多泄洪渠道水库调洪演算分析—说明书
岸堤水库洪水预报及调洪演算软件使用说明书_图文(精)
岸堤水库雨洪资源解析使用说明书二〇一五年六月一日作者:文华:********:fblwh150@163.目录第一章概述 (3第二章功能简介 (5第一节功能特点 (5第二节软件画面 (6第三节运算功能 (7第四节气象云图及气象雷达 (13 第三章数学模型 (14第一节洪水模型 (141、瞬时单位线 (142、CAMMADIST函数语法 (153、CAMMADIST函数应用 (164、流域洪水错时叠加 (17第二节洪水传播 (18第三节泄量模型 (191、闸门出流 (192、推求水面线 (213、闸门泄量 (22第四节调洪演算 (22第五节控运案 (23第四章扩展性设计 (23第五章调洪实例 (29第六章课目攻关概况 (30第七章使用说明书 (31第一节洪水预报 (31第二节调洪演算 (33第三节其他计算 (33附件课题研发小组成员....................................................................... 错误!未定义书签。
第一章概述控制和预见洪水,让洪水变为一种资源,实现科学预见、动态管理、合理利用,是本课题的研究对象。
科学控制洪水,真正能够对洪水运用自如,其首要问题是准确解析、及时预报,掌握洪水动态。
但目前实际应用中,对水库防洪兴利控制运用,还仅限于依靠库水位的变化,结合下游河道的承受能力,试探性的调节洪水,这种洪水调整模式,具有较大的盲目性,理论面的支撑相对不足。
当前,各水库防汛主体单位,均制定了相应的《水库控制运用案》。
如岸堤水库防洪调度图(图1,但这些案的编制和批复仅表现为粗线条和原则性的界定,是在进行大量假定的基础上进行编制的,应用中的可操作性相对欠缺,在实践中仅具有指导意义。
(图1洪水调度控制案的编制,偏离实际应用,存在的突出问题,主要表现在以下几个面:1、假定了降雨的空间分配是均匀的,即整个流域降雨分布是均等的。
但实际降雨,特别是流域面积稍大的水库,降雨的空间分布几乎不可能是均等。
“水库调洪演算的原理和方法”教案讲义
2、蓄泄方程
qf(V) 或q ~ V
Z(m)
0
Z~q洞
Z~q溢
H H0
q溢M1BH3/2
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，无法直接求解
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。
• 二、无闸溢洪道水库的防洪计算 • (一)下游无防洪要求时 • (1)拟定方案；(2)调洪计算；(3)计算坝高；
(4)计算各方案的投资(5)选定方案
• (二)下游有防洪要求
• 在防洪水利计算中需要考虑下游安全泄量的要求， 分别对枢纽标准与下游防洪标准的洪水进行调洪计 要。具体的步骤是：
• (1)假定不同的溢洪道宽度B方案。
• 水库防洪计算的内容，主要包括以下几点： • (1)根据库区地形、地质等条件，分析洪水特性及
灾害情况，考虑兴利库容与调洪(防洪)库容结合的 可能和程度，拟定苦干个泄流建筑物形式、位置、 尺寸，以及汛期运用方式的方案。 • (2)对各方案进行调洪计算，求得每个方案相应于 各种设计洪水的最大下泄流量、调洪库容和最高洪 水位。 • (3)计算各方案的大坝造价、淹没损失、泄流建筑 物投资、下游堤防造价、水库防洪效益等经济指标、 进行技术经济分析与比较，选择最佳方案。
（4）推求Vm、V调、Zm。
V调=Vm-V汛限
q~V
qmax
Vm
Z~V
Zm
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）
调洪演算报告
调洪演算报告一、引言调洪演算是指利用数学模型和计算机技术对洪水进行模拟和预测的过程。
它是现代水利工程中非常重要的一项技术，能够帮助水利部门预测洪水的发生及其对河流、湖泊等水域的影响，为防洪工作提供科学依据。
本报告将介绍调洪演算的基本原理、方法和应用，并对其在实际工程中的应用进行案例分析。
二、调洪演算的原理和方法1. 数学模型调洪演算主要依靠数学模型来描述洪水的传播过程。
常用的数学模型有水动力模型、水质模型和沉积模型等。
水动力模型用于模拟洪水的传播过程，水质模型用于模拟洪水对水质的影响，沉积模型用于模拟洪水沿河道的泥沙运动过程。
这些数学模型基于流体力学原理和质量守恒原理，通过求解偏微分方程组得到洪水的水位、流速和泥沙浓度等参数。
2. 数据采集和处理调洪演算需要大量的实测数据来进行模拟和预测。
这些数据包括雨量、水位、流量、泥沙浓度等。
数据采集可以通过自动气象站、水文站和水质监测站等设备来实现。
采集到的数据需要经过处理和校正，以保证数据的准确性和可靠性。
3. 模型参数的确定数学模型中有许多参数需要通过实测或估计来确定。
这些参数包括水动力模型中的水力半径、河床粗糙度系数等，水质模型中的污染物扩散系数、沉积模型中的沉积速率等。
确定这些参数的方法有试验室实测、现场观测、文献资料归纳等。
4. 模拟和预测在确定了数学模型和模型参数后，可以利用计算机进行模拟和预测。
模拟过程是根据已有的数据和模型参数，对洪水的传播过程进行数值计算，得到洪水的水位、流速和泥沙浓度等参数。
预测过程是在模拟的基础上，预测未来一段时间内的洪水情况，以便采取相应的防洪措施。
三、调洪演算的应用案例1. 洪水预警调洪演算可以提供洪水的预测结果，帮助水利部门及时发布洪水预警信息，提醒周边居民采取防洪措施，减少人员和财产损失。
2. 洪水调度调洪演算可以模拟不同调度方案对洪水传播的影响，帮助水利部门制定合理的调度方案，最大限度地减少洪水对下游地区的影响。
C-2 水库调洪演算的数值解程序
Ｃ－２ 水库调洪演算的数值解程序作者 张校正（新疆水利厅 ）一、程序功能已知水库的水位--水面面积关系，洪水量过程线，对于每一种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、泄水建筑物参数）由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，计算机输出各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等。
并用彩色曲线绘制洪水过程线、泄洪过程线和水库水位变化线。
二、算法简介1，水库水量平衡分方程的数值解：水库水量平衡微分方程：q Q dt dZ f -=式中: f=f(z) 水库水面面积，是水位z 的函数；Z=Z(t) 水位，是时间t 的函数；Q=Q(t) 入库流量，是时间t 的函数；Q=q(z) 出库流量，是水位z 的函数。
将上式移项，并定义调洪函数)()()(),(z f Z q t Q Z t F -=则得 ⎪⎩⎪⎨⎧==00)(),(Z t Z Z t F dt dZ 这是一个一阶常微分方程的初值问题。
应用定步长的龙格－库塔方法求解。
其公式为：)22(6143211K K K K Z Z n n ++++=-式中： )()()(),(111111------⨯=⨯=n n n n n Z f Z q t Q T Z t F T K)21()2()2()2,2(11111112K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+⨯=++⨯=----- )2()2()2()2,2(212112113K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+⨯=++⨯=----- )()()(),(3131314K Z f K Z q t Q T K Z t F T K n n n n n ++-⨯=+⨯=---T 为洪水流量时段间隔；n=1,2,……,J2，泄流量公式：当泄水建筑物为深孔时，)(2111111A C Z g B A M q --=式中：M 1 流量系数；A 1 泄流孔口高；B 1 泄流孔口宽；Z 水位；C 1 泄流孔口底槛高程。
调洪演算 (2)
100～30 60～15
30～5 15～3
<5
<3
50～5 5～0.5 <0.5
中等 一般
30～ 5
5～1
<1
调洪演算
1.确定洪水标准
工程等级
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ Ⅵ
表2 水工建筑物级别
永久性建筑物级别
主要建筑物 次要建筑物
1
3
2
3
3
4
4
5
5
5
临时性建 筑物级别
4 4 5 5
调洪演算
1.确定洪水标准
表3 山区、丘陵区水利水电工程永久建筑物的洪水标准[重现期(年)]
下游地基允许的下泄流量 下游防洪要求
调洪演算
调洪演算
水库下泄流量计算表
库水位 （m)
底孔水 头(m)
底孔 流量 （m³/s）
表孔水 头(m)
表孔 发电引 流量 用流量 （m³/s） (m³/s)
总下泄 流量 (m³/s)
库容(亿 m³)
调洪演算
要求：每种工况设计需绘出洪水过程线 和下泄过程线
调洪演算 答疑时间：3.8-3.23 每周二、四上午9:30 答疑地点：水电楼1022
应拟定不少于三种较合理方案，分别进行计算。最终确 定出泄洪建筑物合理的孔口尺寸、设计洪水位、校核洪 水位。
调洪演算
4.调洪演算
已知：用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力 曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则 目的：推求水库的泄流过程、水库水位变化过程及相应 的最高洪水位和最大下泄流量。 控制条件：上游允许淹没高程
请大家抓紧时间，快速进入毕 业设计模式。
预祝大家在设计中有收获，有进步， 愉快渡过大学中最后的美好时光！
水库兴利调节及调洪演算
⽔库兴利调节及调洪演算《⽔资源规划及利⽤》课程设计说明书在过去的⼀周⾥，我们进⾏了《⽔资源规划及利⽤》的课程设计，我们做的是梅⼭⽔库的三个典型年的兴利演算及其发电量的计算还有68年梅⼭⽔库的⼀次调洪演算。
现在，我们基本上已经设计完毕，通过课程设计，进⼀步加强了我们对所学内容的理解⽔平和应⽤能⼒，培养了我们分析问题与解决问题的能⼒。
下⾯，就是我们在课程设计的过程。
概述1．梅⼭⽔库概况：梅⼭⽔库位于淮河⽀流史河上游的安徽省⾦寨县境内，东与淠河西源为邻，西与灌河隔岭为界，南源于⼤别⼭北麓，北距史河⼊淮⼝130km。
⽔库流域南北长约70km，东西宽约40km，流域⾯积1970km2。
梅⼭⽔库按500年⼀遇洪⽔设计，5000年⼀遇洪⽔校核，设计洪⽔位137.66m，校核洪⽔位139.93m，正常蓄⽔位128.0m，汛限⽔位125.27m，死⽔位94.00m，总库容22.64亿m3，兴利库容9.57亿m3，死库容1.26亿m3，为年调节⽔库。
梅⼭⽔库现有⽔电站装机容量为4万kW，4台发电机组，单机最⼤过⽔流量29.8m3/s，电站主要结合灌溉供⽔或利⽤泄洪弃⽔发电，原则上不单独为发电⽬的⽽放⽔⼊横排头⽔库。
现状情况下多年平均发电量为9925万kW·h。
2．设计内容：①.熟悉资料，绘出相关曲线；②.根据梅⼭⽔库的1969-2008年的⼀年中各旬的⼊库流量资料，定出对应设计保证率为10%，50%，90%的设计典型年；③.分别对梅⼭⽔库的三个典型年的⼀、⼆种⽅案进⾏兴利调节和⽔能计算，求出各种⽅案的年平均发电量，并且⽐较各⽅案的利弊。
④.⽤第⼀种⽅案分别对梅⼭⽔库的1969年的⼀次洪⽔进⾏调洪演算。
3．设计⽅案：兴利⽅案：①⽅案⼀：正常蓄⽔位：128 m，汛限⽔位：125.27 m。
②⽅案⼆：正常蓄⽔位：128 m，汛限⽔位：124.57 m。
调洪⽅案：汛限⽔位125.27m，防洪⾼⽔位130.2，控泄流量75m3/s 4．梅⼭⽔库兴利调度原则：⾮汛期为5-10⽉，汛期为6-9⽉，其中9⽉为过渡期，即从9⽉份开始⽔库开始慢慢蓄⽔，并在9⽉末时保证⽔库⽔位在死⽔位和正常⾼⽔位之间，10-5⽉份⽔库处于⾮汛期，这段时间保证⽔库⽔位在死⽔位和正常⾼蓄⽔位之间，并保证⾮汛期末时⽔库⽔位在死⽔位与汛限⽔位之间。
调洪演算
2、采用列表试算法进行调洪演算：1) 确定水库蓄泄关系a) 确定库容曲线：根据给定的库容曲线表绘制水库的库容曲线如图2-1图2-1水库库容曲线b) 确定水库泄流公式 根据堰流泄流能力：2302H g mB Q =式中： m —— 流量系数，本工程取0.35； B —— 堰顶净宽，55.0m ； g —— 重力加速度，取29.81gm s ；H0—— 堰顶水头，考虑坝前行进流速水头较小，取H0=H 。
则水库泄流能力公式可确定为：23(27.85）Zo Zt Q -=式中： Zt 为当前水库水位 Zo 为正常高水位（溢流堰堰顶高程），本地取167.3m 。
c) 确定蓄泄关系 i. 确定一组水库库容V(I)，I=1,2……m ； ii. 对V(I)，据库容曲线查得库水位Z （I ），据2）计算对应的泄流能力q （i ）； iii. 对应一组V~q ，确定蓄泄关系，如图2—2。
图2-2 水库蓄泄关系图2)列表进行调洪演算a)试算程序调洪演算原理i.对t时段计算，水库初始需水量V(t-1)由上一时段给出；ii.假设qt，则可计算出该时段的水库需水量V(t)，从蓄泄关系上差得qt’；iii.比较qt与qt’，若|qt-qt’|<ξ1，则t=t+1，否则重新假设qt，令t=t；iv.当算至水库|Z(t)- Zo|<ξ2时，终止计算。
b)计算表格i.设计频率为P=5.0%的计算结果如表2-1：表2-1 频率为P=5.0%的调洪演算计算结果图2-3 频率为P=5.0%的调洪演算计算图ii.设计频率为P=3.33%的计算结果如表2-2；表2-2 频率为P=3.33%的调洪演算计算结果图2-4 频率为P=3.33%的调洪演算计算图iii.设计频率为P=0.33%的计算结果如表2-3；表2-3 频率为P=0.33%的调洪演算计算结果来水、泄流及水位过程线图2-4：表2-5 频率为P=0.33%的调洪演算计算结果c)调洪演算计算结果如表2-6表2-6 列表法调洪演算结果31)拟定工作图a)确定Z—q关系线，见列表法进行调洪演算；b)确定（V/△t±q/2）—q关系线；i.确定一组水库库容V(I)，I=1,2……m；ii.对V(I)，据库容曲线查得库水位Z（I），据2）计算对应的泄流能力q（i），并计算V（i）/△t+q(i)/2；iii.对应一组V（i）~Z(i)~ V（i）/△t+q(i)/2~ V（i）/△t-q(i)/2，确定各相各关系。
水库调洪计算书范本
水库调洪计算书范本一、项目背景我国是一个水资源短缺严重的国家，且水灾频发。
为了减少水灾对人民生命财产造成的损失，我国在各个地区建设了大量的水利工程，其中就包括水库。
水库作为调控水文过程的一种主要设施，具有蓄水、防洪、发电等多种功能。
然而，由于气候变化和人类活动等因素的影响，水灾依然时有发生。
因此，对水库的调洪工作显得尤为重要。
二、调洪计算原理水库调洪计算是指通过对水库蓄洪、泄洪运行进行模拟和计算，确定最优的调洪方案，以减少水灾风险，保护人民生命财产安全。
水库调洪计算的基本原理包括以下几点：1. 检测水情：通过水文站点监测、遥感技术等手段获取水情信息，包括降雨量、河道流量等数据。
2. 水库调度：根据水情信息和水库的蓄放水特性，确定水库的蓄放水方案，包括蓄水量、进水量、出水量等参数。
3. 洪水模拟：利用数学模型对水库进出水过程进行模拟，预测水库的蓄放水情况。
4. 风险评估：根据模拟能力，评估水库的风险程度，确定合理的调洪方案。
5. 优化调整：在预测风险和实际水情变化的基础上，适时调整调洪方案，降低灾害风险。
三、计算过程下面将以某水库为例，对其调洪计算过程进行详细叙述。
1. 水库基本情况：某水库位于某省某市，是一座多功能水库，具有调节河流径流、发电、农田灌溉等功能。
水库总库容XXX万立方米，最大蓄水位XXX米，最大调洪流量XXX立方米/秒。
2. 水情检测：水库所在地区的水文站每日监测并报送水情数据，包括降雨量、河道流量等。
3. 水库调度：根据水情数据和水库的特性，制定水库的调洪方案。
根据历史资料和专家预测，确定水库要蓄水至什么水位，以及在何种水情下进行泄洪等。
4. 洪水模拟：利用水文模型对水库的进出水过程进行模拟，计算水库蓄放水情况。
根据模拟结果，评估水库的洪水风险，确定调洪方案。
5. 优化调整：在实际运行中，不断监测水情数据，与模拟数据进行比较，根据实际情况适时调整调洪方案，以降低风险。
四、计算结果和结论根据以上计算，得出某水库的最优调洪方案为：在水情允许的情况下，积极蓄水，保持水库水位在安全范围内；在出现降雨等恶劣天气条件时，采取适当的泄洪措施，确保不会造成洪水灾害。
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多泄洪渠道水库调洪演算分析
说明手册
考虑水库多个泄洪渠道，如泄洪洞、有闸控制溢洪道、无闸控制溢洪道,根据制定各泄洪渠道的防洪调度规则,进行水库调洪演算分析.本程序可以一次性输入多个入库洪水过程,计算出各个入库洪水调洪结果。
计算简便快捷、精度高,方便水库防洪调度规则的制定。
一、洞塞效能的基本条件
1。
1洞塞效能的基本条件
洞塞消能原理是利用过水面积突然缩小和突然扩大产生巨大的局部水头损失达到消能目的，洞塞方案应满足以下三个基本条件：首先,洞塞进口过水断面突缩将导致洞塞内流线分离，前
端动水压力大幅度下降，因此泄洪洞内的压力必须足够大以保证洞塞内有足够的正压，还宜在出口处设置一个突缩的出口，增加洞内压力，避免空化现象；其次，洞塞泄洪洞在各种工况下不应出现明满流转换,一直保持满流状态的流态最为平稳,泄洪洞布置高程应尽可能低,出口顶部于下游水面以下有足够淹
没深度;最后，各级洞塞的尺寸及相互比例的协调是关键，除
了根据泄流量设计各级洞塞的尺寸，还应根据整个系统的水力学计算以保证各级洞塞内均保持适当的正压。
见下图：
1.2洞塞泄洪洞的布置形式
洞塞泄洪洞的基本布置型式如图1所示,包括进口闸门、上平
段、上弯段、竖井、洞塞、出口收缩段等，此类型式具有消能效果好、流态稳定、洞塞内水流空化数大等优点，但第一级洞塞前导流洞内压力很大，洞身强度设计困难很大，此基本布置型式适合于水头不太高（100m左右)的工程。
对于超高水头工程，将洞塞泄洪洞布置成图2所示的直弯洞塞型式，除利用洞内突缩突扩消能外,还充分利用水流直角转弯产生巨大水头损
失，消能效果成倍增加，经直弯洞塞消能后导流洞内压力水头显著降低.高水头工程的导流洞一般按有压流设计，在改建洞
塞泄洪洞时对后部的大部分段落无需特别的衬护处理，只需对前段小部分段落预先(修建导流洞时)加固衬护。
由于洞内流速较低，压力特性好，无空化现象，对防冲、耐磨和平整度不作特别要求。
见下图：
二、溢洪道
在水利枢纽中，为了防止洪水漫过坝顶,危及大坝和枢纽的安
全,必须布置泄水建筑物,以宣泄水库按运行要求不能容纳的多余来水量.
溢洪道除应由足够的泄洪能力外，还应保证在运用期间的自身安全和下泄水流与原河道水流得到良好的衔接。
2.1无闸溢洪道
无闸泄洪道常称作开敞式溢洪道，当水库水位超过溢洪道的堰顶高程时，即自行泄流.见下图：
该类水库只能延滞和调节洪水,不能控制洪水和与兴利库容结
合,故此防洪库容用V调表示。
2。
2有闸溢洪道
有闸溢洪道由于操作方式不同，增加了调洪演算的复杂性。
一般情形下闸门顶高程和正常蓄水位齐平，堰顶高程低于汛前水位。
如下图：
深水式泄洪洞设于一定水深处，其水流状态属于有压出流,见
下图：
三、水库调洪演算分析
在程序水库调洪演算分析功能下能够计算各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等数据,如下图：
该功能非常强大，计算条件也非常全面，用户可以依据洪水频
率、水位面积曲线结点数、洪水过程时段数、时段间隔、防洪
下限水位、调洪其实水位、泄洪起始流量、电站常流量、下游
限制泄量、泄洪洞个数、溢洪道个数、变宽变高泄流孔状况数、变宽泄洪道状况数、泄流曲线结点数来进行水库调洪演算分析.
分析出可浏览的数据有水库水位面积、洪水过程、泄洪洞参数、溢洪道参数、变宽高泄流孔、变宽溢洪道、泄流曲线。
本功能的特点是可以一次性输入多个入库洪水过程,计算出各
个入库洪水调洪结果。
用户只需要输入完成一个入库洪水过程
后点击新建就可以把本次信息录入演算分析列表，点击界面上
方的“新建”按钮即可清空界面所有文本框，以便再次输入。
四、防洪调度规则
1.阐明水库影响范围内的流域概况以及工程概况，设计和校核
洪水标准，以及对下游防护对象的防洪标准,泄洪设施使用条
件，洪水调度运用原则和水库下游有关控制点的安全水位、允
许泄量等。
2.确定洪水调度特征水位。
在水库工程已按设计规模完成且能正常运用时,则洪水调度特征水位可采用水库设计中确定的运用指标。
①汛期限制水位。
系指水库在汛期允许蓄水的上限水位,是预留防洪库容的下限水位，在常规防洪调度中是设计调洪计算成果的起始水位.对于入库洪水具有明显的季节性变化规律，可实行分期防洪调度.分期限制水位，应根据审批后的分期设计洪水成果和按照不降低工程安全标准、承担下游的防洪标准和库区安全标准的原则、考虑相应泄流方式以及原设计确定的防洪调度原则，经调洪计算后确定。
改变原设计确定的汛期限制水侠，必须经过充分论证，并报请上级主管审批部门核定，严格掌握执行。
②防洪高水位。
系指在遇到下游防护对象的设计标准洪水时，经过水库泄流调蓄后坝前达到的最高水位。
③允许最高洪水位。
系指在汛期调度中，为保障水库工程安全而允许蓄洪的最高洪水位。
根据洪水预报并参照当时水文气象情势分析，确认有可能超出允许最高洪水位时，必须结合工程安全情况提出非常洪水调度意见,按照防洪调度指挥权限规定,报请有关防汛指挥部门决策。
同时要作好临时非常抢护措施准备。
3。
明确防洪调度方式。
水库防洪调度方式就是为满足大坝安全和水库承担的防洪任务要求，而拟定的对各类洪水的蓄泄规则。
4。
对防洪调度实施的有关问题都应在防洪调度规则中提出必要的要求和规定.。