第九章径流量调节计算

渗漏损失 结冰损失
⑴蒸发损失 ——指水库建成后，原有陆地变成水 面，原来的陆面蒸发变成了水面蒸发，由此而 增加的蒸发量构成水库蒸发损失。
W蒸 （E水 E陆）（F库 f）
E水—计算时段内库区水面蒸发深度 (mm)； E陆—计算时段内库区陆面蒸发深度 (mm)； F —计算时段内平均水库水面面积（m2） f—原天然河道水面面积（m2）
设计洪水位是正常运行情况下允许达到的最高库 水位，是挡水建筑物稳定计算的主要依据
⑹校核洪水位(Z校核 )和调洪库容(V设洪)
校核洪水位——水库遇大坝校核洪水时，水库 坝前所达到的最高水位。 调洪库容——校核洪水位与防洪限制水位之间 的库容。
校核洪水位是水库非常运行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。
⑵库区周围地区的浸没 浸没危害：库水位抬高引起地下水水位上升， 地下水位升高到一定的高程以上时，将引起森林 死亡，旱田作物受涝，盐碱化，沼泽化，地下水 位积聚升降变化，影响岸坡稳定发生塌岸，损坏 农田，减少库容，土壤失去稳定，建筑物基础不 均匀沉陷，发生裂缝，倒塌。 浸没范围：可采用正常蓄水位或一年内持续两 个月以上的运行水位为测算依据，通过回水计算 求得沿程水位，查库区地形，进行实地调查，统 计计算造成的损失，多沙河流应计及淤积影响 。
⑵正常蓄水位Z蓄和兴利库容V蓄
正常蓄水位——水库在正常运行情况下，为 了满足设计兴利要求而在开始供水时应蓄到的高 水位，称为正常蓄水位（正常高水位或兴利水 位）。水库在年内(丰水期末)允许蓄到的最高库 位。 兴利库容（调蓄库容或有效库容）——正常 蓄水位到死水位之间的部分库容，是水库实际可 用于径流调节蓄泄的库容。 消落深度（工作深度）：正常蓄水位与死水 位的高程差。
洪水调节 ——为削减洪峰流量而进行的调节，时段以 小时计。 兴利调节 ——为增加枯水期引用流量而进行的调节， 狭义的径流调节。 径流调节的作用 协调来水与用水在时间分配上和地区分配上的 矛盾，以及同意协调各用水部门需求之间的矛盾。
1. 水库面积特性和容积特性
⑴水库面积特性 ——指水库水位与水面面积的关系曲线。库 区内某一水位高程的等高线和坝轴线所包括的 面积，即为该水位的水库水面面积。
2.按水库任务分类
⑴单一任务径流调节
如灌溉径流调节、工业及城市生活给水径流调节、
水力发电径流调节
⑵综合利用径流调节
具有两种以上任务的水库的径流调节
2.按水库供水方式分类
⑴固定供水
水库按固定要求供水，与供水期水库来水量和蓄水 量无关，如工业及城市生活给水
⑵变动供水
水库供水随蓄水量和用户不同的要求而变动，如灌溉按
正常蓄水位的作用：
决定水库的规模、效益和调节方式，在很大程度上决 定水工建筑物的尺寸、型式和水库淹没损失。
选择正常蓄水位的原则：
①根据兴利的实际需要。 ②考虑淹没情况。 ③考虑地形地质条件。 ④考虑河段上下游已建和拟建水库水利枢纽情况。
⑶防洪限制水位(Z限)
防洪限制水位——水库在汛期允许兴利蓄水 的上限水位，也称汛期限制水位（汛限水位）。
共用库容在汛期腾空作为防洪库容或调洪库容的
一部分，汛末充蓄，作为兴利库容的一部分，以增 加供水期的保证供水量或水电站的保证出力
完全重叠
部分重叠
不重叠
⑸设计洪水位（Z设洪）和拦洪库容（V拦） 设计洪水位——水库遇大坝设计洪水时，在坝 前达到的最高水位称设计洪水位。 拦洪库容——防洪限制水位与设计洪水位之间 的库容。
选择设计枯水系列时注意事项： ①所选设计枯水系列计算结果，校核其它枯水 年组计算结果，若另有正常工作遭破坏的时段，则 要从 T 破 中扣除，得出新的允许破坏年数，并用它 重新确定枯水系列。 ②有时需校核破坏年份供水量和电站出力能否 满足最低要求，若不能满足，则水库应在允许破坏 前预留部分蓄水量。
2. 水库特征水位和特征库容
水库特征水位 ——水库工程为完成不同任务在不同时期 和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的 各种库水位，统称特征水位。 水库特征库容 ——相应于水库特征水位以下或两特征水位之 间的水库容积。
根据河流的水文条件，坝址的地形地质条件和各用水部 门的需水要求，通过调节计算，并从政治，技术，经济等角 度进行全面综合分析论证来确定的。
设代表年——在水利水电规划设计中，常 选择有代表性的枯水年、中水年（平水年） 和丰水年作为设计典型年，分别称为设计枯 水年、设计中水年和设计丰水年。
⑴设计枯水年——选择在长系列资料中所 提供的效益其频率与设计保证率相同的年份， 作为设计枯水年。按该年资料进行计算，所得 成果恰好符合设计保证程度的要求。
1
水库特性 兴利调节 5 6
设计保证率
设计代表期 兴利调节计算 兴利调节时历列表法
7
8
兴利调节时历图解法
多年调节计算的概率法
水库调节基本概念
径流调节 ——按人们的需要，通过水库的蓄水、泄 水作用，控制径流和重新分配径流的时空分布。 广义的径流调节 ——整个流域内，人类对地面及地下径流 的自然过程的一切有意识的干涉。 狭义的径流调节 ——河川径流在时间和地区上的重新分配。
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
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
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
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
农田需水要求供水，水电站按电力负荷要求供水
4.按两水库相对位置和调节方式分类
⑴反调节 ⑵单一水库补偿调节 ⑶水库群补偿调节
5.径流调节计算中的常用术语
⑴调节系数α
Q调 / Q
⑵库容系数β
V兴 / W
当β=8%~30%时，一般可进行年调节，当天然径流 年内分配较均匀时， β=2%~8%即可进行年调节
按调节周期分类 按水库任务分类 按供水方式分类
1.按调节周期分类
调 节 周 期 —— 指 水 库 的 兴 利 库 容 从 库 空—蓄满—放空的完整的蓄放过程。 ⑴日调节：日调节的调节周期为一昼夜。 ⑵周调节：调节周期为一周。 ⑶年调节：年调节的调节周期为1年。 ⑷多年调节：调节周期要超过一年。
年保证率
正常工作年数 P 100% 运行总年数
正常工作历时（日、月或旬） P 100% 运行总历时（日、月或旬）
'
历时保证率
P [1 (1 P ) / m] 100%
'
m：破坏年份的破坏历时与总历时之比
2.设计保证率的选择
⑴水电站设计保证率 根据水电站所在电力系统的负荷特性，水电 站的容量在系统中的比重，水库调节性能而确定。 ⑵灌溉设计保证率 根据灌区水、土资源情况，作物组成，气象 与水文条件，水库调节性能，国家对当地农业生 产的要求，以及地区工程建设和经济条件等因素 确定。
⑵设计中水年——取年径流流量系列中频率 为P=50%的年份，径流年内分配接近多年平均情 况的年份，表示一般来水条件的兴利情况。
⑶设计丰水年：取P丰=1-P设，径流年内分 配接近较丰年份多年平均情况的年份，对该 年径流资料进行调节计算所得的成果反映丰 水条件下的兴利情况。
2.设计多年径流系列
⑴设计枯水系列——扣除允许破坏年数法 T破=n-P设（n+1） T破—允许破坏年数； n—水文系列总年数。 在实测资料中选最严重的连续枯水段， 逆时序从枯水年组末起倒扣除允许破坏年数T 破，余下的即为设计枯水系列。
横向淤积
（1）淤积影响
①减少水库有效库容，甚至水库完全试销， 威胁水库本身及下游安全 。 ②水库淤积使回水上延，增加淹没、浸没损
失
③淤积增加管理上的困难，影响正常工作。
④水库下游则由于泄放清水，水流夹沙能力增 大，引起对下游河床的冲刷，水位降低，甚至河 槽变形。
（2）减少淤积的措施
①作好上游水土保持工作，减少土壤流失。 ②中、小型水库采用长藤结瓜引水工程布局。
⑵水库容积特性
——指水库水位与容积的关系曲线。
两相邻等高线间的水层容积
Z F下 F上 V 2
Z V F下 F下 F上 F上 3


然后自下而上按V=∑△Vi依次叠加，即可求出
各水库水位对应的库容，从而绘出水库库容曲线。
静库容曲线 ——假设水库水面完全呈静止的水平状态而 绘制的不同坝前水位下水位—库容曲线。 动库容曲线 ——由于水库随时都有流量汇人，致使水库 沿程各个过水断面都具有一定的流速，即有一定 的水力坡度，因而形成了以坝前水位为起点沿程 向上的壅水曲线，直至与库尾的天然水面相切， 此即回水曲线。回水曲线与坝前水位水平面间的 容积称楔形容积，它与坝前水位下的静库容之和， 总称为动库容。
防洪限制水位是水库汛期防洪运用时的起调水位， 可以高于正常蓄水位也可以低于正常蓄水位
⑷防洪高水位(Z防)和防洪库容(V防) 防洪高水位——当遇下游防护对象的设计标 准洪水时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这 时在坝前达到的最高水位称防洪高水位。 防洪库容——防洪高水位与防洪限制水位之 间的库容。
共用库容——当防洪限制水位低于正常蓄水 位时，防洪库容与兴利库容的重叠部分，称为重 叠库容或共用库容。
1.工作保证率和设计保证率的含义
工作保证率：指水利水电部门的正常工作的保证程度。 设计保证率：指多年期间用水部门按照规定保证正常 工作不受破坏的机率（或程度）。
年保证率：指多年期间正常工作年数占运行总年数的
百分比。 历时保证率：多年期间正常工作历时（日、旬或月）
占总历时的百分比。
1.工作保证率和设计保证率的含义
库
⑶结冰损失
W冰 F F0 h冰 冰
F—计算时段开始（消落前水位）时水库面积 F0—计算时段结束（消落后水位）时水库面积 h冰—冰层厚度 γ 冰—冰的单位重量