水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算
[拼音]:shuiku tiaohong jisuan
[外文]:reservoir flood routing
研究洪水通過(guò)水庫(kù)調(diào)節(jié)后引起洪水過(guò)程線變化的計(jì)算。其主要任務(wù)是根據(jù)入庫(kù)的洪水過(guò)程,依照水庫(kù)的特性及調(diào)洪方式,計(jì)算下泄流量過(guò)程及相應(yīng)的水庫(kù)水位變化過(guò)程,為選擇水庫(kù)防洪特征水位與庫(kù)容、確定泄洪建筑物尺寸、推算水庫(kù)回水及計(jì)算水庫(kù)防洪效益等提供依據(jù)。
水庫(kù)調(diào)洪方式
指水庫(kù)在遭遇各種洪水時(shí)的蓄泄調(diào)度規(guī)則。當(dāng)水庫(kù)不承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí),調(diào)洪目的在于保證大壩安全渡汛,當(dāng)庫(kù)水位超過(guò)防洪限制水位后,一般采取敞開(kāi)泄洪的調(diào)洪方式。當(dāng)水庫(kù)承擔(dān)有下游防洪任務(wù)時(shí),調(diào)洪則要兼顧大壩安全與下游防洪需要。一般在庫(kù)水位低于防洪高水位時(shí),按下游防洪要求調(diào)度;當(dāng)庫(kù)水位高于防洪高水位時(shí),則按保證大壩安全要求調(diào)度??紤]下游防洪要求的水庫(kù)調(diào)度方式大致有固定泄量方式和補(bǔ)償調(diào)節(jié)方式兩類。前者即在入庫(kù)洪水不大于下游防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí),水庫(kù)按某一固定值控制下泄,使其不超過(guò)下游河道允許泄量。它適用于水庫(kù)壩址到下游防洪控制點(diǎn)之間流域面積較小的情況。后者即水庫(kù)下泄不按定值而視水庫(kù)壩址至下游防洪控制點(diǎn)區(qū)間來(lái)水情況靈活調(diào)度。當(dāng)區(qū)間來(lái)水大時(shí),水庫(kù)少泄;區(qū)間來(lái)水小時(shí),水庫(kù)多泄,使水庫(kù)泄量與區(qū)間流量組合后不超過(guò)下游允許泄量。這一方式適用于區(qū)間流域面積較大、洪水組成多變的情況。判別入庫(kù)洪水是否超過(guò)下游防洪標(biāo)準(zhǔn),可用庫(kù)水位、入庫(kù)流量(或入庫(kù)流量與區(qū)間流量的組合值)或二者相結(jié)合來(lái)考慮。
水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算方法
水庫(kù)中的水流運(yùn)動(dòng)屬于非恒定流范疇,其特點(diǎn)是水庫(kù)沿程的各種水力要素(水位、流量、流速等)均在不斷變化。洪水進(jìn)入水庫(kù)后,由于水庫(kù)庫(kù)容的調(diào)蓄作用,使洪水形狀自入庫(kù)斷面至壩前逐漸坦化。其變化規(guī)律,可用圣維南方程組表示(見(jiàn)明渠非恒定流)。具體計(jì)算方法,根據(jù)所考慮的因素不同,可分為以下三類。
(1)靜庫(kù)容法:亦稱平庫(kù)容法,即略去圣維南方程組中的動(dòng)力平衡方程式,僅考慮壩前水位水平線以下的庫(kù)容進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)。計(jì)算中,根據(jù)水庫(kù)庫(kù)容曲線、泄水能力曲線和規(guī)定的水庫(kù)調(diào)洪方式,即可按照水量平衡方程,由入庫(kù)洪水過(guò)程計(jì)算出下泄量與庫(kù)水位過(guò)程(見(jiàn)圖)。這種方法應(yīng)用最廣,實(shí)測(cè)資料證明在多數(shù)情況下可獲得滿意成果,特別是對(duì)于壅水高度較大的湖泊型水庫(kù),有較高精度。
(2)動(dòng)庫(kù)容法:亦稱斜庫(kù)容法、全庫(kù)容法,即不僅考慮靜庫(kù)容,還考慮庫(kù)區(qū)實(shí)際水面線與壩前水位水平線之間的楔形庫(kù)容對(duì)洪水進(jìn)行調(diào)節(jié),使能近似地考慮圣維南方程組中動(dòng)力平衡的影響。靜庫(kù)容與楔形庫(kù)容之和稱動(dòng)庫(kù)容或全庫(kù)容。動(dòng)庫(kù)容的變化主要與入庫(kù)流量、出庫(kù)流量、庫(kù)水位及附加比降等因素有關(guān),其規(guī)律比較復(fù)雜。實(shí)際應(yīng)用中,常是通過(guò)推求相應(yīng)時(shí)段的動(dòng)庫(kù)容,而后采用與靜庫(kù)容法類似的方法進(jìn)行計(jì)算。這一方法一般較靜庫(kù)容法符合實(shí)際,尤其適合于河道型水庫(kù),但需具備較多資料,計(jì)算也較復(fù)雜。
(3)非恒定流法:即直接聯(lián)解圣維南方程組中的連續(xù)方程和動(dòng)力方程,逐時(shí)段由入庫(kù)洪水過(guò)程計(jì)算下泄量及沿程水位、流量過(guò)程。此法理論較嚴(yán)謹(jǐn),但計(jì)算工作量大,需較多的庫(kù)區(qū)水文、地形資料,故有時(shí)不具備應(yīng)用條件,在中國(guó)主要用于對(duì)淹沒(méi)問(wèn)題十分敏感的河道型水庫(kù)。
見(jiàn)水庫(kù)特征值。
- 參考書(shū)目
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- 電力工業(yè)部成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院主編:《水能設(shè)計(jì)》,電力工業(yè)出版社,北京,1981。
- 華東水利學(xué)院葉秉如主編:《水利計(jì)算》,水利電力出版社,北京,1985。
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