第三章调洪计算
3.1调洪计算目的
水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。
3.2调洪演算的原理
水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
t t t t t t V V t q q t Q Q -=∆+-∆++++112112
1)()( (3-1)
式中t ∆—计算时段长度，s ；
1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。
水库泄流方程 ：
q =f （V ） (3-2)
用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为：
（V t/△t+q t/2 )+Q-q t= (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q—计算时段平均入流量，Q＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1)
也就是说，可以事先绘制q~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。
因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。
3.3调洪计算结果整理
3.3.1调洪演算基本资料
水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m 积石峡入库洪水过程线见下表：
表2-1积石峡入库洪水过程线
3.3.2调洪计算过程及结果 方案一：
1. 拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道: 单孔溢洪道， B=16.5m,H=18m,堰顶高程为1833m 。
左岸中孔泄洪洞：孔口尺寸10m ×13m ，进口中心高程为1811.5m 左岸排沙底孔：双孔口尺寸8.8m ×10m ，进口中心高程为1799m 2. 枢纽泄水运行方式
在枢纽宣泄设计及校核洪水时，闸门泄水孔口的闸门运行方式： 中孔泄洪洞、排沙底孔、表孔溢洪道全开。
3. 溢洪道流量计算公式如下：
2
3g 2m H
B Q ε= （3-4）
式中：B —溢流堰总净宽，m ；
ε—侧收缩系数，本设计取1； m —流量系数，本设计取0.48； H —堰上总水头，m ； g —重力加速度，取9.81。
. W —工作门孔口面积（m 2）； 4. 排沙隧洞流量计算公式如下：
)(2h H g W Q -=μ （3-5）
式中：W —工作门孔口面积，m 2；
H —孔口底以以上水头
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取0.9。
5. 泄洪洞流量计算公式如下：
g
Q-
=μ（3-6）
W
)
H
(
2h
式中：W—工作门孔口面积，m2；
H—孔口底以上水头；
h—孔口高度；
μ—流量系数，本设计取0.9。
6.分析确定洪水过程线
图2-1积石峡洪水过程线
7.调洪计算成果整理
表2-2积石峡库容曲线
图2-2水库库容曲线
表3-3水库水位与下泄流量关系
库水位与流量计算表
库水位Z(m)堰上
水头
H(m)
溢洪
道堰
宽
B(m)
溢洪道
下泄流
量q(m³
/s)
泄洪
洞中
心高
程
H(m)
泄洪洞
下泄流
量q(m³
/s)
排沙
底孔
中心
高程
H(m)
排沙底
孔下泄
流量q(m
³/s)
总泄流
量q(m³
/s)
绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
3-4，q-Z关系曲线
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
库水位Z(m)堰顶水
头
H(m)
库容V
总
(万
m3)
堰顶以
上库容
V(万m3)
V/△t
(m³/s)
q(m³/s)
q/2
(m³/s)
V/△
t+q/2
(m³/s)
18542121450005530.84 2765.422765.42 1854.521.5219004501625661.17 2830.58 2992.58 185522224009503425792.88 2896.44 3238.44 1855.522.52295015005405925.96 2962.98 3502.98 185623236902240806.46060.39 3030.20 3836.60
1856.523.524250280010086196.17 3098.08 4106.08 1857242489034401238.46333.27 3166.63 4405.03 1857.524.525650420015126471.68 3235.84 4747.84 1858252616047101695.66611.39 3305.69 5001.29 1858.525.52688054301954.86752.38 3376.19 5330.99 1859262757061202203.26894.65 3447.32 5650.52 1859.526.52816067102415.67038.17 3519.09 5934.69 1860272889074402678.47182.95 3591.47 6269.87 3-6，做出水库q-(V/△t)+(q/2 )辅助线
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段时段长来水流量平均流量V/△q(m³/s)水库水位
16
1550955052751.85
根据调洪计算表格得出水库洪水过程线和泄流量过程线：
3-8，Q-t,q-t过程线
由图可查的q m=5658.3m3/s,从库水位与泄流量关系曲线可得出Z
设
=1855.64m。
3-9，水库半图解法校核洪水流量调洪计算表
水库半图解法校核洪水位调洪计算表
时段序号时段长
dt(h)
来水流量
Q
(m3/s)
平均流量
Qp
(m3/s)
V/△
t+q/2
(m³/s)
q(m³/s)
水库水位
Z（m)
072002765.42 5530.84 1854.00
从图表可以得出Z校=1860.25m，q m=7194.5m3/s.
根据以上调洪演算得设计洪水位为1855.36m,校核洪水位为1860.25m。
但是设计洪水位比正常蓄水位低，所以此种设计方案不合理。
方案二：
1、拟定泄水建筑物型式、尺寸及堰顶（或底坎）高程：
左岸溢洪道: 双孔溢洪道，B=12m,堰顶高程为1838m。
左岸中孔泄洪洞：孔口尺寸10m×12m，进口中心高程为1820m 左岸排沙底孔：双孔口尺寸4m×6m，进口中心高程为1793m
同上面步骤计算泄流量，得出：
1857.519.5124401.93 49.5759.85 70.5181.36 5343.14 185820124572.31 50763.68 71182.00 5517.99 1858.520.5124744.84 50.5767.48 71.5182.64 5694.97 185921124919.49 51771.27 72183.28 5874.04 1859.521.5125096.22 51.5775.05 72.5183.92 6055.19 186022125275.03 52778.80 73184.55 6238.38
根据泄流量和库水位关系绘出泄流量q与库水位Z关系曲线：
表3-11，q-Z关系曲线
水库q~V/△t+q/2辅助曲线计算表（△t=1h）
表3-13，水库q-(V/△t)+(q/2 )辅助线
水库半图解法设计洪水位调洪计算表
时段
序号
时段长
dt(h)
来水流量
Q
(m3/s)
平均流量
Qp
(m3/s)
V/△
t+q/2
(m³/s)
q(m³/s)
水库水位
Z（m) 055792090.49 4180.981854 1155945586.53496.014355.921854.3 2156875640.54780.594486.2318554.6 3156725679.55973.864619.521854.84 41565656647018.344709.981855.41
从表3-14，水库半图解法设计洪水流量调洪计算表可以得出Z设=1858.22m.
根据3-15调洪计算表格得出水库校核洪水位Z校=1862.45m：
因此比较两个方案，方案二较合理。
最终水库设计洪水位为1858.22m,校核洪水位为1862.45m.
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