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1、二、防二、防洪标准洪标准一、试算的步骤二、举例 211212113 222VVVQq(QQ)(qq)()ttq=f(V)(3-4)根据已知的水库水位库容关系曲线根据已知的水库水位库容关系曲线Vf(Z)和泄洪和泄洪建筑物形式和尺寸，用式建筑物形式和尺寸，用式(3-3)（水力学公式）（水力学公式）求出求出下泄流量与库容的关系曲线下泄流量与库容的关系曲线qf(V)。从第一时段开始调洪，由起调水位（即汛前水位）从第一时段开始调洪，由起调水位（即汛前水位）查查ZV及及qV关系曲线得到水量平衡方程中的关系曲线得到水量平衡方程中的V1和和q1；由入库洪水过程线由入库洪水过程线Q(t)查得查得Q1、Q2；然后

2、假设一个然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算得相值，根据水量平衡方程算得相应的应的V2值，由值，由V2在在qV曲线上查得曲线上查得q2；若两者相等，若两者相等，q2即为所求。否则应重设即为所求。否则应重设q2，重复，重复上述计算过程，直到二者相等为止。上述计算过程，直到二者相等为止。q=f(V)(3-4)将上时段末的将上时段末的V2、q2值作为下一时段的起始条值作为下一时段的起始条件，重复上述试算过程，最后即可得出水库下件，重复上述试算过程，最后即可得出水库下泄流量过程线泄流量过程线q（t）。）。将入库洪水将入库洪水Q（t）和计算的）和计算的q（t）两条曲线点）两条曲线点绘在一张图上，若计算

3、的最大下泄流量绘在一张图上，若计算的最大下泄流量qmax正正好是二线的交点，说明计算的好是二线的交点，说明计算的qmax是正确的。是正确的。否则，计算的否则，计算的qmax有误差，应改变时段有误差，应改变时段t重新重新试算，直到计算的试算，直到计算的qmax真好是二线的交点为止。真好是二线的交点为止。q=f(V)(3-4)23()(21)(21122121tVtVVqqQQqQ初步假设计算时段末的出库流量初步假设计算时段末的出库流量qt+1值值初步求出时段末水库蓄水量初步求出时段末水库蓄水量Vt+1值值用初求的用初求的Vt+1，求对应的出库流量，求对应的出库流量qt+1比较两值是否满足精度，否

4、则，重新假设比较两值是否满足精度，否则，重新假设qt+1例例3-1某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，堰顶高程为闸门，堰顶高程为36.0m。水库的运行方式是：在水库的运行方式是：在洪水来临时，先用闸门控制洪水来临时，先用闸门控制q使其等于使其等于Q，水库保持，水库保持在汛期防洪限制水位在汛期防洪限制水位(38.0m)。当当Q继续增大，使闸继续增大，使闸门达到全开，以后就不用闸门控制，门达到全开，以后就不用闸门控制，q随随z的升高而的升高而加大，流态为自由泄流，加大，流态为自由泄流，qmax也不限制，与无闸门也不限制，与无闸门控制情况相同。控制情况相

5、同。水库容积特性水库容积特性Vf(z)、根据泄洪建、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄流量关系曲线筑物型式和尺寸算出的水位与下泄流量关系曲线qf(z)见见表表3-2。求百年一遇洪水流量过程中，某水库的下泄流量过求百年一遇洪水流量过程中，某水库的下泄流量过程、库水位变化情况、最大下泄流量、水库达到的程、库水位变化情况、最大下泄流量、水库达到的最高水位及发生的相应时刻。最高水位及发生的相应时刻。起调时水库水位起调时水库水位Z限限38.0m；依；依Z限限38.0m在在图图3-3中查出闸门全开时的流量为中查出闸门全开时的流量为173.9m 3/s。在第在第18h以前，控制闸门使以前，控制闸门使q

6、Q，且均小于，且均小于173.9m3/s，水库不蓄水，无需进行调洪计算。，水库不蓄水，无需进行调洪计算。表表3-2 某水库某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线曲线(闸门全开闸门全开)返回例题返回例题返回例题返回例题返回分析返回分析V=f(Z)、q=f(Z)曲线曲线 表表3-3 调洪计算列表试算法调洪计算列表试算法211212113222VVVQq(QQ)(qq)()tt第一个计算时段第第一个计算时段第18-21h，q1173.9m3/s，V1=6450104m3，Q1174m3/s，Q2340m3/s。对。对q2、v2要进行试算，其试算过程要进行试算，其试算过程如表如表3-4。21121211

7、3 222VVV(QQ)(qq)()tt图图3-3 某水库调洪计算结果某水库调洪计算结果入库洪水过程线入库洪水过程线入库流量入库流量Q(m3/s)下泄流量下泄流量q(m3/s)200015001000500041403938 0 10 20 30 40 50 时间时间t(h)0 10 20 30 40 50 时间时间t(h)qmaxZmaxV蓄蓄下泄洪水过程线下泄洪水过程线水库水位过程线水库水位过程线 由表由表3-4可见：在第可见：在第36h，Z40.5m，V10 232104m3，Q=900m3/s，q78lm3/s；而在第而在第39h，Z=40.51m，V=l 0280l04m3,Q=76

8、04m3,q=790m3/s。按前述水库调洪的原理，当按前述水库调洪的原理，当q max出现时，一定是出现时，一定是qQ，此时，此时Z、V均达最大值。均达最大值。显然，显然，q max将出现在第将出现在第36h与第与第39h之间，在表之间，在表3-4中中并未算出。通过进一步试算，在第并未算出。通过进一步试算，在第38h16min处，可得处，可得出出qmaxQ795m3/s，Zmax=40.52m，Vmax10290104m3。也可通过图解近似定出相应值。也可通过图解近似定出相应值。1 1、什么是防洪标准？什么是防洪标准？2、防洪调节计算有哪些方法？、防洪调节计算有哪些方法？3、防洪调节的水量平

9、衡方程如何表达？、防洪调节的水量平衡方程如何表达？4 4、水库调洪的任务是什么？、水库调洪的任务是什么？5 5、水库调洪计算的主要过程是：水库调洪计算的主要过程是：（A)A)基本资料的收集、计算基本资料的收集、计算(B)(B)确定泄洪建筑物形确定泄洪建筑物形式和尺寸式和尺寸 (C)(C)调洪计算调洪计算 （D)D)拟定比较方案拟定比较方案6 6、水库调洪计算列表试算法有何特点？、水库调洪计算列表试算法有何特点？7 7、写出水库调洪计算列表试算法的求解步骤。、写出水库调洪计算列表试算法的求解步骤。用不同水位分别减堰顶高程，得堰顶水头用不同水位分别减堰顶高程，得堰顶水头H，代入堰流公式，代入堰流公

10、式 q溢溢m1BH3/2从而算出各从而算出各H对应的溢洪道泄洪能力，加上发电流量对应的溢洪道泄洪能力，加上发电流量10m3/s，得得Z值相应的水库泄流能力值相应的水库泄流能力q=q溢溢+q电电。11223522VqVqQ()()()ttZqtV)2(ZqtV)2(q=f(V)(3-4)23()(21)(21122121tVtVVqqQQqQ)()2(2ZfqtV)()2(1ZfqtV)(3ZfqV Zt)()2(2ZfqtV)()2(1ZfqtV)(3Zfq水位水位下泄流下泄流量关系曲线量关系曲线ZZZ(m)ABCABC)53()2()2(2211qtVqtVQQABCABC(2)在图在图3-

11、4的水位坐标的水位坐标轴上量取第一时段的轴上量取第一时段的Z1，得得a点点。作水平线。作水平线ac交交曲线曲线A于于b点，并点，并使使bc=。因曲线因曲线A是（是（V/t-q/2)=f1(z），），a点代表点代表Z1，ab=(V1/t-q1/2)，ac=+(V1/t-q1/2)，按式按式(3-5)，即等于，即等于（V2/t+q2/2）。）。QQ)53()2()2(2211qtVqtVQABCABCABCABC 解解 Q g q2Z2 e f d Z1 b c a)2(11qtVQ222Vqt下泄流量下泄流量q(m3/s)调洪计算列表试算法与半图解法的对比调洪计算列表试算法与半图解法的对比半图解

12、法半图解法列表试算列表试算法法1 1、写出、写出水库调洪计算半图解法的求解步骤。水库调洪计算半图解法的求解步骤。用不同水位分别减堰顶高程，得堰顶水头用不同水位分别减堰顶高程，得堰顶水头H，代入堰流公式，代入堰流公式 q溢溢m1BH3/2从而算出各从而算出各H对应的溢洪道泄洪能力，加上发电流量对应的溢洪道泄洪能力，加上发电流量10m3/s，得得Z值相应的水库泄流能力值相应的水库泄流能力q=q溢溢+q电电。)33()(BAHHfq表表3-2 某水库某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线曲线 (闸门全开闸门全开)V=f(Z)、q=f(Z)曲线曲线 选取计算时段为选取计算时段为t=3h=10800s。先

13、进行提前。先进行提前36h开始开始的预降水库水位计算。的预降水库水位计算。水库初始水位为水库初始水位为38.0m，相应的库容为，相应的库容为V=6450万万m3;相应的下泄流量为闸门全开时的相应的下泄流量为闸门全开时的q=173.9m3/s。此此阶段洪水尚未来临，入库流量阶段洪水尚未来临，入库流量Q=36m3/s保持不变。保持不变。把计算结果列于表把计算结果列于表3-83-8。计算过程类似于例题计算过程类似于例题3-13-1中表中表3-33-3，经过一定的试算。，经过一定的试算。将洪水来临前将洪水来临前3636小时（小时（-36h)-36h)至洪水来临前至洪水来临前3030小时（小时（-30h

14、)30h)的两个时段试算列于表的两个时段试算列于表3-93-9。先假设第先假设第-33h的水库水位的水库水位Z2=37.83m，相应的下泄流量，相应的下泄流量q2=150.0m3/s。此时，此时，Z1=38.0m，V1=6450万万m3，q1=173.9m3/s。则则q均均=0.5*（173.9+150.0）=161.95m3/s。V=10800*(Q均均-q均均）=10800*(161.95-36)=-134万万m3V2=V1+V=6450-134=6316万万m3根据根据V V2 2值查值查图图3-23-2中的曲线，得出中的曲线，得出Z Z2 2值为值为37.89m(37.89m(见表见表

15、3-3-9 9中中Z Z)。与原假设的。与原假设的37.8337.83不符，需重新试算。重复计不符，需重新试算。重复计算，得到的算，得到的Z2=37.88Z2=37.88，与假设相符，结果正确。，与假设相符，结果正确。因此，第一时段的因此，第一时段的Z Z2 2、q q2 2、V V2 2成为第二时段的成为第二时段的Z Z1 1、q q1 1、V V1 1 ，可据此进行下一时段的计算。依次类推。，可据此进行下一时段的计算。依次类推。表表3-8 预降水位阶段的计算预降水位阶段的计算表表3-11 自由泄流阶段的调洪计算自由泄流阶段的调洪计算在以上计算基础上，进行在以上计算基础上，进行自由泄流阶段的

16、调洪计算自由泄流阶段的调洪计算。根据预降水位阶段。根据预降水位阶段的计算结果，在第的计算结果，在第0小时的初始值应是小时的初始值应是Z1=37.19m，q1=72.0m3/s，V1=5516万万m3。其中也需要试算过程，与前类似。其中也需要试算过程，与前类似。由于一开始洪水流量较小，而由于一开始洪水流量较小，而q较大，因而水库水位继续下降，较大，因而水库水位继续下降，直到第直到第12小时以后才重新蓄水而使水库水位上升。小时以后才重新蓄水而使水库水位上升。至第至第27小时，按闸门全开自由泄流方式，小时，按闸门全开自由泄流方式，q=330.0m3/s。但按表。但按表3-10，该时刻允许下泄流量的上

17、限值为，该时刻允许下泄流量的上限值为322m3/s。因此从第因此从第27小时起，要按错峰要求，用闸门控制小时起，要按错峰要求，用闸门控制q不大于不大于q上限。上限。因此，自由泄流阶段至因此，自由泄流阶段至24小时结束。小时结束。从表从表3-12可见，到第可见，到第45小时，水库水位达到小时，水库水位达到Zmax=40.95，相应的总蓄水量，相应的总蓄水量Vmax=11121万万m3。但。但最大下泄流量最大下泄流量qmax却未发生在第却未发生在第45小时，这是因为小时，这是因为有闸门控制，使下泄流量远小于自由泄流量的缘有闸门控制，使下泄流量远小于自由泄流量的缘故。故。从第从第48小时起，虽然小时

18、起，虽然q继续加大，但继续加大，但Z、V却逐渐却逐渐下降，洪水流量也减到很小，不再有任何威胁。下降，洪水流量也减到很小，不再有任何威胁。第第63小时以后的计算未列出。小时以后的计算未列出。从第从第48小时起，也可以用闸门控制，使小时起，也可以用闸门控制，使q=527m3/s，保持第保持第45小时的小时的q不变，虽然不变，虽然Z、V的下降慢些，的下降慢些，但也能满足错峰要求，可作为一种泄流方案。但也能满足错峰要求，可作为一种泄流方案。1 1、水库调洪计算的辅助线法（或称半图解法）、水库调洪计算的辅助线法（或称半图解法）适用于（适用于（）时进行调洪计算。）时进行调洪计算。A.A.计算时段发生变化；计算时段发生变化；B.B.泄洪建筑物闸门开度泄洪建筑物闸门开度发生变化；发生变化；C.C.计算时段和泄洪建筑物闸门开度计算时段和泄洪建筑物闸门开度均不发生变化；均不发生变化；D.D.计算时段发生变化而泄洪建计算时段发生变化而泄洪建筑物闸门开度不发生变化。筑物闸门开度不发生变化。2 2、写出、写出水库调洪计算半图解法的求解步骤。水库调洪计算半图解法的求解步骤。c