基于青山水库洪水调节论述给排水系统设计

崔焱 陈晓青 徐亚林 潘爽

摘要：水库厂房等建筑需要建设给排水系统，由于水库本身就是以蓄水功能而修建的，所以设计给排水系统时要充分考虑水库洪水调节过程。洪水调节计算的方法有列表试算法、半图解双辅助线法等，在当今高速发展的信息时代，计算机编程思想应用在各种工程中。同样，计算机编程思想可应用于水库的调洪计算，该文章基于青山水库的洪水调节过程论述调洪计算的编程计算。在该调洪编程计算的方法中，结合试算法和图像法共同求取最高洪水位Zmax和最大库容Vmax。根据计算出来的水文结果，对给排水系统再进行设计。

关键词：青山水库、试算交点法、过程线、Zmax、Vmax

1 青山水库背景

1.1 青山水库工程概况

湖北省崇阳县青山水库位于崇阳县城西南10公里处的青山镇，陆水支流青山河上。水库于1967年底动工兴建，1973年基本建成。水库工程等特别为II等，永久性主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级，主要由主坝、东副坝、西副坝、第一和第二溢洪道、引水放空隧洞、东、西输水隧洞以及电站等建筑物组成，主副坝均为粘土心墙代料坝。青山水库是一座以防洪、灌溉为主，兼顾发电、、旅游、养殖等综合利用的年调节水库。

1.2洪水调节资料数据

水库起调水位为设计蓄水位（117米），当洪水来临时，如果入库的洪水小于下泄能力时，来多少泄多少。如入库洪水流量大于闸门全开的溢洪道下泄能力时，则闸门全开自由下流。

2、青山水库排水系统设计

2.1水库库容V和下泄流量与水位Z的关系

水库库容V和下泄流量与水位Z的关系是采用插值法进行求取的，下面是求其关系的自定义函数代码：

Function v（z As Double） As Double '水库库容V和水位Z的关系函数

For k = 0 To 11 'TextZ（k）为已知资料水位、TextV（k）为已知资料库容

If Val（z） >= Val（TextZ（k）.Text） And Val（z） <= Val（TextZ （k + 1）.Text） Then

v = Format（（TextZ （k + 1）.Text - TextV（k）.Text） * （z - TextZ （k）.Text） / （TextZ （k + 1）.Text - TextZ （k）.Text） + TextV （k）.Text， "00000"）

Exit For

End If

Next k

End Function

下泄流量和水位Z的关系函数同理使用内插法。

2.2试算交点法排水系统调洪计算过程

代码试算过程用到的符号物理意义：q1为上一时刻入库流量、 z1为上一时刻水位、 v1上一时刻库容、 q2上一时刻下泄流量、q3两时刻平均入库流量、 q4#两时刻平均下泄流量、 v2两时刻库容之差绝对值、 v3试算法该时刻应有库容、 z0试算假设的水位、 v0试算假设的水位对应的库容、 q0试算假设的水位对应的下泄流量。试算法代码如下：

Private Sub Command调洪计算_Click（） '调洪试算过程

If Text5（0） = "" Then ‘Text5（k）为计算列表时间数组

MsgBox "Please Input Date ！ "

首先判断是否有已知数据，如果没有则弹出"Please Input Date ！ "对话框。若有已知数据，该过程用于判断初步假设的水位和上一时刻水位的大小关系，若V2大于0，则假设水位大于上一时刻，否则，反之。通过该过程可以节省一半的运算，降低运行过程中出现死机的可能。

If v2 > 0 Then

For z0 = z1 To z1 + 1 Step 0.04

v0 = v（z0）： q0 = q（z0）： q4 = （q2 + q0） * 0.5： v2 = （q3 - q4） * 1.08：v3 = v1 + v2

If Abs（v0 - v3） < 30 Then Exit For ‘确定计算精度

Next

Text12（k）.Text = Format（z0， "00.00"） ‘Text12（k）为计算列表水库水位数组

End If

If v2 < 0 Then

For z0 = z1 To z1 - 1 Step -0.04

v0 = v（z0）：q0 = q（z0）：q4 = （q2 + q0） * 0.5：v2 = （q3 - q4） * 1.08：v3 = v1 + v2

If Abs（v0 - v3） < 50 Then Exit For

Next

Text12（k）.Text = Format（z0， "00.00"）

End If

Next k

End If

End Sub

3.結语

在该排水系统调洪计算过程中，采取了试算法与图像法相结合的方法，更高效地、更准确地计算出当洪水到来时最高洪水位Zmax和最大库容Vmax。并且利用该方法大大地提高的运算的速度，在更大型更频繁的运算过程中减少了计算机卡机事故发生。根据计算出来的水文结果，对水库给排水系统再进行设计。

参考文献：

[1]顾胜平，田富强，徐得潜.水资源规划及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2009

[2]叶秉如.水利计算及水资源规划[M].中国水利水电出版社，2006

[3] 王贺明. Visual basic程序设计教程[M].高等教育出版社，2009

作者简介：

崔焱（1998.03-），男，汉族，籍贯：辽宁鞍山，身份证号：210303199803260013，本科生，研究方向：给排水科学与工程；

陈晓青（1996.03-），女，汉族，籍贯：山东省德州市乐陵市，身份证号： 37148119960329004X，本科生，研究方向：水利水电工程；

徐亚林（1995.11.-）男，汉族，河南省商丘市，身份证号4114403199511275719，本科生，研究方向：水利水电工程；

潘爽（1996.06.-）女，汉族，安徽省滁州市，身份证号3411261996060802444，本科生，研究方向：水利水电工程