第三章调洪计算.docx
《第三章调洪计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章调洪计算.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第三章调洪计算
第三章调洪计算
调洪计算目的
水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，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，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。
调洪演算的原理
水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
（3-1）
式中
—计算时段长度，s；
—t时段初、末的入库流量，m3/s；
—t时段初、末的出库流量，m3/s；
—t时段初、末水库蓄水量，m3。
水库泄流方程：
q=f（V）（3-2）
用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q～t，由起调水位开始，逐时段连续求解（3-1）和（3-2）组成的方程组，从而求得水库出流过程q～t，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解（2-1）和（2-2）两个方程，将（3-1）改写为：
（Vt/△t+qt/2）+Q-qt=（Vt+1/△t）+（qt+1/2）（3-3）
式中Q—计算时段平均入流量，Q＝（Qt+Qt+1）/2；其他同（3-1）
也就是说，可以事先绘制q~（V/△t）+（q/2）的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3）的左端各项为已知数，故式（3-3）右端项也可求出，然后根据（Vt+1/△t）+（qt+1/2）的值，通过工作曲线q~（V/△t）+（q/2）可查出qt+1的值。
因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。
调洪计算结果整理
调洪演算基本资料
水库特征水位：
正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m
积石峡入库洪水过程线见下表：
表2-1积石峡入库洪水过程线
时间（月.日.时）
p=％
p=％
时间（月.日.时）
p=％
p=％
8.4.0
5579
7200
8.5.13
5625
7260
8.4.1
5594
7220
8.5.14
5594
7220
8.4.2
5687
7340
8.5.15
5610
7240
8.4.3
5672
7320
8.5.16
5594
7220
8.4.4
5656
7300
8.5.17
5610
7240
8.4.5
5618
7250
8.5.18
5610
7240
8.4.6
5548
7160
8.5.19
5587
7210
8.4.7
5540
7150
8.5.20
5571
7190
8.4.8
5532
7140
8.5.21
5556
7170
8.4.9
5517
7120
8.5.22
5540
7150
8.4.10
5509
7110
8.5.23
5540
7150
8.4.11
5525
7130
8.6.0
5540
7150
8.4.12
5517
7120
8.6.1
5540
7150
8.4.13
5509
7110
8.6.2
5540
7150
8.4.14
5501
7100
8.6.3
5540
7150
8.4.15
5501
7100
8.6.4
5548
7160
8.4.16
5509
7110
8.6.5
5548
7160
8.4.17
5517
7120
8.6.6
5548
7160
8.4.18
5517
7120
8.6.7
5556
7170
8.4.19
5532
7140
8.6.8
5556
7170
8.4.20
5563
7180
8.6.9
5556
7170
8.4.21
5579
7200
8.6.10
5556
7170
8.4.22
5579
7200
8.6.11
5563
7180
8.4.23
5602
7230
8.6.12
5579
7200
8.5.0
5602
7230
8.6.13
5587
7210
8.5.1
5850
7550
8.6.14
5587
7210
8.5.2
5656
7300
8.6.15
5587
7210
8.5.3
5649
7290
8.6.16
5587
7210
8.5.4
5625
7260
8.6.17
5579
7200
8.5.5
5602
7230
8.6.18
5563
7180
8.5.6
5587
7210
8.6.19
5548
7160
8.5.7
5587
7210
8.6.20
5540
7150
8.5.8
5587
7210
8.6.21
5525
7130
8.5.9
5587
7210
8.6.22
5517
7120
8.5.10
5587
7210
8.6.23
5509
7110
8.5.11
5602
7230
8.7.0
5494
7090
8.5.12
5602
7230
调洪计算过程及结果
方案一：
1.拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道:
单孔溢洪道，B=,H=18m,堰顶高程为1833m。
左岸中孔泄洪洞：
孔口尺寸10m×13m，进口中心高程为
左岸排沙底孔：
双孔口尺寸×10m，进口中心高程为1799m2.枢纽泄水运行方式
在枢纽宣泄设计及校核洪水时，闸门泄水孔口的闸门运行方式：
中孔泄洪洞、排沙底孔、表孔溢洪道全开。
3.溢洪道流量计算公式如下：
（3-4）
式中：
B—溢流堰总净宽，m；
—侧收缩系数，本设计取1；
m—流量系数，本设计取；
H—堰上总水头，m；
g—重力加速度，取。
.
W—工作门孔口面积（m2）；
4.排沙隧洞流量计算公式如下：
（3-5）
式中：
W—工作门孔口面积，m2；
H—孔口底以以上水头
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取。
5.泄洪洞流量计算公式如下：
（3-6）
式中：
W—工作门孔口面积，m2；
H—孔口底以上水头；
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取。
6.分析确定洪水过程线
图2-1积石峡洪水过程线
7.调洪计算成果整理
表2-2积石峡库容曲线
库水位（m）
原始库容（万m3）
淤积20年后库容
淤积50年后库容
（万m3）
（万m3）
0
1780
5
1790
140
1800
700
1810
1700
1820
3600
1825
4840
0
1830
6500
900
1835
8500
2431
1840
10900
4315
1845
13800
6555
0
1850
17650
9041
2349
1852
19340
10232
3456
1854
21450
12090
4651
1855
22400
12734
5276
1856
23690
14179
6112
1860
28890
19224
10745
图2-2水库库容曲线
表3-3水库水位与下泄流量关系
库水位与流量计算表
库水位Z（m）
堰上水头H（m）
溢洪道堰宽B（m）
溢洪道下泄流量q（m³/s）
泄洪洞中心高程H（m）
泄洪洞下泄流量q（m³/s）
排沙底孔中心高程H（m）
排沙底孔下泄流量q（m³/s）
总泄流量q（m³/s）
1854
21
65
56
1855
22
66
57
1856
23
67
58
1857
24
68
59
1858
25
69
60
1859
26
70
61
1860
27
71
绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
3-4，q-Z关系曲线
3-5，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线计算表格（（△t=1h）
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
库水位Z（m）
堰顶水头H（m）
库容V总（万m3）
堰顶以上库容V（万m3）
V/△t（m³/s）
q（m³/s）
q/2（m³/s）
V/△t+q/2（m³/s）
1854
21
21450
0
0
21900
450
162
1855
22
22400
950
342
22950
1500
540
1856
23
23690
2240
24250
2800
1008
1857
24
24890
3440
25650
4200
1512
1858
25
26160
4710
26880
5430
1859
26
27570
6120
28160
6710
1860
27
28890
7440
3-6，做出水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线
3-7，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
5579
1854
1
1
5594
2
1
5687
2904
3
1
5672
4
1
5656
5664
3023
5
1
5618
5637
6
1
5548
5583
7
1
5540
5544
8
1
5532
5536
2820
9
1
5517
2790
10
1
5509
5513
11
1
5525
5517
12
1
5517
5521
13
1
5509
5513
14
1
5501
5505
15
1
5501
5501
16
1
5509
5505
根据调洪计算表格得出水库洪水过程线和泄流量过程线：
3-8，Q-t,q-t过程线
由图可查的qm=s,从库水位与泄流量关系曲线可得出
Z设=。
3-9，水库半图解法校核洪水流量调洪计算表
水库半图解法校核洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
7200
1
1
7220
7210
2
1
7340
7280
3
1
7320
7330
4
1
7300
7310
5
1
7250
7275
6
1
7160
7205
7
1
7150
7155
8
1
7140
7145
9
1
7120
7130
10
1
7100
7110
11
1
7130
7115
12
1
7120
7125
13
1
7110
7115
14
1
7100
7105
15
1
7100
7100
16
1
7110
7105
从图表可以得出Z校=，qm=s.
根据以上调洪演算得设计洪水位为,校核洪水位为。
但是设计洪水位比正常蓄水位低，所以此种设计方案不合理。
方案二：
1、拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道:
双孔溢洪道，B=12m,堰顶高程为1838m。
左岸中孔泄洪洞：
孔口尺寸10m×12m，进口中心高程为1820m
左岸排沙底孔：
双孔口尺寸4m×6m，进口中心高程为1793m
同上面步骤计算泄流量，得出：
表，3-10水库水位与下泄流量关系
库水位与流量计算表
库水位Z（m）
堰上水头H（m）
溢洪道堰宽B（m）
溢洪道下泄流量q（m³/s）
泄洪洞中心高程H（m）
泄洪洞下泄流量q（m³/s）
排沙底孔中心高程H（m）
排沙底孔下泄流量q（m³/s）
总泄流量q（m³/s）
1854
16
12
46
67
12
1855
17
12
47
68
12
1856
18
12
48
69
12
1857
19
12
49
70
12
1858
20
12
50
71
12
1859
21
12
51
72
12
1860
22
12
52
73
根据泄流量和库水位关系绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
表3-11，q-Z关系曲线
表3-12，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线计算表格（（△t=1h）
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
库水位Z（m）
堰顶水头H（m）
库容V总（万m3）
堰顶以上库容V（万m3）
V/△t（m³/s）
q（m³/s）
q/2（m³/s）
V/△t+q/2（m³/s）
1854
16
21450
0
0
21900
450
1250
1855
17
22400
950
22950
1500
1856
18
23690
2240
24250
2800
1857
19
24890
3440
25650
4200
1858
20
26160
4710
26880
5430
1859
21
27570
6120
17000
28160
6710
1860
22
28890
7440
表3-13，水库q-（V/△t）+（q/2）辅助线
表3-14，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
5579
1854
1
1
5594
2
1
5687
3
1
5672
4
1
5656
5664
5
1
5618
5637
6
1
5548
5583
7
1
5540
5544
8
1
5532
5536
9
1
5517
10
1
5509
5513
11
1
5525
5517
12
1
5517
5521
13
1
5509
5513
14
1
5501
5505
15
1
5501
5501
16
1
5509
5505
17
1
5517
5513
18
1
5517
5517
19
1
5532
20
1
5563
5322
21
1
5579
5571
22
1
5579
5579
23
1
5602
0
1
5602
5602
1
1
5850
5726
2
1
5656
5753
3
1
5649
4
1
5625
5637
5
1
5602
6
1
5587
7
1
5587
5587
8
1
5587
5587
9
1
5587
5587
10
1
5587
5587
11
1
5602
12
1
5602
5602
13
1
5625
14
1
5594
15
1
5610
5602
16
1
5594
5602
17
1
5610
5602
18
1
5610
5610
19
1
5587
20
1
5571
5579
21
1
5556
22
1
5540
5548
23
1
5540
5540
0
1
5540
5540
1
1
5540
5540
2
1
5540
5540
3
1
5540
5540
4
1
5548
5544
5
1
5548
5548
6
1
5548
5548
7
1
5556
5552
8
1
5556
5556
9
1
5556
5556
从表3-14，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表可以得出
Z设=.
表3-15，水库半图解法校核洪水流量调洪计算表
水库半图解法校核洪水位调洪计算表
时段序号
时段长dt（h）
来水流量Q（m3/s）
平均流量Qp（m3/s）
V/△t+q/2（m³/s）
q（m³/s）
水库水位Z（m）
0
7200
1
1
7220
7210
2
1
7340
7280
3
1
7320
7330
4
1
7300
7310
5
1
7250
7275
6
1
7160
7205
7
1
7150
7155
8
1
7140
7145
9
1
7120
7130
10
1
7100
7110
11
1
7130
7115
12
1
7120
7125
13
1
7110
7115
14
1
7100
7105
15
1
7100
7100
16
1
7110
7105
17
1
7120
7115
18
1
7120
7120
19
1
7140
7130
20
1
7180
7160
21
1
7200
7190
22
1
7200
7200
23
1
7230
7215
0
1
7230
7230
1
1
7550
7390
2
1
7300
7425
3
1
7290
7295
4
1
7260
7275
5
1
7230
7245
6
1
7210
7220
7
1
7210
7210
8
1
7210
7210
9
1
7210
7210
10
1
7210
7210
11
1
7230
7220
12
1
7230
7230
13
1
7260
7245
14
1
7220
7240
15
1
7240
7230
16
1
7220
7230
17
1
7240
7230
18
1
7240
7240
19
1
7210
72
升级会员 