青山水庫洪水調(diào)節(jié)試算法

趙晉+池千強

摘要：《水資源規(guī)劃及利用》是水利水電建筑工程專業(yè)的一門重要課程，在生產(chǎn)實踐中具有重要的意義。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握水利水電規(guī)劃的基本理論和計算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題與解決問題的能力。為了進一步加強所學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用，特設(shè)置《水資源規(guī)劃及利用》課程設(shè)計。本課程設(shè)計小組選擇的是洪水調(diào)節(jié)方向，主要任務(wù)是掌握洪水調(diào)節(jié)的計算方法。推求下泄洪水過程線、不同防洪標(biāo)準(zhǔn)下的特征庫容和特征水位。

設(shè)計目的：加深對水資源規(guī)劃及利用課程基本理論的理解，進一步深入理解水利水電工程規(guī)劃的目標(biāo)、任務(wù)和基本程序，理解水資源的特點及其可持續(xù)利用。培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

基本要求：通過實例分析和計算，掌握水庫調(diào)洪計算的原理和方法，能針對不同工程情況進行水庫調(diào)洪計算，確定水庫調(diào)洪參數(shù)，以及學(xué)會編制相應(yīng)的計算軟件系統(tǒng)。

本報告書以青山水庫洪水調(diào)節(jié)計算為例，介紹洪水調(diào)節(jié)計算的原理、計算過程及方法，以及通過計算機軟件編程來計算確定所需要的參數(shù)，并講述自身經(jīng)歷本課程設(shè)計之后的感受。

關(guān)鍵詞：水庫調(diào)節(jié)；興利庫容；課程設(shè)計；調(diào)洪計算；

一、湖北崇陽青山水庫概況

湖北省崇陽縣青山水庫位于崇陽縣城西南10公里處的青山鎮(zhèn)，陸水支流青山河上。水庫于1967年底動工興建，1973年基本建成。水庫工程等別為Ⅱ等，永久性主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級，主要由主壩、東副壩、西副壩、第一和第二溢洪道、引水放空隧洞、東、西輸水隧洞以及電站等建筑物組成，主副壩均為粘土心墻代料壩。青山水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電、城鎮(zhèn)供水、航運、旅游、養(yǎng)殖等綜合利用的年調(diào)節(jié)水庫。

二、水文資料整理與分析

（1）青山水庫調(diào)洪規(guī)則：按百年一遇洪水設(shè)計推求百年一遇洪水過程線進行調(diào)洪計算設(shè)計。水庫起調(diào)水位為設(shè)計蓄水位（117米）。當(dāng)洪水來臨時，如入庫洪水流量小于溢洪道下泄能力時，則控制閘門開度，來多少泄多少；如入庫洪水流量大于閘門全開的溢洪道下泄能力時，則閘門全開自由泄流。

（2）計算過程：確定計算起始時刻。

（3）分析整理后，需要用到的水文資料主要有：

1.水位—庫容—下泄流量關(guān)系表：

2.百年一遇洪水過程曲線表Ⅱ

三、下泄流量計算和特征水位特征庫容確定

（1）下泄流量計算。

下泄流量計算采用試算法。步驟如下：

①每一時段的Q1、Q2、q1、V1均為已知。假設(shè)一個q2值，帶入水量平衡方程式

求出V2值。

②根據(jù)V2值，在“水位—庫容—下泄流量表”根據(jù)q—V的關(guān)系得出對應(yīng)的q2值。

③將（2）中的q2與假定的q2相比較，若兩q2值不相等，則需要重新假定一個q2值，重復(fù)上述過程，直至兩q2值相等或很接近。以此求出的q2、V2為下一時段的q1、V1值。

④逐時段進行上述試算，將最后結(jié)果匯總，即為下泄流量計算的成果。

（2）特征水位、特征庫容確定。

（3）青山水庫調(diào)洪計算結(jié)果各關(guān)系過程曲線。

通過調(diào)洪計算軟件顯示的計算結(jié)果，將數(shù)據(jù)輸入到Excel軟件中，繪制出入庫洪水過程線、下泄流量過程線以及水庫水位過程線。

四、自我總結(jié)

在此次課程設(shè)計過程中，小組先從書本了解調(diào)洪原理，到了解VB編程知識，再到分工編程，最后匯總結(jié)果。對于水資源規(guī)劃設(shè)計課程有了更深一步的認識，了解了水資源計算過程，結(jié)合計算機對于計算繁瑣的問題進行簡化。分析問題、解決問題的能力得到了提升。

但是，在設(shè)計過程中也出現(xiàn)了一些問題，例如軟件不能實現(xiàn)計算、繪圖全自動化，內(nèi)插法與函數(shù)擬合法精度不能保證等問題。這也是主要基于對于編程的不熟悉，在編程過程中也常出現(xiàn)程序不能順利運行的情況，降低了工作效率。這些都是此次過程中的教訓(xùn)。今后我們也會多加注意，改正。

小組討論，分工合作等等，使自己感受到了團隊合作的力量，通過團隊對原理的理解、幾次的頭腦風(fēng)暴、程序?qū)W習(xí)和內(nèi)插法、試算法的研究熟悉和分工編寫程序，最后編制的軟件能夠成功運行，也離不開大家的努力。感謝這次的課程設(shè)計，讓我明白了這些道理，也學(xué)到了許多，真正達到了課程設(shè)計的目的。

參考文獻：

[1]顧圣平，田富強，徐得潛.水資源規(guī)劃及利用（第二版）[M].北京：中國水利水電出版社，2016.

[2]王賀明.Visual Basic程序設(shè)計教程[M].北京：高等教育出版社，2009.endprint