水利水能规划课件

例：某多年调节水库，已知多年平均年径流量
W0=5000*104m3，Cv=0.4，Cs=2Cv，年供水量
M=4000*104m3，P=75%，试求多年库容V多。 例：如上例，若P=87%，试求多年库容V多。
3、V年计算：代表年法
选一个来水接近用水的中水年，进行年调节计算，求V年。
选代表年的原则是来水必须大于用水，但又不能远大于用水。
F2 Z2 Z1 Z0 V2 V1 F1
Z
Z～F
Z～V
F1
F2
F
V Fi Fi 1 Z / 2或
V ( Fi Fi Fi 1 Fi 1）Z / 3
V V1=△V1 V2=V1+△V2
水位——坝前水位 库容——一般采用静库容，即坝前水位对应水平面以
下库容。
Z
Q
v

2、灌溉设计保证率：指设计灌溉用水量的保证程度。 原则：南方比北方高；大型工程的比中、小型工程高；自流 灌溉的比提水灌溉的高；远期规划的比近期工程的高。 具体参见《水利水电工程水利动能设计规范》SDJ-11。
3、供水设计保证率 一般按年保证率取值的范围为95%~99%。 4、通航设计保证率 ——————————————— 航道等级 历时设计保证率（%） ——————————————— 一级~二级 97~99 三级~四级 95~97 五级~六级 90~95 ———————————————
月份 系数 （％） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
3.14
3.47
5.89
8.34
9.50
11.14
16.43
15.86
11.27
6.98
4.38
3.60
第五节 年调节水库兴利调节计算
一、任务：
已知来水、P设
1、根据用水情况，确定兴利库容 2、已知兴利库容，求用水 3、已知用水和兴利库容，求水库运用过程
第一节
概
述

水库的兴利调节 由库空到蓄满，再到放空，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
第二节 水库特征曲线及特征水位

用来反映水库库区地形特性的曲线，称水库特征曲线，有 水库的水位——面积曲线和水位——容积曲线两种，也可 简称为面积曲线和容积曲线；
周期划分的年度。
一回运用
两次运用
多回运用

多回运用：当水库在一个调节年度内，蓄泄次数多于两次
时。

方法：调节库容的判定可采用逆时序累加余缺水量 要点：见缺水就加，见余水就减，减后若小于零即取为零。

二、列表法调节计算

列表法：是在来水、用水已知的情况下，用列表 的方式，适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。根据是否计入 水量损失，又分为以下两种情况。
2、用水：农业用水、工业用水、发电、航运等 3、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、淹没百度文库浸没资料等。
五、水利计算步骤
1. 资料获取与分析处理 2. 水文分析计算 3. 拟订工程参数可能方案 4. 方案评估优选 5. 制定工程优化调度与运行初步方案。
兄弟河水利计算任务概述
水利学院
钟丽
彭向训
绪 论(introduction)
一、水资源（water resources）概述
水资源的概念：
通常所说的水资源指逐年可以得到恢复补
给的淡水（fresh water）。
二、水资源开发利用与保护
1、基本原则：可持续性、综合利用、经济原则 2、径流调节：利用工程措施，对天然径流进行控制并重新
二、水库兴利调节计算原理——水量平衡
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： △V=（Q－q）△t

水库的蓄泄过程称水库的运用。在整个调节年度（又称水
利年度）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、两次运用和多回运用。

调节年度：是指水库自蓄水之日起至放空之日止，以蓄泄
——————————————————————————————————
月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
——————————————————————————————————
蒸发量 38.1 53.6 114 208 301 249 201 166 147 115 57.2 35.5 （mm） ——————————————————————————————————————
第二节 水库调洪计算的原理与方法
第三节 水库调洪计算的列表试算法
第四节 水库调洪计算的简化三角形法
第五节 水库防洪水利计算
第一节 水库调洪的任务与防洪标准
一、 水库的调洪作用： 水库防洪调节计算：就是要定量地分析计算 它们之间的关系。
本章小结
(1) 掌握水库特征曲线及特征水位 (2)掌握设计保证率的概念及其选择方法 (3)掌握水库的水量损失估算方法 (4)掌握水库死水位的确定方法 (5)掌握年调节水库兴利调节计算方法、步骤 (6) 掌握多年调节水库兴利调节计算方法
第三章 水库防洪调节计算
第一节 水库调洪的任务与防洪标准

设计保证率通常有年保证率和历时保证率（用于无调节、 日调节水电站）两种表示方法。即
二、设计保证率的选择 1、水电站设计保证率

小型水电站（N装<25000kw）：65%<P设<90% 大、中型水电站： ————————————————————————
系统中水电站容量比重（%） 25以下 25~50 50以上 ————————————————————————————— 水电站设计保证率（%） 80~90 90~95 95~98 —————————————————————————————
一、兄弟河流域及水电工程概况
二、兄弟河水库特征值计算
三、兄弟河下寨电厂动能指标和装机容量计算
四、下游塔里电站动能指标计算
五、基本资料的收集
六、所牵涉到的前导后续课程知识概述
水利计算课程设计指导书.doc
第二章 水库兴利调节计算
第一节 概述
第二节 水库特征曲线及特征水位
第三节 设计保证率的概念及其选择 第四节 水库的水量损失 第五节 水库死水位的确定 第六节 年调节水库兴利调节计算 第七节 多年调节水库兴利调节计算
(一)不计损失列表法：年兴利调节（不计损失）.xls
方法：调节库容的判定可采用逆时序累加余缺水量 要点：见缺水就加，见余水就减，减后若小于零即取为零。 例1：某年调节水库调节年度的来水与用水程如表第（1）、 （2）、（3）栏。死水位已确定为122米，相应死库容为 210×104m3。水库特性曲线如前图。试进行调节计算 求调节库容和水库调节蓄水过程。

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。
(二)计入损失列表法：试算法例2：仍用例1资料，考虑水 库水量损失求调节库容和水库蓄水过程。
年兴利调节（计损失）.xls
例3：某水库设计枯水年兴利调节计算表如下，水量单位 104m3，V死=20*104m3，渗漏损失系数K=1%/月。
水能计算
水电站及水库主要参数选择
水库调度
主要用水部门的用水特点
1. 水力发电 ——只利用水并不消耗水量。
2. 灌溉——消耗大量水量，用水年内变化大，有季节性。
3. 航运——不耗水量，要求有一定的水深。
4. 给水——用水较均匀。
5. 防洪——要求水库蓄水，以调节径流。
四、水利计算所需要的基本资料
1、来水（径流）
二、数理统计法
（一）假设 1、V兴=V多+V年 2、V多推求（普列什柯夫线解图法） 1）年径流量（来水） 年径流模比系数
Wi Ki W0
2）年用水量 调节系数 3）库容
M W0
V多 多 W0
多年库容系数
式中:Wi-----第i年的年径流量；Ｍ---固定的年用水量；
V多----多年库容；W0----多年平均径流量

用来反映水库工作状况的水位，称水库特征水位，与特征 水位相应的库容称水库特征库容。
一、水库特性曲线 （一）水库面积曲线Z～F ——库水位与相应水平面面积的关系曲线，根据库区地形 图量算。
（二）水库容积曲线Z～V
———库水位与该水位以下水库容积之关系。 绘制方法：首先将水库面积曲线中的水位分层， 自河底向上逐层计算各相邻高程之间的容积。
第七节 多年调节水库兴利调节计算

原因：为了保证正常供水，需要把丰水年的多余水量蓄起 来，以补足少水年的水量不足，即水库需要进行跨年度调
节、也就是多年调节。

原理与方法：与年调节计算相类似。
一、长系列时历列表法
1、判定各年度所需的调节库容 2、利用调节库容保证率曲线求多年调节兴利库容 例：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。根本据大多数年份的来、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算，成果如下表。当设计保证率P设 =90%时，试确定多年调节的兴利库容。多年调节（时历列表 法）.xls
第四节 水库的水量损失
一、水库的蒸发损失

以ΔW表示
ΔW蒸 1000E水 E陆 F库 f
其中 E水——时段水面蒸发量（mm) E陆——时段陆面蒸发量（mm)
F库——时段平均库水面面积（km2)
f——建库前水面面积（km2),一般忽略。
例1：某水库流域面积上多年平均降水量为524.5mm。多年平均 年径流深为83.8mm。水库附近气象站蒸发器测得多年平均年月 水面蒸发量如下表。折算系数为K=0.80。试求该水库各月的蒸 发损失深度。 某水库附近气象站多年平均年月蒸发量表
动库容曲线示意图
二、水库特征水位与特征库容
1、死水位与死库客 Z死
、V死
、V兴
2、正常蓄水位和兴利库客Z正
3、防洪特征水位和防洪特征库容
防洪限制水位、防洪高水位(Z防)
4、设计洪水位(z设)
5、校核洪水位(V校)

V总=V死+V兴+V校调 –V结
第三节 设计保证率的概念及其选择
一、设计保证率：是指多年期间，用水部门正常用水得到 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。
4、非工程措施： 1）洪水预报 2）工程调度
3）水资源管理
5）洪灾保险
4）国土规划
5、工程的规模、效益与费用 1）设计标准 2）规模 3）效益
4）费用
三、与水资源关系密切的主要部门有：
水利 发电
防洪
灌溉
兴水利
航运
除水害
给水
治涝
四、水利计算的任务及主要内容
内 容 径流调节计算
任务 拟定水资源开发方式 确定工程的规模 编制水量调度方案
注意：1、系列从小到大排序，一般只画经验频率曲线； 2、假如W来<W用，则供水破坏，则不计算。
(二)代表年法
根据来水（或者用水）选择符合P设的枯水代表年，
直接求V年作为设计V兴。
注意：一般选N个代表年，分别求V兴，选偏大 的。
（三）正常蓄水位的确定
考虑的主要因素： 1、兴利要求V兴 2、工程造价与淹没损失 3、水库蓄水条件 4、淹没限制 5、与上游工程的关系
进行时空分配，满足国民经济需要。

分类：1）兴利调节
调节形式：蓄余补缺、抬高河流水位，集中河流落差。
鲁布革水电站（引水式、云南贵州）
2）防洪调节 调节形式：挡洪、蓄洪、滞洪、撇洪、分洪
里石门拱坝
3、主要工程措施 按功能分：1）灌溉工程
2）水力发电 3）防洪与治涝 4）供水 5）航运 6）其他
年兴利调节（计损失）2.xls
(三)计入损失的简算法
条件：在初步规划阶段；水量损失占总水量比重不大时。 方法：
1 V V死 V兴 2
三、设计兴利库容与正常蓄水位的确定
(一)长系列法

长系列来水资科，即设计的长期年、月径流量系列时，对 每一年进行年调节计算，得到调节库容。将此调节库容， 从小到大排列，进行库容保证率计算：
（二）渗漏损失——水库蓄水后由库周、坝身、坝基、闸门
等渗漏水量
某时段损失量 W渗＝kv
式中 V——时段平均水库蓄水量
k——渗漏系数，与水库水文地质条件有关，
经验确定（见下表）
习题与思考题
1、试分析水库防洪与兴利的矛盾，如何协调？ 请谈你的看法。 2、A水库坝址以上流域多年平均年径流深为800mm；实测 多年平均年降水量为1500毫米；多年平均年水面蒸发量 为 712 毫米，其月分配系数见下表；水库月渗漏系数k ＝2％。 若某年3月份水库平均水面面积为20平方公里，平均 蓄水量为1000万立米，试计算该月水库水量损失量。