了解程序集

一、程序功能

    已知水库的水位--水面面积关系，洪水过程线，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：

 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

 则得

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：

式中：

T  为洪水流量时段间隔；

n = 1,2,……,J

    2，泄流量公式：

当泄水建筑物为深孔时,

式中：M₁   流量系数；

      A₁   泄流孔口高；

      B₁   泄流孔口宽；

      Z   水位；

      C₁   泄流孔口底槛高程。

当泄水建筑物为堰流时：

式中：M2  流量系数；

      B2  堰顶宽度；

      C2  堰顶高程。

    3，水位－ 水面面积关系，以数值方式输入，程序中用线性插值以水位求面积值。

三、程序性能

    1，可以设置10个泄洪洞,10个溢洪道。

    2，可以设置变宽变高的泄流孔(随水位不同,孔宽孔高可以不同)。

    3，可以设置变宽的溢洪道(随水位不同,溢流宽度可以不同)。

    4，可以用其它泄流方式,即用水位～泄流量曲线调洪。

    5，以上各种泄流方式可以兼而有之,也可只有部分。

    6，设置调洪起始水位，设置水库防洪下限水位，设置下游安全限制泄量，设置电站、灌溉等常流量。

四、使用方法：（在程序介面上介绍）

五、使用中应注意的问题

1、关于‘时段间隔T’

调洪演算的数值解从数学上说，是解一个微分方程，其自变量微分dt，具体到工程上，就是水文数据洪水过程线的时段间隔T（单位为秒），它的长短直接影响着调洪演算的成败。时段间隔选取的过大，往往成为计算失败的主要原因。有时计算失败，有时虽然能够计算通过，但从计算成果的图形上，可以看到跳跃式的锯齿形，其数据当然是不能用的了。从各地反馈来的数据中，有1800秒、3600秒，还有5400秒的。有的工程5400秒也能满足要求，可有的工程3600秒就不能满足要求。究其原因，还要看洪水过程线的起伏程度。变化剧烈的，就要求时段间隔小一些，变化不剧烈的，就可以允许时段间隔大一些。

如果时段间隔大了，可以将洪水过程线内插，同时时段间隔T减半。这并不影响洪水过程线的精度，是一个有效的解决办法。这个工作在Excel表上做起来，非常容易。

2、充分利用C-2程序设置的泄流条件。

以前在用图解法、半图解法做调洪演算时，都要制作工程的泄流曲线。所谓泄流曲线，就是对水库中特定的泄流建筑物（溢洪道、泄洪洞等），特定的尺寸，特定的底高程，特定的运行方式，计算水位与泄流量的对应关系，这就是泄流曲线，以便在具体调洪时使用。只要泄流条件有任何变动，泄流曲线的数值就要改变。这也是过去调洪演算比较麻烦，工作量特大的原因之一。C-2程序将这部分工作都用具体的参数（尺寸、流量系数等）所取代。你只要改动其中的任何参数，都会形成不同的调洪方案。这对于优化设计方案非常有用，改变几个数，再计算一遍，不过是几秒的时间，应该充分利用。C-2程序也设置了泄流曲线的输入方法，那是为校核过去手算已经有数据的工程而用的，新的工程设计没有必要自找这个麻烦。

3、溢洪道、泄洪隧洞的流量系数。

程序中所指的溢洪道是指堰流而言，各种堰流条件，流量系数是不同的，应该从有关资料中或者设计经验选用，不要随便给一个数，影响计算成果。泄洪隧洞是指的孔口流，有闸门开度控制的溢洪道，应该用孔口流公式计算，就是用泄洪隧洞的数据。泄洪隧洞的流量系数就更复杂了，有些可以从资料中查到，有些要根据具体的工程条件分析计算得到（D-8程序可用）。例如有压力段的隧洞与没有压力段的隧洞，显然流量系数不同。工程经验比较丰富，决定这些确实比较容易。新工作的年轻人，要多请教书本，多请教老同志。

4、关于变宽溢洪道和变宽变高泄流洞。

这两个泄流条件对于泄流方案的变化非常有用。你可以在不同的水位高程使用不同的闸门数和闸门开度。小坝上常用自溃坝（就是溢洪道上堆起土坝，水位超过坝顶，就自行溃决）就可以用变宽溢洪道来模拟。