水资源规划及利用期末考卷问答及详情答案

1、什么是水资源的综合利用
水资源（可供利用的大气降水、地表水和地下水的总称）综合利用的原则是按照国家对环境保护、人水和谐、非工程措施是指通过法律、行政、经济手段以及直接运用防洪工程以外的其它手段来减少洪灾损失的措施。

社会经济可持续发展战略方针，充分合理地开发利用水资源，来满足社会各部门对水的需求，尽可能获取最大的社会、经济和环境综合效益；
河川水能资源的基本开发方式有哪几种有何特点
答：方式表现为集中落差和引用流量的方式。

根据集中落差的方式可分为：坝式（蓄水式）水电站、引水式水电站、混合式水电站、潮汐式和抽水蓄能式水电站。

坝式水电站的特点是：优点：拦河筑坝，形成水库，抬高上游水位，集中河段落差，能调节水量，提高径流利用率。

缺点：基建工程较大，且上游形成淹没区。

引水式水电站的特点：优点：不会形成大的水库，淹没损失小，工程量小缺点是饮水量较小，水量利用率较低。

混合式水电站：综合利用水能，比较经济。

防洪的工程措施和非工程措施有哪些两者的区别
工程措施：修筑堤坝、河道整治、开辟分洪道和分蓄洪区、水库拦洪、水土保持。

非工程措施：建立洪水预警系统和洪水警报系统、洪泛区管理、洪水保险、防洪调度。

工程措施是指利用水利工程拦蓄调节洪量、削减洪峰或分洪、滞洪等，以改变洪水天然运动状况,达到控制洪水、减少损失的目的\（非工程措施是指通过法律、行政、经济手段以及直接运用防洪工程以外的其它手段来减少洪灾损失的措施）
什么是径流调节分哪几类（P28）
为了消除或减轻洪水灾害或是满足兴利需要，通过采取能够控制和调节径流的天然状态，解决供需矛盾，达到兴利除害目的的措施称为径流调节。

径流调节分为两大类：为兴利而利用水库提高枯水径流的径流调节，兴利调节：为削减洪峰流量而利用水库拦蓄洪水，以消除或减轻下游洪涝灾害的调节，洪水调节。

水库特征水位和特征库容有哪些其含义是什么
水库工程在不同时期有不同任务，为满足兴利要求和保证防洪安全，需要一些控制性的水位和库容，我们把这些决定水库调节能力，其限定作用的控制水位和库容，称水库的特征水位、特征库容。

它包括：（1）死水位和死库容：在正常运用情况下，水库都有一个允许消落的最低水位，将其称为死水位。

死水位以下的库容成为死库容。

（2）正常蓄水位和兴利库容：水库在正常运行的情况下，为满足兴利部门枯水期的正常用水，水库兴利蓄水的最高水位称为正常蓄水位。

正常水位与死水位之间的库容，是水库实际可用于调节径流以保证兴利的库容，称为兴利库容。

（3）防洪限制水位和结合库容：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，称为防洪限制水位。

防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容，称为结合库容。

（4）防洪高水位和防洪库容：水库从防洪限制水位起调，坝前达到的最高库水位称为防洪高水位。

它与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。

（5）设计洪水位和拦洪库容：当发生大坝设计标准洪水时，从防洪限制水位经水库调节后所达到的坝前最高水位称为设计洪水位。

它与防洪限制水位之间的库容称为拦洪库容。

（6）校核洪水位和调洪库容：当发生大坝校核标准洪水时，从防洪限制水位经水库调节后，坝前达到的最高水位称为校核洪水位。

它与防洪限制水位之间的库容称为调洪库容
（7）总库容：校核洪水位以下的全部水库容积即为水库的总库容。

什么是水库的调节周期按调节周期分类，径流调节有几种类型（P35）
答：水库从死水位开始蓄水一直到正常蓄水位再放水到死水位，经历一个完整的蓄放水过程所需的时间。

按调节周期分类，可分为日、周、年、多年调节。

什么是完全年调节、反调节、补偿调节、梯级调节和径流电力补偿调节（P37）
答：完全年调节：能把年内全部来水量按用水要求重新分配而不发生弃水的年径流调节
按水库作用分类的调节：
补偿调节：根据区间来水量控制水库实行补充放水的调节方式
梯级调节：利用同一条河流上的一系列梯级水库进行水量调节
径流电力补偿调节：通过电力联系调节径流，使系统中水电站群的总保证出力和发电量最大的径流调节
反调节：在水电站下游修建水库再次调节径流满足不同部门用水需求的径流调节。

设计保证率的含义是什么有哪几种表示方法（P38）
设计保证率是：因河川径流具有随机性，所以，各用水部门用水得到满足的情况也是随机的，在多年工作期间，用水部门正常工作得到的保证程度称为工作保证率。

工作保证率通常有年保证率P年和历时保证率P历时两种表示形式。

要求研究各用水部门允许减小供水的可能性及合理范围，即预先选定在多年工作期间用水部门应当达到的工作保证率，并以此作为水利水电工程规划设计时的重要依据。

因这一工作保证率是在规划设计水库时预先选定的，故称之为设计工作保证率，简称设计保证率。

调节流量、兴利库容及设计保证率三者之间的关系（P53）
当调节流量一定时，提高保证率，则意味着要增加调节库容；
当兴利库容一定时，提高保证率，则调节流量的保证值会减小。

当设计保证率一定时，增大兴利库容，则可增大调节流量。

水库兴利调节计算的基本原理是什么
答：兴利调节计算是指利用水库的调蓄作用，将河川径流丰水期或丰水年的多于水量蓄存起来，供枯水期或枯水年利用，以提高水资源的利用率，满足兴利部门的用水要求而进行的计算，实质上就是水库蓄水量变化过程的计算。

在计算中，把调节周期划分为若干较小的计算时段，逐时段根据水量平衡原理计算。

兴利调节计算的研究课题和计算方法有哪些
兴利调节计算的课题有：（1）在来水、用水及设计保证率已定的情况下计算所需要的兴利库容；（2）在来水、兴利库容、设计保证率已知的情况下，核算水库实际供水能力；（3）在来水、兴利库容、供水能力已定的情况下，核算水库供水所能达到的保证率。

兴利调节的计算方法有：时历法，数理统计法，随机模拟法。

水库调洪计算的试算法和辅助线法的基本原理是否相同它们各自的适用情况如何
（1）水库调洪计算的试算法和辅助线法的基本原理是相同的，都是在水量平衡与动力平衡的原理下进行的，从起调开始，逐时段连续求解水库的水量平衡方程和蓄泄方程，即可由入库流量过程Q~t，求得出库流量过程q~t。

（2）列表试算法是一种最基本的、用途较广的水库调洪计算方法，针对于无闸控制自由泄流的情况，水库溢洪道由闸门控制（有时是控制泄流，有时是闸门全开自由泄流）的情况均可以使用。

辅助线法式可减少试算法的工作量，但其使用范围不如试算法广泛。

例如，单辅助线法只适用于自由泄流（无闸或闸门全开）和△t固定的情况。

简述列表试算法解题步骤和水库调洪计算的原理。

答：列表试算法主要步骤：（1）根据水库容积曲线V=f(Z)和泄洪建筑物的泄洪能力，应用式（3-2）或（3-3）求出泄流能力与库容的关系曲线，即水库蓄泄曲线q-V；（2）根据水库汛期的控制运用方式，确定调洪计算的起始条件，即确定起调水位和相应的库容、下泄流量；（3）选取合适的计算时段，由入库洪水过程线摘录Q1，Q2…；（4）从第一时段开始，逐时段进行泄流量q的计算；（5）将入库洪水过程线Q-t和计算所得的泄流过程线q-t绘在同一张纸上，若计算所得的最大泄流量q m正好是两线的交点，说明计算的q m正确。

否则应缩短附近的计算时段，重新进行试算，直至计算的q m正好是两线的交点为止；（6）由q m查q-V关系线，可得最高洪水位时的库容V m。

由最高洪水位时的库容V m减去起调水位相应库容即得水库为调节该次入库洪水所需的调洪库容V洪。

再由V m查水位库容曲线，就可得到最高洪水位Z m。

水库调洪计算的原理：水库调洪是在水量平衡和动力平衡的原理下进行的。

水量平衡可表示为水库水量平衡方程，动力平衡可由水库蓄泄方程来反映。

从起调开始，逐时段连续求解这两个方程即可由入库流量过程Q－t，求得出库流量过程q-t，这就是水库调洪计算所遵循的基本原理。

水能计算有哪几种方法（P92）
时历法和数理统计法两大类；时历法：列表法（按等流量调节的水能计算列表法、按已知出力调节的列表试算法）、图解法、半图解法。

水能计算任务是确定出力和发电量，水电站的出力是指电站全部发电机出线端的送出功率之和，通常以千瓦时作为计算单位。

水电站发电量则为一定时段内水电站全部发电机组发出的电量之和，其值等于电站出力与相应时间乘积，一般以千瓦时作为计算单位。

设计水平年：在规划水电站的兴建时间与规模时，应研究起所在电力系统某一远景年份预测的电力负荷平均的要求。

这个远景年份就称作水电站设计负荷水平年，简称水电站设计水平年。

典型年：在有实测资料的年份中，选出水情特征具有代表性的某些年作为典型，概括长期的径流变化特征，并以此作为计算的依据。

电力系统装机容量有哪几部分组成（P105）
电力系统装机容量由必需容量和重复容量组成，其中必需容量由最大工作容量备用容量组成。

备用容量由负荷备用容量事故备用容量检修备用容量组成。

什么是水电站保证出力和多年平均发电量
水电站保证出力：指水电站在一定供水时段内所能发出的，相应于设计保证率的时段平均出力，它
确定着水电站能够有保证地承担电力系统负荷的工作容量。

水电站多年平均发电量：指水电站在多年工作时期内，平均每年所能生产的电能量。

它反映水电站多年平均动能效益，是决定电站效益的重要指标。

年最大负荷图反映出力要求，为系统电力平衡的依据年平均负荷图反映电能要求，为系统电量平衡的依据。

电力系统最大工作容量：为了满足系统最大负荷要求而设置的容量。

确定水电站动能指标的计算，称为水能计算。

水能计算的目的是：就是确定水电站的保证出力和多年平均年发电量指标以及水电站的工作情况。

无调节、日调节、年调节水电站保证出力如何计算
无调节水电站保证出力指符合设计保证率要求的日平均出力。

计算步骤如下：
1）根据实测径流资料的日平均流量变动范围，将流量划分为若干个流量等级； 2）统计各级流量出现的次数；）计算各级流量的平均值，查水位流量关系曲线，求得相应的下游水位Z下； 4）计算各级流量相应的水电站净水头H=Z上-Z下-△H；5）计算电站的出力N=KQH。

日调节水电站的保证出力计算方法与无调节水电站基本相同。

区别仅在于无调节水电站的上游水位固定不变，而日调节水电站的上游水位则在正常蓄水位和最低水位之间有小幅度变化，计算时采用其平均水位。

年调节水电站保证出力指符合设计保证率要求的供水期平均出力。

计算方法有长系列法和设计枯水年法（1）长系列法：（2）典型年法（3）简化法
①对实测径流资料逐年进行供水期的水能计算，求出各年供水期的平均出力；
②将供水期的平均出力从大到小排列，计算其经验频率，并绘制供水期平均出力保证率曲线；
③根据已知的设计保证率在曲线上查处相应的供水期平均出力即为年调节水电站的保证出力。

（2）设计枯水年法：
①根据实测年径流系列统计计算成果与年径流频率曲线，按已知的设计保证率求得年径流量；
②选年径流与设计年径流相近，年内分配不利的年份作为典型年；
③用设计年径流量与典型年径流量之比表示的年内分配系数推求设计枯水年的径流年内分配；
④最后根据给定的Z蓄、Z死及相应的兴利库容求出供水期的调节流量，进而求出供水期的平均出力。

长系列法和设计枯水年法都可采用简化等流量法、逐时段等流量法和等出力法计算供水期平均出力。

日负荷图的三个特征值、三个分区分别是什么
日负荷图:指电力系统负荷在一昼夜24小时的变化情况。

三个特征值：最大负荷N〃、平均负荷N、最小负荷N’；三个区域：峰荷区、腰荷区及基荷区。

电力系统装机容量由哪几部分组成
从设计的角度看，电力系统装机容量由必须容量和重复容量组成，必须容量包含最大工作容量和备用容量，
备用容量又可分为负荷备用、事故备用和检修备用。

水、火电站工作特性有哪些
水电站的工作特性：
1）水电站的电力生产情况受河川径流随机性的影响和制约；2）具有综合利用任务的水电站，其工作方式受其它部门用水的影响；3）水能是再生性能源，水电站的年运行费用与所生产的电能量无关，因此在丰水期内应尽可能多发水电，少发火电，以节省系统的燃料消耗，降低电量成本；4）水电站机组开停灵便、迅速，适宜担任系统的调峰、调频和事故备用等任务；5）水电站的建设地点要受水能资源、地形、地质等条件的限制。

火电站的工作特性：
1）只要保证燃料供应，火电站就可以全年按额定出力工作，不像水电站那样受天然来水的制约；2）火电站启动慢；3）火电站高温高压机组的技术最小出力约为额定出力的75％，如果连续不断地在接近满负荷的情况下运行，则可以获得最高的热效率和最小的煤耗。

中温中压机组可以担任变动负荷，即可以在系统负荷图上的腰荷和峰荷部分工作，但单位电能的煤耗要增加较多；4）电能成本高，运行费包括燃料费、环保费等。

水力发电的原理：以以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若我们将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。

如果水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加。

水位差愈大则水轮机所得动能愈大，可转换电能愈高。

这就是水力发电的基本原理。

水电站装机容量应从哪几方面进行合理性分析（P124）
1、装机容量年利用小时数（指多年平均年发电量和装机容量的比值）
2、径流利用系数（指多年平均的年利用水量与年径流量的比值）
3、水电站过水能力的协调。

4、考虑其他因素，如水电站在设计水平年内，负荷结构、综合利用及电站联合运用的变化，对装机容量进行灵敏度分析，以探求装机容量选择是否合理及稳定程度。

综合利用水库死水位选择原则：
1、保证自流灌溉必要的饮水高程
2、考虑水库泥沙淤积的要求
3、满足水电站最低水头要求
4、满足其他用水部门的要求。

水电站的运行方式：1.无调节水电站的一般工作特性:任何时刻的出力主要决定于河流天然流量的大小，电站一般不承担电力系统的变动负荷 2.日调节水电站的一般特性：除弃水期外，在任何一日内所产生的能量，与天然来水量扣除水库水量损失及其他用水部门从水库取水后的净水量所能发出的电量相等。

作用：一般情况下总是担任峰荷，让火电站担任基荷。

2.在一定保证出力情况下，工作容量大，能更多的取代火电站的容量。

3.在每年的丰水期，充分发挥日调节水电站装机容量的作用，增加水电站的发电量，减少消耗，降低运行费用。