水利水能規(guī)劃洪水調(diào)節(jié)

水利水能規(guī)劃洪水調(diào)節(jié)第1頁/共64頁表3-1不同防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)防護(hù)對(duì)象防洪標(biāo)準(zhǔn)城鎮(zhèn)工礦區(qū)農(nóng)田面積(萬畝)重現(xiàn)期(年)頻率(%)1特別重要城市特別重要的≥500≥100<12重要城市重要的500～100100～502～13中等城市中等的100～3050～205～24一般城市一般的<3020～1010～5二、防洪標(biāo)準(zhǔn)防洪標(biāo)準(zhǔn)criterionoffloodcontrol:防洪保護(hù)對(duì)象達(dá)到防御洪水的水平或能力。第2頁/共64頁

32023/4/153:14常見的防洪調(diào)節(jié)計(jì)算情況調(diào)洪計(jì)算的任務(wù)水庫調(diào)洪計(jì)算的主要過程入庫洪水與壩址洪水調(diào)洪計(jì)算原理水庫調(diào)洪計(jì)算的方法3.2水庫調(diào)洪計(jì)算原理水庫防洪調(diào)節(jié)計(jì)算即水庫調(diào)洪計(jì)算。第3頁/共64頁在水利規(guī)劃中，常需根據(jù)水工建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，去推求設(shè)計(jì)洪水流量過程線。因此，對(duì)調(diào)洪計(jì)算來說，入庫洪水過程及下游允許水庫下泄的最大流量均是已知的。并且，要對(duì)水庫汛期防洪限制水位以及泄洪建筑物的型式和尺寸擬定幾個(gè)比較方案，因此對(duì)每一方案來說，它們也都是已知的。調(diào)洪計(jì)算就是在這些初始的已知條件下，推求下泄洪水過程線、攔蓄洪水的庫容和水庫水位的變化。在水庫運(yùn)行中，調(diào)洪計(jì)算的已知條件和要求的結(jié)果，基本上也與上述類似。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法(trialmethod)第4頁/共64頁一、試算的步驟二、舉例2023/4/153:14

53.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法q=f(V)(3-4)第5頁/共64頁根據(jù)已知的水庫水位庫容關(guān)系曲線V＝f(Z)和泄洪建筑物形式和尺寸，用式(3-3)（水力學(xué)公式）求出下泄流量與庫容的關(guān)系曲線q＝f(V

)。從第一時(shí)段開始調(diào)洪，由起調(diào)水位（即汛前水位）查Z~V及q~V關(guān)系曲線得到水量平衡方程中的V1和q1；

由入庫洪水過程線Q(t)查得Q1、Q2；

然后假設(shè)一個(gè)q2值，根據(jù)水量平衡方程算得相應(yīng)的V2值，由V2在q~V曲線上查得q2；若兩者相等，q2即為所求。否則應(yīng)重設(shè)q2，重復(fù)上述計(jì)算過程，直到二者相等為止。列表試算法的步驟如下：q=f(V)(3-4)第6頁/共64頁將上時(shí)段末的V2、q2值作為下一時(shí)段的起始條件，重復(fù)上述試算過程，最后即可得出水庫下泄流量過程線q（t）。將入庫洪水Q（t）和計(jì)算的q（t）兩條曲線點(diǎn)繪在一張圖上，若計(jì)算的最大下泄流量qmax正好是二線的交點(diǎn)，說明計(jì)算的qmax是正確的。否則，計(jì)算的qmax有誤差，應(yīng)改變時(shí)段△t重新試算，直到計(jì)算的qmax真好是二線的交點(diǎn)為止。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法第7頁/共64頁由qmax查q~V曲線，得最高洪水位時(shí)的總庫容Vmax，從中減去堰頂以下的庫容，得到調(diào)洪庫容V調(diào)。由Vmax查Z~V曲線，得最高洪水位Z洪。

顯然，當(dāng)入庫洪水為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水時(shí)，求得的qmax、V調(diào)、Z洪即為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的最大下泄流量qm,設(shè)、設(shè)計(jì)防洪庫容V設(shè)和設(shè)計(jì)洪水位Z設(shè)。

當(dāng)入庫洪水為校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水時(shí)，求得的qmax、V調(diào)、Z洪即為校核標(biāo)準(zhǔn)的最大下泄流量qm,校、V校和Z校。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法設(shè)計(jì)防洪庫容和設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位的確定第8頁/共64頁q=f(V)(3-4)初步假設(shè)計(jì)算時(shí)段末的出庫流量qt+1值初步求出時(shí)段末水庫蓄水量Vt+1值用初求的Vt+1，求對(duì)應(yīng)的出庫流量qt+1比較兩值是否滿足精度，否則，重新假設(shè)qt+1第9頁/共64頁[例3-1]某水庫的泄洪建筑物型式和尺寸已定，設(shè)有閘門，堰頂高程為36.0m。水庫的運(yùn)行方式是：在洪水來臨時(shí)，先用閘門控制q使其等于Q，水庫保持在汛期防洪限制水位(38.0m)。當(dāng)Q繼續(xù)增大，使閘門達(dá)到全開，以后就不用閘門控制，q隨z的升高而加大，流態(tài)為自由泄流，qmax也不限制，與無閘門控制情況相同。水庫容積特性V＝f(z)、根據(jù)泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位與下泄流量關(guān)系曲線q＝f(z)見表3-2。求百年一遇洪水流量過程中，某水庫的下泄流量過程、庫水位變化情況、最大下泄流量、水庫達(dá)到的最高水位及發(fā)生的相應(yīng)時(shí)刻。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法第10頁/共64頁[解]1．將已知的V=f(z)、q＝f(z)繪入同一圖中，見圖3-2。2．依Δt=3h為一個(gè)計(jì)算時(shí)段，即Δt＝10800s，取P=1％洪水流量過程,見表3-3的(1)、(2)欄。3.列表進(jìn)行試算。4．將全部計(jì)算成果繪制成曲線，并把主要特征值標(biāo)明。起調(diào)時(shí)水庫水位Z限＝38.0m；依Z限＝38.0m在圖3-3中查出閘門全開時(shí)的流量為173.9m3/s。在第18h以前，控制閘門使q＝Q，且均小于173.9m3/s，水庫不蓄水，無需進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。第11頁/共64頁水位Z(m)36.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.0庫容V(m3)4330480053105860645070807760854094201025011200下泄流量q(m3/s)022.555.0105.0173.9267.2378.3501.9638.9786.1946.0表3-2某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線(閘門全開)返回例題第12頁/共64頁返回例題第13頁/共64頁返回分析圖3-2某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線第14頁/共64頁從第18h起，Q開始大于173.9m3/s，水庫開始蓄水。因此，以第18h為起調(diào)時(shí)刻，此時(shí)初始的q1為173.9m3/s，而初始的V1為6450×104m3。然后，按式(3-2)進(jìn)行計(jì)算。相應(yīng)數(shù)據(jù)列入表3-4中。數(shù)字下有橫線者為初始已知值。第15頁/共64頁表3-3調(diào)洪計(jì)算列表試算法時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q(m3/s)下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量q(m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化ΔV(萬m3)水庫存水量V(萬m3)水庫水位z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)181742575951385168512801005830685535410325

173.9180.5224.5343.5522.5677757.5785.5781751.5702.5645.5834001125125665126748-104-234-316-346

645038.021340187653338.124850262693338.4271920425805839.2301450620931439.9331110734996540.3369007811023240.5397607901028040.51426107721017640.445460731994240.348360674962640.151290617928039.9第16頁/共64頁第一個(gè)計(jì)算時(shí)段第18-21h，q1＝173.9m3/s，V1=6450×104m3，Q1＝174m3/s，Q2＝340m3/s。對(duì)q2

、v2要進(jìn)行試算，其試算過程如表3-4。表3-4第一時(shí)段（第18~21小時(shí)）的試算過程時(shí)間t（h)Q(m3/s)Z(m)V(萬m3)q(m3/s)Q均(m3/s)q均(m3/s)ΔV(萬m3)V＇2(萬m3)q＇2(m3/s)Z＇2(m)⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾18173.9386450173.9257211192.6180.550708364502134038.46950248650018038.0438.26690211652018238.0638.16530187653318738.1第17頁/共64頁圖3-3某水庫調(diào)洪計(jì)算結(jié)果入庫洪水過程線入庫流量Q(m3/s)下泄流量q(m3/s)200015001000500041403938

01020304050時(shí)間t(h)01020304050時(shí)間t(h)qmaxZmaxV蓄下泄洪水過程線水庫水位過程線第18頁/共64頁

由表3-4可見：在第36h，Z＝40.5m，V＝10232×104m3，Q=900m3/s，q＝78lm3/s；而在第39h，Z=40.51m，V=l0280×l04m3,Q=7604m3,q=790m3/s。按前述水庫調(diào)洪的原理，當(dāng)q

max出現(xiàn)時(shí)，一定是q＝Q，此時(shí)Z、V均達(dá)最大值。顯然，qmax將出現(xiàn)在第36h與第39h之間，在表3-4中并未算出。通過進(jìn)一步試算，在第38h16min處，可得出qmax＝Q＝795m3/s，Zmax=40.52m，Vmax＝10290×104m3。也可通過圖解近似定出相應(yīng)值。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法第19頁/共64頁2023/4/153:14

201、什么是防洪標(biāo)準(zhǔn)？2、防洪調(diào)節(jié)計(jì)算有哪些方法？3、防洪調(diào)節(jié)的水量平衡方程如何表達(dá)？4、水庫調(diào)洪的任務(wù)是什么？5、水庫調(diào)洪計(jì)算的主要過程是：（A)基本資料的收集、計(jì)算(B)確定泄洪建筑物形式和尺寸(C)調(diào)洪計(jì)算（D)擬定比較方案6、水庫調(diào)洪計(jì)算列表試算法有何特點(diǎn)？7、寫出水庫調(diào)洪計(jì)算列表試算法的求解步驟。思考題第20頁/共64頁某水庫泄洪建筑物為無閘溢洪道，其堰頂高程與正常蓄水位齊平為132m，堰頂寬B＝40m，堰流系數(shù)m1＝1.6。該水庫設(shè)有小型水電站，汛期按水輪機(jī)過水能力Q電=10m3/s引水發(fā)電，尾水再引入渠首灌溉。水庫庫容曲線和設(shè)計(jì)洪水過程線分別列于下列兩表中。求水庫下泄流量過程線q(t)。用不同水位分別減堰頂高程，得堰頂水頭H，代入堰流公式q溢＝m1BH3/2從而算出各H對(duì)應(yīng)的溢洪道泄洪能力，加上發(fā)電流量10m3/s，得Z值相應(yīng)的水庫泄流能力q=q溢+q電。

水庫水位容積關(guān)系庫水位Z(m)7580859095100105115125135庫容V(106m3)0.5410234577.5119234401610設(shè)計(jì)洪水過程線時(shí)間（h）01224364860728496流量Q(m3/s)1014071027913165321510第21頁/共64頁可由選定的計(jì)算時(shí)段、已知的水庫水位容積關(guān)系曲線，根據(jù)水力學(xué)公式算出的水位下泄流量關(guān)系曲線，事先計(jì)算并繪制曲線組列表試算法很麻煩，工作量大，所以人們提出半圖解法(semi-graphicalmethod)。半圖解法要求將式（3-2）改寫為3.4水庫調(diào)洪計(jì)算的半圖解法q=f(V)(3--4)第22頁/共64頁2023/4/153:14

233.3水庫調(diào)洪計(jì)算的半圖解法半圖解法中必需的兩根輔助線水位~下泄流量關(guān)系曲線本方法屬于半圖解法中的雙輔助線法。ZZZ(m)第23頁/共64頁ABCABC半圖解法的計(jì)算步驟(1)：(1)根據(jù)已知的入庫洪水流量過程線、水庫水位容積關(guān)系曲線、汛期防洪限制水位、計(jì)算時(shí)段Δt等，確定調(diào)洪計(jì)算的起始時(shí)段，并劃分各計(jì)算時(shí)段。算出各時(shí)段的平均入庫流量，并定出第一時(shí)段初始的Z1、q1、V1值。第24頁/共64頁ABCABC半圖解法的計(jì)算步驟(2)：(2)在圖3-4的水位坐標(biāo)軸上量取第一時(shí)段的Z1，得a點(diǎn)。作水平線ac交曲線A于b點(diǎn)，并使bc=。因曲線A是（V/Δt-q/2)=f1(z），a點(diǎn)代表Z1，ab=(V1/Δt-q1/2)，ac=+(V1/Δt-q1/2)，按式(3-5)，即等于（V2/Δt+q2/2）。第25頁/共64頁(3)從c點(diǎn)作垂線交曲線B于d點(diǎn)，過d點(diǎn)作水平線de交水位坐標(biāo)軸于e，顯然de=ac=（V2/Δt+q2/2）。因曲線B是（V/Δt-q/2)=f2(Z），d點(diǎn)在曲線B上，e就應(yīng)代表Z2，從e點(diǎn)可讀出Z2值。半圖解法的計(jì)算步驟(3)ABCABC第26頁/共64頁半圖解法的計(jì)算步驟(4)ABCABC(4)de交曲線C于f點(diǎn)，過f點(diǎn)作垂線交q坐標(biāo)軸于g點(diǎn)。因曲線C是q=f3(Z),e代表Z2,而ef是q2，即從g點(diǎn)可以讀出q2的值。第27頁/共64頁半圖解法的計(jì)算步驟:(5)根據(jù)Z2值，利用水庫水位容積關(guān)系曲線可求出V2的值。(6)將e點(diǎn)所代表的Z值作為第二時(shí)段的Z1，按上述方法依次進(jìn)行圖解計(jì)算，又可求出第二時(shí)段的Z2、Q2、V2值。按逐時(shí)段進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果列表，即完成全部計(jì)算。水庫調(diào)洪半圖解法的實(shí)例第28頁/共64頁[例3-1]某水庫的泄洪建筑物型式和尺寸已定，設(shè)有閘門，堰頂高程為36.0m。水庫的運(yùn)行方式是：在洪水來臨時(shí)，先用閘門控制q使其等于Q，水庫保持在汛期防洪限制水位(38.0m)。當(dāng)Q繼續(xù)增大，使閘門達(dá)到全開，以后就不用閘門控制，q隨z的升高而加大，流態(tài)為自由泄流，qmax也不限制，與無閘門控制情況相同。水庫容積特性v＝f(z)、根據(jù)泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位與下泄流量關(guān)系曲線q＝f(z)。3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的半圖解法[例3-2]某水庫及原始資料均與[例3-1]

相同，用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算。第29頁/共64頁水位Z(m)36.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.0庫容V(m3)4330480053105860645070807760854094201025011200下泄流量q(m3/s)022.555.0105.0173.9267.2378.3501.9638.9786.1946.0表3-2某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線(閘門全開)[解](1)根據(jù)已知的入庫洪水流量過程線、水庫水位容積關(guān)系曲線、汛期防洪限制水位、計(jì)算時(shí)段等，確定調(diào)洪計(jì)算的起始時(shí)段Δt，并劃分各計(jì)算時(shí)段。算出各時(shí)段的平均入庫流量

，并定出第一時(shí)段初始的Z1、q1、V1值。第30頁/共64頁水位Z(m)庫容V(m3)下泄流量q(m3/s)q/2(m3/s)V/Δt(m3/s)V/Δt-q/2(m3/s)V/Δt+q/2(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)37.0530056.728.3549074879493637.55870100.350.1554355385548538.06450173.986.9559725885605938.57080267.2133.6065566422668939.07760378.3189.1571856996737439.58540501.9250.9579077656815840.09420638.9319.4587228403904240.510250786.1393.0594919098988441.011200946.0473.0010370989710843表3-5曲線（V/Δt-q/2)=f1(z）和(V/Δt+q/2)=f2(Z)的計(jì)算第31頁/共64頁gq2Z2efd

Z1bc

a下泄流量q(m3/s)第32頁/共64頁時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q(m3/s)水庫水位Z1(m)V1/Δt-q1/2(m3/s)V2/Δt+q2/2(m3/s)下泄流量q(m3/s)水庫水位Z2(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)1817425738.058856142173.938.12134059538.15965656018838.424850138538.46320770524839.2271920168539.27260894543040.0301450128040.08280956062040.3331110100540.38800980272540.43690083040.49000980577040.53976068540.59040983077640.44261053540.48920972575840.24546041040.2872094557084018460913065639.951290…39.9…8785596…表3-6調(diào)洪計(jì)算半圖解法(雙輔助線法）第33頁/共64頁表3-3調(diào)洪計(jì)算列表試算法時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q(m3/s)下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量q(m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化ΔV(萬m3)水庫存水量V(萬m3)水庫水位z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(89180.583645038.021340595187224.5400653338.1248501385262343.51125693338.42719201685425522.51256805839.23014501280620677651931439.93311101005734757.5267996540.336900830781785.5481023240.539760685790781-1041028040.5142610535772751.5-2341017640.445460410731702.5-316994240.348360325674645.5-346962640.151290

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928039.9第34頁/共64頁時(shí)間t(h)182124273033363942454851水庫水位z(m)3838.138.439.24040.340.540.540.440.340.139.9水庫水位z1(m)3838.138.439.24040.340.440.540.440.240.139.9

調(diào)洪計(jì)算列表試算法與半圖解法的對(duì)比半圖解法列表試算法

對(duì)比表明，兩種方法的結(jié)果非常相近，但半圖解法的計(jì)算手續(xù)簡(jiǎn)便迅速，更便于采納。第35頁/共64頁2023/4/153:14

361、寫出水庫調(diào)洪計(jì)算半圖解法的求解步驟。思考題第36頁/共64頁某水庫泄洪建筑物為無閘溢洪道，其堰頂高程與正常蓄水位齊平為132m，堰頂寬B＝40m，堰流系數(shù)m1＝1.6。該水庫設(shè)有小型水電站，汛期按水輪機(jī)過水能力Q電=10m3/s引水發(fā)電，尾水再引入渠首灌溉。水庫庫容曲線和設(shè)計(jì)洪水過程線分別列于下列兩表中。求水庫下泄流量過程線q(t)。用不同水位分別減堰頂高程，得堰頂水頭H，代入堰流公式q溢＝m1BH3/2從而算出各H對(duì)應(yīng)的溢洪道泄洪能力，加上發(fā)電流量10m3/s，得Z值相應(yīng)的水庫泄流能力q=q溢+q電。

水庫水位容積關(guān)系庫水位Z(m)7580859095100105115125135庫容V(106m3)0.5410234577.5119234401610設(shè)計(jì)洪水過程線時(shí)間（h）01224364860728496流量Q(m3/s)1014071027913165321510第37頁/共64頁第三章

洪水調(diào)節(jié)2023/4/153:14

383.1水庫調(diào)洪的任務(wù)與防洪標(biāo)準(zhǔn)3.2水庫調(diào)洪的計(jì)算原理3.3水庫調(diào)洪計(jì)算的列表試算法3.4水庫調(diào)洪計(jì)算的半圖解法

3.5其他情況下的水庫調(diào)洪計(jì)算第38頁/共64頁列表試算法和半圖解法中所舉實(shí)例是針對(duì)不同閘門控制下泄流量的調(diào)洪計(jì)算。對(duì)于設(shè)閘而閘門全開的計(jì)算，和無閘門控制的雷同。前面所講述的內(nèi)容較簡(jiǎn)單，工程實(shí)際中遇到的情況頗復(fù)雜。3.5其它情況下的水庫調(diào)洪計(jì)算利用閘門控制下泄流量時(shí)，調(diào)洪計(jì)算的基本原理和不用閘門時(shí)類似。不同點(diǎn)在于，水庫運(yùn)行方式多種多樣，要按需要隨時(shí)調(diào)整閘門的開度，包括開啟的閘孔數(shù)目和每個(gè)閘孔的開啟高度。第39頁/共64頁3.5其它情況下的水庫調(diào)洪計(jì)算在不同的閘門開度、水庫水位、下游淹沒等情況下：系數(shù)A、B都有所不同。溢流堰，下泄流量利用閘門控制。若閘門開啟高度為e，堰前水頭為H，則e/H≤0.75時(shí)為閘孔出流，B=1/2；e/H>0.75時(shí)為堰流，B=3/2。表明，盡管閘門開啟高度不變，庫水位升高時(shí)，B隨之變化。其它情況下類似。影響系數(shù)A值的因素就更多，變化更復(fù)雜。第40頁/共64頁其它情況的水庫調(diào)洪計(jì)算因此，利用閘門控制下泄流量時(shí)的調(diào)洪計(jì)算手續(xù)更復(fù)雜。在這種情況下，用半圖解法調(diào)洪計(jì)算時(shí)，需要針對(duì)不同的泄流情況作出若干不同的輔助曲線，計(jì)算相當(dāng)麻煩，也失去了半圖解法簡(jiǎn)便迅速的優(yōu)越性。因此，對(duì)于利用閘門控制下泄流量的調(diào)洪計(jì)算，采用列表試算法更適宜。不同的水庫運(yùn)用方式，要求閘門有不同的啟閉過程。水庫運(yùn)用方式變化很多，不可能一一列舉。以下分別說明。第41頁/共64頁其它情況的水庫調(diào)洪計(jì)算一、下游有防洪要求的情況二、水工建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大于下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的情況三、水庫下泄洪水要與下游區(qū)間洪水錯(cuò)峰的情況四、根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)泄洪水的情況第42頁/共64頁下游有防洪要求利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況圖a中，當(dāng)下游有防洪要求時(shí)，最大下泄流量qmax不能超過下游允許的安全泄量q安。在t1時(shí)刻以前，入流Q較小，而閘門全開時(shí)出庫泄量較大，故閘門不宜全開，以閘門控制使q=Q。閘門隨著Q的加大而逐漸開大，到t1時(shí)閘門才全開。從t1時(shí)刻開始，入庫流量Q已大于閘門全開自由溢流的q值，即來水量大于可能下泄的流量值，因而庫水位逐漸上升。第43頁/共64頁利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況至t2時(shí)刻，q達(dá)到q安，于是用閘門控制，使q不大于q安，水庫水位繼續(xù)上升，閘門逐漸關(guān)小。至t3時(shí)刻，入庫流量Q降低至等于下泄流量q，水庫水位達(dá)到最高，閘門不再關(guān)小。t3以后是水庫泄水過程，水庫水位逐漸回落。下游有防洪要求第44頁/共64頁圖b中，當(dāng)下游有防洪要求、但防洪標(biāo)準(zhǔn)小于水工建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的情況。在t3時(shí)刻以前和圖a類似，即在用閘門控制，使q不能超過q安，以滿足下游防洪要求。利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況下游有防洪要求，水工建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大于下游防洪標(biāo)準(zhǔn)第45頁/共64頁至t3時(shí)，為下游防洪而設(shè)的庫容已經(jīng)蓄滿，而入庫洪水仍然較大，說明入庫洪水超過了下游防洪標(biāo)準(zhǔn)。為保證水工建筑物的安全，不再控制q，而是將閘門完全開啟自由泄流。至t4時(shí)刻，水庫水位達(dá)到最高，q達(dá)到最大值。利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況下游有防洪要求，水工建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大于下游防洪標(biāo)準(zhǔn)第46頁/共64頁圖c中，下游要求錯(cuò)峰，避免水庫下泄洪水與下游的區(qū)間洪水相遇，危及下游安全。在t2~t3時(shí)刻之間，用閘門控制下泄流量q，使它與下游區(qū)間洪水疊加后仍不大于下游允許的q安。利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況水庫下泄洪水要與下游區(qū)間洪水錯(cuò)峰第47頁/共64頁圖d為有短期洪水預(yù)報(bào)的情況。在t1時(shí)刻以前，根據(jù)預(yù)報(bào)信息預(yù)泄洪水，隨著庫水位的下降而逐漸開大閘門。在t1~t3時(shí)刻之間，為了使q≤q安，隨著庫水位的上升而適當(dāng)關(guān)小閘門，以控制q值。利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)泄洪水第48頁/共64頁在t1~t2時(shí)刻水庫僅將預(yù)泄的庫容回蓄滿，t2時(shí)刻以后，水庫才從汛期防洪限制水位起蓄洪。針對(duì)不同的閘門啟閉過程，調(diào)洪計(jì)算的具體程序不同，要根據(jù)具體情況靈活運(yùn)用。利用閘門控制下泄流量時(shí)水庫調(diào)洪的幾種情況根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)泄洪水第49頁/共64頁2023/4/153:14

50有閘門控制的水庫調(diào)洪計(jì)算舉例【例3-3】水庫及有關(guān)資料同【例3-1】，水庫容積特性和水位下泄流量關(guān)系曲線均與表3-2和圖3-2相同。但水庫防洪任務(wù)與運(yùn)用方式和【例3-1】不同。溢洪道設(shè)有閘門，堰頂高程為36.0m，汛期防洪限制水位為38.0m。水庫承擔(dān)下游防洪任務(wù)。水庫下泄流量q從壩址下游側(cè)A點(diǎn)流達(dá)防洪防護(hù)區(qū)上游側(cè)B點(diǎn)需歷時(shí)6小時(shí)。遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，入庫流量(Q)過程線和區(qū)間流量過程線已知。要求水庫進(jìn)行錯(cuò)峰調(diào)節(jié)，以保證B點(diǎn)流量最大不能超過600m3/s(QB=q+Q區(qū)）。此外，水庫有短期水文預(yù)報(bào)，在洪水來臨前36小時(shí)，可開始全開溢洪道閘門，以預(yù)降水庫水位，至于A、B之間的河槽調(diào)蓄作用則忽略不計(jì)。第50頁/共64頁水位Z(m)36.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.0庫容V(m3)4330480053105860645070807760854094201025011200下泄流量q(m3/s)022.555.0105.0173.9267.2378.3501.9638.9786.1946.0表3-2某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線(閘門全開)第51頁/共64頁圖3-2某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線第52頁/共64頁有閘門控制的水庫調(diào)洪計(jì)算示例第53頁/共64頁時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)區(qū)間洪水流量Q區(qū)(m3/s)時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)區(qū)間洪水流量Q區(qū)(m3/s)時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)區(qū)間洪水流量Q區(qū)(m3/s)(1)(2)(3)(1)(2)(3)(1)(2)(3)036924850213483609034010271920480512907364712301450363542406095714331110275572005012721836900225601604015102263976019063130331817444426101536610025213408545460115697018表3-7洪水流量過程線有閘門控制的水庫調(diào)洪計(jì)算示例第54頁/共64頁選取計(jì)算時(shí)段為Δt=3h=10800s。先進(jìn)行提前36h開始的預(yù)降水庫水位計(jì)算。水庫初始水位為38.0m，相應(yīng)的庫容為V=6450萬m3;相應(yīng)的下泄流量為閘門全開時(shí)的q=173.9m3/s。此階段洪水尚未來臨，入庫流量Q=36m3/s保持不變。例題求解把計(jì)算結(jié)果列于表3-8。計(jì)算過程類似于例題3-1中表3-3，經(jīng)過一定的試算。將洪水來臨前36小時(shí)（-36h)至洪水來臨前30小時(shí)（-30h)的兩個(gè)時(shí)段試算列于表3-9。第55頁/共64頁先假設(shè)第-33h的水庫水位Z2=37.83m，相應(yīng)的下泄流量q2=150.0m3/s。此時(shí)，Z1=38.0m，V1=6450萬m3，q1=173.9m3/s。則q均=0.5*（173.9+150.0）=161.95m3/s。ΔV=10800*(Q均-q均）=10800*(161.95-36)=--134萬m3V2=V1+ΔV=6450-134=6316萬m3根據(jù)V2值查圖3-2中的曲線，得出Z2值為37.89m(見表3-9中Z’)。與原假設(shè)的37.83不符，需重新試算。重復(fù)計(jì)算，得到的Z2=37.88，與假設(shè)相符，結(jié)果正確。因此，第一時(shí)段的Z2、q2、V2成為第二時(shí)段的Z1、q1、V1

，可據(jù)此進(jìn)行下一時(shí)段的計(jì)算。依次類推。第56頁/共64頁時(shí)段序號(hào)時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q均(m3/s)下泄流量q(m3/s)水庫水位z(m)時(shí)段平均下泄流量q均(m3/s)Q均-q均(m3/s)時(shí)段水庫水量變化ΔV(萬m3)水庫存水量V(萬m3)Z'(m)備注

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)1-3636.036.0173.938.0162.0-124.0-134.0645038.00初始值-3336.0150.037.8164.5-128.5-138.8631637.89Z≠Z'

15537.88631137.88Z=Z'2-3636.036.015537.88137.5-101.5-109.6631137.88初始值-3336.0135.037.7147.5-111.5-120.4620137.8Z≠Z'

14037.79619137.79Z=Z'表3-9表3-8中的試算過程例題求解第57頁/共64頁例題求解時(shí)間t(h)入庫流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q(m3/s)下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量q(m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化ΔV(萬m3)水庫存水量V(萬m3)水庫水位Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)-3636.036173.9164.5-139645038-3336.036155147.5-120631137.88-3036.036140135-107619137.79-2736.036130125-96608437.71-2436.036120115-85598837.63-2136.036110105-75590337.56-1836.03610097-66582837.47-1536.0369491-59576237.43-1236.0368885.5-53570337.37-936.0368681-49565037.32-636.0367977-44560137.27-336.0367573.5-41555737.23036.0

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551637.19表3-8預(yù)降水位階段的計(jì)算由表可知，在洪水來臨前，即第0小時(shí)，水庫水位可從38.0m降低至37.19m。應(yīng)以它為起點(diǎn)，開始洪水來臨后的前半階段-自由泄流階段的調(diào)洪計(jì)算。第58頁/共64頁例題求解在進(jìn)行自由泄流階段的調(diào)洪計(jì)算前，應(yīng)先根據(jù)錯(cuò)峰要求計(jì)算出各時(shí)段允許水庫下泄的流量q的上限值，以便根據(jù)它來判斷必須用閘門控制水庫下泄流量的階段起迄時(shí)間。計(jì)算結(jié)果見下表（3-10）。時(shí)間t(h)Q區(qū)(m3/s)QB-Q區(qū)(m3/s)允許的q上限(m3/s)時(shí)間t(h)Q區(qū)(m3/s)QB-Q區(qū)(m3/s)允許的q上限(m3/s)(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)21

120489051054024

2375173527550274801203225460540560303632373755750550567332783224106040560575362253754476333567582391904104826625575

421534475106918582

4511548252772

表3-10各時(shí)刻允許水庫下泄流量的上限第59頁/共64頁表3-11自由泄流階段的調(diào)洪計(jì)算在以上計(jì)算基礎(chǔ)上，進(jìn)行自由泄流階段的調(diào)洪計(jì)算。根據(jù)預(yù)降水位階段的計(jì)算結(jié)果，在第0小時(shí)的初始值應(yīng)是Z1=37.19m，q1=72.0m3/s，V1=5516萬m3。其中也需要試算過程，與前類似。例題求解時(shí)間t(h)入庫流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量Q均(m3/s)下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量q(m3/s)時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化ΔV(萬m3)水庫存水量V(萬m3)水庫水位Z