洪水调节
第十三章 水库洪水调节及计算
推求出水库的出流过程、最大下泄流量、特征库容和相
应的特征洪水位。
作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间，使下
10
泄流量能安全通过下游河道。
第十三章 水库防洪计算
一、水库的调洪作用
无闸门控制时，
水库的调洪作用
防洪限 制水位
11
第十三章 水库防洪计算
表1 洪水过程线 (P=1%)
时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7
流量 /(m3/s) 5.0
30.3
55.5
37.5
25.2
15.0
6.7
5.0
表2 水库特性曲线 库水位 H/m 140 140.5 325 141 350 141.5 375 142 400 142.5 143 425 455 库容 /(104m3) 305
17
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
水库的调洪计算，就是逐时段求解方程组：
Q1 Q2 q1 q2 t t V2 V1(1) 2 2
q f (V )
21 134.9
1869.1 -126.7 1624.3 -328.3 1180.8 -388.8
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
Q(m3/s)
1000 800 600 400 200 0 0 8
Q~t q~t
16 24 32 40 48 56 64
t(h)
22
第十一章 水库洪水调节及计算
一、水库的调洪作用
有闸门控制时， 水库的调洪作用
q兴
胸墙 闸门
q允
Z堰
洪水调节计算方法
洪水调节计算方法
洪水调节计算可是个很重要的事儿呢。
有一种简单的方法叫静库容法。
就好比把水库当成一个大盆子，洪水来了就往盆子里装。
这个方法假设水库的水面是水平的，只考虑水库的库容和进出库的水量关系。
计算的时候，就看进来多少水，出去多少水，然后算出水库里水位的变化。
比如说，入库洪水流量是一个数值，出库流量如果是个固定的值，那两者的差值就是水库里水量增加或者减少的速度啦，根据这个就能算出不同时间水库的水位情况呢。
还有动库容法哦。
这就比静库容法复杂一点啦。
因为它考虑到了水库里的水不是像静库容法里那样完全水平的，水面是有坡度的。
就像你看河流里的水，它不是平平整整的。
动库容法在计算的时候，要考虑到这个坡度对库容的影响。
这就需要更多的测量数据啦，像不同位置的水深啊之类的。
另外，还有水量平衡法。
这个就像是在算家里的收支账一样。
把水库看成一个整体，进来的水就是收入，出去的水就是支出。
在一段时间内，入库水量减去出库水量，就等于水库里水量的变化量。
如果入库的洪水忽大忽小，出库流量也跟着调整，那通过这个方法就能很好地算出每个时段水库的水量情况，从而知道水位的变化情况。
不管是哪种方法，都是科学家们经过很多研究才得出来的，它们在防洪减灾方面可起着超级大的作用哦。
洪水调节课程设计
洪水调节课程设计
一、课程目标
使学生了解洪水的形成和危害；
让学生掌握一些基本的洪水调节方法；
提高学生的环保意识和责任感。
二、课程内容
洪水的形成和危害：通过图片和视频等形式，向学生展示洪水的形成过程以及对人类和生态环境造成的危害。
同时，引导学生思考如何减少洪水的发生。
基本的洪水调节方法：介绍一些常见的洪水调节方法，如筑堤、疏浚河道、建设水库等。
同时，让学生了解这些方法的优缺点以及适用范围。
环保意识和责任感：通过讨论和案例分析等方式，引导学生认识到环境保护的重要性，并培养学生的环保意识和责任感。
三、教学方法
讲授法：老师通过讲解的方式向学生传授知识；
讨论法：老师提出问题或案例，让学生进行讨论和分析；
实践法：组织学生到实地考察或参观相关设施，让他们亲身体验和感受。
四、评估方式
平时表现：包括课堂参与度、作业完成情况等；
期末考试：主要测试学生对于课程内容的理解和掌握程度；
实践报告：要求学生撰写一篇关于自己所学知识的应用实践报告。
水库洪水调节基本原理
时间 t(h)
V V1 1 1 V ( Q1 Q2 ) ( q调洪计算列表试算法 q2 ) 2 表3-3 1 2 2 t t
时段平均入 库流量 Q(m3/s)
677 757.5 785.5 781 751.5 702.5
1256
651 267 48 -104 -234 -316
9314
9965 10232 10280 10176
39.9
40.3 40.5 40.51 40.4
830
685 535 410 325
45
48 51
460
360 290
731
674 617
z ~ V q t 2 z ~ V q t 2
•式中左端各项为已知值，可制作
•关系曲线（见下图），以此作为辅助曲线，便可避免调洪演算 中的试算，而可按下图箭头所示方法进行演算
(
V q ) f1 ( Z ) t 2
(
V q ) f 2 (Z ) t 2
q f3 (Z )
出库 洪水 过程
最大 下泄 流量
防洪 特征 库容
特征 水位
• 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，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。
防洪调度优化措施方案
防洪调度优化措施方案引言防洪调度是指根据降雨量、河道水位和水库蓄水量等信息，通过合理的水文调度安排，使洪水在对人民生命财产造成严重损失之前得到有效的控制和利用。
在防洪调度中，我们需要考虑多种因素，并采取相应的措施来优化调度方案，以最大程度地保障人民的生命安全和财产安全。
优化措施1. 建立完善的水文监测网络建立完善的水文监测网络是防洪调度的基础。
通过建立足够密集的监测站点，能够及时准确地获取各地的降雨量、河道水位和水库蓄水量等信息，为调度决策提供可靠的数据支持。
此外，还应配备先进的传感器和数据采集设备，确保数据的准确性和及时性。
2. 完善洪水预警体系洪水预警是防洪调度的重要环节。
通过建立全面、快速、准确的洪水预警体系，能够及时向相关部门和民众发布警报，提前做好防洪准备工作。
预警体系应结合水文监测网络和先进的信息技术，实现对洪水形势的实时监测和分析，并能够预测洪水发展趋势，为调度决策提供科学依据。
3. 优化水库蓄水调度策略水库是防洪调度的重要手段之一。
通过优化水库蓄水调度策略，可以最大限度地提高水库的洪水调节能力。
在正常水情下，应尽量保持合理的蓄水位，以满足城市供水和农业灌溉的需要；而在大雨洪水来临之前，应提前降低水库蓄水位，为接收洪水提供足够的容量。
此外，还可以考虑采取分层蓄水、弹性调度等策略，进一步提高水库的调度效能。
4. 加强河道疏浚和治理河道的疏浚和治理对于防洪调度同样至关重要。
通过定期清淤、拓宽河道等措施，可以增加河道的输水能力，减少洪水的泄洪压力。
此外，还可以采取种植堤坝和河道两岸的湿地生态系统等自然工程手段，提高河道的自身调节能力。
5. 强化调度决策支持系统调度决策支持系统是指利用先进的信息技术手段，对水文数据进行实时分析和模拟，为调度决策提供科学指导。
通过模拟不同调度方案的洪水演变过程和影响后果，可以评估各种方案的可行性和效果。
此外，还可以借助人工智能和大数据分析等技术手段，提高调度决策的智能化和精确性。
洪水调度
洪水调度讲义峡山水库以发电为主，兼有航运等综合利用要求。
峡山水电站是地方电力系统中的骨干电站，每年汛期电站按基荷运行，枯水期可参与梯级电站联合调峰、调频。
径流调节采用设计代表年日平均流量进行操作，上游水位采用正常蓄水位与正常消落水位之间的平均水位即109.55m调节计算，下游水位根据出库流量查坝址水位流量关系曲线。
正常蓄水位109.80m、装机容量35.1MW方案相应的水能指标：多年平均发电量13261万kW.h，90％保证出力4.54MW，装机年利用小时数3778h。
洪水调度方式：根据本流域暴雨洪水特性及峡山水库的调节性能，采用坝址设计洪水进行调洪演算。
洪水调节计算原则为：当入库流量小于或等于电站机组发电停机流量时，水库按来水流量下泄，水库水位维持在正常蓄水位运行；当入库流量大于电站机组发电停机流量时，水库开始滞洪，闸门全开，自由泄流，水库泄流按泄流能力不大于最大天然来水流量下泄，不造成人为洪水为原则。
枢纽工程溢流堰为宽顶堰，设闸控制，堰顶高程101.50m，溢流堰净宽204m （12m×17孔），洪水调节据水量平衡原理，根据上述洪水调度方式，当起调水位为109.80m时，水库调洪成果见表5.3.1。
经计算，水库50年一遇设计洪水位为114.69m，相应库容为7070万m3，300年一遇校核洪水位为116.69m，相应库容为9600万m3。
表5.3.1 峡山水库调洪成果表项目P(%) 洪峰流量(m3/s)坝前最高库水位(m)相应库容(万m3)最大下泄流量(m3/s)相应坝址下游水位(m)0.33 12900 116.69 9600 12690 116.330.5 12300 116.23 8950 12080 115.961 11200 115.42 7870 11010 115.112 10200 114.68 7070 10040 114.433.33 9350 114.08 6560 9220 113.855 8690 113.57 6130 8560 113.3610 7520 112.60 5370 7400 112.4420 6270 111.43 4500 6170 111.3033.3 5280 110.42 3790 5190 110.31(注:起调水位为109.80m)闸门操作方案坝址汛期洪峰流量大，为了降低上游水位壅高，减少库区淹没损失，溢流坝采用多孔低堰泄水闸泄流，堰顶高程101.50m，溢流孔数17孔，单孔净宽12m，总溢流净宽204m，泄水闸长241m。
水利水能规划洪水调节(2024版)
4 一般城市
一般的
<30 20～10 10～5
3.2 水库调洪计算原理
水库防洪调节计算即水库调洪计算。
➢常见的防洪调节计算情况 ➢调洪计算的任务 ➢水库调洪计算的主要过程 ➢入库洪水与坝址洪水
调洪计算原理
➢水库调洪计算的方法
2024年11月12日12时6分
4
3.3 水库调洪计算的列表试算法(trial method)
时间 t(h)
入库洪水
流量 Q(m3/s)
时段平均入
库流量 Q(m3/s)
下泄流量 q(m3/s)
时段平均下
泄流量 q(m3/s)
时段内水库存
水量变化 ΔV(万m3)
水库存水 量V(万m3)
水库水位 z(m)
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
18 174 21 340 24 850 27 1920 30 1450 33 1110 36 900 39 760 42 610 45 460 48 360 51 290
④ 然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算得相
应的V2值，由V2在q~V曲线上查得q2；
⑤ 假设两者相等，q2即为所求。否那么应重设q2，
重复上述计算过程，直到二者相等为止。
3.3 水库调洪计算的列表试算法
③将上时段末的V2、q2值作为下一时段的起始
条件，重复上述试算过程，最后即可得出水库 下泄流量过程线q〔t〕。
⑴ ⑵ ⑶⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾
18 173.9 38 6450 173.9 21 340 38.4 6950 248 257 211
6450 50 6500 180 38.04
洪水调节调洪演算列表法和图解法
调洪演算计算说明书一、 相关资料中包水利枢纽工程是三等工程，溢洪道设计洪水标准为五十年一遇（P=2%）至一百年一遇（P=1%）,校核洪水标准为千年一遇（P=0.1%）.二、基本原理1.泄水建筑物尺寸：溢洪道堰顶高程519m ，采用3孔86m m ⨯(宽⨯高)的弧形门控制。
由2/302q H g m nb ⋅=ε （其中侧收缩系数ε=0.92,n 为所开孔数, 流量系数m=0.48，单孔堰顶宽度b=8m ，g=9.812/m s ,堰顶水头0H =水位Z-堰顶高程,。
不计流速水头。
） 计算出下泄流量2.设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。
3.基本计算公式为：()()()t V V q q Q Q ∆-=+-+/2/2/122121式中： Q 1, Q 2--分别为计算时段初、末的入库流量，m 3/s ； v 1，v 2--分别为计算时段初、末水库的蓄水量，m 3 ； q 1，q 2--分别为计算时段初、末的下泄流量，m 3/s ； t ∆--计算时段，一般取1小时。
4.下游安全泄量及起调水位该水利枢纽没有下游防洪要求，一般在洪水来临时，水库将预泄库水至水库防洪限制水位，以便有足够的库容蓄洪或滞洪。
防洪限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，则调洪计算从水位525.3m 起调。
5.水库运行方式根据题目分析，本工程采用3孔溢洪道泄洪，设计洪水来临时，用左右2孔泄洪；校核洪水来临时，用3孔泄洪。
在洪水期间洪水来临时，先用闸门控制下泄流量q 并使其等于洪水来水量Q，使水库水位保持在防洪限制水位525.3m不变；当洪水来水量Q继续增大时，闸门逐渐打开；当闸门达到全开后，就不再用闸门控制，下泄流量q随水库水位z 的升高而增大，流态为自由流态，情况与无闸门控制一样。
6.计算方法：先决定开始计算时刻和此时的q1、V1,然后假定下泄流量q2值，再由计算V2值，再查q-V表得出q2’值,水量平衡方程()()()t-+2/2/=+/VV-qqQ∆Q211122比较q2和q2’，若二者基本相等，则假定正确，否则重新试算，直到大致相等为止，依次计算下去。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《水资源规划及利用》课程设计
计算说明书
网选班级：2班
指导老师：
姓名：
学号：
专业：水利水电工程
2017年 1 月9日
洪水调节课程设计
一、设计目的
1、洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪
建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；
2、掌握列表试算法的基本原理、方法、步骤及各自的特点；
3、了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；
4、培养学生分析问题、解决问题的能力。
二、设计基本资料
大峡水电站枢纽位于湖北省竹溪县境内，泉河流域规划中梯级电站的第三级，工程距天宝乡3km，
距竹溪县城83km。
拦截堵河西支泗河上游的一级支流泉河。
河流全长82.2km，流域面积894.6km2，大峡电站坝址以上流域面积482.70km2，占全流域的53.96%，河长43.7km，河床比降14.3‰。
多年平均径流量为11.2m3/s，多年平均径流总量为3.53亿m3，多年平均径流深为733.9mm。
大峡电站水库正常蓄水位选为565m，汛限水位563.5m，死水位552m，其相应的死库容为407万m3，调节库容1333万m3，库容系数3.8%。
依据《防洪标准》(GB50201—94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），本工程项目为中型水库。
电站总装机容量20MW，保证出力1.9MW，年发电量0.603亿kW·h。
水库挡水建筑物为混凝土重力坝，最大坝高88m。
溢洪形式表孔泄流，溢洪道堰顶高程555m，采用2孔12×10.5（宽×高）的弧形门控制。
大峡水库调洪规则如下：
（1）起调水位取Xm（注：X=563.5+学号最后1位/10，即563.5m-564.5m），每年进入汛期前，将库水位控制在起调水位以下。
（2）洪水初临时当来量较小时，启用并控制闸门开启度，使泄量等于来量，水库水位维持起调水位不变。
（3）当库水位继续上涨，预报还有大降雨发生，由国电竹溪水电开发有限公司根据水雨情提出启用非常溢洪道的泄洪方案报市、县防汛抗旱指挥部，启用非常溢洪道敞泄库水位上升，直至达到最高洪水位。
（4）当入库洪峰已过且出现了最高库水位时，在不影响上下游防洪安全、满足设计规定的库水位下降速度的前提下，尽快腾库，以备下次洪水到来前使库水位回降至汛期限制水位。
三、设计任务及步骤
分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以及相应的库容、水位变化过程。
具体步骤：
1、根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；
2、用列表试算法进行调洪演算：
a)根据已知水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容
关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图上；
b)决定开始计算时刻和此时的q1、V1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进行
试算；
c)将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t在一张图上，Z～t曲线绘制在下方。
3、将计算结果填写在调洪成果表中。
4、采用半图解法（单辅助线法）进行调洪演算，与列表试算法结果进行比较。
四、设计过程
1洪水标准的确定
由设计对象的基本资料可知，该水利枢纽工程以发电为主，并兼有其他综合效益，电站装机为20MkW。
若仅由装机容量20MkW为指标，根据下表所示的“水利水电工程分等指标”，可将工程等别定为Ⅴ。
由于该水利工程的挡水建筑物为混凝土重力坝，所以可将其工程等别定为Ⅲ。
综合两种指标，取等级最高的Ⅲ等为工程最终等别。
根据下表《水工建筑物洪水标准》，可查得，该工程设计洪水标准为100—50年，校核标准为1000—500年，不妨取设计标准为100年，校核洪水标准为500年。
山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准【重现期（年）】
2. 特性曲线的绘制
大峡电站水位库容曲线 水位（m ） 库容（亿m 3） 水位（m ） 库容（亿m 3） 水位（m ） 库容（亿m 3） 552 0.0889 559 0.1305 566 0.1809 553 0.0945 560 0.1365 567 0.1890 554 0.1003 561 0.1438 568 0.1971 555 0.1063 562 0.1507 568.99
0.2056
556 0.1121 563 0.158 570 0.2144 557 0.1181 564 0.1658 571.7 0.2300 558
0.1243
565
0.1739
572.5
0.2380
运用水力学公式：
2
/30
2q H g m nb ⋅=ε
计算不同水位Z 对应的最大下泄流量q 并绘制相关曲线。
绘制下泄流量与水库水位关系的q-Z 曲线以及与容积关系的q-V 曲线。
水库的泄流量、水位、库容关系计算表
水库的q=f（V）曲线
水库的q=f（Z）曲线
为设计洪水调洪计算（P=1%）
绘制Q-q-t曲线和Z-t曲线，推求最大下泄流量qmax和设计洪水位Z设。
按照Δt=1h，从绘制的Q-q-t曲线可知，最大下泄流量qmax发生在t=23h时刻，正好是q-t曲线与Q-t曲线的交点，即qmax=1781.11m3 /s ，此时对应的Z设=566.29m。
Z-t曲线
Q-q-t过程线
同理，通过试算算出校核洪水位为500年水库的调洪计算表如下图所示：
水库调洪计算表（P=0.2%）
Z-t曲线
Q-q-t过程线
最大下泄流量q=2398.52m ³/s 发生在t=22.5h 时，正好是两曲线的交点，即为所求的最大下泄流量，此时是高水位，即校核洪水位。
则z= 568.77m ，V=2036.29万m ³。
半图解法
(1)按设计洪水标准进行调洪演算
计算并绘制：q~V/△t+q/2 辅助线。
计算时段取h 1t =∆。
计算过程见下表。
利用表中第6、7栏的相应数值绘制的V/△t+q/2=f 2(z)
辅助线如图。
由于分段中，
2q t V +∆随q 值的变化快慢的程度不大，所以辅助线为方便计算，
水库q~f(v/△t+q/2)单辅助曲线
水位与下泄流量关系曲线
（2）调洪计算
设计百年一遇洪水（P=1%）
Q-q-t过程线
Z-t曲线
结果最大下泄流量q=1781.15m³/s发生在t=23h时，正好是两曲线的交点，即为所求的最大下泄流量。
则z=566.29m。
按校核洪水标准进行调洪演算
同理，由调洪计算求Q-q-t过程和水库水位过程。
Q-q-t过程线
水位变化过程Z-t曲线
结果最大下泄流量q=2398.50m³/s，t=22.5h，在Z=568.77m 正好是两曲线的交点，即为所求的最大下泄流量，此时是高水位，即校核洪水位。
调洪计算成果表
姓名: 学号：101102。