水库洪水调节基本原理.pptx

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1、洪水会造成哪些危害洪水会造成哪些危害?冲垮河堤冲垮河堤第1页/共79页洪水会造成哪些危害洪水会造成哪些危害?淹没农田与村庄淹没农田与村庄第2页/共79页洪水会造成哪些危害洪水会造成哪些危害?破坏交通等公共设施破坏交通等公共设施第3页/共79页洪水会造成哪些危害洪水会造成哪些危害?造成人畜伤亡造成人畜伤亡第4页/共79页对沿岸城市构成巨大威胁对沿岸城市构成巨大威胁洪水会造成哪些危害洪水会造成哪些危害?第5页/共79页抗洪抢险抗洪抢险加固大堤加固大堤防御洪水灾害第6页/共79页第7页/共79页第一节 水库调洪的任务和防洪标准一.我国基本情况及治理二.水库的调洪计算任务三.防洪标准第8页/共79页一

2、.我国基本情况及治理1、我国洪灾基本情况 我国是洪水灾害严重的国家。据记载：自公元前206年-公元1949年，共发生洪灾1092次，平均每两年就发生一次水灾。1949-1988年间，平均每年受灾面积达亿亩，成灾亿亩，主要江河都发生过较大洪水。进入九十年代，随着经济的高速发展，洪水损失呈加速上升之态势；1990年的洪水直接经济损失为亿元，1994、1995年为亿元、亿元，连续两年突破千亿元；1998年由于长江、松花江、嫩江流域遭遇历史罕见洪水，全年洪水直接经济损失高达亿元，洪水灾害对我国国民经济的可持续发展构成了严重威胁。第9页/共79页1981-四川第10页/共79页1991第11页/共79页

3、98 长长 江江 特特 大大 洪洪 水水第12页/共79页98洪水长江流域发生了仅次于1954年的全流域型大洪水。嫩江流域、松花江干流发生了超过历史实测记录的特大洪水。长江九江大堤发生决口。全国800多万人参加了抗洪抢修，调用抢险物料总价值130多亿元。抗洪抢险期间形成了“万众一心、众志成城、不怕困难、顽强拼搏、坚韧不拔、敢于胜利”的伟大抗洪精神 第13页/共79页长江水灾汉初至清末近2100年 水灾214次，平均10年一次 大洪水年份 宜昌站流量 损失 1788 8.6 万 沙市以上溃沙市以上溃22处；处；1860 9.25 万 受淹受淹3万多万多KM2；1870 10.5 万 受淹受淹3万

4、多万多KM2；万 亡万；万 亡万；万 亡5699；万 亡33169 ；1998 万 亡1432人，淹没耕地万亩，受灾人口淹没耕地万亩，受灾人口万万第14页/共79页2.治理措施：（1）对于自然因素，须通过各种工程措施进行抵御。如兴修堤防、整治河道、兴建水库及分洪滞洪工程、开挖新河和水土保持等。（2）对于人为因素，需要在防洪的指导思想上来个转变和发展。国内外已先后逐渐采取的工程措施和非工程措施想结合抗御洪水的办法即是此防洪思想和策略的发展，比较有效第15页/共79页防洪措施简介防洪措施简介防洪措施防洪措施工程措施工程措施非工程措施非工程措施修筑堤防修筑堤防河道整治河道整治开辟分洪道和分蓄洪工程开

5、辟分洪道和分蓄洪工程水库拦洪水库拦洪水土保持水土保持洪泛区管理洪泛区管理建立洪水预报和洪水警报系统建立洪水预报和洪水警报系统洪水保险洪水保险第16页/共79页疏浚河道第17页/共79页兴修堤防第18页/共79页修建水库第19页/共79页分洪区分洪第20页/共79页水土保持工程第21页/共79页3.水库的调洪作用 在于对入库洪水的滞蓄。使出库洪水过程变平缓，洪水历时延长，洪峰流量减小。而影响水库洪水调节的因素主要是入库洪水、泄流建筑物型式与尺寸、以及汛期水库的控制运用方式和下游的防洪要求。若泄流建筑物尺寸减小，同一库水位的下泄量也将减小，所需调洪库容则将加大。反之，则正好相反。因此，入库洪水、泄

6、流建筑物类型与尺寸、调洪方式和调洪库容之间是相互关联、相互影响的。水库防洪调节计算，就是要定量地分析计算它们之间的关系。第22页/共79页 二 水库调洪的任务 任务任务：在水工建筑物或下游防护对象的防洪标：在水工建筑物或下游防护对象的防洪标准一定的情况下，根据水文分析计算提供的各种标准一定的情况下，根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水或已知的设计入库洪水过程线，水库准的设计洪水或已知的设计入库洪水过程线，水库特性曲线、拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸、调洪特性曲线、拟定的泄洪建筑物的形式和尺寸、调洪方式等，通过计算，推求出水库的出流过程、最大方式等，通过计算，推求出水库的出流过程、最大下泄流量

7、、特征库容和相应的特征洪水位。下泄流量、特征库容和相应的特征洪水位。作用：作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间，拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间，使下泄流量能安全通过下游河道。使下泄流量能安全通过下游河道。第23页/共79页水水库库调调节节洪洪水水示示意意图图QtZtqt库水位Z流量Qq(a)V蓄第24页/共79页 无闸门情形一 第25页/共79页 无闸门情形二 第26页/共79页 有闸门情形一第27页/共79页 有闸门情形二第28页/共79页 在规划设计阶段，调洪计算的任务是根据水文分析计算提供的各种标准的设计洪水，对已经拟定的泄流建筑物型式与尺寸方案，遵循水库汛期控制运用规则，进行水库的

8、蓄泄调节计算，推求泄流过程和最大下泄流量，并确定有关防洪的特征水位与特征库容。在水库的管理运用阶段，调洪计算的任务：是根据入库的洪水，在泄流建筑物类型尺寸已定的情况下，通过蓄泄调节计算，来预报水库达到的最高库水位和最大下泄流量。第29页/共79页三、防洪标准 在水库调洪过程中，入库洪水的大小不同，下泄洪水、拦蓄库容、水库水位变化等也将不同。通常，入库洪水的大小要根据下游防洪要求以及大坝等水工建筑物的防洪安全要求来选定。因此，在进行水库调洪计算时，必须先确定一个合理的防洪标准。第30页/共79页水工建筑物的防洪标准：（1）若水库不需承担下游防洪任务，则应按水工建筑物本身的防洪安全要求选定防洪标准

9、。一是正常运用情况的标准，称设计标准，不超过这种标准的洪水（设计洪水）来临时，水库枢纽一切工作维持正常状态；二是非常运用情况的标准，称校核标准，该种标准的洪水（校核洪水）来临时，水库枢纽的某些正常工作和次要建筑物允许暂时受到破坏，但主要建筑物（如大坝、溢洪道等）必须确保安全。第31页/共79页（2）若水库要承担下游防洪任务，则除了要选定水工建筑物）若水库要承担下游防洪任务，则除了要选定水工建筑物的设计标准外，还要选定下游防护对象的防洪标准，即防护的设计标准外，还要选定下游防护对象的防洪标准，即防护对象所应抗御的设计洪水频率。防护对象的防洪标准，应根对象所应抗御的设计洪水频率。防护对象的防洪标准

10、，应根据防护对象的重要性、历次洪灾情况及对政治、经济的影响，据防护对象的重要性、历次洪灾情况及对政治、经济的影响，结合防护对象和防洪工程的具体条件，并征求有关方面的意结合防护对象和防洪工程的具体条件，并征求有关方面的意见。见。第32页/共79页根据水利电力部颁发的SDJ12-78规范规定，水利水电枢纽工程本身的防洪要求，按其工程规模、效益和在国民经济中的重要性划分为五等，等别按下表规定确定第33页/共79页水利水电枢纽工程的枢纽建筑物的级别由其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为五等，按下表规定确定设计永久性水工建筑物所采用的洪水标准，分为正常运用（设计）和非常运用（校核）两种情况，根

11、据建筑物级别按表4，表5，表6选定。永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准第34页/共79页 水电站厂房正常运用洪水标准和非常运用洪水标准 永久性挡水和泄水建筑物非常运用洪水标准第35页/共79页第二节 水库调洪计算的原理调洪计算的目的（研究课题）：一定的水库一定的水库拟定的泄洪建筑物拟定的泄洪建筑物防洪标准防洪标准类型、尺寸类型、尺寸防洪限制水位防洪限制水位入库洪水过程入库洪水过程下游安全泄量下游安全泄量出库出库洪水洪水过程过程最大最大下泄下泄流量流量防洪防洪特征特征库容库容特征特征水位水位第36页/共79页一.洪水调节计算原理1.水库调洪计算的直接目的，在于求出水库逐时段的蓄水、泄水变化过

12、程，从而获得调节该次洪水后的水库最高洪水位和最大下泄流量，供进一步防洪计算分析之用。2.水库调洪演算要遇到两种情况：一种为下泄流量受到控制的调洪演算，其控制调节方式由水库防洪运行规则决定。这只有在有闸门控制的泄洪设备条件下才存在。另一种情况为自由泄洪条件下的调洪演算，无闸门溢洪道泄流、或设闸门开启程度一定的条件下泄流属此种情况。第37页/共79页 基本原理：基本原理：水库水量平衡方程水库水量平衡方程 在某一时段内，入库水量减去出库水量，应等于该时在某一时段内，入库水量减去出库水量，应等于该时段内水库增加或减少的蓄水量。水量平衡方程为：段内水库增加或减少的蓄水量。水量平衡方程为：Q、q(m3/s

13、)t(min)Qtqt qmaxQiQi+1qiqi+1V2-V1titi+1t水量平衡方程水量平衡方程水库水量平衡示意图一个方程两个未知数没有办法求解一个方程两个未知数没有办法求解第38页/共79页水库调洪计算的实用公式（瞬态法）：水量平衡方程：蓄泄方程：第39页/共79页 溢洪道的泄流能力可按堰流公式计算：q溢溢洪道泄流能力(m3s)；H0考虑行近流速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40页/共79页 泄洪洞的泄流能力可按有压管流公式计算：q洞泄洪洞的泄流能力(m3s)；H0考虑行近流速v的堰顶水头，非淹没出流时，H等于库水

14、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41页/共79页 方程或曲线，可按泄洪建筑物的水力特性换算得到。（1）堰流H即为库水位Z与堰顶高程之差（2）闸孔出流H即为库水位Z与闸孔中心高程之差 根据根据H H与与q q的关系曲线求出的关系曲线求出Z Z与与q q的关系曲线的关系曲线q=f(z)q=f(z)。由水。由水库水位库水位z z在水库容积特性曲线上，求出相应的水库蓄水容积在水库容积特性曲线上，求出相应的水库蓄水容积V V。于是，最终求出下泄流量。于是，最终求出下泄流量q q与库容与库容V V的关系曲线的关系曲线q=f(V)

15、q=f(V)第42页/共79页根据公式可换算求得水库水位Z与泄流量q的关系q=f1(Z)，如下图中的Zq曲线。进而由库容曲线换算求得水库蓄水量V与q的关系q=f(V)。目前常用的调洪计算方法主要有列表式算法和半图解法。第43页/共79页需要注意的几点：u在有闸门控制的情况下，q=f（V）不是一条曲线，而是以不同的闸门开度为参数的一组曲线。u在承担下游防洪任务的情况下，当要求保持q不大于下游允许的最大安全泄量q安时，就要利用闸门控制q。u当泄洪建筑物虽设有闸门，但泄洪是将闸门全开，此时实际上与无闸门控制的情况相同。第44页/共79页第三节 水库调洪计算列表试算法 水利规划中，常需要根据水工建筑物

16、的设计标准或下游的防洪标准，按水文学中介绍的方法去推求设计洪水流量过程线。对于调洪计算来说，入库洪水流量过程线及下游所允许的水库最大泄流量都是已知的。并且对于初步拟定的方案，汛限水位及泄洪建筑物的样式尺寸也是确定的。调洪计算就是在这些已知条件下，推求泄洪的过程线、拦蓄洪水库容和水库水位变化过程线。第45页/共79页列表试算法 在水利规划中，常需根据水工建筑物的设计标准或下游防洪标准，按工程水文中所介绍的方法，去推求设计洪水流量过程线。已知：入库洪水过程及下游允许水库下泄的最大流量 水库汛期防洪限制水位 泄洪建筑物的型式和尺寸推求：下泄洪水过程线 拦蓄洪水的库容和水库水位的变化第46页/共79页

17、一、计算步骤（1）由已知的水库水位容积关系曲线V=f(Z)和泄流建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容的关系曲线q=f(V)；（2）选取合适的计算时段t，以秒为计算单位；（3）决定开始计算的时刻和此时刻的V1、q1值，然后列表计算。（4）计算过程中，对每一计算时段的V2、q2值都要进行试算；先假定一个q2值，根据水量平衡方程求出V2,然后按此V2值在qV曲线上查出q2值，若与假定的q2不相等，则要重新假定一个q2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止。（5）这样多次演算求得的q2、V2值就是下一时段的q1、V1值，可依据此值进行下一时段的试算。（6）将计算结果绘制成曲线，供查阅。（

18、7）最后算出qmax，Vmax，Zmax。第47页/共79页第48页/共79页2.2.列表式算法计算原理列表式算法计算原理求解思路：假定方程（1）方程（2）是输出结果输出结果否第49页/共79页例例某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，堰顶高程为。门，堰顶高程为。水库的运行方式是：在洪水来临水库的运行方式是：在洪水来临时，先用闸门控制时，先用闸门控制q使其等于使其等于Q，水库保持在汛期防，水库保持在汛期防洪限制水位洪限制水位(38.0m)。当当Q继续增大，使闸门达到全继续增大，使闸门达到全开，以后就不用闸门控制，开，以后就不用闸门控制，q随随z的升

19、高而加大，流的升高而加大，流态为自由泄流，态为自由泄流，qmax也不限制，与无闸门控制情况也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积特性相同。水库容积特性Vf(z)、根据泄洪建筑物型式、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄流量关系曲线和尺寸算出的水位与下泄流量关系曲线qf(z)见表见表2。求水库的下泄流量过程、库水位变化情况、最大下求水库的下泄流量过程、库水位变化情况、最大下泄流量、水库达到的最高水位及发生的相应时刻。泄流量、水库达到的最高水位及发生的相应时刻。3.3 3.3 3.3 3.3 列表试算法实例列表试算法实例列表试算法实例列表试算法实例第50页/共79页水位水位Z(m)36.0

20、36.5 37.0 37.5 38.0 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 库容库容V(m3)43304800531058606450645070807760854094201025011200下泄流量下泄流量q(m3/s)022.5 55.0 105.0 173.9 173.9 267.2 378.3 501.9 638.9 786.1 946.0 表 某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线(闸门全开)返回例题第51页/共79页第52页/共79页返回分析图图图图3-2 3-2 某水库某水库某水库某水库V=f(Z)、q=f(Z)曲线曲线 第53页/共79页从第从

21、第从第从第18h18h起，起，起，起，QQ开始大于开始大于开始大于开始大于3 3/s/s，水库开始蓄，水库开始蓄，水库开始蓄，水库开始蓄水。因此，以第水。因此，以第水。因此，以第水。因此，以第18h18h为起调时刻，此时初始为起调时刻，此时初始为起调时刻，此时初始为起调时刻，此时初始的的的的q q1 1为为为为3 3/s/s，而初始的，而初始的，而初始的，而初始的V V1 1为为为为6450106450104 4mm3 3。然后，按式然后，按式然后，按式然后，按式(3-2)(3-2)进行计算。相应数据列入进行计算。相应数据列入进行计算。相应数据列入进行计算。相应数据列入表中。数字下有横线者为初

22、始已知值。表中。数字下有横线者为初始已知值。表中。数字下有横线者为初始已知值。表中。数字下有横线者为初始已知值。第54页/共79页表3-3 调洪计算列表试算法时间时间时间时间t(h)t(h)t(h)t(h)入库洪水入库洪水入库洪水入库洪水流量流量流量流量Q(mQ(mQ(mQ(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)时段平均入时段平均入时段平均入时段平均入库流量库流量库流量库流量Q(mQ(mQ(mQ(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)下泄流量下泄流量下泄流量下泄流量q q q q(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)时段平均下时段平均下时段平均下时段平均下泄流量泄流量泄流量

23、泄流量q(mq(mq(mq(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)时段内水库存时段内水库存时段内水库存时段内水库存水量变化水量变化水量变化水量变化VVVV(万万万万m m m m3 3 3 3)水库存水水库存水水库存水水库存水量量量量V(V(V(V(万万万万m m m m3 3 3 3)水库水位水库水位水库水位水库水位z(m)z(m)z(m)z(m)(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(4)(4)(4)(4)(5)(5)(5)(5)(6)(6)(6)(6)(7)(7)(7)(7)(8)(8)(8)(8)181818181741741741742572572

24、572575955955955951385138513851385168516851685168512801280128012801005100510051005830830830830685685685685535535535535410410410410325325325325173.9173.9173.9173.9180.5180.5180.5180.5224.5224.5224.5224.5343.5343.5343.5343.5522.5522.5522.5522.5677677677677757.5757.5757.5757.5785.5785.5785.5785.57817817

25、81781751.5751.5751.5751.5702.5702.5702.5702.5645.5645.5645.5645.5838383834004004004001125112511251125125612561256125665165165165126726726726748484848-104-104-104-104-234-234-234-234-316-316-316-316-346-346-346-346645064506450645038.0 38.0 38.0 38.0 21212121340340340340187187187187653365336533653338.

26、138.138.138.124242424850850850850262262262262693369336933693338.438.438.438.4272727271920192019201920425425425425805880588058805839.239.239.239.2303030301450145014501450620620620620931493149314931439.939.939.939.9333333331110111011101110734734734734996599659965996540.340.340.340.33636363690090090090

27、07817817817811023210232102321023240.540.540.540.5393939397607607607607907907907901028010280102801028040.5140.5140.5140.51424242426106106106107727727727721017610176101761017640.440.440.440.445454545460460460460731731731731994299429942994240.340.340.340.348484848360360360360674674674674962696269626962

28、640.140.140.140.151515151290290290290617617617617928092809280928039.939.939.939.9第55页/共79页第一个计算时段第18-21h，q13/s，V1=6450104m3，Q1174m3/s，Q2340m3/s。对q2、v2要进行试算，试算过程。第一时段（第第一时段（第第一时段（第第一时段（第18211821小时）的试算过程小时）的试算过程小时）的试算过程小时）的试算过程时间时间时间时间t t t t（h h h h)Q Q Q Q(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)Z Z Z Z(m)(m)(m)(

29、m)V V V V(万万万万m m m m3 3 3 3)q q q q(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)Q Q Q Q均均均均(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)q q q q均均均均(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)VVVV(万万万万m m m m3 3 3 3)V V V V2 2 2 2(万万万万m m m m3 3 3 3)q q q q2 2 2 2(m(m(m(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)Z Z Z Z2 2 2 2(m)(m)(m)(m)18181818173.9173.9173.9173.938383838

30、6450645064506450173.9173.9173.9173.9257257257257211211211211192.6192.6192.6192.6180.5180.5180.5180.5505050507070707083838383645064502121212134034034034038.438.438.438.46950695069506950248248248248650065006500650018018018018038.0438.0438.0438.0438.238.238.238.26690669066906690211211211211652065206520

31、652018218218218238.0638.0638.0638.0638.138.138.138.16530653065306530187187187187653365336533653318718718718738.138.138.138.1第56页/共79页入库洪水过程线入库流量Q(m3/s)下泄流量q(m3/s)200015001000500041403938 0 10 20 30 40 50 时间t(h)0 10 20 30 40 50 时间t(h)qmaxZmaxV蓄下泄洪水过程线水库水位过程线第57页/共79页 在第在第36h，Z，V10 232104m3，Q=900m3/s，

32、q78lm3/s；而在第而在第39h，Z，V=l 0280l04m3,Q=7604m3,q=790m3/s。按前述水库调洪的原理，当按前述水库调洪的原理，当q max出现时，一定是出现时，一定是qQ，此时，此时Z、V均达最大值。均达最大值。显然，显然，q max将出现在第将出现在第36h与第与第39h之间，在表之间，在表3-4中并未算出。通过进一步试算，在第中并未算出。通过进一步试算，在第38h16min处，处，可得出可得出qmaxQ795m3/s，Zmax，Vmax10290104m3。也可通过图解近似定出相应值。也可通过图解近似定出相应值。水库调洪计算的列表试算法水库调洪计算的列表试算法水

33、库调洪计算的列表试算法水库调洪计算的列表试算法第58页/共79页第四节 水库调洪半图解法双辅助线法（参看课本p163)单辅助线法第59页/共79页 水库调洪演算双辅助曲线计算表仅需对下表做何改变既可求得？（一）调洪演算双辅助线法双辅助线法：先将式（3-1）改写成 式中式中左端各项为已知值，可制作关系曲线（见下图），以此作为辅助曲线，便可避免调洪演算中的试算，而可按下图箭头所示方法进行演算第60页/共79页*6161半图解法中必需的两根辅助线半图解法中必需的两根辅助线半图解法中必需的两根辅助线半图解法中必需的两根辅助线水位下泄流量关系曲线本方法属于半图解法中的双辅助线法。本方法属于半图解法中的双

34、辅助线法。本方法属于半图解法中的双辅助线法。本方法属于半图解法中的双辅助线法。ZZZ(m)第61页/共79页ABCABC半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤(1)(1)：(1)(1)根据已知的入库洪根据已知的入库洪根据已知的入库洪根据已知的入库洪水流量过程线、水库水流量过程线、水库水流量过程线、水库水流量过程线、水库水位容积关系曲线、水位容积关系曲线、水位容积关系曲线、水位容积关系曲线、汛期防洪限制水位、汛期防洪限制水位、汛期防洪限制水位、汛期防洪限制水位、计算时段计算时段计算时段计算时段 t t等，确定等，确定等，确定等，确定调洪计算的起始时段，调洪计算的

35、起始时段，调洪计算的起始时段，调洪计算的起始时段，并划分各计算时段。并划分各计算时段。并划分各计算时段。并划分各计算时段。算出各时段的平均入算出各时段的平均入算出各时段的平均入算出各时段的平均入库流量库流量库流量库流量 ，并定，并定，并定，并定出第一时段初始的出第一时段初始的出第一时段初始的出第一时段初始的Z Z1 1、q q1 1、V V1 1值。值。值。值。第62页/共79页ABCABC半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤(2)(2)：(2)在图在图3-4的水位坐标的水位坐标轴上量取第一时段的轴上量取第一时段的Z1，得，得a点点。作水平线。作水平线ac交

36、曲线交曲线A于于b点，并点，并使使bc=。因曲线因曲线A是（是（V/t-q/2)=f1(z），），a点代表点代表Z1，ab=(V1/t-q1/2)，ac=+(V1/t-q1/2)，按式，按式(3-5)，即等于，即等于（V2/t+q2/2）。）。第63页/共79页(3)(3)从从从从c c点作垂线交曲线点作垂线交曲线点作垂线交曲线点作垂线交曲线B B于于于于d d点，过点，过点，过点，过d d点作水平线点作水平线点作水平线点作水平线dede交水位坐标轴于交水位坐标轴于交水位坐标轴于交水位坐标轴于e e，显然，显然，显然，显然de=acde=ac=（V V2 2/t t+q q2 2/2/2）。因

37、曲线）。因曲线）。因曲线）。因曲线B B是是是是 （V V/t t-q q/2)=/2)=f f2 2(Z(Z），），），），d d点在曲线点在曲线点在曲线点在曲线B B上，上，上，上，e e就应代表就应代表就应代表就应代表Z Z2 2，从，从，从，从e e点可读出点可读出点可读出点可读出Z Z2 2值值值值。半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤(3)(3)ABCABC第64页/共79页半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤(4)(4)ABCABC(4)de(4)de交曲线交曲线交曲线交曲线C C于于于于f f点，过点，过点

38、，过点，过f f 点作垂线交点作垂线交点作垂线交点作垂线交q q坐标轴于坐标轴于坐标轴于坐标轴于g g点。因曲线点。因曲线点。因曲线点。因曲线C C是是是是q=fq=f3 3(Z),e(Z),e代表代表代表代表Z Z2 2,而而而而efef是是是是q q2 2，即从，即从，即从，即从g g点可以读出点可以读出点可以读出点可以读出q q2 2的值。的值。的值。的值。第65页/共79页半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤半图解法的计算步骤:(5)(5)根据根据根据根据Z Z2 2值，利用水库水位容积关系曲线可值，利用水库水位容积关系曲线可值，利用水库水位容积关系曲线可值，利用水库

39、水位容积关系曲线可求出求出求出求出V V2 2的值的值的值的值。(6)(6)将将将将e e点所代表的点所代表的点所代表的点所代表的Z Z值作为第二时段的值作为第二时段的值作为第二时段的值作为第二时段的Z Z1 1，按，按，按，按上述方法依次进行图解计算，又可求出第二时上述方法依次进行图解计算，又可求出第二时上述方法依次进行图解计算，又可求出第二时上述方法依次进行图解计算，又可求出第二时段的段的段的段的Z Z2 2、QQ2 2、V V2 2值。按逐时段进行计算，将结值。按逐时段进行计算，将结值。按逐时段进行计算，将结值。按逐时段进行计算，将结果列表，即完成全部计算。果列表，即完成全部计算。果列表

40、，即完成全部计算。果列表，即完成全部计算。水库调洪半图解法的实例水库调洪半图解法的实例水库调洪半图解法的实例水库调洪半图解法的实例第66页/共79页 例例例例3-13-1某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门，堰顶高程为。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用堰顶高程为。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用堰顶高程为。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用堰顶高程为。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用闸门控制闸门控制闸门控制闸门控制q q使其等于使其等于使其等于

41、使其等于QQ，水库保持在汛期防洪限制水位，水库保持在汛期防洪限制水位，水库保持在汛期防洪限制水位，水库保持在汛期防洪限制水位(38.0m)(38.0m)。当。当。当。当QQ继续增大，使闸门达到全开，以后就不继续增大，使闸门达到全开，以后就不继续增大，使闸门达到全开，以后就不继续增大，使闸门达到全开，以后就不用闸门控制，用闸门控制，用闸门控制，用闸门控制，q q随随随随z z的升高而加大，流态为自由泄流，的升高而加大，流态为自由泄流，的升高而加大，流态为自由泄流，的升高而加大，流态为自由泄流，q qmaxmax也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积特性也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积特

42、性也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积特性也不限制，与无闸门控制情况相同。水库容积特性v vf(z)f(z)、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄、根据泄洪建筑物型式和尺寸算出的水位与下泄流量关系曲线流量关系曲线流量关系曲线流量关系曲线q qf(f(z z)。3.3 3.3 3.3 3.3 水库调洪计算的半图解法水库调洪计算的半图解法水库调洪计算的半图解法水库调洪计算的半图解法 例例例例3-23-2某水库及原始资料均与某水库及原始资料均与某水库及原始资料均与某水库及原始资料均与 例例例例3-13-1 相

43、同，用半图解相同，用半图解相同，用半图解相同，用半图解法进行调洪计算。法进行调洪计算。法进行调洪计算。法进行调洪计算。第67页/共79页水位水位水位水位Z(m)Z(m)36.0 36.0 36.5 36.5 37.0 37.0 37.5 37.5 38.0 38.0 38.5 38.5 39.0 39.0 39.5 39.5 40.0 40.0 40.5 40.5 41.0 41.0 库容库容库容库容V(mV(m3 3)433043304804800 053105310586058606450645070807080776077608540854094209420102510250 01120

44、11200 0下泄流量下泄流量下泄流量下泄流量q q(m(m3 3/s)/s)0 022.5 22.5 55.0 55.0 105.105.0 0 173.9 173.9 267.2 267.2 378.378.3 3 501.9 501.9 638.638.9 9 786.1 786.1 946.0 946.0 表表3-2 3-2 某水库某水库V=f(Z)V=f(Z)、q=f(Z)q=f(Z)曲线曲线(闸门全开闸门全开)解解(1)(1)根据已知的入库洪水流量过程线、水库水位容积关系曲根据已知的入库洪水流量过程线、水库水位容积关系曲根据已知的入库洪水流量过程线、水库水位容积关系曲根据已知的入库

45、洪水流量过程线、水库水位容积关系曲线、汛期防洪限制水位、计算时段等，确定调洪计算的起线、汛期防洪限制水位、计算时段等，确定调洪计算的起线、汛期防洪限制水位、计算时段等，确定调洪计算的起线、汛期防洪限制水位、计算时段等，确定调洪计算的起始时段始时段始时段始时段 t t，并划分各计算时段。算出各时段的，并划分各计算时段。算出各时段的，并划分各计算时段。算出各时段的，并划分各计算时段。算出各时段的平均入库流平均入库流平均入库流平均入库流量量量量 ，并定出第一时段初始的，并定出第一时段初始的，并定出第一时段初始的，并定出第一时段初始的Z Z1 1、q q1 1、V V1 1值。值。值。值。第68页/共

46、79页水位水位水位水位Z(m)Z(m)库容库容库容库容V(mV(m3 3)下泄流量下泄流量下泄流量下泄流量q q(m(m3 3/s)/s)q/2 q/2 (m(m3 3/s)/s)V/t V/t (m(m3 3/s)/s)V/t-q/2V/t-q/2 (m(m3 3/s)/s)V/t+q/2V/t+q/2 (m(m3 3/s)/s)(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(4)(4)(4)(4)(5)(5)(5)(5)(6)(6)(6)(6)(7)(7)(7)(7)37.0 37.0 5300530056.7 56.7 28.35 28.35 4907 4907

47、 4879 4879 4936 4936 37.5 37.5 58705870100.3 100.3 50.15 50.15 5435 5435 5385 5385 5485 5485 38.0 38.0 64506450173.9 173.9 86.95 86.95 5972 5972 5885 5885 6059 6059 38.5 38.5 70807080267.2 267.2 133.60 133.60 6556 6556 6422 6422 6689 6689 39.0 39.0 77607760378.3 378.3 189.15 189.15 7185 7185 6996 69

48、96 7374 7374 39.5 39.5 85408540501.9 501.9 250.95 250.95 7907 7907 7656 7656 8158 8158 40.0 40.0 94209420638.9 638.9 319.45 319.45 8722 8722 8403 8403 9042 9042 40.5 40.5 1025010250786.1 786.1 393.05 393.05 9491 9491 9098 9098 9884 9884 41.0 41.0 1120011200946.0 946.0 473.00 473.00 10370 10370 9897

49、9897 10843 10843 表表表表3-5 3-5 曲线曲线曲线曲线（V/t-qV/t-q/2)=f/2)=f1 1(z(z）和和和和(V/t+q/2)=f(V/t+q/2)=f2 2(Z)(Z)的计算的计算的计算的计算第69页/共79页 g q2Z2 e f d Z1 b c a下泄流量下泄流量q(m3/s)第70页/共79页时间时间时间时间t(h)t(h)t(h)t(h)入库洪水入库洪水入库洪水入库洪水流量流量流量流量Q(mQ(m3 3/s)/s)时段平均入时段平均入时段平均入时段平均入库流量库流量库流量库流量Q(mQ(m3 3/s)/s)水库水水库水水库水水库水位位位位Z Z1 1

50、(m)(m)V V V V1 1 1 1/t-qt-q1 1/2 /2 (m(m3 3/s)/s)V V V V2 2 2 2/t+qt+q2 2/2/2 (m(m3 3/s)/s)下泄流量下泄流量下泄流量下泄流量q q (m(m3 3/s)/s)水库水水库水水库水水库水位位位位Z Z Z Z2 2 2 2(m)(m)(m)(m)(1)(1)(1)(1)(2)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(3)(4)(4)(4)(4)(5)(5)(5)(5)(6)(6)(6)(6)(7)(7)(7)(7)(8)(8)(8)(8)1818181817417417417425725725725738.0 3