《水资源规划及利用》课程设计说明书
在过去的一周里，我们进行了《水资源规划及利用》的课程设计，我们做的是梅山水库的三个典型年的兴利演算及其发电量的计算还有68年梅山水库的一次调洪演算。现在，我们基本上已经设计完毕，通过课程设计，进一步加强了我们对所学内容的理解水平和应用能力，培养了我们分析问题与解决问题的能力。下面，就是我们在课程设计的过程。
概述
1．梅山水库概况：梅山水库位于淮河支流史河上游的安徽省金寨县境内，东与淠河西源为邻，西与灌河隔岭为界，南源于大别山北麓，北距史河
入淮口130km。水库流域南北长约70km，东西宽约40km，流域面积
1970km2。梅山水库按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，设
计洪水位137.66m，校核洪水位139.93m，正常蓄水位128.0m，汛限水
位125.27m，死水位94.00m，总库容22.64亿m3，兴利库容9.57亿m3，死库容1.26亿m3，为年调节水库。梅山水库现有水电站装机容量为4
万kW，4台发电机组，单机最大过水流量29.8m3/s，电站主要结合灌溉
供水或利用泄洪弃水发电，原则上不单独为发电目的而放水入横排头水
库。现状情况下多年平均发电量为9925万kW·h。
2．设计内容：①.熟悉资料，绘出相关曲线；
②.根据梅山水库的1969-2008年的一年中各旬的入库流量资
料，定出对应设计保证率为10%，50%，90%的设计典型年；
③.分别对梅山水库的三个典型年的一、二种方案进行兴利调
节和水能计算，求出各种方案的年平均发电量，并且比较各方案的利弊。
④.用第一种方案分别对梅山水库的1969年的一次洪水进行
调洪演算。3．设计方案：兴利方案：①方案一：正常蓄水位：128 m，汛限水位：125.27 m。②方案二：正常蓄水位：128 m，汛限水位：124.57 m。
调洪方案：汛限水位125.27m，防洪高水位130.2，控泄流量75m3/s 4．梅山水库兴利调度原则：非汛期为5-10月，汛期为6-9月，其中9月为过渡期，即从9月份开始水库开始慢慢蓄水，并在9月末时保证水
库水位在死水位和正常高水位之间，10-5月份水库处于非汛期，这
段时间保证水库水位在死水位和正常高蓄水位之间，并保证非汛期
末时水库水位在死水位与汛限水位之间。
梅山水库调洪原则：从汛限水位125.27m起调，设计洪水位139.17m。
电站装机4台，为安全计，按3台发电机组满载下泄流量，其余泄流
设备均关闭，但水库水位上涨到防洪高水位时，除泄水底孔外其余泄
流设备均全开，按泄流能力下泄，不受下游及淮河干流限制；之后水
库来水较小时，按维持设计蓄洪水位控制下泄，但最小下泄流量不小
于3台机组发电流量。
5．拥有的资料：梅山水库入库水量、梅山水库需水量资料及整理、梅山水库水位库容关系、梅山水库逐月耗水率统计表、梅山水库发电量计算
特征值、梅山水库洪水过程线表、梅山水库水位泄量关系表、入库洪
水过程。
设计原理及过程
一、设计典型年的确定：1、根据1969-2008年梅山水库入库水量表，先将各
年的入库水量进行求和，得到1969-2008年各年的总入库水量；2、将年份及对应的年入库水库列入附表中，然后使用excel的排序功能，将入库水量降序排列；3、使用公式P=n/m+1求出排列好的水量对应的频率，本案例中年数为40年所以频率P=n/41；4、选出频率分别为0.1、0.5、0.9或者接近0.1、
0.5、0.9的三个年份分别作为本设计的丰水年、中水年和枯水年，本次设计
所选出的三个年份分别为：1987年、1971年和2001年，原因如下（详见排频排序表）：
年份年总水量频率
1987 229078.364 0.097560976
1971 133068.095 0.512195122
2001 69983.136 0.902439024
二、三个典型年及各典型年的两种方案的兴利调节（以1971年为例）：
1、先使用excel将计算表列出，表头分别为：时段、天然来水水量、蓄水水
量、多余水量、不足水量、弃水水量、时段末兴利库容蓄水量、总出库
水量、平均耗水率、各旬发电量。
2、将梅山水库入库水量表中的1971年的各旬入库水量复制下来并且粘贴入
兴利调节计算表中的天然来水量中；将梅山水库需水量资料及整理中的
1971年的各旬需水量复制并粘贴到兴利调节计算表中的需水量一列中。
3、时段多余及不足水量计算：用兴利调节计算表中的天然来水量减去需水
量，如果是正值，则计入多余水量一列中，如果是负值，则变为正值后
计入不足水量一列中。
4、时段末兴利库容蓄水量及弃水量的计算：根据课程设计任务书，从9月
份开始水库开始慢慢蓄水，并在9月末时保证水库水位在死水位和正常
高水位之间，所以10月初的水库库容为正常蓄水位的库容。非汛期：由水库概况知梅山水库正常蓄水位为128.0m，查水位库容关系表知，此
时库容为135880万立方米。所以在10月初时的水库库容为135880万立
方米，如果在以后的时段里水库有多余，则水库应保持正常蓄水位（库
容135880万立方米），多余的水量应作为弃水填入弃水水量一列中；如
果以后的时段里水库有不足，则水库的时段末蓄水量应减去不足水量，
没有弃水。汛期：由课程设计任务书，汛期为6-9月，汛期的水
位应保持在汛限水位以下，所以在5月末，水库的水位应降到汛限水位，即125.27m，汛限水位对应的库容为119843.2万立方米，所以，6月上旬
的水库水量为119843.2万立方米，6-9月的库容最多为119843.2万立方
米，如果有多余水量，则作为弃水，如果有不足水量，则应该逐个减去
不足水量得到时段末的库容。
5、总出库水量和总出库流量的计算：需水水量加上弃水的水量即为总的出
库水量，算好以后列入总出库水量一列中；总出库流量为总出库水量除
以一旬的时间（10*24*3600=864000秒）得到。
6、根据不同的方案的汛限水位分别计算198
7、1971、2001年的兴利调节得
到六个表。（详见各方案兴利计算表）
三、水电站平均发电量的计算：梅山水库的基本资料中说明，梅山水库有4
台发电机组，每台发电机组的最大过水流量为29.8m3/s，所以，四台机组总
共的最大过水流量为Q max=29.8*4=119.2 m3/s，四台机组单旬最大的过水量
W max=119.2*10*24*3600=102988800m3。所以当单旬的出库流量大于Q max
时，那么发电时的过水水量按W max计算，当单旬的出库流量小于Q max是，计算发电量是就按该旬的总出库水量计算。计算发电量时，用出库总水量的
各旬数据除以各旬耗水率既得各旬的发电量，当某一旬的出库流量大于Q max
时，则用W max该旬的耗水率得到该旬的发电量。将得到的每个旬的发电量
求和，得到年发电量。以下为两种方案在三个典型年的发电量（详见各方案
兴利计算表）
年发电量（万Kw·h）1971年（中）1987年（丰）2001年（枯）第一种方案11157.28 14091.12 15245.57
第二种方案11157.28 14091.12 15245.57
由以上表比较知道，三个典型年的两种方案的发电量都相同，所以两种
方案没差别。
四、梅山水库第一种方案的调洪演算：
1、本次调洪演算使用的是1969年的从七月六号到十八号的入库洪水流量，
计算时段为每三小时；
2、列出调洪演算表，表头分别为时间、入库洪水流量、时段平均入库流量、
下泄流量、时段平均下泄流量、时段内水库存水量变化、水库存水量、
水库水位；
3、将一直的数据分别复制到时间和入库洪水流量一列中；
4、计算时段平均入库流量：将上一时段和这一时段的平均值作为时段平均
入库流量填入时段平均流量一列中；
5、计算下泄流量时，因为本次调洪选择的是方案一，即控泄流量为75m3/s，
所以当入库洪水流量大于75m3/s时，则下泄流量为m3/s记入表中，但是当入库洪水流量小于m3/s时，则选取那时的入库洪水流量作为下泄流量填入表中。并且同计算时段平均入库流量一样计算出时段平均下泄流量；
6、时段内水库存水量变化=（时段平均入库流量-时段平均下泄流量）*时间，
列好公式分别计算出每个时段的存水量变化。
7、水库存水量：方案一的汛限水位为125.27m，对应的库容为119843.2万
m3，所以在计算期的最初的水库存水量为汛限水位对应的库容，而以后的水库存水量为上一时段的水库存水量+此时段的水库存水量变化，利用公式计算好并计入表中。
8、调洪的列表试算：上面列好的表格可以看出，水库的存水量呈增长态势，
方案一的防洪高水位为130.2m，对应的库容为150128万m3，所以，表中的水库存水量超过150128万m3时需要进行列表试算来控制下泄流量，进行调洪。列表试算的过程为：①、先假设一个水库的水位Z，并且根据库容和水位关系表查出它所对应的库容W1；②、根据水库水位与下泄流量关系表，查出水位为Z时的下泄流量Q1；③、将Q1输入该时刻对应的下泄流量一格，此时水库存水量变化及水库存水量都发生变化，水库存水量为W2；④、比较W1与W2，如果两数相等或接近，则试算完毕，如果两数相差很大，则需重新选取Z重复以上步骤进行试算，知道W1与W2相等或者相近为止，列入表中。直到水库的水位小于130.2m （水量150128万m3）时，结束试算。
9、找出调洪结束以后的各个水库存水量对应的水位并利用excel的绘图功
能绘制洪水的水位过程线。下图为本方案试算结束以后的水库洪水水位过程线：
设计结果分析及结论
1、对于典型年的选择，排频以后选出的0.1、0.5和0.9对应的年份如下.
年份年总水量频率
1987 229078.364 0.097560976
1971 133068.095 0.512195122
2001 69983.136 0.902439024 2、在兴利调节中，分别采取了两种方案对三个典型年一共做出了六个兴利
计算表。其结果在各方案兴利计算表中；
3、兴利计算以后，分别求出了各种方案的年发电量，具体如下：
年发电量（万Kw·h）1971年（中）1987年（丰）2001年（枯）第一种方案11157.28 14091.12 15245.57 第二种方案11157.28 14091.12 15245.57
可知，对于三个典型年，不论选取1、2哪一种方案，都有相同的发电
量，可能是资料内容较少，用来发电的水量不一定等于需水量和弃水量
之和，所以才会得到两个方案发电量相同的情况，实际情况并不是这样，选择哪一种方案还需更深的研究。
4、下面是调洪演算以后的洪水水位过程线：
下面是没有经过调洪演算的洪水流量过程线：
比较以上两图可知，经过调洪演算以后，洪水的流量及水位已经比调洪
以前的变化小了很多，已经达到了调洪的效果。
设计心得
一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
通过这次课程设计，我在多方面都有所提高，在课程设计的初期，我们还从来都没有接触过这样的工作，还不知道如何下手，不知道从什么地方开始做，但是，通过组里每个同学的努力和老师的帮助，更重要的是自己的刻苦钻研，终于研究出来了如何计算，通过这个过程，我们不仅锻炼了团队合作的能力，还巩固了我们在课堂里学到的知识，做到了理论与实践相结合。在课程设计的中期，我在演算的时候遇到了各种各样大大小小的问题，这些问题我们在以后的工作还是学习中都会遇到，有很多问题都是经验性的问题，通过解决这些问题，让我们解决问题的能力得到了提高，还让我们得到了很多实战是的经验，这在工作了以后是非常重要的。在课程设计的后期，我们认认真真的进行了总结和计算过程的表述，这让我们对知识的认识更加全面和调理，增加我们的总结能力。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
参考文献
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第1章 调洪演算 1.1 调洪演算 已知正常高水位▽正=128m ，查水库水位库容曲线，可得361044.296m V ?=。 010020030040050060070060 70 80 90 100 110120 130 140 150 160 水位(m) 容积(106m 3) 图 1 - 1 枋洋水库水位库容曲线 1.1.1 确定防洪库容 用枋洋水库入库断面20年一遇洪水流量同倍比法推求“6·9”洪水过程线，以洪峰控制，其放大倍比为095.12119 2320 == = md mp Q Q K 表1-1 计算表格如下所示： )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q 1 23 25 19 318 348 37 530 580 2 51 56 20 454 497 38 417 456 3 132 14 4 21 623 682 39 296 324 4 267 292 22 649 710 40 194 212 5 36 6 400 23 721 789 41 13 7 150 6 412 451 24 694 759 42 99 10 8 7 51 9 568 25 802 877 43 75 82 8 684 748 26 851 931 44 58 63
)(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q )(h t ) /(3 %5s m Q ) /(3 9.6s m Q 9 953 1043 27 1150 1258 45 45 49 10 1053 1152 28 1711 1872 46 35 38 11 1154 1262 29 2119 2318 47 27 30 12 961 1051 30 1903 2082 48 21 23 13 814 891 31 1673 1830 49 15 16 14 629 688 32 1297 1419 50 9 10 15 475 520 33 1055 1154 51 6 7 16 375 410 34 846 926 52 2 2 17 314 344 35 719 787 53 1 1 18 271 296 36 636 696 54 根据表格数据，绘制6.9洪水过程线： 5 10 15 20 25 30 3540 45 50 5001000150020002500时间t （h) 流量q（m3/s) 图1-2 6.9洪水过程线 1.1.2 求防洪库容和防洪高水位 由正常高水位起调，下游最大安全泄量为500s m /3，调洪计算得防洪库容 361044.296m V ?=正常。见图2-2阴影部分，500s m /3以上面积为防洪库容，经计 算得 = 防V 52.39 3 610m ?，则 ()3661001.3471057.5044.296m V V V ?=?+=+=蓄正常防洪，由水库库容特性曲线得 m Z 5.132=防洪。
第十一章 水库兴利调节 第一节 水库及其特性 一、水库特性曲线 水库就是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水得人工湖泊。水库得作用 就是拦蓄洪水,调节河川天然径流与集中落差。一般地说,坝筑得越高,水库得容积(简称库容)就越 大。但在不同得河流上,即使坝高相同，其库容相差也很大，这主要就是因为库区内得地形不同 造成得。如库区内地形开阔,则库容较大;如为一峡谷,则库容较小。此外,河流得坡降对库容大小 也有影响，坡降小得库容较大,坡降大得库容较小。根据库区河谷形状,水库有河道型与湖泊型两 种。 一般把用来反映水库地形特征得曲线称为水库特性曲线。它包括水库水位~面积关系曲线与 水库水位~容积关系曲线,简称为水库面积曲线与水库容积曲线,就是最主要得水库特性资料。 (一)水库面积曲线 水库面积曲线就是指水库蓄水位与相应水面面积得关系曲线。水库得水面面积随水位得 变化而变化。库区形状与河道坡度不同,水库水位与水面面积得关系也不尽相同。面积曲线反映 了水库地形得特性。 绘制水库面积曲线时,一般可根据 l/10 000～ l/50 ０0比例尺得库区地形图,用求积仪(或 按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成得水库得面积（高程得间隔可用 l,2或5 m)， 然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位~面积关系曲线,如图２-１所示。 图2-1 水库面积特性曲线绘法示意 (二)水库容积曲线 水库容积曲线也称为水库库容曲线。它就是水库面积曲线得积分曲线,即库水位与累积容积 得关系曲线。其绘制方法就是:首先将水库面积曲线中得水位分层,其次,自河底向上逐层计算各 相邻高程之间得容积。 Z (m )
Ｃ－２ 水库调洪演算的数值解程序 作者 张校正（新疆水利厅 ） 一、程序功能 已知水库的水位--水面面积关系，洪水量过程线，对于每一种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、泄水建筑物参数）由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，计算机输出各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等。并用彩色曲线绘制洪水过程线、泄洪过程线和水库水位变化线。 二、算法简介 1，水库水量平衡分方程的数值解： 水库水量平衡微分方程： q Q dt dZ f -= 式中: f=f(z) 水库水面面积，是水位z 的函数； Z=Z(t) 水位，是时间t 的函数； Q=Q(t) 入库流量，是时间t 的函数； Q=q(z) 出库流量，是水位z 的函数。 将上式移项，并定义调洪函数 )()()(),(z f Z q t Q Z t F -= 则得 ?????==00)(),(Z t Z Z t F dt dZ 这是一个一阶常微分方程的初值问题。应用定步长的龙格－库塔方法求解。其公式为：)22(6143211K K K K Z Z n n ++++=- 式中： )() ()(),(111111------?=?=n n n n n Z f Z q t Q T Z t F T K )21()2()2()2,2(11111112K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )2()2()2()2,2(212112113K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )()()(),(3131314K Z f K Z q t Q T K Z t F T K n n n n n ++-?=+?=--- T 为洪水流量时段间隔；
第三章调洪计算 3.1调洪计算目的 水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 3.2调洪演算的原理 水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式： t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++112112 1)()( (3-1) 式中t ?—计算时段长度，s ； 1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。 水库泄流方程 ： q =f （V ） (3-2) 用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为： （V t/△t+q t/2 )+Q-q t= (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q—计算时段平均入流量，Q＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1) 也就是说，可以事先绘制q~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。 3.3调洪计算结果整理 3.3.1调洪演算基本资料 水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m 积石峡入库洪水过程线见下表： 表2-1积石峡入库洪水过程线
水库调洪演算试算法 一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位；其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积（即静库容）。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++1121121)()( （3-1） 式中： t ?——计算时段长度（s ）； 1,+t t Q Q ——t 时段初、末的入库流量（m 3/s ）； 1,+t t q q ——t 时段初、末的出库流量（m 3 /s ）； 1,+t t V V ——t 时段初、末水库蓄水量（m 3 ）。 当已知水库入库洪水过程线时，1,+t t Q Q 均为已知；t t q V ,则是计算时段t 开始的初始条件。于是，式中仅11,++t t q V 为未知数。必须配合水库泄流方程q =f （V ）与上式联立求解11,++t t q V 的值。当水库同时为兴利用水而泄放流量时，水库泄流量应计入这部分兴利泄流量。假设暂不计及自水库取水的兴利部门泄向下游的流量，若泄洪建筑物为无闸门表面溢洪道，则下泄流量q 的计算公式为: 1 11 2gh mBh q ε= （3-2） 式中： ε 侧收缩系数； m 流量系数； B 溢洪道宽； h 1 堰上水头。 若为孔口出流，则泄流公式为： 2 2 2gh q μω= （3-3） 式中： μ 孔口出流系数； ω 孔口出流面积； h 2 孔口中心水头。 由式（3-2）或（3-3）所反映泄流量q 与泄洪建筑物水头h 的函数关系可转换为泄流量q 与库水位Z 的关系曲线q ＝f （Z ）。借助于水库容积特性V ＝f （Z ）,
论述水库兴利调节的确定方法 天然情况下的河川径流，有着年内和年际的变化，且地区间的分布也不均衡，因此无法满足国民经济各用水部门对水资源利用的要求。需要通过水利工程的控制和调节，来重新分配河川径流的时空分布，以解决来用水在时间与数量上不相适应的矛盾。这种利用专门的水工建筑物（如大坝、水库和渠道等），来重新分配河川径流，以适应需水过程的措施称为径流调节。其中，为减免洪水灾害，在汛期拦蓄洪水、削减洪峰的调节称为防洪调节；为了满足于用水部门需水要求的调节称为兴利调节。 标签：水库调节；分类；重要性 1 水库兴利调节的意义与分类 拦河坝将天然径流蓄存，便形成水库。修建水库是进行径流调节的主要措施。所谓水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于用水时，再放水补充，以满足兴利部门的用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的变化而变化。由库空到蓄满，再放空，循环一次所经历的时间，称为调节周期。按调节周期的长短，可分为日调节、周调节、年调节和多年调节。 2 水库兴利调节所需的基本资料 水库的兴利调节，是通过水库的蓄泄操作使来水过程适应需水过程的要求。因此，调节计算所需的基本资料包括有河川径流过程、兴利部门的用水过程和水库的特性资料。河川径流过程，即来水资料，是兴利调节的基本依据。由于水文现象的随机性和多变性，通常只能由以往的径流资料来预估水库运行期间的水文情势和来水特性。即通过前面所述的水文分析计算方法，来得到水库设计运行中的设计来水过程。兴利部门的用水要求，即用水资料，是兴利调节的又一依据。为了确定用水过程，需要了解与掌握用水部门的用水情况，以及当前和远景的发展计划。在用水调查的基础上，做出用水预测，得出水库设计与运行中的设计用水过程。水库的特性资料，主要是水库的面积、容积特性、蒸发和渗漏损失，以及淤积、淹没和浸没资料等。这些资通常是根据库区的地形资料，以及淹没和浸没损失的社会调查材料来分析确定的。上述资料，直接影响着水库兴利调节计算的精度，应力求可靠和准确。并需要根据设计阶段和运行阶段的变化情况，及时做出修正和补充。水库兴利调节的计算过程，实质上是水库蓄泄水量的计算过程。 3 设计保证率的选择 修建水库进行径流调节，以满足国民经济各部门的需水要求时，需要确定水库的规模。规模的大小，与保证正常用水的程度有关，由于河川径流的多变性，如果对出现机会很少的特枯水年份也要保证兴利部门的正常用水，则工程的规模就需要很大，相应投资也很多。这显然是不经济的。为了避免因工程规模过大而带来过大的耗费，一般不要求在工程的全部运行期间都能绝对地保证正常用水，
Excel 表格在水库调洪演算 中的应用 伊布拉音·米吉提 刘丽 （巴州水利水电勘测设计院） 【摘要】 水库的洪水调节计算在设计阶段主要是用来确定泄洪建筑物的尺寸，而在蓄水运行阶段则是为洪水调度提供依据的重要手段。 调洪计算的基本原理是水库水量平衡。计算方法主要有“列表试算法、半图解法、图解法、简化三角形法”等，其中列表试算法具有概念清楚、易于理解，精度高等优点，但存在计算繁琐、反复查图、速度较慢的缺点。随着计算机应用的普及，笔者针对试算法进行了探索，利用Excel 表格强大的计算、差值功能，简化调洪演算方法，取消了人工查图、差值、手工反复试算的过程，极大地提高了计算速度。 一、试算法调洪的原理 试算法的基础就是求解如下联立方程： ?????=-=?+-?+) ()(21)(2 1122121V f q V V t q q t Q Q 式中：21Q Q 、——时段t ?始末 的入库流量，米3/秒； 21q q 、——时段t ?始末的出库流量，米3/秒； 21V V 、——时段t ?始末的水库蓄水量，米3； t ?——时段长，小时。 时段入库流量，由设计洪水过程线提供。时段末的出库流量，可根据水库下泄流量变化趋势，假定数值进行试算。起调时，一般011==q Q ，假定一个2q ，就能根据2Q 求出时段的蓄水增量12V V V -=?。再从q ～V 关系曲线上由2V 查出2q 。如果这个 2q 与原假设的2q 相等，可继续下一个时段的计算，否则，需重新假定 2q ，直到两者相符为止。由此可见手工进行试算法调洪是相当麻烦的。 目前利用Excel 表格将上述计算所需的公式逐一输入相应的表格，可实现假设泄量试q 至水库蓄水量V 逐栏的自动计算，然后根据假设蓄水量查q ～V 曲线，再计算出下泄流量与假设的泄量比较。如此，仍然是比较 麻烦的。见下图：
第十一章水库兴利调节 第一节水库及其特性 一、水库特性曲线 水库是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。水库的作用是拦蓄洪水，调节河川天然径流和集中落差。一般地说,坝筑得越高，水库的容积（简称库容）就越大。但在不同的河流上，即使坝高相同,其库容相差也很大,这主要是因为库区内的地形不同造成的。如库区内地形开阔，则库容较大;如为一峡谷,则库容较小.此外，河流的坡降对库容大小也有影响，坡降小的库容较大,坡降大的库容较小。根据库区河谷形状,水库有河道型和湖泊型两种。 一般把用来反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线.它包括水库水位~面积关系曲线和水库水位～容积关系曲线，简称为水库面积曲线和水库容积曲线,是最主要的水库特性资料。（一）水库面积曲线 水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积的关系曲线。水库的水面面积随水位的变化而变化。库区形状与河道坡度不同，水库水位与水面面积的关系也不尽相同。面积曲线反映了水库地形的特性. 绘制水库面积曲线时，一般可根据l／１０0０0～ l／5００0比例尺的库区地形图,用求积仪（或按比例尺数方格）计算不同等高线与坝轴线所围成的水库的面积(高程的间隔可用l，2或5 m)，然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位~面积关系曲线，如图２－1所示. 图2－１水库面积特性曲线绘法示意 （二）水库容积曲线 水库容积曲线也称为水库库容曲线。它是水库面积曲线的积分曲线,即库水位Z与累积容积V的关系曲线。其绘制方法是：首先将水库面积曲线中的水位分层，其次，自河底向上逐层计算各相邻高程之间的容积。
0 i F 1+i F 水面面积库F （106 m 2） 水库容积V （106 m 3) 图 2—２ 水库容积特性和面积特性 1-水库面积特性； 2-水库容积特性 假设水库形状为梯形台，则各分层间容积计算公式为： ()2/1Z F F V i i ?+=?+ （2—1) 式中：V ?——相邻高程间库容（m 3); i F 、1+i F ——相邻两高程的水库水面面积（m 2 ）; Z ?——高程间距(ｍ）. 或用较精确公式: 3/(11Z F F F F V i i i i ?++=?++） (２-2） 然后自下而上按 ∑=?=n i i V V 1 （2－３） 依次叠加，即可求出各水库水位对应的库容，从而绘出水库库容曲线. 水库总库容V 的大小是水库最主要指标.通常按此值的大小,把水库划分为下列五级: 大Ⅰ型——大于 l0亿 m ３； 大Ⅱ型—— l ～10亿 m ３; 中 型--０。1～ｌ亿 m 3; 小Ⅰ型——0。01～0。１亿 m 3； 小Ⅱ型—-小于0．0１亿 m ３. 水库容积的计量单位除了用m 3表示外,在生产中为了能与来水的流量单位直接对应,便于调 节计算，水库容积的计量单位常采用 (m ３/s ）·Δt 表示。Δt 是单位时段，可取月、旬、日、 时。如１月?s m 3表示 l s m 3的流量在一个月（每月天数计为30。4天)的累积总水量，即 库 水位Z （m ）
兴利调节作业 1. 已知某不完全年调节水库的设计枯水年的来水与用水（见表1），水库水位面积、水位容积关系（见表2），蒸发、渗漏损失（见表3）。水库死库容为63 20010m ?。 （1）试用列表法（暂不计蒸发、渗漏损失）确定兴利库容和兴利蓄水位。 （2）考虑蒸发、渗漏损失时，其结果如何？ （3）若为完全年调节水库（暂不计蒸发、渗漏损失），则需兴利库容多大？ 兴利蓄水位多高？月平均供水量多大？ 表1 表2 表3 4 5 6
兴利调节—作业1 作业答案： 图1 天然来水和用水过程 ⑴ 列表法（暂不计蒸发、渗漏损失）确定兴利库容和兴利蓄水位 ① 依据表1和图1，划定蓄水期和供水期。 ② 根据天然来水和用水资料（表1），计算各供水期各计算时段（一个月） 不足水量（见表4）。 ③ 分别计算各蓄水期可蓄水量和各供水期不足水量。 1170210120=500W =++蓄，180W =供； 2204060W =+=蓄，220140160W =+=供； 37090160W =+=蓄，34080120W =+=供。 ④ 分析确定所需兴利库容和兴利蓄水位。 因为 11W W >蓄供，22W W <蓄供，33W W >蓄供， 所以122V ()80(16060)180W W W =+-=+-=兴1供供蓄 3V 120W ==兴2供 12V V >兴兴，V V =兴兴1
0.40.4 180200Z ( )()29.60.080.08 V V ++===兴死兴 兴利调节时历列表计算表4： 水量单位为106m 3 ⑵ 考虑蒸发、渗漏损失，确定兴利库容和兴利蓄水位 ① 计算各项损失水量和总损失水量（表5）。 ② 确定毛用水过程（见表6第③栏）。 ③ 同⑴步骤分析确定所需兴利库容和兴利蓄水位。 1164.5202.7112.3=479.5W =++蓄，187.0W =供； 213.833.647.4W =+=蓄，225.9144.0169.9W =+=供； 366.785.9152.6W =+=蓄，344.484.3128.7W =+=供。
6.7 多年调节水库兴利调节计算 由年调节水库的兴利调节计算可知，当设计年用水量小于设计年来水量时，只要将当年汛期的部分多余水量蓄起来，就能满足枯水期所缺的水量，即水库只需进行年内调节。但当设计年来水量小于设计年用水量时，说明设计年来水量不够用，需要将丰水年的余水蓄存在水库中，跨年度补给枯水年使用，这种跨年度的径流调节称为多年调节。 多年调节与年调节的不同之处，在于它不仅能重新分配年内来水量，而且同时能重新分配年与年之间的来水量。因此，多年调节所需的调节库容也大，调节程度高，对来水的利用也较充分。 多年调节计算，要考虑年径流系列中各种连续枯水年组成的总缺水情况，其兴利库容的大小将决定于连续枯水年组的总亏水量，故对年径流系列要求更长些。兴利调节计算的基本原理与方法，则与年调节计算相类似。本节仅对长系列时历列表法与数理统计法作扼要的介绍。 1．长系列时历列表法 当实测年径流系列较长，包含一个或几个枯水年组时，可根据多数年份的来、用水情况，划分水利年度，列表计算各年余缺水期的余缺水量，判定各年所需的调节库容，然后绘出库容保证率曲线，由设计保证率在库容保证率曲线上查得多年调节的兴利库容。此法即为长系列时历列表法。 这种方法与年调节水库的长系列法基本相同。需要注意的是，多年调节时有些年份的调节库容不能只以本年度缺水期的缺水量来定，而必须与前一年或前几年的余缺水量统一考虑。 【实例6-5】长系列时历列表法兴利调节计算 某水库坝址处有30年实测年径流资料，经分析能代表多年的变化情况。各年的用水量过程也已知。根据大多数年份的来、用水情况确定水利年度为当年的6月1日至次年的5月31日。各年的余缺水期的余缺水量经统计计算，成果如表所示。当设计保证率=90％时，试确定多年调节的兴利库容。 【解答】
水库调洪计算 reservoir routing 在规划设计阶段，水库调洪计算的目的是为了找出当一定防洪标准的[设计洪水]入库后能满足防洪要求的防洪库容、泄洪建筑物型式和尺寸。在水库建成后，调洪计算的目的是寻求合理的、较优的水库汛期控制运用方式。 水库调洪作用 有蓄洪与滞洪两种。蓄洪一般指水库设有专用的防洪库容或通过预泄，预留部分库容，用来拦蓄洪水，削减洪峰流量，满足下游防洪要求。滞洪指仅仅利用大坝抬高水位，增大库区调蓄能力，当入库洪水流量超过水库泄流设备下泄能力时，将部分洪水暂时拦蓄在水库内，削减洪峰，待洪峰过后，所拦蓄的洪水，再逐渐泄入河道。对防洪与兴利相结合的综合利用水库来说，当入库洪水为中小洪水时，一般以蓄洪为主，以便为兴利之用；而在大洪水年份，则兼有蓄洪滞洪的作用。入库洪水经水库调蓄后，其泄流量的变化情况与水库的容积特性，泄洪建筑物形式，尺寸以及下游防洪标准，水库运行方式等有关。 水库调洪方式 基本有三种：①自由泄流（敞开泄流）。指水库不承担下游防洪任务，水库调洪只需解决水库遭遇设计标准及校核标准洪水，在水库水位超过防洪限制水位时为确保大坝安全时的泄洪。当水库承担下游防洪任务而入库洪水超过下游防洪标准设计洪水时的泄流，也是自由泄流。②固定泄流。即采用闸门控制措施，使水库下泄流量按固定值泄放（一级或多级固定），各级控制下泄流量值视入库洪水和控制点的防洪能力而定。对于调洪能力较小的水库，可按入库流量来判别属于何级下泄值,对调洪能力大的水库洪量起主要作用,宜采用库水位涨率与入库流量相结合方法判定宜选泄量数值。③泄洪方式为补偿调节方式。理想的补偿调节方式是根据区间洪水预报逐时段确定水库相应下泄流量，使其与区间洪水流量组合结果不超过下游控制点的安全允许泄流量。考虑错峰要求的水库泄流即属于此种方式。但这种方式只适合于水库泄流至下游防洪控制点的传播时间小于区间洪水的预见期和预报精度较高的情况。如果某些水库泄流传播到下游防洪控制点的时间较长，而
3.1基本资料 3.1.1洪水过程线的确定 本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。 绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线： 05000100001500020000 25000300000 50 100 150 200 时间 流量 系列1 图3.1 校核洪水过程线 05000 1000015000 20000 250000 20 40 60 80100 120 140 160 时间 流量 系列1 图3.2 设计洪水过程线 3.1.2相关曲线图
02468101214300 310 320 330 340350360 370 380 390 库容 水位 系列1 图3.3 水位容量关系曲线图 3.2洪水调节基本原则 在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。调洪演算采用半图解法。 3.2.1确定工程等别和级别 根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。 表3.1 山区、丘陵区水利水电永久性水工建筑物洪水标准[重现期（年）] 项目 水工建筑物级别 1 2 3 4 5 设计 1000~500 500~100 100~50 50~30 30~20 校核 土石坝 10000~500 0 5000~2000 2000~1000 1000~300 300~200 混凝土坝、浆砌石 坝 5000~2000 2000~1000 1000~500 500~200 200~100 由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。 3.2.2水库防洪要求 本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S 水库洪水调节除保证
水库调洪计算试算法 水库调洪演算试算法一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位(或其他的起调水位)的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位;其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积(即静库容)。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式: 11(Q，Q),t,(q，q),t,V,V (3-1) tt，1tt，1t，1t22
《水资源规划及利用》课程设计说明书 在过去的一周里，我们进行了《水资源规划及利用》的课程设计，我们做的是梅山水库的三个典型年的兴利演算及其发电量的计算还有68年梅山水库的一次调洪演算。现在，我们基本上已经设计完毕，通过课程设计，进一步加强了我们对所学内容的理解水平和应用能力，培养了我们分析问题与解决问题的能力。下面，就是我们在课程设计的过程。 概述 1．梅山水库概况：梅山水库位于淮河支流史河上游的安徽省金寨县境内，东与淠河西源为邻，西与灌河隔岭为界，南源于大别山北麓，北距史河 入淮口130km。水库流域南北长约70km，东西宽约40km，流域面积 1970km2。梅山水库按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，设 计洪水位137.66m，校核洪水位139.93m，正常蓄水位128.0m，汛限水 位125.27m，死水位94.00m，总库容22.64亿m3，兴利库容9.57亿m3，死库容1.26亿m3，为年调节水库。梅山水库现有水电站装机容量为4 万kW，4台发电机组，单机最大过水流量29.8m3/s，电站主要结合灌溉 供水或利用泄洪弃水发电，原则上不单独为发电目的而放水入横排头水 库。现状情况下多年平均发电量为9925万kW·h。 2．设计内容：①.熟悉资料，绘出相关曲线； ②.根据梅山水库的1969-2008年的一年中各旬的入库流量资 料，定出对应设计保证率为10%，50%，90%的设计典型年； ③.分别对梅山水库的三个典型年的一、二种方案进行兴利调 节和水能计算，求出各种方案的年平均发电量，并且比较各方案的利弊。 ④.用第一种方案分别对梅山水库的1969年的一次洪水进行 调洪演算。3．设计方案：兴利方案：①方案一：正常蓄水位：128 m，汛限水位：125.27 m。②方案二：正常蓄水位：128 m，汛限水位：124.57 m。
基本资料 洪水过程线的确定 本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。由资料知混凝土坝按500年一遇（P=%）洪水设计，2000年一遇（P=%）洪水校核。 绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线： 图校核洪水过程线 图设计洪水过程线 相关曲线图
图水位容量关系曲线图 洪水调节基本原则 在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。调洪演算采用半图解法。 确定工程等别和级别 根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。 由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。 水库防洪要求 本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S水库洪水调节除保证
本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。 调洪演算 调洪演算的目的 根据水位～库容曲线以及S 坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。 调洪演算的基本原理和方法 (a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系 3/2q Bm = 式中：q ——过堰流量，单位为3 /m s ； B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数； ε——局部水头损失系数； H ——堰顶全水头，单位为m 。 (b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。 (c)本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式 21121211 ()()22V V V Q q Q Q q q t t -?-=+-+== ?? 式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3 /m s ）； Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1 +Q 2 )/2； q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）； q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1+q 2)/2； V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ?——为V 2和V 1之差； t ?——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。 采用开敞式溢流时，利用下式计算
A、4、调洪演算 1、调洪演算的基本资料 （1）起调水位： 由于渭北地区水资源缺乏，尚书水库属于蓄洪运用水库，不能使用降低汛期限制水位的办法来保证水库安全。水库的起调水位取正常蓄水位582.50m。 （2）库容曲线： 2001年3月水库管理局委托陕西省水利电力设计院测量队，对尚书水库淤积和库容曲线进行了测量。目前，坝前淤积面高程为570.00m,死库容已淤满，兴利库容为170万m3,总淤积量44万m3。参见表4-1。 尚书水库水位与库容曲线表 表4-1 （3）溢洪道泄流曲线： 溢洪道位于大坝右岸，涵洞泄流按宽顶堰计算，最大流量14m3/s，没有考虑涵洞淹没时的出流情况。本次调洪演算对涵洞出流进行了复核，并考虑了淹没状态，当堰上水头小于2.0m时按宽顶堰计算，当堰上水头大于2.0m时涵洞淹没按管口出流计算流量。经复核涵洞最大泄流量为42 m3/s，水位与泄流关系曲线表参见表4-2。 2、调洪计算的方法 放水洞流量小（1.5m3/s）不参与调洪。 调洪计算的方法为蓄率中线法，三条工作曲线的计算表参见表4-3，将三条工作曲线绘制在同一图上，就可以进行调洪演算了。
蓄率中线法工作曲线计算表 3、水库调洪运用方式 在正常蓄水位582.50m时洪水入库，水库调洪运用方式是：入库流量小于闸门全开正常蓄水位下的出库流量（88m3/s）时，由闸门控制来多大流量泄多大流量；入库流量大于闸门全开正常蓄水位下的出库流量（88m3/s）时，闸门全开溢洪道畅泄，库水位回落到582.50m时由闸门控制来多大流量泄多大流量。 4、调洪计算结果 将各频率设计洪水利用蓄率中线法进行调洪演算，其结果参见表4-4和表4-5。从中可以看出， 30年一遇设计洪水调洪演算，水库最高洪水位为582.98m,最大下泄流量为113m3/s. 300年一遇校核洪水调洪演算，水库最高洪水位为584.44m,最大下泄流量为180m3/s.
3.1基本资料 3.1.1洪水过程线的确定 本设计中枢纽主要任务是发电，兼做防洪之用，所以必须在选定水工建筑物的设计标准外，还要考虑下游防护对象的防洪标准。由资料知混凝土坝按500年一遇（P=0.2%）洪水设计，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。 绘出设计洪水过程线和校核洪水过程线： 图3.1 校核洪水过程线 图3.2 设计洪水过程线 3.1.2相关曲线图
图3.3 水位容量关系曲线图 3.2洪水调节基本原则 在已确定选择混凝土实体重力坝的情况下，从提高泄流能力，便于运用管理和闸门维修，节省工程投资角度出发，泄洪方式以坝顶泄流最为经济。故按坝顶溢流的方式进行洪水调节计算，以确定坝顶高程和最大坝高。调洪演算采用半图解法。 3.2.1确定工程等别和级别 根据SDJ12-78《水利水电工程枢纽等级划分和设计标准（山区、丘陵区部分）》结合宁溪枢纽所给定的特征水位和基本资料，通盘考虑水库总库容、防洪效益、装机容量等因素，该工程为二等大型工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。 由表3-2-1可知永久性建筑物设计洪水标准为：正常运用（设计）洪水重现期为500年，非常运用（校核）洪水重现期为2000年。 3.2.2水库防洪要求 本水库的设计标准为500年，校核标准为2000年，S水库洪水调节除保证
本工程设计标准以外，还担负着提高下游防洪标准的任务。 3.3调洪演算 3.3.1调洪演算的目的 根据水位～库容曲线以及S 坝址设计洪水过程线，孔口尺寸、孔数以及堰顶高程，利用调洪演算来确定设计洪水位和校核洪水位，为后面坝顶高程的确定奠定基础。 3.3.2调洪演算的基本原理和方法 (a)根据库容曲线Z-V ，以及用水力学公式计算Q-Z 关系 3/2q Bm = 式中：q ——过堰流量，单位为3 /m s ； B ——过水断面宽度，单位为m ； m ——堰的流量系数； ε——局部水头损失系数； H ——堰顶全水头，单位为m 。 (b)分析确定调洪开始时的起始条件，起调水位357m 。 (c)本次调洪计算采用《水能规划》书中介绍的列表试算法计算，依据书中所给的水库洪水调节原理，采用水量平衡方程式 21121211 ()()22V V V Q q Q Q q q t t -?-=+-+== ?? 式中：Q 1，Q 2——分别为计算时段初、末的入库流量（3 /m s ）； Q ——计算时段中的平均入库流量（m 3/s ），它等于(Q 1 +Q 2 )/2； q 1,q 2——分别为计算时段初、末的下泻流量（m 3/s ）； q ——计算时段中的平均下泻流量（m 3/s ），即q = (q 1+q 2)/2； V 1，V 2——分别为计算时段初、末的水库的蓄水量（m 3）； V ?——为V 2和V 1之差； t ?——计算时段，一般取1～6小时，需化为秒数。 采用开敞式溢流时，利用下式计算