工程水文及水利计算-第21讲

10-5 年调节水库兴利调节计算
1、年调节水库兴利调节计算的长系列法 逐年调节计算 【例题10—2】某水库一回 运用时的年调节计算。
20000 15000 10000 5000 0 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 时间/月 来水 用水
按两水库相对位臵和调节方式划分
梯级水库的特点是水库之间存在着水量的直接联系（对 水电站来说有时还有水头的影响，称水力联系），上级 水库的调节直接影响到下游各级水库的调节。 在进行下级水库的调节计算时，必须考虑到流入下级水 库的来水量是由上级水库调节和用水后而下泄的水量与 上下两级水库间的区间来水量两部分组成。梯级调节计 算一般自上而下逐级进行。当上级调节性能好，下级水 库调节性能差时，可考虑上级水库对下级水库进行补偿 调节，以提高梯级总的调节水量。
3、径流调节周期中水库运用情况分析
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
水库一次运用：水库在调节周期内只有一次连续蓄 水、供水的情况，叫做水库一次运用。
Q，q Q ～t
q ～t
W1
W2
t0
图 2－10 水库一次运用
t
3、径流调节周期中水库运用情况分析
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
Q p / Q0
如果调节流量在年内是变动的，则以保证年供水量 与多年平均年水量之比值表示：
W p /W0
7、径流调节计算中的常用术语 库容系数
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
库容系数以调节库容（或称有效库容、兴利库容） 与多年平均年年来水量，或年径流量之比值表示：
V p /W0 年径流量模比系数
QI
Q
L
(QP1 QP2 ) QS V / t
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按调节周期长短分
日调节：调节周期为一 昼夜，即利用水库兴利 库容将一天内的均匀来 水，按用水部门日内需 水过程进行调节。
流 量
供水
蓄水
0
6
12
18 时间/h24
5、径流调节计算方法
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
方法:可分为时历法和数理统计法两种。 时历法：根据过去按时历顺序的流量资料进行调节 计算，再将调节后的调节流量、水库水位、库容的 多年变化情况，绘制成相应的频率曲线，再供设计 选择，也就是先调节计算后频率统计的方法。 数理统计法：先将流量系列进行频率计算，用统计 特征值来描述径流系列的多年变化，再按概率论原 理和水量平衡进行调节计算，获得调节流量、多余、 不足水量及水库蓄水等多年中的变化情况，以供决 策，即先频率统计后调节计算的方法。
补偿调节：水库至下游用水部门取水地点之间若有较大的 区间面积，区间入流显著而且不受水库控制，为了充分利 用区间来水量，水库应配合区间流量变化补充放水，尽可 能使水库放水流量与区间入流量的合成流量等于或接近于 下游用水要求。这种视水库下游区间来水流量大小，控制 水库补充放水流量的调节方式，称为补偿调节。
5、径流调节计算方法
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
方法比较： 时历法 时历法的特点是利用已出现的径流过程的时序特性 反映未来的径流变化。 时历法的计算结果，给出调节后的利用流量、水库 存蓄水量、弃水量以及水库水位等因素随时序的变 化过程。 具有简易直观，便于考虑较复杂的用水过程和计入 水量的损失等优点。
6、径流调节计算所需基本资料
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
（2）水库特性资料，即水库水位与水库面积、容积 关系曲线； （3）用水资料，包括各部门正常用水保证率，正常 用水量及其分配过程。
7、径流调节计算中的常用术语
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
调节系数
调节系数由保证调节流量和多年平均来水流量的比 值表示：
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按调节周期长短分
年调节：年内河川径流变 化甚大，丰水期和枯水期 的来水量相差悬殊。径流 年调节的任务是按照用水 部门的年内需水过程，将 一年中丰水期多余水量蓄 存起来，用以提高缺水时 期的供水量，调节周期在 一年以内。
流 量
天然流量过程
Q，q Q ～t
q ～t
W1
W2
W3
W4
W5 W6
t0
图 2－12 水库多次运用
t
3、径流调节周期中水库运用情况分析
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
【例10－1】 假设图中W1=20万m3，W2 =3万m3， W3=4万m3，W4=5万m3，W5=3万m3，W6=4万m3，求 兴利库容。 解：V兴=max{W2，（W4+W6—W5）}=max{3， （5+4—3）}=6（万m3）
蓄水
弃水
供水 用水过程
供水
时间/月
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按调节周期长短分
多年调节：径流多年调节的 任务是利用水库兴利库容将 丰水年多余水量蓄存起来， 用以提高枯水年份的供水量。 这时，水库兴利库容可能要 经过若干丰水年才能蓄满， 然后将蓄水量在若干个枯水 年份里用掉，其调节周期要 超过一年。
1、水库兴利调节计算原理
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
水库的时段水量平衡方程：在任何一时段内，进入 水库的水量和流出水库的水量之差，等于水库在这 一时段内蓄水量的变化。
W1 W2 V
用时段平均流量表示:
思考： 出库流量具体应包括哪些 方面的流量？
QI QP V / t QV
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按两水库相对位臵和调节方式划分 梯级调节：对梯级水库进行的径流调节，简称梯级 调节。
二级水库 一级水库 三级水库
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按两水库相对位臵和调节方式划分 径流电力补偿调节： 位于不同河流上但属同一电力系统联合供电的水电 站群，可以根据它们所在流域的水文特性及各自的 调节性能差别，通过电力联系来进行相互之间的径 流补偿调节，以提高水库群总的水利水电效益。 这种通过电力联系的补偿调节就叫做径流电力补偿 调节。
Q，q Q ～t
q ～t
W1
W2
W3
W4
W5 W6
t0
图 2－12 水库多次运用
t
4、径流调节计算的研究课题
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
径流调节的任务就是借助水库的调节作用，按用水 要求重新分配河川天然径流。 调节计算主要是研究天然来水、各部门的用水与水 库库容三者之间的关系。 调节计算的实质是进行来水和用水的对照和平衡。 当来水大于用水时，水库蓄水；当来水小于用水时， 水库供水。
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按两水库相对位臵和调节方式划分 反调节：为了缓解上游水库进行径流调节时给下游 用水部门带来的不良影响，在下游适当地点修建水 库对上游水库的下泄流量过程进行重新调节，称为 反调节，又称再调节。 河流综合利用时，经常出现上游水库为水力发电进 行日调节造成下泄流量和下游水位的剧烈变化而对 下游航运带来不利影响；水电站年内发电用水过程 与下游灌溉用水的季节性变化不一致，修建反调节 水库有助于缓解这些矛盾。
年径流量模比系数（年径流量相对值），表示各年 径流量与多年平均年径流量之比：
K i Qi / Q0
K i Wi /W0
7、径流调节计算中的常用术语
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
径流利用系数 径流利用系数表示径流利用程度，以下式表示：
M /W0
M为平均年供水量
10-5 年调节水库兴利调节计算
4、径流调节计算的研究课题
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
从分析水库水量平衡式可以看出，径流调节计算可 概括为如下三类课题： （1）根据用水部门的要求，求所需兴利库容；
（2）根据已定的兴利库容，求所能提供的保证调节 流量。
（3）找出天然来水、各部门用水与兴利库容三者之 间的关系，或是找出保证率、调节流量与兴利库容 三者之间的关系。
水库二次运用：当水库在一个调节周期内连续供水、 蓄水有二次时，叫做水库二次运用。
Q，q Q ～t
W1
W3
W2 W4
q ～t
t0
图 2－11 水库二次运用
t
3、径流调节周期中水库运用情况分析
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
水库多次运用：水库多次运用情况更为复杂，调节 库容的确定难以通过图形表达。
2、径流调节的分类
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
按调节周期长短分
周调节：由于用水部门假日休息， 用水量减少，因此，可利用水库 将周内假日的多余水量蓄存起来， 在其他工作日用。这种调节称周 调节。 调节周期为一周，所需的调节库 容一般不超过一天的来水量。周 调节水库一般也可进行日调节， 这时水库水位除了一周内的涨落 大循环外，还有日变化。
工程水文及水利计算
第十章 水库的兴利调节计算
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分类 10-5 年调节水库兴利调节计算
门宝辉
可再生能源学院
1、水库兴利调节计算原理
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类
径流调节：天然径流在时间、空间上的分布一般不 完全符合人类的需要。为了除水害，兴水利，需要 采取人工措施对天然径流进行调节，称为径流调节。
水库兴利调节：利用水库，以兴利为目的进行的径 流调节称为水库兴利调节。
1、水库兴利调节计算原理
10-4 水库兴利调节计算原理及调节分 类