大工16春《水利水能规划》大作业--兴利库容的时历列表法计算

网络教育学院《水利水能规划离线作业》题目：兴利库容的时历列表法计算
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1 基本知识
1.1水库兴利调节
除了只能按天然径流供水的无调节水利水电工程外，凡具有调节库容者，均能进行一定程度的兴利调节。

调节性能与水库库容的对应关系：周期越长，调节性能越好，相应的库容也越大。

1、按调节周期分：
（1）日调节：日调节的调节周期为一昼夜，即利用水库兴利库容将一天内的均匀来水，按用水部门的日内需水过程进行调节。

电力负荷的日变化规律。

（2）周调节：周调节的调节周期为一周，即将一周内变化不大的入库径流按用水部门的周内需水过程进行径流调节。

一个时间段内，用电的周变化规律。

（3）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，将一年内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。

根据径流年内的丰、枯变化，以丰补枯的调节。

（4）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的多余水量蓄存起来，用以提高枯水年的供水量。

多年的丰枯变化，以丰水年补枯水年。

2、按水库任务分
（1）单一任务径流调节
（2）综合利用径流调节
3、按水库供水方式分
（1）固定供水
（2）变动供水
4、其它分类
（1）反调节水库：下游水库按用水需求，对上游水库的泄流的再调节。

（2）单一水库补偿调节：水库与下游区间来水之间的互相补偿。

（3）库群补偿调节：有水文、库容、电力补偿。

1.2调节周期的概念
建造所谓的调节周期，是指水库的兴利库容从库空到蓄满再到放空的完整的蓄放过程。

调节周期越长，水库的调节性能越好，相应的库容也越大。

1.3 时历列表法
1、根据用水过程确定水库兴利库容
已知：天然径流量、死库容、据用水要求进行兴利库容和兴利蓄水位的求解。

（1）不计水量损失的年调节计算过程：
确定调节周期：一般是当年10月至第二年6月；
从10—6月，逐月计算需水量和天然径流量的差值；
累计上述差值，即是兴利库容，并得到兴利蓄水位；
返回到丰水期开始，求水库蓄、放、弃水过程。

根据出流量确定下游断面水位。

（2）计水量损失的年调节计算过程（考虑水量蒸发损失）：
利用不计水量损失的计算成果；
确定每个时段的水面积；
计算每时段的蒸发损失；
逐月计算供水量+蒸发损失量与天然径流的差值；
累计该流量的差值；
确定兴利库容和兴利蓄水位，并决定水库运用过程。

总结与归纳：
径流与用水过程差别越大，则兴利库容越大；
在一次充蓄的条件下，累计整个供水期不足水量与损失量之和，即得到兴利库容，与水量在各月内的分配无关；
供水期总调节水量，换算成流量，再被多年平均径流量除，得调节系数，反映调节性能。

2、根据兴利库容确定调节流量
根据两种计算方法：计水量损失的年调节计算过程和不计水量损失的年调节计算过程可知：
（1）如不考虑水量损失调节流量=（W供+V兴）/T供
（2）如考虑水量损失
调节流量=（W供-W损+V兴）/T供
（3）库容系数B=V兴/W年均，8-30%为年调节；
≧大于30%为多年调节。

3、根据兴利库容和水库操作方案，推求水库运用过程：
定流量操作：灌溉、给水、航运等，实际需求。

定出力操作：为满足用电要求，水电站调节水量要与负荷变化相适应。

由于出力与流量和水头有关，而流量又与水头有关，因此，定出力计算时通过试算法计算。

2 计算内容
2.1 计算资料
按照所给基本资料进行计算，详细写明计算过程。

某拟建水库坝址处多年平均流量为s m Q /5.223_
=，多年平均来水量
36102.709m W ⨯=-
年。

按设计保证率设P ＝90％选定的设计枯水年流量过程线如表1所示。

初定兴利库容3610120m V ⨯=兴。

试计算调节流量调Q （不计水量损失）和调节系数α。

表1 设计枯水年的月流量资料表
2.2 判定水库调节性能
按照所给基本资料判定水库调节性能，详细写明计算过程和最终结果。

解：水库调节性能通常用库容系数β（年
兴W V =
β）反映，当β＜2%时，为无调节
水库；当β＝2%～3%时，为日调节水库；当β＝3%～8%时，为月调节水库；当β＝8%～20%时，为季调节水库；当β＝8%～30%，一般可进行年调节。

初定兴利库容3610120m V ⨯=兴
9.1610
2.709101206
6
年兴=⨯⨯==
W V β 按上述经验数据初步判定为年调节水库，还要进一步分析设计枯水年进行完全年调节的情况，并求出完全年调节的兴利库容完V ，当实际兴利库容大于完V 时，水库可进行多年调节，否则为年调节。

对设计枯水年进行时历列表计算：
设枯枯设年完W T Q V -⋅=
式中 设年Q ——设计枯水年平均天然流量（m 3
/s ）
设枯W ——设计枯水年枯水期来水总量（m 3） 枯T ——设计枯水年枯水期历时（s ）
由上式，（1）计算设计枯水年平均流量和年水量
首先1、3、5、7、8、10、12这七个月是31天＝2678400s ；4、6、9、11这四个月是30天＝2592000s ；2月份是28天＝2419200秒,是29天＝2505600s ，进行加权平均计算，求出月平均历时2631600s
根据设计枯水年的月流量资料表，进行完全年调节时，设年Q ＝13.5 m 3/s
设年W ＝12月×设年Q ×2631600＝426.3×106 m 3
设计枯水年的月流量资料表中丰、枯水期十分明显，即当年11月到次年6月为枯水期，共计8个月，则
历时枯T ＝8×（2.63×106 ）＝21.05×106 S 枯水期平均流量和为7+6+4+4+8+7+5+4＝45 m 3/s ，则 枯水期来水总量设枯W ＝45×（2.63×106 ）＝118.42×106 m 3
设枯枯设年完W T Q V -⋅=
＝13.5×（21.05×106）-118.42×106
＝165.75×106 m 3
已知兴利库容3610120m V ⨯=兴小于完V ，则拟建水库是年调节水库。

2.3 确定调节流量
按照所给基本资料进行流量调节计算，详细写明计算过程和最终结果。

解：该调节流量一定比设年Q 小，先假定当年12月到次年6月为供水期。

根据初定兴利库容3610120m V ⨯=兴，年调节水库可采用下式计算：
()
供
兴供损设供
调T V W W
Q +-=
式中 设供W ——设计枯水年供水期来水总量（m 3）（6+4+4+8+7+5+4＝38）×
（2.63×106 ）
供损W ——设计枯水年供水期水量损失（m 3）
，不计水量损失 供T ——设计枯水年供水期历时（s ） ()
）
10×（2.63×710×12010
×2.63×386
66
调+=
Q ≈11.95（m 3/s ） 该调节流量大于11月天然流量，故11月也应包含在供水期之内，即实际供水期应为8个月，按此供水期再进行计算，得
()
）
10×（2.63×810×12010
×2.63×456
66
调+=
Q ≈11.33（m 3
/s ） 该调节流量小于10月天然流量，说明供水期按8个月计算是正确的。

该水库所能获得的调节流量为11.33 m 3/s
2.4 调节系数
按照所给基本资料进行调节系数计算，详细写明计算过程和最终结果。

解：调节系数是设计枯水年供水期调节流量与多年平均流量的比值
Q
Q 调=
α
式中 调Q ——设计枯水年供水期调节流量（m 3/s ）
Q ——多年平均流量（m 3/s ）
51.05
.2233
.11==
α
《水利水能规划离线作业》课程学习要求
一、课程考核形式
本课程的考核形式为离线作业，有在线作业。

课程最终成绩包括80%离线作业成绩+20%在线作业成绩。

“离线作业及要求”在该课程的“离线作业”模块中下载。

二、离线作业要求
学生需要在平台离线作业中下载“大工16春《水利水能规划》大作业及要求”，观看课程视频课件，根据课件中的知识和理论、认真填写“大工16春《水利水能规划》大作业及要求”，并提交至课程平台，学生提交的离线作业作为本课程考核的主要依据之一。

三、离线作业提交形式及截止时间
学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。

如下图所示。

截止时间：2016年9月6日。

在此之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。

四、离线作业批阅
老师会在作业关闭后集中批阅离线作业，在离线作业截止提交前不进行任何形式的批阅。

注意事项：
独立完成离线作业，不准抄袭他人或者请人代做，如有雷同，成绩以零分计！
大连理工大学网络教育学院
2016年5月。