趙晉+池千強(qiáng)
摘要:《水資源規(guī)劃及利用》是水利水電建筑工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要課程,在生產(chǎn)實(shí)踐中具有重要的意義。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握水利水電規(guī)劃的基本理論和計(jì)算方法,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。為了進(jìn)一步加強(qiáng)所學(xué)內(nèi)容的理解和應(yīng)用,特設(shè)置《水資源規(guī)劃及利用》課程設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)小組選擇的是洪水調(diào)節(jié)方向,主要任務(wù)是掌握洪水調(diào)節(jié)的計(jì)算方法。推求下泄洪水過(guò)程線(xiàn)、不同防洪標(biāo)準(zhǔn)下的特征庫(kù)容和特征水位。
設(shè)計(jì)目的:加深對(duì)水資源規(guī)劃及利用課程基本理論的理解,進(jìn)一步深入理解水利水電工程規(guī)劃的目標(biāo)、任務(wù)和基本程序,理解水資源的特點(diǎn)及其可持續(xù)利用。培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
基本要求:通過(guò)實(shí)例分析和計(jì)算,掌握水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算的原理和方法,能針對(duì)不同工程情況進(jìn)行水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算,確定水庫(kù)調(diào)洪參數(shù),以及學(xué)會(huì)編制相應(yīng)的計(jì)算軟件系統(tǒng)。
本報(bào)告書(shū)以青山水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算為例,介紹洪水調(diào)節(jié)計(jì)算的原理、計(jì)算過(guò)程及方法,以及通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程來(lái)計(jì)算確定所需要的參數(shù),并講述自身經(jīng)歷本課程設(shè)計(jì)之后的感受。
關(guān)鍵詞:水庫(kù)調(diào)節(jié);興利庫(kù)容;課程設(shè)計(jì);調(diào)洪計(jì)算;
一、湖北崇陽(yáng)青山水庫(kù)概況
湖北省崇陽(yáng)縣青山水庫(kù)位于崇陽(yáng)縣城西南10公里處的青山鎮(zhèn),陸水支流青山河上。水庫(kù)于1967年底動(dòng)工興建,1973年基本建成。水庫(kù)工程等別為Ⅱ等,永久性主要建筑物級(jí)別為2級(jí),次要建筑物級(jí)別為3級(jí),主要由主壩、東副壩、西副壩、第一和第二溢洪道、引水放空隧洞、東、西輸水隧洞以及電站等建筑物組成,主副壩均為粘土心墻代料壩。青山水庫(kù)是一座以防洪、灌溉為主,兼顧發(fā)電、城鎮(zhèn)供水、航運(yùn)、旅游、養(yǎng)殖等綜合利用的年調(diào)節(jié)水庫(kù)。
二、水文資料整理與分析
(1)青山水庫(kù)調(diào)洪規(guī)則:按百年一遇洪水設(shè)計(jì)推求百年一遇洪水過(guò)程線(xiàn)進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算設(shè)計(jì)。水庫(kù)起調(diào)水位為設(shè)計(jì)蓄水位(117米)。當(dāng)洪水來(lái)臨時(shí),如入庫(kù)洪水流量小于溢洪道下泄能力時(shí),則控制閘門(mén)開(kāi)度,來(lái)多少泄多少;如入庫(kù)洪水流量大于閘門(mén)全開(kāi)的溢洪道下泄能力時(shí),則閘門(mén)全開(kāi)自由泄流。
(2)計(jì)算過(guò)程:確定計(jì)算起始時(shí)刻。
(3)分析整理后,需要用到的水文資料主要有:
1.水位—庫(kù)容—下泄流量關(guān)系表:
2.百年一遇洪水過(guò)程曲線(xiàn)表Ⅱ
三、下泄流量計(jì)算和特征水位特征庫(kù)容確定
(1)下泄流量計(jì)算。
下泄流量計(jì)算采用試算法。步驟如下:
①每一時(shí)段的Q1、Q2、q1、V1均為已知。假設(shè)一個(gè)q2值,帶入水量平衡方程式
求出V2值。
②根據(jù)V2值,在“水位—庫(kù)容—下泄流量表”根據(jù)q—V的關(guān)系得出對(duì)應(yīng)的q2值。
③將(2)中的q2與假定的q2相比較,若兩q2值不相等,則需要重新假定一個(gè)q2值,重復(fù)上述過(guò)程,直至兩q2值相等或很接近。以此求出的q2、V2為下一時(shí)段的q1、V1值。
④逐時(shí)段進(jìn)行上述試算,將最后結(jié)果匯總,即為下泄流量計(jì)算的成果。
(2)特征水位、特征庫(kù)容確定。
(3)青山水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算結(jié)果各關(guān)系過(guò)程曲線(xiàn)。
通過(guò)調(diào)洪計(jì)算軟件顯示的計(jì)算結(jié)果,將數(shù)據(jù)輸入到Excel軟件中,繪制出入庫(kù)洪水過(guò)程線(xiàn)、下泄流量過(guò)程線(xiàn)以及水庫(kù)水位過(guò)程線(xiàn)。
四、自我總結(jié)
在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,小組先從書(shū)本了解調(diào)洪原理,到了解VB編程知識(shí),再到分工編程,最后匯總結(jié)果。對(duì)于水資源規(guī)劃設(shè)計(jì)課程有了更深一步的認(rèn)識(shí),了解了水資源計(jì)算過(guò)程,結(jié)合計(jì)算機(jī)對(duì)于計(jì)算繁瑣的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化。分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到了提升。
但是,在設(shè)計(jì)過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,例如軟件不能實(shí)現(xiàn)計(jì)算、繪圖全自動(dòng)化,內(nèi)插法與函數(shù)擬合法精度不能保證等問(wèn)題。這也是主要基于對(duì)于編程的不熟悉,在編程過(guò)程中也常出現(xiàn)程序不能順利運(yùn)行的情況,降低了工作效率。這些都是此次過(guò)程中的教訓(xùn)。今后我們也會(huì)多加注意,改正。
小組討論,分工合作等等,使自己感受到了團(tuán)隊(duì)合作的力量,通過(guò)團(tuán)隊(duì)對(duì)原理的理解、幾次的頭腦風(fēng)暴、程序?qū)W習(xí)和內(nèi)插法、試算法的研究熟悉和分工編寫(xiě)程序,最后編制的軟件能夠成功運(yùn)行,也離不開(kāi)大家的努力。感謝這次的課程設(shè)計(jì),讓我明白了這些道理,也學(xué)到了許多,真正達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的目的。
參考文獻(xiàn):
[1]顧圣平,田富強(qiáng),徐得潛.水資源規(guī)劃及利用(第二版)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2016.
[2]王賀明.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].北京:高等教育出版社,2009.endprint