库容水位计算
水库特征水位和特征库容
水库特征水位和特征库容水库是一种人工建造的水利工程，旨在储存水源、调节水流量、供应灌溉和发电等多种用途。
而水库特征水位和特征库容则是衡量一个水库重要参数的两个指标。
本文将从以下几个方面进行详细阐述。
一、什么是水库特征水位？1.1 定义水库特征水位是指一个周期内，该水库的平均蓄水位，这个周期可以是年度、季度或月度等。
1.2 意义特征水位反映了一个周期内该水库储存的有效蓄水量，也是衡量一个水库规模大小的重要指标。
同时，它还与调节洪峰、供应灌溉和发电等相关。
1.3 计算方法计算特征水位需要根据实际情况选择不同的计算方法。
以年度为例，特征水位= ∑(每个月份蓄积容积× 月份天数) ÷ (365 × 特征库容)其中，“每个月份蓄积容积”指该月末时刻该水库的蓄积容积，“月份天数”指该月份实际天数，“365”表示一年总共有365天，“特征库容”是指该水库的特征库容。
二、什么是水库特征库容？2.1 定义水库特征库容是指在一个周期内，该水库储存的平均有效蓄水量，也就是说，这个周期内该水库所能储存的最大有效蓄水量。
2.2 意义特征库容是衡量一个水库规模大小的重要指标，它反映了该水库储存有效蓄水量的能力。
同时，它还与调节洪峰、供应灌溉和发电等相关。
2.3 计算方法计算特征库容需要根据实际情况选择不同的计算方法。
以年度为例，特征库容= ∑(每个月份蓄积容积× 月份天数) ÷ (365 × 12)其中，“每个月份蓄积容积”指该月末时刻该水库的蓄积容积，“月份天数”指该月份实际天数，“365”表示一年总共有365天，“12”表示一年总共有12个月。
三、影响水位和特征库容的因素3.1 水文因素降雨和径流是影响水位和特征库容最主要的因素之一。
水库的特征水位和特征库容都与降雨和径流量有关，通常情况下，降雨量越大、径流量越大，水库的特征水位和特征库容也会相应增加。
3.2 工程因素水库的建设和运营也会影响其特征水位和特征库容。
水利工程计算常用公式
水利工程计算常用公式水利工程是指以调节、利用和管理水资源为目的，进行河道治理、水库建设、河岸防护、水闸、泵站、引水工程等一系列工程建设和管理活动的综合体。
在水利工程的设计和计算中，常用的公式主要有以下几类：1.水文计算公式：a.流量计算公式：根据液体流体力学基本原理，常用的流量计算公式有：理论流量公式（Q=AV），曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)），和弗拉德公式等。
b.水位流量关系公式：如曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）中的Rh是水力半径，Rh=A/P，A为横截面积，P为横截面周长。
c.水位推算公式：如流量计算中的曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）可以根据已知流量和断面形状，反推算出水位。
2.水力学公式：a.管流公式：如达西公式（Q=CDA(RhS)^1/2）中的Rh是水力半径，A是横截面积，S是流量线斜率，D是管道直径，C是与管道摩擦相关的系数。
b. 水力势能公式：E=(H+0.5V^2+gz)，其中H是液体的压力能，V是液体的动能，g是重力加速度，z是液体所处的高度。
3.水库工程计算公式：a. 水位库容关系公式：如三角形库容计算公式（V=1/2Hbk），其中V是库容，H是水位高度，b是库底宽度，k是库容系数。
b.溢洪量计算公式：如矩形底孔溢洪公式（Q=CLH^1.5），其中Q是溢洪流量，L是孔口宽度，H是水头高度，C是与底孔形状相关的系数。
4.泵站工程计算公式：a.泵功率计算公式：P=WQHη/3600，其中P是泵的功率，W是水的密度，Q是流量，H是扬程，η是泵的效率。
b.泵性能曲线公式：H=f(Q)，其中H是扬程，Q是流量，曲线描述了泵的扬程和流量之间的关系。
5.水闸工程计算公式：a.开度流量关系公式：如梯形开度流量公式（Q=C(L+h1/2h2)h3/2）中的Q是流量，C是与槽门形状相关的系数，L是闸门的全长，h1和h2是上下水位之差，h3是开度。
水库库容计算公式
水库库容计算公式1.水库角形面积计算公式：水库角形面积指的是水库在不同水位下的横截面积。
对于直角坐标系下的水库，可以通过连接水库两端边界上的点，形成一个多边形，然后使用多边形面积计算公式来计算。
多边形面积计算公式有多种，其中一种常用的计算公式是利用水库两端边界上点的坐标，按顺时针或逆时针方向计算如下：S = 0.5 * [(x1*y2 + x2*y3 + ... + xn-1*yn + xn*y1) - (x2*y1 + x3*y2 + ... + xn*y1 + x1*yn)]其中，S表示多边形的面积，n表示多边形的边数，(x1, y1) ~ (xn, yn)表示多边形边界上的点的坐标。
2.坝体造型计算公式：坝体造型计算公式指的是根据水库的几何形状参数，来计算水库不同水位下的横截面积。
常见的坝体造型有三角形坝、矩形坝、梯形坝等，这些形状的库容计算公式是不同的。
-三角形坝库容计算公式：三角形坝库容计算公式是根据坝顶高程、坝底高程和坝宽计算的。
V=0.5*h*b*l其中，V表示库容，h表示水位高程，b表示坝宽，l表示坝长。
-矩形坝库容计算公式：矩形坝库容计算公式是根据坝顶高程、坝底高程和坝宽计算的。
V=h*b*l其中，V表示库容，h表示水位高程，b表示坝宽，l表示坝长。
-梯形坝库容计算公式：梯形坝库容计算公式是根据坝顶高程、坝底高程、坝宽和坝高计算的。
V=(h1+h2)/2*b*l其中，V表示库容，h1表示坝顶高程，h2表示坝底高程，b表示坝宽，l表示坝长。
总结：以上是常见的水库库容计算公式，不同形状的水库可以选择相应的公式进行计算。
通过计算水库的库容，可以评估水库的蓄水能力，为水库的设计和管理提供重要依据。
利用VBA对水库水位～库容曲线计算
利用VBA对水库水位～库容曲线计算王小旭【摘要】介绍了利用VBA对水库水位～库容曲线进行分析计算的有效方法,与传统方法相比,其精确度更高,与ArcGIS计算方法相比,原理相同,但效率更高,更具操作性和可控性,其结果可满足工程规划设计要求.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】3页(P31-33)【关键词】VBA;DEM;上关水库:水位～库容曲线【作者】王小旭【作者单位】唐山市水利规划设计研究院,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TV214近年来由于计算机技术迅猛发展，以及“3S”（GIS、RS和GPS）技术的引入，水位～库容曲线计算方法一般是通过航测获得水库DEM （Digital Elevation Model，即数字高程模型），然后利用ArcGIS进行分析计算。
主要计算方法是利用ArcToolbox中的相关工具，如栅格计算器、填挖方工具、表面体积计算工具等。
ArcGIS作为一款成熟的商业地理信息系统分析软件，可完全胜任此分析计算，但当计算分析水位间距较小时，操作步骤较复杂，人工输入重复较多，耗时较长。
本文以上关水库为例，采用与ArcGIS相同计算原理，将水库DEM数据导出excel能够识别的数据格式，然后通过运行编写的相应VBA代码，一次性全部获得水位～库容计算数值。
1 计算原理与方法1.1 基于DEM的水库库容计算方法数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，在测绘、水文、工程建设等领域有着广泛的应用。
DEM分辨率是作为刻画地形精确程度的一个重要指标，主要是指DEM最小的单元格的长度。
因为DEM是离散数据，所以（X，Y）坐标其实是一个一个的小方格，每个小方格上标识出其高程。
每个方格单元的高程为方格面积范围内的地形拟合高程hi。
假设用获取的方格宽度为d的DEM来计算给定高程H水位的库容，在给定高程水位的范围内形成三维立体表面，每个格网单元到给定高程水面的形状为四棱柱，则每个格网的下面为地面，上面为给定高程的水面，分别计算出每个四棱柱单元的体积（计算公式如下），然后累加即成为给定高程水位的总库容。
水位库容曲线计算与拟合
水位库容曲线计算与拟合尚宪锋;李斌【摘要】In this paper,SUFER is used in the calculation of the capacity of the reservoirs and compared with the DTM method of CASS.The calculation results show that they are basically identical.This paper obtains curve function of the water level-capacity by using Origin software nonlinear curve fitting tool.The function is corrected for the second time,the deviation is becoming smaller.This method has achieved good effect.%本文将SUFER应用于水库库容计算中，并与CASS中的DTM法进行了比较分析，两者计算结果基本一致。
同时利用origin软件非线性曲线拟合工具，对水位库容曲线进行拟合，得到了水库水位库容曲线函数，并对所得函数进行了二次修正，偏差较小，取得了良好效果。
【期刊名称】《吉林水利》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】3页(P31-33)【关键词】水下地形;水位库容曲线;拟合;拟合偏差【作者】尚宪锋;李斌【作者单位】山东省莱芜市雪野水库管理处，山东莱芜 271199;山东省莱芜市雪野水库管理处，山东莱芜 271199【正文语种】中文【中图分类】TV697.2雪野水库位于黄河流域大汶河水系瀛汶河上游，是一座以防洪为主，结合灌溉、发电、工业供水、水产养殖、风景旅游的综合利用的大(二)型水库。
水库控制流域面积444km2，总库容 2.21亿m3，兴利库容1.12亿m3，水面面积约12km2。
库容曲线计算的基本方程
(1)库容曲线计算的基本方程：
()
Z A A A A V ∆++=∆221131 式中 △V —部分库容，m³(或万m³)；
A 1、A 2—分别为相邻两等高线各自包围的水面面积，m³(或万m³)；
△Z —相邻两等高线(水位)间的水位差，m 。
3）弯道段最大横向水面差：
gr
B V K 2h =∆ 式中：
△h —弯道外侧水面与中心线水面的高差，m
B ——弯道宽度，m ；
r ——弯道中心线曲率半径，m ；
K ——超高系数，取1.0；
本溢洪道有2个转弯段，经计算得：△h max1=0.79m ，△h max2=0.68m 。
（4）海漫长度计算
根据溢洪道设计规范，当消力池下游河床为非岩基时，应设置防冲齿墙、海漫防冲槽等保护措施，按照水闸设计规范有关规定执行。
海漫长度按照下列公式计算：
H q k L p ∆=
式中：
p L ——海漫长度（m ）；
q ——消力池末端单宽流量（m2/s ）
； H ——上、下游水位差（m ）；
K ——海漫长度计算系数，根据河床土质确定，根据地勘资料显示峡江水库溢洪道末端基础为粉质粘土，查《水闸设计规范》（SL265-2001）附录表B.2.1，取K=9。
根据计算取
p L =20m 。
水库防洪计算(例题1)
（q1+q2)△ t/2
（106m3）
0.54 3.81 9.18 9.85 6.84 4.59 3.04 2.01 1.27
V （106m3） Z（m）
q计算
误差
43 44.7 51.6 55.4 52.7 50.4 48.6 47.1 46.0 44.9
65 65.416 18.895769 0.000231 67.153 157.58913 0.000373 68.097 267.56918 -0.00018 67.437 188.60435 -0.00035 66.862 127.92693 7.33E-05 66.389 84.586369 -0.00037 66.033 56.3855 0.0005 65.745 36.879774 0.000226 65.481 22.020694 -0.00019
12 130
167
12
80
105
12
45
62.5
12
30
37.5
12
10
20
12
0
5
2.20 10.76 12.96 7.21 4.54 2.70 1.62 0.86 0.22
6 18.896 157.5895 267.569 188.604 127.927 84.586 56.386 36.88 22.0205
（2）列表计算q-V曲线 在堰顶高程65m之上，假设不同库水位Z列于表3中，用它们分别减去堰顶高程 q堰=m1*B*H3/2=1.6*30*H3/2=48H3/2 从而算出各H相应的溢洪道泄流能力，加上发电流量6m3/s，得Z值相应 列于表3（3）中，再由（1）的Z值查图Z-V曲线，得Z值相应的库容V，列于表3（4）中。
水库水位及库容简单记忆
死水位=死库容，（死水位-库底）
防洪限制水位，水库汛期允许兴利的上限水位
正常蓄水位=兴利库容（正常蓄水位-死水位），
防洪高水位，为保护下游达到的坝前最高水位，防洪库容（防洪高水位-防洪限制水位）
结合库容，（正常蓄水位-防洪限制水位）
设计洪水位：达到大坝的设计洪水在坝前的最高水位，水库正常运行的最高水位，挡水建筑物稳定计算的依据。
拦洪库容（设计洪水位-防洪限制水位）
校核洪水位：达到大坝的校核洪水在坝前的最高水位，非正常工作，是大坝高程及安全校核的依据。
调洪库容（校核洪水位-防洪限制水位）、总库容（校核洪水位-库底）。
蓄水池库容计算公式
蓄水池库容计算公式
蓄水池库容计算公式为库容=水面面积×水面高度。
其中，水面面积指蓄水池正常水位时的水面面积，水面高度指水面正常水位时的水位高度与坝顶高程之差。
除了上述公式外，还有一些其他计算库容的方法，如级差法、面积折减法和实测法等。
其中，级差法是在蓄水池设计和建造过程中常用的一种方法。
它主要是将蓄水池按照不同高度分成若干级别，然后分别计算每个级别的水容量，最后将所有级别的水容量相加，得出整个蓄水池的库容。
面积折减法是一种简单而实用的方法，它主要是根据蓄水池不同水位时水面面积的变化情况来推算出蓄水池的总库容。
实测法则是通过对蓄水池进行改造或扩建时的现场实测来计算库容。
库容系数的计算公式
库容系数的计算公式
库容系数的计算公式是用来衡量一个水库或水体储水能力的指标，常用于水资
源管理和水文预测。
库容系数是指水库实际蓄水量（或水体储水量）与其设计容量之比。
计算公式如下：
库容系数 = 实际蓄水量 / 设计容量
其中，实际蓄水量表示当前水库（或水体）中储存的实际水量，设计容量是水
库（或水体）的设计最大蓄水量。
库容系数一般用百分比表示，可以反映水库（或水体）当前的蓄水状态。
当库
容系数接近100%时，表示水库（或水体）已经达到设计容量的接近满水位，蓄水
量充足；而当库容系数较低时，表示蓄水量与设计容量之间存在较大差距，水库（或水体）水位较低。
库容系数的计算可以通过实际测量或间接估算来获得。
实际测量是通过监测水
库（或水体）实际蓄水量来获取数据，可使用现代水文仪器、传感器等设备进行监测。
间接估算可以利用水文模型、遥感数据和历史气象数据等方法，通过数学统计和模拟计算得出库容系数的估计值。
库容系数的计算公式为水库和水体管理与规划中的重要工具，可以帮助决策者
了解当前水域的水资源状况，合理进行水资源分配和管理。
它对于水文预测、灌溉规划、洪水调度和水电发电等方面都具有重要意义，有助于有效利用和保护水资源。
断面法水库库容计算的算法细节
（2）
上式即为水库库容计算的基本公式，一般称为截锥（体体积）公 式。给定一个高程，计算出水库所有基本断面的断面面积，对相邻断 面采用（2）式计算断间库容，加起来即可实现该高程下水库库容的 粗略计算。 2．体积的分层计算 截锥体概化假设计算区段上下断面形状是概化相似的， 在河道原
2
型中，这种条件不可能准确达到。另一方面，由于实际的断面间河长 是与高程有关的， 用等高线法确定的断面间距也是一个随高程变化的 量。因而，在实际的库容计算中，通常不是直接采用（2）式，而是 通过分层——累加的方法来计算逐级的断间库容。
7
支流河口
干流坝前
图 7 支流河口区段及 干流坝前区段位置示意图
对于某些支流，由于地形条件及其他因素的限制，无法恰好在河 口位置设置基本断面。于是，支流最下游的实设断面与河口之间的一 块儿容积就需要另做考虑。目前的做法是在河口位置虚设河口断面， 计算时完全借用上游实设断面的数据。因而在计算公式上有如下关 系：
zi zi-1 zi-2
断面间距 bi
面积A2i
面积A 1i 一个截锥计算层，对应于（ 3 ）式中的一个求和项
图 2 断间库容的分层计算模型
如图 2 所示，以等间距的水平面将容积立体分成若干层，对每层 的体积应用截锥公式计算，再累计求和得到各个高程下的断间库容。 设 A1i ， A2i ，b i 分别为上下断面在第 i 层边界内的面积和概化间距， 则第 j 层层顶高程对应的断间库容为：
V j
1 bz j ( z j A2 z j z j 1 A2 z j 1 ) 3 z2
（7）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
其中 bzj 的取值，显然有： 当 z j1 , z j z1 , z 3 时 bzj =b(z3)， z j1 , z j z 3 , z2 时 bzj =b(z2) 对 V j 进行累加后得到的体积对应于图 5(b)中实线所代表的部分。
水库存储水量计算公式
水库存储水量计算公式水库是一种重要的水利工程设施，它可以有效地调节河流水量，防洪排涝，供水灌溉等多种功能。
水库的存储水量是水库的重要参数，它直接影响着水库的调节能力和水资源的利用效率。
因此，准确计算水库的存储水量对于水利工程设计和水资源管理具有重要意义。
本文将介绍水库存储水量的计算公式及其应用。
水库存储水量的计算公式通常采用水库水位-库容曲线来进行计算。
水库水位-库容曲线是指在水库的正常蓄水位范围内，水位与库容之间的函数关系。
它反映了水库在不同水位下的库容变化规律。
水库存储水量的计算公式可以通过水位-库容曲线来进行推导和计算。
水库存储水量的计算公式一般可以表示为：V = ∫Adh。
其中，V表示水库的存储水量，A表示水库在不同水位下的库容，h表示水位的变化范围。
上式表示了在水库的正常蓄水位范围内，水库的存储水量可以通过对水位-库容曲线下的面积进行积分来进行计算。
在实际工程中，水库的水位-库容曲线通常通过水文观测和测量来进行确定。
水文观测是指通过对水库水位和库容的实时监测和记录，来获取水库的水位-库容曲线。
通过对水位-库容曲线的测定，可以得到水库在不同水位下的库容，从而可以利用上述的存储水量计算公式来进行水库存储水量的计算。
水库存储水量的计算公式在水利工程设计和水资源管理中具有重要的应用价值。
首先，它可以用于确定水库的调节能力和水资源的利用效率。
通过对水库的存储水量进行计算，可以评估水库的蓄水能力和调节能力，从而为水利工程设计和水资源管理提供依据。
其次，它可以用于水库的蓄水调度和水资源的合理利用。
通过对水库存储水量的计算，可以确定水库在不同时段的蓄水量，从而指导水库的蓄水调度和水资源的合理利用。
最后，它可以用于水库的安全评估和水灾风险管理。
通过对水库存储水量的计算，可以评估水库的安全性和水灾风险，从而为水库的安全管理和水灾风险管理提供依据。
综上所述，水库存储水量的计算公式是水利工程设计和水资源管理中的重要工具。
水库库容计算公式
水库库容计算公式其中，V表示库容，单位为立方米（m³）；A表示水库的面积，单位为平方米（m²）；D表示水库的平均深度，单位为米（m）。
乘以1000是将面积和深度的单位转换为立方米。
这个公式的原理是将水库视为一个三维空间，通过计算其底面积和高度来确定体积。
首先，计算出水库的底面积，并与平均深度相乘，得到水库的体积。
然后，将体积的单位转换为立方米，以便进行准确的计量和比较。
最终得到的数值就是水库的库容。
水库库容计算公式的应用非常广泛。
在水资源管理和规划中，库容是一个重要的指标，可以用来评估水库的储水能力和供水能力，为农业灌溉、城市供水和工业生产等提供基础数据。
此外，库容还可以用来确定水库的防洪能力和调节水位等信息。
库容计算公式的精确性和可靠性主要取决于面积和深度的测量精度。
因此，在进行库容计算之前，需要对水库的地形和地貌进行详细的测量和调查，以获得准确的面积和深度数值。
对于大型水库，可能需要使用航空或卫星遥感技术来获取更精确的数据。
此外，还需要考虑水库在不同季节和年份的变化情况，以确定库容的变化范围。
总的来说，水库库容计算公式是水库规划和管理中不可或缺的一部分。
通过准确计算水库的面积和平均深度，可以得到水库的库容，为水资源管理和规划提供基础数据。
这个公式的应用范围广泛，包括农业灌溉、城市供水、工业生产和防洪调水等领域。
然而，在进行库容计算之前，需要进行详细的测量和调查，以获得准确的数据，并考虑水库的变化情况。
只有在数据和情况的基础上，才能得出可靠和有效的库容数值。
兴利库容的计算例题
"兴利库容"通常是指水库的有效蓄水容量，是指水库正常蓄水位至溢流洪水位之间的有效储水能力。
一般来说，计算兴利库容需要考虑水库的设计水位、死水位、洪水位等因素。
以下是一个简化的计算兴利库容的例题：
假设某水库的设计水位为200米，死水位为180米，溢流洪水位为210米。
求该水库的兴利库容是多少？
解题步骤如下：
1. 首先计算兴利库容的公式为：兴利库容 = 设计水位 - 死水位
2. 将给定的数值代入公式进行计算：兴利库容 = 200米 - 180米 = 20米
因此，该水库的兴利库容为20米。
请注意，实际的水库容量计算可能会更加复杂，需要考虑更多因素，如水库的形状、坝体的高度、不同季节的水位变化等。
以上仅为一个简化的例题，实际情况中可能会有更多复杂的计算和考虑因素。
水位库容曲线插值计算公式
水位库容曲线插值计算公式
在线性插值中，我们假设水位库容曲线是一条直线，通过已知
的两个水位点来估算其他水位下的库容量。
假设已知两个水位点分
别为(W1, V1)和(W2, V2)，其中W表示水位，V表示库容量。
那么
对于给定的水位W，其对应的库容量V可以通过以下公式进行估算： V = V1 + (V2 V1) (W W1) / (W2 W1)。
另一种常见的插值方法是多项式插值，其中最常见的是二次插值。
通过已知的三个水位点(W1, V1)，(W2, V2)，(W3, V3)，我们
可以使用二次插值公式来估算其他水位下的库容量。
假设已知三个
水位点的坐标分别为(W1, V1)，(W2, V2)，(W3, V3)，我们可以得
到一个二次方程：
V = aW^2 + bW + c.
通过解这个二次方程，可以得到系数a、b、c的值，从而可以
估算其他水位下的库容量。
除了线性插值和多项式插值外，还有其他插值方法，如样条插
值等，这些方法可以根据实际情况选择合适的插值计算公式来进行水位库容曲线的估算。
在实际工程中，需要根据水库的特点和实测数据的精度来选择合适的插值方法，以获得准确的水位库容曲线。