工程水文與水力計算水庫興利調(diào)節(jié)計算

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 水庫特征曲線及特征水位水庫特征曲線及特征水位第三節(jié)第三節(jié) 設計保證率的概念及其選擇設計保證率的概念及其選擇第四節(jié)第四節(jié) 水庫的水量損失水庫的水量損失第五節(jié)第五節(jié) 水庫死水位的確定水庫死水位的確定第六節(jié)第六節(jié) 年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算第七節(jié)第七節(jié) 多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 水庫的興利調(diào)節(jié)，就是當來水大于用水時，水庫的興利調(diào)節(jié)，就是當來水大于用水時，水庫將多余的水蓄存起來，等到來水小于水庫將多余的水蓄存起來，等到來水小于用水時，再放水補充，以滿足興利部門的用水時，再放水補充，以滿足興利部門的用

2、水要求。水庫的蓄泄，隨來水與用水的用水要求。水庫的蓄泄，隨來水與用水的變化而變化。變化而變化。 由庫空到蓄滿，再到放空，循環(huán)一次所經(jīng)由庫空到蓄滿，再到放空，循環(huán)一次所經(jīng)歷的時間；稱為調(diào)節(jié)周期。按調(diào)節(jié)周期的歷的時間；稱為調(diào)節(jié)周期。按調(diào)節(jié)周期的長短可分為：長短可分為： 日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 水庫特征曲線及特征水位水庫特征曲線及特征水位 用來反映水庫庫區(qū)地形特性的曲線，稱水庫特征曲線，有水庫的水位面積曲線和水位容積曲線兩種，也可簡稱為面積曲線和容積曲線； 用來反映水庫工作狀況的水位，稱水庫特征水位，與特征水位相應的庫容稱水庫特征庫容。 1、死水

3、位與死庫客、死水位與死庫客 z死死 、v死死 水庫正常運用情況下，允許消落的最低水位，稱水庫正常運用情況下，允許消落的最低水位，稱為死水位，死水位以下的庫容稱為死庫容或墊底為死水位，死水位以下的庫容稱為死庫容或墊底庫容。死庫容除遇特殊干旱年份外，一般是不能庫容。死庫容除遇特殊干旱年份外，一般是不能動用的。動用的。 2、正常蓄水位和興利庫客、正常蓄水位和興利庫客z正正 、v興興 水庫正常運用情況下，為滿足設計興利要求在供水庫正常運用情況下，為滿足設計興利要求在供水期開始時應蓄到的水位，稱正常蓄水位水期開始時應蓄到的水位，稱正常蓄水位(z正正 )。它與死水位之間的庫容稱興利庫容它與死水位之間的庫容

4、稱興利庫容(v興興)。它與死。它與死水位之間的深度稱消落深度。水位之間的深度稱消落深度。 3、防洪特征水位和防洪特征庫容、防洪特征水位和防洪特征庫容 所謂防洪待征水位和防洪特征庫容，是指所謂防洪待征水位和防洪特征庫容，是指與水庫洪水調(diào)節(jié)有關(guān)的相應水位和相應庫與水庫洪水調(diào)節(jié)有關(guān)的相應水位和相應庫存。它包括防洪限制水位、防洪高水位、存。它包括防洪限制水位、防洪高水位、設計洪水位、校核洪水位相相應的防洪庫設計洪水位、校核洪水位相相應的防洪庫容與調(diào)洪庫容。容與調(diào)洪庫容。 防洪限制水位防洪限制水位，簡稱汛限水位，簡稱汛限水位(z汛汛)。它是。它是汛期洪水來，臨前允許興利苦水的上限水汛期洪水來，臨前允許興

5、利苦水的上限水位。位。 防洪高水位防洪高水位(z防防)，是指在水庫下游有防洪，是指在水庫下游有防洪要求時，水庫遇到相應于下游防護對象的要求時，水庫遇到相應于下游防護對象的設計洪水，按下游安全泄量控制進行洪水設計洪水，按下游安全泄量控制進行洪水調(diào)節(jié)，壩前達到的最高水位。它與汛限水調(diào)節(jié)，壩前達到的最高水位。它與汛限水位之間的庫容稱為防洪庫容位之間的庫容稱為防洪庫容（v防防） 設計洪水位設計洪水位(z設設)，是指當水庫遇到樞紐的，是指當水庫遇到樞紐的設計洪水時，水庫自汛限水位對該洪水進設計洪水時，水庫自汛限水位對該洪水進行調(diào)節(jié)，正常泄洪設施全部打開，壩前達行調(diào)節(jié)，正常泄洪設施全部打開，壩前達到的最高

6、水位。它與汛限水位之間的庫容，到的最高水位。它與汛限水位之間的庫容，是為調(diào)蓄樞紐設計洪水用的，一般稱為調(diào)是為調(diào)蓄樞紐設計洪水用的，一般稱為調(diào)洪庫容洪庫容(v設調(diào)設調(diào))。 校核洪水位校核洪水位(v校校)是指當水庫遇到樞紐的是指當水庫遇到樞紐的校核洪水時，水庫自汛限水位對該洪水進校核洪水時，水庫自汛限水位對該洪水進行調(diào)節(jié)，正常泄洪設施與非常泄洪設施先行調(diào)節(jié)，正常泄洪設施與非常泄洪設施先后投入運用，在泄流規(guī)模有限的情況下，后投入運用，在泄流規(guī)模有限的情況下，庫水位超過設計洪水位，所達到的壩前最庫水位超過設計洪水位，所達到的壩前最高水位。與汛限水位之間的庫容，也稱為高水位。與汛限水位之間的庫容，也稱為

7、調(diào)洪庫容調(diào)洪庫容(v校調(diào)校調(diào))。 v總總=v死死+v興興+v校調(diào)校調(diào) v結(jié)結(jié)第三節(jié)第三節(jié) 設計保證率的概念及其選擇設計保證率的概念及其選擇 設計保證率，是指多年期間，用水部門的正常用水得到保證的程度。它是設計的正常用水保證率的簡稱。以p來表示。 設計保證率通常有年保證率和歷時保證率兩種表示方法。即第四節(jié)第四節(jié) 水庫的水量損失水庫的水量損失 一、水庫的蒸發(fā)損失一、水庫的蒸發(fā)損失 建庫前，只有河道有水面蒸發(fā)，其余庫區(qū)都是陸而蒸發(fā)，且這部分陸而蒸發(fā)量已反映在壩址斷面處的實測徑流資料中。建庫后，庫區(qū)由陸面變?yōu)樗娴倪@部分面積上，因水面蒸發(fā)大于陸面蒸發(fā)而額外增加了蒸發(fā)量。這額外增加的蒸發(fā)量，就是水庫的蒸

8、發(fā)損失，以w表示。即 二、水庫的滲漏損失二、水庫的滲漏損失 建庫蓄水后，由于水壓力的作用，庫中蓄水可通過庫床、庫岸、壩身和壩端產(chǎn)生滲漏。滲漏量的大小與庫區(qū)、壩址的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，以及壩的施工質(zhì)量有關(guān)。由于難以用理論公式計算，在生產(chǎn)實踐中，常根據(jù)庫區(qū)、壩址的地質(zhì)與水文地質(zhì)情況，選用經(jīng)驗指標進行估其。常用的經(jīng)驗指標如表106。第五節(jié)第五節(jié) 水庫死水位的確定水庫死水位的確定 水庫死水位是水位正常運行的最低水位。死水位以下的死庫容是不能用來進行徑流調(diào)節(jié)的。死庫容的作用，主要是淤積部分泥沙和抬高庫水位。 一、滿足自流灌溉引水要求一、滿足自流灌溉引水要求 二、滿足水庫泥沙淤積要求二、滿足水庫泥沙淤積要

9、求 三、滿足水電站最低水頭要求三、滿足水電站最低水頭要求 四、滿足其他興利部門的要求四、滿足其他興利部門的要求第六節(jié)第六節(jié) 年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算 一、水庫興利調(diào)節(jié)計算原理一、水庫興利調(diào)節(jié)計算原理水量平衡水量平衡 計算時段內(nèi)進出水庫的水量差，等于水庫蓄水量的變化?？捎萌缦滤科胶夥匠淌奖硎荆?水庫的蓄泄過程稱水庫的運用。在整個調(diào)節(jié)年度內(nèi)，按照來水和用水過程的配合情況，年調(diào)節(jié)水庫可分為一回運用、兩次運用和多回運用。一回運用一回運用 兩次運用兩次運用 當水庫在一個調(diào)節(jié)年度內(nèi)，蓄泄次數(shù)多于兩次時，稱多回運用。此時，調(diào)節(jié)庫容的判定可采用逆時序累加余缺水量的方法進累加余缺水量的方法

10、進行行。即由調(diào)節(jié)年度末水庫放空時刻起，逆時序往前進行水量平衡計久也就是見缺水就加，見余水就減，減后若小于零即取為零，求出各時段末的應蓄水量，其中的最大值，為累積最大缺水量，也就是該年度所需的調(diào)節(jié)庫容。這種確定調(diào)節(jié)庫容的方法同樣可用于一回運用或兩回運用。 列表法調(diào)節(jié)計算是年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算的方法之一。該法是在來水、用水已知的情況下，用列表的方式，適時段求解水量平衡方程，以求得水庫蓄泄過程和所需的興利調(diào)節(jié)庫容。由于它可以較為嚴格細致地考慮各種水量損失，因此是一種最常用的方法。根據(jù)是否計入水量損失，又分為以下兩種情況。 (一)不計損失列表法 蓄水期的蓄水和棄水可以有多種方式。最極端的兩種方式，就

11、是所謂的早蓄方案和晚蓄方案。前者是從調(diào)節(jié)年度初庫空起，即蓄水期一開始，順時序有余水即蓄，直到蓄滿調(diào)節(jié)庫容后，多余水量才作為棄水。到缺水時就供水，庫水位降落，直至調(diào)節(jié)年度末水庫重新放空。后者則由蓄水期的某一時刻起才開始苦水，在此之前，有余水即作為棄水。但也到供水期初蓄滿調(diào)節(jié)庫容。晚蓄方案可以由調(diào)節(jié)年度未庫空開始，逆時序反向用水量平衡方法式(109)進行水庫蓄水與棄水計，直至蓄水期開始蓄水時止而得到。采用晚蓄方案 水庫在興利調(diào)節(jié)過程中，不可避免地會產(chǎn)生水量損失。因此水庫應適當增大庫容，以抵償損耗的水量，來保證正常供水。但由于水量損失無論是蒸發(fā)還是滲漏都與庫水位有關(guān)，所以嚴格來講，計入損失的調(diào)節(jié)計算

12、應進行試算。鑒于試算過程十分繁瑣，故常采用逐次逼近的方法來進行。該方法是在不計損失計算的基礎上，先近似求得各時段的蓄水情況，然后以時段平均蓄水量(包括死庫容)求出各時段的損失水量，并將各時段損失水量由來水過程中減掉，或加入用水過程，再以水量平衡原理逐時段求得余缺水量，求得考慮水量損失的調(diào)節(jié)庫容和水庫蓄水過程。 當水量損失占總水量比重不大，或初步規(guī)劃時，可采用簡算的方法來考慮水量損失。即將個計損失求得的調(diào)節(jié)庫容的一半，加上死庫容，得水庫供水期的平均庫容，由平均庫容得相應的平均水面面積，以此平均庫容與平均水面面積可計算供水期的滲漏與蒸發(fā)損失水量，將損失水量與原得的調(diào)節(jié)庫容相加，即為計入水量損失的調(diào)

13、節(jié)庫容。 在某一年的來水與用水過程給定的情況下，可以來用前述的列表法，確定當年所需調(diào)節(jié)庫容。但出于天然來水量各年不同，年內(nèi)分配也不一樣，因此即便用水過程完全相同，每年所需的調(diào)節(jié)庫容也不一樣。那末水庫的興利庫容究竟修多大才合適呢?這就是如何求水庫的設計興利庫容的問題。通常可根據(jù)資料情況及對成果要求的不同，采用長系列法或代表年法來確定水庫的設計興利庫容。 長系列來水資科，即設計的長期年、月徑流量系列時，對每一年進行年調(diào)節(jié)計算，得到調(diào)節(jié)庫容。將此調(diào)節(jié)庫容，從小到大排列，進行庫容保證率計算： 所謂代表年法，指的是選擇一個合適的年型作為代表年，以該代表年的來水過樣和用水過程進調(diào)節(jié)計算，求得的年調(diào)節(jié)庫容即

14、為設計興利庫容。 1實際代表年法 實際代表年法，所選樣的代表年來、用水過程是符合設計保證率的某種年型的實測來水過程和用水過程。 2設計代表年法 設計代表年法，所選擇的代表年來、用水過程是符合設計保證率的設計年徑流過程、設計年用水過程。第七節(jié)第七節(jié) 多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算 為了保證正常供水，需要把豐水年的多余水量蓄起來，以補足少水年的水量不足，即水庫需要進行跨年度調(diào)節(jié)、也就是多年調(diào)節(jié)。 由于多年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期可長達若干年，因此，興利調(diào)節(jié)庫容的大小，將決定于連續(xù)枯水年組的總虧水量。興利調(diào)節(jié)計算的基本原理與方法，則與年調(diào)節(jié)計算相類似。 1、判定各年度所需的調(diào)節(jié)庫容 2、利用調(diào)節(jié)庫容保證率