浅析水库下游防洪工程洪水计算方法
湖泊防洪设计水位计算公式
湖泊防洪设计水位计算公式在湖泊防洪设计中，确定合理的水位是至关重要的。
合理的水位设计可以有效地减少洪水对周边地区的影响，保护人们的生命和财产安全。
因此，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
湖泊防洪设计水位计算公式是通过对湖泊的水文特征、流域特征以及洪水特征进行分析和计算得出的。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以通过以下几个步骤来确定：1. 确定湖泊的水文特征。
水文特征是指湖泊的水位变化规律、水位变化范围、水位变化周期等。
通过对湖泊的水文特征进行分析，可以确定湖泊的水位变化规律，为后续的水位计算提供依据。
2. 确定流域特征。
流域特征是指流域的降雨情况、径流情况等。
通过对流域特征的分析，可以确定流域的洪水情况，为后续的水位计算提供依据。
3. 确定洪水特征。
洪水特征是指洪水的发生频率、洪峰流量、洪水过程等。
通过对洪水特征的分析，可以确定湖泊在不同洪水情况下的水位变化规律，为水位计算提供依据。
基于以上分析，可以得出湖泊防洪设计水位计算公式。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以表示为：H = H0 + Q/K。
其中，H表示湖泊的水位，H0表示湖泊的基本水位，Q表示洪水的流量，K表示湖泊的水位-流量关系系数。
在实际应用中，湖泊防洪设计水位计算公式还需要考虑到湖泊的水位-面积关系、湖泊的水位-容积关系等因素，进一步完善和修正水位计算公式，以确保水位计算的准确性和可靠性。
通过湖泊防洪设计水位计算公式的确定，可以为防洪工程的设计和实施提供科学依据，为湖泊防洪工作的开展提供技术支持。
同时，水位计算公式的确定也可以为湖泊的水位管理和调度提供依据，为湖泊的生态环境保护和水资源利用提供支持。
总之，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
通过科学合理地确定水位计算公式，可以有效地保护人们的生命和财产安全，促进湖泊的可持续发展和利用。
希望未来在湖泊防洪工作中，能够不断完善和优化水位计算公式，为湖泊防洪工作的开展提供更加科学和可靠的技术支持。
第三章__水库洪水调节及计算
一定的水库
拟定的泄洪建筑物
防洪标准 类型、尺寸 防洪限制水位 入库洪水过程 下游安全泄量
出库 洪水 过程
最大 下泄 流量
防洪 特征 库容
特征 水位
水库调洪计算的任务
在规划设计阶段，调洪计算的任务是根据水文分析计算提供的 各种标准的设计洪水，对已经拟定的泄流建筑物型式与尺寸方 案，遵循水库汛期控制运用规则，进行水库的蓄泄调洪计算， 推求泄流过程和最大下泄流量，并确定有关防洪的特征水位与 特征库容。 在水库的管理运用阶段，调洪计算的任务是根据入库的洪水， 在泄流建筑物类型尺寸已定的情况下，通过蓄泄调节计算，来 预报水库达到的最高库水位和最大下泄流量。
滞洪
调洪任务 蓄洪
当水库有下游防洪任务时，它的 作用主要是削减下泄洪水流量， 使其不超过下游河床的安全泄量。 只削减下泄洪峰流量，基本上不 减少下游洪量。
若水库是防洪与兴利相结合的综 合利用水库，则除了滞洪作用外 还起蓄洪作用。蓄洪既能削减下 泄洪峰流量，又能减少下游洪量。
有时，水库下泄的洪水与下游区间洪水或支流洪水遭遇，相 叠加后其总流量会超过下游的安全泄量。这时就要求水库起 “错峰”的作用，使下泄洪水不与下游洪水同时到达需要防护 的地区。这是滞洪的一种特殊情况。
（c）水库下泄洪水要峰，以免水库下 泄洪水与下游区间洪水遭遇，危 及下游安全时，在t2~t3时刻之 间用闸门控制下泄流量q，使它 与下游区间洪水叠加后仍不大于 下游允许的q安值。
（d）根据预报预泄洪水的情况
当短期洪水预报时，在t1时刻 以前根据预报信息预泄洪水，随 着库水位的下降而逐渐开大闸门。 在t1~t3之间，为了不使q>q安， 随着库水位的上升而适当关小闸 门，以控制q值。在t1~t2时刻水 底仅将预泄的库容回蓄满，t2时 刻以后，水库才从汛期防洪限制 水位起蓄洪。
水库防洪计算
第十五章水库防洪计算
天然河流水资源存在利弊两重性，设计或运用水库时，既要考虑兴利问题，又要注意防洪问题。
水库防洪任务一是——修建泄洪建筑物，保护水库不受到洪水溢顶造成大坝失事；二是——设置防洪库容，蓄纳洪水或阻滞洪水，减轻下游地区的洪水威胁，以保证下游防护区的安全。
因此，水库防洪计算一般是在兴利计算的基础上，合理地定出泄洪设备参数和选择有关防洪参数，诸如防洪库容、设计洪水位、校核洪水位以及坝高等。
第一节概述
1.防洪设计标准
在制定防洪设计标准时，若水库承担下游防洪任务，除了要考虑保证水工建筑物自身安全的防洪标准外，还要考虑下游防护对象。
当这种标准的洪水发生时，通过下游河道的最大泄量，不超过河道的允许泄量或控制水位。
防洪设计标准拟定后，就可据此选定相应的设计洪水，以作为调洪计算的依据。
一般水工建筑物防洪标准要高于防护对象的防洪标准，因为一旦大坝失事，造成水体突然泄放，其后果甚为严重；但当防洪对象的防洪任务非常重要时，也可相等。
注：防护对象包括——城市、工矿区、农田等；防洪标准，是指重现期（或频率）。
第十二章_水库防洪调度计算
第十二章水库洪水调节规划设计阶段，水库调洪计算的基本任务是对下游防洪标准设计洪水、水工建筑物安全标准相应的设计洪水和校核洪水分别进行洪水调节计算。
本章主要介绍水库调洪计算的原理和方法，讨论水库调控洪水的方式，并简要介绍选择泄洪建筑物类型、规模及水库防洪参数的方法。
第一节防洪问题概述一、防洪措施简介防洪是一项长期艰巨的工作。
目前解决洪水问题，一般都趋向于采取综合治理的方针，合理安排蓄、泄、滞、分的措施。
防洪措施是指防止或减轻洪水灾害损失的各种手段和对策，它包括防洪工程措施和防洪非工程措施。
（一）防洪工程措施防洪工程措施指为控制和抗御洪水以减免洪水灾害损失而修建的各种工程措施，主要包括堤防与防洪墙、分蓄洪工程、河道整治工程、水库等。
1.修筑堤防堤防是古今中外最广泛采用的一种防洪工程措施，这一措施对防御常遇洪水较为经济，容易实行。
沿河筑堤，束水行洪，可提高河道渲泄洪水的能力。
但是筑堤也会带来一些负面的影响，筑堤后，可能增加河道泥沙淤积，抬高河床，恶化防洪情势，使洪水位逐年提高，堤防需要经常加高加厚；对于超过堤防防洪标准的洪水而言，还可能造成洪水漫堤和溃决，与未修堤时发生这种超标准的洪水自然泛滥的情形相比，溃堤造成的洪水灾害损失将更大。
2.河道整治河道整治是流域综合开发中的一项综合性工程措施。
可根据防洪、航运、供水等方面的要求及天然河道的演变规律，合理进行河道的局部整治。
从防洪意义上讲，靠河道整治提高全河道（或较长的河段）泄洪能力一般是很不经济的，但对提高局部河道泄洪能力、稳定河势、护滩保堤作用较大。
例如,对河流天然弯道裁弯取直，可缩短河线，增大水面比降，提高河道过水能力，并对上游临近河段起拉低其洪水位的作用；对局部河段采取扩宽或挖深河槽的措施，可扩大河道过水断面，相应地增加其过水能力。
3.开辟分洪道和分蓄洪工程在适当地点开辟分洪道行洪，可将超出河道安全泄量的峰部流量绕过重点保护河段后回归原河流或分流入其他河流。
水库调洪计算
水库调洪计算姓名：陈志锋班级：水工072学号：073832241教师：姜卉芳（教授）问题重述一.任务：某水库枢纽的主要建筑物属2级工程，并担负下游的防洪任务，其保护农田面积为75万亩。
要求按照选定的设计洪水，推求该水库的设计洪水位、最大下泄流量和坝顶高程。
二.资料：1.坝址断面处的洪水分析成果（见附表2—1）2.水库特性曲线（见附表2—2）3.水库死水位是785.0m；正常蓄水位是823.0m；防洪限制水位取818.0m;防洪高水位是825.5m；溢洪道堰顶高程817.0m。
4.泄洪设备为表面式溢洪道和深水式放水洞。
溢洪道的尺寸为5×6×12m，M=2.0，放水洞的泄放流量定为50m3/s。
5.设计安全超高按规范标准取值△h设=0.5m。
设计条件下的风浪高采用下式计算：h浪，设=0.0208V5/4D1/3（m）式中V为设计风速，在10.8～13.8m/s范围内取值；D为吹程，在6～7km 范围内取值。
三.防洪调节计算：1.确定起调流量Q起。
2.调洪操作过程q自当q≤q安或z≥z防高时q =﹛（*）q安当q＞q安且z＜z防高时其中q安=1500～2000m3/s四.成果与要求1.水库的设计洪水位和最大下泄流量及坝顶高程。
2.各种调洪计算表。
3.对计算成果的说明、问题讨论和有关意见。
由附表2—1可得出设计洪水过程线：防洪标准重现期为：1/0.5%=200（年）洪峰流量为6610m3/s，在1号15时。
由附表2—2可得出水库容积曲线：水库死水位为785.0m，相应的水库死库容为0.45×108m3。
防洪高水位为825.5m，相应的库容为2.956×108m3。
溢洪道泄流公式为：q溢=M×B×H3/2H为溢洪道堰上水头； B为溢洪道堰顶净宽； M为流量系数（M=2.0）。
计算得出q—f（V）的关系曲线：得出q～f（V）曲线：起调水位定为820.0m，相应的库容为2.385×108m3。
河坝设计规范中的洪水容量计算方法探析
河坝设计规范中的洪水容量计算方法探析河坝设计中的洪水容量计算是确定河坝设计洪水位的重要一环。
它主要基于对洪水频率、流量和历史资料的分析，以确保河坝能够安全地承受洪水冲击，保证河道和周边地区的安全。
本文将探析河坝设计规范中常用的洪水容量计算方法，以及其在设计中的应用。
一、设计洪水设计洪水是指河坝设计中所采用的洪水流量，通常是根据历史洪水资料进行统计分析得出的。
在计算洪水容量时，需要考虑洪水的频率、流量和洪水过程。
常用的设计洪水包括一定概率的洪水，如百年一遇洪水或千年一遇洪水等。
1. 洪水频率分析洪水频率分析是根据历史洪水资料对洪水的发生频率进行统计分析。
常用的方法包括经验公式法、统计分析法和概率分析法等。
这些方法基于不同的假设和原理，通过将洪水资料进行统计处理，确定不同概率水位对应的设计洪水流量。
2. 洪水流量计算洪水流量计算是确定设计洪水流量的重要一环。
常用的方法包括常规法、统计法和水文模型法等。
常规法主要基于斯托姆风暴方程，通过对设计雨量和流域特征参数进行计算，得出设计洪水流量。
统计法则通过对观测资料和历史洪水资料的统计分析，得到设计洪水流量的概率分布。
水文模型法则基于水文模型，通过模拟雨量-径流过程，得到设计洪水流量。
二、洪水容量计算方法洪水容量计算是根据设计洪水流量和洪水过程，确定河坝所需具备的抵抗洪水能力。
常用的洪水容量计算方法包括洪水位-流量曲线法、水槽试验法和数值模拟法等。
1. 洪水位-流量曲线法洪水位-流量曲线法是根据洪水位和设计洪水流量之间的关系，绘制一条曲线描述抵抗洪水过程。
该曲线反映了河坝的洪水容量，提供了关于洪水超越河坝的高度和持续时间的信息。
通过该曲线可确定河坝在不同洪水频率下的容量。
2. 水槽试验法水槽试验法是通过在实验水槽中模拟洪水过程，测量不同洪水流量条件下的水位，从而得出河坝的洪水容量。
这种方法具有实验数据直观、可视化的优点，能够更好地理解洪水过程和河坝的抵抗洪水能力。
防洪工程常用计算公式
(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
水库洪水计算
4.43 0.96
3.47
9
4.90 1.43 3.47
21
4.43 0.96
3.47
（3）①计算汇流参数m值
F=
1.5 km2
L=
1.62 km
J=
124.36 0‰
θ =L/J^(1/3 )*F^(1/4) m=0.063* θ^0.384
0.293 <1.5 0.039
（4）计算地表洪峰流量
20
5.70 1.34
4.36
9
6.30 1.94 4.36
21
5.70 1.34
4.36
5
2.33 0.00 2.30
17
11.00 7.53
3.47
6
2.33 0.00 2.30
18
11.00 7.53
3.47
7
4.90 1.43 3.47
19
4.43 0.96
3.47
8
4.90 1.43 3.47
5.95
2
3.00 0.00 3.00
14
26.50 22.14
4.36
156.00 150.05
5.95
3
3.00 0.00 3.00
15
109.00 104.64
4.36
p=10%分割地表,地下净流
时段
1
雨量
2.33
地表
0.00
地下
2.30
时段
13
雨量 地表
19.50 16.03
地下
3.47
2
2.33 0.00 2.30
H1（最大 1小时点 雨量均 值）
CV1(最大1小 时点雨量变 差系数)
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浅析水库下游防洪工程洪水计算方法
作者：李媛媛
来源：《城市建设理论研究》2014年第36期
[摘要]实际工程中我们往往会遇到上游建有水库或其他栏蓄水建筑物的情况，它们对上游来水起到一定的调蓄作用，且经过调节的流量要比天然条件下的流量值要小，考虑到工程的经济效益往往要对调节后的流量值进行分析计算，其计算方法也不能按照包括水库的的大面积进行洪水计算。
对于这种工程的洪水计算经常采用的一种方法就是组合法，即将水库的下泄流量过程线与下游区间洪水过程线进行错时段组合，使得计算结果更加真实、可靠。
本文以岔路河防洪工程为例，探讨了洪水组合法在水库下游工程洪水计算中的应用。
[关键词] 设计洪水；洪水组合；区间洪水
中图分类号： S611 文献标识码： A
位于水库下游的水利工程，由于受到水库调蓄作用的影响，洪峰流量值要比天然条件下的洪峰流量值要小，其计算方法往往也不能按照包括水库的的大面积进行洪水计算。
对于这种工程的洪水计算经常采用的一种方法就是组合法，即将水库的下泄流量过程线与下游区间洪水过程线进行错时段组合，从而得到下游断面的洪峰流量。
所得值与真实值更加接近，节约工程投资。
本文以岔路河防洪工程为例，探讨了洪水组合法在水库下游工程洪水计算中的应用。
1.流域概况
工程所在岔路河是饮马河右岸最大的一级支流，上游建有星星哨水库，集水面积
845km2。
水库坝下至工程末端断面区间集雨面积为101 km2。
岔路河发源于磐石县取柴河乡哈达岭山脉太平岭北侧，出源后流向西北，在取柴河乡西侧转向北流，至永吉县双河镇西北1km处有倒木河于右岸汇入后又转向西北流，至星星哨水库库区尾端的大岗子乡朝阳屯处，有东响水河于右岸汇入后继续下流约10公里过星星哨水库大坝后继续流向西北，至岔路河镇东的永吉县官厅乡吴家屯西2km处，于右岸注入饮马河。
流域面积1076km2，河长103km，河道平均坡度为1.6‰。
先后流经磐石县取柴河乡，永吉县双河镇、大岗子、岔路河、官厅等4个乡镇及黄榆、三家子、万昌3个乡的部分村屯。
流域内共有各级支流18条。
2.设计洪水的推算
工程设计断面位于星星哨水库下游新302国道桥处，详见图。
设计洪水计算采用组合法，即将星星哨水库在发生设计洪水时水库调节的泄流过程与区间洪水过程进行错时段组合，即为工程断面处的设计洪水过程。
根据中新食品城总体发展的需要，同时根据河道生态修复的需要，岔路河镇防洪标准定为50年一遇。
（1）计算依据
星星哨水库设计洪水标准为二百年一遇，水库洪水调节原则为：从汛限水位241m起调，当水库遭遇十年及十年以下一遇洪水时，水库控制泄流350 m3/s（岔路河平槽泄流），当入库流量超过十年一遇最大洪峰值或水位超过十年一遇水位242.72m时，按泄洪洞泄流能力泄流。
表1 星星哨水库洪水调节成果表
频率最高洪水位（m）最大库容（104m3）最大泄量（m3/s）
P=10% 242.72 8020.3 350
P=5% 243.55 9016.7 457.17
P=2% 245.37 11378.03 478.77
P=1% 246.63 13262.89 493.96
P=0.5% 248.09 15544.01 510.93
（2）区间洪水计算
星星哨水库坝下~工程设计断面区间洪水参数计算依据星星哨水库的洪水参数，采用水文比拟法推求，指数n根据地区综合线确定为0.7。
计算公式如下，计算成果见表2。
Qmax =（F区/F星)0.7×Q星
W24区 = (F区/F星)0.75×W24星
W3区 = (F区/F星)0.77×W3星
表2区间洪水参数计算成果表
项目 F（km2）项目均值 Cv Cs/Cv P=%
1
坝下~设计断面（区间） 101 Q（m3/s） 76.2 1.1 2.5 408
W24（106m3） 4.51 1.1 2.5 24.1
W3（106m3） 8.01 1.08 2.5 42.9
（3）设计洪水过程线
1）典型洪水过程线的选取
坝下~设计断面区间典型洪水过程采用吉林省水利水电勘测设计研究院于2003年6月编写的《吉林省永吉县星星哨水库除险加固工程初步設计报告》中选取的1953年大洪水为典型洪水过程，其峰现时间按分析的洪水遭遇情况进行调整。
2）洪水过程线的放大
坝下~设计断面区间洪水过程线用Q、W24、W3控制放大，在放大后如两时段接头处有矛盾，用水量平衡原理进行修正。
表3 区间设计洪水过程线单位：m3/s
月日时 1953 P=2%
坝下~设计断面区间
8 20 12 541 176
18 921 336
24 902 274
21 6 738 184
12 610 123
18 496 107
24 404 93.8
12 230 61.3
18 220 62.7
24 190 57.8
23 6 166 53.9
3）洪水组合
将星星哨水库在发生设计洪水时水库调节的泄流过程与区间洪水过程进行错时段组合，即为工程断面处的设计洪水过程。
错时段的确定：根据1953年实测资料的分析，星星哨水库以上洪水涨水历时约为24小时；根据实际调查走访确定星星哨水库坝下～设计断面区间洪水涨水历时约为18小时左右，因此星星哨水库坝址处与星星哨水库坝下～设计断面区间洪水峰现时差约为6小时，由于洪水传播距离较短，忽略传播时间，设计断面采用错6小时进行组合（指水库坝址与区间两洪峰值之间时差）。
组合流量成果为686 m3/s，过程线详见表4。
表4 50年一遇洪水星星哨水库放流与区间组合洪水成果表单位：m3/s
日 P=2%
区间洪水Q 星星哨下泄流量q 组合流量
20 336 350 686
274 350 624
184 460.2 644.2
21 123 469.9 592.9
93.8 478.8 572.6
77.1 478.8 555.9
22 61.3 476.7 538
62.7 473.5 536.2
57.8 470.5 528.3
53.9 467.5 521.4
23 50 464.4 514.4
3.结论
岔路河防洪工程采用组合流量法，将星星哨水库的下泄流量与区间的流量进行组合，更加充分的考虑到星星哨水库最为一个大型水库的调节作用，使得计算结果与真实值更加接近。
同时对区间的汇流时间进行了实地走访调查，使得计算结果更加真实、可靠。
为工程建设提供了准确的基础数据。
参考文献：
[1] 水利部长江水利委员会水文局主编• 《水利水电工程水文计算规范》SL278-2002 • 北京：水利电力出版社，2002年.
[2] 水利部长江水利委员会主编• 《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93 • 北京：水利电力出版社，1999年.。