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第十三章 中小型水库的兴利调节计算



一、水资源综合利用 兴利除害



兴利:发电、灌溉、供水、航运、渔业、 兴利:发电、灌溉、供水、航运、渔业、环境用水 除害:防洪、 除害:防洪、抗旱

二、径流调节 径流调节 1、 概念 、 对天然来水过程在时、空上进行有意识的控制, 对天然来水过程在时、空上进行有意识的控制,以达到兴 利除害的目的。

这种方式称为径流调节。 利除害的目的。这种方式称为径流调节。 2、 径流调节措施 、 水库、大坝、 水库、大坝、引水渠道 三、水利计算的任务和内容 任务: 在水文计算的基础上,结合国民经济的要求, 任务: 在水文计算的基础上,结合国民经济的要求, 综 合分析,确定水利工程的规模,阐明水利工程的效益, 合分析,确定水利工程的规模,阐明水利工程的效益,并绘制水 利工程的控制运用规程. 利工程的控制运用规程. 内容: 径流调节计算、水能计算、防洪计算、经济论证、 内容: 径流调节计算、水能计算、防洪计算、经济论证、 水利枢纽参数选择、水库管理和控制运用等。 水利枢纽参数选择、水库管理和控制运用等。

四、水利工程对环境的影响 1 淤积与冲刷的影响 2 水文状态的变化 流量、流速发生变化;水体物理、化学、 流量、流速发生变化;水体物理、化学、生物性质发生变 地下水位抬升;沼泽化、盐碱化。 化;地下水位抬升;沼泽化、盐碱化。 3 水质的变化 有利:减少浑浊度和生化耗氧量,降低Sio 的含量等; 有利:减少浑浊度和生化耗氧量,降低Sio2的含量等; 不利:自净能力降低,固体物质沉积,水温分层, 不利:自净能力降低,固体物质沉积,水温分层,厌氧微 生物发达。 生物发达。 4 对局部气候的影响 蒸发量增加,气温变化(夏季: 冬季: ),局部降 蒸发量增加,气温变化(夏季:凉;冬季:暖),局部降 水改变(夏季:减少;冬季:增加)。 水改变(夏季:减少;冬季:增加)。 5 对地震条件的影响 易诱发地震

第十三章 中小型水库的兴利调节计算
13.1 13.2 水库特性曲线、 水库特性曲线、特征水位及特征库容 水库的设计标准

13.3 水库水量损失及水库死水位选择 13.4 13.5 13.6 13.7 径流调节计算的基本资料 水库兴利调节计算原理与分类 年调节水库兴利调节计算 多年调节水库兴利调节计算

第一节

水库特性曲线、 水库特性曲线、特征水位及特征库容

一、水库特性曲线 水库面积曲线: ①水库面积曲线:水位与水库该水位对应水面面积的关系 曲线, 曲线,记Z-A。 - 。

求积仪或 网格测算

容积)曲线 ②水库库容(容积 曲线 水库库容 容积 水位与水库该水位对应库容的关系曲线, 水位与水库该水位对应库容的关系曲线,记Z-V。它是水 - 。 库面积曲线的积分。计算公式: 库面积曲线的积分。计算公式:

V = ∫ AdZ = ∑ ? V = ∑ A ? Z
Z0 Z0 Z0

Z

Z

Z

Where

v 1 1 A = ( A1 + A2 ) 或 A = ( A1 + A1 A2 + A2 ) 2 3

式中, 水库容积, 库底高程, ; 式中,V——水库容积,m3;Z0 ——库底高程,m;△Z—— 水库容积 库底高程 相邻水位间的水深, ; 对应的库容, 相邻水位间的水深,m; △V——与△Z对应的库容,m3; 与 对应的库容 A1、A2、A——相邻水位的水库面积及平均值,m2。 相邻水位的水库面积及平均值, 相邻水位的水库面积及平均值 例:



上述计算适合入库流量为零,水库水面水平的情况。 上述计算适合入库流量为零,水库水面水平的情况。即 静库容计算。 静库容计算。 对于大型水库,入库流量导致水面线非水平, 对于大型水库,入库流量导致水面线非水平,从而形成 动库容( )。因此 绘制库容曲线时,应考虑动库容。 因此, 动库容(图1)。因此,绘制库容曲线时,应考虑动库容。 以水位为纵坐标,总库容(动库容+静库容)为横坐标, 以水位为纵坐标,总库容(动库容+静库容)为横坐标, 入库流量为参数绘制库容曲线。见下图。 入库流量为参数绘制库容曲线。见下图。

图1

二、水库特征水位和特征库容 1. . 2. . 3. . 4. . 6. 死水位( 和死库容( 死水位(Z死)和死库容(V死) 正常蓄水位( 和兴利库容( 正常蓄水位(Z正)和兴利库容(V兴) 防洪限制水位( 和结合库容( 防洪限制水位(Z限)和结合库容(V结) 防洪高水位( 和防洪库容( 防洪高水位(Z防)和防洪库容(V防) 5. 设计洪水位(Z设) . 设计洪水位( 校核洪水位 水位( 和调洪库容( 校核洪水位(Z校)和调洪库容(V调)

7. 坝顶高程 . 8. 总库容 .

Z坝=Z校+h风+h安 V总=V死+V兴-V结+V调 V总=V死+V兴+V调 兴利与防洪结合 兴利与防洪不结合

第二节 一、设计标准的含义 设计标准的含义 标准

水库的设计标准

又称设计保证率。指水库在多年运行期间, 又称设计保证率。指水库在多年运行期间,用水部门正 保证率 常工作得到保证的程度。 常工作得到保证的程度。 年保证率 保证率 定义为: 定义为: 历时保证率



二、设计保证率的分类与选择 1. 灌溉设计保证率 . 与灌区水资源情况、农作物种类等有关。 P190表13与灌区水资源情况、农作物种类等有关。书P190表13-2。 灌溉设计保证率选用原则:南方比北方高; 灌溉设计保证率选用原则:南方比北方高;自流灌溉比 原则 提水灌溉高;大型工程较小型工程高; 提水灌溉高;大型工程较小型工程高;远景规划工程较近期 工程高。 工程高。 基本农田建设、小型灌区:抗旱天数作为灌溉设计标准。 基本农田建设、小型灌区:抗旱天数作为灌溉设计标准。 2. 供水设计保证率 . 9595-99%

3. 发电设计保证率 . 与电站的装机容量、电站在电力系统中的比重有关。 与电站的装机容量、电站在电力系统中的比重有关。 电力系统的比重(%) 电力系统的比重 设计保证率 4. 航运设计保证率 . 一般用历时保证率表示。 一般用历时保证率表示。一、二级航道保证率为97-99%, 二级航道保证率为97-99%, 97 四级为95 97%, 95六级为90 95%。 90三、四级为95-97%,五、六级为90-95%。 25以下 以下 80~90 25~50 90~95 50以上 以上 95~98

第三节 水量损失 一 、 水量损失 1、蒸发损失 蒸发损失 蒸发

水库水量损失及水库死水位选择

W蒸=(E水-E陆)A库×1000 式中, W蒸——一年水库蒸发量,m3;E水、E地——一年水面、 一年水库蒸发量, 一年水面、 式中, 一年水库蒸发量 一年水面 陆面蒸发深度,mm; 水库计算水面面积, 陆面蒸发深度,mm;A水——水库计算水面面积,Km2 水库计算水面面积 2、渗漏损失 、渗漏损失 渗漏损失量与水库水位有关,即与蓄水量W 有关。 渗漏损失量与水库水位有关,即与蓄水量W蓄有关。可用 损失量与水库水位有关 下式近似描述: 下式近似描述: W渗=kW蓄

二 水库死水位的选择 确定Z 所考虑的主要因素: 确定Z死所考虑的主要因素: 水电站发电所需的最低水头; ①水电站发电所需的最低水头; 下游水位+发电所需的最低水头= 下游水位+发电所需的最低水头=发电需要的死水位 自流灌溉必须的引水高程; ②自流灌溉必须的引水高程; 渠首水位高程+设计灌溉流量对应水头= 渠首水位高程+设计灌溉流量对应水头=水库死水位 ③供泥沙淤积,以保证水库的正常使用年限; 供泥沙淤积,以保证水库的正常使用年限;
V沙,总 = T ?V沙,年 V沙,年

水库使用年限( 多年平均含沙量, 其中 T——水库使用年限(年);ρ 0 ——多年平均含沙量, 水库使用年限 多年平均含沙量 kg/m3;W0——多年平均径流量,m3;m——库中泥沙沉积率 多年平均径流量, 多年平均径流量 库中泥沙沉积率 淤积体的空隙率, (%);p——淤积体的空隙率,(0.3-0.4);γ ——泥沙颗粒的 ) 淤积体的空隙率 (0.3-0.4); 泥沙颗粒的 干容重, 干容重,kg/m3。 航运要求; 渔业要求。 ④航运要求; ⑤渔业要求。

ρ 0W0 m = (1 ? p)γ

第四节

径流调节计算的基本资料

河川径流资料(水库来水过程) 河川径流资料(水库来水过程) 各用水部门用水过程资料 水库特性曲线 一、河川径流资料 历年月径流量过程 设计年径流年内分配过程 二、 用水部门用水过程资料 ①供水(民用水、工业用水) 供水(民用水、工业用水) t 特点: . 水质要求较高; 特点:a. 水质要求较高; b. 有日、年周期变化;c. 供水保证程度较高。 . 有日、年周期变化; . 供水保证程度较高。

Q供

②灌溉用水 Q灌 特点: .明显的季节性; 特点:a.明显的季节性; b.多变性;c.适应性较大。 .多变性; .适应性较大。 ③发电用水 3 特点:a.日 年变化特性; 特点:a.日、周、季、年变化特性; b.属于变动用水过程 属于变动用水过程。 b.属于变动用水过程。 ④航运用水 Q航 ⑤环境用水 t(月) Q环 Q电

11 t(月)

t(月)

t(月)

⑥综合用水图:将各种用水过程叠加得到水库所在地区综 综合用水图: 合用水过程。 合用水过程。

第五节

水库兴利调节计算原理与分类

一、兴利调节计算概念 利用水库的调蓄作用,将河川径流洪水期 或丰水年 或丰水年)的多 利用水库的调蓄作用,将河川径流洪水期(或丰水年 的多 余水储存起来,以提高枯水期(或枯水年 的供水量, 或枯水年)的供水量 余水储存起来,以提高枯水期 或枯水年 的供水量,满足各兴 利部门用水要求所进行的计算。 利部门用水要求所进行的计算。 将天然径流过程进行重新分配。 将天然径流过程进行重新分配。 水库蓄水量(水位)变化过程的计算。 水库蓄水量(水位)变化过程的计算。 如右图所示。 如右图所示。 调节周期 T 二、兴利调节计算的任务 确定水库水位变化过程, 确定水库水位变化过程, 水位变化过程 正常蓄水位和兴利库容。 正常蓄水位和兴利库容。 Z死
蓄水 T 放水

Z正

三、兴利调节计算原理 将整个调节周期划分为若干个计算时段, 将整个调节周期划分为若干个计算时段,逐时段进行水 量平衡计算,得到水库蓄水量(水位)变化过程。 量平衡计算,得到水库蓄水量(水位)变化过程。 在任意时段内,入库水量与出库水量之差, 在任意时段内,入库水量与出库水量之差,等于水库蓄 水量的变化。 水量的变化。即 Z正 ×△t= (Q入-q出)×△ = △V=V1-V2 = 其中 q出=∑ 用+Q渗+Q蒸+Q弃 =∑Q 式中 Q入——△t时段内平均入库流量(m3/s); △ 时段内平均入库流量( ) q出——△t时段内平均出库流量(m3/s); △ 时段内平均出库流量( ) 计算时段( △t——计算时段(月、旬); 计算时段 Z死 t1 t2
蓄水 放水

蓄水量的变化, 为时段初、末水库蓄水量。 △V——蓄水量的变化,V1,V2为时段初、末水库蓄水量。 蓄水量的变化

四、分类

1. 按调节周期长短分

日调节 周调节 年调节 多年调节

图中

q 、Q分别为用水过程和来水过程

图中

q 、Q分别为用水过程和来水过程

水库属何种调节类型,一般用库容系数 来初步判断 来初步判断: 水库属何种调节类型,一般用库容系数β来初步判断: β=V兴/W0 W0为多年平均年水量。Β>30%~50%,属多年调节;β< 2%~ 为多年平均年水量。 ,属多年调节; 3%,属日调节;3%~5% ≤ β< 20%~25%,属年调节。 ,属日调节; ,属年调节。

完全年调节 2. 按径流利用程度分 不完全年调节

第六节 年调节水库兴利调节计算
一、 概述 任务:在来水、用水和设计保证率一定的情况下, 1 任务:在来水、用水和设计保证率一定的情况下,推 求 年调节水库的兴利库容——V兴和正常蓄水位 和正常蓄水位——Z正。 年调节水库的兴利库容 调节周期:一年(水利年),蓄水开始到放水结束。 调节周期:一年(水利年),蓄水开始到放水结束。 ),蓄水开始到放水结束 长序列法 2 方法 代表年法

二、长序列法 (一)长序列法概念

1. 将水库坝址断面河流多年来水过程和该地区用水过程, . 将水库坝址断面河流多年来水过程和该地区用水过程, 进行逐年按时历列表法进行逐时段(月或旬)的水量平衡计算, 逐年按时历列表法进行逐时段 进行逐年按时历列表法进行逐时段(月或旬)的水量平衡计算, 可求出各时段的不足水量,然后有分析地累加供水期不足水量, 可求出各时段的不足水量,然后有分析地累加供水期不足水量, 即可得到各年的兴利库容V )( , , , ) )(i= 即可得到各年的兴利库容 兴(i)( =1,2,…,n); 2. 将V兴(i)( =1,2,…,n) 从小到大排序,计算经验频率, . )(i= )( , , , ) 从小到大排序,计算经验频率, 推求兴利库容频率曲线; 推求兴利库容频率曲线; 3. 由设计保证率 . 由设计保证率P VP兴 兴 VP兴 兴

P

(二 )逐年调节计算 不计水量损失的年调节列表计算法 1 不计水量损失的年调节列表计算法 1)步骤: 步骤: ①将来水和用 水填入表格; 水填入表格; ②分别计算各 月余水量和亏 水量; 水量;③亏水 量的代数和 代数和为 量的代数和为 兴利库容; 兴利库容;④ 计算水库各月 末蓄水量或水 位。

2)一回运用、 2)一回运用、多回运用 一回运用 ①一回运用 一年内只有一个余水 期和一个亏水期。 期和一个亏水期。

Q,q V1

Q~t q~t V2

②多回运用 一年内有多个余水期 一回运用 t 和亏水期。 和亏水期。 中间余水量不同时小于两个亏水量, a. 中间余水量不同时小于两个亏水量,则兴利库容为两个 亏水量中得较大者。如下图( 亏水量中得较大者。如下图(a):V兴=V2。 ∵ V3>V4 b.中间余水量同 b.中间余水量同 时小于前后个亏 水量, 水量,则兴利库 容为三者代数和。 容为三者代数和。 如右图(b): 如右图(b): V兴 =V2+V4-V3。 ∵V3<V4,V3< V2

Q,q V1

Q~t V3 V2

q~t V5 V4 V6 t

多回运用

已知: =20万 =3万 =4万 =5万 已知:V1=20万m3, V2=3万m3, V3=4万m3, V4=5万m3, =3万 求兴利库容。 V5=3万m3, V6=4万m3。求兴利库容。 =4万 [解]:由上面的原则得: 由上面的原则得: =6万 V兴=6万m3

3) 水库操作方式: 水库操作方式: 水库操作方式不同,水库蓄水过程也不同。一般有早蓄 水库操作方式不同,水库蓄水过程也不同。一般有早蓄 迟蓄两种方式 两种方式。 和迟蓄两种方式。 a、早蓄方案 、 水库在蓄水期有余水就蓄,蓄满后再弃水。 水库在蓄水期有余水就蓄,蓄满后再弃水。 采用顺时序计算 b、迟蓄方案 、 水库在蓄水期末有水库保证蓄满的前提下, 水库在蓄水期末有水库保证蓄满的前提下,有多余的水 先弃后蓄。 先弃后蓄。 采用逆时序计算 13P196 图13-10

例: 多 回 运 用 水 库 兴 利 库 容 计 算

例: 多 回 运 用 水 库 兴 利 库 容 计 算

2 计水量损失的年调节列表计算法 1)资料: 来水过程、用水过程 资料: 来水过程、 只有知道水库时段初、末蓄水量, 只有知道水库时段初、末蓄水量,才能确定蒸发损失和渗 漏损失,因此损失过程未知。 漏损失,因此损失过程未知。 2)水量平衡方程 V2-V1= ( 入-q用-q损-q弃)×△t (Q 式中, 未知。因此需要试算 试算。 式中,V2,q损未知。因此需要试算。 3)试算法 假定月末蓄水量V 计算蒸发损失和渗漏损失q 假定月末蓄水量 2 ——计算蒸发损失和渗漏损失 损—— 计算蒸发损失和渗漏损失 由水量平衡方程得到V 判断: 停止计算; 由水量平衡方程得到 2`——判断: 若V2 =V2`,停止计算;否 判断 则重新假定月末蓄水量V 继续试算。 则重新假定月末蓄水量 2,继续试算。

蒸发损失和渗漏损失q 按如下计算: 蒸发损失和渗漏损失q损,按如下计算:
1 (v1 + v 2 ) = v ? q渗 2 v ? A ? q蒸

q损=q蒸+q渗 试算法工作量大。一般采用简便算法。 试算法工作量大。一般采用简便算法。 4)简化算法 ①先不考虑水量损失,计算各时段(月)的蓄水量; 先不考虑水量损失,计算各时段( 的蓄水量; ②用各时段的水库平均蓄水量计算时段的损失量; 用各时段的水库平均蓄水量计算时段的损失量; ③再用考虑水量损失的水量平衡方程逐时段计算。 再用考虑水量损失的水量平衡方程逐时段计算。 见下表

5)一个更简单的算法 适合水量损失不大且为初设阶段的水库。 适合水量损失不大且为初设阶段的水库。 ①不考虑水量损失,计算水库兴利库容V兴; 不考虑水量损失,计算水库兴利库容V ②计算水库供水期的平均库容:v 计算水库供水期的平均库容: 根据Z ③由 v 根据Z
A ;
~

= v死 +

1 v兴 2



V 和Z

~

A曲线, A曲线,计算水库平均水面面积 曲线

④计算供水期W渗`和W蒸`;则V兴` = V兴+ W渗`+W蒸`。 计算供水期 见P200

(三)设计库容的确定 逐年调节计算得到各年的兴利库容V )( , , , ) )(i= 逐年调节计算得到各年的兴利库容 兴(i)( =1,2,…,n); )(i= 将V兴(i)( =1,2,…,n) 从小到大排序,计算经验频率,推求兴 )( , , , ) 从小到大排序,计算经验频率, 利库容频率曲线;由设计保证率P推求 兴 推求V 利库容频率曲线;由设计保证率 推求 P兴。 (四) 长序列法的优点 1、设计保证率概念明确; 设计保证率概念明确; 成果可靠。 2、成果可靠。 注:资料条件(15年以上)允许, 资料条件(15年以上)允许, 年以上 宜采用长序列法。 宜采用长序列法。 P VP兴 兴

三 代表年法 实际代表年法 设计代表年法 (一)设计代表年法 p204 推求设计年径流及其年内分配过程(第五章); 1 推求设计年径流及其年内分配过程(第五章); 2 推求设计年用水过程; 推求设计年用水过程; 兴利调节计算得到兴利库容V 3 兴利调节计算得到兴利库容VP兴。 (二)实际代表年法 单一选年法 库容排频法 选用某种年型的实测来 水和用水过程为代表, 水和用水过程为代表, 进行调节计算来推求水 库的兴利库容。 库的兴利库容。

实际干旱年法——抗旱天数法 抗旱天数法 实际干旱年法

1 单一选年法 1)概念:单以来水或用水频率曲线为依据,选择符合或 概念:单以来水或用水频率曲线为依据, 接近设计保证率、 接近设计保证率、年内分配偏于不利的实际来水或用水过程和 同年用水或来水过程,作调节计算, 同年用水或来水过程,作调节计算,推求水库的兴利库容及该 年的蓄、泄水过程。 年的蓄、泄水过程。 2)计算实例 书P202表13-8 P202表13书P203表13-10 P203表133)优缺点 优点:简单; 优点:简单; 缺点:成果不稳定,库容保证率概念不明确。 缺点:成果不稳定,库容保证率概念不明确。 原因:只考虑了来水(或用水),忽略了用水 原因:只考虑了来水(或用水),忽略了用水 ), 或来水)。 (或来水)。

2 库容排频法 1)概念:根据来水或用水频率曲线,在设计保证率左右 概念:根据来水或用水频率曲线, 的一定频率范围内,选择3 个实际代表年, 的一定频率范围内,选择3-5个实际代表年,分别求得各年的 V兴,然后在所选频率范围内,将这几个库容从小到大重新排 然后在所选频率范围内, 求出对应于设计保证率的库容作为设计兴利库容。 位,求出对应于设计保证率的库容作为设计兴利库容。 适用条件:来水量与用水量关系不密切。 适用条件:来水量与用水量关系不密切。 2)计算实例 书P203例5 P203例 P204表13P204表13-11

3)优缺点 优点:考虑了来水、用水的组合,成果较单一选年法稳定; 优点:考虑了来水、用水的组合,成果较单一选年法稳定; 具有明确的保证率概念。 具有明确的保证率概念。

实际干旱年法——抗旱天数法 3 实际干旱年法 抗旱天数法 适合于资料缺乏的中、小型水库。 适合于资料缺乏的中、小型水库。 1)概念:通过灌区旱情调查及河流水情分析,根据规定 概念:通过灌区旱情调查及河流水情分析, 的设计抗旱天数, 的设计抗旱天数,选取实际旱情相当或接近的几个年份作为设 计典型年, 计典型年,用这些典型年的水库来水量和灌溉用水量进行调节 计算,求得各年所需的V 计算,求得各年所需的V兴,选取偏于安全的数值作为设计库 容。 2)计算实例(略) 计算实例( 3)优缺点 优点:计算成果更能符合实际情况。 优点:计算成果更能符合实际情况。 缺点:不易确定它的保证率。 缺点:不易确定它的保证率。

四 正常蓄水位的确定 V兴+V死 —— Z正 库容曲线 Z
~

V

确定正常蓄水位需综合考虑的因素有: 确定正常蓄水位需综合考虑的因素有: 1)兴利要求(拟定几种用水方案); 兴利要求(拟定几种用水方案); 2)各项综合效益指标; 各项综合效益指标; 3)库区淹没损失; 库区淹没损失; 4)地形地质条件; 地形地质条件; 5)当上下游已建或拟建水利工程,应考虑水库对上下游 当上下游已建或拟建水利工程, 水库的影响及水力衔接。 水库的影响及水力衔接。

第七节 多年调节水库兴利调节计算
一 多年调节的概念 年调节: 设计保证率对应的年来水量大于等于年用水量。 年调节 设计保证率对应的年来水量大于等于年用水量。 多年调节:设计保证率对应的年来水量有时小于年用水量。 多年调节:设计保证率对应的年来水量有时小于年用水量。 将丰水年组多余水蓄存起来,以补充枯水年组的不足水量。 将丰水年组多余水蓄存起来,以补充枯水年组的不足水量。即 经过若干个连续丰水年,水库才能蓄满; 经过若干个连续丰水年,水库才能蓄满;经过若干个连续枯水 水库才能放空。 年,水库才能放空。 二 多年调节水库兴利调节的任务 计算多年调节水库的设计兴利库容V 1 计算多年调节水库的设计兴利库容V兴P; 推求多年调节水库的正常蓄水位Z 2 推求多年调节水库的正常蓄水位Z正。 三 多年调节水库兴利调节计算的原理 水量平衡方程

四 计算方法 方法 长序列法* 数理统计法

五 多年调节计算长序列法的基本概念 1 根据来水、用水资料,通过逐年调节计算,求得每年所 根据来水、用水资料,通过逐年调节计算, 需库容V ) 需库容 兴(i); 这里的V )计算, 这里的 兴(i)计算,有时不能只考虑本年度缺水期的不足 水量,还必须联系前一年或前几年的不足水量情况进行分析, 水量,还必须联系前一年或前几年的不足水量情况进行分析, 即取决与连续枯水年组的总亏水量。 即取决与连续枯水年组的总亏水量。 2 绘制兴利库容频率曲线; 绘制兴利库容频率曲线; )(i= 将V兴(i)( =1,2,…,n) 从小到大排序,计算经验频率,推 )( , , , ) 从小到大排序,计算经验频率, 求兴利库容频率曲线; 求兴利库容频率曲线; 3 由设计保证率 得到V兴P. 由设计保证率P得到 得到

VP 兴

库容~频率曲线 库容 频率曲线

P

第一年V 第一年 兴(1): V2 :

第二年V 第二年 兴(2): V4 :

V 第三年V 第三年 兴(3): 6 :

第四年V 第五年V 第四年 兴(4):V6+V8-V7 第五年 兴(5):V6+V8-V7+V10-V9 : : 第六年V 第六年 兴(6):V6+V8-V7+V10-V9+V12-V11 : 第七年V 第七年 兴(7):V6+V8-V7+V10-V9+V12-V11+V14-V13 :

不计水量损失时 多年调节水库逐年兴利库容V ) 损失时, 六、 不计水量损失时,多年调节水库逐年兴利库容 兴(i)的计算 1 方法 列表法 2 列表法 书P207表13-12 P207表13当V余≥V亏,则V兴=V亏;当V余<V亏,则V兴=连续枯水年组 的总亏水量。 的总亏水量。 3 差量累积曲线法 1)根据用水量,将各水利年划分为余水期和亏水期; 根据用水量,将各水利年划分为余水期和亏水期; 2)求各年余水期的余水量和亏水期的亏水量,并按时序计 求各年余水期的余水量和亏水期的亏水量, 算累计值,见表13 12第 13算累计值,见表13-12第(5)栏; 差量累计曲线法 试算法

3)以∑(来水量-用水量)为纵坐标,时序为横坐标,点 来水量-用水量)为纵坐标,时序为横坐标, 差量累计曲线; 如图13-15所示。 所示。 绘差量累计曲线 如图 所示 4)在差量累积曲线上,每年从亏水期末向前作水平线与差 )在差量累积曲线上, 量累积曲线相交即停止; 量累积曲线相交即停止;此水平线与差量累积曲线间的最大纵 坐标差值,即为该年所需库容。 坐标差值,即为该年所需库容。 ∑(来水量-用水量) ∑(来水量-用水量) ( ( ∑(来水量-用水量) ∑(来水量-用水量) ( (
1

b

a

2

3

4

5

6

7

t(年)

4 试算法 (1)概念 先假定一个兴利库容V 逐时段( 调节计算( 先假定一个兴利库容 兴,逐时段(月)调节计算(计算表 格与年调节时历列表法相同), ),统计用水被破坏的年数来计算 格与年调节时历列表法相同),统计用水被破坏的年数来计算 保证率,如计算的保证率P 与设计保证率P相等, 保证率,如计算的保证率P`与设计保证率P相等,则V兴即为所 求。 (2)基本步骤 ①计算历年逐月余水量和亏水量,如表13-13第(4、5) 计算历年逐月余水量和亏水量,如表13-13第 13 栏所示; 栏所示; ②假定一个兴利库容V兴; 假定一个兴利库容 ③从死水位开始,逐月进行水量平衡计算,遇到蓄水期就 从死水位开始,逐月进行水量平衡计算, 蓄满了还有余水就作弃水处理;遇亏水就供水,直到放空, 蓄,蓄满了还有余水就作弃水处理;遇亏水就供水,直到放空, 放空时还缺水,则算这年供水遭到破坏; 放空时还缺水,则算这年供水遭到破坏;

④如遭到破坏,下一年重新开始计算; 如遭到破坏,下一年重新开始计算; ⑤统计供水破坏年数,计算保证率P`: 统计供水破坏年数,计算保证率P
p′ = 供水保证年数 计算总年数 ? 破坏年数 × 100% = × 100% 计算总年数 + 1 计算总年数 + 1

停止计算;否则转向② ⑥判断: 若P =P`,停止计算;否则转向②步。 判断:

(3)综合确定VP,兴 综合确定V (4)计算实例 P208 [例 [例8]

V兴 VP 兴

P设

P

5 各方法的比较 1)列表法 ) 资料30年以上 资料 年以上 设计保证率概念明确; 设计保证率概念明确; 成果可靠、精度高。 成果可靠、精度高。 2)差量累计曲线法 ) 易于多方案比较,简单、明了。 易于多方案比较,简单、明了。 3)试算法 ) 简单

计水量损失时 损失时, 七 计水量损失时,多年调节水库逐年兴利库容计算 近似法 先不考虑水量损失,计算水库兴利库容V ① 先不考虑水量损失,计算水库兴利库容 兴P; ②
1 v = v死 + v兴P 计算水库全年平均蓄水量: 计算水库全年平均蓄水量: 2



根据Z 曲线, ③ 由 v 根据 ~V 和Z~A曲线,计算水库平均水面面积 A ; 曲线 ④ 计算多年平均逐月损失量 渗(t)和W蒸(t)( =1,2, , 计算多年平均逐月损失量W ) )(t=1,2, =1,2,…, 12);见表13-14。 12);见表13-14。 13 将逐月平均水量损失加入用水系列, ⑤ 将逐月平均水量损失加入用水系列,得到历年毛用水 序列; 序列; 由来水系列、 ⑥ 由来水系列、毛用水系列逐年计算水库的年兴例库容 V兴(i)(计算方法同前)。 )(计算方法同前 )(计算方法同前)

计算实例见P210[例 计算实例见P210[例9] P210[

本 章 小 结
水库特征水位和特征库容 水库死水位的选择 径流调节的概念及分类 设计保证率的含义及种类 水库兴利调节的原理、 水库兴利调节的原理、任务 年调节水库的兴利库容计算方法及步骤 多年调节水库的兴利库容计算方法及步骤


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