（1.2）
或
的函数，即
=
（1.3）
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2.2考虑静库容的调洪计算方法
按静库容曲线进行调洪计算时，系假设水库
水面为水平，采用下泄流量与蓄水量的关系
q=f(V) 求解。常用的方法有列表试算法和图解分
10～5
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1.2洪水的特点及防洪措施
1、洪水的特点
洪水一般是指河、湖、海所含水体上涨 ，超过常规水位的水流现象 。
天然 河道 中 ，某些 年份 由于水文 气象 的不利影响 ， 使汛期（或 其 他季节 ）河 中 流量超过河 槽 的宣泄能力
而泛滥两岸，即形成所谓的洪灾 。洪水有下面几个特性：
水库调洪演算的基本原理和方式
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（a）分析确定起调水位Z1和计算时段。
无闸: Z1=Z堰顶
有闸: Z1=Z限
（b）由起始条件确定Q1、Q2 、V1和q1。
（c）试算(q2~V2~q'2)。
（d）将q2、V2作为下时段的起始条件，推求q~t。
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
起始条件 假设q2
？
Z~V
水利水能规划
第三章 洪水调节
第二节 水库调洪计算的原理和方法
水利水能规划
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。
第一时段初始的Z1、q1、V1各值。
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
0
g
Z(m)
2.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
b
图
上
求
解。
f1 (Z )
d c
下泄流量q（m3/s）
f2 (Z )
f1(Z
)
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
Q( m 3
/ s ),
V t
水利水能规划
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。
水库调洪演算(西安理工大学课件)
铜钱坝水库Z~V关系曲线
5000
10000
15000
20000
25000 库容(万m3)
625 620 615 610
库水位Ｚ（米）
q=f(Z)关系曲线
泄量q（100米３／秒）
605
10
30
50
70
90
铜钱坝水库q=f(Z)关系曲线图
铜钱坝水库库水位-下泄流量曲线计算表
Z上(m)
605 607
Z下(m)
线，即可计算相应工作曲线
计算步骤见表
工作曲线见图
q~(V/Δt+q/2)工作曲线计算表
Z上 (m) V (万m3) Q (m3/s) q/2 (m3/s) V/Δt (m3/s) V/Δt+q/2 (m3/s)
605
607 609 611 613 615
6349.90
7244.90 8139.90 9223.56 10495.88 11768.20
以铜钱坝水库调洪演算为例
初定大坝采用底孔和溢流 坝联合泄流，溢流坝段堰顶高程 为605 m,溢流坝段总长定为75m， 分成5孔，每孔净宽13米。底孔设 一个,进口高程580m,孔口尺寸 3.5×3m。 大坝的库水位库容Z~V关系曲 线如图，大坝库水位流量Z~q关系 曲线如图。
水位(m)
640 630 620 610 600 590 580 570 560 0
表中各流量分别由下列公式确定：
底孔 q1 11 2 gh1 其中流量系数
1 取用0.82。
3 2
h1 为上下游水位差。
q2 2 B 2 gh2 表孔 2 取用0.49，
h2 Z上 605
605为溢流坝堰顶高程。
水文水利计算第十章水库防洪调节计算-PPT课件
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。
非常泄洪设施投入运用的启用标准、目前都以 某一库水位来表示，该水位称为启用水位z启。
二、启用非常泄洪设施时的 水库调洪计算
• 当入库洪水为校核标准的洪水，水库启用 非常泄洪设施参加泄洪时的水库调洪计算， 其基本原理与方法，与前面第二节介绍的 完全相同。需要注意的是，当库水位达到z 启以后，非常泄洪设施投入运用，水库的泄 量为非常泄洪设施泄量与正常泄洪设施泄 量之和。因此，原来为正常泄洪制作的q — v 关系线，以及q—v/t + q /2 辅助线在z启与 相应库容Ｖ启以上。
第四节 启用非常泄洪设施时的
水库调洪计算
• 一、水库的非常泄洪设施及其启用标准 非常运用的校核洪水比一般设计洪水大得多。
因此，为确保大坝安全，又不使正常泄流设施泄 流规模过大而造价过高，故常设置非常泄洪设施 来协助正常泄流设施宣泄校核洪水。
非常泄洪设施，可以是非常溢洪道和非常泄洪 洞。在我国采用较多的是非常溢洪道。也有采用 临时炸开副坝作为非常泄洪措施的。非常溢洪道 的堰项高程，当正常溢洪道不设闸门时，一般应 不低于正常溢洪道堰顶高程；当正常溢洪道设闸 门时，一‘般应不低于防洪限制水位。
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。
• 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。
非常泄洪设施投入运用的启用标准、目前都以 某一库水位来表示，该水位称为启用水位z启。
二、启用非常泄洪设施时的 水库调洪计算
• 当入库洪水为校核标准的洪水，水库启用 非常泄洪设施参加泄洪时的水库调洪计算， 其基本原理与方法，与前面第二节介绍的 完全相同。需要注意的是，当库水位达到z 启以后，非常泄洪设施投入运用，水库的泄 量为非常泄洪设施泄量与正常泄洪设施泄 量之和。因此，原来为正常泄洪制作的q — v 关系线，以及q—v/t + q /2 辅助线在z启与 相应库容Ｖ启以上。
第四节 启用非常泄洪设施时的
水库调洪计算
• 一、水库的非常泄洪设施及其启用标准 非常运用的校核洪水比一般设计洪水大得多。
因此，为确保大坝安全，又不使正常泄流设施泄 流规模过大而造价过高，故常设置非常泄洪设施 来协助正常泄流设施宣泄校核洪水。
非常泄洪设施，可以是非常溢洪道和非常泄洪 洞。在我国采用较多的是非常溢洪道。也有采用 临时炸开副坝作为非常泄洪措施的。非常溢洪道 的堰项高程，当正常溢洪道不设闸门时，一般应 不低于正常溢洪道堰顶高程；当正常溢洪道设闸 门时，一‘般应不低于防洪限制水位。
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。
水库洪水调节基本原理
H0—考虑行近流速v的堰顶水头，非淹没出流时，H等 于库水位与洞口中心高程之差，淹没出流时，H为上下游
水位之差（m）； ω—泄洪洞洞口的过水断面面积（m2）；
M2—流量系数。
方程或曲线，可按泄洪建筑物的水力特性换算 得到。3
q溢 （M11B）H堰2流
H即为库水位Z与堰顶高程之差 1 q（洞 2）M2闸H孔2 出流
1981-四川
1991
98 长 江 特 大 洪 水
‘98’洪水
• 长江流域发生了仅次于1954年的全流域型大洪水。嫩江流域、松 花江干流发生了超过历史实测记录的特大洪水。长江九江大堤发 生决口。全国800多万人参加了抗洪抢修，调用抢险物料总价值 130多亿元。抗洪抢险期间形成了“万众一心、众志成城、不怕 困难、顽强拼搏、坚韧不拔、敢于胜利”的伟大抗洪精神
• 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。
基本原理：水库水量平衡方程
在某一时段内，入库水量减去出库水量，应等于该时段 内水库增加或减少的蓄水量。水量平衡方程为：
Q、q(m3/s)
水量平衡方程
Qi+1 Q~t
Q1
Q2 2
t
q1
2
q2
t
V2
V1
Q ~ t q1、V1
t
q 2、V2
Qi
qi+1 qi
qmax q~t
V2-V1
△t
ti ti+1
t (min)
水位之差（m）； ω—泄洪洞洞口的过水断面面积（m2）；
M2—流量系数。
方程或曲线，可按泄洪建筑物的水力特性换算 得到。3
q溢 （M11B）H堰2流
H即为库水位Z与堰顶高程之差 1 q（洞 2）M2闸H孔2 出流
1981-四川
1991
98 长 江 特 大 洪 水
‘98’洪水
• 长江流域发生了仅次于1954年的全流域型大洪水。嫩江流域、松 花江干流发生了超过历史实测记录的特大洪水。长江九江大堤发 生决口。全国800多万人参加了抗洪抢修，调用抢险物料总价值 130多亿元。抗洪抢险期间形成了“万众一心、众志成城、不怕 困难、顽强拼搏、坚韧不拔、敢于胜利”的伟大抗洪精神
• 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。
基本原理：水库水量平衡方程
在某一时段内，入库水量减去出库水量，应等于该时段 内水库增加或减少的蓄水量。水量平衡方程为：
Q、q(m3/s)
水量平衡方程
Qi+1 Q~t
Q1
Q2 2
t
q1
2
q2
t
V2
V1
Q ~ t q1、V1
t
q 2、V2
Qi
qi+1 qi
qmax q~t
V2-V1
△t
ti ti+1
t (min)
水文水利计算课件：第十一章 水库洪水调节计算
q~ V q t 2
•关系曲线（见图4-4），以此作为辅助曲线，便可避免调洪演 算中的试算，而可按图4-4箭头所示方法进行演算
•具体步骤见书本P94 •图4-4 调洪演算单辅助线法
• （三）.简化计算法
• 在小流域、小型水库缺乏资料且水库只有无闸门泄洪道的情况下，设 想将入库与出库流量过程都简化为三角形（见下图）时，则入库洪水总
先将式41改写成?式中左端各项为已知值使用式42可制作?关系曲线见图44以此作为辅助曲线便可避免调洪演算中的试算而可按图44箭头所示方法进行演算?具体步骤见书本p94?图44调洪演算单辅助线法在小流域小型水库缺乏资料且水库只有无闸门泄洪道的情况下设想将入库与出库流量过程都简化为三角形见下图时则入库洪水总对于图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
能，须通过试算求解。对于任意的Δt 时段，其
Q1、Q2、q1、V1
•已知，欲求 q2和，V2 其步骤是，假定V2（或q2）后，代入式（4-2）可 求得q2（或V2），
•再以此q2（或V2）
•代入式（4-1）算
•得V2（或q2），若
•计算的与假定的一
•致，则试算完成，
•否则重新假定V2
•（或q2），直到满
• 对实际问题的考虑
• 最后，要提到一点的是，要严格地考虑洪水波通过水库时在水库沿程的 水位、流量等水力要素变化按不稳定流运动进行调洪演算，涉及到更多 的水力学问题，将要求较多且严格的资料，否则，将难以保证成果精度。 同时，严格的算法计算工作两也很大。所以，当无特殊要求时，前述方 法已够应用了
第三节 无闸门控制的水库防洪水利计算
•
据历史记载，自公元前2278年至1946年间，黄河改道26次，决口1593次；
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精选
水利水能规划
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)
推求精q选m示意图
t△1tt' t2
t (min)
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
水利水能规划
二、水库调洪计算的基本方程
2、蓄泄方程
q f (V ) 或q ~ V
Z(m)
0
Z~q洞
Z~q溢
H H0
q溢 M1BH 3/2
q洞 M2H01/2
溢洪 q(m3/s) 道
q ~ H Z~V q ~ f (V )
泄洪
洞
方程不是显式精，选 无法直接求解
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
1、列表试算法
（1）由Z~V曲线、泄流计算公式推求q~V曲线。
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（a）分析确定起调水位Z1和计算时段。
无闸: Z1=Z堰顶
有闸: Z1=Z限
（b）由起始条件确定Q1、Q2 、V1和q1。
（c）试算(q2~V2~q'2)。
（d）将q2、V2作精为选下时段的起始条件，推求q~t。
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区
6h
精选
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
有闸门控制的溢洪道调洪作用示意图
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
水库防洪计算
• 一、水库防洪计算的任务 • 在防洪计算时，通常初步拟定泄流方式，这需
要根据洪水特性、水库安全、闸门启闭设备， 以及技术经济条件等综合考虑加以论证确定。 泄洪建筑物形式的选择必须综合考虑水利枢纽 的地形条件、地质条件、水库大坝类型、综合 利用要求以及利用洪水预报进行泄洪的可能性 等条件，最终选定时也必须进行技术经济比较 论证。 • 水库防洪计算的任务，主要是对各种拟定的方 案，通过调洪计算，求得最大下泄流量、调洪 库容和最高洪水位等技术参数，为技术经济论 证和选择最佳方案提供依据。
q 2
均可与水库水位Z建立函数关系
精选
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
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：
f1(Z )
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
精选
f3 (Z )
f1(Z )
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（3）在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。
（4）推求Vm、V调、Zm。
V调=Vm-V汛限
qmax
q~V
精选 Vm
Z~V
Zm
水利水能规划
列表试算法小结：
洪水过程线 起始条件
q~V曲线的绘制←Z~V
q~t曲线的推求←试算 qm的推求←绘图
Zm、Vm推求←查图（表）
f2 (Z )
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
水利水能规划
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
精选
水利水能规划
二、水库调洪计算的基本方程
1、水量平衡方程
Q1
Q2 2
t
q1
2
q2
t
V2
V1
Q ~ t q1、V1 t
q 2、V2
Q、q(m3/s)
Qi+1
Q~t
Qi
qi+1 qi
qmax q~t
V2-V1
△t
ti ti+1
t (min)
水库水量平衡示意图
一个方程两个未精知选 数没有办法求解
q 2
(m 3
/ s ),
V t
q 2
(m 3
/ s)
水利水能规划
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 5.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。
精选
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
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精选；否则在t1，t2之间计算qm。
水利水能规划
三、水库调洪公式推求q~V曲线。
水利水能规划
第三章 洪水调节
第二节 水库调洪计算的原理和方法
精选
水利水能规划
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。
精选
水利水能规划
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
第一时段初始的Z1、q1、V1各值。
精选
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
0
g
Z(m)
2.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
b
图
上
求
解。
f1 (Z )
d c
下泄流量q（m3/s）
f2 (Z )
f1(Z
)
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
Q(
m精3选/ s
),
V t
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】 精选
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区
6h
精选
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
起始条件 假设q2
？
Z~V
Z1
q~V
V1、q1
水量平衡方程
Q1、Q2
Δt
q~V
V2
蓄泄 方程
q2=q'2
q'2
qm、Zm
q~t
精选q2、V2
推求q~t曲线示意图
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
1、列表试算法 （1）由Z~V曲线、泄流计算公式推求q~V曲线。 （2）推求水库下泄流量过程线q~t。 （3）在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。
水利水能规划
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)
推求精q选m示意图
t△1tt' t2
t (min)
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
水利水能规划
二、水库调洪计算的基本方程
2、蓄泄方程
q f (V ) 或q ~ V
Z(m)
0
Z~q洞
Z~q溢
H H0
q溢 M1BH 3/2
q洞 M2H01/2
溢洪 q(m3/s) 道
q ~ H Z~V q ~ f (V )
泄洪
洞
方程不是显式精，选 无法直接求解
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
1、列表试算法
（1）由Z~V曲线、泄流计算公式推求q~V曲线。
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（a）分析确定起调水位Z1和计算时段。
无闸: Z1=Z堰顶
有闸: Z1=Z限
（b）由起始条件确定Q1、Q2 、V1和q1。
（c）试算(q2~V2~q'2)。
（d）将q2、V2作精为选下时段的起始条件，推求q~t。
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区
6h
精选
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
有闸门控制的溢洪道调洪作用示意图
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
水库防洪计算
• 一、水库防洪计算的任务 • 在防洪计算时，通常初步拟定泄流方式，这需
要根据洪水特性、水库安全、闸门启闭设备， 以及技术经济条件等综合考虑加以论证确定。 泄洪建筑物形式的选择必须综合考虑水利枢纽 的地形条件、地质条件、水库大坝类型、综合 利用要求以及利用洪水预报进行泄洪的可能性 等条件，最终选定时也必须进行技术经济比较 论证。 • 水库防洪计算的任务，主要是对各种拟定的方 案，通过调洪计算，求得最大下泄流量、调洪 库容和最高洪水位等技术参数，为技术经济论 证和选择最佳方案提供依据。
q 2
均可与水库水位Z建立函数关系
精选
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
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：
f1(Z )
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
精选
f3 (Z )
f1(Z )
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
（3）在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。
（4）推求Vm、V调、Zm。
V调=Vm-V汛限
qmax
q~V
精选 Vm
Z~V
Zm
水利水能规划
列表试算法小结：
洪水过程线 起始条件
q~V曲线的绘制←Z~V
q~t曲线的推求←试算 qm的推求←绘图
Zm、Vm推求←查图（表）
f2 (Z )
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
水利水能规划
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
精选
水利水能规划
二、水库调洪计算的基本方程
1、水量平衡方程
Q1
Q2 2
t
q1
2
q2
t
V2
V1
Q ~ t q1、V1 t
q 2、V2
Q、q(m3/s)
Qi+1
Q~t
Qi
qi+1 qi
qmax q~t
V2-V1
△t
ti ti+1
t (min)
水库水量平衡示意图
一个方程两个未精知选 数没有办法求解
q 2
(m 3
/ s ),
V t
q 2
(m 3
/ s)
水利水能规划
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 5.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。
精选
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
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精选；否则在t1，t2之间计算qm。
水利水能规划
三、水库调洪公式推求q~V曲线。
水利水能规划
第三章 洪水调节
第二节 水库调洪计算的原理和方法
精选
水利水能规划
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。
精选
水利水能规划
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
第一时段初始的Z1、q1、V1各值。
精选
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
0
g
Z(m)
2.
利
f3(Z )
用
e
辅 Z2 助
q2
f
线
在
Z1 a
b
图
上
求
解。
f1 (Z )
d c
下泄流量q（m3/s）
f2 (Z )
f1(Z
)
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
Q(
m精3选/ s
),
V t
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】 精选
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区
6h
精选
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
精选
水利水能规划
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
起始条件 假设q2
？
Z~V
Z1
q~V
V1、q1
水量平衡方程
Q1、Q2
Δt
q~V
V2
蓄泄 方程
q2=q'2
q'2
qm、Zm
q~t
精选q2、V2
推求q~t曲线示意图
水利水能规划
三、水库调洪计算方法
1、列表试算法 （1）由Z~V曲线、泄流计算公式推求q~V曲线。 （2）推求水库下泄流量过程线q~t。 （3）在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。