基于青山水庫洪水調節論述給排水系統設計

崔焱 陳曉青 徐亞林 潘爽

摘要：水庫廠房等建筑需要建設給排水系統，由于水庫本身就是以蓄水功能而修建的，所以設計給排水系統時要充分考慮水庫洪水調節過程。洪水調節計算的方法有列表試算法、半圖解雙輔助線法等，在當今高速發展的信息時代，計算機編程思想應用在各種工程中。同樣，計算機編程思想可應用于水庫的調洪計算，該文章基于青山水庫的洪水調節過程論述調洪計算的編程計算。在該調洪編程計算的方法中，結合試算法和圖像法共同求取最高洪水位Zmax和最大庫容Vmax。根據計算出來的水文結果，對給排水系統再進行設計。

關鍵詞：青山水庫、試算交點法、過程線、Zmax、Vmax

1 青山水庫背景

1.1 青山水庫工程概況

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，陸水支流青山河上。水庫于1967年底動工興建，1973年基本建成。水庫工程等特別為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，兼顧發電、、旅游、養殖等綜合利用的年調節水庫。

1.2洪水調節資料數據

水庫起調水位為設計蓄水位（117米），當洪水來臨時，如果入庫的洪水小于下泄能力時，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，則閘門全開自由下流。

2、青山水庫排水系統設計

2.1水庫庫容V和下泄流量與水位Z的關系

水庫庫容V和下泄流量與水位Z的關系是采用插值法進行求取的，下面是求其關系的自定義函數代碼：

Function v（z As Double） As Double '水庫庫容V和水位Z的關系函數

For k = 0 To 11 'TextZ（k）為已知資料水位、TextV（k）為已知資料庫容

If Val（z） >= Val（TextZ（k）.Text） And Val（z） <= Val（TextZ （k + 1）.Text） Then

v = Format（（TextZ （k + 1）.Text - TextV（k）.Text） * （z - TextZ （k）.Text） / （TextZ （k + 1）.Text - TextZ （k）.Text） + TextV （k）.Text， "00000"）

Exit For

End If

Next k

End Function

下泄流量和水位Z的關系函數同理使用內插法。

2.2試算交點法排水系統調洪計算過程

代碼試算過程用到的符號物理意義：q1為上一時刻入庫流量、 z1為上一時刻水位、 v1上一時刻庫容、 q2上一時刻下泄流量、q3兩時刻平均入庫流量、 q4#兩時刻平均下泄流量、 v2兩時刻庫容之差絕對值、 v3試算法該時刻應有庫容、 z0試算假設的水位、 v0試算假設的水位對應的庫容、 q0試算假設的水位對應的下泄流量。試算法代碼如下：

Private Sub Command調洪計算_Click（） '調洪試算過程

If Text5（0） = "" Then ‘Text5（k）為計算列表時間數組

MsgBox "Please Input Date ！ "

首先判斷是否有已知數據，如果沒有則彈出"Please Input Date ！ "對話框。若有已知數據，該過程用于判斷初步假設的水位和上一時刻水位的大小關系，若V2大于0，則假設水位大于上一時刻，否則，反之。通過該過程可以節省一半的運算，降低運行過程中出現死機的可能。

If v2 > 0 Then

For z0 = z1 To z1 + 1 Step 0.04

v0 = v（z0）： q0 = q（z0）： q4 = （q2 + q0） * 0.5： v2 = （q3 - q4） * 1.08：v3 = v1 + v2

If Abs（v0 - v3） < 30 Then Exit For ‘確定計算精度

Next

Text12（k）.Text = Format（z0， "00.00"） ‘Text12（k）為計算列表水庫水位數組

End If

If v2 < 0 Then

For z0 = z1 To z1 - 1 Step -0.04

v0 = v（z0）：q0 = q（z0）：q4 = （q2 + q0） * 0.5：v2 = （q3 - q4） * 1.08：v3 = v1 + v2

If Abs（v0 - v3） < 50 Then Exit For

Next

Text12（k）.Text = Format（z0， "00.00"）

End If

Next k

End If

End Sub

3.結語

在該排水系統調洪計算過程中，采取了試算法與圖像法相結合的方法，更高效地、更準確地計算出當洪水到來時最高洪水位Zmax和最大庫容Vmax。并且利用該方法大大地提高的運算的速度，在更大型更頻繁的運算過程中減少了計算機卡機事故發生。根據計算出來的水文結果，對水庫給排水系統再進行設計。

參考文獻：

[1]顧勝平，田富強，徐得潛.水資源規劃及應用[M].北京：中國水利水電出版社，2009

[2]葉秉如.水利計算及水資源規劃[M].中國水利水電出版社，2006

[3] 王賀明. Visual basic程序設計教程[M].高等教育出版社，2009

作者簡介：

崔焱（1998.03-），男，漢族，籍貫：遼寧鞍山，身份證號：210303199803260013，本科生，研究方向：給排水科學與工程；

陳曉青（1996.03-），女，漢族，籍貫：山東省德州市樂陵市，身份證號： 37148119960329004X，本科生，研究方向：水利水電工程；

徐亞林（1995.11.-）男，漢族，河南省商丘市，身份證號4114403199511275719，本科生，研究方向：水利水電工程；

潘爽（1996.06.-）女，漢族，安徽省滁州市，身份證號3411261996060802444，本科生，研究方向：水利水電工程