第四章洪水調節目錄水庫調洪的任務與防洪標準1水庫調洪的計算原理2水庫調洪計算的列表試算法33水庫調洪計算的半圖解法44本章思考題及課外延伸46有閘門控制的調洪問題5一.水庫的調洪作用與防洪措施洪災：Qm>q安

第一節水庫調洪的任務與防洪標準水庫的調洪作用，在于對入庫洪水的滯蓄。使出庫洪水過程變平緩，洪水歷時延長，洪峰流量減小。

影響水庫調洪因素：主要是入庫洪水、泄流建筑物型式與尺寸、以及汛期水庫的控制運用方式和下游的防洪要求。

防洪措施

〔1〕水土保持，減少水沙〔2〕修建水庫樞紐：發揮滯洪、蓄洪作用〔3〕修造堤壩，疏通河道〔4〕分蓄洪工程水庫的防洪作用實例一：〔a)無閘門控制時〔b〕有閘門控制時

1-入庫洪水過程線2-下泄洪水過程線

水庫調蓄后洪水過程線的變形例如水庫的防洪作用實例二：入庫流量Q下泄流量q入庫流量Q下泄流量q庫水位Z庫水位Z二.防洪標準〔可查相關標準〕1.水工建筑物的防洪設計標準樞紐平安渡汛，按樞紐規模、重要性查《標準》〔1〕設計標準〔正常運用〕〔2〕校核標準〔非正常運用〕2.下游防護對象的防洪標準〔如果水庫承擔下游防洪任務〕據防護對象的重要性，查《標準》

一、水庫調洪計算的任務

在規劃設計階段，調洪計算的任務是根據水文分析計算提供的各種標準的設計洪水，對已經擬定的泄流建筑物型式與尺寸方案，遵循水庫汛期控制運用規那么，進行水庫的蓄泄調節計算，推求泄流過程和最大下泄流量，并確定有關防洪的特征水位與特征庫容。

在水庫的管理運用階段，調洪計算的任務：是根據入庫的洪水，在泄流建筑物類型尺寸已定的情況下，通過蓄泄調節計算，來預報水庫到達的最高庫水位和最大下泄流量。第二節水庫調洪計算的原理二.調洪計算方法

水力學方法洪水流態屬于明渠非恒定流。明渠非恒定流的根本方程，即圣維南方程組為：

連續性方程組

運動方程瞬態法：水量平衡方程：——〔1〕

蓄泄量方程：——〔2〕其中，為未知，其他參數。蓄泄量方程舉例：堰流系數寬度水頭差B

q

H

水量平衡方程式說明：在一個計算時段內，入庫水量與下泄水量之差即為該時段中水庫蓄水量的變化。

瞬態法的計算原理：當水庫入庫洪水過程線時，Q1、Q2、均為；V1、q1是計算時段開始時的初始條件，未知數僅剩V2、q2。當前一個時段V2、q2求出后，其值即為后一個時段的V2、q2值，使計算有可能逐時段地連續進行下去。其它計算方法：——列表試算法——圖〔半圖〕解法

——簡化法我國常用方法：列表試算法和半圖解法。第三節水庫調洪計算的列表試算法在水利規劃中，常需根據水工建筑物的設計標準或下游防洪標準，按工程水文中所介紹的方法，去推求設計洪水流量過程線。

：入庫洪水過程及下游允許水庫下泄的最大流量水庫汛期防洪限制水位泄洪建筑物的型式和尺寸

推求：下泄洪水過程線攔蓄洪水的庫容和水庫水位的變化計算步驟〔1〕由的水庫水位容積關系曲線V=f(Z)和泄流計算公式，求出q=f(V)曲線；〔2〕選取適宜的計算時段t，以秒為計算單位；〔3〕對任意一t，假設q2代入〔1〕V2查q-V曲線q2′假設q2q2′，重新假設q2，并試算。直至本時段q2q2’時為止，再轉向下一時段計算。〔4〕將各時段計算結果繪制成曲線，供查閱。入庫洪水過程線〔Q〕下泄洪水過程線〔q〕水庫水位過程線〔V〕舉例：某水庫p=1%的設計洪水過程線如下表1。溢洪道建筑物采用河岸溢洪道，不設閘門，其堰頂高程為31.63m，溢洪寬度為65m，泄流公式。水庫水位與庫容關系如表2。試用試算法進行調洪演算〔起調水位31.63m〕。求攔洪庫容和設計洪水位。表1設計洪水過程表2水庫水位容積關系曲線

時間t（小時）012345678910入庫流量Q（m3/s）034068010208757295834372911460水位Z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61庫容V（106m3）10.0010.5411.9914.0915.9516.9118.18解：〔1〕由得到V=f(z)、q=f(z)關系H=Z-31.63

水位Z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61庫容V（106m3）10.0010.5411.9914.0915.9516.9118.18q(m3/s)039.44174.40354.98498.91544.59591.59〔2〕選取計算時段t=1小時由上表，V攔=〔17.39-10〕106m3=7.39106m3Z設=34.51m

時間t（h）入庫流量Q(m3/s)平均入庫流量m3/s下泄流量m3/s平均下泄流量m3/s水庫存水量變化

V(106m3)庫容V(106m3)水庫水位(m)0001031.63134017039.4419.720.5410.5432.122680510174.40106.921.4511.9932.9531020850354.98264.692.1014.0933.754875947.5498.91426.951.8615.9534.295729802547.53523.221.0416.9534.466583656562.72554.610.4017.3934.517437510556.34559.28-0.1617.2334.498291364530.32543.33-0.6216.6134.409146218.5474.92502.63-0.9715.6434.2010073381..63428.28-1.2114.4333.85需要試算p75〔2〕選取計算時段t=1小時因為列表試算法十分麻煩，工作量也比較大

人們習慣用半圖解法半圖解法有許多種，這里只介紹比較常用的

第四節水庫調洪計算的半圖解法一.雙輔助線法水量平衡方程：——〔1〕蓄泄量方程：——〔2〕

將方程〔1〕轉化為：——〔3〕將方程〔2〕轉化為：——〔4〕式中，，，和與水庫水位Z函數關系

+事先，計算并繪制曲線：輔助線A輔助線B水位ZZ1abcCABdZ2fe(1)確定計算起始時段，劃分計算時段，算出各時段平均入庫流量，確定第一時段初始的z1，q1，V1(2)取z1，得a點，作水平線交A線于b點，ab就等于,令bc等于那么ac就是(3)從c點作垂線交B線于d，過d作水平線，d的縱坐標就是Z2(4)ef就是(5)根據Z2，可以得到V2(6)以此下去，得到各時段水位ZZ1abcCABdZ2fe二、單輔助線法將〔3〕式改為：〔5〕

〔〕----》

---》代入方程〔5〕---》q查曲線查曲線

本節將簡單介紹有閘門控制下泄流量q時的調洪計算。

調洪計算的根本原理和方法與不用閘門控制下泄流量q時類似。

區別：水庫運行方式不同，要按需要隨時調整閘門的開度〔包括開啟的閘孔數目和每個閘孔的開啟高度〕第五節有閘門控制的調洪問題〔1〕有閘門、下游有防洪要求，最大下泄流量qmax不能超過平安泄量q安下泄流量過程線qt閘門啟閉情況：t1t2閘門漸開使q=Q,z=z限t2t3閘門全開自由泄流，Q>q,zt3t4閘門漸關小，使q=q安Q>q,zt4z=zm=z防洪

q

t

Qp-t

q-t

a

b

c

d

e

t1t2t3t4t

Z

Z限〔2〕有短期洪水預報的情況

閘門啟閉情況：

0t1根據預報信息預泄洪水，庫水位的下降，閘門漸開

t1t2將預泄的庫容回蓄滿