博斯騰湖洪水調節的VB計算程序開發及思考

許新

摘 要：水庫調洪是防洪工作的關鍵，洪水調節軟件通用化、簡潔化和自動化是未來發展方向。本文主要介紹基于列表試算法的通用化洪水調節軟件的性能和計算方法。該程序基于列表試算法，根據水庫的水文特點，通用化計算出在不同入庫洪水過程線條件下各水文要素之間的關系。本文以新疆博斯騰湖為例進行分析，基于Teechart控件實時作圖，定量繪出在水庫調蓄洪水的過程中入庫洪水、下泄洪水、水庫水位隨時間的變化關系，為水庫防洪調度提供數據支持。

關鍵詞：洪水調節；列表試算法；Teechart繪圖；新疆博斯騰湖

1 引言

科技迅速發展的今天，電腦程序幫助我們解決了很多繁瑣，復雜的問題，它的高精度性，便捷性為我們提供了更加優質的生活方式和生產條件。

水利水電工程行業在目前的水利水電工程設計行業被逐步推向競爭激烈的設計市場，設計單位要想拓展市場，就必須能及時準確地提出高質量的設計成果，提高自己的信譽。水資源的調度通常是一項量慣性強，抄錄計算量大且十分繁瑣的工作，目前多用Excel進行編制計算，在這樣的條件下，編制人員不得不在大量的定額數據以及各種計算表之間反復計算核對，極大的浪費了時間和精力，在低效率的情況下經常容易出錯。隨著計算機軟件知識的普及，許多應用程序應運而生，將工作人員從繁瑣的工作中解脫出來，開發軟件已經是許多人共同的心愿。

2 調洪計算計算方法

2.1 水量平衡方程

洪水在水庫中運行時，水庫沿程的水位、流量、過水斷面、流速等均隨著時間而變化，起流態是屬于明渠非均勻流。

連續性方程 （2-1）

動力平衡方程 （2-2）

這兩個方程難以求出精確解。采用靜態庫容的方法僅考慮壩前水位水平面以下的庫容對洪水調節，連續性方程可寫成有限差形式的水量平衡方程為

（2-3）

其中Q系列表示計算時段初，末的入庫流量；q系列表示計算時段初末的下泄流量。

在已知了水庫入庫洪水過程線使，式（2-3）中的未知數有V2兩個和q2，需要增加一個方程才能求解。對于同一個水工建筑物，其水庫容積與水位的關系曲線是一定的，下泄流量與堰上水頭的關系也是一定的，堰上水頭和下泄流量的關系也可以用函數表示，所以，最終我們可以得到，下泄流量q與庫容V之間的關系

（2-4）

結合式（2-3）與式（2-4），便可求出來兩個未知數。

2.2 列表試算法

關于調洪計算的具體方法有很多種，目前我國應用較多的是列表試算法和半圖解法，我組設計的軟件采用的是列表試算法。列表試算法的一個循環步驟如圖：

3 通用化調洪計算軟件軟件開發

為了選擇湖泊合理的調度方案，把博斯騰湖看做一個水庫來研究。另外，太湖區是湖泊的主體部分，也是該湖泊作為水庫調節的主要湖區；小湖區面積較小，且水淺，是調節的次要湖區，常被視為大湖區的泄洪區，因此確定的特征水位和特征庫容僅針對大湖區。1

調洪計算軟件是根據洪水過程計算相應時段的水庫庫容、水位、下泄流量等參數，并將計算結果以圖表形式呈現出來，方便進行洪水趨勢、特征水位、特征庫容等的數據分析。

調洪計算軟件基于Microsoft公司推出的Visual Basic 6.0軟件進行開發，運行于Windows操作系統環境下，對系統硬件資源要求小，靈活快捷兼容。計算所需洪水過程、大湖下泄流量與庫容水位關系，時段初水位，時段初庫容量等數據由軟件根目錄下的TXT形式的文件提供，計算時直接從文件中讀取，簡化操作步驟。計算結果在軟件界面上實時呈現并寫入軟件根目錄下的文件，并可以做成圖表形式，方便調用分析。

這個程序設計通過代碼實現了洪水調度過程通過Teechart實時完成了圖形。通過MUTULAB擬合了下泄流量與庫容，水位之間的關系，然后將關系式寫入代碼中，通過水量平衡公式進行計算，這便確定了針對博斯騰湖洪水調節計算程序的基礎。

通過擬合，我們已知了水庫水位容積關系曲線V=f（Z）和下泄流量和庫容的關系曲線q=f（V），也知道不同頻率的入庫洪水過程線，本文選擇24小時作為計算時段，由于已知博斯騰湖的防洪限制水位，用靜態庫容法僅考慮壩前水位水平面以下的庫容對洪水進行調節，根據水量平衡方程可求出水庫容積變化量，根據計算原理，可試算出每個時段的水庫和庫容，計算特征水位和特征庫容。

4 結束語

本文以博斯騰湖的洪水調節過程來作為主要內容，以VB為主要載體，Teechart插件為輔助工具，通過擬合下泄流量與水位過程線，下泄流量與庫容過程線，根據不同的洪水流量過程先，實時計算不同時段內的下泄流量，并通過Teechart軟件進行實時的曲線流量過程線曲線繪制。但是程序運用時候，對于不同流域需要擬合不同的水位流量關系曲線，且在設計過程中，對于水的流態，大壩的溢水情況等情況均作了理想化處理，具有一定局限性。

參考文獻：

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[3]王賀明. Visual Basic程序設計教程.北京高等教育出版社，2009：103-115.

[4]J.左其亭.博斯騰湖水資源可持續利用調度資源，水利水電技術，2003：2期，2.

[5]陳佳琦，王浩，楊小柳.水資源學[M].2000.50～52.北京：科學出版社

注：

1 J.左其亭.博斯騰湖水資源可持續利用調度資源，水利水電技術，2003：2期，2