水资源规划与利用剖析学习教案.pptx

会计学 1水资源规划与利用(lyng)剖析第一页，共28页。无闸滥洪道的水库(shuk)调洪情况 无闸溢洪道水库(shuk)的调洪作用1入库流量过程线；2下泄流量过程线；3库水位过程线第 2页/共 28页第二页，共28页。设闸溢洪道的水库(shuk)调洪情况 有闸溢洪道水库的调洪作用1胸墙；2闸门；3溢洪道；4入库流量(liling)过程线（相当与下游防洪标准）；5下泄流量(liling)过程线第 3页/共 28页第三页，共28页。2、防洪(fnghng)标准 防洪标准 如何确定防洪标准 水库(shuk)下游的防洪标准：应根据防护对象的重要性、历次洪水灾害及其对政治经济的影响，按照国家规定的防洪标准范围，经分析论证后，与有关部门协商选定。在选定水工建筑物的前提下，还要选定下游防护对象的防洪标准，显然，防洪标准不应高于设计标准。第 4页/共 28页第四页，共28页。水库自身的安全标准：是指设计水工建筑物所采用能够的洪水标准。目的只是为了确定建筑物的合理尺寸和水库特征水位。水工建筑物的洪水标准分正常运用和非常运用两种情况。与前者相应的洪水标准称为设计洪水；与后者相应的洪水称为校核洪水。我国现在采用的方法是根据建筑物的级别，按水工建筑物设计标准的规定(gudng)，选择适合的设计和校核洪水的标准。第 5页/共 28页第五页，共28页。n n 洪水引起垮坝失事的统计：洪水引起垮坝失事的统计：n n 1964 1964年前各国重大垮坝失事 年前各国重大垮坝失事202 202次，其中溢洪能力不足占 次，其中溢洪能力不足占23%23%；n n 美国，大坝失事 美国，大坝失事100 100座，其中 座，其中21 21座是由洪水引起的；座是由洪水引起的；n n 日本，日本，1950-1965 1950-1965年 年1266 1266座土坝失事，有 座土坝失事，有466 466次是由暴雨造成 次是由暴雨造成(zo(zo chn chn)的，占 的，占38%38%。n n 由此可见，确定设计标准是一个复杂而严肃的问题。由此可见，确定设计标准是一个复杂而严肃的问题。第 6页/共 28页第六页，共28页。3、2 水库调洪计算(j sun)的原理 1、水库泄洪(xi hn)建筑物泄流能力的分析 泄洪建筑物在某水头下的泄流能力，是指该水头下泄洪建筑物可能通过的最大流量(liling)，是实际泄流量(liling)的上限。对无闸溢洪道，该水头下的泄流量(liling)和泄流能力是一致的。对于有闸溢洪道，当闸门全开时二者也是一致的。溢洪道的类型、尺寸既定之后，不管是有闸还是无闸，其泄流能力仅随水头而变化。第 7页/共 28页第七页，共28页。溢洪道的泄流能力(nngl)可按堰流公式计算：q溢溢洪道泄流能力(nngl)(m3s)；H0考虑行近流速(lis)v的堰顶水头，可近似等于堰顶水深H（m）；B溢流堰净宽（m）；M1溢流系数，其值取决于溢流堰型式；第 8页/共 28页第八页，共28页。泄洪洞的泄流能力(nngl)可按有压管流公式计算：q洞泄洪洞的泄流能力(nngl)(m3s)；H0考虑(kol)行近流速v的堰顶水头，非淹没出流时，H等于库水位与洞口中心高程之差，淹没出流时，H为上下游水位之差（m）；泄洪洞洞口的过水断面面积（m2）；M2流量系数。第 9页/共 28页第九页，共28页。为调洪计算上的方便，常将溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式(gngsh)绘制成蓄泄曲线qV，其中q为当水库蓄量V时对应的泄流能力。从溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式(gngsh)可知，对于一定的泄洪建筑物来说，当行近流速水头不计时，q仅为V的单值函数，即q=f（V）。因而，对于一定的水库和泄洪建筑物，可按溢洪道和泄洪洞的泄流能力公式及库容曲线(qxin)计算并绘制该水库的蓄泄曲线(qxin)qV。第 10页/共 28页第十页，共28页。某水库泄洪建筑物为无闸溢洪道，其堰顶高程与正常蓄水位齐平(q pn)，为116m，堰顶净宽B=45m，堰流系数M1=1.6。该水库设有小型水电站，汛期按水轮机过水能力Q电=10(m3s)引水发电。该水库的库容曲线列于下表中，试绘制其蓄泄曲线qV。库水位Z/m 75 80 85 90 95 100 105 115 125库容V/10 6 m 3 0.5 4 10 23 45 77.5 119 234 401表1 某水库水位(shuwi)容积曲线表 第 1 1页/共 28页第十一页，共28页。绘制库容(krng)曲线ZV。列表(li bio)计算qV。绘制该水库(shuk)的蓄泄曲线qV。表2某水库qV关系计算表库水位Z/m 116 118 120122 124 126堰顶水头H/m 0 2 4 6 8 10泄流能力q/m3/s 10 214586106816382280库容V/106m3 247276307340 378 423第 12页/共 28页第十二页，共28页。某水库库容(krng)曲线ZV及蓄泄曲线qV 第 13页/共 28页第十三页，共28页。2、水库(shuk)调洪计算基本原理 水库调洪是在水量平衡和动力平衡(即水力学中所说的连续方程和运动方程)的支配下进行的。水量平衡可表示为水库水量平衡方程，动力平衡可由水库蓄泄方程(或蓄泄曲线)来反映。从起调开始，逐时段连续求解这两个方程，即可由入库流量过程(guchng)Qt求得下泄流量过程(guchng)qt这就是水库调洪计算所遵循的基本原理。第 14页/共 28页第十四页，共28页。水量平衡(pnghng)方程 水库蓄泄方程(fngchng)或水库蓄泄曲线 q=f(V)或qV曲线(qxin)上两式中，仅q2，V2为未知数，故联立求解可得。第 15页/共 28页第十五页，共28页。如第一时段，Q1，Q2可从人库洪水过程线得知，q1、Vl可由起调水位Z1查ZV、qV线得到，从而可联解出该时段末的q2，V2。显然，该时段的q2，V2正是第2时段开始(kish)时的q1、Vl，于是又可联立解出第2时段末的q2，V2，依此类推，即可求出水库下泄流量过程线、最大下泄流量qm、调洪库容Vm和水库最高洪水位Z洪。第 16页/共 28页第十六页，共28页。3、3 水库调洪计算(j sun)的列表试算法 根据(gnj)ZV，Zq线推求qV线。选取合适(hsh)的时段，以秒为单位。决定开始计算的边界条件，Z1，V1，q1。假定时段末的q2，按水量平衡方程求得V2。按计算得的V2，查qV线得相应的q2与假定的q2比较，如相等则假定正确，如不相等重新假定。求得正确的q2，V2即做为下一时段之q1，V1，继续演算。第 17页/共 28页第十七页，共28页。例题：某水库的泄洪建筑物和尺寸已定，设有闸门。水库的运用方式是：在洪水来临时，先用闸门控制q 使等于Q，水库保持汛期防洪限制水位（38.0m）不变；当Q继续加大，使闸门达到(d do)全开，以后就不用闸门控制，q 随Z的升高而加大，流态为自由泄流，qmax也不限制，情况与无闸门控制一样。已知V=f（Z），并根据泄洪建筑物和尺寸，算出q=f（Z）曲线(qxin)。堰顶高程为36.0m。第 18页/共 28页第十八页，共28页。某水库V=f（Z）、q=f（Z）曲线（闸门(zhmn)全开）Z 36 36.5 37 37.5 38 38.5 39 39.5 40 40.5 41V 4330 4800 5310 5860 6450 7080 7760 8540 9420 1025011200q 0 22.5 55 105 173.9267.2378.3501.9638.9786.1946第 19页/共 28页第十九页，共28页。调洪计算列表(li bio)试算法 t（h）Q（m3/s）时段平均入 流 量（m3/s）q（m3/s）时 段 平均 出 流量（m3/s）V（万m3）V（万m3）Z（m）18 174 173.9 6450 3821 340 257 187 180.5 83 6533 38.124 850 595 262 224.5 400 6933 38.427 1920 1385 425 343.5 1125 8058 39.230 1450 1685 620 522.5 1256 9314 39.933 1110 1280 734 677 651 9965 40.336 900 1005 781 757.5 267 10232 40.539 760 830 790 785.5 48 10280 40.5142 610 685 772 781-104 10176 40.445 460 535 731 751.5-234 9942 40.348 360 410 674 702.5-316 9626 40.151 290 325 617 645.5-346 9280 39.9第 20页/共 28页第二十页，共28页。第一时段（第18-21小时(xiosh)）试算过程 t Q Z V q V V/2q/2Z/2h m3/sm3/s 万m3m3/s m3/sm3/s 万m3万m3m3/s m1817438 6450 173.9 2134038.4 6950 248 257211 50 6500 180 38.04 38.2 6690 211 192.6 70 6520 182 38.06 38.1 6530 187 180.5 83 6533 187 38.10第 21页/共 28页第二十一页，共28页。3、4 其它情况(qngkung)下的水库调洪计算 有闸门控制q时，调洪原理和方法与无闸门时相似(xin s)，不同的是水库运行方式变化多.1、根据需要随时调整闸门的开启孔数和每孔开启高度2、不同闸门的开度，库水位，下游淹没等情况中的系数A，B不同。3、由于(yuy)有闸门控制的变化多,应采用试算法。第 22页/共 28页第二十二页，共28页。(a)下游有防洪要求的情况；(b)水工(shun)建筑物设计标准大于下游防洪标准的情况；(c)水库下泄洪水要与下游区间洪水错峰的情况；(d)根据预泄洪水的情况1入库洪水过程线；2下泄洪水过程线；3水库水位过程线第 23页/共 28页第二十三页，共28页。下游有防洪(fnghng)要求时 qm不能超过q安，t1以前入库洪水(hngshu)Q小于Z限下的q1，来多少泄多少q=Q；t1时，Q开始大于q，闸门全开，自由泄流；t2时，q=q安，为下游防洪安全，控制q不大于q=q安，水库水位上升，关小闸门；t3时，入流Q=q=q安，水位最高。第 24页/共 28页第二十四页，共28页。下游有防洪要求(yoqi)时，其标准小于大坝设计标准 t1以前(yqin)，Qq限，来多少泄多少q=Q；t1时，Q=q限，闸门全开，自由泄流，水位上升；t2时，q=q安，控制闸门；t3时，为下游防洪的库容蓄满，入库洪水超过下游防洪标准，考虑坝体安全，闸门全开，自由泄流；t4时，q=qm，水位最高。第 25页/共 28页第二十五页，共28页。下游(xiyu)有错峰要求时 使水库下泄流量碰上区间(q jin)洪水不超过q安，在Qt线上画平行于横轴的q安线，将区间(q jin)洪水倒画在q安线下，其与横轴之间的纵距即水库允许下泄量。第 26页/共 28页第二十六页，共28页。有短期洪水(hngshu)预报时 t0时预报1-3天内的涨水，从Z限按相应q放水，由于入流Qq，水位下降(xijing)，t1时Q=q，水位达最低点，t1-t2时Qq，水库水位上升，到t2时水位回到Z限，t2后水位继续上升，控制闸门使q q安，至t3时水位达最高。第 27页/共 28页第二十七页，共28页。感谢您的观看(gunkn)！第 28页/共 28页第二十八页，共28页。