洪水调节设计试算法和半图解法带试算C语言程序
调洪演算
1.5 调洪演算调洪演算的基本原理是水量平衡，其方程为121221--22Q Q q qt t V V ++∆∆= 式中： Q 1、Q 2分别为计算时段Δt 始、末入库流量； q 1、q 2分别为计算时段Δt 始、末出库流量； V 1、V 2分别为计算时段Δt 始、末水库库容； Δt 为计算时段。
采用列表试算法，计算工作量较大，这里采用半图解法（单辅助线法）。
将水量平衡方程变形得：2212111222V q Q Q V q q t t +⎛⎫+=-++ ⎪∆∆⎝⎭式中右边为已知项，左边为未知项。
我们可以先确定q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭之间的关系，绘制2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线。
方法为由已知的q 查上游水位与泄流量关系曲线得上游水位H 上，在查水位库容关系曲线得相应的库容，Δt 为计算时段，在这里为24h ，进而求得对应的2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭。
从第一时段开始，由入库洪水过程和起始条件就可以知道Q 1、Q 2、q 1、V 1，由上式求得222V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭，然后由2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线查的对应的q 值即为q 2，然后按此方法依次计算q 。
计算过程如下，先确定q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭之间的关系。
表1.19A q 与2V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭关系表绘制2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线:图1.7A 2q V q t ⎛⎫+ ⎪∆⎝⎭～的辅助曲线然后进行调洪演算，过程如下：表1.20A 调洪演算过程表图1.8A 调洪演算过程曲线调洪演算后的最大泄流量为两线的交点，表中计算的q max=4819m3/s，对应的Q=4800 m3/s，不相等，但很接近，则q max比4819m3/s稍微大些，参照图得q max=4825m3/s。
调洪计算试算法python代码
一、概述调洪计算在水利工程中起着至关重要的作用，它能够帮助工程师和决策者准确地预测河流水位和流量的变化，从而有效地进行防洪工作。
而Python作为一种强大的编程语言，被广泛应用于水文水利领域，为调洪计算提供了便利的工具。
本文将介绍调洪计算试算法Python代码的编写方法，以及如何利用Python进行调洪计算。
二、调洪计算简介调洪计算是指根据历史降雨流量数据，利用数学模型和计算方法，预测未来一段时间内的洪水情况。
调洪计算通常涉及的内容包括降雨径流过程、洪水演变规律、水库和河流的调度等。
通过调洪计算，可以有效地指导防洪工作和水利工程设计，保障人民生命财产安全。
三、Python在水文水利领域的应用Python作为一种开源、易学易用的编程语言，具有强大的科学计算和数据处理能力，因此在水文水利领域得到了广泛应用。
Python的第三方库中有许多与水文水利相关的模块，比如numpy、pandas、scipy等，这些库能够帮助工程师快速、高效地进行水文数据处理、水文计算和水文模型的构建。
Python还具有丰富的可视化库，可以方便地将水文数据进行可视化展示。
四、调洪计算试算法Python代码编写调洪计算试算法通常包括降雨-径流转换、洪水演变和水库调度等计算内容。
下面以Python代码为例，介绍调洪计算试算法的编写方法。
1. 降雨-径流转换在调洪计算中，降雨-径流转换是一个重要的计算环节。
以下是一个简单的Python函数，用于实现降雨-径流转换的计算。
```pythonimport numpy as npdef r本人nfall_runoff(r本人nfall, area):runoff = r本人nfall * 0.6 * areareturn runoff```以上的Python函数实现了简单的降雨-径流转换计算，其中r本人nfall表示降雨量，area表示流域面积。
通过该函数，可以计算出流域内的径流量，为后续洪水演变模拟提供数据支持。
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。
水库调洪演算的原理和方法PPT课件
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水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大，故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt
q1
q2 2
Δt
V2
V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
V 、q 、 V1 t 2 t
q 、 V2 2 t
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
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水库调洪计算的半图解法
三、半图解法的计算步骤
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算 时段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计
算时段。算出各时段的平均入库流量 Q 以及定出
V
t
q (m3 2
/
s),
V t
q 2
(m3
/
s)
水库调洪计算的半图解法
1.根据已知的Q~t过程线、Z~V曲线、Z限、计算时 段△t，确定调洪计算的起始时段，并划分各计算 时段。算出平均入库流量Q1以及定出第一时段初 始的Z1、q1、V1各值。 2.利用辅助线在图上求解得出Z2。 3.根据Z2值，利用水库Ｚ～Ｖ曲线即可求出V2。 4.将ｅ点代表的Ｚ2值作为下一时段的Ｚ1值
洪水调节计算书
目录第一章调洪演算 .................................................- 4 -1.1 洪水调节计算............................................................................................................... - 4 -1.1.1 洪水调节计算方法............................................................................................................. - 4 -1.1.2 洪水调节具体计算............................................................................................................. - 4 -1.1.3 计算结果统计..................................................................................................................... - 8 -1.2 防浪墙顶高确定........................................................................................................... - 8 -1.2.1 正常蓄水位和设计设计洪水位状况................................................................................. - 9 -1.2.2 校核状况........................................................................................................................... - 10 -第二章 L型挡墙计算.............................................- 11 -2.1 L型挡墙荷载计算...................................................................................................... - 11 -2.2 最危险工况判定......................................................................................................... - 14 -2.3 L型挡墙的抗滑稳定计算.......................................................................................... - 14 -2.4 L型挡墙的基底应力计算.......................................................................................... - 15 -2.5L型挡墙抗倾覆稳定计算............................................................................................ - 16 -2.6L型挡墙配筋计算........................................................................................................ - 17 -第三章复合土工膜强度及厚度校核 .................................- 21 -3.1 0.4mm厚土工膜........................................................................................................ - 21 -3.2 0.6mm厚土工膜........................................................................................................ - 22 -第四章坝坡稳定计算 .............................................- 23 -4.1 第一组滑动面........................................................................................................... - 23 -4.2 第二组滑动面........................................................................................................... - 24 -4.3 第三组滑动面........................................................................................................... - 25 -4.4 第四组滑动面........................................................................................................... - 26 -4.6 第六组滑动面........................................................................................................... - 28 -第五章坝坡面复合土工膜稳定计算 .................................- 29 -5.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算.............................................................. - 29 -5.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算.................................................................. - 29 -第六章副坝设计 .................................................- 31 -6.1 副坝及主坝的连接及副坝型式选择................................................................................... - 31 -6.2 副坝的地基处理防渗设计................................................................................................... - 34 -第七章址板设计 .................................................- 35 -7.1 趾板剖面设计：......................................................................................................... - 35 -7.2 垂直段趾板稳定验算：............................................................................................. - 37 -7.4 坝体沉降估算.............................................................................................................. - 39 -第八章工程量清单计算 ...........................................- 40 -8.1主坝工程量计算表................................................................................................................. - 40 -8.2副坝工程量计算表................................................................................................................. - 41 -8.3工程量清单............................................................................................................................. - 42 -第九章地基处理及溢洪道设计(专题) ...............................- 44 -9.1副坝的地基处理防渗设计.......................................................................................... - 44 -9.2坝基处理...................................................................................................................... - 44 -9.2.1 坝基及岸坡开挖............................................................................................................... - 44 -9.2..2 固结灌浆......................................................................................................................... - 45 -9.2.3 帷幕灌浆及排水............................................................................................................... - 46 -9.3 溢洪道......................................................................................................................... - 46 -第十章拦洪水位确定 .............................................- 48 -10.1 洪水调节原理...................................................................................................................... - 48 -10.2 隧洞下泄能力曲线的确定.................................................................................................. - 48 -第十一章工程量计算 .............................................- 51 -11.1堆石体施工................................................................................................................ - 51 -11.1.1 施工强度计算................................................................................................................. - 51 -11.1.2工机械选择及数量分析.................................................................................................. - 54 -11.2混凝土工程量及机械数量计算................................................................................ - 56 -11.2.1 趾板................................................................................................................................. - 56 -11.2.2 混凝土面板..................................................................................................................... - 57 -11.2.3 挡浪墙............................................................................................................................. - 58 -11.2.4 副坝................................................................................................................................. - 58 -11.2.5 混凝土工程机械选择数量计算..................................................................................... - 58 -第十二章导流洞施工计算 .........................................- 60 -12.1基本资料............................................................................................................................... - 60 -12.2开挖方法选择....................................................................................................................... - 60 -12.3钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 ....................................................................... - 60 -12.4开挖循环作业组织............................................................................................................... - 60 -附图一：水位库容关系曲线 ........................................- 63 -附图二：坝址水位流量关系曲线 ....................................- 64 -附图三：设计洪水过程线 P=2% .....................................- 65 -附图四:校核洪水过程线 ...........................................- 66 -附图五： Q～H曲线（设计）.......................................- 67 -堰顶高271米..................................................................................................................... - 67 -堰顶高272米..................................................................................................................... - 68 -堰顶高273米..................................................................................................................... - 69 -堰顶高274米..................................................................................................................... - 70 -附图六： Q～H曲线（校核）.......................................- 71 -堰顶高271米..................................................................................................................... - 71 -堰顶高272米..................................................................................................................... - 72 -堰顶高273米..................................................................................................................... - 73 -堰顶高274米..................................................................................................................... - 74 -附图七：拦洪水位确定 ............................................- 75 -附图八：0.4mm土工膜厚度验算.....................................- 76 -纵向：................................................................................................................................. - 76 -横向：................................................................................................................................. - 76 -附图九：0.6mm土工膜厚度验算.....................................- 77 -纵向..................................................................................................................................... - 77 -横向..................................................................................................................................... - 77 -参考文献：......................................................- 78 -第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算1.1.1 洪水调节计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得初专用于水库调洪计算的实用公式如下： Q-q=△v/△t (1-1) 式中：Q — 计算时段中的平均入库流量（m 3/s ）；q — 计算时段中的平均下泄流量（m 3/s ）； △v —时段初末水库蓄水量之差(m 3)；√△t — 计算时段，一般取1-6小时，本设计取4小时。
调洪计算列表试算法
调洪计算列表试算法调洪计算列表试算法是一种用于计算调洪方案的方法，它可以帮助工程师和决策者预测洪水发生时的水位、流量和调洪方案等重要参数。
在这篇文章中，我们将介绍调洪计算列表试算法的原理、步骤和应用。
一、调洪计算列表试算法的原理调洪计算列表试算法是基于流量-水位关系曲线的一种计算方法。
它通过将不同流量下的水位与设计水位进行比较，确定不同流量下的调洪方案。
该算法主要包括以下几个步骤：1. 根据历史洪水数据和水文特征，确定不同设计流量下的水位-流量关系曲线。
这一步需要对洪水历史数据进行分析和处理，确定洪水频率分析方法，并根据洪水频率曲线确定设计流量。
2. 利用水位-流量关系曲线，计算不同流量下的水位。
根据设计流量，通过插值或者拟合方法，计算出对应的水位。
3. 将计算得到的水位与设计水位进行比较，确定调洪方案。
当计算得到的水位低于设计水位时，可以采取相应的调洪措施，如打开闸门、提高堤坝等。
当计算得到的水位高于设计水位时，需要进一步评估是否需要调整调洪方案。
4. 进行试算和评估。
根据确定的调洪方案，进行试算和评估，包括计算不同流量下的水位、流量和调洪效果等。
调洪计算列表试算法主要包括以下几个步骤：1. 收集洪水历史数据和水文特征。
通过收集洪水历史数据和水文特征，包括洪水发生时间、洪峰流量、洪水过程等，建立洪水频率分析的基础。
2. 分析洪水频率曲线。
利用收集的洪水历史数据，进行统计分析，计算不同洪水频率下的设计流量。
通过洪水频率曲线的绘制和拟合，得到流量-水位关系曲线。
3. 计算不同流量下的水位。
根据流量-水位关系曲线，计算不同流量下的水位。
可以使用插值或者拟合方法，得到对应的水位。
4. 比较水位和设计水位。
将计算得到的水位与设计水位进行比较。
当计算得到的水位低于设计水位时，确定调洪方案。
当计算得到的水位高于设计水位时，需要进一步评估调洪方案。
5. 进行试算和评估。
根据确定的调洪方案，进行试算和评估。
计算不同流量下的水位、流量和调洪效果等。
洪水调节计算书
目录第一章调洪演算 .................................................- 4 -1.1 洪水调节计算............................................................................................................... - 4 -1.1.1 洪水调节计算方法............................................................................................................. - 4 -1.1.2 洪水调节具体计算............................................................................................................. - 4 -1.1.3 计算结果统计..................................................................................................................... - 8 -1.2 防浪墙顶高确定........................................................................................................... - 8 -1.2.1 正常蓄水位和设计设计洪水位状况................................................................................. - 9 -1.2.2 校核状况........................................................................................................................... - 10 -第二章 L型挡墙计算.............................................- 11 -2.1 L型挡墙荷载计算...................................................................................................... - 11 -2.2 最危险工况判定......................................................................................................... - 14 -2.3 L型挡墙的抗滑稳定计算.......................................................................................... - 14 -2.4 L型挡墙的基底应力计算.......................................................................................... - 15 -2.5L型挡墙抗倾覆稳定计算............................................................................................ - 16 -2.6L型挡墙配筋计算........................................................................................................ - 17 -第三章复合土工膜强度及厚度校核 .................................- 21 -3.1 0.4mm厚土工膜........................................................................................................ - 21 -3.2 0.6mm厚土工膜........................................................................................................ - 22 -第四章坝坡稳定计算 .............................................- 23 -4.1 第一组滑动面........................................................................................................... - 23 -4.2 第二组滑动面........................................................................................................... - 24 -4.3 第三组滑动面........................................................................................................... - 25 -4.4 第四组滑动面........................................................................................................... - 26 -4.6 第六组滑动面........................................................................................................... - 28 -第五章坝坡面复合土工膜稳定计算 .................................- 29 -5.1混凝土护坡与复合土工膜间抗滑稳定计算.............................................................. - 29 -5.2复合土工膜与下垫层间的抗滑稳定计算.................................................................. - 29 -第六章副坝设计 .................................................- 31 -6.1 副坝及主坝的连接及副坝型式选择................................................................................... - 31 -6.2 副坝的地基处理防渗设计................................................................................................... - 34 -第七章址板设计 .................................................- 35 -7.1 趾板剖面设计：......................................................................................................... - 35 -7.2 垂直段趾板稳定验算：............................................................................................. - 37 -7.4 坝体沉降估算.............................................................................................................. - 39 -第八章工程量清单计算 ...........................................- 40 -8.1主坝工程量计算表................................................................................................................. - 40 -8.2副坝工程量计算表................................................................................................................. - 41 -8.3工程量清单............................................................................................................................. - 42 -第九章地基处理及溢洪道设计(专题) ...............................- 44 -9.1副坝的地基处理防渗设计.......................................................................................... - 44 -9.2坝基处理...................................................................................................................... - 44 -9.2.1 坝基及岸坡开挖............................................................................................................... - 44 -9.2..2 固结灌浆......................................................................................................................... - 45 -9.2.3 帷幕灌浆及排水............................................................................................................... - 46 -9.3 溢洪道......................................................................................................................... - 46 -第十章拦洪水位确定 .............................................- 48 -10.1 洪水调节原理...................................................................................................................... - 48 -10.2 隧洞下泄能力曲线的确定.................................................................................................. - 48 -第十一章工程量计算 .............................................- 51 -11.1堆石体施工................................................................................................................ - 51 -11.1.1 施工强度计算................................................................................................................. - 51 -11.1.2工机械选择及数量分析.................................................................................................. - 54 -11.2混凝土工程量及机械数量计算................................................................................ - 56 -11.2.1 趾板................................................................................................................................. - 56 -11.2.2 混凝土面板..................................................................................................................... - 57 -11.2.3 挡浪墙............................................................................................................................. - 58 -11.2.4 副坝................................................................................................................................. - 58 -11.2.5 混凝土工程机械选择数量计算..................................................................................... - 58 -第十二章导流洞施工计算 .........................................- 60 -12.1基本资料............................................................................................................................... - 60 -12.2开挖方法选择....................................................................................................................... - 60 -12.3钻机爆破循环作业项目及机械设备的选择 ....................................................................... - 60 -12.4开挖循环作业组织............................................................................................................... - 60 -附图一：水位库容关系曲线 ........................................- 63 -附图二：坝址水位流量关系曲线 ....................................- 64 -附图三：设计洪水过程线 P=2% .....................................- 65 -附图四:校核洪水过程线 ...........................................- 66 -附图五： Q～H曲线（设计）.......................................- 67 -堰顶高271米..................................................................................................................... - 67 -堰顶高272米..................................................................................................................... - 68 -堰顶高273米..................................................................................................................... - 69 -堰顶高274米..................................................................................................................... - 70 -附图六： Q～H曲线（校核）.......................................- 71 -堰顶高271米..................................................................................................................... - 71 -堰顶高272米..................................................................................................................... - 72 -堰顶高273米..................................................................................................................... - 73 -堰顶高274米..................................................................................................................... - 74 -附图七：拦洪水位确定 ............................................- 75 -附图八：0.4mm土工膜厚度验算.....................................- 76 -纵向：................................................................................................................................. - 76 -横向：................................................................................................................................. - 76 -附图九：0.6mm土工膜厚度验算.....................................- 77 -纵向..................................................................................................................................... - 77 -横向..................................................................................................................................... - 77 -参考文献：......................................................- 78 -第一章 调洪演算1.1 洪水调节计算1.1.1 洪水调节计算方法利用瞬态法，结合水库特有条件，得初专用于水库调洪计算的实用公式如下： Q-q=△v/△t (1-1) 式中：Q — 计算时段中的平均入库流量（m 3/s ）；q — 计算时段中的平均下泄流量（m 3/s ）； △v —时段初末水库蓄水量之差(m 3)；√△t — 计算时段，一般取1-6小时，本设计取4小时。
调洪计算计算的基本方法
目录
一、水库调洪计的作用
二、水库调洪计算基本公式
三、水库调洪计算试算法
一、水库调洪作用
• （一）水库洪水调节的定义
• 水库通过对洪水的拦蓄、滞留，使洪水过程变形，洪峰流量减 小，洪水历时延长
• （二）水库洪水调节的目的
• 在已拟泄洪建筑物、已确定防汛限制水位（起调水位）的条件 下，用给定的入库过程，推求水库的泄流过程、库水位过程及 相应的最大下泄流量、最高调洪水位及调洪库容；
总库 容 247 262 276 291 307
堰顶 以上 库容 0 15 29
V/t 0 348
q 10 82
q/2 5 41 107 192 293
V/t+q/2 5 389 779 1212 1683
672 214
44 1020 384 60 1390 586
700 600 500 400 300 200 100 0 0 500 1000 V/t+q/2 1500 2000
三、水库调洪计算的原理及方法
• 4.水量平衡方程：
∆ • 1/2（Qt+Qt+1） t-1/2（qt+qt+1）∆ t=Vt+1-Vt 一个方程，两个未知数！
Qt—时段初入库流量；Qt+1—时段末入库流量；
qt—时段初出库流量；qt+1—时段末出库流量；
∆ Vt—时段初水库蓄水量；Vt+1—时段末水库蓄水量
120 4
122 6
124 8
126 10
泄流能力q 库容V
3
10
214 276
586 307
1068 340
1638 378
水利水能规划(洪水调节)
40.3
40.1 39.9
325
645.5
-346
第一个计算时段第18-21h，q1＝173.9m3/s，V1=6450×104m3， Q1＝174m3/s，Q2＝340m3/s。对q2 、v2要进行试算，其试算过程 如表3-4。
表3-4
时间 Q t（h) (m3/s)
第一时段（第18~21小时）的试算过程
设计洪水过程线 279 131
用不同水位分别减堰顶高程，得堰顶水头H，代入堰流公式 q溢＝m1BH3/2 从而算出各H对应的溢洪道泄洪能力，加上发电流量10m3/s， 得Z值相应的水库泄流能力q=q溢+q电。
3.4 水库调洪计算的半图解法
1 1 V2 V1 V Q q (Q1 Q2 ) (q1 q2 ) 2 2 t t (3 2)
在水库运行中，调洪计算的已知条件和要求的结果， 基本上也与上述类似。
3.3 水库调洪计算的列表试算法
V2 V1 V 1 1 Q q ( Q1 Q2 ) ( q1 q2 ) (3 2) 2 2 t t
q=f(V)
(3-4)
一、试算的步骤 二、举例
2013年7月8日12时6分
思 考 题
1、什么是防洪标准？ 2、防洪调节计算有哪些方法？ 3、防洪调节的水量平衡方程如何表达？ 4、水库调洪的任务是什么？ 5、水库调洪计算的主要过程是： （A)基本资料的收集、计算(B)确定泄洪建筑物形 式和尺寸 (C)调洪计算 （D)拟定比较方案 6、水库调洪计算列表试算法有何特点？ 7、写出水库调洪计算列表试算法的求解步骤。
三大洪水调节课程设计
洪水调节课程设计姓名学号班级专业指导教师2011年1月3日《洪水调节课程设计》任务书一、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物型式选择、尺寸确定提供依据；2、掌握列表试算法和半图解法的基本原理、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、基本资料某水利枢纽工程以发电为主，兼有防洪、供水、养殖等综合效益，电站装机为5000kw，年发电量1372×104kw·h，水库库容0.55亿m3。
挡水建筑物为混凝土面板坝，最大坝高84.80m。
溢洪道堰顶高程519.00m，采用3孔8m×6m（宽×高）的弧形门控制。
水库正常蓄水位525.00m。
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，再打开中间两孔，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。
上游防洪限制水位H（注：H=524+学号最后两位/100，），下游有足够的能力宣泄洪水，在此不考虑防洪要求。
三、设计任务及步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸以及水库运用方式，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。
具体步骤如下：1、根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2、采用列表试算法进行调洪演算：（1）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和q~Z绘制在图上；（2）决定开始计算时刻和此时q 1、V 1的，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q 2、V 2进行试算；（3）将计算结果绘成曲线：Q~t 、q~t 绘制在一张图上，Z~t 曲线绘制在下方。
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洪水调节课程设计任务书一、设计目(de)1.洪水调节目(de)：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水(de)库容、水库水位(de)变化、泄洪建筑物型式和尺寸间(de)关系,为确定水库(de)有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2.掌握列表试算法和半图解法(de)基本原理、方法、步骤及各自(de)特点；3.了解工程设计所需洪水调节计算要解决(de)课题；培养学生分析问题、解决问题(de)能力.二、设计基本资料1.某水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等综合效益,电站装机为5000KW,年发电量2×104kw·h,水库库容亿m3.挡水建筑物为混凝土面板坝,最大坝高.溢洪道堰顶高程,采用2孔8m×6m（宽×高）(de)弧形门控制.水库正常蓄水位.电站发电引用流量为10m3/s.2.本工程采用2孔溢洪道泄洪.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(de)升高而增大,流态为自由流态,情况与无闸门控制一样.3. 上游防洪限制水位（注：X=+学号最后1位/10,即）,下游无防汛要求.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(de)泄洪建筑物(de)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(de)库容、水位变化过程.具体步骤：1. 根据工程规模和建筑物(de)等级,确定相应(de)洪水标准；2. 用列表试算法进行调洪演算：① 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；② 决定开始计算时刻和此时(de)q 1、V 1,然后列表试算,试算过程中,对每一时段(de)q 2、V 2进行试算；③ 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. 用半图解法进行调洪计算：① 绘制三条曲线：()2t 1q V Z f -=∆,()2t2qV Z f +=∆,()Z f=q ；② 进行图解计算,将结果列成表格.4. 比较分析试算法和半图解法调洪计算(de)成果.四、 时间安排和要求1. 设计时间为1周；2. 成果要求：① 设计说明书编写要求条理清楚、附图绘制标准；② 列表试算法要求采用手工计算,熟悉过程后可编程计算,如采用编程计算需提供程序清单及相应说明；③ 设计成果请独立完成,如有雷同则二者皆取消成绩,另提交成果时抽查质询.五、 参考书3. 水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)4. 水利水能规划附录：一、 堰顶溢流公式2/302q H g m nb ⋅=ε式中：q ——通过溢流孔口(de)下泄流量,m 3/s ；n ——溢流孔孔口数； b ——溢流孔单孔净宽,m ； g ——重力加速度,s 2；ε——闸墩侧收缩系数,与墩头形式有关,初步计算可假设为；m ——流量系数,与堰顶形式有关,可查表,本工程取；H0——堰顶水头,m.二、设计洪水过程三、水位－库容曲线和库容表库容表高程（m ）450460470480490500505库容（104m3）018高程（m）510515520525530535540库容（104m3）6670四、工程分等分级规范和洪水标准五、调洪计算成果表设计洪水校核洪水频率项目洪水调节演算过程一、洪水标准(de)确定1.工程等别(de)确定：由设计对象(de)基本资料可知,该水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等其他综合效益,电站装机为5000kW,水库库容⨯.若仅由装机容量5000kW为指标,根据“水利水电工程分等指标”,可将工程等别定为Ⅴ；若仅以水库总库容⨯为指标,则可将工程等别定为Ⅲ.综合两种指标,取等级最高(de)Ⅲ等为工程最终等别.2.洪水标准(de)确定：该水利工程(de)挡水建筑物为混凝土面板坝,由已确定(de)为Ⅲ等(de)工程等别,根据“山区,丘陵区水利水电工程永久性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1000年.二、试算法洪水调节计算1.计算并绘制水库(de)q=f(V)关系曲线：应用式2/32q Hgmnb⋅=ε,根据不同水库水位计算H与q,再由H~V关系曲线查得V,并计算于下表,绘制q=f(V) 关系曲线图如下. 2.3.4.5. 确定调洪(de)起始条件：起调水位也是防洪限制水位,Z=.相应库容×104m 3.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(de)升高而增大,流态为自由流态,情况与无闸门控制一样.由公式：10H 2g m nb Q q 230+⋅==ε=⨯⨯⨯()5.12.681.92⨯m 3/s 得调洪开始时(de)下泄流量为 m 3/s.所以在第一时段,以闸门控制入库流量等于下泄流量；以后时段闸门全开不再控制,下泄流量由试算计算.6. 列表试算泄流量q,本过程采用C 语言编程试算.① 基本原理：根据水库容积曲线V=f （Z ）和堰顶溢流公式q=f （H ）,得出蓄泄方程q=f （V ）.联立水量平衡方程)q (2t121212q Q Q V V --++=∆f(V)q =可得q=f(V)=g （q ）,即q=g （q ）.② 编程公式(de)主要过程a) 已知(de)电站发电引用流量为10m 3/s,结合堰顶溢流公式,得出下泄流q=nb εm 230H g 2+10 (1)b) 水位高程Z 与堰顶水头H(de)关系.基本材料可知溢洪道堰顶高程为519m 则H=Z-519m ；c) 水库容积曲线V=f （Z ）(de)近似化.根据该设计(de)蓄泄情况,水位高程(de)变化范围在525m~535m 之间,又由于水库容积曲线在水位高程属525m~535m 之间(de)变化率较小,为方便计算,故可将其分段直线化以简化、近似计算.由水位—库容表V=f （Z ）及上式H=Z -519m,可得V=f （H ）,易算出H=g （V ）= 02.18268.3591V - []9.55938.4683V ，∈ 22.21548.3226V - []0.66709.5593V ，∈ (2)联立（1）、（2）式得10V g g 2m nb =q 23+）（ε....................................（3）d ）将（3）式与水量平衡方程联立.得 )q (2t 121212q Q Q V V --++=∆10V g g 2m nb =q 23+）（ε...........................（4）e ）C 语言程序源代码如下： include<> include<> void main() {float V1,V2,Q1,Q2,q1,q2,q3, t=; printf("V1="); scanf("%f",&V1); printf("Q1="); scanf("%f",&Q1); printf("Q2="); scanf("%f",&Q2); printf("q1="); scanf("%f",&q1); printf("q2=");scanf("%f",&q2);printf("\n\n");loop:{V2=V1+ (Q1+Q2-q2-q1) t/2;if (V2>= && V2<= q3=(pow(/,)+10;else if (V2>= && V2<= q3=(pow(/,)+10;}if (fabs(q3-q2)>{q2=q3;goto loop;}printf("q2=%f\n",q3);printf("V2=%f\n\n\n",V2);}7.对设计洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量.①将洪水过程表中P=1%(de)洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录(de)入库洪水流量,计算(de)时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏.泄流量(de)计算见第五,六,七栏.从表中第一,五栏可绘制下泄流量过程线.第一,十栏可绘制水位过程线；② 为了枯水期能保证兴利部门(de)用水需求,当水位再次下降到调洪水位时,又需要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不变.见第15时段q=f （V ）(de)程序计算截图；③ 绘制Q~t 与q~t 曲线,如图所示.最大下泄流量m ax q = m 3/s 发生在t=8h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量；④ 推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z .m ax q =对应(de)库容和水位分别为万m 3和,减去堰顶以下(de)库容万m 3 即可得设V =万m 3,设Z = m.第2时段试算法程序计算截图第时段试算法(de)程序计算截图8.对校核洪水计算时段平均入库流量和时段入库水量.①将洪水过程表中P=%(de)洪水过程线划分计算时段,初选时段Δt=1h=3600填入下表第一栏,表中第二栏为按计算时段摘录(de)入库洪水流量,计算(de)时段平均入库流量和时段入库水量分别填入第三栏和第四栏.泄流量(de)计算见第五,六,七栏.从表中第一,五栏可绘制下泄流量过程线.第一,十栏可绘制水位过程线.②为了枯水期能保证兴利部门(de)用水需求,当水位再次下降到调洪水位时,又需要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不变.见第20时段q=f（V）(de)程序计算截图.③ 绘制Q~t 与q~t 曲线,如图所示.最大下泄流量m ax q =s 发生在t=8h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量.④ 推求校核调洪库容校V 和设计洪水位校Z .m ax q =对应(de)库容和水位分别为万m 3和,减去堰顶以下(de)库容万m 3 即可得校V =万m 3,校Z = m.第2时段试算法程序计算截图第时段试算法程序计算截图校核洪水调节计算表时间 t(h) 入库洪水流量 Q （m3/s ） 时段平均入库流量 Q(平均)（m3/s ）时段入库水量 Q(平均)△t （万m3） 下泄流量 q（m3/s ） 时段平均下泄流量（m3/s ） 时段下泄水量q(平均)△t （万m3） 时段内水库存水量变化 △V （万m3）水库存 水量V （万m3）水库 水位Z (m)1 2 3 45 6 78 9105017350173某水库校核调洪计算表水位时间关系曲线(Z~t)524526528530532534024681012141618202224时间h（t）水位Z （m ）水位时间关系曲线三、 半图解法洪水调节计算（以设计洪水标准进行调洪演算为例子） 1. 计算并绘制2qt V ~q +∆辅助线.计算时段取h 1t =∆.计算过程见下表.利用表中第五,七栏(de)相应数值绘制(de)辅助线如图. 2qtV ~q +∆辅助曲线计算表q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线计算表 水库水总库容V 堰顶以V/Δq(m3/s) q/2(m3/sV/Δ位Z （m ） （万m3） 上库容（万m3）t(m3/s) ) t+q/2 (m3/s)q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线0.00500.001000.001500.002000.002500.003000.003500.000.005000.0010000.0015000.00V/Δt+q/2q （m 3/s ）q=f(V/Δt+q/2)辅助曲线2. 调洪计算求q~t 过程和库水位过程：由于作辅助线时t ∆需取固定值,且)2qt V f(q +=∆是由蓄泄曲线q=f （V ）转换而来(de),故该法只适用于自由泄流（无闸或闸门全开）和t ∆固定(de)情况.当有闸门控制泄流时,应按控制(de)流量调洪.所以对于第一时段Q<Q 限时,起调水位也是防洪限制水位,Z=.相应库容×104m 3.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不变,即q=Q ；可直接求出）（2t 11q V +∆= m 3/s 和）（2t22q V +∆= m 3/s.从第二时段开始闸门全开,Q 2= 196 m 3/s,3Q =524 m 3/s,2q =196 m 3/s,将）（2t22q V +∆= m 3/s 代入 2q t V 1i 1i +∆++=（2q t V ii +∆）+Q i q -,求得）（2q tV 33+∆= m 3/s,由式)2q tV f(q +=∆得,3q = m 3/s.同法依次类推,可求出其他时段(de)泄量.其成果如表第四,六栏所示.3. 绘制Q~t 与q~t 过程线以及q~Z,过程线,求m ax q .利用表中第一,二,四栏数值,可绘出Q~t 与q~t 过程线.取Q~t 与q~t 两曲线(de)交点(de)纵坐标数值,作为m axq =s,t=8h 时.利用表中(de)库水位Z 与泄流能力q,可绘制Z~q 关系曲线,如图所示.4. 推求设计调洪库容设V 和设计洪水位设Z .m ax q =对应(de)水位为m,设Z=.5. 按校核洪水标准进行调洪演算,其演算过程与设计洪水演算过程一致.其成果如下. 最大下泄流量m axq =s 发生在t=7h 时,正好是q~t 曲线与Q~t 曲线(de)交点,即为所求(de)最大下泄流量.m ax q 对应(de)水位分别为,校Z =532. m四、调洪计算成果表五、总结本次课程设计对我们(de)知识是一个全方位(de)考察,这个过程学到了很多东西,不仅是专业知识,电脑软件(de)应用也学到了很多,总之这次设计受益匪浅.。