水库调洪计算

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(1)

[拼音]:shuiku tiaohong jisuan

[英文]:reservoir routing

在规划设计阶段,水库调洪计算的目的是为了找出当一定防洪标准的设计洪水入库后能满足防洪要求的防洪库容、洩洪建筑物型式和尺寸。在水库建成后,调洪计算的目的是寻求合理的、较优的水库汛期控制运用方式。

水库调洪作用

有蓄洪与滞洪两种。蓄洪一般指水库设有专用的防洪库容或通过预洩,预留部分库容,用来拦蓄洪水,削减洪峰流量,满足下游防洪要求。滞洪指仅仅利用大坝抬高水位,增大库区调蓄能力,当入库洪水流量超过水库洩流装置下洩能力时,将部分洪水暂时拦蓄在水库内,削减洪峰,待洪峰过后,所拦蓄的洪水,再逐渐洩入河道。对防洪与兴利相结合的综合利用水库来说,当入库洪水为中小洪水时,一般以蓄洪为主,以便为兴利之用;而在大洪水年份,则兼有蓄洪滞洪的作用。入库洪水经水库调蓄后,其洩流量的变化情况与水库的容积特性,洩洪建筑物形式,尺寸以及下游防洪标准,水库执行方式等有关。

水库调洪方式

基本有三种:

(1)自由洩流(敞开洩流)。指水库不承担下游防洪任务,水库调洪只需解决水库遭遇设计标准及校核标准洪水,在水库水位超过防洪限制水位时为确保大坝安全时的洩洪。当水库承担下游防洪任务而入库洪水超过下游防洪标准设计洪水时的洩流,也是自由洩流。

(2)固定洩流。即采用闸门控制措施,使水库下洩流量按固定值洩放(一级或多级固定),各级控制下洩流量值视入库洪水和控制点的防洪能力而定。对于调洪能力较小的水库,可按入库流量来判别属于何级下洩值,对调洪能力大的水库洪量起主要作用,宜采用库水位涨率与入库流量相结合方法判定宜选洩量数值。

(3)洩洪方式为补偿调节方式。理想的补偿调节方式是根据区间洪水预报逐时段确定水库相应下洩流量,使其与区间洪水流量组合结果不超过下游控制点的安全允许洩流量。考虑错峰要求的水库洩流即属于此种方式。但这种方式只适合于水库洩流至下游防洪控制点的传播时间小于区间洪水的预见期和预报精度较高的情况。如果某些水库洩流传播到下游防洪控制点的时间较长,而区间洪水集流却很快,预见期短,水库接到区间水情预报时已来不及关闸错峰,那么,需采用经验性或统计性的补偿调节洪水方式。如把区间地区的某些暴雨因素和防洪控制点涨率等作为关闸错峰的指标。当上游水库群共同承担下游防洪任务时,一般需要考虑补偿问题,当水库群洪水具有同步性时,选调洪能力大的,控制洪水比重大的水库作为防洪补偿调节水库,其馀为被补偿水库。反之,洪水同步性差的水库群,采用补偿方式时,应将各库洩流最大值与区间洪峰错开,避免出现组合更不利情况。

水库调洪计算的原理和方法

洪水入库后,其运动是属于不稳定流。水库沿程的水位、流速和过水断面等均随时变化,可用圣维南方程组表示。由于圣维南方程组一般很难求得精确的解析解,实用中多采用瞬态法,直接差分法及特征线法等近似解法。水库调洪计算的实用方法可分为静库容法及动库容法。静库容法假定库内流速趋近于零,库水面为水平的,即库容与坝前水位成单值函式关系,忽略动力方程对调洪的影响,将连续方程写成有限差的水量平衡方程并建立水库下洩流量与水库蓄水量之间的关系。动库容法指水库尾部地形开阔或回水尾端库水面曲线上翘显著,动库容(实际库水面与水平库面间的库容)不容忽视时,按不稳定流计算方法逐段进行洪水演算。这种方法的工作量很大。实际应用采用回水曲线法和近似法。

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