第三章水库洪水调节解读

水库自身的安全标准：是指设计水工建筑物所 采用能够的洪水标准。目的只是为了确定建筑物的 合理尺寸和水库特征水位。水工建筑物的洪水标准 分正常运用和非常运用两种情况。与前者相应的洪 水标准称为设计洪水；与后者相应的洪水称为校核 洪水。我国现在采用的方法是根据建筑物的级别， 按水工建筑物设计标准的规定，选择适合的设计和 校核洪水的标准。
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。
为调洪计算上的方便，常将溢洪道和泄洪洞的 泄流能力公式绘制成蓄泄曲线q—V，其中q为当水 库蓄量V时对应的泄流能力。
从溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式可知，对于 一定的泄洪建筑物来说，当行近流速水头不计时， q仅为V的单值函数，即q=f（V）。
⑤按④计算得的V2，查q～V线得相应的q2与 假定的q2比较，如相等则假定正确，如不相等 重新假定。 ⑥求得正确的q2，V2即做为下一时段之q1，V1， 继续演算。
例题：某水库的泄洪建筑物和尺寸已定，设有
闸门。水库的运用方式是：在洪水来临时，先用闸 门控制q 使等于Q，水库保持汛期防洪限制水位 （38.0m）不变；当Q继续加大，使闸门达到全开， 以后就不用闸门控制，q 随Z的升高而加大，流态 为自由泄流，qmax也不限制，情况与无闸门控制 一样。
q
0
22.5
55
105
因而，对于一定的水库和泄洪建筑物，可按溢 洪道和泄洪洞的泄流能力公式及库容曲线计算并绘 制该水库的蓄泄曲线q—V。
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116m，堰顶净宽B=45m， 堰流系数M1=1.6。该水库设有小型水电站，汛期按 水轮机过水能力Q电=10(m3／s)引水发电。该水库 的库容曲线列于下表中，试绘制其蓄泄曲线q—V。
显然，该时段的q2，V2正是第2时段开始时的 q1、Vl，于是又可联立解出第2时段末的q2，V2， 依此类推，即可求出水库下泄流量过程线、最大下
泄流量qm、调洪库容Vm和水库最高洪水位Z洪。
3.3 水库调洪计算的列表试算法 ①根据Z～V，Z～q线推求q～V线。 ②选取合适的时段，以秒为单位。 ③决定开始计算的边界条件，Z1，V1，q1。 ④假定时段末的q2，按水量平衡方程求得V2 。
溢洪道的泄流能力可按堰流公式计算：
q溢

M
1
BH
3 0
/
2
q溢—溢洪道泄流能力(m3／s)； H0—考虑行近流速v的堰顶水头，可近似等于 堰顶水深H（m）；
B—溢流堰净宽（m）；
M1—溢流系数，其值取决于溢流堰型式；
泄洪洞的泄流能力可按有压管流公式计算：
q洞

来自百度文库
M
2H
1/ 0
2
q洞—泄洪洞的泄流能力(m3／s)；
第三章 洪水调节
3.1 水库调洪的任务与防洪标准
1、水库调洪作用与任务
⑴水库具有调蓄作用 ⑵水库调洪任务 ①对下游有防洪任务：削减下泄洪水流量，使 其不超过下游河床的安全泄量。 ②水库本身的调洪任务：水库不承担下游防洪 任务时，洪水期下泄流量不受限制，但由于水库本 身自然地对洪水有调蓄作用，洪水过程变形，客观 上有滞洪作用。
⑶无闸滥洪道的水库调洪情况
无闸溢洪道水库的调洪作用
1—入库流量过程线；2—下泄流量过程线；3—库水位过程线
⑷设闸溢洪道的水库调洪情况
有闸溢洪道水库的调洪作用 1—胸墙；2—闸门；3—溢洪道；4—入库流量过程线（相当与下 游防洪标准）；5—下泄流量过程线
2、防洪标准
⑴防洪标准 ⑵如何确定防洪标准 水库下游的防洪标准：应根据防护对象的重要 性、历次洪水灾害及其对政治经济的影响，按照国 家规定的防洪标准范围，经分析论证后，与有关部 门协商选定。在选定水工建筑物的前提下，还要选 定下游防护对象的防洪标准，显然，防洪标准不应 高于设计标准。
① 116 118 120 122 124 126
②0 2 4 6
8
10
③ 10 214 586 1068 1638 2280
④ 247 276 307 340 378 423
某水库库容曲线Z—V及蓄泄曲线q—V
2、水库调洪计算基本原理
水库调洪是在水量平衡和动力平衡 (即水力学 中所说的连续方程和运动方程)的支配下进行的。 水量平衡可表示为水库水量平衡方程，动力平衡可 由水库蓄泄方程(或蓄泄曲线)来反映。从起调开始， 逐时段连续求解这两个方程，即可由入库流量过程 Q—t求得下泄流量过程q—t这就是水库调洪计算所 遵循的基本原理。
⑴水量平衡方程
Q1
Q2 2
t

q1
q2 2
t

V
V2
V1
⑵水库蓄泄方程或水库蓄泄曲线
q=f(V)或q—V曲线
上两式中，仅q2，V2为未知数，故联立求解可 得。
如第一时段，Q1，Q2可从人库洪水过程线得 知，q1、Vl可由起调水位Z1查Z—V、q—V线得到， 从而可联解出该时段末的q2，V2。
3.2 水库调洪计算的原理
1、水库泄洪建筑物泄流能力的分析
泄洪建筑物在某水头下的泄流能力，是指该水 头下泄洪建筑物可能通过的最大流量，是实际泄流 量的上限。对无闸溢洪道，该水头下的泄流量和泄 流能力是一致的。对于有闸溢洪道，当闸门全开时 二者也是一致的。溢洪道的类型、尺寸既定之后， 不管是有闸还是无闸，其泄流能力仅随水头而变化。
已知V=f（Z），并根据泄洪建筑物和尺寸， 算出q=f（Z）曲线。堰顶高程为36.0m。
某水库V=f（Z）、q=f（Z）曲线（闸门全开）
Z
36
36.5
37
37.5
38
38.5
39
39.5
40
40.5
41
V
4330
4800
5310
5860
6450
7080
7760
8540
9420
10250 11200
表1 某水库水位容积曲线表
库水位Z/m
75 80 85 90 95 100 105 115 125
库容V/106m3
0.5 4
10 23 45 77. 119 234 401 5
①绘制库容曲线Z—V。 ②列表计算q—V。 ③绘制该水库的蓄泄曲线q—V。
表2 某水库q—V关系计算表
库水位Z/m 堰顶水头H/m 泄流能力q/m3/s 库容V/106m3