论述水库兴利调节的确定方法

论述水库兴利调节的确定方法

天然情况下的河川径流，有着年内和年际的变化，且地区间的分布也不均衡，因此无法满足国民经济各用水部门对水资源利用的要求。需要通过水利工程的控制和调节，来重新分配河川径流的时空分布，以解决来用水在时间与数量上不相适应的矛盾。这种利用专门的水工建筑物（如大坝、水库和渠道等），来重新分配河川径流，以适应需水过程的措施称为径流调节。其中，为减免洪水灾害，在汛期拦蓄洪水、削减洪峰的调节称为防洪调节；为了满足于用水部门需水要求的调节称为兴利调节。

标签：水库调节；分类；重要性

1 水库兴利调节的意义与分类

拦河坝将天然径流蓄存，便形成水库。修建水库是进行径流调节的主要措施。所谓水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于用水时，再放水补充，以满足兴利部门的用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的变化而变化。由库空到蓄满，再放空，循环一次所经历的时间，称为调节周期。按调节周期的长短，可分为日调节、周调节、年调节和多年调节。

2 水库兴利调节所需的基本资料

水库的兴利调节，是通过水库的蓄泄操作使来水过程适应需水过程的要求。因此，调节计算所需的基本资料包括有河川径流过程、兴利部门的用水过程和水库的特性资料。河川径流过程，即来水资料，是兴利调节的基本依据。由于水文现象的随机性和多变性，通常只能由以往的径流资料来预估水库运行期间的水文情势和来水特性。即通过前面所述的水文分析计算方法，来得到水库设计运行中的设计来水过程。兴利部门的用水要求，即用水资料，是兴利调节的又一依据。为了确定用水过程，需要了解与掌握用水部门的用水情况，以及当前和远景的发展计划。在用水调查的基础上，做出用水预测，得出水库设计与运行中的设计用水过程。水库的特性资料，主要是水库的面积、容积特性、蒸发和渗漏损失，以及淤积、淹没和浸没资料等。这些资通常是根据库区的地形资料，以及淹没和浸没损失的社会调查材料来分析确定的。上述资料，直接影响着水库兴利调节计算的精度，应力求可靠和准确。并需要根据设计阶段和运行阶段的变化情况，及时做出修正和补充。水库兴利调节的计算过程，实质上是水库蓄泄水量的计算过程。

3 设计保证率的选择

修建水库进行径流调节，以满足国民经济各部门的需水要求时，需要确定水库的规模。规模的大小，与保证正常用水的程度有关，由于河川径流的多变性，如果对出现机会很少的特枯水年份也要保证兴利部门的正常用水，则工程的规模就需要很大，相应投资也很多。这显然是不经济的。为了避免因工程规模过大而带来过大的耗费，一般不要求在工程的全部运行期间都能绝对地保证正常用水，

即可以允许在非常情况下减少用水或断水。这样，就引出了确定水利工程规模的设计保证率的概念。

3.1 设计保证率概念

设计保证率，是指多年期间，用水部门的正常用水得到保证的程度。它是设计的正常用水保证率的简称。以p（%）来表示。

设计保证率通常有年保证率和历时保证率两种表示方法。

即：p年=正常用工作年数/（运行年数+1）×100%

P历时=正常用工作年数（日数）/运行总历时（日数）×100%

式中的正常工作年数是指总年数中除去正常用水无法保证的破坏年份后的年数。而所谓破坏年份则不论缺水持续时间的长短和缺水数量的多少，凡是出现不足正常用水情况的年份均包括在内。对于灌溉保证率常用p年的式子表示，而对于航运和发电保证率多用P历时式子表示。设计保证率的选定，实质上是一个确定缩减用水合理程度的经济权衡问题。

3.2 灌溉设计保证率的选择

灌溉设计保证率，应结合灌区的水利土壤情况、作物种类、气象水文条件、水量调节程度和国家对当地农业生产的要求等因素分析确定。一般的原则是；南方地区高于北方地区；自流灌高于提水灌；远景规划工程高于近期工程；大型工程高于中小型工程。

3.3 水力发电调保证率的选择

水电站的设计保证率，主要根据水电站所在电力系统的负荷特性一、水电容量的比重、水库的调节性能、水电站的规模及其在电力系统中的作等因素来确定。

其他兴利部门的设计保证率，也可参照有关规范选用。城市与工业供水的设计保证眩一般较高，为95%～99%。般运的设计保证率为90～99%

4 水库兴利调节计算

水库的兴利调节计算，所要解决的课题，主要有以下三种情况：根据来水、用水和调设计保证率，确定所需要的兴利库容；根据来水、兴利库容和设计保证率，核定水库的供水能力即可供水量；根据来水、用水和兴利库容，校验水库供水的保证率。在规划设计阶段，往往是第一类课题，即在死水位已经选定的情况下，通过兴利调节计算，来确定水库的兴利库容和相应的正常蓄水位。水库兴利调节计算过程，实质上是水库蓄水量的计算过程。其计算原理，就是水库的水量平衡。即计算时段内进出水库的水量差，等于水库蓄水量的变化。可用如下水量

平衡议程式表示：

式中：△V-計算时段△t内水库蓄水量的变化，蓄为正、泄为负；Q-计算时段△t内的平均入库流量；q-计算时段△t内从水库取用及消耗的平均流量，包括各兴利部门的用水流量、蒸发损失及渗漏损失量，以及水库蓄满后的无益弃水量等。

计算时段△t的长短，应根据调节周期划分为若干个计算时段逐时段进行的，调节周期一般不采用通常的日历年度，而采用调节年度（又称水利年度）。所谓调节年度，是指水库自蓄水之日起至放空之日止，以蓄泄财期划分的年度。即以水库蓄泄过程的一次循环作为一年的起迄点，调节年度一般为12个月。

水库的蓄泄过程称为水库的运用。在整个调节年度内，按照来水和用水过程的配合情况，年调节水库可分为一回运用、两回运用和多回用。

水库的调节计算一般采用列表法调节计算，该法是在来水、用水已知的情况下，用列表的方式，逐时段求解水量平衡方程，以不熟得不库蓄泄过程和所需的兴利调节库容。由于它较为严格细致地考虑各种水量损失，因此比较常用。其具体的计算方法可查阅中国水利水电出版社出版的《工程水文及水利计算》一书。

参考文献

[1]工程水文及水利计算[Z].中国水利水电出版社.