基于青山水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)論述給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

崔焱 陳曉青 徐亞林 潘爽

摘要：水庫(kù)廠房等建筑需要建設(shè)給排水系統(tǒng)，由于水庫(kù)本身就是以蓄水功能而修建的，所以設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)要充分考慮水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)過(guò)程。洪水調(diào)節(jié)計(jì)算的方法有列表試算法、半圖解雙輔助線法等，在當(dāng)今高速發(fā)展的信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)編程思想應(yīng)用在各種工程中。同樣，計(jì)算機(jī)編程思想可應(yīng)用于水庫(kù)的調(diào)洪計(jì)算，該文章基于青山水庫(kù)的洪水調(diào)節(jié)過(guò)程論述調(diào)洪計(jì)算的編程計(jì)算。在該調(diào)洪編程計(jì)算的方法中，結(jié)合試算法和圖像法共同求取最高洪水位Zmax和最大庫(kù)容Vmax。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的水文結(jié)果，對(duì)給排水系統(tǒng)再進(jìn)行設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：青山水庫(kù)、試算交點(diǎn)法、過(guò)程線、Zmax、Vmax

1 青山水庫(kù)背景

1.1 青山水庫(kù)工程概況

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)工程等特別為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、、旅游、養(yǎng)殖等綜合利用的年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

1.2洪水調(diào)節(jié)資料數(shù)據(jù)

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)，如果入庫(kù)的洪水小于下泄能力時(shí)，來(lái)多少泄多少。如入庫(kù)洪水流量大于閘門全開(kāi)的溢洪道下泄能力時(shí)，則閘門全開(kāi)自由下流。

2、青山水庫(kù)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1水庫(kù)庫(kù)容V和下泄流量與水位Z的關(guān)系

水庫(kù)庫(kù)容V和下泄流量與水位Z的關(guān)系是采用插值法進(jìn)行求取的，下面是求其關(guān)系的自定義函數(shù)代碼：

Function v（z As Double） As Double '水庫(kù)庫(kù)容V和水位Z的關(guān)系函數(shù)

For k = 0 To 11 'TextZ（k）為已知資料水位、TextV（k）為已知資料庫(kù)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的關(guān)系函數(shù)同理使用內(nèi)插法。

2.2試算交點(diǎn)法排水系統(tǒng)調(diào)洪計(jì)算過(guò)程

代碼試算過(guò)程用到的符號(hào)物理意義：q1為上一時(shí)刻入庫(kù)流量、 z1為上一時(shí)刻水位、 v1上一時(shí)刻庫(kù)容、 q2上一時(shí)刻下泄流量、q3兩時(shí)刻平均入庫(kù)流量、 q4#兩時(shí)刻平均下泄流量、 v2兩時(shí)刻庫(kù)容之差絕對(duì)值、 v3試算法該時(shí)刻應(yīng)有庫(kù)容、 z0試算假設(shè)的水位、 v0試算假設(shè)的水位對(duì)應(yīng)的庫(kù)容、 q0試算假設(shè)的水位對(duì)應(yīng)的下泄流量。試算法代碼如下：

Private Sub Command調(diào)洪計(jì)算_Click（） '調(diào)洪試算過(guò)程

If Text5（0） = "" Then ‘Text5（k）為計(jì)算列表時(shí)間數(shù)組

MsgBox "Please Input Date ！ "

首先判斷是否有已知數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有則彈出"Please Input Date ！ "對(duì)話框。若有已知數(shù)據(jù)，該過(guò)程用于判斷初步假設(shè)的水位和上一時(shí)刻水位的大小關(guān)系，若V2大于0，則假設(shè)水位大于上一時(shí)刻，否則，反之。通過(guò)該過(guò)程可以節(jié)省一半的運(yùn)算，降低運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)死機(jī)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 ‘確定計(jì)算精度

Next

Text12（k）.Text = Format（z0， "00.00"） ‘Text12（k）為計(jì)算列表水庫(kù)水位數(shù)組

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(jié)語(yǔ)

在該排水系統(tǒng)調(diào)洪計(jì)算過(guò)程中，采取了試算法與圖像法相結(jié)合的方法，更高效地、更準(zhǔn)確地計(jì)算出當(dāng)洪水到來(lái)時(shí)最高洪水位Zmax和最大庫(kù)容Vmax。并且利用該方法大大地提高的運(yùn)算的速度，在更大型更頻繁的運(yùn)算過(guò)程中減少了計(jì)算機(jī)卡機(jī)事故發(fā)生。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的水文結(jié)果，對(duì)水庫(kù)給排水系統(tǒng)再進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧勝平，田富強(qiáng)，徐得潛.水資源規(guī)劃及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2009

[2]葉秉如.水利計(jì)算及水資源規(guī)劃[M].中國(guó)水利水電出版社，2006

[3] 王賀明. Visual basic程序設(shè)計(jì)教程[M].高等教育出版社，2009

作者簡(jiǎn)介：

崔焱（1998.03-），男，漢族，籍貫：遼寧鞍山，身份證號(hào)：210303199803260013，本科生，研究方向：給排水科學(xué)與工程；

陳曉青（1996.03-），女，漢族，籍貫：山東省德州市樂(lè)陵市，身份證號(hào)： 37148119960329004X，本科生，研究方向：水利水電工程；

徐亞林（1995.11.-）男，漢族，河南省商丘市，身份證號(hào)4114403199511275719，本科生，研究方向：水利水電工程；

潘爽（1996.06.-）女，漢族，安徽省滁州市，身份證號(hào)3411261996060802444，本科生，研究方向：水利水電工程