水库调节计算

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四、其他用水部门对死水位的要求
要求: 掌握淤积水位和淤积库容的计算方法, 掌握死水位和死库容的确定方法。
一、根据淤积要求确定死水位和死库容
Z死 = Z淤 + 管底超高 + 引水管外径 + 管顶安全超高
Z – V 曲线
V死
二、根据灌溉要求确定死水位
Z死 = Z渠 + D内/2 + H最小 + iL
Z渠——渠首设计控制高程 i,L——引水管坡度和长度 D内——引水管内径 H最小——渠道设计流量的最小水头
三、根据水利发电要求确定死水位
灌溉结合发电的水库,死水位的选择要考虑保证 水电站水轮机组所需要的最低水头和最佳消落深度, 以利于发出较多的电能和出力。
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
三、水库的水量损失
(二)渗漏损失
(1)经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗透。 (2)通过坝基及大坝两翼的渗漏。 (3)通过库底向较低的透水层及库外的渗漏。
生产实际中,常根据水文地质情况,定出一些经验 性的数据,作为估算渗漏损失的依据,例如,以1年或1 月的渗漏损失相当于水库蓄水容积的一定百分数来估算。
3. 水库特性曲线
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,简称为水库面积曲线, 水库水位~容积关系曲线,简称为水库容积曲线。
一、水库特性曲线
(1)水库水位~面积关系曲线
一、水库特性曲线
(2)水库水位~容积关系曲线
梯形法:
ΔV = ( Fi + Fi+1 )ΔZ/2
(三) 多次运用
水库在一个调节年度内,充蓄、泄放多于两次时,即为多次运 用。此时,确定兴利库容可从空库时刻起算(V兴 =0),按顺时序 或逆时序方法进行计算:
(1)逆时序计算(遇余则减,遇缺则加)
V兴 W来 W用 最大
(2)顺时序计算(遇余则加,遇缺则减)
V兴 W来 W用 最大 C
ΔW 1000( E 水 E陆 )FV E 水 KE测
E陆 E H Y
三、水库的水量损失
[例6-1] 已知某水库观测资料,由蒸发皿实测的水面蒸发量为1506mm, 蒸发皿折算系数K=0.8,流域多年平均年降水量H=1310mm,多年平均径 流深Y=787mm,蒸发量的多年平均年内分配百分比列入表6-2中。试求水 库的年蒸发损失量及相应的年内分配。 解: (1)陆面蒸发量: E H Y 1310 787 523(mm ) (2)水面蒸发量: E水 KE测 0.8 1506 1205(mm)
用水要求
兴利库容
兴利库容
调节流量
兴利调节的计算方法
时历年法: 1、将多年的天然来水资料与相应年的用水过程按水 量平衡方程,推求出各年所需的兴利库容 2、对每年调节计算所得的兴利库容进行频率计算, 绘制库容频率曲线。 3、根据设计保证率,在库容频率曲线上查出所求的 兴利库容。 典型年法: 仅对设计代表年进行列表调节计算,求出该年满足兴 利用水的兴利库容,作为设计兴利库容。
V兴 V兴P
0
80
P(%)
四、根据兴利库容确定调节流量
思路: 假设若干个供水期调节流量方案,计算各方案所需兴利
库容,然后点绘调节流量与兴利库容关系曲线,在曲线上即可查
出所求的供水期调节流量Q调。
Q调 Q调A
0
V兴A
V兴
四、根据兴利库容确定调节流量
简化水量平衡方程调节计算
把整个调节周期划分为两个计算时段,即蓄水期和供水期 进行水量平衡计算。
一、兴利计算原理
兴利调节目的:提高枯水期的供水量,以满足各用水部门 的需要。因此,必须按兴利要求来调节径流。
兴利调节原理:水量平衡原理 △W来 – △W出 = (Q来 – Q出) △t = △W
△W来 – △W用 – △W损 – △W弃 = △W = △V = V末 – V初
二、年调节水库的运行情况
(一) 一次运用
水库在调节周期内只有一次连续蓄水、供水的情况,叫做 水库一次运用,如图所示,图中W1为余水量,W2为缺水量,且 W1≥W2,此时所需的水库兴利调节库容V兴=W2。
二、年调节水库的运行情况
(二) 两次运用
当水库在一个调节周期内连续供水、蓄水有二次时,叫做水库二次运用, 如图所示,假设第一次运用余水量为W1,缺水量为W2;第二次运用余水量为 W3,缺水量为W4。此时调节库容的确定可分为下列几种情况:
为兴利而提高枯水径流的水量调节。
防洪调节:
为削减洪峰流量,利用水库拦蓄洪水,以消除或减轻 下游洪涝灾害的调节。
二、兴利调节分类
调节周期: 库空 (死水位) 库满 (正常蓄水位) 调节周期 兴利调节: (一)日调节和周调节 β<2%~3% (二)年调节 (三)多年调节
3%~5%≤β<20%~25% β>30%~50%
三点法:
V ( Fi Fi Fi 1 Fi 1 )Z / 3
V Vi
i 1
n
一、水库特性曲线
一、水库特性曲线
4. 静库容与动库容
静水位
静库容:
入库流量为零时,水库水面是 水平的。
动库容:
有一定入库流量(水流有一定 流速)时,则水库水面从坝址 起沿程上溯的回水曲线并非水 平,静库容相应的坝前水位水 平线以上与洪水的实际水面线 之间包含的楔形库容称为动库 容。
Ch6
水库兴利调节计算
§6.1 概述
§6.2 水库特性
§6.3 兴利用水与水库水量损失 §6.4 水库死水位的确定 §6.5 年调节水库兴利调节计算
Ch6
水库兴利调节计算
§6.1 概述
本节内容提要
内容:
一、水库的调节作用
二、兴利调节分类 三、设计代表年 要求:
熟悉径流调节的基本概念,了解兴利调
节的分类及设计代表年的选取。
解: (1)计算W来-W用。
(2)求调节年的总来水量、总用水量和总余水量。 (3)求时段累积余亏水量。 (4)求不计损失时的兴利库容。 (5)求时段末蓄水库容。
表 某 水 库 不 计 损 失 的 年 调 节 库 容 计 算
6-3
C=
三、根据用水要求确定兴利库容
2. 计入损失的列表计算 计入损失的列表计算在不计损失的列表计算基础上进行。 不考虑损失近似求得各时段的蓄水库容 求出水库各时段的损失水量
将水库时段损失水量作为增加的用水量,重新进行调节计算
求得计入损失所需的兴利库容
三、根据用水要求确定兴利库容
2. 计入损失的列表计算
[例6-4] 资料同例6-3,水库特性曲线如图6-4。水库的蒸发损失 分析成果见表6-2,库区水文地质条件较好,渗漏损失按时段蓄 水库容的0.6%估算,要求计算计入损失的兴利库容,并查算相 应的正常蓄水位。
解: (1)不计损失近似求各时段的蓄水库容。
(2)查算水库时段平均库容和水面面积。 (3)计算水库损失水量。 (4)计入水库损失水量求兴利库容。 (5)计入损失后月(旬)末库容。 (6)确定正常蓄水位。
三、根据用水要求确定兴利库容
(二)长系列法
根据实测的多年径流系列和用水系列,按前述年调节典型年 列表计算法逐年进行调节计算,求出每年所需的兴利库容,再将 所求的库容由小到大的次序排列,计算经验频率,绘制年调节兴 利库容频率曲线,如图。根据设计保证率在曲线上可查出相应的 年调节兴利库容V兴P。
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。
一、水库特性曲线
1. 水库的作用
拦蓄洪水:除害 调节河川天然径流:兴利 集中落差:发电
2. 水库的分类
河道型:河流的坡降较陡 湖泊型:库区内的地形平坦,开阔
(1)当W1>W2,W3>W4时,表明 两次运用之间无水量联系,此 时V兴=max{ W2,W4}。
(2)当W1>W2,W3<W4,W3<W2 时,表明两次运用之间有水量 联系,V兴= W2+ W4-W3。 (3)当W1>W2,W2<W3<W4时, 表明两次运用之间有水量联 系,此时V兴=W4。
二、年调节水库的运行情况
三、水库的水量损失
(三)其他损失 (1)结冰损失水量
(2)水工建筑物的漏水损失量
(3)水工建筑物的操作损失水量,如船闸过水等。
(4)水库初蓄损失水量
Ch6
水库兴利调节计算
水库死水位的确定
§6.4
本节内容提要
内容:
一、根据淤积要求确定死水位和死库容 二、根据灌溉要求确定死水位
三、根据水利发电要求确定死水位
二、水库特征水位和库容
Ch6
§6.3
水库兴利调节计算
兴利用水与水库水量损失
本节内容提要
内容:
一、兴利用水及综合需水图 二、水资源综合利用实例分析
三、水库的水量损失
要求: 掌握水库蒸发、渗漏损失的计算方法。
一、兴利用水及综合需水图
民用水 给水 工业用水 农业灌溉用水
兴利用水
水利发电用水 航运用水
三、根据用水要求确定兴利库容
1. 不计损失的列表计算
[例6-3] 南方某水库灌溉设计标准采用p=80%,已知灌溉面积为 3万亩,用水量分析计算成果填于表6-3第③栏。经水文分析计 算出设计年来水量Wp=1895万m3,其年内分配列入表6-3第②栏, V死 =84万m3。用不计入损失列表计算,求水库的兴利库容和时 段末的蓄水库容。
Ch6
§6.5
水库兴利调节计算
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。
兴利调节任务
已 知 设 计 保 证 率 的 来 水 量
其他部门需水
一、兴利用水及综合需水图
各用水部门需水及综合需水图 (a)工业及民用给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水
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一、兴利用水及综合需水图
二、水资源综合利用实例分析
发电
水保 水资源 综合利用 供水
渔业
防洪
航运
灌溉
三、水库的水量损失
(一)水库的蒸发损失 由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量。
(3)水库的年蒸发损失量: E 水 E 1205 523 682(mm)
(4)水库的各月蒸发损失量: 表6-2 某水库蒸发损失计算表
月 份 月损失百分比 (%) 蒸发损失(mm) 1 3.09 21 2 3.82 26 3 6.88 47 4 8.52 58 5 11.8 80 6 14.21 97 7 13.05 89 8 13.3 91 9 9.82 67 10 7.61 52 11 4.69 32 12 3.21 22 全年 100 682
期供水量之不足,为跨年 度的调节。
二、兴利调节分类
设计枯水年 设计代表年 设计平水年 设计丰水年
P = P设 P = 50% P = 1-P设
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
(1)不计损失时 V兴 = W月调T供﹣∑W供来 W月调=( ∑W供来+ V兴 )/ T供 (2)计入损失时 V兴 = W月调T供+ ∑△W供损﹣∑W供来 W月调=( ∑W供来﹣ ∑△W供损+ V兴 )/ T供
四、根据兴利库容确定调节流量
库空 (死水位)
二、兴利调节分类
(一)日调节和周调节 为短周期调节,一般用于发电水库。
二、兴利调节分类
(二)年调节
完全年调节
不完全年调节
常为以灌溉为主的 水库。将丰水期的多余
水量存蓄在水库中,供
枯水期用。
二、兴利调节分类
(三)多年调节
常为以灌溉为主的水 库。将丰水年的多余水量
拦蓄在水库中,补充枯水
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)
一、水库的调节作用
天然来水
生产、 矛盾 生活用水
调节
作用:调蓄水量 抬高水位 改变天然径流过程
一、水库的调节作用
径流调节:
按人们的需要,利用水库控制并在时间或地区上重新分配径 流,称为径流调节。其作用是协调来水与用水在时间分配上和地 区分布上的矛盾,以及统一协调各用水部门需求之间的矛盾。
兴利调节:
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