多泄洪渠道水庫調(diào)洪演算分析

闡明手冊

考慮水庫多種泄洪渠道，如泄洪洞、有閘控制溢洪道、無閘控制溢洪道，根據(jù)制定各

泄洪渠道的防洪調(diào)度規(guī)則，進行水庫調(diào)洪演算分析。木程序可以一次性輸入多種入庫

洪水過程，計算出各個入庫洪水調(diào)洪成果。計算簡便決捷、精度高，以便水庫防洪調(diào)

度規(guī)則的制定。

一、洞塞效能的基本條件

1.1洞塞效能的基本條件

洞塞消能原理是運用過水面積忽然縮小和忽然擴大產(chǎn)生巨大口勺

局部水頭損失到達消能目的J,洞塞方案應(yīng)滿足如下三個基本條

件：首先，洞塞進口過水斷面突縮將導(dǎo)致洞塞內(nèi)流線分離，前

端動水壓力大幅度下降，因此泄洪洞內(nèi)的壓力必須足夠大以保

證洞塞內(nèi)有足夠H勺正壓，還宜在出口處設(shè)置一種突縮日勺出口，

增長洞內(nèi)壓力，防止空化現(xiàn)象；另一方面，洞塞泄洪洞在多種

工況下不應(yīng)出現(xiàn)明滿流轉(zhuǎn)換，一直保持滿流狀態(tài)的流態(tài)最為平

穩(wěn)，泄洪洞布置高程應(yīng)盡量低，出口頂部于下游水面如下有足

夠沉沒深度；最終，各級洞塞日勺尺寸及互相比例日勺協(xié)調(diào)是關(guān)鍵,

除了根據(jù)泄流量設(shè)計各級洞塞口勺尺寸，還應(yīng)根據(jù)整個系統(tǒng)的水

力學(xué)計算以保證各級洞塞內(nèi)均保持合適的正壓°見下圖:

1.2洞塞泄洪洞的布置形式

洞塞泄洪洞日勺基本布置型式如圖1所示，包括進口閘門、上平

段、上彎段、豎井、洞塞、出口收縮段等，此類型式具有消能

效果好、流態(tài)穩(wěn)定、洞塞內(nèi)水流空化數(shù)大等長處，但第一級洞

塞前導(dǎo)流洞內(nèi)壓力很大，洞身強度設(shè)計困難很大，此基本布置

型式適合于水頭不太高（100m左右）的工程。對于超高水頭工

程，將洞塞泄洪洞布置成圖2所示的直彎洞塞型式，除運用洞

內(nèi)突縮突擴消能外，還充足運用水流直角轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生巨大水頭損

失，消能效果成倍增長，經(jīng)直彎洞塞消能后導(dǎo)流洞內(nèi)壓力水頭

明顯減少。高水頭工程W、J導(dǎo)流洞一般按有壓流設(shè)計，在改建洞

塞泄洪洞時對后部日勺大部分段落無需尤其日勺襯護處理，只需對

前段小部分段落預(yù)先（修建導(dǎo)流洞時）加固襯護。由于洞內(nèi)流速

較低，壓力特性好，無空化現(xiàn)象，對防沖、耐磨和平整度不作

尤其規(guī)定。見下圖:

二、溢洪道

在水利樞紐中，為了防止洪水漫過壩頂，危及大壩和樞紐的安

全，必須布置泄水建筑物，以宣泄水庫按運行規(guī)定不能容納日勺

多出來水量。

溢洪道除應(yīng)由足夠的泄洪能力外，還應(yīng)保證在運用期間的自身

安全和下泄水流與原河道水流得到良好H勺銜接。

2.1無閘溢洪道

無閘泄洪道常稱作開敞式溢洪道，當水庫水位超過溢洪道的堰

頂高程時，即自行泄流。見下圖:

該類水庫只能延滯和調(diào)整洪水，不能控制洪水和與興利庫容結(jié)

合，故此防洪庫容用V調(diào)表達。

2.2有閘溢洪道

有閘溢洪道由于操作方式不一樣，增長了調(diào)洪演算的復(fù)雜性。

一般情形下閘門頂高程和正常蓄水位齊平，堰頂高程低于汛前

水位。如下圖:

深水式泄洪洞設(shè)于一定水深處，其水流狀態(tài)屬于有壓出流，見

下圖:

三、水庫調(diào)洪演算分析

在程序水庫調(diào)洪演算分析功能下可以計算各時段末之水位、泄

洪洞流量、溢洪道流量、水庫出庫總流量等數(shù)據(jù)，如下圖:

口棄建旨計金昌打田|

?退出I

該功能非常強大，計算條件也非常全面，顧客可以根據(jù)洪水頻

率、水位面積仙線結(jié)點數(shù)、洪水過程時段數(shù)、時段間隔、防洪

下限水位、調(diào)洪其實水位、泄洪起始流量、電站常流量、下游

限制泄量、泄洪洞個數(shù)、溢洪道個數(shù)、變寬變高泄流孔狀況數(shù)、

變寬泄洪道狀況數(shù)、泄流曲線結(jié)點數(shù)來進行水庫調(diào)洪演算分析。

分析出可瀏覽的數(shù)據(jù)有水庫水位面積、洪水過程、泄洪洞參數(shù)、

溢洪道參數(shù)、變寬高泄流孔、變寬溢洪道、泄流曲線。

本功能W、J特點是可以一次性輸入多種入庫洪水過程，計算出各

個入庫洪水調(diào)洪成果。顧客只需要輸入完畢一種入庫洪水過程

后點擊新建就可以把本次信息錄入演算分析列表，點擊界面上

方出J“新建”按鈕即可清空界面所有文本框，以便再次輸入。

四、防洪調(diào)度規(guī)則

1.闡明水庫影響范圍內(nèi)日勺流域概況以及工程概況，設(shè)計和校核

洪水原則，以及對下游防護對象的防洪原則，泄洪設(shè)施使用條

件，洪水調(diào)度運用原則和水庫下游有關(guān)控制點的安全水位、容

許泄量等。

2.確定洪水調(diào)度特性水位。在水庫工程已按設(shè)計規(guī)模完畢且能

正常運用時，則洪水調(diào)度特性水位可采用水庫設(shè)計中確定的運

用指標。①汛期限制水位。系指水庫在汛期容許蓄水的上限水

位，是預(yù)留防洪庫容的下限水位，在常規(guī)防洪調(diào)度中是設(shè)計調(diào)

洪計算成果日勺起始水位。對于入庫洪水具有明顯日勺季節(jié)性變化

規(guī)律，可實行分期防洪調(diào)度。分期限制水位，應(yīng)根據(jù)審批后日勺

分期設(shè)計洪水成果和按照不減少工程安全原則、承擔(dān)下游的防

洪原則和庫區(qū)安全原則出J原則、考慮對應(yīng)泄流方式以及原設(shè)計

確定的防洪調(diào)度原則，經(jīng)調(diào)洪計算后確定。變化原設(shè)計確定日勺

汛期限制水俠，必須通過充足論證，并報請上級主管審批部門

核定，嚴格掌握執(zhí)行。②防洪高水位。系指在碰到下游防護對

象的設(shè)計原則洪水時，通過水庫泄流調(diào)蓄后壩前到達的最高水

位。③容許最高洪水位。系指在汛期調(diào)度中，為保障水庫工程

安全而容許蓄洪W、J最高洪水位。根據(jù)洪水預(yù)報并參照當時水文

氣象情勢分析，確認有也許超過容許最高洪水位時，必須結(jié)