1.水库防洪调节计算的任务

（1）规划设计阶段。水库防洪计算的主要任务是：根据水文计算提供的设计洪水资料，通过调节计算和工程的效益投资分析，确定水库的调洪库容、最高洪水位、最大泄流量、坝高和泄洪建筑物尺寸。

（2）运行管理阶段。水库防洪计算的主要任务是：求出某种频率洪水（或预报洪水）在不同防洪限制水位下水库洪水位与最大下泄流量的定量关系，为编制防洪调度规程、制订防洪措施提供科学依据。

水库防洪调节计算主要有三个步骤：

1）拟定比较方案：根据地形、地质、施工条件和洪水特性，拟定若干个泄洪建筑物型式、位置、尺寸以及起调水位方案。

2）调洪计算：求得每个方案相应于各种安全标准设计洪水的最大泄流量、调洪库容和最高洪水位。

3）方案选择：根据调洪计算成果，计算各方案的大坝造价、上游淹没损失、泄洪建筑物投资、下游堤防造价及下游受淹损失等，通过技术经济分析与比较，选择最优的方案。本书主要介绍水库调洪计算的原理与方法。

2.水库防洪调节计算的基本原理

水库调洪计算的基本原理是逐时段联立求解水库的水量平衡方程和水库的蓄泄方程。水库的水量平衡方程表示为：在计算时段Δt内，入库水量与出库水量之差等于该时段内水库蓄水量的变化值，如图9-18所示，即

式中 Q1、Q2——计算时段初、末的入库流量，m3/s；

q1、q2——计算时段初、末水库的下泄流量，m3/s；

V1、V2——计算时段初、末水库的库容，m3；

ΔV——计算时段中水库蓄水量的变化值，m3；

Δt——计算时段，h。

图9-18　水量平衡示意图(www.daowen.com)

当已知水库入库洪水过程线时，Q1、Q2均为已知。计算时段Δt的选择，应以能较准确反应洪水过程线的形状为原则，陡涨陡落时，Δt取短些；反之，取长些。时段初的水库蓄水量V1和泄流量q1可由前一时段求得，而第一个时段的V1、q1为已知的起始条件，未知的只有V2、q2。但由于一个方程存在两个未知数，为了求解，需再建立第二个方程，即水库的蓄泄方程。

水库的泄洪建筑主要是指溢洪道和泄洪洞，水库的泄流量就是它们的过水流量。在溢洪道无闸门控制或闸门全开的情况下，其泄流量可按堰流公式计算：

q溢=M1BH3/2

式中 M1——流量系数；

B——溢洪道堰顶宽度，m；

H——溢洪道堰上水头，m。

泄洪洞的泄流量可按有压管流计算：

式中 M2——流量系数；

F——泄洪洞洞口的断面面积，m2；

H洞——泄洪洞的计算水头，m。

可见，在水库的泄洪建筑物型式和尺寸一定的情况下，其泄流量只取决于水头H。而根据水库的水位—库容曲线Z—V可知，泄流水头H是水库蓄水量V的函数，所以泄流量q也是水库蓄水量V的函数，即

式（9-22）就是水库的蓄泄方程，由于水库水位—容积曲线Z—V没有具体的函数形式，故很难列出q=f（V）的具体函数式。水库的蓄泄方程只能用列表或图示的方式表示出来。

联立求解方程式（9-21）和式（9-22），就可求得时段末的水库蓄水量V2和泄流量q2。而逐时段联解方程式（9-21）和式（9-22），即可求得与入库洪水过程相应的水库蓄水过程和泄流过程。

当水库拟定不同的泄洪建筑物尺寸，通过上述计算就可得到水库泄洪建筑物尺寸与水库洪水位、调洪库容、最大泄流量之间的关系，为最终确定水库调洪库容、最高洪水位、最大泄流量、大坝高度和泄洪建筑物尺寸提供依据。