水库调洪演算例题详解
洪水调节计算作业
洪水调节作业
某水库选定百年一遇洪水作为设计洪水，其入库洪水过程见表1
已知水库的水位库容和水位下泄流量关系（表2）
水位下泄流量关系也可以用泄流公式：115
（Z-31.63）
q=⨯3/2
溢
水库无下游防洪任务，采用河岸开敞式溢洪道，不设闸门，堰顶高程为31.63米（为调洪开始水位）
应用列表试算法和图解法，进行调洪计算，推求下泄洪水过程线、水库水位和库容变化过程；计算出水库的最大下泄泄量和最高库水位。
试算法调洪计算结果（试算过程略）：
通过比较不同方式得到的时段末水库蓄水量确定试算是否成功。
流量（m3/s）
q=569
7分
时段序号。
调洪水深的计算算例
防洪安全分析主要是验算尾矿库在设计洪水情况下，是否有足够的安全超高和干滩长度，从而分析确定尾矿坝是否会发生洪水漫坝事故。
1）尾矿库的安全超高和干滩长度根据《小型水利工程设计资料汇编》的水文气象参数进行洪水复核：防洪标准：P=0.5%（200年一遇）多年平均24小时暴雨量：Ｈ24=100mm暴雨变差系数：CV=0.65暴雨离差系数：CS=3.5CV200年一遇暴雨的模比系数：K0.5%=3.92暴雨迳流系数：α=0.8暴雨指数：n1=0.67 n2=0.71（1）一期库汇雨面积：F=7.75㎞2沟谷主河道长度：L=2.2㎞主河道高差：ΔH=175.0m沟谷坡降：J=ΔH/L=175/2200=0.08.0=7.8L/J=2.2/08汇流历时：τ=1.57小时（查汇编表得）200年一遇暴雨的24小时降雨量：H24（0.5%）= H24×K0.5%×24n2-1×τ1-n2=177.8mm200年一遇暴雨的24小时洪水总量：W0.5%=0.1×α×H24(0.5%)×F=0.1×0.8×177.8×7.75=1102000m3一期库当前库水位为199.5m，当200年一遇洪水总量入库时，尾矿库水位升高1.5m，即库内最高洪水位为201.0m。
此时库水位距坝顶214.0m高程尚有13.0m的安全超高，约有500余米的最小干滩长度。
（2）二期库汇雨面积：F=4.4㎞2沟谷主河道长度：L=1.88㎞主河道落差：ΔH=85.1ｍ沟谷坡降：J=ΔH/L=0.046.0=8.63L/J=1.85/046汇流历时：查表τ=2.75小时（查表）200年一遇24小时暴雨量：H24（0.5%）=H24×K0.5%×24 n2-1×τ1-n2=100×3.92×24-0.29×2.750.29=209.0mm200年一遇24小时洪水总量：W0.5%=0.1×α×H24（0.5%）×F=0.1×0.8×209×4.4=736000m3二期库当前库水位为213.0ｍ，当200年一遇洪水总量入库时，尾矿库水位升高2.0m，即库内最高洪水位为215.0m。
调洪演算计算过程
0123455.6200640156926052061475477479481483485330039204640536062007400015546482712701780洪水过程曲线如下图V(104m 3q(m 3/s)Z(m)铁山水库校核校核洪水时段﹙△t=1h﹚Q（m3/s）q-V曲线图Z-q曲线图因为q-v曲线接近直线可以添加趋势线并模拟出公式01234565.620064015692605206116715.62005748001000118012905000500050005147.45593.36050.36277.5由上式得出的结果再进行试算代入图表验证就比较简单了Z-q曲线图由上图可以得到正常蓄水位480Z-V曲线图用试算法进行调洪计算如下下泄q 水库存水量V成果整理如下 计算获得的泄洪过程q如表△t入库流量Q V 2=V 1+1/2【(Q 1+Q 2)-(q 1+q 2)】*3600q=f(v) (可以先用模拟公式V=2.2511q+3461.7计算）480480480480.3481.44482.68483.08结论 由图可得最大下泄流量q=1320 校核洪水位Z=483.2水库水位Z库校核洪水调洪计算成果67891011121314 16711368113294981772063957651348788002340位480m时对应的库容 V=500 泄流量q=6407891011121314 13681132949817720639576513 1320131012801260117611001000865 6354.76331.36239.761005948.35802.285651.985502.4483.2483.16483.08482.76482.4482.1481.76481.6调洪库容V=1354.7。
调洪演算 (2)
调洪演算
1. 确定洪水标准
(1)若水库不需承担下游防洪任务，则应按水工建筑物本身的防 洪安全要求选定防洪标准。 （2）若水库要承担下游防洪任务，则除了要选定水工建筑物的设 计标准外，还要选定下游防护对象的防洪标准，即防护对象所应 抗御的设计洪水频率。防护对象的防洪标准，应根据防护对象的 重要性、历次洪灾情况及对政治、经济的影响，结合防护对象和 防洪工程的具体条件，并征求有关方面的意见。
300～ 200
200～ 100
调洪演算
1.确定洪水标准
根据某一次典型洪水过程线，按照确定好的洪水标准， 采用同频率放大法或同倍比放大法即可得到所需要的 洪水过程线。
调洪演算
2.确定泄洪方案
混凝土坝：坝身泄水、河岸式溢洪道、泄洪隧洞 土石坝：河岸式溢洪道或泄洪隧洞
还应根据任务书考虑排砂和排冰等建筑物，考虑放空要求
河岸式溢洪道或泄洪隧洞还应根据任务书考虑排砂和排冰等建筑物考虑放空要求河岸式溢洪道或泄洪隧洞还应根据任务书考虑排砂和排冰等建筑物考虑放空要求一般情况下应首先考虑比较经济泄洪能力大的表孔为主要泄洪设施为满足非常情况需要大型水库都要设置有放空水库的底孔一般情况下应首先考虑比较经济泄洪能力大的表孔为主要泄洪设施为满足非常情况需要大型水库都要设置有放空水库的底孔调洪演算3
规范：中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级 划分及洪水标准》SL252-2000
调洪演算
1.确定洪水标准
表1 水利水电工程分等指标源自防洪治涝灌溉 供水 发电
工程等 别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
工程规 模
水库库
容 （108m3）
保护城镇 及工矿企 业的重要
《水利资源计算》第四章 水库洪水调节计算
q
QB B Q区
防 洪 保 护 区
河流
6h
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设计入库洪水过程线水库特性曲线拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸调洪方式等通过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
第四章 水库洪水调节计算
第一节 第二节 第三节
概述 水库调洪计算的方法 无闸门控制的水库调洪计算
已知Q1, q1, Q2, V1 假设q2
V2
q=f(V)
q = q2
* 2
q
* 2
如此连续计算 即可得q（ ） 即可得 （t）
两条曲线点绘在一张图上。 （4） 将Q(t)和q(t)两条曲线点绘在一张图上。 ） 和 两条曲线点绘在一张图上
Q(t) qmax=Q(t)
A
q(t)
（5） 求出 调和Zm ） 求出V
西北农林科技大学水建学院
2010年 2010年4月14日10点56分 14日10点56分
第一节
概
述
任务： 任务：在水工建筑物或下游防护对象的防洪标 准一定的情况下， 准一定的情况下，根据水文分析计算提供的各种标 准的设计洪水或已知的设计入库洪水过程线， 准的设计洪水或已知的设计入库洪水过程线，水库 特性曲线、拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸、 特性曲线、拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸、调洪 方式等，通过计算，推求出水库的出流过程、 方式等，通过计算，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。 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， 作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间， 使下泄流量能安全通过下游河道。 使下泄流量能安全通过下游河道。
调洪计算方法
2.4.2 调洪计算方法水库调洪是在水量平衡和动力平衡的支配下进行的，本次计算单辅助线法计算。
水量平衡的数学表达式为：221Q Q +t ∆ -221q q + t ∆=V 2-V 1式中：Q 1，Q 2——时段初、末入库流量，m 3/s ；q 1,q 2——时段初、末出库流量，m 3/s ；V1,V2——时段初、末水库蓄水量，m 3；t ∆——计算时段，t ∆=1h=3600s 。
将水量平衡方程进行变换得到：）（22)2(1112221q t V q Q Q q t V +∆+-+=+∆ 建立q ～2q t V +∆函数关系曲线，绘出q ～2q t V +∆辅助线，连续求出水库的下泄流量过程。
2.4.3 调洪演算成果按照不同频率入库设计洪水过程线，逐时段查算辅助曲线，确定水库出库流量过程。
根据上述入库设计洪水过程线、库容曲线、起调水位进行调洪演算。
本次调洪演算成果见表2-9。
调洪演算成果表2-92.5 坝顶高程计算水库主坝为浆砌石坝，坝顶超高计算公式采用《砌石坝设计规范》（SL25-2006）中公式进行计算：c z b h h H H ++∆＝式中：H ∆——坝顶超高，m ；H b ——波浪高，m ；H z ——风浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m ；H c ——安全超高，5级坝，设计情况A=0.3m ，校校情况A=0.2m 。
根据当地提供的风速风向资料，水库水面以上10m 高度处，年最大平均风速为16m/s 。
根据《砌石坝设计》（SL25-2006）及《水利水电等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关规定，永久建筑物级别为5级。
根据《砌石坝设计规范》（SL25-2006）波高、波长按官厅公式（C.4.1-1）和（C.4.1-2）计算： ）（11.4.)(0076.03/12020121-=C v gD v v gh o b）（21.4.)(33.015/42020157-=C v gD v v gLm o式中：H b ——波高（当2502020-=v gD时，为累积频率5%的波高h s%；当当100025020-=v gD 时，为累积频率10%的波高h 10%），m ；L m ——平均波长，m ；v 0——计算最大风速（设计情况采用多年平均年最大风速的1.5倍 ，校核情况采用多年平均最大风速），m/s ； D ——风区长度，m ；g ——重力加速度，9.81m/s 2。
水库调洪演算的原理和方法 PPT
水库调洪计算的半图解法
6.在一张图上点绘Q(t)和q(t)，推求qm。
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
推求qm示意图
t△1tt' t2
t (min)
水库调洪计算的半图解法
7.推求Vm、V调、Zm。
q~V
qmax
V调=Vm-V汛限
水库调洪演算的原理和方法
水库调洪计算是确定入库洪水、泄洪建筑物的型式与尺寸、 调洪方式和调洪库容之间的定量关系。
一、水库调洪计算的任务
在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下， 根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设 计入库洪水过程线、水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的 型式与尺寸、调洪方式等，通过计算，推求水库出流过程、 最大下泄流量、特征库容和水库相应的特征水位。
Z (m)
因此，可根据选定的计 算时段△t，已知的水库容 积关系曲线，以及根据水力 学公式算出的水位下泄流量 关系曲线，事先计算并绘制 曲线组：
Vq f1(Z) t 2
f2(Z)
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m 3/s) ,V q (m 3/s) ,V q (m 3/s)
Q、q(m3/s) Q、q(m3/s)
Q~t qmax q~t
Q~t qmax q~t
t (min)
t△1tt' t2
t (min)
qm是两线的交点则计算正确；否则在t1，t2之间计算qm。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
调洪演算
3.1基本资料3.1.1洪水过程线的确定本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。
由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。
绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线：图3.1 校核洪水过程线图3.2 设计洪水过程线3.1.2相关曲线图图3.3 水位容量关系曲线图3.2洪水调节基本原则在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。
故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。
调洪演算采用半图解法。
3.2.1确定工程等别和级别根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。
由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。
3.2.2水库防洪要求本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S 水库洪水调节除保证本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。
3.3调洪演算3.3.1调洪演算的目的根据水位～库容曲线以及S 坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。
3.3.2调洪演算的基本原理和方法(a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系3/2q Bm =式中：q ——过堰流量，单位为3/m s ；B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数； ε——局部水头损失系数；H ——堰顶全水头，单位为m 。
(b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。
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水库调洪演算例题详解
我们要解决一个水库调洪演算的问题。
这个问题涉及到水库的蓄水量、泄洪量、流入量、流出量等，我们需要通过这些信息来计算水库的水位变化。
假设水库的初始蓄水量为 V_0 立方米，初始水位为 H_0 米。
每分钟流入水库的水量为 R 立方米/分钟，每分钟从水库泄出的水量为 B 立方米/分钟。
根据题目，我们可以建立以下方程：
1. 每分钟水库的水位变化是ΔH = (R - B) / V × 1000 米/分钟（流入量减去泄出量，再除以水库的体积，然后乘以1000来转换为米）。
2. 水库的蓄水量V = V_0 + ΔV，其中ΔV 是水位变化导致的蓄水量变化（V_0是初始蓄水量）。
3. 水库的水位H = H_0 + ΔH × t，其中 t 是时间（分钟）。
现在我们要来解这个方程组，找出水库的水位随时间的变化。
计算结果为：水库的水位随时间的变化是米/分钟。
所以，经过1小时，水库的水位将上升厘米。