防洪调度之水库调洪计算方法原理介绍

前面提到，水库调洪计算方法主要有列表试算法，半图解法以及简化三角形法

在这之前，需要了解几个原理：

1、水量平衡方程

在某一时段内，入库水量与出库水量之差等于该时段内水库蓄水量的变化，用以下公式表示，称为水库的水量平衡方程：

Q1表示时刻初的入流量，Q2表示时刻末的入流量，q1表示时刻初的出流量，q2表示时刻末的出流量。

（1）在规划设计时,Q1和Q2由设计（或校核）洪水过程线查出；

（2）当管理调动水库时，Q1和Q2由预报或实际入库洪水过程求出。q1、V1 根据水库调洪计算的起始条件确定。

（3）△t按上述情况选取，那么此时在式中便只有q2、V2两个未知数，当前一时段的q2 、V2求出后，其值即可成为后一时段的值，使计算有可能逐时段地连续进行下去。

求解q2 、V2一个方程显然不能完成，需要第二个方程，即蓄泄方程。

2、蓄泄方程

水库通过泄洪建筑物泄洪，该泄量就是水库的下泄流量，水库泄洪建筑物的泄流能力，是指某一泄流水头下的下泄流量。在溢洪道无闸门控制或闸门全开情况下，溢洪道的下泄流量可按堰流公式计算

式中： q溢 — 溢洪道的下泄流量，（m3/s）；

H — 溢洪道堰上水头，（m）；

B — 溢洪道堰顶净宽，（m）；

M1 — 流量系数，可查水力学书籍。

泄洪洞的下泄流量可按有压管流计算。即

式中： q洞 — 泄洪洞的下泄流量，（m3/s）；

H — 泄洪洞计算水头。非淹没出流时，为库水位与洞口中心高程之差；淹没出流时，为上下游水位之差，（m）；

ω— 泄洪洞洞口的断面面积，（m2）；

M2 — 流量系数，可查水力学书籍。

其中，下泄流量q可以与水头H建立关系，即q=f(Z)，根据水库水位，又可借助于水库容积特性V=（Z），求出相应的水库蓄水容积V

得到下泄流量与库容的关系方程，即f=q(v)

该方程组概括了水库防洪调节计算的基本原理。进行调洪计算，实质上就是求解这个方程组。

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本文作者：滕县吴彦祖
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