年调节水库兴利调节计算

6.6 年调节水库兴利调节计算

1．兴利调节计算的任务和原理

根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配天然径流所进行的计算，称兴利调节计算。

对单一水库，计算任务是求出各种水利水能要素的时间过程及调节流量、兴利库容和设计保证率三者间的关系，作为确定工程规模、工程效益和运行方式的依据。

不同的阶段，具体的计算情况是有所差别的。

● 在规划设计阶段，往往是根据来水、用水和设计保证率，确

定所需要的兴利库容；

● 在水库运行阶段，一种情况是根据来水、兴利库容和设计保

证率，核定水库的供水能力即可供水量，另一种情况是根据来

水、用水和兴利库容，校验水库供水的保证率。

按照对原始径流资料描述和处理方式的差异，兴利调节计算方法主要分为时历法和概率法（也称数理统计法）两大类。

● 时历法是以实测径流资料为基础，按历时顺序逐时段进行水

库水量蓄泄平衡的径流调节计算方法，其计算结果（调节流量、

水库蓄水量等）也是按历时顺序给出

概率法是应用径流的统计特性，按概率论原理，对入库径流的不均匀性进行调节的计算方法，成果以调节流量、蓄水量、

弃水量、不足水量等的概率分布或保证率曲线的形式给出。

水库兴利调节计算过程，实质上是水库蓄泄水量的计算过程。其计算原理是水量平衡原理。即计算时段内进出水库的水量差，等于水库蓄水量的变化。可用如下水量平衡方程式表示：

式中——计算时段内水库蓄水量的变化，蓄为正，泄为负；

Q——计算时段内的平均入库流量；

——计算时段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流量、以及水库蓄满后的无益弃水流量等；

——计算时段，应根据调节周期的长短和来用水的变化情况而定。年调节水库，一般取一个月。当来水或用水变化剧烈时，也可取一旬。时段划分越短，计算精度越高，计算工作量也越大。

注意：具体计算时，年调节水库是将调节周期划分为若干个计算时段进行的。调节周期一般不按日历年度，而采用调节年度（即水利年度）。所谓调节年度，是指自蓄水之日起至放空之日止，以蓄泄周

期划分的年度。调节年度一般是12个月，但也有个别年份超过或不足12个月的，视连续缺水的情况而定。

水库的蓄泄过程称水库的运用。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、两回运用和多回运用。

（1）一回运用

水库在调节年度内充蓄一次和泄放一次，称为一回运用。如下图,水库自调节年度开始的t0时刻起，来水Q大于用水q，至t2时刻止，共有余水V1。自t2时刻起，来水Q小于用水q，至t3时刻止，缺水总量为V2。且V1大于V2。于是，水库只要在余水期蓄满V2的水量，就能保证该年的用水要求。所以该年度所需的调节库容V调 =V2。

由于V1大于V2，水

库可保证蓄满，且

有部分余水量

（V1-V2）要弃掉。

（2）两回运用

水库在一个调节年度内充蓄两次和泄放两次，则称为两回运用。在总余水量大于总缺水量的条件下，调节库容的判断可根据余缺水量的情况进行。

如图（a），V1>V2，V3>V4，则V调=max｛V2，V4｝。图中，V2>V4，于是V调=V2。即当两个余水量分别大于其后的两个缺水量时，水库的两回运用是相互独立的，此时，调节库容为两个缺水量中的大者。

如图（b），V1>V2，V3V2，则V调=V4。即水库在t0～t1时段蓄满调节库容（即V4），在t1～t2时段内供水V2，在t2～t3时段内，由于V3>V2，故水库又可回蓄满调节库容，并正好满足t3～t4时段内的缺水需求。

如图（c），V1>V2，V3

（3）多回运用

当水库在一个调节年度内，蓄泄次数多余两次时，称多回运用。

此时，调节库容的判定可采用逆时序累加余缺水量的方法进行。即由调节年度末水库放空时刻起，逆时序往前进行水量平衡计算，也就是见缺水就加，见余水就减，减后若小于零即取零，求出各时段末的应蓄水量，其中的最大值，为累积最大缺水量，也就是该年度所需的调节库容。这种确定调节库容的方法，同样可用于一回运用和两回

运用。

2．年调节水库兴利调节计算的时历列表法

时历列表法调节计算是年调节水库兴利调节计算的方法之一。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，以求得水库蓄泄过程和所需的兴利调节库容。由于它可以较

为严格细致地考虑各种水量损失，因此是一种最常用的方法。根据是否计入水量损失，又可分为以下两种情况。

（1）不计损失列表法

【实例6-3】不计入损失水库列表法年调节计算

某年调节水库调节年度的来水与用水过程如表中第（1）、（2）、（3）栏。死水位已确定为122m，相应死库容为210×104m3。水库的特性曲线如图。试求调节库容和水库蓄泄过程。调节计算采用列表法进行，见表。计算时段取为一个月。

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水库列表法年调节计算表

表中（1）、（2）、（3）栏为已知。（4）、（5）栏为来水量与用水量的差值。由余缺水量情况可知，该水库为三回运用，集中供水期为5、6月份，供水期末库空时刻为6月末。采用前述逆时序累加余缺水量的方法可以判定所需调节库容为2520×104m3，参见表中（8）栏。由于总余水量大于总缺水量，水库有弃水量1420×104m3。显然（2）、（3）两栏之差等于（4）、（5）栏之差。这可以用来检验计算是否正确。由于该调节年度内水库有弃水，因此是不完全年调节。

水库的蓄泄过程，随水库操作调度的方式不同，而有所区别。其主要差别是在蓄水期。为了保证该年的正常供水，要求水库在蓄水期末（即供水期初）蓄满调节库容。但蓄水期的蓄水和弃水可以有多种方式。最极端的两种方式，就是所谓的早蓄和晚蓄方案。