水文水利计算课程设计

目 录第一章 设计水库概况11.1流域概况11.2工程概况1第二章 年径流分析计算42.1 径流资料来源42.2 年径流资料的审查42.2.1 资料可靠性审查42.2.2 资料一致性审查42.2.3 资料代表性审查42.3 设计年径流分析计算42.3.1 水利年划分42.3.2 绘制年径流频率曲线42.3.2.1 频率曲线线型选择42.3.2.2 经验频率计算52.3.2.3 频率曲线参数估计52.3.2.4 绘制频率曲线52.3.3 计算成果72.3.4成果合理性分析72.4 设计代表年径流分析计算72.4.1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则：72.4.2 设计代表年径流年内分配计算72.4.3 代表年内径流分配成果7第三章 设计洪水分析93.1 洪水资料的审查93.1.1 洪水资料可靠性审查93.1.2 洪水资料一致性审查93.1.3 洪水资料代表性审查93.2 特大洪水的处理93.3 设计洪水分析计算93.3.1 频率曲线线型选择93.3.2 经验频率计算93.3.3 频率曲线参数估计103.3.4 绘制频率曲线103.3.5 成果合理性分析133.3.6 计算成果133.4 设计洪水过程线133.4.1 典型洪水过程线的选取133.4.2 推求设计洪水过程线方法133.4.3 计算成果143.4.4 设计洪水过程线的绘制14第四章 兴利调节164.1 兴利调节计算的方法164.2 兴利调节计算164.2.1 来水量的确定164.2.2 用水量的确定164.2.2.1 灌溉用水量的确定164.2.2.2 城镇生活供水164.2.3 死水位与死库容的确定174.2.3.1死水位的确定174.2.3.2 死库容的确定174.2.3水量损失的确定184.2.4 渗漏损失184.2.5 计入水量损失的兴利调节184.2.7 计算成果18第五章 水库调洪演算205.1 泄洪方案的拟定205.2 水库调洪的基本原理205.3 水库调洪的列表试算法215.4 计算成果225.4.1 不同重现期洪水的水库调洪试算225.4.2 特征水位及特征库容25参 考 文 献26 第一章 设计水库概况1.1流域概况石堡川河系洛河左岸的一级支流，发源于陕西省黄龙山脉的宜川县丰河沟海拔1700m的中字梁，流经宜川、黄龙、洛川、白水等县，于白水县法家塔汇入洛河。流域面积950.3km2，河流全长79.3km，是洛河的第四大支流，河流水系分布见图1-1。石堡川河流域属暖温带大陆季风气候区，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春秋两季为过渡期。石堡川水库坝址缺乏气象资料，而黄龙气象站位于坝址以上流域中心处，故借用黄龙气象站的观测资料加以说明。黄龙气象站1952年设立，位于北纬3535，东经10950。据该站19601998年实测资料统计，多年平均降水量为575mm，多年平均气温为8.5，极端最高气温36.9（1991年7月20日），最低气温为-25.1（1991年12月28日）；多年平均蒸发量1561mm，多年平均风速2.5m/s，最大风速13.0m/s（1977年5月13日），风向NNE；多年平均相对湿度63%，多年平均地温10.6，多年平均日照时数2118.75h。根据流域规划，拟在洛川县石头乡盘曲河村东500m修建一水库，水库坝址以上流域面积820km2，河道长62.1km，河床平均比降8.3%。坝址位于黄土塬区，坝址处河床高程884m。坝址以上流域海拔高程8801700m，流域中上游为黄土林区，占坝址以上流域的四分之三，区内高山起伏，河谷狭窄，森林茂密；流域下游为黄土塬区，占坝址以上流域的四分之一，沟壑纵横，植被为荒草及少量灌木，总体较差。1.2工程概况水库以灌溉为主，兼顾防洪、供水等多项任务。水库灌溉设计保证率为75%。水库承担着下游0.5万人民群众的生活全保障任务，同时还涉及到下游西延铁路、渭清铁路、108国道、王莽寨电站、党家湾电站、蒲白煤矿供水站、洛惠渠渠首等工程的防洪安全。根据防洪标准（GB50201-2014）和“水利水电工程等级划分及洪水标准”（SL252-2000），该水库为等中型水利工程，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，水库的防洪标准维持2000年除险加固时采用的防洪标准不变，即100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。图4-1 石堡川水库流域水系图水库枢纽由拦河大坝、输水洞、泄洪洞、泄洪底洞和溢洪道五部分组成。输水洞位于大坝左侧，全长171.1m，进口底坎高程905.7m，出口高程905.12m，比降1/300，洞径2.4m，为钢筋混凝土衬砌的圆形有压洞。该洞最大引水能力56m3/s，进口为喇叭型，控制建筑物为圆形放水塔，塔径4.8m，塔高36.8m；放水塔设平板工作闸门和检修闸门各一扇，尺寸为2.4m2.4m。输水洞主要任务是输水灌溉和供水。泄洪洞位于大坝左岸。全长402.6m，进口高程920m，比降1/14，洞身为4.6m6.0m的圆拱直墙型无压隧洞，最大泄洪能力300m3/s。进口设有平板工作闸门与检修闸门各一扇，孔口尺寸为4.6m4.5m，工作闸门启闭机采用QPG630KN-17m，检修闸门启闭机采用QPG320KN-17m。泄洪底洞位于大坝右岸，由施工导流洞改建而成。全长317.9m，进口高程896.5m，出口高程883.3m，比降1/50，洞径2.0m 的圆形压力隧洞，最大泄洪能力为43m3/s；放水塔为圆形，塔径4.0m，塔高45.15m，分别设有平板工作闸门和检修闸门各一扇，闸门尺寸为2.0m1.8m，工作闸门启闭机采用QPG630KN-42m，检修闸门采用启闭机QPG320KN-42m，该洞以泄洪和排沙为主。第二章 年径流分析计算2.1 径流资料来源由于石堡川水库坝址缺乏气象资料，而上游黄龙气象站与坝址控制水面面积小于5%所以可用水文比拟法直接引用。2.2 年径流资料的审查2.2.1 资料可靠性审查 获得的水文资料均来自水文站观测得到，观测质量较好，且每年的观测资料都经水文与水资源局整编，认为资料精度可靠。 2.2.2 资料一致性审查 就年径流系列而言，它的一致性是建立在气候条件和下垫面条件的稳定性上。一般可以认为气候条件的变化极其缓慢，它相对稳定。拟在洛川县石头乡盘曲河村东500m处，坝址以上流域海拔高程8801700m，流域中上游为黄土林区，占坝址以上流域的四分之三，区内高山起伏，河谷狭窄，森林茂密；流域下游为黄土塬区，占坝址以上流域的四分之一，沟壑纵横，植被为荒草及少量灌木，总体较差。且上游无水库、引水工程，因此可以认为年径流资料具有一致性。 2.2.3 资料代表性审查 该水文站具有 19752015 年共 41年的月平均流量资料，可认为是长期实测径流资料而且资料包括了丰、平、枯三种水文情况。此外，该水文站位于该河上，水文站的径流资料与设计水库的径流资料存在成因联系，所以该资料系列具有代表性。 2.3 设计年径流分析计算 2.3.1 水利年划分 根据不同设计保证率下用水资料和多年年径流来水资料，可以看出从各年 8 月份水库开始有余水，到次年 7 月份缺水结束。所以，将每年 8 月份作为这一水利年的起始月，而将下一年 7 月份为这一水利年的终止月。2.3.2 绘制年径流频率曲线 2.3.2.1 频率曲线线型选择 根据 SL278-2002 中规定“径流频率曲线的线型应采用皮尔逊型”故年径流频率线型采用皮尔逊型。 2.3.2.2 经验频率计算 根据 SL278-2002 中规定，在项连序径流系列中按大小次序排列的第项的经验频率应按下式数学期望公式计算 P=mn+1 （2-1）式中取 1,2,，n。 2.3.2.3 频率曲线参数估计 根据 SL278-2002 中规定，年径流频率曲线的统计参数采用均值、变差系数和偏态系数表示统计参数可用矩法等方法初估。 CV=1n-1i=141(ki-1)2=1407.05=0.42 （2-2）Cs=3CV=1.26 （2-3）2.3.2.4 绘制频率曲线根据估计所得统计参数,绘制出频率曲线,发现该曲线配线效果不佳,因此,根据 SL278-2002 中规定，用适线法调整确定，适线时应在拟合点群趋势的基础上侧重考虑平枯水年的点据。见图2-1。2.3.3 计算成果 由成家河水文站年径流流量频率曲线得频率计算成果表2-1。表2-1 成家河水文站年径流频率计算成果表不同频率的年径流量WP计算采用计算采用20%25%30%50%70%75%80%85%90%794179410.420.44310444970691569083572253715015506742382.3.4成果合理性分析 根据 SL278-2002 中规定，年径流的分析计算成果应与上下游干支流和邻近流域的计算成果比较分析检查其合理性。 经分析，成果合理。2.4 设计代表年径流分析计算 在规划设计中常选择有代表性的丰水年、枯水年、平水年作为设计代表年。因此，根据灌区用水设计保证率和城镇生活供水的综合要求，则设计丰水年、设计平水年、设计枯水年的年径流,由设计保证率 P=25%，P=50%，P=75%在年径流量频率曲线上分别确定。 设计代表年的年径流分配过程是通过代表年年径流过程的缩放来获得的。 2.4.1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则： 1.水量接近原则，代表年的年径流量与设计值要接近。 2.选择对工程较不利的代表年径流过程线。一般来说，对灌溉工程，选取灌溉需水季节年径流比较枯的年份，对水电工程，则选取枯水期较长、径流又较枯的年份。2.4.2 设计代表年径流年内分配计算将设计代表年径流量按代表年的月径流量进行分配，按年水量控制的同倍比法进行缩放。公式如下：K年=WPW代P =7 5% 的设计年径流量为 = 5371104 3，选择 20002001 年为代表年，代表年年径流量为 代= 5676 104 3 ，缩放比 K=0.9464。 P = 50% 的设计年径流量为 = 9083104 3，选择 20102011 年代表年，代表年年径流量为 代= 7028 104 3 ，缩放比 K = 1.2924。 P = 25% 的设计年径流量为 =9706 1043，选择 20062007 年为代表年，代表年年径流量为 代 = 9777 104 3，缩放比 K=0.99272.4.3 代表年内径流分配成果表2-2 成家河水文站保证率为75% 的年径流的年内分配频率代表年单位月 份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月75%2000 2001%11.1 8.7 19.7 7.8 6.5 2.9 3.8 4.8 7.2 4.3 8.2 15.0 100 设计径流量104m3595 466 1056 420 348 156 202 259 389 232 442 805 5371 流量（m3/s）2.27 1.77 4.02 1.60 1.33 0.595 0.768 0.987 1.48 0.883 1.68 3.07 1.70 表2-3 成家河水文站保证率为50% 的年径流的年内分配频率代表年单位月 份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月50%2010 2011%42.3 22.8 5.6 2.6 2.9 1.5 1.8 1.5 1.8 4.1 2.2 10.8 100设计径流量104m33845 2072 509 237 268 138 162 140 168 370 198 978 9083 流量（m3/s）14.6 7.89 1.94 0.900 1.02 0.531 0.622 0.533 0.641 1.41 0.750 3.72 2.88 表2-3 成家河水文站保证率为25% 的年径流的年内分配频率代表年单位月 份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月25%2006 2007%17.1 25.5 7.7 3.9 2.8 1.9 2.8 11.4 8.3 1.6 2.0 14.9 100 设计径流量104m31655 2479 752 375 272 189 267 1111 810 157 190 1450 9706 流量（m3/s）6.30 9.44 2.86 1.43 1.04 0.72 1.02 4.23 3.08 0.601 0.721 5.52 3.08 第三章 设计洪水分析3.1 洪水资料的审查 3.1.1 洪水资料可靠性审查 该系列具有连续实测的 19752015 年洪水要素资料，经审查资料来源可靠真实，具有一定的精度，而且具备频率分析所必需的某些统计特征，具有较高的可靠性。 3.1.2 洪水资料一致性审查 在观测期中，洪水形成条件相同，使用的洪水资料受人类活动影响很小，故有较好的一致性。3.1.3 洪水资料代表性审查 该水文站具有较长系列的洪峰资料，且比较完整，系列中包括大、中、小各种洪峰，与实际较吻合，因此可认为资料代表性良好。 3.2 特大洪水的处理 根据该水文站的实测洪峰流量成果，可以发现于1984年的洪峰流量为1785 m/s，为实测期内的特大洪水，1987年的洪峰流量为1535 m/s，1983年的洪峰流量为1212 m/s，认为是次大洪峰。调查石堡川河历史洪水得1875年、1933年有大洪水分别为2040 m/s 、1370 m/s。有现有资料不难看出，1875年洪水是自1875年以来的最大洪水，在18572015年的考证期N=141年间排列第一位，1984年、1987年、1933年、1983年的洪水是自1875年以来的第25位洪水，其余洪水在n=41年的实测期（19752015年）根据大小依次排列。3.3 设计洪水分析计算 3.3.1 频率曲线线型选择 根据 SL44-2006 中规定，频率曲线的线型应采用皮尔逊型。对特殊情况，经分析论证后也可采用其他线型。则该工程采用皮尔逊型。3.3.2 经验频率计算 此次洪水采用统一处理法，公式见（3-1）、（3-2）: PM=MN+1 （3-1） pm=Pa+(1-Pa)+m-ln-l+1 （3-2） 式中：M为考证期N内特大洪水的排位；m为实测期n内一般洪水的排位； L 为实测期特大洪水个数。3.3.3 频率曲线参数估计 根据 SL44-2006 中规定，采用矩法或其他参数估计法，初步估算统计参数。对于不连序系列，其统计参数的计算公式与连序系列的计算公式有所不同。如果在迄今的年中已查明有个特大洪水（其中有个发生在年实测或插补系列中），假定（ ）年系列的均值和均方差与出去特大洪水后的（ ）年系列的均值和均方差分别相等，可推导出统计参数的计算公式见（3-4）、（3-5） : x=1Nj=1axj+N-an-li=l+1nxi= 335 m/s （3-3） CV=1x1N-1j=1a(xj-x)2+N-an-li=l+1n(xi-x)2=0.98 （3-4） 3.3.4 绘制频率曲线年最大洪峰频率曲线见图3-1，一日、三日洪量频率曲线图见图3-2。频率P（%）图3-2 成家河水文站一日洪量和三日洪量频率曲线 估计 适线 均值 W1=842 W1=842 W3=1472 W3=1472 Cv Cv1=0.79 Cv1=0.90 Cv3=0.68 Cv3=0.76 Cs Cs1=2.25 Cs3=1.9 频率（%）3.3.5 成果合理性分析 从各种历时的洪量频率曲线对比分析，发现各种曲线在使用范围内无交叉现象。 故成果合理性较好。 3.3.6 计算成果根据图3-1，可以推求得成家河水文站不同频率下的洪峰流量见表3-1。表3-1 成家河水文站洪峰流量分析成果表（m3/s）CVCSCV不同频率洪峰流量QP（m3/s）计算采用计算采用0.10.20.330.5123.35103353480.981.082.530462697244622401899156313261133820一日洪量和三日洪量分析成果表见表3-2、3-3。表3-2成家河水文站一日洪量分析成果表历时（万m3）CSCV不同频率洪量WP（万m3/s）计算采用计算采用0.10.20.330.5123.3510一日8428420.790.92.5556249894576423436663102269623621810表3-3成家河水文站三日洪量分析成果表历时（万m3）CVCSCV不同频率洪量WP（万m3）计算采用计算采用0.10.20.330.5123.3510三日147214720.680.762.57933718666466197544746954150369729383.4 设计洪水过程线 3.4.1 典型洪水过程线的选取 根据 SL44-2006 中规定，设计洪水应选取资料可靠、具有代表性、对工程防洪又较不利的大洪水作为典型洪水过程线。在选择典型时，应对设计流域内的洪水，尤其是特大洪水的形成规律和气象条件加以分析。同时，应分析洪水过程线的特征，如大洪水出现的时间、季节、峰型、主峰位置、上涨历时、洪量集中程度等。具体如下： 1. 选择峰高量大的洪水过程线，其洪水特征接近于设计条件下的稀遇洪水情况。 2. 洪水过程线具有一定的代表性，即它的发生季节、地区组成、洪峰次数、峰量关系 等能代表本流域上大洪水的特性。 3. 从防洪安全着眼，选择对工程防洪运用较不利的大洪水典型，如峰型比较集中，主 峰靠后的洪水过程。 3.4.2 推求设计洪水过程线方法 根据 SL44-2006 中规定，放大典型洪水过程线时，应考虑工程防洪设计要求和流域洪水特性。峰、量都对工程防洪安全起作用时，可采用按设计洪峰流量、时段洪量控制放大，即同频率放大。 在放大典型洪水过程线时，选定控制时段为最大24h、最大72h，再根据典型洪水过程，找到相应控制时段的最大洪量值，按洪峰和不同历时的洪量分别采用不同倍比将典型过程进行放大。计算公式如下： K1=QPQ代 （3-6） K3=QPQ代 （3-7）3.4.3 计算成果洪峰、洪量的放大倍比值见表3-4、3-5。表3-4 百年一遇设计洪峰、洪量缩放系数计算表项目洪峰（m3/s）洪量（万m3）1天3天设计值（P=1）189936665447典型值178513432377 起迄日期3日16：003日0：00 24：002日15：00 5日15：00倍比系数k1.06 2.73 1.72 表3-5 千年校核洪峰、洪量缩放系数计算表项目洪峰（m3/s）洪量（万m3）1天3天设计值（P=0.1）304655627933典型值178513432377 起迄日期3日16：003日0：00 24：002日15：00 5日15：00倍比系数k1.71 4.14 2.29 3.4.4 设计洪水过程线的绘制 典型洪水过程线乘以相应放大倍比得到不同频率的设计洪水过程线，时段分界处的不连续应进行修匀，最终得到效果较好的设计洪水过程线。设计洪水过程线见图 3-3。 图3-3 石堡川水库百年一遇与千年校核洪水过程线 第四章 兴利调节 4.1 兴利调节计算的方法 采用时历法中的代表年法。 4.2 兴利调节计算 4.2.1 来水量的确定 选择灌区用水设计保证率为 75%，代表年 20002001 年的径流年内分配过程为来水过程。 4.2.2 用水量的确定 4.2.2.1 灌溉用水量的确定石堡川水库灌区地处极度缺水的渭北旱塬区澄城县和白水县，海拨高程600m800m。规划有效灌溉面积已增加到18万亩，灌溉水利用系数为0.58。结合灌区社会经济的发展以及澄白两县的十三五发展战略规划，设计水平年2020年灌区作物种植结构：小麦30%，春玉米20%，苹果50%，蔬菜5%，秋杂25%，作物复种指数提高到130%，其中常规灌溉面积占100%，节水灌溉面积占灌区灌溉面积的30%。详见表4-1。表4-1 石堡川水库灌区设计水平年作物种植结构及灌水方式表作物小麦春玉米苹果蔬菜秋杂合计灌水方式常规灌常规灌节灌常规灌节灌节灌常规灌种植比例（%）3015530205251304.2.2.2 城镇生活供水石堡川水库拟承担澄城、白水两县城城市供水，预计到设计水平年澄白两县人口将达到25万人；根据两县年均用水量统计，现状年人均日用水量120L/d，2020年人均用水量提高到140L/d。城镇生活供水采用年内均匀供水。 总用水量见表4-2。表4-2 灌溉、城镇生活供水计算成果表月份123456789101112合计农业灌溉652 667 650 824 171 290 579 3833 城镇供水（万m3）106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 1277总计 （万m3）106 106 758 106 774 756 931 277 106 106 396 686 5110 4.2.3 死水位与死库容的确定 4.2.3.1死水位的确定石堡川水库坝址主要考虑泥沙淤积问题和自流引水最低高程。最终确定水库死水位为925.00m 。 4.2.3.2 死库容的确定 水位库容计算公式如下：V=z0zAZ=z0zV (4-1)A=12(A1+A2) (4-2)式中：V水库库容，m3; Z相邻两水位间的水位差或等高距，m； A1、A2及A相邻两水位的水面面积及两者的平均值，m2。计算结果见表4-3。表4-3石堡川水库库容计算表水位（m）905.70910.00915.00920.00925.00930.00935.00940.00950.00面积（104m2）015116142176205.37240269.8340V1万m332.2328645795953111312753049库容(万m3)032.2 360 1005 1800 2753 3867 5141 8190 水位库容曲线见图4-1。图 4-1 石堡川水库水位库容曲线4.2.3水量损失的确定 根据黄龙气象站19801999 年20 年20cm蒸发皿实测水面蒸发量，采用三门峡站蒸发皿折算系数计算的多年平均水面蒸发量及其年内分配见表5。水库蒸发增损，按下式计算：E=E-E陆 （4-3）式中：E水库库区多年平均蒸发增损深度，mm；E水库库区多年平均水面蒸发深度，mm；E陆建库前水库库区多年平均陆面蒸发深度，mm；石堡川流域多年平均面雨量为554.9mm，流域径流深为78mm，故流域陆面蒸发为476.9 mm，按上式计算出的水面蒸发增损为260.8mm，各月增损量见表4-4。表4-4石堡川水库蒸发增损年内月分配表月份123456789101112全年蒸发增损（mm）9.411.718.330.333.133.429.727.422.721.114.69.1260.84.2.4 渗漏损失水库的渗漏标准可根据水库坝址的地质、地貌状况等情况最终确定为月平均蓄水量的1%。结果见表4-5。4.2.5 计入水量损失的兴利调节 先用各月的来水减去各月的用水求得各月余缺水量。采用逆时递推法求兴利库容。假定年末（7 月末）水库放空，即认为年末兴利库容所需蓄水为零，逆时序往前计算，再考虑蒸发和渗漏水量损失，遇缺水相加，遇余水相减，减后若小于零取为零，求得各特征时刻兴利库容应蓄水量，取各月末应蓄水量的最大值为该年所需兴利库容。按早蓄方案计算出水库各月末蓄水量。计算过程见表4-5。4.2.7 计算成果 根据兴利调节计算表表4-5，分析得兴=1566 万m3，对应水库正常蓄水位蓄= 929.00 m 。表4-5 考虑损失的兴利调节计算表月来水 W来 （万m3）用水 W用 （万m3） W来-W用月末蓄水 量V （万m3）月平均蓄水量 （万m3）月平均水面面积F （万m2）水库水量损失考虑损失后的用水量 M=W用+ W损 （万m3）W来-M月末蓄 水量 V弃水量 W弃 （万m3） 余水 （万m3)缺水 （万m3）蒸发渗漏总损失 W损= W蒸+W渗 （万m3）余水量 万m3 缺水量 万m3蒸发增损 （mm） W蒸 (万m3) 标准 %W渗 (万m3) 1005 1005 8 595 277 318 1323 1164 149 27.4 4.07 以当月水库蓄水量的1%计11.6 15.7 293 303 1308 9 466 106 359 1682 1503 165 22.7 3.75 15.0 18.8 125 340 1648 10 1056 106 950 2394 2038 183 21.1 3.85 20.4 24.2 131 926 2571 2.55 11 420 396 24.16 2394 2394 195 14.6 2.85 23.9 26.8 423 3.00 2568 12 348 686 370 2057 2226 190 9.10 1.73 22.3 24.0 710 361 2207 1 156 106 49.76 2107 2082 187 9.40 1.76 20.8 22.6 129 27.18 2234 2 202 106 95.19 2202 2154 189 11.7 2.21 21.5 23.8 130 71.44 2306 3 259 758 535 1703 1952 182 18.3 3.32 19.5 22.8 781 522 1784 4 389 106 283 1986 1844 178 30.3 5.38 18.4 23.8 130 259 2042 5 232 774 579 1444 1715 173 33.1 5.72 17.1 22.9 797 565 1477 6 442 756 350 1130 1287 145 33.4 4.84 12.9 17.7 774 332 1145 7 805 931 171 1005 1067 141 29.7 4.19 10.7 14.9 946 140 1005 S5371 5110 2079 2005 261 43.7 214 258 5367 1926 1559 23300 第五章 水库调洪演算 5.1 泄洪方案的拟定 溢流坝的堰顶高程取正常蓄水位929.00m，采用无闸门形式，调洪计算的起调水位取正常蓄水位，溢洪道净宽为25m。流量系数M=1.55。本次泄洪原则如下：（1）由于输水洞下游渠道过流能力有限，进水泄流影响下游安全。因此，调洪计算用溢洪道与泄洪洞以及泄洪底洞联合泄洪，输水洞不参与泄洪。（2）调洪计算的起调水位采用正常蓄水位(929.00m）。（3）当来水量小于泄洪底洞的泄洪能力N=36.7m3/s时，控制泄洪底洞闸门泄洪，来多少泄多少，使水库维持正常蓄水位929.00m不变。（4）当来水量大于泄洪底洞的泄洪能力N=36.7m3/s，小于泄洪洞的泄洪能力N=175 m3/s时，泄洪底洞的闸门全开，控制泄洪洞闸门泄洪，来多少泄多少，仍保持正常蓄水位929.00m 不变。（5）当来水量大于泄洪底洞和泄洪洞的总泄洪能力N=212m3/s时，溢流坝开始泄洪。（6）当入库流量大于212m3/s时，泄洪底洞、泄洪洞和溢洪道敞泄，当入库水位达到最高水位后，再次落回到929.00m时，控制泄洪底洞、泄洪洞闸门开度，使出库流量等于入库流量，水库水位仍然维持正常蓄水位929.00m不变。5.2 水库调洪的基本原理 在某一时段内入库水量减去出库水量，应等于该时段内增加或减少的蓄水量，对此可写出如下的水量平衡方程: Q1+Q22t-q1+q22t=V2-V1 （5-1）式中：1, 2分别为计算时段初、末的入库流量（m3/s）； 1，2分别为计算时段初、末的下泄流量（ m3/s ）； 1，2分别为计算时段初、末水库的蓄水量（ 万m3）； 计算时段，其长短的选择，应以能较精确地反映洪水过程的形状为原则，陡涨陡落的，取短些；反之，取长些。泄洪水头与下泄流量q常常采用关系曲线来表示，又借助于水库容积特性，求出相应的水库容积，于是下泄流量写成库容的函数式，得到蓄泄方程。 q = () （5 2）利用以上方程组进行调洪计算并具体采用列表试算法，进行调洪。 5.3 水库调洪的列表试算法 采用列表试算法进行水库调洪计算，具体步骤如下：（1）计算泄流量。B=25 m，流量系数M=1.55，公式如下：q溢=MBH32 （5-3）式中 q溢溢洪道的泄流能力，m3/s； H溢洪道堰上水头，m； B溢洪道净宽，m； M流量系数。具体计算见表5-1。表5-1 石堡川水库泄流计算表库水位 Z(m)929.00 929.50 930.00 930.50 931.00 931.50 932.00 933.00 934.00 935.00 936.00 溢洪道堰顶水头H(m)00.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 溢洪道泄量q溢(m3/s)0 13.7 38.8 71.2 110 153 201 310 433 570 718 泄洪洞泄量q洞(m3/s)175 185 195 205 210 220 226 240 250 263 274 泄洪底洞泄量q低(m3/s)36.7 36.9 37.1 37.3 37.5 37.8 38.0 38.5 39.4 39.7 39.9 总泄流量q(m3/s)212 236 271 313 357 411 465 589 723 872 1032 库容V(104m3)2562 2658 2753 2865 2976 3087 3199 3421 3644 3867 4089 由表5-1绘制qV、ZV 曲线见图5-1；图 5-1 石堡川水库库容曲线ZV及蓄泄曲线qV（2）从来水量大于泄洪底洞及泄洪洞的总泄流能力343万m3时开始调洪，由起调水位929.00m查 图5-1得相应 V1、q1，由入库洪过程线查得Q1、Q2；假设一个q2 值，根据水量平衡计算出相应 V2，再由 qV 曲线查出对应 q2，若二者相同，q2 即为所求。否则，应重假设 q2是，重复上述过程，直到二者相等为止；（3）将上时段末的 q2 、V2作为 下一时段的起始条件，重复上述过程，最后可得出水库下泄流量过程线 q（t） ； （4）入库洪水Q(t)t 和下泄流量过程线 q（t）点绘在一张图上，若计算的最大下泄流量 qm正好是二线的交点，说明 qm计算正确。否则，应改变时段重新计算， 直至计算的 qm正好是二线的交点为止；（5）由 qm查 qV 曲线，得最高洪水位时的总库容 V，从中减去堰顶以下的库容得到调节库容 V调。由 Vm查 qV 曲线， 可得最高洪水位 Zm。5.4 计算成果 5.4.1 不同重现期洪水的水库调洪试算结果见表 5-2、表 5-3，不同重现期洪水的蓄泄曲线图如图5-2，5-3。表5-2 石堡川水库百年设计调洪试算表时间t(h)Q入库水量W（104m3）出库流量q（m3/S)出库水量W（104m3）蓄水量（104m3）V（104m3）Z(m)备注（m3/S)038.0 38.02562929.00 泄洪底洞敞泄，泄洪洞控制泄流343.0 3943.039.4 0 2562 929.00 691.08091.0 79.6 0 2562 929.00 9175144175 144 0 2562 929.00 12178191178 191 0 2562 929.00 17.8212407212 407 0 2562 929.00 21.8343400232 320 80.0 2642 929.42 泄洪洞和泄洪底洞敞泄，溢流坝自由泄洪2235225235 16.8 8.00 2650 929.46 24456291284 187 104 2754 930.01 25857236320 109 128 2882 930.58 25.51508213384 63.4 149 3031 931.25 261100235462 76.1 159 3190 931.97 27650315535 179 136 3325 932.58 28550216547 195 21.2 3347 932.67 29450180539 195 -15.5 3331 932.60 31355290493 372 -82.0 3249 932.23 33260221436 334 -113 3136 931.73 34.6212136386 237 -101 3036 931.27 40103306258626 -320 2715 929.81 40.575.0 16212 42.3 -153 2562 929.00 泄洪洞和泄洪底洞控制泄流40.5 75.5 16.0 75.5 16.0 0 2562 929.00 5072.225272.2 565 0 2562 929.00 6053.622653.6 478 0 2562 929.00 7225.017025.0 210 0 2562 929.00 图5-2