报告水利计算.docx
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报告水利计算
水利计算综合练习报告
系别：
水利工程系
专业：
水利水电建筑工程
题目：
水文与水利计算综合练习
班级：
10级水工
（2）班
姓名:
王磊
学号:
1002010819
指导教师：
张志刚
成绩：
湖北水利水电职业技术学院水利系水工教研室
二0一二年三月
第一章基础知识1
第二章水库调节计算6
第一节基本资料6
第二节水库兴利调节计算7
第三节水库防洪调节计算10
第三章总结13
第一章基础知识
（1）．水库特征水位与特征库容
答：
表示水库工程规模及运用要求的各种库水位，称为水库特征水位。
（1）特征库容：
死库容，兴利库容，结合库容，防洪库容，拦洪库容，调洪库容。
（2）死水位和死库容
水库在正常运用情况下，允许消落的
最低水位，称为死水位
。
死水位
以下的水库容积称为死库容
。
（3）正常蓄水位和兴利库容
在正常运用条件下，水库为了满足
设计的兴利要求，在开始供水时应蓄到的水位，称为正常蓄水位
，又称正常高水位。
正常蓄水位到死水位之间的库容，是水库可用于兴利径流调节的库容，称为兴利库容，又称调节库容或有效库容。
正常蓄水位与死水位之间的深度，称为消落深度或工作深度。
（4）防洪限制水位和结合库容
水库在汛期为兴利蓄水允许达到的上限水位称为防洪限制水位，又称为汛期限制水位，或简称为汛限水位。
若防洪限制水位低于正常蓄水位，则将这两个水位之间的水库容积称为结合库容，也称共用库库容或重叠库容。
（5）防洪高水位和防洪库容
水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时，坝前达到的最高水位称为防洪高水位
。
该水位至防洪限制水位间的水库容积称为防洪库容
。
（6）设计洪水位和拦洪库容
当遇到大坝设计标准洪水时，水库坝前达到的最高水位，称为设计洪水位
。
它至防洪限制水位间的水库容积称为拦洪库容
或设计调洪库容
。
（7）校核洪水位和调洪库容
当遇到大坝校核标准洪水时，水库坝前达到的最高水位，称为校核洪水位
。
它至防洪限制水位间的水库容积称为调洪库容
或校核调洪库容
。
（2）．设计洪水标准
答：
是指当洪水发生小于或等于该标准时吗，应保证防护对象的安全或防洪设施的正常运行的洪水。
（3）．设计保证利
答：
灌溉，发电等工程以及保护下游防护对象的安全得到的保证程度。
（4）．设计洪水过程线推求一般方法
答：
同倍比放大法和同频率放大法。
（5）．水库运行方式
答：
调节川径流，防洪，灌溉，发电，渔业，航运，等。
（6）．水库兴利调节和防洪调节的概念和目的
答：
提高枯水期的洪水量，满足灌溉和发电以及城镇工业用水的要求，而进行的调节称之为兴利调节，拦洪蓄水削减洪峰流量，防止或减轻洪水灾害的调节称之为防洪调节，通过兴建一些专门的水利工程，如蓄水、拦洪、引水等措施。
来调节和改变径流的天然状态，解决供和需的要求，达到兴利除害的目。
（7）．水库防洪调节计算的基本原理
答：
在某一时段内，入库水量与出库水量之差等于该时段内水库需水量的变化量。
一下表示为水库的平衡方程
式中
--计算时段长度
、
--时段初、末的入库流量m3/s;
、
--时段初、末的出库、下泄流量m3/s;
、
--时段初、末的水库蓄水量m3;
--时段内库蓄水量的变化量m3;
--计算时段，一般取1---6小时，需化为秒数。
（8）、防洪调节计算的基本方法
（一）、列表试算法
步骤如下：
①引用水库的设计洪水过程线Q～t。
②根据已知的水库水位库容关系曲线Z=f（V）和泄洪建筑物方案，求出下泄流量与库容的关系曲线q=f（V）。
具体方法是：
根据水位变化的大致范围，取不同的库水位Z计算水头h和下泄流量q，再由Z=f（V）查得相应的V，这样就可绘制下泄流量与库容的关系曲线q=f（V）。
③选取合适的计算时段Δt（以s为计算单位）。
由设计洪水过程线Q～t摘录Q1、Q2、Q3、Q4……。
④调洪计算。
决定起始计算时刻的V1、q1值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的V2、q2值都要进行试算。
试算方法是：
由起始条件，已知时段初的V1、q1和入库流量Q1、Q2,假设时段末的下泄流量q2，求出时段末水库的蓄水变化量ΔV，则V2＝V1＋ΔV,由V2查q=f（V）曲线得q’2。
若｜q’2－q2｜＜ε，即q’2与q2相差很小，则q2为所求；否则，说明原假设的q2与实际不符，重新假设q2（可令q2＝q’2），再进行试算。
⑤将计算出的V2、q2当成下一时段初的V1、q1，重复上述试算，可求出下一时段的V2、q2。
这样逐时段试算，就可求得水库下泄流量过程和相应的水库蓄水量（水位）过程。
⑥根据计算成果绘下泄流量过程线q～t和水库水位变化过程线Z～t。
⑦由q）查q-v关系线，可得最高洪水时的库容vm。
（二）、半图解法
水库水量的平衡方程和水库蓄泄的方程可用图解法和计算相结合的方式求解，这种方法称为半图解法
（一）．结合双辅助曲线
移项，整理得
式中
-------
时段的入库平均流量，即
=
，m3/s。
因为V是q的函数，故
、
也是q的函数因此可以写成
q=f（
）q=f（
）
将上述两式绘制成两条曲线，如图，
根据时段初V1,q1，应用这两条辅助曲
线推求时段末的V2，q2.的方法，称为
双辅助曲线法。
实际上因为q、Z、V
这三个参数是可以相互转化的，
、
也可以与水库水位Z
或库容V建立函数关系
Z=f（
）和Z=f（
）
V=f（
）和V=f（
）
计算步骤：
1、已知时段初的出库流量q1，在图中纵坐标上取OA=q1，得A点。
2、过A点向右平行于横坐标引线，交q=f（
）曲线与B点，
则AB=
延长AB至C点，取BC=
。
3、由C点向上作垂线（过了q后则向下作垂线），交q=f（
）
曲线于点D。
4、由D点向左作平行于横坐标的直线交纵坐标于E点，则DE=
D点的纵坐标OE=q2。
由图可知，DE=BC+AB,即是
，故点D的纵坐标OE=q2,即为所求时段末的下泄流量。
按以上步骤，利用求得的q2作为下一段的q1依次逐时段进行计算，求得水库下泄流量过程线q~t。
（二）、单辅助线法
1、单辅助曲线法原理
将水量平衡方程改写为：
式中，
为
t时段内的入库流量，m3/s。
t、Vq为时段初已知值，左边
、
为时段末的未知值，由式子可以看出
是q的函数，故可将q与
的关系绘制成调洪辅助曲线。
因为两边都有
，只需绘制一条辅助曲线就能求解
、
，故称单辅助曲线法，如图所示，同双辅助曲线一样，单辅助曲线也可与建立Z或V与的函数
关系。
取OA=q1，由图可见EF=AB+BC-DC,即是
，故E的纵坐标OF=q2,即为所求时
段末的下泄流量
2、单辅助曲线调洪计算方法
首先，根据起始条件（t=1）时q1，在辅助曲线上查出相应的
值，然后有式计算出
，再由
在单辅助曲线上查出相应的q2值，以q2作为下一时段的q1重复上述图解计算，即可求得水库下泄流量过程线q~t。
附加【简化三角形法型】（在精度要求不是很高的时候采用）
（中小型水库在初步规划阶段进行调洪方案比较时，只要求确定最大调洪库容Vm和最大泄流qm，不需计算蓄泄过程，故常采用简化三角法形。
第二章水库兴利调节计算
第一节基本资料
青山水库位于湖北省青山河上游，水库控制流域面积441平方公里，两岸陡峻，属大山区，植被良好，集水面积成扇形。
降雨、径流资料如下：
1、根据多年降雨、径流资料，求得P=90%的设计年径流量如表1-1所示。
表1-1青山水库设计年径流量年内分配表单位：
万m3
月份
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
W来
578
1239
988
556
313
1839
3726
10293
2073
781
353
1971
2、设计年灌溉用水过程如表1-2所示。
表1-2青山水库设计年灌溉用水过程表单位：
万m3
月份
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
W用
2830
0
4055
5302
4520
2890
19597
3、设计保证率P=90%。
4、水库特性曲线见表1-3。
表1-3青山水库水位-面积、水位-容积关系
水位Z（m）
105
106
107
108
109
110
111
112
113
面积F（km2）
9.15
9.5
9.9
10.3
10.75
11.35
11.65
12.35
12.9
库容V（亿m3）
1.19
1.29
1.39
1.49
1.6
1.71
1.83
1.96
2.09
水位Z（m）
114
115
116
117
118
119
120
121
122
面积F（km2）
13.45
14.0
14.4
15.0
15.6
16.2
16.7
17.35
17.9
库容V（亿m3）
2.22
2.37
2.5
2.64
2.78
2.92
3.09
3.25
3.42
水位Z（m）
123
124
125
126
127
128
129
130
面积F（km2）
18.45
19.0
19.7
20.3
20.9
21.5
22.15
22.8
库容V（亿m3）
3.6
3.79
4.0
4.2
4.4
4.6
4.81
5.02
5、死水位及死库容的确定。
由于崇阳灌溉面积分布在105m高程以下，为满足自流灌溉要求，确定死水位为107m，相应死库容为1.39亿m3。
本流域植被良好，泥沙极少，此高程完全能满足淤积要求。
6、库区蒸发量资料
（1）水面蒸发资料如表1-4所示。
表1-4青山水库水面蒸发资料单位：
mm
月份
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
蒸发量
62.7
42.2
37.7
42.9
64.7
67.4
72.7
109.1
141.4
166.4
188.9
138.7
1134.8
注：
水面蒸发按上标数字的0.8计。
（2）从“湖北省水文手册”中查得库区多年平均降水量X0=1530mm，多年平均径流深Y0=800mm。
7、库区月渗漏量按当月平均蓄水量的1%计。
第二节水库新兴利调节计算
一、绘制水库特征曲线（Z-A、Z-V）
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