《图解法计算》PPT课件

第二章径流的兴利调节水利系刘宏权,第7节图解法调节计算,1过程线：直接以流量的逐时变化Qt来表示的曲线2常累积曲线：从某原始时刻算起到各时刻的累积水量变化Wt曲线3差积曲线：从流量过程线上减去一常数流量值Q0（常取研究期内的平均流量），然后把Q-Q0累积。,一.水量累积曲线和水量差积曲线,1.水量累积曲线来水和用水随时间的变化关系可以用流量过程线来表示，也可以用水量累积曲线来表示，均是以时间为横轴。流量过程线纵坐标表示的是相应时间的流量数值，累积曲线纵坐标表示的是从计算开始时刻到相应时刻的水量累积数值。两图如下所示：,流量过程线和水量累积曲线,水量累积曲线调节绘制步骤1将流量过程线历时分为若干时段，求出各段平均流量；2根据各时段平均流量求相应时段水量；3累加各时段水量，得到水量累积数值；4把时间和相应时间的水量累积数值点汇到坐标系中连线得到水量累积曲线。,水量累积曲线的主要特征1.曲线上任意两点纵坐标的差值表示期间的水量数值；2.连接曲线上任意两点的割线，割线与横坐标的夹角的正切，正好表示相应时段的平均流量；3.曲线上任意一点的切线斜率代表该时刻的瞬时流量。4.当水量比尺、时间比尺确定后，必然产生与之对应的流量比尺。,图水量累积曲线及其流量比尺,水量累积曲线流量比尺绘制方法,1.先取任意历时时长，并根据时间比尺绘制水平线段长度OT；2.取任一流量数值，与所取时段相乘得到水量数值，按水量比尺求取长度TS；3.连接OS，标注数值即所选取流量数值，其方向就表示该流量；4.按比例延伸TS，即可得到其他流量在比尺上的方向。,2.水量差积曲线由于水量累积曲线的特点，在整个时间内曲线在不断上升，绘制较长期多年的水量累积曲线时，图形在纵向上会有大幅延伸，而缩小水量比尺，又会降低图解的精度，所以有了差积曲线。从流量过程线中减去一常流量数值，然后对其在时间上进行水量累积。绘制水量差积曲线的计算表参考表2-11：,水量差积曲线特点,曲线有上升，有下降，取决与实际流量和常流量的差值；曲线上任意两点的纵坐标的差值等于此时段内流过的水量减去常流量在同时段流过的水量；曲线上任意两点至零流量方向线的垂直距离之差是两点历时之间的实际水量；曲线上任意一点的切线斜率等于实际流量和固定流量的差值；,水量差积曲线及其流量比尺,差积曲线流量比尺绘制,取任一时段，按时间比尺在水平方向画水平线段On；由n点垂直向下做线段nt，使其长度按水量比尺等于定流量在所取时段的水量；Ot方向为零流量方向线，而水平线On为定流量的方向线；按比列延长tn则可以得到其他流量的方向线；,3.图解法根据用水要求确定年调节水库兴利库容,绘制设计枯水年水量差积曲线及其流量比尺；在流量比尺上定出已知调节流量的方向，绘制平行与调节流量方向线并与天然水量差积曲线相切的平行线组；供水期上下切线间的纵距，按水量比尺取，即为所求兴利库容如下图所示：,4.根据水库兴利库容确定调节流量的图解法,在设计枯水年水量差积曲线下方绘制与之平行的满库线，两者间的纵距为已知的兴利库容；绘制天然水量差积曲线和满库线的公切线；根据公切线的方向，在流量比尺上定出相应的流量数值，就是已知兴利库容所能获得的符合保证率要求的调节流量。如下图所示：,5年调节水库保证供水量与设计库容的关系,天然来水量和年内分配不同的情况下，调节流量和水库所需库容的相互关系。两个途径：1长系列操作法2典型年法,长系列操作法,根据N年来水资料和给定的需水计算每年的库容。把此N个库容看成随机变量，用经验频率公式P=M/（N+1）绘成经验频率曲线。长系列操作法其设计保证率概念明确，凡条件许可均应按长系列操作法确定参数。,图2-9,典型年法,下列情况可采用设计典型年法：1无资料地区，或者资料不足时。2精度要求不高，例如初步规划阶段。关键是设计典型年的推求和来水过程线的选择。方法有两种1同倍比法2同频率法,同倍比法以年水量为控制：1先对坝址断面的年径流资料进行统计分析，确定其线型及三个统计参数Q0、CV、CS。2由年径流统计参数计算相应于需水保证率的年径流量QP。3从实测资料中选择年径流量与QP接近且年内分配有代表性的一年或几年作为典型年，其年平均流量为Q典。4计算缩放倍比K=QP/Q典，再用此K值遍乘该典型年实测各月平均流量，得设计典型年。,5对所推求的设计典型年进行调节计算，求得调节库容或调节流量。当所取设计典型年不止一个时，为安全起见，可选偏不利者作为设计值。,同频率法具体计算步骤如下：1根据实测资料，统计每年最枯1个月水量W1，连续最枯2个月水量W2，直到连续最枯11个月水量W11及年水量W年，并对上述各个时段水量进行频率计算，求得各个时段设计频率的水量W1P、W2PW11P、W年P。为减少工作量，可选几个时段计算。2从实测资料中选择各时段水量都较接近设计值的一年为典型年，其2个月、4个月、6个月几年水量分别为W2典、W4典、W6典、W年典。,3按倍比K2P=W2P/W2典来缩放典型年中最枯连续两个月的水量，按K2-4=（W4P-W4P）/（W4典-W2典）来缩放连续最枯4个月中的另外2个月。依次类推，可求得同频率设计年典型过程线。4对此同频率设计典型过程线进行调节计算，得设计库容或保证的调节流量。,库容、调节流量与设计保证率三者关系,径流调节的最一