第十三章__中小型水库的兴利调节计算
合集下载
多年调节水库兴利库容计算方法
6.7 多年调节水库兴利调节计算由年调节水库的兴利调节计算可知，当设计年用水量小于设计年来水量时，只要将当年汛期的部分多余水量蓄起来，就能满足枯水期所缺的水量，即水库只需进行年调节。
但当设计年来水量小于设计年用水量时，说明设计年来水量不够用，需要将丰水年的余水蓄存在水库中，跨年度补给枯水年使用，这种跨年度的径流调节称为多年调节。
多年调节与年调节的不同之处，在于它不仅能重新分配年来水量，而且同时能重新分配年与年之间的来水量。
因此，多年调节所需的调节库容也大，调节程度高，对来水的利用也较充分。
多年调节计算，要考虑年径流系列中各种连续枯水年组成的总缺水情况，其兴利库容的大小将决定于连续枯水年组的总亏水量，故对年径流系列要求更长些。
兴利调节计算的基本原理与方法，则与年调节计算相类似。
本节仅对长系列时历列表法与数理统计法作扼要的介绍。
1．长系列时历列表法当实测年径流系列较长，包含一个或几个枯水年组时，可根据多数年份的来、用水情况，划分水利年度，列表计算各年余缺水期的余缺水量，判定各年所需的调节库容，然后绘出库容保证率曲线，由设计保证率在库容保证率曲线上查得多年调节的兴利库容。
此法即为长系列时历列表法。
这种方法与年调节水库的长系列法基本相同。
需要注意的是，多年调节时有些年份的调节库容不能只以本年度缺水期的缺水量来定，而必须与前一年或前几年的余缺水量统一考虑。
【实例6-5】长系列时历列表法兴利调节计算某水库坝址处有30年实测年径流资料，经分析能代表多年的变化情况。
各年的用水量过程也已知。
根据大多数年份的来、用水情况确定水利年度为当年的6月1日至次年的5月31日。
各年的余缺水期的余缺水量经统计计算，成果如表所示。
当设计保证率=90％时，试确定多年调节的兴利库容。
【解答】(1)判定各年度所需的调节库容根据各年度的余缺水量情况，用类似年调节计算判定调节库容的方法，判定各年所需的调节库容，填入表，并在备注栏注明“年调节”字样。
中小型水库的兴利调节计算
第四节水库兴利调节
1.水库兴利调节计算原理
水库兴利调节计算，是指利用水库的调蓄作用，将河川径流洪水期（或丰水年）的多余水量蓄存起来，以提高枯水期（或枯水年）的供水量，满足各兴利部门的用水要求所进行的计算，也就是水库蓄水量变化过程的计算。
水库从“放空——蓄满——放空”的循环时间，称为“调节周期”。调节计算时，将整个调节周期划分为若干个计算时段，按时段进行水量平衡计算。水库的时段水量平衡方程是：在任何一个时段内，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。对于某一时段 的水库水量平衡方程可用下式表示：
对于一个具体水库的规划，往往是在灌溉面积一定的情况下，先根据上述原则确定灌溉设计保证率，然后再通过水文水利计算确定水库兴利库容。有时，为了进行方案比较及技术、经济论证，还必须做出兴利库容~灌溉面积~灌溉设计保证率三变量关系曲线图，作为选定灌溉设计保证率的参考。
2.抗旱天数
抗旱天数，是指依靠灌溉设施供水，可以抗御连续多少天无雨保丰收的天数。
由于无雨日的天数确定，确实有一定的困难，以及这个标准还不便于与其他用水部门的保证率标准对照比较，一般大型灌区和综合利用工程的设计中较少使用。
第三节水库水量损失及水库死水位选择
1.水库的水量损失
水库建成后，改变了天然河流的情况，形成人工湖泊，增加的蒸发损失和渗漏损失，统称为“水库水量的损失”。
1)水库的蒸发损失
动库容
对于大型河川式水库，回水影响甚远，在洪水调节计算及淹没计算中，因入库流量大、流速大而形成的水面面积并非水平，故不可按静库容方法计算；动水容积，除静库容外，还有一部分楔形蓄量。由这样上翘的实际水面线与坝前水位水平线所构成的容积为动水库容（即楔形蓄量），简称“动库容”。
动库容曲线的绘制方法：
1.水库兴利调节计算原理
水库兴利调节计算，是指利用水库的调蓄作用，将河川径流洪水期（或丰水年）的多余水量蓄存起来，以提高枯水期（或枯水年）的供水量，满足各兴利部门的用水要求所进行的计算，也就是水库蓄水量变化过程的计算。
水库从“放空——蓄满——放空”的循环时间，称为“调节周期”。调节计算时，将整个调节周期划分为若干个计算时段，按时段进行水量平衡计算。水库的时段水量平衡方程是：在任何一个时段内，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。对于某一时段 的水库水量平衡方程可用下式表示：
对于一个具体水库的规划，往往是在灌溉面积一定的情况下，先根据上述原则确定灌溉设计保证率，然后再通过水文水利计算确定水库兴利库容。有时，为了进行方案比较及技术、经济论证，还必须做出兴利库容~灌溉面积~灌溉设计保证率三变量关系曲线图，作为选定灌溉设计保证率的参考。
2.抗旱天数
抗旱天数，是指依靠灌溉设施供水，可以抗御连续多少天无雨保丰收的天数。
由于无雨日的天数确定，确实有一定的困难，以及这个标准还不便于与其他用水部门的保证率标准对照比较，一般大型灌区和综合利用工程的设计中较少使用。
第三节水库水量损失及水库死水位选择
1.水库的水量损失
水库建成后，改变了天然河流的情况，形成人工湖泊，增加的蒸发损失和渗漏损失，统称为“水库水量的损失”。
1)水库的蒸发损失
动库容
对于大型河川式水库，回水影响甚远，在洪水调节计算及淹没计算中，因入库流量大、流速大而形成的水面面积并非水平，故不可按静库容方法计算；动水容积，除静库容外，还有一部分楔形蓄量。由这样上翘的实际水面线与坝前水位水平线所构成的容积为动水库容（即楔形蓄量），简称“动库容”。
动库容曲线的绘制方法：
兴利调节
γ---- 泥沙颗粒的干容重（kg/m3）;
§2.1
五、 水库淹没
水库特性
水库淹没损失是一项重要的技术经济指标，有时会占 总投资的40％～50％。
正常蓄水位以下是经常淹没区。
正常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪等淹没的 地区为临时淹没区。
特别稀遇洪水时才出现的淹没区，要考虑其土地合理 利用问题。 有计划分期抬高蓄水位。
V有效 —有效库容；
V有效
V总
V死
§2.1
三、 水库水量损失
1、蒸发损失 陆面蒸发 蒸发损失： E水＝kE皿 E陆＝P-R
水库特性
水面蒸发
W蒸＝ (E水－E陆)×A
多年平均径流深
多年平均降水量
一般从查水文手册陆面蒸发等值线图
§2.1
2、渗漏损失
水库特性
坝底和库边流向较低渗水层的损失，与库区地质有关。 W渗＝ kW蓄 水文地质条件 地质优良 地质中等 地质较差 3、结冰损失 按结冰期库水位变动范围内库面面积之差乘以0.9倍 平均结冰厚度估算。 经验数值k(％) 0～1.0 1.0～1.5 1.5～3.0
第二章
兴利调节
§2.1 水库特性
回 顾
循环性 水 资 源 特 点 有限性 时空不均匀性 利用多样性 利害两重性 如何解决？ “兴利除害”
t
+ -
Q
Q来
+
Q用
建水库
径流调节
径流调节：按照人们的需要，通过水库的蓄水、泄水作用， 控制径流和重新分配径流。
§2.1
水库特性
一、水库面积特性和容积特性 1、水库面积特性
正常工作年数 总年数－破坏年数 P 100 ％＝ 100 ％ 总年数 运行总年数
水库灌溉供水兴利调节计算
水库兴利调节计算是农田灌溉设计中的关键环节，尤其在地表水供应日趋紧张的背景下显得尤为重要。该计算旨在确保水资源的合理利用，达到可持续发展并采用相应方法进行准确估算。同时，根据灌溉水源的不同类型，如河流湖泊水源、当地地面径流、地下水源等，调节计算还需特别关注水质问题，采取必要的净化措施。在实际操作中，水库水情预报为调节计算提供了重要依据，有助于确保水库安全、有计划地蓄水泄水，并充分发挥水库效益。此外，收集全面的水文资料也是进行兴利调节计算的基础，包括对灌溉水源、库容、水位等关键数据的准确掌握。通过这些措施，我们能够更有效地进行水库兴利调节计算，实现水资源的优化配置和高效利用。
兴利调节图解法2014
QAB BC mw AC mt
tg BC / AC
（4）水量累积曲线上任意一点的切 线斜率代表该时刻的瞬时流量，
QAB mt / mw
Q dW / dt
W
t
t0
Qdt
若某时段流量为常数，则该 时段内水量累积曲线应为直线段。 也就是说按时段平均流量绘成的
水量累积曲线呈折线状；而按瞬
（1）绘制设计枯水年水 量差积曲线及其流量比尺； （2）在流量比尺上定出 已知调节流量的方向线， 绘出平行于Q调射线并与 天然水量差积曲线相切的 平行线组； （3）供水期上、下切线 间的纵距，按水量比尺量 取，即等于所求的水库 V 兴。
(1)上切线bb′和天然来水量差积曲线的纵距 表示各时刻需由水库补充的水量； (2)切线bb′和cc′间纵距为兴利库容V兴； (3)天然水量差积曲线与下切线cc′间的纵距 表示供水期水库蓄水量变化过程。
(6)自点s’作斜率等于Q调的线段s’s’’。同时在设计枯水系列起始时刻 作差积曲线的切线hh’ ，其斜率也等于Q调，切点为h。 s’s’’与hh’ 间的纵距便表示该多年调节水库应具备的兴利库容; (7)当长系列水文资料中有两个以上的严重枯水年系列而难于确定 设计枯水系列时，则应按上述步骤分别对各枯水年系列进行图解， 取所需兴利库容中的最大值，以策安全。
t0
t0 t0
tx
tx
tx
(3)曲线上任意两点至流量比尺Q=0方向线的 垂直距离之差，即该两点历时内的实际水量。
(4)任一时刻的流量可由差积曲 线上该点切线斜率按流量比尺确 定 。当某时段流量为常数时， 该时段内差积曲线呈直线状。
dW差积 / dt Q Q定
某时段的平均流量可由水量 差积曲线相应两点的连线斜率， 按流量比尺确定。
tg BC / AC
（4）水量累积曲线上任意一点的切 线斜率代表该时刻的瞬时流量，
QAB mt / mw
Q dW / dt
W
t
t0
Qdt
若某时段流量为常数，则该 时段内水量累积曲线应为直线段。 也就是说按时段平均流量绘成的
水量累积曲线呈折线状；而按瞬
（1）绘制设计枯水年水 量差积曲线及其流量比尺； （2）在流量比尺上定出 已知调节流量的方向线， 绘出平行于Q调射线并与 天然水量差积曲线相切的 平行线组； （3）供水期上、下切线 间的纵距，按水量比尺量 取，即等于所求的水库 V 兴。
(1)上切线bb′和天然来水量差积曲线的纵距 表示各时刻需由水库补充的水量； (2)切线bb′和cc′间纵距为兴利库容V兴； (3)天然水量差积曲线与下切线cc′间的纵距 表示供水期水库蓄水量变化过程。
(6)自点s’作斜率等于Q调的线段s’s’’。同时在设计枯水系列起始时刻 作差积曲线的切线hh’ ，其斜率也等于Q调，切点为h。 s’s’’与hh’ 间的纵距便表示该多年调节水库应具备的兴利库容; (7)当长系列水文资料中有两个以上的严重枯水年系列而难于确定 设计枯水系列时，则应按上述步骤分别对各枯水年系列进行图解， 取所需兴利库容中的最大值，以策安全。
t0
t0 t0
tx
tx
tx
(3)曲线上任意两点至流量比尺Q=0方向线的 垂直距离之差，即该两点历时内的实际水量。
(4)任一时刻的流量可由差积曲 线上该点切线斜率按流量比尺确 定 。当某时段流量为常数时， 该时段内差积曲线呈直线状。
dW差积 / dt Q Q定
某时段的平均流量可由水量 差积曲线相应两点的连线斜率， 按流量比尺确定。
工程水文与水力计算——水库兴利调节计算
三、设计兴利库容与正常蓄水位的确定
• 在某一年的来水与用水过程给定的情况下， 可以来用前述的列表法，确定当年所需调 节库容。但出于天然来水量各年不同，年 内分配也不一样，因此即便用水过程完全 相同，每年所需的调节库容也不一样。那 末水库的兴利库容究竟修多大才合适呢?这 就是如何求水库的设计兴利库容的问题。 通常可根据资料情况及对成果要求的不同， 采用长系列法或代表年法来确定水库的设 计兴利库容。
1、死水位与死库客 Z死 、V死 • 水库正常运用情况下，允许消落的最低水位，称 为死水位，死水位以下的库容称为死库容或垫底 库容。死库容除遇特殊干旱年份外，一般是不能 动用的。 2、正常蓄水位和兴利库客Z正 、V兴 • 水库正常运用情况下，为满足设计兴利要求在供 水期开始时应蓄到的水位，称正常蓄水位(Z正 )。 它与死水位之间的库容称兴利库容(V兴)。它与死 水位之间的深度称消落深度。
• 校核洪水位(V校)．是指当水库遇到枢纽的 校核洪水时，水库自汛限水位对该洪水进 行调节，正常泄洪设施与非常泄洪设施先 后投入运用，在泄流规模有限的情况下， 库水位超过设计洪水位，所达到的坝前最 高水位。与汛限水位之间的库容，也称为 调洪库容(V校调)。 • V总=V死+V兴+V校调 –V结Biblioteka 第三节 设计保证率的概念及其选择
二、水库的渗漏损失
• 建库蓄水后，由于水压力的作用，库中 蓄水可通过库床、库岸、坝身和坝端产生 渗漏。渗漏量的大小与库区、坝址的地质 及水文地质条件，以及坝的施工质量有关。 由于难以用理论公式计算，在生产实践中， 常根据库区、坝址的地质与水文地质情况， 选用经验指标进行估其。常用的经验指标 如表10—6。
• 蓄水期的蓄水和弃水可以有多种方式。最极端的 两种方式，就是所谓的早蓄方案和晚蓄方案。前 者是从调节年度初库空起，即蓄水期一开始，顺 时序有余水即蓄，直到蓄满调节库容后，多余水 量才作为弃水。到缺水时就供水，库水位降落， 直至调节年度末水库重新放空。后者则由蓄水期 的某一时刻起才开始苦水，在此之前，有余水即 作为弃水。但也到供水期初蓄满调节库容。晚蓄 方案可以由调节年度未库空开始，逆时序反向用 水量平衡方法式(10—9)进行水库蓄水与弃水计， 直至蓄水期开始蓄水时止而得到。采用晚蓄方 案．
第十三章__中小型水库的兴利调节计算
二 水库死水位的选择 确定Z死所考虑的主要因素: 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=发电需要的死水位 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=水库死水位 ③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
其中 T——水库使用年限(年)； 0 ——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 (%)；p——淤积体的空隙率，(0.3-0.4)； ——泥沙颗粒的 干容重，kg/m3。 ④航运要求； ⑤渔业要求。
确定水库水位变化过程， 正常蓄水位和兴利库容。 Z死
蓄水 T 放水
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，逐时段进行水 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，等于水库蓄 水量的变化。即 Z正 (Q入-q出)×△t= △V=V1-V2 其中 q出=∑Q用+Q渗+Q蒸+Q弃 式中 Q入——△t时段内平均入库流量（m3/s）;
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 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；
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， 进行调节计算来推求水 库的兴利库容。
q出——△t时段内平均出库流量（m3/s）;
△t——计算时段（月、旬）； Z死 t1 t2
蓄水 放水
△V——蓄水量的变化，V1，V2为时段初、末水库蓄水量。
四、分类
1. 按调节周期长短分
水库兴利调节
2012年8月7日4时39分 西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
第二章
兴利调节
图2-3
பைடு நூலகம்
图2-4
2012年8月7日4时39分
西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
第二章
兴利调节
（五）设计洪水位（Z洪）和拦洪库容（V拦） 设计洪水位:水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到 的最高水位。它是正常运用情况下允许达到的最高库 水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。 拦洪库容（V拦）Z限与Z设洪 之间的库容。 （六）校核洪水位（Z洪）和调洪库容（V调洪） 校核洪水位：水库遇大坝校核洪水时，在坝前达 到的最高水位。它是水库非常运用情况下允许达到的 临时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进行大坝安全 校核的主要依据。 调洪库容：校核洪水位与防洪限制水位之间的库 容，用以拦蓄洪水，确保大坝安全。
3、防止或减轻水库淤积的措施
a.做好上游水上保持工作。 b.中小型水库采用长藤结瓜式工程布局。 c.在坝底修建断面较大的底孔，或在坝旁建高程较低的 泄洪隧洞。 d.建深水式拦河闸代替拦河坝。 e.大型水库采取蓄清排沙方式运行
2012年8月7日4时39分 西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
2012年8月7日4时39分
西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
第二章
兴利调节
2、水库淤积的不良后果
a.减少水库有效库容，甚至使水库完全失效，威胁水库 本身及下游安全。 b.水库淤积使回水上延，增加淹没、浸没损失。 c.泥沙进入引水渠或水轮机等，导致渠系淤积及水轮机、 泄流设备的磨损。 d.水库淤积会加大管理上的困难，影响正常工作。
筑物的基础产生塌陷等。还会引起库用塌岸，毁坏农田
水利水能规划
第二章
兴利调节
图2-3
பைடு நூலகம்
图2-4
2012年8月7日4时39分
西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
第二章
兴利调节
（五）设计洪水位（Z洪）和拦洪库容（V拦） 设计洪水位:水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到 的最高水位。它是正常运用情况下允许达到的最高库 水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。 拦洪库容（V拦）Z限与Z设洪 之间的库容。 （六）校核洪水位（Z洪）和调洪库容（V调洪） 校核洪水位：水库遇大坝校核洪水时，在坝前达 到的最高水位。它是水库非常运用情况下允许达到的 临时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进行大坝安全 校核的主要依据。 调洪库容：校核洪水位与防洪限制水位之间的库 容，用以拦蓄洪水，确保大坝安全。
3、防止或减轻水库淤积的措施
a.做好上游水上保持工作。 b.中小型水库采用长藤结瓜式工程布局。 c.在坝底修建断面较大的底孔，或在坝旁建高程较低的 泄洪隧洞。 d.建深水式拦河闸代替拦河坝。 e.大型水库采取蓄清排沙方式运行
2012年8月7日4时39分 西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
2012年8月7日4时39分
西北农林科技大学水利与建筑工程学院
水利水能规划
第二章
兴利调节
2、水库淤积的不良后果
a.减少水库有效库容，甚至使水库完全失效，威胁水库 本身及下游安全。 b.水库淤积使回水上延，增加淹没、浸没损失。 c.泥沙进入引水渠或水轮机等，导致渠系淤积及水轮机、 泄流设备的磨损。 d.水库淤积会加大管理上的困难，影响正常工作。
筑物的基础产生塌陷等。还会引起库用塌岸，毁坏农田
水库兴利调节计算
Ch6 水库兴利调节计算
§6.2 水库特性
本节内容提要
内容： 一、水库特性曲线 二、水库特征水位和库容
要求： 掌握水库特性曲线的绘制方法，熟悉水库
的特征水位和库容，了解水库死水位的确定 方法。
一、水库特性曲线
什么是水库？
水库是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成的蓄集水 的人工湖泊。水库的容积与库区内的地形及河流的坡降有关。
三、根据用水要求确定兴利库容
计算起点：库空之时，即供水期末。
（一）典型年法
求出相应于设计保证率的设计年径流量和年内分配，作为水 库代表年的来水过程，再列出相应的用水过程，根据兴利计算原 理，列表逐时段计算，即可求出兴利库容。
顺时序向前推算: V月(旬)末= V月(旬)初 + (W来-W用)
逆时序向后推算: V月(旬)初= V月(旬)末 - (W来-W用)
四、其他用水部门对死水位的要求
水产养殖 库区航运 库区环境卫生
Ch6 水库兴利调节计算
§6.5 年调节水库兴利调节计算
本节内容提要
内容：
一、兴利计算原理 二、年调节水库的运行情况 三、根据用水要求确定兴利库容 四、根据兴利库容确定调节流量
要求：
掌握年调节计算原理及用计入损失列表法 计算兴利库容，确定正常蓄水位的方法。
月损失百分比 （%）
3.09 3.82 6.88 8.52 11.8 14.21 13.05 13.3 9.82 7.61 4.69 3.21
100
蒸发损失（mm） 21
26
47
58
80
97
89
91
67
52
32
22
682
三、水库的水量损失
水资源规划及利用复习题+++作业题
一、选择题1.水污染会导致（C ）A. 资源型缺水B. 工程型缺水C. 水质型缺水D. 浪费性缺水2.将水库库容1.5×108m³换算成流量单位为（D ）A. 49.52（m³/s）·月B. 60.3（m³/s）·月C. 52.23（m³/s）·月D. 57.1（m³/s）·月3.下列哪个库容系数β下的水库需进行多年调节？（ B ）A. 0～2%B. 2%～8%C. 8%～30%D. 大于30%4.某水库的总库容为5亿m3，则该水库工程规模为（ B ）A. 大Ⅰ型B. 大Ⅱ型C. 中型D. 小Ⅰ型5.某水库的总库容为0.5亿m3，其主要建筑物的级别为（ C ）A. 1B. 2C. 3D. 46.下图为利用闸门控制下泄流量水库调洪类型，属于水工建筑物设计标准大于下游防洪标准的情况为（其中1线为入库洪水过程线；2线为下泄洪水过程线；3线为水库水位过程线）（ B ）A. B.C. D.7.设计洪水三个要素是（D ）A.设计洪水标准、设计洪峰流量、设计洪水历时B. 洪峰流量、洪水总量和洪水过程线C.设计洪峰流量、1天洪量、三天洪量D.设计洪峰流量、设计洪水总量、设计洪水过程线二、判断题1.因为自然界中的水不断循环运动，水资源是可以再生的，所以一个区域中的水资源是无限的。
（× ）2.水库防洪标准分为两类，第一类是保证水工建筑物自身安全的防洪设计标准；第二类是保障下游防洪对象免除一定洪水灾害的防洪标准（ √）3.当按照水库实际蓄水位在水库调度图中查得位置在正常工作区时，水电站按保证出力工作。
（ √）4.水库调洪的起调线一般是防洪限制水位。
（ √ ） 5.当遇到大坝设计标准洪水时，水库经调洪后达到的最高水位为防洪高水位。
（ √ ） 6. 溢洪道无调节闸门的水库，正常蓄水位即防洪限制水位。
（ × ）三、填空题1. 当遇到大坝设计标准洪水时，水库经调洪后（坝前）达到的最高水位，称之为 设计洪水位 。
兴利调节计算(一回、两回运用)
505.61
(6) 53.84
185.17 0.00
239.0
(7)
1.31 5.25 14.45 18.12 22.33 13.13 18.39 27.58 31.52 152.1
(8) 0
86.94
计入水量损失的水库年调节时历列表计算（未计入水库水量损失）
水量损失情况
水量损失
时段平均水库 蓄水量 （106m3）
6.83 2.63 26.27 21.01 11.82 7.88 592.6
水库年调节时
各部门综合用水
流量（m3/s）
(4) 30.0 30.0 25.0 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 15.0 15.0 15.0 15.0
192.5
时段（月）
天然来水量
（106m3）
用水量 （106m3）
时段水库蓄水 损失水量深 面积（106m2） 度（m）
蒸发水量损
失值
渗漏水量
（106m3）
渗漏水量损失值 （106m3）
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
76.87 153.11 202.47
9.6 15.2 17.6
0.19 0.175 0.15
1.824 2.66 2.64
0.77 1.53 2.02
201.12 195.83 181.35 163.19 140.82 127.64 109.20
81.57 50.00 202.47
水库年调节时历列表计算（未计入水库水量损失）
各部门综合用水
多余或不足水量
弃水
水量（106m3） 多余（106m3）
不足 （106m3）
(6) 53.84
185.17 0.00
239.0
(7)
1.31 5.25 14.45 18.12 22.33 13.13 18.39 27.58 31.52 152.1
(8) 0
86.94
计入水量损失的水库年调节时历列表计算（未计入水库水量损失）
水量损失情况
水量损失
时段平均水库 蓄水量 （106m3）
6.83 2.63 26.27 21.01 11.82 7.88 592.6
水库年调节时
各部门综合用水
流量（m3/s）
(4) 30.0 30.0 25.0 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 15.0 15.0 15.0 15.0
192.5
时段（月）
天然来水量
（106m3）
用水量 （106m3）
时段水库蓄水 损失水量深 面积（106m2） 度（m）
蒸发水量损
失值
渗漏水量
（106m3）
渗漏水量损失值 （106m3）
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
76.87 153.11 202.47
9.6 15.2 17.6
0.19 0.175 0.15
1.824 2.66 2.64
0.77 1.53 2.02
201.12 195.83 181.35 163.19 140.82 127.64 109.20
81.57 50.00 202.47
水库年调节时历列表计算（未计入水库水量损失）
各部门综合用水
多余或不足水量
弃水
水量（106m3） 多余（106m3）
不足 （106m3）
水利计算之兴利调节计算
9.0
7.5 4.0 2.6 1.0
9.5
9.5 9.5 9.5 9.5
3
4 5 6 合计
10.0
8.0 4.5 3.0 185.0
15.0
15.0 15.0 15.0 192.5 91
列表法年调节计算(未计入水量损失)
时 段
（月）
来水流量
（m3/s）
用水流量
（m3/s）
余水量
（m3/s）月
亏水量
对 调 于 节 一 性 条 能 河 好 流 的 ， 同 修 时
1.径流调节的分类
补偿调节
其它形式的调节
反调节 库群调节
下一节
5.年调节水库兴利调节计算
列表调节法 看看例题
计算方法
差积曲线图解法 简化水量平衡方程式
例题1
水利计算中一般不用日
历年。而采用水利年。 某水利枢纽工程，设计枯水年的天然来水过程计各部门综合
30.0 30.0 25.0 9.5 9.5 9.5 9.5 9.5 15.0
4
5 6
8.0
4.5 3.0
15.0
15.0 15.0
合计
185.0
192.5
列表法年调节计算(未计入水量损失)
时 段
（月）
来水流量
（m3/s）
用水流量
（m3/s）
余水量
（m3/s）月
亏水量
（m3/s）月
水库蓄水量
（m3/s）月
（m3/s） （m3/s） （m3/s）月 （m3/s）月 （m3/s）月
来水流量
(2)
用水流量
(3)
余水量
(4)
亏水量
(5)
水库兴利调节计算之欧阳育创编
第十一章水库兴利调节第一节水库及其特性一、水库特性曲线水库是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。
水库的作用是拦蓄洪水，调节河川天然径流和集中落差。
一般地说，坝筑得越高，水库的容积(简称库容)就越大。
但在不同的河流上，即使坝高相同，其库容相差也很大，这主要是因为库区内的地形不同造成的。
如库区内地形开阔，则库容较大；如为一峡谷，则库容较小。
此外，河流的坡降对库容大小也有影响，坡降小的库容较大，坡降大的库容较小。
根据库区河谷形状，水库有河道型和湖泊型两种。
一般把用来反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线。
它包括水库水位～面积关系曲线和水库水位～容积关系曲线，简称为水库面积曲线和水库容积曲线，是最主要的水库特性资料。
（一）水库面积曲线水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积的关系曲线。
水库的水面面积随水位的变化而变化。
库区形状与河道坡度不同，水库水位与水面面积的关系也不尽相同。
面积曲线反映了水库地形的特性。
绘制水库面积曲线时，一般可根据 l/10 000～ l/50 00比例尺的库区地形图，用求积仪(或按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成的水库的面积(高程的间隔可用 l ，2或5 m)，然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位～面积关系曲线，如图2－1所示。
图2－1 水库面积特性曲线绘法示意（二）水库容积曲线水库容积曲线也称为水库库容曲线。
它是水库面积曲线的积分曲线，即库水位Z 与累积容积V 的关系曲线。
其绘制方法是：首先将水库面积曲线中的水位分层，其次，自河底向上逐层计算1 2 △V△V0 i F 水库容积V 图 2－2 水库容积特性和面积特性1－水库面积特性; 2－水库容积特性库 水位Z （m ）假设水库形状为梯形台，则各分层间容积计算公式为：()2/1Z F F V i i ∆+=∆+ （2－1）式中：V ∆——相邻高程间库容（m3）;i F 、1+i F ——相邻两高程的水库水面面积（m2）;Z ∆——高程间距（m ）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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、生物性质发生变 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Sio2的含量等； 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。 4 对局部气候的影响 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）。 5 对地震条件的影响 易诱发地震
1. 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， 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兴(i)(i=1,2,…,n)； 2. 将V兴(i)(i=1,2,…,n) 从小到大排序，计算经验频率， 推求兴利库容频率曲线； 3. 由设计保证率P VP兴
确定水库水位变化过程， 正常蓄水位和兴利库容。 Z死
蓄水 T 放水
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，逐时段进行水 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，等于水库蓄 水量的变化。即 Z正 (Q入-q出)×△t= △V=V1-V2 其中 q出=∑Q用+Q渗+Q蒸+Q弃 式中 Q入——△t时段内平均入库流量（m3/s）;
图1
二、水库特征水位和特征库容 1. 2. 3. 4. 6. 死水位(Z死)和死库容(V死) 正常蓄水位(Z正)和兴利库容(V兴) 防洪限制水位(Z限)和结合库容(V结) 防洪高水位(Z防)和防洪库容(V防) 5. 设计洪水位(Z设) 校核洪水位(Z校)和调洪库容(V调)
7. 坝顶高程 8. 总库容
（三）设计库容的确定 逐年调节计算得到各年的兴利库容V兴(i)(i=1,2,…,n)； 将V兴(i)(i=1,2,…,n) 从小到大排序，计算经验频率，推求兴 利库容频率曲线；由设计保证率P推求VP兴。 (四) 长序列法的优点 VP兴
1、设计保证率概念明确； 2、成果可靠。
注：资料条件（15年以上）允许， 宜采用长序列法。 P
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 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 位，求出对应于设计保证率的库容作为设计兴利库容。
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)的多 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。 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。 如右图所示。 调节周期 T Z正
二、兴利调节计算的任务
实际干旱年法——抗旱天数法
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 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，推求水库的兴利库容及该 年的蓄、泄水过程。
2）计算实例 书P202表13-8
书P203表13-10
3）优缺点 优点：简单； 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 （或来水）。
②灌溉用水 Q灌 特点：a.明显的季节性； b.多变性；c.适应性较大。 ③发电用水 3 特点：a.日、周、季、年变化特性； b.属于变动用水过程。 ④航运用水 Q航 ⑤环境用水 t(月) Q电
11 t(月)
t(月)
Q环
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 合用水过程。
第五节
第十三章
13.1 13.2 13.3 13.4 13.5
中小型水库的兴利调节计算
水库特性曲线、特征水位及特征库容 水库的设计标准 水库水量损失及水库死水位选择 径流调节计算的基本资料 水库兴利调节计算原理与分类
13.6
13.7
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、特征水位及特征库容
完全年调节
2. 按径流利用程度分
不完全年调节
第六节
一、 概述
年调节水库兴利调节计算
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——Z正。 调节周期：一年（水利年），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
0W0 m (1 p )
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） 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
Q供
①供水（民用水、工业用水） t 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。
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
水库的设计标准
又称设计保证率。指水库在多年运行期间，用水部门正 常工作得到保证的程度。 年保证率 保证率 定义为： 历时保证率
或
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。书P190表13-2。 灌溉设计保证率选用原则：南方比北方高；自流灌溉比 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。
前
一、水资源综合利用
言
兴利除害
兴利：发电、灌溉、供水、航运、渔业、环境用水
除害：防洪、抗旱
二、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，以达到兴 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、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, 综 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.
二 水库死水位的选择 确定Z死所考虑的主要因素: 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=发电需要的死水位 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=水库死水位 ③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
其中 T——水库使用年限(年)； 0 ——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 (%)；p——淤积体的空隙率，(0.3-0.4)； ——泥沙颗粒的 干容重，kg/m3。 ④航运要求； ⑤渔业要求。
a、早蓄方案 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，有多余的水 先弃后蓄。
采用逆时序计算
P196 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 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。 2）水量平衡方程 V2-V1= (Q入-q用-q损-q弃)×△t 式中，V2，q损未知。因此需要试算。 3）试算法
一、水库特性曲线 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，记Z-A。
求积仪或 网格测算
②水库库容(容积)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：
V Where
AdZ V A Z
Z0 Z0 Z0
Z
Z
Z
1 1 A ( A1 A2 ) 或 A ( A1 A1 A2 A2 ) 2 3
第三节 一 、 水量损失
水库水量损失及水库死水位选择
1、蒸发损失
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、 陆面蒸发深度，mm；A水——水库计算水面面积，Km2 2、渗漏损失 渗漏损失量与水库水位有关，即与蓄水量W蓄有关。可用 下式近似描述： W渗=kW蓄
Q,q V1
Q~t V3 V2
q~t V5 V4 V6 t
多回运用
已知：V1=20万m3， V2=3万m3， V3=4万m3， V4=5万m3， V5=3万m3， V6=4万m3。求兴利库容。
[解]：由上面的原则得：
V兴=6万m3
3) 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 损失和渗漏损失q损—— 由水量平衡方程得到V2`——判断: 若V2 =V2`，停止计算；否 则重新假定月末蓄水量V2，继续试算。
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。 4）简化算法 ①先不考虑水量损失，计算各时段（月）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； ③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。 ①不考虑水量损失，计算水库兴利库容V兴； ②计算水库供水期的平均库容：v v死 ③由 v 根据Z
A ；
~
1 v兴 2
；
V 和Z
~
A曲线，计算水库平均水面面积
④计算供水期W渗`和W蒸`；则V兴` = V兴+ W渗`+W蒸`。 见P200