当前课程知识点:水文水利计算 > 第十二章 防洪工程水利计算 > 12.4 水库调洪计算的半图解法 > 12.4 水库调洪计算的半图解法
同学们
今天我们来学习水库调洪计算的半图解法
通过上一节课学习可知
列表式算法很麻烦
工作量较大
所以人们比较喜欢用半图解法
半图解法的具体方法又有多种
主要有双辅助线半图解法和单辅助线半图解法
我们主要学习更常用的双辅助线半图解法
双辅助线法的基本原理仍然是逐时段
连续求解水库的水量平衡方程和蓄泄方程
但为了避免试算
需对这两个方程作适当的变换
对(1)式进行变换
具体为令大Q平均为时段初入库流量大Q1
和时段末入库流量大Q2的平均值
再将(1)式两边同时除以△t
并移项即可得到(2)式
公式2中V与的△t比值
二分之一小q
V与△t的比值减二分之一小q
以及V与△t的比值加二分之一小q
均可与水库水位Z建立函数关系
因此
可根据选定的计算时段△t
已知的水库容积关系曲线
以及根据水力学公式算出的
水位下泄流量关系曲线
事先计算并绘制以下曲线组于一张图中
见图1
该图纵坐标为水位
横坐标有上下两条
其中上边的横坐标为下泄流量
下边的横坐标为平均入库流量
V与△t的比值减二分之一小q
以及V与△t的比值加二分之一小q
共用
图中红色线条即为水位下泄流量关系曲线
黑色线条和蓝色线条是刚介绍的半图解法中
必须用到的两条辅助曲线
故这一方法在半图解法中亦称双辅助曲线法
做好图1所示辅助线后即可进行图解计算
计算步骤如下
首先根据已知的入库洪水过程线大Q~t
Z~V曲线 限制水位Z限 计算时段△t
确定调洪计算的起始时段
并划分各计算时段
算出平均入库流量
定出第一时段初始的Z1 小q1 V1各值
并利用辅助线在图上求出Z2
具体方法如下
在图1的水位坐标轴上
量取第一时段的初始水位Z1
得a点
作水平线ac交曲线f1于b点
并使bc等于该时段平均入库流量大Q平均
因曲线f1为f1(Z)等于
V比△t减二分之一小q
a点代表Z1
ab就等于V1比△t减二分之一小q1
ac就应等于
大Q平均加上V1比△t减二分之一小q1
按照(2)式
即等于V2比detaT加二分之一小q2
从c点作垂线
交曲线f2于d点
过d点做水平线de交水位坐标轴于e
显然de等于ac等于V2比△t加二分之一小q2
因曲线f2为f2(Z)
等于V比△t加二分之一小q
d点在曲线f2(Z)上
e点就应代表Z2
从e点就可读出Z2值
de交曲线f3与f点
过f点做垂线交下泄流量小q坐标轴于g点
因曲线f3是水位下泄流量关系曲线
e点代表Z2
于是ef应为小q2
即从g点可以读出时段末下泄流量小q2的值
根据Z2值
利用水库水位容积关系曲线
就可求出时段末蓄水量V2值
将e点代表的Z2值作为第二时段初的Z1
按上述同样方法进行图解计算
又可求出第二时段的Z2 小q2 V2等值
按此逐时段进行计算
将结果列成表格
即可完成全部计算
为了加深同学们对半图解法的理解
我们将通过一个例题来进行详细说明
水库的原始资料均与上节课列表试算法
给的算例相同
溢流堰顶高程为36.0m
设有闸门
汛期防洪限制水位38.0m
利用半图解法求水库的下泄流量过程
最大泄流量及最高水位
调洪计算步骤如下
首先
取计算时段
Δt等于3小时
即10800秒
列表计算f1(Z)和f2(Z)对应数据
见表2中第6列和第7列
以第1列为纵坐标
第3 6 7列数据为横坐标
绘制双辅助线关系图
如右图所示
其中A和B曲线为刚讲过的双辅助线
C曲线为下泄流量与库水位的关系曲线
第二步
调洪计算从第18小时开始
此时水库初始水位Z为38.0m
下泄流量小q1=173.9m3/s
列入表3的第(4)和第(7)栏
同时
由各时刻的入库流量大Q计算各时段的
平均入库流量大Q平均
将各时刻的大Q及大Q平均数值
列于表3中 第二 三栏
第三步
在图上
从Z等于38米处
即a点作水平线
交曲线A于b点
读取ab数值为5885m3/s
将此数字填入表3中第18小时的第5栏
已知时段平均流量大Q平均等于257m3/s
于是延长直线ab至c点
并使bc等于257加5885
即等于6142m3/s
将此值列入表3中第21小时的第六栏
第四步
在图上从c点做铅垂线交曲线B于d点
查得该点对应的库水位Z2值为38.1米
该值即为第18至21小时
也就是第一时段的时段末水位Z2
也是下一时段的Z1值
将其填入表3中第18小时的第8栏
和第21小时的第四栏
第五步
按上述Z2等于38.1m
在图上从曲线C查出小q2应为188m3/s
这也就是第21小时的下泄流量小q1值
将其填入第21小时的第7栏
到这里
第一时段的计算结束
第六步
按照上述步骤进行第2时段
也就是21至24小时的计算
将结果列入表3中相应各栏
以下如此类推
完成所有时段的计算
由表3的最终计算成果可见小qm
发生在36h与39h之间
且更接近第39小时一些
其确切数值需要设定更小的Δt
并对已知数据进行内插
采用前述讲过的方法进行计算方可求得
同学们
本节课的内容就讲到这里
再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试