工程水文及水利计算复习总结.ppt

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1、主讲：马勇武汉大学水电学院水文水资源系2012.5,工程水文及水利计算,主要内容,第一节 水文学及其作用,一、水文学的定义 研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的运动、变化和分布规律，预测、预报各水文现象（如降水、水位、流量、水质等）变化情势。,第一章 绪 论,第二节 水文现象基本规律及研究方法,一、水文现象的基本规律1确定性规律（成因规律）：表示水文现象形成的内在因果 关系，确定的成因和条件将对应于确定的结果。2随机性规律（统计规律）：样本容量很大时，随机变量趋 向于一个稳定分布，或相关变量表现为稳定的相关关系。3地区规律：气候因素与地理因素具有地区性变化规律，使 水文现象也具有地区

2、变化规律。,二、水文研究的基本方法1成因分析法：建立水文现象与影响因素之间的数学物理方 程，预测未来水文现象。2数理统计法：用数理统计原理和方法，推求水文现象的统 计规律和设计值，展延系列和水文预报。3地理综合法：从地区变化规律入手，找出水文特征值的地 区分布规律，如水文等值线图、地区经验公式等，推求无 资料地区的水文特征值。,第二节 自然界的水循环,地球表面的水在太阳辐射作用下，不断蒸发成水汽进入大气，随气流输送到各地；上升和输送过程中，遇到适当的条件凝结而以降水形式降落到陆面和洋面上；陆面上的雨水形成地表、地下径流，通过江河汇入海洋。如此永不停止的循环运动，称为水文循环。水循环又分为大循环

3、和小循环。,第二章 气象与水文,第三节 河流及流域,一、河流及其特征定义：接纳地面和地下径流的天然输水通道，其中分为各级支流及干流。特征：1、河流长度：自河源沿主河道到流域出口流程长度。2、河流分段：河源、上游、中游、下游、河口。3、河道纵比降：单位河长的落差，也称河流坡降。,定义：河流某一断面来水的集水区域，即该断面以上地面、地下分水线包围区域。分类：闭合流域：当流域地面、地下分水线重合，河流下切较深，流域面积上降水形成的径流能够全部经过出口断面流出。非闭合流域：地面、地下分水线不重合的流域。,二、流域及其分类,一、降水量观测 降水量以降落在地面的水层深度表示，以mm为单位。观测降水量仪器主

4、要有雨量器、自记雨量计。二、降雨时程变化表示方法降雨强度过程线 降雨累积过程线,第四节 降 水,三、流域平均雨量计算,1、算术平均法 将流域内各站同一时段雨量进行算术平均。2、泰森多边形法 假设流域各处雨量可由其距离最近的雨量站代表；作泰森多边形确定各雨量站代表面积；采用加权平均法确定面雨量。3、等雨量线法根据各站雨量绘制等雨量线；计算相邻等雨量线间的面积和其上的平均雨量，加权平均确定流域平均雨量。,第五节 蒸 发,蒸发是水受热后由液态或固态转化为水汽向空中扩散的过程，是水文循环和水量平衡的基本要素之一，对径流有直接影响。测算蒸发量常以单位时间蒸发的水深表示，称蒸发率或蒸发强度，以mm/d计。

5、自然界蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸散发。水面蒸发观测资料较多，比较可靠，常是其他蒸发计算基础。,一、水面蒸发观测与计算 一般每天 8时观测一次，得每天观测日蒸发量。将观测值转换为大水体蒸发量，计算式为:折算系数随水面蒸发器类型、季节和地区有关。,第六节 下 渗,一、下渗率 下渗是水从土壤表面渗入土壤内的运动过程，常以单位时间内入渗水深，即下渗率表示。下渗不仅直接决定地面径流大小，同时也影响土壤水分、地下水和地下径流，是径流形成的一个重要因素。二、下渗能力曲线充分供水下的下渗率，随时间增长而衰减，经过一定时间后趋于一个稳定值。,第七节 径 流,径流：流域上的降雨扣除损失后，经由地面和地下汇

6、入河网，形成流域出口断面的水流。径流过程：径流随时间的变化过程。径流形成过程：,径流表示方法和度量单位,1、流量：单位时间通过某一断面水量，m3/s。2、径流总量：时段T内通过某一断面总水量，m3。3、径流深：单位面积上的水层深度，mm。4、径流模数：单位面积上产生的流量，m3/(skm2)。5、径流系数：径流深与降雨量之比，表示流域产流能力。对于 闭合流域，1。,第八节 流域水量平衡,水文循环过程中，任一地区、任一时段进入水量与输出水量之差，必等于其蓄水的变化量，这就是水量平衡原理。依此，可得闭合流域多年平均情况的水量平衡方程：T时段内水量平衡方程：P-E-R=S 多年平均情况：,水文站的设

7、立,第一节 水文站,第三章 河流水文资料观测与收集,第二节 水位观测,1、水位 水体的自由水面离开固定基面的高程，一般以青岛附近的黄海水平面为基准面。2、观测设备和方法 水尺：人工观测，次数以测得完整水位变化过程，满足日平均水位计算及发布水情预报要求为原则确定。自记水位计：自动连续观测。3、日平均水位资料整理 算术平均法、面积包围法,第三节 流量测验,一、流速仪测流及流量计算 流量测验原理：断面测量、流速测验 流速仪测流思路：（1）将过水断面划分为若干部分；（2）测算出各部分断面面积；（3）流速仪测算出部分面积上的平均流速；（4）计算部分流量；（5）部分流量总和即为断面流量。,第四节 流量资料

8、整编,整编：有关流量资料的整理、分析、统计工作。内容：测站水位流量关系分析。水位流量关系曲线：ZQ 稳定的水位流量关系 不稳定的水位流量关系,第一节 频率计算,一、水文统计在水文分析计算中的应用（1）样本估算总体概率分布设计值（2）相关关系插补延长长系列（3）用误差理论估计误差范围,第四章 水文统计,二、经验频率曲线,（一）经验频率公式 经验频率：水文样本由大小排序，计算累积频率。经验频率曲线：由变量和经验频率点据拟合而成的光滑曲线。经验频率公式：,（二）频率与重现期,重现期：随机事件平均重现的时间间隔。,（一）P型概率分布曲线的计算对于样本系列，已知均值、CV 值，假定CS，便可由值表查出P

9、，利用下式求得不同指定频率的xP值，进而可绘制出P型理论频率曲线。,三、理论频率曲线,1、均值表示样本系列的平均水平。2、离势系数（变差、离差系数）与 之比，衡量相对离散程度。3、偏态系数离差三次方均值与均方差三次方的 比值，反映分布是否对称的特征。,（二）统计参数矩法初估,（三）参数对频率曲线的影响,第二节 相关分析,一、相关分析的意义与作用 相关分析：研究分析和建立两个或两个以上随机变量之间的相互关系。作用：插补延长资料，提高资料代表性；水文预报。二、相关系数的涵义表示两变量相关的密切程度：r21：Sy0，直线函数关系；r20：Sy，零相关；0r21，越接近1，关系越密切。,一元线性回归方

10、程y倚x的回归方程：x倚y的回归方程：,三、水文相关分析注意问题,第一节 年径流及其影响因素一、年径流与年径流量年径流：年度内通过河流某一断面的径流过程。年径流量：一年里通过河流某一断面的总水量。多年平均年径流量：年径流量多年平均值。二、影响年径流的因素 闭合流域年水量平衡方程：P=R+E+W气候因素：年降水量P、年蒸发量E 下垫面因素：W，蓄水能力、气候条件改变 人类活动：W，直接影响、间接影响,第五章年径流分析与计算,三、设计年径流 设计保证率：用水得到满足的保证程度 设计年径流：相应于设计保证率的年径流量及其年内分配过程。计算方法：,第二节 长资料设计年径流计算,一、资料审查,1、可靠性

11、审查水文资料必须可靠，具有必要的精度。2、一致性审查 系列成因前后要一致，即气候和下垫面条件要稳定。3、代表性审查样本统计特性对总体统计特性的接近程度长系列参证变量对比法,二、设计径流系列的推求设计长系列：满足三性要求的实测年、月径流系列。设计代表年：符合设计保证率的年径流及其分配过程计算思路：（1）年径流系列频率计算；（2）推求设计年径流量QP；（3）选择典型年内分配过程；（4）设计年径流量的年内分配。,三、典型年选择及成果合理性分析典型年选择原则：（1）年径流量与设计值接近的年份；（2）对工程较不利（规模大）的年份。成果合理性分析：水量平衡、参数地理分布规律 均值：离势系数：偏态系数：分区

12、图,条件：系列不足20年，或不连续、代表性不足。方法：选择参证变量，相关分析，插补展延。参证变量条件：1、与设计变量在成因上有密切联系 2、有长期实测资料，代表性好 3、较多同步观测资料，以便建立相关关系常用参证变量：设计断面水位 邻近流域或上、下游测站径流量 本流域降雨量,第三节 具有短期资料时设计年径流计算,第四节 缺乏资料时设计年径流计算,条件：系列太短或完全没有，无法展延。思路：根据水文现象变化的地区综合规律推求，即间接推求年径流量的统计参数均值、Cv和Cs。方法：（1）参数等值线图法 反映水文特征值的地理分布规律。（2）水文比拟法 将参证流域水文特征值移用到设计流域。,第一节 概 述

13、一、洪水 定义：暴雨或融雪产生大量径流汇入河中，产生峰高量大 而稀遇的水文现象。洪水三要素：洪峰、洪量和洪水过程线,第七章 由流量资料推求设计洪水,二、设计洪水1、定义工程规划设计依据的洪水，或符合防洪标准洪水。2、推求设计洪水的程序资料“三性”审查选样，组成洪峰、洪量统计系列考虑特大洪水进行频率分析计算，推求设计洪峰、洪量选典型洪水过程放大，求设计洪水过程线。,一、洪水资料审查 洪水资料：实测洪水、历史洪水 资料审查：可靠性改正 一致性还原 代表性展延 历史洪水：大小、发生年份考证 资料要求：30年以上实测资料，若干历史特大洪水。,第二节设计洪峰、洪量的推求,二、选样 选样原则：年最大值法，

14、分别独立选取样本：洪峰流量系列、不同历时洪量系列 固定时段：一般采用l、3、5、7、15、30天,三、特大洪水的处理,定义：不连序系列的经验频率和统计参数的计算与连序系列不同。有别于一般洪水的频率计算方法，称为特大洪水处理。目的：提高计算成果稳定性方法：采用将特大洪水的经验频率与一般洪水的经验频率分别计算的方法。目前国内有两种计算特大洪水与一般洪水经验频率的方法：独立样本法、统一样本法。,四、频率计算方法独立样本法思路：实测和特大值系列分别作为独立样本，各项洪水在各自样本中分别连续排位计算。实测系列：特大值参与排位，只取一般洪水成果特大系列：仅计算特大洪水特点：出现重叠 取频率较小值,五、频率

15、计算方法统一样本法思路：实测与特大值共同组成一不连续系列，代表总体一个样本，各项在调查期统一排位。条件：特大洪水：一般洪水：特点：特大洪水排位无遗漏,六、洪水统计参数的矩法初估,思路：对于不连序系列，假定n-l年系列均值和均方差与除去特大洪水后N-年系列的均值和均方差相等，即,N1,l,七、设计洪水成果的合理性分析,第三节设计洪水过程线的推求,1、典型洪水的选择原则：1、峰高、量大接近设计值的洪水；2、具有代表性，能反映流域大洪水特性；3、对工程不利（峰形集中、主峰靠后）洪水；4、与下游洪水遭遇情况最不利的典型。2、放大方法：,3、放大方法说明同倍比放大法方法：按峰或量同一个倍比放大典型洪水。

16、优点：简单、工作量小，适用于峰量关系较好，峰或量控制的水利工程。缺点：峰、量无法同时达到设计值。同频率放大法方法：采用洪峰和洪量的不同倍比值放大。优点：放大后的峰和量同时达到设计要求。缺点：与典型可能相差甚远。注意：放大后的过程线需按水量平衡修匀。,研究对象：定量研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括降雨扣除植物截留、下渗、填洼等损失，转化为净雨过程的产流计算和净雨沿地面和地下汇入河网，并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的汇流计算。,第八章 流域产汇流计算,第一节 产汇流计算基本资料的整理分析,一、降雨资料的整理必须注意：降雨场次的划分一定要与洪水场次划分相对应二、径流资料的整理径流分割：水

17、平分割、斜线分割三、蒸发资料的整理实用中一般假定流域蒸散发量E与流域蓄水量W成正比,第二节 前期流域蓄水量及前期影响雨量计算,一、前期流域蓄水量计算涵义：流域土壤能够保持而不在重力作用下流走的水分。降雨使之补充，蒸发使之消耗；不形成径流，但可减少降雨损失。方法：根据流域影响土层水量平衡方程间接推求 该计算方法概念明确，成果精度较高，但计算工作 量大，多用于水文预报。,二、前期影响雨量Pa的计算,Ka为流域蓄水的日消退系数，综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性。每个月可近似取一平均值。其中 为流域月平均日蒸散发能力。取连续大暴雨之后的Pa等于Wm，由此向后逐日推算。,第三节 降雨径流相关图

18、法计算净雨,思路：根据实测降雨、径流资料建立降雨径流关系相关图（经验的、蓄满产流理论的）预报净雨过程或推求设计净雨过程分类：经验降雨径流相关图、蓄满产流模型法,一、降雨径流经验相关图的应用,二、蓄满产流的基本概念,1、基本概念包气带土壤含水量在达到田间持水量之前不产流，此前降雨全部用以补充土层缺水量；土层水分达田间持水量（蓄满）后开始产流，此后的降雨扣除雨期蒸散发后全部形成净雨，且入渗达到稳渗率fc，入渗部分形成地下径流，超过稳渗的形成地面径流。称这种产流方式为蓄满产流。2、产流控制条件蓄满产流以满足包气带缺水量为产流控制条件。,第四节 初损后损法计算地面净雨,在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深

19、，流域的包气带很厚，缺水量大，降雨过程中下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，所以不产生地下径流，并且只有当降雨强度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。关键是确定流域下渗的变化规律。,一、初损后损法基本原理,该法将下渗损失过程简化为初损、后损两个阶段：初损：降雨开始到出现超渗产流时，历时t0，降雨全部损失I0，包括初期下渗，植物截留，填洼等。后损：产流以后损失阶段，损失有所下降并趋向稳定，按超渗历时ts内的来计算。,地面径流深计算由水量平衡原理，净雨深用下式计算：,二、初损I0的确定,由实测雨洪水资料分析确定I0 流域较小时，降雨基本一致，洪水过程线起涨点前的累积雨量就

20、是初损I0。对于较大流域，可在其中找小流域水文站，按上述方法确定I0。,三、平均后损率 的确定,由实测降雨洪水资料分析确定 实测降雨洪水的P、RS、I0已知，结合其降雨过程，即可试算得相应的。,第六节 单位线法计算流域出口洪水过程,一、单位线定义与基本假定1、单位线的定义在给定的流域上，单位时段内均匀降落单位深度的地面净雨，在流域出口断面形成的地面径流过程线。,倍比假定：假设同一流域上有 2场净雨，历时相同，则它们在出口形成的地面径流过程完全相似，即总历时相同，相应流量等于净雨深之比。,2、单位线两项基本假定,二、单位线的推求,原理：利用实测降雨、径流资料，利用单位线的两项基本假定来反求。方法

21、：缩放法：适用于仅有一个时段净雨的情况，倍比确定。分解法：适用多个时段净雨的情况。利用单位线的两项基本假定，将总的地面径流过程分解为各净雨独立产生的地面径流过程，然后按缩放法由某单位时段的地面径流过程反求单位线。试错优选法修正：径流深应等于10mm。,三、单位线的时段转换,S曲线：设想流域上有一场净雨强度为10mm/t持续不断的降雨，在出口形成的地面径流过程线S(t)。实质：单位线纵标沿时程的累积曲线。,四、单位线存在的问题及处理方法,五、应用单位线推求洪水过程,1.由降雨推求净雨过程2.选择相应单位线3.由倍比假定推求各时段 净雨的地面径流过程4.叠加得总地面径流过程5.加地下径流过程，得到

22、要推求的洪水过程,一、主要内容1.推求设计暴雨：频率分析法推求不同历时指定频率的设计雨量，典型放大法推求设计暴雨过程。2.推求设计净雨：拟定产流方案，进行产流计算。3.推求设计洪水：拟定汇流方案，进行汇流计算。二、基本假定暴雨与洪水同频率,第一节 概述,第九章 由暴雨资料推求设计洪水,资料条件：流域上雨量站较多，分布均匀，且具有较长同 期观测资料，足以计算长系列的流域平均雨量（称面雨量）时，就可直接选取每年指定统计时段的最大暴雨量，进行频率计算求得设计暴雨量。计算方法：目前我国暴雨量频率计算的方法、线型、经验频率公式、特大暴雨处理等与洪水频率计算相同。典型选择：可能（代表性）与不利原则。放大方

23、法：同频率放大控制。,第二节暴雨资料充分时设计暴雨推求,第三节暴雨资料不足时设计暴雨推求,1、第一种情况 如果流域中心附近有一个具有长期雨量资料的测站，那么可依据该站点资料进行频率计算，求得各种历时的设计点雨量。2、第二种情况如果流域上完全没有长系列雨量资料，则查各省水文手册等文献中刊载的暴雨统计参数等值线图。得到流域中心处各种历时暴雨的统计参数，进而求得各种历时的设计点雨量。,一、设计点雨量计算,思路：流域面积很小时，可近似将流域中心设计点雨量作为流域设计面雨量；对于较大面积流域，需研究点雨量与面雨量之间的关系（称暴雨点面关系），进而将设计点雨量转化为设计面雨量。暴雨点面关系种类：定点定面关

24、系；动点动面关系。转换公式：P面,T=P点,T,二、设计面雨量的推求,流域面积,一、由设计暴雨推求设计净雨 设计暴雨扣除相应的损失，即得设计净雨。1、拟定设计流域的产流计算方案 有暴雨径流资料时：降雨径流相关图法、初损后损法等。缺乏暴雨径流资料时：采用省水文手册等规定的方法。2、确定设计暴雨的前期影响雨量Pa,p（1）Wm折算法（2）扩展设计暴雨过程法（3）同频率法,第六节由设计暴雨推求设计洪水,（PPa）PPP,二、由设计净雨推求设计洪水 1.拟定地面汇流计算方案。有雨洪资料时，一般采用时段单位线法；缺乏雨洪资料时，采用小流域洪水计算方法。2.按地面汇流方案，将地面净雨转化为地面径流过程 3

25、.选定地下汇流计算方案（简化），确定地下径流过程。4.将地面、地下径流叠加，即得设计洪水过程。,一、水库及其特性曲线1、水库指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。作用：兴利、除害（防洪）2、水库特性曲线：反映水库地形特征的曲线水库面积曲线：ZA水库容积曲线：ZV,第二节 水库特征,第十二章 水库兴利调节计算,二、水库特征水位及其相应库容,水库特征水位：表示水库工程规模及运用要求的各种库水位。作用：体现水库运用和正常工作的各种特定要求，是规划设计阶段确定主要水工建筑物尺寸、估算工程投资、效益的基本依据。,三、水库的水量损失,水库建成蓄水后，由于河流天然状况及库内外水力条件发

26、生变化，从而引起额外水量损失。主要表现为蒸发损失和渗漏损失的增加，在寒冷地区还有结冰损失。蒸发损失：指由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸 发量。渗漏损失：经验系数法，即年或月的渗漏损失相当于水 库蓄水容积的一定百分数来估算。,第四节 兴利调节计算原理与方法,二、库容确定水库运用分析,三、不计损失的时历列表法,1、定义多年期间用水部门能保持正常供水不受破坏的机率。2、表示形式年保证率历时保证率3、设计代表年和代表期的选择,第六节 设计保证率及代表期选择,第七节 年调节水库兴利库容的确定,根据兴利用水要求确定必需的兴利库容，进而确定正常蓄水位，是水库规划的重要内容之一。确定年调节水库兴利库容的方

27、法主要有详细计算的长系列法和简化计算的代表年法。时历列表法是最常用的方法之一。,第八节 多年调节水库的调节计算,多年调节水库可能要经过几个丰水年才能蓄满，所蓄水量分配在几个连续枯水年份里用掉。调节周期长达若干年，而且不是一个常数。兴利库容的确定有长系列法和试算法等。,设计保证率、兴利库容与调节流量的关系,P设一定，Q调越大，V兴越大；Q调一定，V兴越大，P设越高；V兴一定，Q调越小，P设越高。,水能：河流中流动的水流蕴藏的能量水力发电：利用水能生产电能水能计算内容：两个动能指标：保证出力、多年平均发电量 三个设计参数：Z蓄、Z死、N装,第九节 水电站水能计算,一、水能资源开发方式,水流经引水建

28、筑物进入水轮机，使其旋转，并带动发电机，便可将水能转变为电能。在发电过程中伴随各种水头损失和能量损失，水电站实际出力为：或则时段T内的发电量为：主要动能指标：NP、E多年,二、水力发电原理及主要动能指标,三、水电站水能计算基本方法,1、无调节水电站水电站在任何时刻出力取决于河道中当时天然流量，而且各时段出力彼此无关；上游水位基本维持在正常蓄水位不变；以日为计算时段；计算资料可用长系列或丰、中、枯三个代表年。计算方法：分组，绘制日平均出力频率（历时）曲线。2、日调节水电站库容较小，只能调节日内天然流量；上游水位取日内水位平均值，即死水位和正常蓄水位的平均；调节计算以日为计算单位；水能计算与无调节

29、相同。,3、年调节水电站水能计算,1）在一个调节年内可分为蓄水期、弃水期、不蓄不供期 和供水期等四个时期；2）年调节水电站在年内能否保证正常工作，一般决定于 供水期；3）计算时段可取月或旬；4）时段出力与天然流量和 调节方式有关；5）水能计算方法：等流量调节方式 等出力调节方式,试算确定供、蓄水期引用流量；从蓄水期死水位开始，逐时段计算时段末蓄水量；计算时段平均蓄水量；查库容曲线，求得上游平均水位Z上；根据时段引用流量，查下游水位流量关系曲线，得下游平均水位Z下；计算时段平均净水头H=Z上-Z下-H；计算时段出力、发电量；计算动能指标。,等流量调节方式的水能计算方法,年调节水电站动能指标计算,

30、保证出力（符合P设的供水期平均出力）：设计枯水年法：该年供水期平均出力。长系列法：求出各年供水期平均出力；按大小排频，绘制供水期平均出力保证率曲线；由P设查出。多年平均发电量(年发电量计算须按装机切头)：设计中水年法：该年发电量。丰、中、枯三年法：长系列法：各年发电量的平均值。,4、多年调节水电站水能计算,水库能进行年际间水量调配，使电站在连续枯水年组内 得到相同的平均出力和发电量。保证出力为符合P设要求的连续枯水年组的平均出力。水能计算与年调节类似。保证出力：设计枯水年组法 多年平均发电量：长系列法设计中水年组法等,四、水电站装机容量的选择,装机容量：水电站所有机组额定容量的总和，是水电站主

31、要参数之一。装机容量组成：装机容量装机容量选择：多方案论证，综合分析确定。装机容量年利用小时数法、保证出力倍比法,洪水调节目的：削峰以保障河道防洪及保证建筑物安全。调洪作用：滞洪、蓄洪、错峰,第十三章 水库防洪计算,第一节 水库调洪概述,无闸溢洪道水库调洪作用,t0：洪水来临时，库水位在堰顶高程。洪水刚入库时，泄流量为0。t0t1：入库流量大于下泄流量，库水位不断上升，相应下泄流量也增加。t1：入库流量与溢洪道下泄流量相等，水位最高,泄流量最大。t1t2：入库流量小于下泄流 量,库水位不断下降。t2：库水位下降到堰顶高程，本次调洪结束。,有闸溢洪道水库调洪作用,汛限水位开始，这时溢洪道有相当泄

32、洪能力。t0t1：闸门控制，来多少泄多少。直到闸门全开。t1t2:按泄流能力，但小于下游安全泄量。t2t3：泄流能力大于安全泄量，逐渐关闭闸门以安全泄量下泄。t3：入库流量等于安全泄量，库水位最高。T3 后使水位降到汛限水位,以迎接下次洪水的到来。,第二节 水库调洪计算原理,一、水库泄洪建筑物及泄流能力分析,二、水库调洪计算原理,水库水量平衡方程：水库蓄泄方程（泄流曲线）：调洪演算：逐时段联立求解 上述两个方程，即可得 qt、qm、Zm及所需Vm。,第三节 水库调洪计算的试算法,1）确定蓄泄曲线qV；2）确定调洪起始条件：起调水位、库容、泄量；3）试算确定各时段末Vt+1和qt+1及下泄过程q

33、t：假定qt+1，根据水量平衡方程，求出Vt+1；根据Vt+1，查蓄泄曲线得出库流量q；若|qt+1-q|，假定正确，继续下一时段；否则，重新假设qt+1=(qt+1+q)/2，返回。4）试算或图解确定qm；5）确定最大库容Vm和最高洪水位Zm。,第四节、水库调洪方式及特征水位选择,调洪方式：根据水库自身和下游防洪要求，对一场洪水进行调度时，利用泄洪设施泄放流量的时程变化形式，也称泄洪方式或防洪调度方式，即制定的调洪规则。如闸门启闭和非常泄洪设施启用等规则。拟定水库调洪方式要考虑：1）有、无闸门控制；2）有、无区间来水；3）是否承担下游防洪任务；4）是否考虑预报调度等。,一、水库主要调洪方式类

34、型,1）无下游防洪任务的水库调洪方式溢洪设施不设闸门2）有下游防洪任务的水库调洪方式溢洪设施设闸门水库距下游防护地点近，区间洪水可忽略：固定泄流调洪方式分级控制泄量调洪方式 水库距下游防护地点远，区间洪水不忽略：补偿调洪方式：理想的方式错峰调洪方式：实际的方式预报预泄调洪方式3）确保水库安全的调洪方式,二、水库防洪特征值的确定 下游标准洪水：qV、qm、Z防、V防 设计标准洪水：qV、qm、Z设、V拦 校核标准洪水：qV、qm、Z校、V调,第五节、无闸溢洪道水库调洪计算,无闸溢洪道水库调洪计算特点 一般不承担下游防洪任务，防洪只为水库自身安全。1）Z蓄、Z限与Z堰齐平；2）起调水位取Z堰；3）

35、泄洪属自由溢流。,第六节、有闸溢洪道水库调洪计算,溢洪道设闸的作用 1）调控灵活，有效控制泄量大小和时间；2）满足同样允许泄量，专设防洪库容减少；3）防洪库容一致，最大下泄量减小；4）防洪兴利可以结合，有利于兴利蓄水；5）可考虑预报预泄、洪水补偿调节。,第七节、入库洪水计算,入库洪水的含义及组成 坝址洪水：未建库条件下坝址处形成的洪水。入库洪水：建库蓄水后，通过各种途径进入水库的洪水。入库洪水组成：入库断面洪水 区间陆面洪水 库面洪水,补充思考题,1、已知水库设计洪水过程线和蓄泄曲线，下游防洪允许泄量q允=2500m3/s。试绘出下泄流量过程线，并标出防洪库容和拦洪库容。(起调水位54m，对应库容为5.5*108m3，Z防=60m,对应库容为10.5*108m3)。,谢谢!,