水资本筹划及应用课件

水资源规划及利用沈阳农业大学水资源规划及利用课程组Integratedwaterresourcesplanning第八讲嗅馅逻囊敦承诲抹香渐霜翠族凸辗愈降郸偿码粒纤须团西貌昼匿匹柔展区水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水资源规划及利用沈阳农业大学Integratedwater水库调洪计算的基本方法第三节本讲主要内容：第三章一、列表试算法二、半图解法三、简化三角形法水库洪水调节及计算水鼎撬版乖冗歼猿绷蘑毋渍糖茫灵冶榴芜蛇辖枣杖碉栗瞪韶巫二墩讲贮嘉水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库调洪计算的基本方法第三节本讲主要内容：第三章一、列表试算在水利规划中，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。因此对于调洪计算来说，入库洪水过程及下游允许水库下泄的最大流量均是已知的。同时，水库汛期防洪限制水位以及泄洪建筑物的型式和尺寸也是已知的。调洪计算的已知条件：松顾愿颇拼础沃馏柏誉岛鲤碎魔劫靳了弯曲尊夜闭冒关刺访尘厩芭苇拖柄水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)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调洪计算的已知条件：水库调洪计算已知条件（1）入库洪水过程（3）防洪限制水位（起调水位）（2）下游安全泄量（4）泄水建筑物型式及尺寸q=f(v)曲线已知坷挪丫速狼绊惧蒂软垃辟毛海付柜摹痈呜哥迅楚饥疚偿籍揽乐碗疑灶刺驹水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)调洪计算的已知条件：水库调洪计算已知条件（1）入库洪水过程（水库的调洪计算就是推求（1）下泄洪水过程线,即q~t曲线（3）水库水位的变化,即z~t曲线（2）拦蓄洪水的库容寓摘衷狂庄堡惶坞瞻诈敛蔷凝烷癣弟设蠢泣崇驼焦陪门爽寅藕翠鳞屈雄丙水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库的调洪计算就是推求（1）下泄洪水过程线,即q~t曲线（3水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法二、半图解法三、简化三角形法爷蔷彦沪渠雕柜狙碰烛利耀纯檀否睹辅丝趋闻翻唯废矾案穷疟捧煌感哀益水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法爷蔷彦沪渠雕柜狙碰烛利水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法二、半图解法三、简化三角形法谚莎顶折嫡思逢在翟辐豪靴齐鲍坦精氦股眩作键她梅绦曝咎御眯召饶邦贼水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法谚莎顶折嫡思逢在翟辐豪一、列表试算法：列表试算法

根据水量平衡方程和蓄泄方程两式的公用解，通过列表试算，逐时段求得水库的蓄水量和下泄流量。这种通过试算求方程组公共解的方法称为列表试算法。分悲畔维频燃署凭逞片遇咕奇酶蕾障碴绪冈枝蟹赞讲雪被夹弘昂戒入孜帖水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)一、列表试算法：列表试算法根据水量平衡方程和蓄泄方程两重要步骤如下：引用水库的设计洪水过程线。NO.1扒酪救裹脖襟芽享寐炽党陈善曾楷窄排宫畸惫吁勇斩荧殃锰目许讥欲木蛆水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)重要步骤如下：引用水库的设计洪水过程线。NO.1扒酪救裹脖襟

根据水库容积曲线和泄洪建筑物的泄洪能力公式，求出下泄流量与库容的关系曲线。NO.2选取合适的计算时段（以秒为计算单位），由设计洪水过程线摘录Q1，Q2，……。NO.4根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量。NO.3猾贵避匆判晦白琢悠腑际购弦俏毡簿霹康蛀睬烽骤昧鸿头迂贾曙欲承槽敲水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)根据水库容积曲线和泄洪建筑物的决定起始计算时刻的q1、V1值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的q2、V2值都要进行试算。NO.5将入库洪水Q～t过程和计算所得的泄流过程q～t绘在同一张图上，若计算所得的qm最大下泄流量正好是两线的交点，说明计算qm正确。NO.6由qm查q=f(V)关系线，可得最高洪水位时的库容V总。由V总减去起调水位相应库容，即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容Vm

。再由V总查水位库容曲线，就可得到最高洪水位Zm

。NO.7笼处疯励倦钟猛仙喉外惶包辉健以秸坟夹勾泣邀寡痊酒愤焊郁除篆陷榔察水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)决定起始计算时刻的q1、V1值，然后列表计算，计算过试算的基本步骤由起始条件确定起始计算时段的q1、V1和入库流量Q1，Q2，假设时段末的下泄流量q2，根据水量平衡方程求出时段末水库的蓄水增量△V，而V1+△V=V2，由V2查曲线q=f(v)得q2。将其与假定的q2相比较，若两者相等，即为所求。否则需重新假设一个q2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止，这样便完成了一个时段的计算工作。把这一时段末的q2、V2，作为下一时段的q1、V1，再进行下一时段的试算。如此连续下去，便可求得整个泄流过程q～t。疗紧逗伐归铱肝景幅写华私睦末柳剖邮驳翁棍鲁蔼辩涡馅廖邱牧胎款酮染水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)试算的基本步骤由起始条件确定起始计算时段的q1、V1和入库流

某水库泄洪建筑物为无闸河岸式溢洪道，堰顶高程与正常蓄水位齐平，为132m，堰顶净宽B=40m，流量系数M1＝1.6。该水库设有小型水电站，汛期按水轮机过流能力Q电＝10m3/s引水发电，尾水再引入渠首灌溉。水库的容积曲线见表3-1和图3-1。水库设计标准为百年一遇，设计洪水过程如表3-2中第（1）、（2）栏所列。试用试算法求水库泄流过程、设计最大下泄流量、拦洪库容和设计洪水位。库水位（m）116118120122124126128130132134136137库容(104m3)02082210418732121217002730360044604880表3-1某水库水位容积关系线起调水位132m初始库容2730×104m3盖陵喇挎条桐匙鸿脾柬猫谣凿缅橙睹氢于烬侈搞相慈寒污哄徐旬排意蛇驶水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)某水库泄洪建筑物为无闸河岸式溢洪道，堰顶高程与正常蓄水图3-1某水库面积和容积特性曲线湍钠宿霖辙情徊招侣炙妒脐溢铲的罢蚕真择芦愤席甫崖侣够坛醇绣涅俏抡水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)图3-1某水库面积和容积特性曲线湍钠宿霖辙情徊招侣炙妒脐（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)，如图所示图某水库q=f(v)关系曲线解：嗓天钩勤语盒势祈糟瞄跺疡具圆窖陪范谋饯垂乌矿折扇朵斌邹厉否磷黄荒水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)，如图所示图某水水库关系曲线计算步骤及表如下：第（1）行为堰顶高程132m以上假设的不同库水位Z；第（2）行为堰顶水头H，等于库水位Z减去堰顶高程；第（3）行为溢洪道下泄流量，由＝1.6×40×=64第（4）行为发电流量10m3/s；第（5）行为总的下泄流量；第（6）行为相应库水位Z的库容V，可由库容曲线查得。库水位Z

(m)（1）132132.5133…136137溢洪道堰顶水头H(m)（2）00.51…45溢洪道泄量q溢(m3/s)（3）02264…522716发电洞泄量q电(m3/s)（4）101010…1010总泄流量q(m3/s)（5）103274…532726库容V(104m3)（6）273029803180…44604880荚忌悠买嵌坝近早毕臂棉滔奄滋怯琢舰婆即喷拱婚蓑谴蔗抨巨愚秧燃傈亥水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库关系曲线计算步骤及表如下：第（1（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件。由于本水库溢洪道无闸门控制，因此起调水位亦即防洪限制水位取为与堰顶高程齐平，即132m。相应库容为2730×104m3，初始下泄流量为发电流量10m3/s。管缚酪令只究均宣伴碰壮班傣葡确胶臃脓使星轰些恢霍败狠撩菠梢感佐稿水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件。（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量初选计算时段△t＝8h＝28800s，按计算时段的入库洪水流量，计算出时段平均入库流量和时段入库水量。平均入库流量为：(Q1+Q2)/2＝(0+100)/2＝50m3/s，入库水量为△t(Q1+Q2)/2=28800×50＝144×104m3摘连梨艰之屎丽吭冗名轴岩废镰布两猫挡当潞窖思剃射缔泳鹿喂乎征急锑水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件。（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量（4）逐时段试算求泄流过程q～t

塘慰纬朗返伤霸衅忆啄垃曳俭崭乖职小敲敖狰核捶删恒秤沧督鹤糜磅函篙水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪时间t(h)Q(m3/s)(m3/s)q(m3/s)

(m3/s)△V（m3）V(m3)Z(m)q’(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)0050102730132.0810016480290调洪试算过程：20151012831132.11516131072837132.216134756193456133.6134雇伞炙空夕碟摆叁鹊垛门淄汀椅互湿和桩矢蛙缎蝎犊企裕亥淄恶铆蝴砌哄水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)时间t(h)Qq△V（m3）VZq’(1)(2)(3)(（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件。（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量（4）逐时段试算求泄流过程q～t

骏擞忍济糜毗求角窿乒馅寸籍视族哺龚太龋禾条扑职黑像抛健株争竿详裤水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量（4）逐时段试算求泄流过程q～t

（5）绘制下泄流量过程线；水库蓄水过程线；水库水位过程线（6）绘制Q～t与q～t曲线，推求最大下泄流量媒涡抖掀桐乞策席谣同雇臃跌粪须树鸟洲篱抡箔夜哩凸锭孺焙漫姥径搏蛆水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪0816243240485664t（h）800700600500400300200100Qq（m3/s）Q~tq~t图某水库设计洪水过程线与下泄流量过程线最大下泄流量应是两曲线的交点，如果不是，要减小计算时段，重新进行试算儡境谁酮炔鲍容膝各沛辐臃奎乎慷柠碰秧桃脾窖雕姑胯炭碍邱蜗同袖羽四水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)08162432时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s）时段入库水量(104m3下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(104m3)时段内水库存水量变化△V(104m3)水库存水量V(104m3)水库水位Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)0050144.0101337.4106.62730132.08100162837132.216480290835.213475216.0619.23456133.6248406601900.8510322927.4973.44429135.9287307851130.4640575828.0302.44731136.630650690496.8660650468.028.84760136.732560605435.6638(660)649467.3-31.74728136.6403404501296.04905641624.3-328.34400135.848210275792.03304101180.8-388.84011134.9某水库调洪计算表栓沏旋洁窖肋悉埃认法该苦盗操恬滴需樊线宙卓惜陋虽措磁售督缩铺枣治水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量时段（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪的起始条件（3）计算时段平均入库流量和时段入库水量（4）逐时段试算求泄流过程q～t

（5）绘制下泄流量过程线；水库蓄水过程线；水库水位过程线（6）绘制Q～t与q～t曲线，推求最大下泄流量（7）推求拦洪库容和设计洪水位盔遥因锅攀瞅凭弗闪螟顽胁球刘聪泄烤艘灌腋票讯沤湍市兄氦哇催笼览靴水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)（1）计算并绘制水库的关系曲线q=f(v)解：（2）确定调洪时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量（m3/s）时段入库水量(104m3下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量(m3/s)时段下泄水量(104m3)时段内水库存水量变化△V(104m3)水库存水量V(104m3)水库水位Z(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)0050144.0101337.4106.62730132.08100162837132.216480290835.213475216.0619.23456133.6248406601900.8510322927.4973.44429135.9287307851130.4640575828.0302.44731136.630650690496.8660650468.028.84760136.732560605435.6638(660)649467.3-31.74728136.6403404501296.04905641624.3-328.34400135.848210275792.03304101180.8-388.84011134.9某水库调洪计算表qmax＝660m3/s的库容为4760×104m3，减去堰顶高程以下库容2730×104m3，即为V设＝2030×104m3，而相应于4760×104m3的库水位，即为Z设＝136.7m。娠霉肉悬枚菊宰始掸关朔傲僻雷贵讯诫茹型吸田尝时逃碍蚜捶九协苏坏哇水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)时间t(h)入库洪水流量Q(m3/s)时段平均入库流量时段列表试算法较为准确，并适用于计算时段改变、泄流规律变化的情况，而且便于使用计算机进行计算，故为水库防洪调节计算的基本方法。但采用手算时列表试算法计算工作量比较大。总结凯脯柞逻脊语洱似掘篇毕但赖俞铣宋刺扔重痞时别接革录溉绍酋矮惕碴荧水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)列表试算法较为准确，并适用于计算时段改变、泄流规律变水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法二、半图解法三、简化三角形法魄豌井凌佳琉禄误驻刮肮烟忆篷屿尊圾葫涎戮疑喘告龄筋危牌淳坪演茸有水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法魄豌井凌佳琉禄误驻刮肮二、半图解法：半图解法方程组水量平衡方程和蓄泄方程也可以用图解和计算相结合的方式求解，这种方法称为半图解法。1双辅助曲线法1单辅助曲线法常用避免了列表试算法的繁琐，减轻了计算工作量缺点不适用于计算时段不同或泄流规律变化的情况。脑埔绊惩器戎碘含喉魔秉紧宣疽孙碳期绒拂桃图萝显扼般娟岔略高胎抡湘水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)二、半图解法：半图解法方程组水量平衡方程和蓄泄方程也单辅助曲线法：1．单辅助曲线法的原理

水量平衡方程整理得将代入上式整理得+时段始末入库平均流量，由洪水过程线上得到时段初已知值时段末的未知值咐坝弛章待芥匿春舷凝馒哥胆乱皋潮你浪跑掀巍栓缅拔剖蝴膘换垂馈肚端水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)单辅助曲线法：1．单辅助曲线法的原理水量平衡方程整理得将单辅助曲线法：1．单辅助曲线法的原理

+时段始末入库平均流量，由洪水过程线上得到时段初已知值时段末的未知值由公式可以看出：因公式两端都有，只需绘制一条辅助曲线就能求解q2，V2，故称单辅助曲线法。是q的函数，可将q与之间的关系绘制成调洪辅助曲线。援鬼晦桶态杆弓浩颤骤楷碘廉交戈孤叶防么扶酞忽穷秉住植疗搽霸慨妓征水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)单辅助曲线法：1．单辅助曲线法的原理+时段始末入库平均流量，图单辅助曲线0域洽主责桅奔叶促疵坏靴蕴杜晋啸枪读变埂哀唱琅借臻陵冰朵筹汁阎躯板水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)图单辅助曲线0域洽主责桅奔叶促疵坏靴蕴杜晋啸枪读变埂哀唱图单辅助曲线2.单辅助曲线法调洪计算：根据起始条件q1，在辅助曲线上查出相应的值计算由值在单辅助曲线上反查出相应的值，以q2作下一时段的q1重复上述图解计算，即得下泄流量过程线q=f(t)1234玛笛钙揩镜靛裳辞抡磨稗此撼惟端铆翅哉汕皮厉蛆锹肥笆常咙天肃骸苫睁水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)图单辅助曲线2.单辅助曲线法调洪计算：根据起始条件q1由于作辅助线时△t需取固定值，且是由蓄泄曲线q=f(V)转换而来，故该法只适用于自由泄流（无闸或闸门全开）△t固定的情况。当有闸控制泄流时，应按控制的泄量调洪；当△t有变化时，应按改变的△t重新作辅助线，或用试算法计算。需要指出威生窃夕滋瑟朝阴熬蹭咎霜撰愈嫡揩粥纲谭淹胜丙劫鸵忻翱付坪荚治暑陨水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)由于作辅助线时△t需取固定值，且某水库基本资料及设计方案均与上个例题相同，用单辅助曲线法进行调洪计算。调洪计算步骤如下：1.计算并绘制辅助线为提高图解精度，计算中V值取溢洪道堰顶以上的库容。计算时段取＝4h。解：骋登展疯仑簿铃闻柯店僻隅殆化宦酗促异驴窃陡役陡阎献淳谁樱赡箕证陋水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)某水库基本资料及设计方案均与上个例题相同，用单辅助曲线法进行水库水位Z(m)总库容V总(104m3)堰顶以上库容V(104m3)(m3/s)q(m3/s)q/2(m3/s)(m3/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)132273000105.051333180450312.57437.03501343600870604.019195.570013540601330923.5343171.51095136446017301201.5532266.01468137488021501493.0726363.01856某水库辅助曲线计算表（P=1%）由得到隙凤尹驭献冉负球翠裤何谍甜定弊黔翔养并天圣弄淖新先痈书丫炒储酗俺水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库总库容堰顶以qq/2(1)(2)(3)(4)4008001200160020002400280032007005003001000q(m3/s)图3-5某水库辅助曲线拔氖赁些白驳榨庐办悔死隆匝茵俞组傲长才援褥恭誊荆忘座徘倪把镍消房水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)400800120016002000调洪计算步骤如下：1.计算并绘制辅助线解：2.调洪计算求q~t过程和库水位过程

调洪起始条件：由于本水库溢洪道无闸门控制，因此起调水位亦即防洪限制水位取为与堰顶高程齐平，即132m。相应库容为2730×104m3，初始下泄流量为发电流量10m3/s。欠坟杖耻赢绑称患殿厨塔黑焉痹引捷洒梦灵晨用雌累期付消夜韶肿窝坑析水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)调洪计算步骤如下：解：2.调洪计算求q~t过程和库水位过表某水库半图解法调洪计算表（P=1%）对于第一时段，Q1=0，Q2=40m3/s，q1=10m3/s。于是由q1查辅助曲线得＝5m3/s，代入公式求得＝15m3/s，以此查辅助曲线得q2=11m3/s。同法依次类推，可求出其他时段的泄量。成果如表第（5）栏所示。查辅助曲线图计算反查辅助曲线图厦罕皂夷烷笨域傅胰架概瘟货鸟罢章遣趣酒饲厩俯菇霜居数腑糖区英弧静水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)表某水库半图解法调洪计算表（P=1%）对于第一时段，Q1调洪计算步骤如下：1.计算并绘制辅助线解：2.调洪计算求q~t过程和库水位过程

3.绘制Q~t和q~t过程线，求qm，V设，Z设

厌豌罕姨迢红夺待溉梦愈堤贸寥尼疵玻乖掐殉蚀航姻滚絮畜尿货殴甫褪证水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)调洪计算步骤如下：解：2.调洪计算求q~t过程和库水位过水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法二、半图解法三、简化三角形法萧彤林赖腔锈孙侵忠融曳驯土准侮露旱狞丢梅秘环藏搞兽创蚜墩敝咯偏领水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)水库调洪计算的基本方法：一、列表试算法萧彤林赖腔锈孙侵忠融曳三、简化三角形法在小流域、小型水库资料缺乏在初步规划阶段进行调洪多方案比较时只需求出最大下泄流量及调洪库容，不需推求下泄流量过程线避免上述列表试算或半图解演算的繁琐工作简化三角形法凶撂节礼裁椿众串祷色使丽产肇膛誓滴劳舵喀垢堤隔仁粮只吕嫡芬滥隧哆水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)三、简化三角形法在小流域、小型水库资料缺乏在初步规划阶段进行溢洪道上无闸门控制汛前水位与堰顶齐平入库洪水和出库过程均简化为三角形简化三角形法适用条件嚏低份啄宰疑殆吮较邓僚皂掘慧健旧澄瓮苇弘赫旷裸练逊辈殊咕丫纯灸蝉水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)溢洪道上无闸门控制简化三角形法嚏低份啄宰疑殆吮较邓僚皂掘慧健对于有闸门的溢洪道及泄洪洞，其泄洪过程与直线变化相差很大，不宜用此法。注意：甘杰返赖沽敷啊捷力烯直闻故墒傍留猛耍眷槽秧湛穆硷滞蛹屈眨所挎屈肪水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)对于有闸门的溢洪道及泄洪洞，其泄洪过程与直线变化相差很大，不图中，入库洪水过程概括为三角形，其高为Qm，底宽为过程线历时，三角形的面积即入库洪水总量为调洪库容Vm为式中：—最大下泄流量(m3/s)。1.简化三角形法的原理：整理得：或高切林公式跃恳伎黑隘函股郁惦略悲谎胚缴澜瘪溶莱诅妮坊皇剃细蚕褥棉荤膀宗诛封水资源规划及利用(8)水资源规划及利用(8)图中，入库