水文水利计算课件：第十一章 水库洪水调节计算

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
• 根据水利电力部颁发的SDJ12-78规范规定，水利水电枢纽工程本身的防 洪要求，按其工程规模、效益和在国民经济中的重要性划分为五等，等 别按下表规定确定
• 水利水电枢纽工程的枢纽建筑物的级别由其所属பைடு நூலகம்程等别及其在工程中 的作用和重要性划分为五等，按下表规定确定
•设计永久性水工建筑物所采用的洪水标准，分为正常运用（设计）和
第四章 水库洪水调节计算
• 第一节 概述 • 第二节 水库调洪演算方法 • 第三节 无闸门控制的水库防洪水利计算 • 第四节 有闸门控制的水库防洪水利计算
•
第一节 概述
• 一.我国基本情况及治理 • 二.水库的调洪计算 • 三.水库防洪计算的任务
一.我国基本情况及治理
• 1.基本情况：我国是一个洪涝灾害频繁的国家
•
1.确定防护对象的防洪标准和大坝的安全泄洪标准。
•
2.确定水库的泄洪设备类型（即泄洪建筑物形式）尺寸、各
种防洪特征水位、不同频率洪水的最大下泄流量
•
3.确定水库的防洪运行方式
• 防护对象的防洪标准，应根据防护对象的重要性、历次洪灾情 况、社会经济影响和防洪工程的具体条件和实际能力分析选择。 根据水利电力部颁发的SDJ11-77规范规定，防护对象的防洪标 准可参考下表：
•
3
•
q1 mB 2g h12 （4-3）
• 式中 B — 泄洪道净宽；
h1 — 堰上水头； m — 流量系数；
— 侧收缩系数。
若底孔泄流，则泄流公式为
q2 2gh2 （4-4）
— 孔口出流面积；
h2 — 孔口中心水头；
— 孔口出流系数。
• 根据式（4-3）、（4-4）可换算求得水库水位Z与泄流量q的关系 q=f1(Z)，如下图中的Z~q曲线。进而由库容曲线换算求得水库蓄水量V 与q的关系q=f(V)。
• 于是，在Δt 时段的调洪演算中，可由已知的Δt ，Q1、Q2、q1、V1 联解式（41水）的、水式库（蓄4-水2）和求泄得水的q全1和过V2程。。依时序逐段递推计算，可求得该次洪
•二.调洪演算的基本方法
•（一）列表试算法
•对于控制泄流情况，采用列表法十分方便，具体计算与第二章所述相同。
对于自由泄流情况，则须联解式（4-1）和式（4-2）。然解析求解不可
二.水库的调洪计算
• 无闸门表面泄洪道泄流的两种情况： • （1）如图a所示，洪水开始进入水库时，水库水位
（起调水位Z01）处于堰顶高程。 （2）如图b所示，洪水开始进入水库时，水库水位 （起调水位Z02）处于堰顶高程以下。
三.水库防洪计算的任务
• 防洪设计中除考虑下游防护对象的防洪要求外，更应确保大坝 的安全。故水库防洪设计的任务可以概括为以下三个“确定”：
安徽、江苏等省发生特大洪水。尤其是1998年的特大洪水。（数据）
• 2.治理措施： （1）对于自然因素，须通过各种工程措施进行抵御。如兴修
堤防、整治河道、兴建水库及分洪滞洪工程、开挖新河和水土保持等。
（2）对于人为因素，需要在防洪的指导思想上来个转变和发展。 国内外已先后逐渐采取的工程措施和非工程措施想结合抗御洪水的办法即是此 防洪思想和策略的发展，比较有效
•足为止。
•现用例子说明如下
•（右为表格，具体
•步骤见书本P93）。
•表4-9
水库调洪演算辅助曲线计算表
•（二）调洪演算辅助线法
•单辅助线法：先将式（4-1）改写成
•
V1 t
q1 2
Q
q1
V2 t
q2 2
（4-5）
•式中 Q — t时段平均入库流量 •式中左端各项为已知值，使用式（4-2）可制作
第二节 水库调洪演算方法
• 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，一供 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（应与执行一定泄流量的闸门开启 程序相区别）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。对此情况，若按静库容条件
考虑，须联解水库水量平衡方程和相应水库蓄洪方程才能实现逐时段的
调洪演算。对调洪过程中任一Δt （ Δt=t2-t1）时段，计算式可表示如下
• •
Q1
Q2 2
Δt
-
q1
q2 2
非常运用（校核）两种情况，根据建筑物级别按表4-4，表4-5，表46选定。 •表4-4 永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准
•表4-5 水电站厂房正常运用洪水标准和非常运用洪水标准 •表4-6 永久性挡水和泄水建筑物非常运用洪水标准
•对于非溢流坝的坝顶高程，为了保证不溢过或溅过坝顶，除规定应不低 于水库正常运用和非常运用的静水位加波浪的计算高度外，还须考虑安 全超高。其数值按表4-7选定。
•
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；
自公元前185年至1949年间，长江发生水灾220次；新中国成立后，还是有比较
广泛的地区，对于较大洪水，尤其是特大洪水目前还不能抵御，几乎每年都有
不少地区遭受洪涝灾害。就最近10年来说，1981年四川发生特大洪水，1991年
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
Δt
V2
V1
q f (V )
（4-1） （4-2）
式中 Q1、q1 — 时段初入库、出库流量；
Q2、q2 — 时段末入库、出库流量；
V1、V2 — 时段初入库、出库流量。
• 蓄洪方程q=f(V)表示闸门开度不变 条件下水库蓄水量与泄洪量间关系； 当属无闸门自由溢洪道时为水库泄 洪能力曲线。 q=f(V)方程或曲线， 可按泄洪设备类型尺寸（或闸门开 度）的水力特性换算制作。若为无 闸门表面泄洪道，其泄洪公式为