【摘要】天然情況下的河川徑流，有著年內(nèi)和年際的變化，且地區(qū)間的分布也不均衡，因此無法滿足國民經(jīng)濟(jì)各用水部門對水資源利用的要求。水利工程建設(shè)目的在于通過各種施工調(diào)節(jié)、改變區(qū)域水量分布狀況和地區(qū)水利條件，使之符合工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其他各部門的需要。
引言：水利工程從修建到運(yùn)用，一般要經(jīng)過規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、管理三個(gè)階段，每一個(gè)階段都需要進(jìn)行水文水利計(jì)算工作。水文工作中的水利計(jì)算、水文預(yù)報(bào)及水資源評價(jià)都為工程在各階段提供了所需數(shù)據(jù)，而水文水利計(jì)算就是這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，通過分析，定出工程規(guī)模和建筑尺寸，編制水量調(diào)度方案，并對工程的經(jīng)濟(jì)性和安全性連個(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡并制定對策，力求在復(fù)雜的問題中得到規(guī)劃設(shè)計(jì)和調(diào)度運(yùn)行的最優(yōu)方案。本次設(shè)計(jì)就是從這一方面出發(fā)，通過對興利調(diào)節(jié)、防洪調(diào)節(jié)和水能計(jì)算等各種任務(wù)的運(yùn)算，求得死庫容、興利庫容、防洪庫容和保證出力等，使得到的成果能運(yùn)用到生產(chǎn)當(dāng)中。
關(guān)鍵詞；水庫興利調(diào)節(jié)；水庫防洪調(diào)節(jié)計(jì)算；水庫水能計(jì)算。
1.設(shè)計(jì)暴雨推求
有資料地區(qū)，設(shè)計(jì)暴雨的推求采用實(shí)測雨量進(jìn)行分析；缺資料地區(qū)采用2003年頒布的《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》查算。
2.設(shè)計(jì)排澇流量
設(shè)計(jì)排澇流量一般采用平均排除法，也可采用排澇模數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式法。當(dāng)澇區(qū)內(nèi)有較大的蓄澇區(qū)時(shí)，一般需要采用產(chǎn)、匯流方法推求設(shè)計(jì)排澇流量過程線，供排澇演算使用。
1） 平均排除法
廣東省一般采用平均排除法計(jì)算排水流量，這種計(jì)算方法適用于集水面積較小的澇區(qū)排水設(shè)計(jì)。平均排除法按澇區(qū)積水總量和設(shè)計(jì)排澇歷時(shí)計(jì)算排水流量和排澇模數(shù)，其計(jì)算公式為：
式中：q——設(shè)計(jì)排水流量（m3/s）；
ci——各地類徑流系數(shù)，參考值：水稻田、魚塘和河涌采用1.0；山崗、坡地、經(jīng)濟(jì)作物地類采用0.7；村莊、道路采用0.7～0.9；城鎮(zhèn)不透水地面采用0.95；
ai——各地類面積（km2）；
rp——設(shè)計(jì)暴雨量（mm）；
ei——各地蒸發(fā)量（mm），一般可采用4mm/d；
hi——各地類暫存水量（mm），水稻田采用40mm，魚塘采用50mm～100mm，河涌采用100mm；
w1——水閘排水量（m3）；
w2——截洪渠截流水量（m3）；
w3——水庫、坑塘蓄滯水量（m3）；
t——排澇歷時(shí)（s）；
q1——堤圍滲漏量（m3/s）
q2——涵閘滲漏量（m3/s）
q3——澇區(qū)引入水量，對灌溉是指回歸水量（m3/s）
q4——廢污水量（m3/s）
q——設(shè)計(jì)排澇模數(shù)（m3/s·km2）；
f——控制排水面積（km2）。
治澇區(qū)內(nèi)有水閘、泵站聯(lián)合運(yùn)用的情況下，一般先用水閘搶排，再電排。在用平均排除法計(jì)算泵站排澇流量時(shí)，應(yīng)扣除水閘排水量和相應(yīng)排水時(shí)間。
2）排澇模數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式法
需求出最大排澇流量的情況，其計(jì)算公式為：
式中：
k——綜合系數(shù)（反映河網(wǎng)配套程度、排水溝坡度、降雨歷時(shí)及流域形狀等因素）；
m——峰量指數(shù)（反映洪峰與洪量的關(guān)系）；
n——遞減指數(shù)（反映排澇模數(shù)與面積的關(guān)系）。
我省目前還沒有關(guān)于排澇模數(shù)各項(xiàng)參數(shù)選取的統(tǒng)計(jì)分析。建議參考湖北省平原湖區(qū)的分析：集雨面積大于500km2的澇區(qū)，k=0.0135，m=1.0，n=-0.201；集雨面積500km2以下的澇區(qū)，k=0.017，m=1.0，n=-0.238。
3.設(shè)計(jì)外河水位
根據(jù)澇區(qū)暴雨與承泄區(qū)（外河）水位的遭遇情況分析，計(jì)算當(dāng)澇區(qū)發(fā)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)暴雨時(shí)相應(yīng)的外河水位。外河設(shè)計(jì)水位一般采用實(shí)測資料進(jìn)行分析，如無實(shí)測資料，參照《廣東省防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)》：潮區(qū)可采用5年一遇的最高水位，其余地區(qū)采用外江多年平均洪峰水位。對近年來河道上修建了工程或進(jìn)行了堤圍加固、河道整治的河段，要采用工程修建后的設(shè)計(jì)水面線，并考慮河道下切的影響。
4.排澇工程布局及規(guī)模計(jì)算
（1）調(diào)蓄水域的布局及規(guī)模
1）對范圍較大的平原澇區(qū)，有條件時(shí)可規(guī)劃一定的河道、溝渠、湖泊、坑塘作為蓄澇容積。蓄澇容積的規(guī)模應(yīng)與排水閘、站規(guī)模的關(guān)系分析比較確定，平原區(qū)水面率可采用5%～10%；其他地區(qū)可稍低，或參考湖北等地取5萬m3/km2～15萬m3/km2的蓄澇率。蓄澇容積一方面可以削減雨洪峰量，減輕排水負(fù)擔(dān)，減小排水工程的規(guī)模，節(jié)約投資，另外還可以利用蓄澇容積進(jìn)行養(yǎng)殖、航運(yùn)，或建設(shè)成人工湖公園等。
2）正常蓄水位一般按照澇區(qū)內(nèi)大部分農(nóng)田能自流排水的原則來確定，布置于澇區(qū)低洼處。無閘門控制的蓄澇區(qū)，其正常蓄水位一般低于附近地面0.2m～0.3m；設(shè)計(jì)低水位主要考慮綜合利用要求，一般在設(shè)計(jì)低水位下保留0.8m～1.0m的水深，以滿足養(yǎng)殖、航運(yùn)、景觀、環(huán)境生態(tài)的要求。
（2）排水閘、主干排水溝、截洪溝等排澇設(shè)施的布局及規(guī)模
根據(jù)澇區(qū)水文水利計(jì)算，確定排水閘、主要排水溝、渠的設(shè)計(jì)排澇流量和排澇特征水位、主要建筑物尺寸等特征參數(shù)。
1） 主干排水溝、截洪溝
主干排水溝一般根據(jù)最大排水流量設(shè)計(jì)，當(dāng)有蓄澇容積時(shí)，采用調(diào)蓄后的最大排水流量。截洪溝以設(shè)計(jì)洪峰作為設(shè)計(jì)流量，為避免截排流量過大，通常要設(shè)置一定的蓄澇容積滯峰，在此基礎(chǔ)上擬定一個(gè)合適的設(shè)計(jì)流量排走大部分洪量。
2） 排水閘
排水閘的設(shè)計(jì)水位包括閘上設(shè)計(jì)水位和閘下設(shè)計(jì)水位。對無蓄澇區(qū)的水閘，閘上水位采用閘前排水河道的設(shè)計(jì)水位，有蓄澇區(qū)的采用蓄澇區(qū)設(shè)計(jì)蓄澇水位。閘下水位汛期按搶排要求確定，選擇低于閘上水位0.1m～0.2m；冬春季排除內(nèi)河澇水的水閘，設(shè)計(jì)下水位一般采用外江多年平均枯季水位。當(dāng)閘下有引水渠時(shí)，要考慮外江到閘前的引水渠的水頭損失。
（3）機(jī)電排澇站布局及規(guī)模
根據(jù)澇區(qū)水量平衡及治澇措施，合理確定需要的機(jī)電排水流量；確定機(jī)電排澇站位置、電源布置等。計(jì)算設(shè)計(jì)內(nèi)外水位、設(shè)計(jì)揚(yáng)程，確定排澇站裝機(jī)規(guī)模。
1）進(jìn)水池水位
最高內(nèi)水位：指站前最高防洪水位，一般取排水區(qū)建站后10～20年一遇的內(nèi)澇水位。
最高運(yùn)行水位：取排水區(qū)允許最高澇水位推算到站前的水位。
設(shè)計(jì)內(nèi)水位：取由排水區(qū)設(shè)計(jì)排澇水位推算到站前的水位。
2）出水池水位
最高外水位：按泵站工程水工建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水位確定。 最高運(yùn)行外水位：建議珠江三角洲采用“最高外水位”；其余地區(qū)按“最高外水位”降一級采用。
設(shè)計(jì)外水位：按我省規(guī)定，潮區(qū)可采用5年一遇的最高水位，其余地區(qū)采用外江多年平均洪峰水位
平均水位：取排水期平均外水位的多年平均值。
3）特征揚(yáng)程
排澇揚(yáng)程包括設(shè)計(jì)揚(yáng)程，平均揚(yáng)程，設(shè)計(jì)最大、最小揚(yáng)程、凈揚(yáng)程等。揚(yáng)程計(jì)算如下：
設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程=設(shè)計(jì)外水位-設(shè)計(jì)內(nèi)水位；
平均凈揚(yáng)程=平均外水位-設(shè)計(jì)內(nèi)水位；
最大凈揚(yáng)程=設(shè)計(jì)最高外水位-設(shè)計(jì)內(nèi)水位；
最小凈揚(yáng)程=設(shè)計(jì)最低水位-設(shè)計(jì)內(nèi)水位。
泵站總揚(yáng)程的計(jì)算必須計(jì)入水力損失，h總=h凈+△h，規(guī)劃階段阻力水頭損失△h一般取凈揚(yáng)程h凈的15～20%。如泵站穿堤排水管道較長，可按實(shí)際情況用水力學(xué)公式計(jì)算。