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《水庫調(diào)洪演算新方法.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第12期人民黃河Vo1．32．No．122010年12月YELLOⅥRIVERDec．．20l0【水文·泥沙】水庫調(diào)洪演算新方法孫贊盈，魏軍，田世民，趙陽，黃世輝(1．黃河水利科學(xué)研究院，河南鄭州450003；2．黃河水利委員會防汛辦公室，河南鄭州4500033．黃河水利委員會西峰水土保持科學(xué)試驗站，甘肅西峰745000)摘要：利用二分法對水庫調(diào)洪演算進(jìn)行了分析，證明存在一個以時段末出庫流量為自變量的單值、單調(diào)函數(shù)，并分析了利用該函數(shù)進(jìn)行試算時時段末出庫流量的試算區(qū)間。應(yīng)用情況表明：采用二分法進(jìn)行調(diào)洪演算，方法更簡單，收斂更快，比其他方法更適于編程。關(guān)鍵
2、詞：程序設(shè)計；二分法；調(diào)洪演算；水庫中圖分類號：P333文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．12．0202．2f(g)與9：的單調(diào)性分析1問題的提出為便于分析，將庫容曲線表達(dá)為Z=nP+水庫調(diào)洪演算的目的足推求出庫流量過程和最高庫水位，演算的依據(jù)是水量平衡方程和蓄水量一流量關(guān)系，其中蓄水巾：Zo為壩址處最低點高程；z為與對應(yīng)的水位；。和b取決量一流量關(guān)系由水庫泄流曲線和庫容曲線迭加而成，可表達(dá)為于具體水庫的地形或庫區(qū)的糙率(若考慮動庫容時)。根據(jù)水力學(xué)知識，水庫泄流曲線可表達(dá)為q：g(V)水量平衡方程為q=C(Z—Z
3、)(C>0，d>0)式中：q為水位z對應(yīng)的出庫流量；z為泄流設(shè)施的底面高程；(Ql+Q2)△∥2一(ql+q2)△∥2=AV系數(shù)c取決于泄流建筑物的形式、形狀和尺寸，是流量模數(shù)等的式中：V為蓄水量；Q和g分別為進(jìn)、出庫流量；AI／為在時段△f綜合反映；水頭指數(shù)d取決于泄流建筑物的類型，例如寬頂堰為1．內(nèi)蓄水量的增加量。下標(biāo)l和2分別表示時段起、訖。水庫調(diào)洪演算方法有試算法和圖解法兩種”J。以前采用的5，閘孔出流為0．5o對于給定的泄流建筑物．c和d均為常數(shù)。若假定的出庫流量為g2，則時段末蓄水量變?yōu)樵囁惴ㄓ捎诩俣〞r段末的瞬時出庫流量q：有一定的盲目性，因此不適合
4、編程，而且比較繁瑣；圖解法要求事先制作工作曲線，=Vl+(QJ+Q2)At／2一(ql+q2)△／2(3)在計算機(jī)普及的今天，這種方法也很不實用。時段木水位為Z2=。+(4)2用二分法進(jìn)行水庫調(diào)洪演算據(jù)此計算的時段末水位z：對應(yīng)的泄流能力為q2=c(Z2一Z)2．1構(gòu)建函數(shù)f(q：)代人式(2)呵得已知某一時段初水庫蓄水量，時段起、訖入庫流量分別，(q2)=c(Z2一Z)一q2(5)為Q和Q，時段初出庫流量為q，時段末出庫流量假設(shè)為9：，式(5)對q：微分，得據(jù)此可得時段末水庫蓄水量為d，(q2)／dq2：cd(Z2一Z)dZ2／dq2—1=V。+AV(1)注意
5、到上式中為的函數(shù)，又是q的函數(shù)，所以z：由上文可知泄流能力是蓄水肇的函數(shù)，表示為q=g(V)，即水是q的二重復(fù)合函數(shù)：庫的泄流能力可以通過查庫容曲線和水庫泄流能力曲線而得dZdZ2d到，這樣由式(1)計算的蓄水量就對應(yīng)著一個泄流能力q，即dq2ddq2q=g()。根據(jù)式(3)、式(4)可得在水庫來流過程一定的情況下，對于某一時段而言，q不dZ2／dF2：n同的原因是q：假定不同的值，即從數(shù)學(xué)上講q：為g的函數(shù)，而d／dq=一At／2：只有和q相等時才說明假定的g是正確的，于是可構(gòu)造一個收稿日期：2010—08—10函數(shù)：基金項目：水利部公益性行業(yè)科研專項(200
6、701036)；中央級公益性科研院所，(q2)=q2一q2(2)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項資金資助項目(HKY～JBYW一2010—05)。作者簡介：孫贊盈(1964一)，男，河南靈塵人，高級工程師(教授級)，研究方向q：)為q：的單值函數(shù)而且是個隱函數(shù)，下文接著證明q)為’南流動力聿g的單調(diào)函數(shù)。E-mail：sunzanying@hotmailtom·47·人民黃河2010年第12期故=一一1“A一個．各程J完成的不是一個過程各階段的任務(wù)．而是一個階段不同層次的操作。采用這種模塊化程序沒計的辦法，可以有把式代人式(5)，可得效地降低程序的復(fù)雜性，使得程序容易編制和修
7、改。=一l△Af(一1式中：一Z為水頭，相當(dāng)于溢洪道上游底坎以上的水深。岡為z2一z>0，n>0，C>0，d>0，At>0，以df(q2)／<0，從而證叫耐于某?給定的計算時段，函數(shù)，(q)是q的單值單圖1調(diào)洪驗算二分法的程序調(diào)用關(guān)系調(diào)函數(shù)2．3函數(shù)f(q：)的求根區(qū)間4實例應(yīng)用選定求根區(qū)間也很關(guān)鍵。區(qū)問太大會增加不必要的計算次數(shù)，甚至行不通，太小則可能會漏掉根。對于述問題試算的出假設(shè)小浪底水庫起始運(yùn)用水位為201in，庫容曲線采用庫流暈下限顯然是0，其上限在入庫最大流量Q?到來之后可2010年汛前的庫容曲線，水庫泄流曲線根據(jù){2010年黃河中下游洪水調(diào)度方案》
8、中的數(shù)據(jù)，入庫洪水過程為
