水库洪水调节及计算培训课件
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表3-1 某水库水位容积关系线
库水位 （m） 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 137
库容 (104m3) 0
20 82 210 418 732 1212 1700 2730 3600 4460 4880
起调水位132m
初始库容 2730×104m3
水库洪水调节及计算
1/51
第三节
水库调洪计算的基本方法
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
2/51 调洪计算的已知条件：
在水利规划中，常需根据水工建筑物的设计标准或下 游防洪标准，按工程水文中所介绍的方法，去推求设计 洪水流量过程线。因此对于调洪计算来说，入库洪水过 程及下游允许水库下泄的最大流量均是已知的。
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
（2）确定调洪的起始条件。
（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量
（4）逐时段试算求泄流过程q～t
18/51
调洪试算过程：
时间பைடு நூலகம்Q
Q
q
q
△V
V
t(h) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) （m3） (m3)
19/51
Z
q’
(m) ( m3/s)
同时，水库汛期防洪限制水位以及泄洪建筑物的型式 和尺寸也是已知的。
3/51 调洪计算的已知条件：
水库调洪计 算已知条件
（1） 入库洪水过程
（2）
下游安全泄量
（3） 防洪限制水位（起调水位）
（4） 泄水建筑物型式及尺寸
q=f(v)曲线已知
4/51
水库的调洪计 算就是推求
（1） 下泄洪水过程线,即q~t曲线 （2） 拦蓄洪水的库容 （3） 水库水位的变化,即z~t曲线
0
0.5
1
…
4
5
溢洪道泄量 q溢 (m3/s) （3） 0
22 64 … 522 716
发电洞泄量q电 (m3/s) （4） 10 10 10 … 10 10 总泄流量q (m3/s) （5） 10 32 74 … 532 726
库容 V (104m3)
（6） 2730 2980 3180 … 4460 4880
第（1）行为堰顶高程132m以上假设的不同库水位Z；
第（2）行为堰顶水头H，等于库水位Z 减去堰顶高程；
第（3）行为溢洪道下泄流量，由 第（4）行为发电流量10m3/s；
q溢＝M1BH
32＝1.6×40×
H 32=64
3
H2
第（5）行为总的下泄流量；
第（6）行为相应库水位Z 的库容V，可由库容曲线查得。
由qm 查q=f(V)关系线，可得最高洪水位时的库容V总 。由V总 减去起调水位 相应库容，即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容Vm 。再由V总 查 水位库容曲线，就可得到最高洪水位Zm 。
试算的基本步骤
11/51
把这一时段末的q2、V2 ，作为下一时段的q1、V1 ，再进行下一 时段的试算。如此连续下去，便可求得整个泄流过程q～t。
将其与假定的q2 相比较，若两者相等，即为所求。否则需重新假 设一个q2 值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止， 这样便完成了一个时段的计算工作。 假设时段末的下泄流量q2 ，根据水量平衡方程求出时段末水库 的蓄水增量△V，而V1+△V= V2，由V2查曲线q=f(v)得q2 。
由起始条件确定起始计算时段的q1、V1和入库流量Q1，Q2，
13/51
图3-1 某水库面积和容积特性曲线
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)，如图所示
14/51
图 某水库q=f(v)关系曲线
水库 q f关(V系)曲线计算步骤及表如下：
库水位 Z (m)
15/51
（1） 132 132.5 133 … 136 137
溢洪道堰顶水头 H (m)
（2）
某水库泄洪建筑物为无闸河岸式溢洪道，堰顶高程与正常蓄水位齐平，为 12/51
132m，堰顶净宽B=40m，流量系数M1＝1.6。该水库设有小型水电站， 汛期按水轮机过流能力Q电＝10m3/s引水发电，尾水再引入渠首灌溉。水 库的容积曲线见表3-1和图3-1。水库设计标准为百年一遇，设计洪水过程 如表3-2中第（1）、（2）栏所列。试用试算法求水库泄流过程、设计最 大下泄流量、拦洪库容和设计洪水位。
洪水过程线摘录Q1，Q2 ，……。
NO.5
10/51
决定起始计算时刻的q1、V1值，然后列表计算，计算过程中，对每
一计算时段的q2、V2值都要进行试算。
NO.6
将入库洪水Q～t 过程和计算所得的泄流过程q～t 绘在同一张图上，若 计算所得的qm 最大下泄流量正好是两线的交点，说明计算qm 正确。
NO.7
8/51
重要步骤如下：
NO.1
引用水库的设计洪水过程线。
NO.2
根据水库容积曲线 V
9/51
f (Z )和泄洪建筑物的泄洪能力公式，
求出下泄流量与库容的关系曲线 q f (V ) 。
NO.3
根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件， 即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
NO.4
Δt 选取合适的计算时段 （以秒为计算单位），由设计
（2）确定调洪的起始条件。
（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量
初选计算时段△t ＝8h＝28800s，按计算时段的入库洪水流量，计 算出时段平均入库流量和时段入库水量。
平均入库流量为： (Q1+Q2)/2＝(0+100)/2
＝50 m3/s，
入库水量为 △t(Q1+Q2)/2= 28800×50＝ 144×104m3
5/51
水库调洪计算的基本方法：
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
6/51
水库调洪计算的基本方法：
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
7/51 一、列表试算法：
列表试算法
根据水量平衡方程和蓄泄方程两式的公用解，通 过列表试算，逐时段求得水库的蓄水量和下泄流量。 这种通过试算求方程组公共解的方法称为列表试算 法。
(1) (2)
(3) (4) (5)
(6)
(7)
(8)
(9)
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
（2）确定调洪的起始条件。
16/51
由于本水库溢洪道无闸门控制，因此起调水位亦即 防洪限制水位取为与堰顶高程齐平，即132m。相应 库容为2730×104m3，初始下泄流量为发电流量 10m3/s。
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
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库水位 （m） 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 137
库容 (104m3) 0
20 82 210 418 732 1212 1700 2730 3600 4460 4880
起调水位132m
初始库容 2730×104m3
水库洪水调节及计算
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第三节
水库调洪计算的基本方法
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
2/51 调洪计算的已知条件：
在水利规划中，常需根据水工建筑物的设计标准或下 游防洪标准，按工程水文中所介绍的方法，去推求设计 洪水流量过程线。因此对于调洪计算来说，入库洪水过 程及下游允许水库下泄的最大流量均是已知的。
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
（2）确定调洪的起始条件。
（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量
（4）逐时段试算求泄流过程q～t
18/51
调洪试算过程：
时间பைடு நூலகம்Q
Q
q
q
△V
V
t(h) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) （m3） (m3)
19/51
Z
q’
(m) ( m3/s)
同时，水库汛期防洪限制水位以及泄洪建筑物的型式 和尺寸也是已知的。
3/51 调洪计算的已知条件：
水库调洪计 算已知条件
（1） 入库洪水过程
（2）
下游安全泄量
（3） 防洪限制水位（起调水位）
（4） 泄水建筑物型式及尺寸
q=f(v)曲线已知
4/51
水库的调洪计 算就是推求
（1） 下泄洪水过程线,即q~t曲线 （2） 拦蓄洪水的库容 （3） 水库水位的变化,即z~t曲线
0
0.5
1
…
4
5
溢洪道泄量 q溢 (m3/s) （3） 0
22 64 … 522 716
发电洞泄量q电 (m3/s) （4） 10 10 10 … 10 10 总泄流量q (m3/s) （5） 10 32 74 … 532 726
库容 V (104m3)
（6） 2730 2980 3180 … 4460 4880
第（1）行为堰顶高程132m以上假设的不同库水位Z；
第（2）行为堰顶水头H，等于库水位Z 减去堰顶高程；
第（3）行为溢洪道下泄流量，由 第（4）行为发电流量10m3/s；
q溢＝M1BH
32＝1.6×40×
H 32=64
3
H2
第（5）行为总的下泄流量；
第（6）行为相应库水位Z 的库容V，可由库容曲线查得。
由qm 查q=f(V)关系线，可得最高洪水位时的库容V总 。由V总 减去起调水位 相应库容，即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容Vm 。再由V总 查 水位库容曲线，就可得到最高洪水位Zm 。
试算的基本步骤
11/51
把这一时段末的q2、V2 ，作为下一时段的q1、V1 ，再进行下一 时段的试算。如此连续下去，便可求得整个泄流过程q～t。
将其与假定的q2 相比较，若两者相等，即为所求。否则需重新假 设一个q2 值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止， 这样便完成了一个时段的计算工作。 假设时段末的下泄流量q2 ，根据水量平衡方程求出时段末水库 的蓄水增量△V，而V1+△V= V2，由V2查曲线q=f(v)得q2 。
由起始条件确定起始计算时段的q1、V1和入库流量Q1，Q2，
13/51
图3-1 某水库面积和容积特性曲线
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)，如图所示
14/51
图 某水库q=f(v)关系曲线
水库 q f关(V系)曲线计算步骤及表如下：
库水位 Z (m)
15/51
（1） 132 132.5 133 … 136 137
溢洪道堰顶水头 H (m)
（2）
某水库泄洪建筑物为无闸河岸式溢洪道，堰顶高程与正常蓄水位齐平，为 12/51
132m，堰顶净宽B=40m，流量系数M1＝1.6。该水库设有小型水电站， 汛期按水轮机过流能力Q电＝10m3/s引水发电，尾水再引入渠首灌溉。水 库的容积曲线见表3-1和图3-1。水库设计标准为百年一遇，设计洪水过程 如表3-2中第（1）、（2）栏所列。试用试算法求水库泄流过程、设计最 大下泄流量、拦洪库容和设计洪水位。
洪水过程线摘录Q1，Q2 ，……。
NO.5
10/51
决定起始计算时刻的q1、V1值，然后列表计算，计算过程中，对每
一计算时段的q2、V2值都要进行试算。
NO.6
将入库洪水Q～t 过程和计算所得的泄流过程q～t 绘在同一张图上，若 计算所得的qm 最大下泄流量正好是两线的交点，说明计算qm 正确。
NO.7
8/51
重要步骤如下：
NO.1
引用水库的设计洪水过程线。
NO.2
根据水库容积曲线 V
9/51
f (Z )和泄洪建筑物的泄洪能力公式，
求出下泄流量与库容的关系曲线 q f (V ) 。
NO.3
根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件， 即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。
NO.4
Δt 选取合适的计算时段 （以秒为计算单位），由设计
（2）确定调洪的起始条件。
（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量
初选计算时段△t ＝8h＝28800s，按计算时段的入库洪水流量，计 算出时段平均入库流量和时段入库水量。
平均入库流量为： (Q1+Q2)/2＝(0+100)/2
＝50 m3/s，
入库水量为 △t(Q1+Q2)/2= 28800×50＝ 144×104m3
5/51
水库调洪计算的基本方法：
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
6/51
水库调洪计算的基本方法：
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法
7/51 一、列表试算法：
列表试算法
根据水量平衡方程和蓄泄方程两式的公用解，通 过列表试算，逐时段求得水库的蓄水量和下泄流量。 这种通过试算求方程组公共解的方法称为列表试算 法。
(1) (2)
(3) (4) (5)
(6)
(7)
(8)
(9)
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
（2）确定调洪的起始条件。
16/51
由于本水库溢洪道无闸门控制，因此起调水位亦即 防洪限制水位取为与堰顶高程齐平，即132m。相应 库容为2730×104m3，初始下泄流量为发电流量 10m3/s。
解：
（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)
17/51