水库调节计算
水库兴利调节计算
第十一章 水库兴利调节第一节 水库及其特性一、水库特性曲线水库就是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水得人工湖泊。
水库得作用就是拦蓄洪水,调节河川天然径流与集中落差。
一般地说,坝筑得越高,水库得容积(简称库容)就越大。
但在不同得河流上,即使坝高相同，其库容相差也很大，这主要就是因为库区内得地形不同造成得。
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,河流得坡降对库容大小也有影响，坡降小得库容较大,坡降大得库容较小。
根据库区河谷形状,水库有河道型与湖泊型两种。
一般把用来反映水库地形特征得曲线称为水库特性曲线。
它包括水库水位~面积关系曲线与水库水位~容积关系曲线,简称为水库面积曲线与水库容积曲线,就是最主要得水库特性资料。
(一)水库面积曲线水库面积曲线就是指水库蓄水位与相应水面面积得关系曲线。
水库得水面面积随水位得变化而变化。
库区形状与河道坡度不同,水库水位与水面面积得关系也不尽相同。
面积曲线反映了水库地形得特性。
绘制水库面积曲线时,一般可根据 l/10 000～ l/50 ０0比例尺得库区地形图,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得水库得面积（高程得间隔可用 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。
它就是水库面积曲线得积分曲线,即库水位与累积容积得关系曲线。
其绘制方法就是:首先将水库面积曲线中得水位分层,其次,自河底向上逐层计算各相邻高程之间得容积。
Z (m )１２△△0水面面积（１06 m２)水库容积(10６ｍ3)图2-2水库容积特性与面积特性1-水库面积特性；２－水库容积特性假设水库形状为梯形台,则各分层间容积计算公式为:(2-１）式中:——相邻高程间库容（m3)；、——相邻两高程得水库水面面积(m2）;——高程间距（ｍ)。
“水库调洪演算的原理和方法”教案讲义
2、蓄泄方程
qf(V) 或q ~ V
Z(m)
0
Z~q洞
Z~q溢
H H0
q溢M1BH3/2
q洞M2H01/2
溢洪 q(m3/s) 道
q~H Z ~V q~f(V)
泄洪 洞
方程不是显式，无法直接求解
三、水库调洪计算方法
1、列表试算法
（1）由Z~V曲线、泄流计算公式推求q~V曲线。
（2）推求水库下泄流量过程线q~t。
• 二、无闸溢洪道水库的防洪计算 • (一)下游无防洪要求时 • (1)拟定方案；(2)调洪计算；(3)计算坝高；
(4)计算各方案的投资(5)选定方案
• (二)下游有防洪要求
• 在防洪水利计算中需要考虑下游安全泄量的要求， 分别对枢纽标准与下游防洪标准的洪水进行调洪计 要。具体的步骤是：
• (1)假定不同的溢洪道宽度B方案。
• 水库防洪计算的内容，主要包括以下几点： • (1)根据库区地形、地质等条件，分析洪水特性及
灾害情况，考虑兴利库容与调洪(防洪)库容结合的 可能和程度，拟定苦干个泄流建筑物形式、位置、 尺寸，以及汛期运用方式的方案。 • (2)对各方案进行调洪计算，求得每个方案相应于 各种设计洪水的最大下泄流量、调洪库容和最高洪 水位。 • (3)计算各方案的大坝造价、淹没损失、泄流建筑 物投资、下游堤防造价、水库防洪效益等经济指标、 进行技术经济分析与比较，选择最佳方案。
（4）推求Vm、V调、Zm。
V调=Vm-V汛限
q~V
qmax
Vm
Z~V
Zm
列表试算法小结：
洪水过程线 起始条件
q~V曲线的绘制←Z~V q~t曲线的推求←试算
qm的推求←绘图 Zm、Vm推求←查图（表）
第十三章 水库洪水调节及计算
推求出水库的出流过程、最大下泄流量、特征库容和相
应的特征洪水位。
作用：拦蓄洪水，削减洪峰，延长泄洪时间，使下
10
泄流量能安全通过下游河道。
第十三章 水库防洪计算
一、水库的调洪作用
无闸门控制时，
水库的调洪作用
防洪限 制水位
11
第十三章 水库防洪计算
表1 洪水过程线 (P=1%)
时间 t/h 0 1 2 3 4 5 6 7
流量 /(m3/s) 5.0
30.3
55.5
37.5
25.2
15.0
6.7
5.0
表2 水库特性曲线 库水位 H/m 140 140.5 325 141 350 141.5 375 142 400 142.5 143 425 455 库容 /(104m3) 305
17
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
水库的调洪计算，就是逐时段求解方程组：
Q1 Q2 q1 q2 t t V2 V1(1) 2 2
q f (V )
21 134.9
1869.1 -126.7 1624.3 -328.3 1180.8 -388.8
第十一章 水库洪水调节及计算
三、水库调洪计算的基本方法
Q(m3/s)
1000 800 600 400 200 0 0 8
Q~t q~t
16 24 32 40 48 56 64
t(h)
22
第十一章 水库洪水调节及计算
一、水库的调洪作用
有闸门控制时， 水库的调洪作用
q兴
胸墙 闸门
q允
Z堰
多年调节水库的计算有时历法和概率法
第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算
三、年调节水库兴利调节计算典型年法：
设计水平年 → 设计供水过程
历史来水资料 → 排频计算 → 频率曲线（如图）→ 实际代表年
设计保证率 → 查求Q设
同倍比放大 设计枯水年
计算设计V兴
Q
同频率放大
适用条件： a、无资料或资料不足的地区； b、精度要求不高时，如初步规划阶段。
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第二章 > 第四节 水库的水量损失
第四节 水库的水量损失
一、水库的蒸发损失 因兴建水库后，原有的陆面变成水面后增加
的蒸发损失。
W 1000 (E水 E陆 )FV
E水 E皿
E陆 E0 P0 R0
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第二章 > 第四节 水库的水量损失
二、水库的渗漏损失 (1)经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗 漏； (2)通过坝址及坝的两翼的渗漏； (3)通过库底渗向地下透水层或库外的渗漏。 渗漏系数：以一年或一月的渗漏损失相当于水 库蓄水容积的一定百分数计，估算采用如下初 步数值： (1)水文地质条件优良：0%-10%/年或0%-1%/月 (2)透水条件中等： 10%-20%/年或1%-1.5%/月 (3)水文地质条件差：20%-40%/年或1.5%-3%/月
V沙,总 TV沙,年
V沙,年
0W0 m (1 p)
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第二章 > 第五节 水库设计死水位的选择
三、保证水电站最低水头要求 死水位决定水电站的最低水头。死水位愈
高，电站出力愈大。同时死水位过高，会减少 水库的兴利库容，降低水库的调节能力。 四、其他要求
水产任务：养鱼对水深和水面的需求。 气候寒冷地区：结冰厚度。 水库生态需求。 应是上述计算中的最大值。
水库调洪计算的原理与方法
水库调洪计算的原理与方法水库调洪是一种技术，主要是指调整水库的洪水量，以满足作业要求，消除洪水灾害，保护人民生产生活及水库安全。
水库调洪分为调整水库水位、调节出口流量和水库池底淤积等，主要包括：水库蓄水量的调整、水库运行模式的选择、水库溢洪道的应用、调节建筑物的安排及水库排洪效果评价等。
1、水库调洪原理水库调洪的原理是将水位在一定条件下，得以调节水库调节范围内的洪水，从而满足调度要求。
也就是说，水库洪水量的变化可以通过调整水位来实现。
因此，水位是水库调度的主要操作变量，也是水库调度及调洪的重要依据。
2、水库调洪计算水库调洪计算是根据调度要求确定的调节范围，运用水位曲线的求和及其他理论计算，求得水位、储量和流量三者间的最佳分配，以满足调度要求的洪水量调节原理及方法，以确定具体的调洪计算方法。
调洪计算的常用方法有基于水位-洪水量曲线求和的调节法、基于储量曲线求和的调节法、组合求和法等多种。
（1）水位-洪水量曲线求和调节法水位-洪水量曲线求和调节法是指，根据水库水位-洪水量关系曲线，确定调节范围内的水位，以调节水库洪水量。
这种方法基本上是从水位起调洪，特别适用于急洪库。
(2)储量曲线求和调节法储量曲线求和调节法是指，根据水库的储量曲线，确定调节范围内的储量，以调节水库洪水量。
这种方法主要从水库储量起调洪，特别适用于慢洪库。
(3)组合求和调节法组合求和调节法是指，将储量曲线求和调节法和水位-洪水量曲线求和调节法的方法。
组合求和调节法将水位及储量作为两个独立的变量，分别求极值，实现最佳调节效果。
3、水库调洪的优缺点水库调洪的优点在于：（1）大大降低水库的洪水灾害，大大减少人民的损失；（2）水位得到有效的控制，以满足人民的要求；（3）水库洪水量可以通过调整水位来实现。
同样，水库调洪也有一定的缺点，例如：（1）很难预测水库洪水量变化；（2）调洪后的水位会有一定的波动；（3）若水位变化幅度过大，会影响鱼类的繁殖；（4）若水位变化幅度过大，会导致水质变差等。
水库多年调节的实用计算公式
水库多年调节的实用计算公式
水库多年调节是控制水库水量、可再生能源发电和灌溉的有效控制方式。
它对确保电力设备正常运行至关重要。
有效的水库多年调节可以最大限度地利用水库的可用水资源，保证水资源的多功能安全和可持续利用，减少由水库高低水位产生的不利影响，有效控制水库水位过高、过低及持续渠道的水量，改善水库的利用效益。
通常，水库多年调节是指对水库水位，排放，发电和灌溉等水资源进行综合考虑和控制，以量化水资源效益。
一般来说，水库多年调节涉及水库设计特征和服务水库的用水情况以及气候波动因素和水资源发电和灌溉的活动。
其中水库设计特征包括库容、水深、坝高、导流通道等；服务水库的用水情况包括水库发电、灌溉、供水等；气候波动因素和水资源发电和灌溉活动包括汛期、泄水量配置、发电量配置等。
根据上述要素，水库多年调节一般采用两种主要方法：一是水文模型和模拟数值模型；二是水库多年调节的实用计算公式。
水文模型可以根据水文参数进行多年调节模拟，水库多年调节的实用计算公式是根据许多试验数据综合研究而得出的易于运用的水文计算公式，介于上述两种方法之间。
它是以多年调节的水库水位、发电量和排放量的变化趋势为基
础的，其具体计算公式为：Q=α*h^β，其中Q表示每次利用水库水量，h表示水库水位，α和β是实验结果得出的系数。
水库多年调节计算公式是调节水库水位、排放水量和发电量的有效工具，它可以根据水库水位变化而发挥更大作用。
它精准地描述了水源量和水库水位之间的关系，从而对确保水资源的安全及多功能利用有所裨益。
水库兴利调节计算项目一
皖南青弋江上游于1970年建成以发电为主的陈村水库，为满足灌溉用水需求，自2002年起对水库进行改造，使之成为具有年调节性能的综合性水库。
要求：
（1）用时历列表法不计损失推求该水库的兴利库容和正常蓄水位。
（2）用时历列表法计入损失推求该水库的兴利库容和正常蓄水位。
已知条件与计算步骤：
一、根据水库的地形图，量得水库水位Z与面积F之间的关系，列入附表1-1，绘制Z~F关系曲线和Z~V关系曲线。
附表1-1陈村水库Z~F关系曲线表
水位（m）
97
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
面积(106m2)
0
54
102
206
328
401
479
587
719
925
1081
水位（m）
6.8
5.3
7.17Biblioteka 69.38.310.4
9.8
9.7
9.8
8.8
7.1
100
四、对水库进行兴利调节计算
陈村水库的90%设计枯水年天然来水流量已经使用频率计算和同频率法计算获得，用水过程通过水文调查获得，列入附表1-3，资料系按照调节年度给出。
附表1-3陈村水库上游90%枯水年设计来水与用水
时段（月）
3、本项目练习占最终课程成绩的10%，请认真对待，如有抄袭痕迹，抄袭者与被抄袭者一同扣分。
项目二年调节水库水电站保证出力以及保证电能计算
一、资料
1、以发电为主的某年调节水库水电站，设计保证率为P=90%，水库正常蓄水位为133.0m，死水位为110.0m，水库水位库容关系，下游水位流量关系见附表2-1
水库兴利调节计算
水库兴利调节计算水库兴利调节是指根据水库的调节性能和特点，进行水源配置、调节计划和调度措施的科学研究和实践。
通过合理调控水库的入库和出库水量，达到平衡供需，保障水库调节功能发挥最大作用的目的。
本文将对水库兴利调节的计算进行详细介绍。
水库兴利调节的计算主要涉及两个方面，即水库的水量平衡计算和水库出库流量计算。
水量平衡计算是指通过对水库入库和出库流量的计算，来确定水库的调节水量，以及分析水库的各项水文指标，包括库容、蓄水率、调节能力等。
而水库出库流量计算则是根据水库的调节需求和出库流量限制，确定出库的水量和方式。
首先，进行水库的水量平衡计算。
水库的水量平衡计算是通过对入库和出库流量进行逐日计算，得到水库每天的调节水量和水位变化情况。
在计算水库的入库流量时，需要考虑水库流域的降水量、径流量以及外界的引入和排放等因素，可以根据历史数据和水文模型来估算。
对于长期水量平衡计算，还需考虑蒸发量的影响，可以根据蒸发量的计算公式和相关参考资料进行计算。
在计算水库的出库流量时，除了考虑水库的放水需求外，还需要考虑水库的出口闸门开度、闸门流量特性以及附近河道的输送能力等因素，可以通过水力分析和模拟计算来确定。
其次，进行水库的出库流量计算。
水库的出库流量计算是根据水库的调节需求和出库限制，确定出库的水量和方式。
根据水库的调节需求，可以确定相应的出库流量。
出库流量的计算可以根据水库的闸门流量特性、闸门开度以及水库的蓄水量和蓄水位来确定。
同时，出库流量还应满足一定的限制条件，包括河道的输送能力、水位要求、环境保护等。
可以借助水利工程的渠化模型和流量计算模型进行计算和评估，以确定合理的出库流量。
同时，还需考虑水库的安全性和经济性，通过对水库各项指标的分析和评估，来确保水库的调节效益和安全可靠性。
最后，对水库运行方案进行评估和优化。
对水库的兴利调节计算结果进行分析和评估，对水库的调节性能和水文指标进行优化和调整，以提高水库的调节能力和效益。
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。
水库调洪演算的原理和方法
V t
q 2
f2 (Z )
V t
q 2
f3(Z) q
f3 (Z )
f1(Z )
f2 (Z )
Q (m3 / s), V q (m3 / s), V q (m3 / s)
t 2
t 2
调洪计算半图解法的双辅助线
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
V调=Vm-V汛限
Vm
Z~V
Zm
【例 题】
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
Q区 6h
防
洪
保
护 区
河流
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划
【补偿调节】
水库
QB=q+Q区
Q
A
QB
qB
坝址
水利水能规划
水库调洪计算的半图解法
由上节知道列表试算法麻烦工作量大，故人们比较喜欢 用半图解法。
Q1
Q2 2
Δt
q1
q2 2
Δt
V2
V1
Q Q1 Q2 2
等式两边同时除以△t,并移项
Q V1 q1 V2 q2 t 2 t 2
第十四章 水库防洪计算
水利水能规划
• 三、有闸溢洪道水库的防洪计算
水利水能规划
水利水能规划
• 四、具有非常泄洪设施水库的防洪计算
石大水文学及水利计算课件第12章 水库的兴利调节计算
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)
1. 不计损失的列表计算
量、多余、不足水量及水库蓄水等多年中的变化情况。 也就是先频率统计后调节计算的方法。
三、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) 两次运用
（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。
V兴
V兴P
0
80
P(%)
将水库坝址断面河流多年来水过程系列 和灌区供水过程系列,逐年逐时段(月\旬)进行, 水量平衡计算.
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。
数理统计法：
▪ 数理统计法多用于多年调节计算。 1、先将流量系列进行频率统计，用统计特征值来描述径流
系列的多年变化规Βιβλιοθήκη ， 2、再按概率论原理和水量平衡进行调节计算，获得调节流
[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。
水库兴利调节计算的步骤以及方法
水库兴利调节计算的步骤以及方法
1.建立水库系统模型。
根据水库如何运行有两种方法建立模型：静态模型和动态模型。
动态模型更为复杂、精确，如Luckow-Hyndman模型和Williams-Mellish模型。
2.设定水库调节的目的。
它的主要目的是确定合理的水位范围，尽量使水库有利的兴利功能得到满足，就是经济兴利有最大化，尤其是有水坝防洪，灌溉，发电等需求时，应把这些需求综合起来，获得最大兴利绩效。
3.确定水库调节计算的基本参数。
一般要采取的基本参数有：装机容量，洪水洪位，正常蓄水位，来水洪位，放水洪位，旱水位，池水容量等等。
4.计算水库调节参数
根据基本参数确定关系式，确定正常蓄水位、来水洪位、放水洪位、发电装机容量、补给水量、水库放水量等参数。
5.建立水库调节计算模型
建立大型水库兴利调节计算有很多种，一般有静态分析模型和动态模型两种，常用的动态模型有：Luckow-Hyndman模型和Williams-Mellish模型。
6.进行水库调节计算
根据建立的分析模型，填入基本参数值计算得到各种关系式，最后再结合专业技术实际要求给出新的参数和建议。
第二讲 水库兴利调节计算
XP
Wuhan University 武汉大学水电学院
（二）水库容积曲线 静库容：在假定入库流量为零时，蓄在水库内的水体为静止 (即流速为零)时，所观察到的水静力平衡条件下的自由水面。 动库容：如有一定入库流量(水流有一定流速)时，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。 动库容曲线：以入库流量为参数的坝前水位与计入动库容的 水库容积之间的关系曲线。 一般情况下，按静库容进行径流调节计算，精度已能满足 要求。 但在需详细研究水库回水淹没和浸没问题或梯级水库衔接 情况时应考虑回水影响。 对于多沙河流，泥沙淤积对库容有较大影响，应按相应设 计水平年和最终稳定情况下的淤积量和淤积形态修正库容曲 线。
XP
Wuhan University 武汉大学水电学院
（四）防洪高水位和防洪 库容
Wuhan University
XP
水库遇到下游防护对象的 设计标准洪水时，坝前达 到的最高水位称为防洪高 水位。 该水位至防洪限制水位间 的水库容积称为防洪库容。
武汉大学水电学院
（五）设计洪水位和拦洪 库容 当遇到大坝设计标准洪水 时，水库坝前达到的最高 水位，称为设计洪水位。 它至防洪限制水位间的水 库容积称为拦洪库容或设 计调洪库容。 设计洪水位决定了上游洪 水的淹没范围，它同时又 与泄洪建筑物尺寸、类型 有关；而泄洪设备类型(包 括溢流堰、泄洪孔、泄洪 隧洞 ) 则应根据地形、地质 条件和坝型、枢纽布置等 特点拟定。
V渗 = α V库
经验系数法估算渗漏损失：以一年或一月相当于水库蓄水容积 的百分数来估算渗漏损失，即 （l）水文地质条件优良(指库床为不渗水层，地下水面与库面 接近)，0～10%/年或0～1%/月。 （2）透水性条件中等，10%～20%/年或1%～1.5%/月。 （3）水文地质条件较差，20%～40%/年或1.5%～3%/月。
水库兴利调节计算的步骤以及方法
水库兴利调节计算的步骤以及方法
水库兴利调节是指利用水库调节来满足水资源利用的需要，以及保障防洪、发电、灌溉等多种目的。
进行水库兴利调节计算时，需要按照以下步骤和方法进行：
1. 确定水库水位高程与库容曲线，以及各种调度规程和管理要求。
2. 根据水库所在流域的气象数据和降雨数据，预测未来时期内的径流量。
3. 计算出水库的出流量和入流量，以及水库的蓄水量变化。
4. 根据不同的调度方案，计算出相应的出流量。
5. 针对不同的水量利用需求，计算出水库在不同时期内的蓄水量、出流量和入流量。
6. 根据不同的调度规程，计算出水库在不同时期内的出流量。
7. 根据水库的最小蓄水量、最大蓄水量和水位高程等要求，确定水库的调度规程。
8. 根据确定的调度规程，计算出水库在不同时期内的出流量。
9. 根据实际情况，对调度规程进行调整和修改，以满足水量利用需求和管理要求。
水库兴利调节计算需要考虑多种因素，包括水库的容积、水量利用需求、气象和降雨情况等，同时需要根据实际情况进行调整和修改，以满足各种管理要求和水量利用需求。
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水资源规划第4章 水库调节计算
在计算过程中，每一时段中的Q1、Q2、q1、V1均为已知。 先假定一个Z2值，由q = f（Z）曲线查出一个q2值，将q2值代 入式（4-1）求出V2值，按此V2值在V = f（Z）曲线上查出Z2’ 值，将Z2’与假定的Z2值相比较。若两者相差较大，则要重新 假定一个Z2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为 止。这样多次演算求得的Z2、q2、V2值就是下一时段的Z1、V1 、q1值，可依据此值进行下一时段的试算。
利用闸门控制下泄流量q时，调洪计算的基本原 理和方法与不用闸门控制时类似，所不同的是因为水 库运行方式有多种多样，需要随时调整闸门的开度。
利用闸门控制q时的调洪计算，以采用列表试算法 较为方便。
一、考虑下游防洪要求的情况
下游有防洪要求，且最大下泄流量 不能超过下游允许的安全泄量的情况
1. t1前，q=Q， Z↑，q↑ ； 2. t2时 Q=q汛限， 闸门 逐渐
改进法： 假定Δt’，查出Q2’, 直接令q2’= Q2’, 计算Δv’ , 求v2’，查 q2’，如果与假定的一致，则试算结束。否则，重新假定Δt’。
例题
Z 117 118 119 120 121 122 123 124 125 V 1710 1795 1890 1990 2100 2200 2310 2415 2520
瞬态法将圣维南方程组式进行简化而得出基本公式，再结 合水库的特有条件对基本公式进一步简化，则得专用于水库 调洪计算的实用公式如下:
Q
q
1 2
(Q1
Q2 )
1 2
( q1
q2 )
V2 V1 t
V t
（4-1）
下泄流量q应是泄洪建筑物泄流水头H的函数，而当泄洪建 筑物的型式、尺寸等已定时
水文水利计算第十章水库防洪调节计算-PPT课件
• 为多目标服务的综合利用水库，溢洪道往 往都设有闸门控制。在有闸控制的情况下， 为同样满足下游防洪要求而所需的防洪库 容要比无闸的小，如图12—15(a )所示。而 当防洪库容相同时，有闸控制的最大下泄 量也可以较小些，加图12—15(b )所示。溢 洪道设置闸门，还为下游避免区间洪水与 上游洪水遭遇创造了条件，有利于下游的 防洪。同时，也为水库兴利库容与防洪库 容的结合提供了可能。
非常泄洪设施投入运用的启用标准、目前都以 某一库水位来表示，该水位称为启用水位z启。
二、启用非常泄洪设施时的 水库调洪计算
• 当入库洪水为校核标准的洪水，水库启用 非常泄洪设施参加泄洪时的水库调洪计算， 其基本原理与方法，与前面第二节介绍的 完全相同。需要注意的是，当库水位达到z 启以后，非常泄洪设施投入运用，水库的泄 量为非常泄洪设施泄量与正常泄洪设施泄 量之和。因此，原来为正常泄洪制作的q — v 关系线，以及q—v/t + q /2 辅助线在z启与 相应库容Ｖ启以上。
第四节 启用非常泄洪设施时的
水库调洪计算
• 一、水库的非常泄洪设施及其启用标准 非常运用的校核洪水比一般设计洪水大得多。
因此，为确保大坝安全，又不使正常泄流设施泄 流规模过大而造价过高，故常设置非常泄洪设施 来协助正常泄流设施宣泄校核洪水。
非常泄洪设施，可以是非常溢洪道和非常泄洪 洞。在我国采用较多的是非常溢洪道。也有采用 临时炸开副坝作为非常泄洪措施的。非常溢洪道 的堰项高程，当正常溢洪道不设闸门时，一般应 不低于正常溢洪道堰顶高程；当正常溢洪道设闸 门时，一‘般应不低于防洪限制水位。
12-4水库水量平衡示意图
• 二、水库调洪计算的方法
水库的调洪计算，就是适时段地求解方程 组(12—1)和(12—4)。常用的方法有列表 试算法、半图解法和简化三角形法等。
04-第4章 水库洪水调节计算1-3节
Vd V
dZ
Vd — 正值
Q
Vd — 负值 Z
• 从实际的防洪设计需要出发，动库容在一次洪水调节中所起的作用，关 键在于用动库容曲线进行调洪与用静库容曲线进行调洪所得到的坝前最 高水位（或最大下泄流量）有何差别。
• 下面对两种情况进行调洪演算的动库容考虑
• 1.对于不受闸门控制的自由泄流情况
• 2.对于受闸门控制的自由泄流情况
量为
W
1 2
QmT
• 对于图a情况，水库起调水位在堰顶高程时水库最大下泄流量为
• •
qm
Qm
(1Vm W)式中 Qm — 洪峰流量；
T — 洪水历时；
•
（4-7）
Vm — 滞洪库容。
• 对于图b情况，水库起调水位在堰顶高程以下，但充蓄到堰顶高程的时
• •
间小于涨洪历时T1，水库的最大下泄流量 为式中 Vs—蓄洪库容，其他符号同前。 式（4-7）、式（4-8）都是从水量
qm
Qm
(1
Vs
Vm W
)
1 VsT1
（4-8）
WT
• 平衡角度建立起qm
• 与Vm的关系式的，
• 还必须与泄流能力
• q=f(V)联解，才能求
• 得qm与Vm
• 三、考虑动库容的调洪演算
前面介绍的已广泛使用的调洪演算方法采用的都是静库容曲线，即近似地假定了调
洪时水库水面为水平并平行升降。而实际上水库水面并非水平，且有时水面坡 度变化还相当大。因此严格来说，调洪演算应采用水面坡度变化的动库容曲线。
• 另一种情况为自由泄洪条件下的调洪演算，无闸门溢洪道泄流、或设闸
门开启程度一定的条件下泄流属此种情况。对此情况，若按静库容条件
水库调节性能的划分和计算ppt课件
5 多年调节
水库将丰水年的多余水量蓄存起 来，用以提高枯水年的供水量， 调节周期超过一年，年供水量超 过设计保证率年份的来水量。
水库调节性能的计算方式
水库调节性能的计算方式
在实际工作中，通常可以库容系数来简单判别水库的调节性能。 水库的兴利库容（又称调节库容，V）与入库多年平均径流量 （W0）的比值，以β表示，即β=V/W0，简称库容系数。库容系 数是表示水库调节性能的相对指标。库容系数大，表示水库调节 性能好，调节周期长；反之，表示水库调节性能差，调节周期短。 根据库容系数的大小，可以初步判断水库的调节周期。
水库调节性能的划分和计算
水库调节性能调节 水库没有调节库容，按天然流 量供水；
2 日调节
调节周期为1d，即将水库一日 内的均匀来水，按用水部门的 需水过程进行调节；
3 周调节
调节周期为一周，即将一周内 变化不大的来水用水部门的需 水过程进行调节；
4 年（季）调节
最常见的调节方式，水库按一年 内用水部门的需水过程，将一年 中丰水期的多余水量蓄存起来， 用以提高缺水期供水量，调节周 期在一年以内；
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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
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。
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
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
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。
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。
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
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
(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：
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
(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
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
（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
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：
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。
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。
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
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
（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
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。
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
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%
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
解: (1)不计损失近似求各时段的蓄水库容。