河海大學(xué)水資源規(guī)劃及利用復(fù)習(xí)知識點(diǎn).

1、 河海大學(xué)水資源規(guī)劃與利用復(fù)習(xí)資料一、水資源特點(diǎn)：流動性，可再生性，多用途性，公共性，利與害的兩重性水資源的綜合利用：同時(shí)滿足幾個(gè)部門的需要，并且將除水害和興水利結(jié)合起來統(tǒng)籌解決，這種開發(fā)水資源的方式，稱為水資源的綜合利用防洪與興利矛盾：疏浚河道有利于防洪、航運(yùn)等，但降低了河水位，可能不利于自流灌溉引水；若筑堰抬高水位引水灌溉，又可能不利于泄洪，但卻降低了水電站的水頭，使所發(fā)電能減少。二1水資源評價(jià)的涵義與任務(wù)水資源評價(jià)是對某一地區(qū)或流域水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)空分布特征、開發(fā)利用條件、開發(fā)利用現(xiàn)狀和供需發(fā)展趨勢作出的分析估價(jià)。它是合理開發(fā)利用和保護(hù)管理水資源的基礎(chǔ)工作，為水利規(guī)劃提供依據(jù)依據(jù)：

2、中華人民共和國水法 水資源評價(jià)導(dǎo)則(SL/T238-1999) 水資源評價(jià)的內(nèi)容：水資源評價(jià)的背景與基礎(chǔ) 水資源數(shù)量評價(jià) 水資源質(zhì)量評價(jià)水資源開發(fā)利用及其影響評價(jià) 水資源綜合評價(jià)2、中國水資源評價(jià)分區(qū) 10個(gè)一級區(qū)按流域水系劃分，以松花江、遼河、海河、黃河、淮河、長江、東南諸河、珠江、西南諸河和西北諸河80個(gè)二級區(qū)一級區(qū)以下劃分二級區(qū)，基本保持河流水系完整性；3、水平年、典型年和系列法 l 水平年 基準(zhǔn)年：為現(xiàn)狀情況，又稱現(xiàn)狀水平年，是指進(jìn)行水資源評價(jià)工作的現(xiàn)狀情況，以某一年為標(biāo)準(zhǔn)力求準(zhǔn)確地反映實(shí)際情況 近期水平年：為近期情況，一般為基準(zhǔn)年以后的510年要求有一定的精度供需分析時(shí)應(yīng)進(jìn)行平衡的調(diào)

3、整 中期水平年：為遠(yuǎn)景情況，一般為基準(zhǔn)年以后的1520年精度要差一些供需分析時(shí)也可不作調(diào)整平衡 遠(yuǎn)期水平年：一般為基準(zhǔn)年以后的3050年精度將會更差一些僅側(cè)重于區(qū)域水資源承載能力的宏觀分析 l 典型年法 典型年法又稱代表年法首先根據(jù)對已有水文氣象資料進(jìn)行頻率分析的成果，確定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情，然后在此基礎(chǔ)上對各水平年的水資源供需情況進(jìn)行分析我國規(guī)定，平水年保證率P50，枯水年保證率P75，特枯水年保證率P=90（或95）典型年選擇一般選水利年或水文年，合理確定年總水量和年內(nèi)分配同一年各分區(qū)的保證頻率不同時(shí)上、中、下游或各分區(qū)的協(xié)調(diào)降雨和徑流的頻率不同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況分析確定：

4、供水主要靠河川徑流、而且有較強(qiáng)水庫調(diào)蓄能力的情況，也應(yīng)按徑流系列選擇；河川徑流供水相對較少且調(diào)節(jié)能力差的區(qū)域，應(yīng)按降雨系列選擇l 系列法 系列法，又稱為水資源供需平衡動態(tài)模擬法根據(jù)所選的水文氣象系列，通過逐年逐時(shí)段計(jì)算，進(jìn)行未來的水資源供需分析一次歷史系列法 歷史系列循回組合法 隨機(jī)系列模擬法 4、 水文三要素：降水、徑流與蒸發(fā)5、主要水均衡參數(shù)l 給水度 給水度隨地下水位埋深的增加而加大l 降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)有隨埋深h加大而減小的趨勢l 潛水蒸發(fā)系數(shù)l 渠系滲漏與灌溉入滲補(bǔ)給系數(shù)6、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按功能高低將水質(zhì)劃分為五類：l 類：主要適用于源頭水，國家自然保護(hù)區(qū)。l 類：主要適用于

5、集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù) 區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的索餌場等。l 類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。l 類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。l 類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。7、水資源總量計(jì)算公式（重復(fù)水資源量D）水資源綜合評價(jià)方法定義降水扣去作物、土壤及水面直接利用和消耗后的全部水量為總水資源量 P降水量；SE植物截留、地表水體蒸發(fā)、地表滕發(fā)量；RS地表徑流量； WR地下水補(bǔ)給量；WE潛水蒸發(fā)量；WC除潛水蒸發(fā)、基流排泄外的地下水凈排泄消耗量；WG地下水

6、對河川的補(bǔ)給，即河川基流量； R河川徑流量。 D重復(fù)計(jì)算量三1、 水資源規(guī)劃的目標(biāo)和原則 水資源規(guī)劃的目標(biāo)包括整治和興利兩類。 整治的目標(biāo)包括對河道、湖泊、水庫、渠道、灘涂、濕地等天然和人工水體的淤積、萎縮和退化等問題的治理，進(jìn)行生態(tài)保護(hù)和重建，制定污水排放控制標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。 興利的目標(biāo)包括通過修建各種水利工程，調(diào)節(jié)水資源的時(shí)空分布，推進(jìn)水資源充分利用，滿足日益增長的社會經(jīng)濟(jì)用水需求。2、 水資源規(guī)劃的內(nèi)容水資源調(diào)查評價(jià)，水資源開發(fā)利用情況調(diào)查評價(jià)，需水預(yù)測，節(jié)約用水，供水預(yù)測，水資源保護(hù)，水資源配置，總體布局與實(shí)施方案，規(guī)劃實(shí)施效果評價(jià)3.水資源供需平衡分析 主要介紹兩種方法：典型年法

7、和水資源系統(tǒng)動態(tài)模擬。1現(xiàn)狀供需分析(1)調(diào)查統(tǒng)計(jì)現(xiàn)階段年份各水源的實(shí)際供水量和各部門的實(shí)際用水量。(2)進(jìn)行水量平衡校核。 (3)現(xiàn)狀供需狀況及分析。 (4)典型年法中供水保證率的概念。縱向：今后多年供水過程中有保證年數(shù)占總供水年數(shù)的百分?jǐn)?shù)；橫向：規(guī)定某一年份，把某系列各年的來水都放在這一年進(jìn)行供需分析，計(jì)算其有保證的年數(shù)占系列總年數(shù)的百分?jǐn)?shù)。四1、綜合利用水庫：為實(shí)現(xiàn)水資源綜合利用而興建的水利工程。徑流調(diào)節(jié)：即按人們的需要，通過水庫的蓄水、泄水作用，控制徑流和重新分配徑流。興利調(diào)節(jié)：為興利目的進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)。洪水調(diào)節(jié)：為了攔蓄洪水、削減洪峰而進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)。3、 興利調(diào)節(jié)的分類 調(diào)節(jié)周期：

8、指水庫的興利庫容從庫空蓄滿放空完整的蓄放水過程。 日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)。4.工作保證率和設(shè)計(jì)保證率的含義 水利水電部門的正常工作的保證程度，稱為工作保證率。 要為擬建的水利水電工程選定一個(gè)合理的工作保證率，稱設(shè)計(jì)保證率。 工作保證率有不同的表示形式。 1. 年保證率 它是指多年期間正常工作年數(shù)占運(yùn)行總年數(shù)的百分比，即 2. 歷時(shí)保證率 指多年期間正常工作歷時(shí)（日、旬或月）占總歷時(shí)的百分比 式中m為破壞年份的破壞歷時(shí)與總歷時(shí)之比。 同一電力系統(tǒng)中，規(guī)模和作用相近的聯(lián)合運(yùn)行的幾座水 電站，可當(dāng)作單一水電站選擇統(tǒng)一的設(shè)計(jì)保證率。 5、 設(shè)計(jì)代表年 常選擇有代表性的枯水年、中水年

9、（也稱平水年）和豐水年作為設(shè)計(jì)典型年，分別稱為設(shè)計(jì)枯水年、設(shè)計(jì)中水年和設(shè)計(jì)豐水年。 設(shè)計(jì)枯水年的效益計(jì)算成果代表恰好滿足設(shè)計(jì)保證率要求的工程興利情況； 設(shè)計(jì)中水年代表中等來水條件下的平均興利情況； 設(shè)計(jì)豐水年則代表多水條件下的興利情況。 6、設(shè)計(jì)中水系列 為探求水庫運(yùn)用的多年平均狀況，一般取1015年作為代表期，稱設(shè)計(jì)中水系列。選擇時(shí)要求： 1）系列連續(xù)徑流資料至少要有一個(gè)以上完整的調(diào)節(jié)循環(huán)； 2）系列年徑流均值應(yīng)等于或接近于多年平均值； 3）系列應(yīng)包括枯水年、中水年、豐水年，它們的比例關(guān)系與長系列大體相當(dāng)，使設(shè)計(jì)中水系列的年徑流變差系數(shù)CV與長系列的相近。 7、 確定年調(diào)節(jié)水利庫容圖解法步驟

10、： 1、繪制設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線及其流量比尺 2、 在流量比尺上定出已知調(diào)節(jié)流量的方向線Q調(diào)射線，繪出平行于Q調(diào)射線并與天然水量差積曲線相切的平行線組3、供水期上、下切線間的縱距，按水量比尺量取，即等于所求的水庫興利庫容V興8、確定年調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié)流量的圖解法 （1）在設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線下方繪制與之平行的滿庫線，兩者間縱距等于已知的興利庫容V興 （2）繪制枯水期天然水量差積曲線和滿庫線的公切線ab。 （3）根據(jù)公切線的方向，在流量比尺上定出相應(yīng)的流量值，它就是已知興利庫容所能獲得的符合設(shè)計(jì)保證率要求的調(diào)節(jié)流量。切點(diǎn)a和b分別走出按等流量調(diào)節(jié)時(shí)水庫供水期的起迄日期。 （4）當(dāng)計(jì)及水庫水量損失

11、時(shí)，先求平均損失流量，從上面求出的調(diào)節(jié)流量中扣除損失流量，即得凈調(diào)節(jié)流量（有一定近似性）。 9、P設(shè)、Q調(diào)、 V興三者之間關(guān)系（結(jié)合圖說明） （1） V興一定時(shí)，P設(shè)越高，可能獲得的供水期Q 調(diào)越小，反之則大。 （2） Q 調(diào)一定時(shí)，要求的P設(shè)越高，所需的 V興也越大，反之則小。 （3） P設(shè)一定時(shí)，V興越大，供水期Q 調(diào)也越大。 五、 1. 洪水致災(zāi)因素l 自然因素，是產(chǎn)生洪水和形成洪災(zāi)的主導(dǎo)因素；l 社會因素，包括人口增多、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，造成洪水災(zāi)害不斷加重；2、 研究洪災(zāi)成因，應(yīng)在關(guān)注自然因素作用的同時(shí)，著重分析人類活動對洪水成災(zāi)規(guī)律和防洪安全的影響，人類活動的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方

12、面： 植被破壞，水土流失加劇，入河泥沙增多； 圍湖造田，與河爭地，河湖泄蓄洪能力降低； 防洪工程標(biāo)準(zhǔn)低，病險(xiǎn)多，抗洪能力弱； 非工程防洪措施不完善，難以適應(yīng)防洪減災(zāi)的要求； 蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)不能滿足需要，運(yùn)用難度大。3. 洪水災(zāi)害水災(zāi)：一般是指因河水或湖水泛濫淹沒城市和農(nóng)村所引起的災(zāi)害。澇災(zāi)：指的是因降雨使土地過濕造成農(nóng)作物生長不良而減產(chǎn)的現(xiàn)象，或因雨后地面排泄不暢而產(chǎn)生大面積積水使社會財(cái)產(chǎn)受損。4. 洪災(zāi)損失l 經(jīng)濟(jì)損失： 指洪水淹沒造成的可用貨幣計(jì)量的各類損失，故又稱有形損失，主要包括：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、郵電、居民房屋、家庭財(cái)產(chǎn)以及各種其他損失等。l 非經(jīng)濟(jì)損失 ：指洪水引起的難以用貨幣計(jì)

13、量的損失，故又稱為無形損失，如生態(tài)環(huán)境的惡化，文物古跡的破壞，災(zāi)民傷亡與精神痛苦，災(zāi)區(qū)疾病流行及其對民眾健康的影響，正常生活工作秩序與環(huán)境破壞造成的社會混亂，由于房屋財(cái)產(chǎn)損失而使人們的日常生活水平驟然下降，以及洪災(zāi)對國家的政治穩(wěn)定和國際聲譽(yù)的不利影響等。5. 洪水災(zāi)害產(chǎn)生的不利影響l 對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響 水一旦成災(zāi)，將對地區(qū)和國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大破壞和消極影響，嚴(yán)重威脅著人類社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展l 對自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害 洪泛區(qū)內(nèi)的居民住所、自然景觀、文物古跡等遭到毀壞；暴雨洪水引起水土流失，使植被遭到破壞，土地貧瘠，入河泥沙增加，湖泊萎縮失調(diào)，河流功能退化，洪水不能正常排泄；洪水的淹沒與

14、沖擊，還會威脅到各種動、植物的生存等。l 對社會生活產(chǎn)生多方面的影響其中最主要的是人口死亡、災(zāi)民流離、疫病蔓延與流行等問題。l 對國家事務(wù)產(chǎn)生影響嚴(yán)重的洪水災(zāi)害的發(fā)生，將花費(fèi)國家大量人力、物力、財(cái)力和精力。 6、 防洪減災(zāi)措施： 防洪工程措施是指按照規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)，為控制和抵御洪水以減免洪水災(zāi)害損失而修建的各種工程。包括：水土保持、筑堤防洪與防汛搶險(xiǎn)、疏浚與整治河道、分洪、滯洪與蓄洪。 防洪非工程措施是指通過行政、法律、經(jīng)濟(jì)等非工程手段，以減少洪水災(zāi)害損失的措施。包括：防洪區(qū)的科學(xué)規(guī)劃與管理，公民防洪、防災(zāi)教育，防洪法律、法規(guī)建設(shè)，洪水預(yù)報(bào)、警報(bào)和防汛通信，蓄洪及分洪工程合理調(diào)度，推行洪水保險(xiǎn)

15、，征收防洪基金，防汛搶險(xiǎn)，善后救災(zāi)與災(zāi)后重建等。 防洪工程措施與防洪非工程措施的目的都是防洪減災(zāi)。兩者的區(qū)別在于： 防洪工程措施是以修建工程的手段，達(dá)到控制洪水、減少洪災(zāi)的作用，多屬于工程技術(shù)問題。 防洪非工程措施主要考慮洪災(zāi)程度和風(fēng)險(xiǎn)程度，根據(jù)保護(hù)對象的重要程度不同，實(shí)行不同程度的保護(hù)。因此，采用法令、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等手段和通過國家、地方和集體、個(gè)人之間的合作，預(yù)先安排，以減少洪災(zāi)損失，屬于規(guī)劃管理問題。可見，防洪工程措施和防洪非工程措施的作用不同，不能相互替代。在防洪減災(zāi)工作中，應(yīng)把這兩種措施有機(jī)地結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，科學(xué)配置和聯(lián)合運(yùn)用，形成完整的防洪減災(zāi)系統(tǒng)。7、防洪標(biāo)準(zhǔn)定義各種防洪保

16、護(hù)對象或水利工程本身要求達(dá)到的防御洪水的標(biāo)準(zhǔn)。通常以頻率法計(jì)算的某一重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)洪水為防洪標(biāo)準(zhǔn)，或以某一實(shí)際洪水(或?qū)⑵溥m當(dāng)放大)作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。 下游防洪對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)與水工建筑物本身的防洪標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)水庫不承擔(dān)下游防洪任務(wù)時(shí)，按水庫工程水工建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)，選定合適的設(shè)計(jì)洪水和校核洪水的流量過程線，作為水庫調(diào)洪計(jì)算的原始資料。8、河道整治規(guī)劃是根據(jù)河道演變規(guī)律和興利除害要求，為治理、改造河道所進(jìn)行的水利工程規(guī)劃。 河道整治規(guī)劃一般包括洪水、中水、枯水三種整治方案。l 洪水整治的目的是為了防御洪水泛濫，確保沿河人民生命財(cái)產(chǎn)安全；l 枯水整治則主要是保障通航和引水；l 中水整治對穩(wěn)定河床，控制河勢具有決

17、定性意義。 河道整治規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容l 設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水位 整治線 河槽斷面9、堤線布置應(yīng)遵循下列原則：l 河堤的堤線應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行。一個(gè)河段兩岸堤防的間距或一岸高地一岸堤防之間的距離應(yīng)大致相等，不宜突然放大或縮小。l 堤線應(yīng)力求平順，各堤段平緩連接，不得采用折線或急彎。l 堤防工程應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有堤防和有利地形，修筑在土質(zhì)較好、比較穩(wěn)定的灘岸上，留有適當(dāng)寬度的灘地，盡可能避開軟弱地基、深水地帶、古河道、強(qiáng)透水地基。l 堤線應(yīng)布置在占壓耕地、拆遷房屋等建筑物少的地帶，避開文物遺址，利于防汛搶險(xiǎn)和工程管理。10、調(diào)洪演算原理q=f（V） q=f（Z）11、調(diào)洪演算列表

18、試算法步驟及qmax出現(xiàn)的具體時(shí)刻qmax的試算：改進(jìn)法：假定t出Q2直接令q2=Q2,計(jì)算v,求v2，查q2，如果與假定的一致，則試算結(jié)束。否則，重新假定t。 調(diào)洪演算雙輔助線法步驟及qmax出現(xiàn)的具體時(shí)刻事先計(jì)算并繪制曲線組：（Vt-q2）=f1（Z） （Vt+q2）=f2（Z） q=f3（Z）水庫上游水位與下泄流量關(guān)系曲線的確定q=f(Z) Z限、 Z防、Z設(shè)、Z校及V防、V攔、V調(diào) 整個(gè)計(jì)算大體可歸納為以下幾點(diǎn)： 1收集計(jì)算所需基本資料 （1）設(shè)計(jì)洪水資料，包括大壩設(shè)計(jì)洪水、校核洪水。水庫下游有防洪任務(wù)時(shí)還需要與下游防洪標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水，壩址至下游防護(hù)區(qū)的區(qū)間設(shè)計(jì)洪水，上下游洪水遭遇

19、組合方案或分析資料。 （2）泄洪能力資料。包括各種方案的溢流堰和泄水底孔的泄洪能力曲線。 （3）庫容曲線。包括庫容特性曲線和面積特性曲線。 （4）有關(guān)經(jīng)濟(jì)資料。2擬定比較方案。根據(jù)地形、地質(zhì)、建筑材料、施工設(shè)備等條件，擬定水面溢洪道和泄水底孔的型式、位置和尺寸，擬定幾種可能的起調(diào)水位。3調(diào)洪計(jì)算。按一定的操作方式進(jìn)行調(diào)洪演算，求水庫最高洪水位和最大下泄流量。4方案選擇。根據(jù)調(diào)洪計(jì)算成果，計(jì)算各方案的大壩造價(jià)、上游淹沒損失、泄洪建筑物投資、下游堤防造價(jià)及下游受淹的經(jīng)濟(jì)損失等。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)方案。 11、防洪特征水位及相應(yīng)庫容的推求 1防洪限制水位的確定 1防洪高水位 2正常蓄水位 3

20、汛期限制水位 4死水位2防洪高水位及防洪庫容的推求 當(dāng)遇下游防護(hù)對象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位即為防洪高水位。 防洪高水位與汛期防洪限制水位之間的庫容即為防洪庫容。l 在t1時(shí)刻以前，使q=Ql t1時(shí)刻Q=q汛限，閘門全開。，水位逐漸上升。l 至t2時(shí)刻，q=q安，于是用閘門控制，使q=q安，水位繼續(xù)上升，閘門逐漸關(guān)小。l 至t3時(shí)刻，Q降落得重新等于q，水庫水位達(dá)到最高，閘門也不再關(guān)小。l t3以后是水庫泄水過程，水庫水位逐漸回降。3設(shè)計(jì)洪水位及攔洪庫容的推求 水庫遇大壩設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位稱設(shè)計(jì)洪水位。 設(shè)計(jì)洪水位與汛期防洪限制水位之間的庫容即為攔洪庫容。 （1）下游

21、無防洪要求時(shí)l 在t1時(shí)刻以前，以閘門控制使q=Q；l t1時(shí)刻開始閘門全部打開;l t2達(dá)到Zmax，即為所求的設(shè)計(jì)洪水位。 （2）下游有防洪要求時(shí)l t1前，q=Q， Z，q ；l t2時(shí)Q=q汛限，閘門逐漸關(guān)小;l t2t3間用閘門控制q使q=q安，以滿足下游防洪要求;l 至t3時(shí)，Z=Z防，因確保水工建筑物的安全，不再控制q，而是將閉門全部打開自由溢流;l t4時(shí)刻，Zmax，qmax。12、蓄滯洪區(qū)是指河道周邊辟為臨時(shí)蓄存洪水的湖泊、洼地或擴(kuò)大行洪、泄洪的區(qū)域，其作用是調(diào)蓄洪量，削減河道洪峰流量，降低河道洪水位，確保重點(diǎn)防護(hù)區(qū)安全。 蓄滯洪區(qū)又可細(xì)分為分洪區(qū)、蓄洪區(qū)、行洪區(qū)、滯洪區(qū)。

22、六1、 水能資源與水力發(fā)電的基本原理l 水力發(fā)電就是利用天然水能生產(chǎn)電能。l 河川徑流相對于海平面而言（或相對于某基準(zhǔn)面）具有一定的勢能。因徑流有一定流速，就具有一定的動能。l 這種勢能和動能組合成一定的水能水體所含的機(jī)械能。2、水能資源三個(gè)特點(diǎn)：1，資源總量十分豐富，但人均資源量并不富裕 2，水能資源分布不均，于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀極不匹配 3，江河來水量的年內(nèi)和年際變化大，導(dǎo)致水能資源在時(shí)間上的分配不均。3、壩式 攔河筑壩或閘來抬高開發(fā)河段水位，使原河段的落差HAB 集中到壩址處，從而獲得水電站的水頭H。 1. 壩后式水電站 若筑壩建庫所引起的淹沒損失相對不大，有可能筑中、高壩抬水，來獲得較大的

23、水頭。 這時(shí)因水電站廠房本身不能擋水，就應(yīng)將其布置在壩下游側(cè)，與擋水壩分開，用壓力引水管連接壩和廠房。這是最通常的壩式開發(fā)方式。 2. 河床式水電站 采用壩式開發(fā)時(shí)，若地形、地質(zhì)等條件不允許筑高壩，也可筑低壩或水閘來獲得較低水頭。此時(shí)常利用水電站廠房作為擋水建筑物的一部分，使廠房承受壩上游側(cè)的水壓力。 3. 壩內(nèi)式水電站 如果壩址河道很窄，也可將發(fā)電廠房設(shè)在壩體內(nèi)部。這種水電站稱為壩內(nèi)式水電站。 4. 壩旁式水電站 在河道內(nèi)建土石壩或拱壩，難以安排發(fā)電廠房時(shí)，常在壩旁設(shè)進(jìn)水口和隧洞引水，至壩下游設(shè)發(fā)電廠房；也可將發(fā)電廠房設(shè)在壩旁的地下，再經(jīng)尾水隧洞與壩下游河道連接。 5、引水式 通過沿河修建引

24、水道，使原河段的落差集中到引水道末端廠房處，從而獲得水電站的水頭。H=HABH QA1 無壓 明渠或無壓隧洞 2、有壓 有壓隧洞或管道 當(dāng)?shù)匦?、地質(zhì)等條件不允許筑高壩，而河段坡度較陡或河段有較大的彎曲段處，建造較短的引水道即能獲得較大水頭時(shí)，常可采用引水式集中水能。 通常都是徑流式開發(fā)。 6、混合式 如果開發(fā)河段的上游部分有一較平坦的地形適宜于筑壩建庫，同時(shí)其下游河段坡降較陡，可采用引水道集中落差，在這種地形條件下，采用混合式開發(fā)是比較合理的。 混合式水電站多半是蓄水式的。4、 列表法步驟：根據(jù)電站的調(diào)節(jié)方式計(jì)算確定各時(shí)段的發(fā)電流量Q電；根據(jù)水能計(jì)算的邊界條件等，進(jìn)一步分析計(jì)算各時(shí)段水庫蓄水量

25、的變化量W、時(shí)段平均水庫水位Z上、時(shí)段平均下游水位Z下及電站的時(shí)段平均水頭H；根據(jù)N 9.81Q H K Q H 和計(jì)算水電站的時(shí)段平均出力N和時(shí)段發(fā)電量E。5、電力負(fù)荷：在任何時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)中各電站的出力過程和發(fā)電量必須與用電戶對出力的要求和用電量相適應(yīng)，這種對電力系統(tǒng)提出的出力要求，常被稱為電力負(fù)荷。三個(gè)區(qū)域：峰荷區(qū)，腰荷區(qū)，基荷區(qū)常采用以下3個(gè)指標(biāo)值反映日負(fù)荷圖的特征：（1）基荷指數(shù)，值越大，基荷占負(fù)荷圖的比重越大，表示系統(tǒng)用電情況比較平穩(wěn)。（2）日最小負(fù)荷率，值越小，表示日高峰負(fù)荷與日低谷負(fù)荷的差別越大，日負(fù)荷越不均勻。（3）日平均負(fù)荷率，值越大，表示日負(fù)荷變化越小。峰谷差：D=N”

26、-N對于電力系統(tǒng)負(fù)荷月內(nèi)、季內(nèi)的不均衡特性，可通過以下3個(gè)指標(biāo)反映：1月負(fù)荷率，表示在一個(gè)月內(nèi)負(fù)荷變化的不均衡性，用該月的平均負(fù)荷與最大負(fù)荷日的平均負(fù)荷的比值表示。2季負(fù)荷率，表示一年內(nèi)月最大負(fù)荷變化的不均衡性，用全年各月最大負(fù)荷的平均值與最大負(fù)荷值的比值表示。3負(fù)荷率，表示一年的發(fā)電量E年與最大負(fù)荷相應(yīng)的年發(fā)電量的比值，即： 式中：h為年最大負(fù)荷的利用小時(shí)數(shù)。6、 電力系統(tǒng)裝機(jī)容量l 電站上每臺機(jī)組都有一個(gè)額定容量，此即發(fā)電機(jī)的銘牌出力。l 電站的裝機(jī)容量是指該電站上所有機(jī)組銘牌出力之和。 l 電力系統(tǒng)的裝機(jī)容量便是所有電站裝機(jī)容量的總和。規(guī)劃階段運(yùn)行階段7、 水電站的技術(shù)特性 （1）出力和

27、發(fā)電量是隨天然徑流量和水庫調(diào)節(jié)能力有一定的變化。 （2）工作位置及發(fā)電量受水庫綜合利用的影響。 （3）水電站的年運(yùn)行費(fèi)用與所生產(chǎn)的電能量無關(guān)，因此在豐水期內(nèi)應(yīng)盡可能多發(fā)水電，以節(jié)省系統(tǒng)燃料消耗。 （4）水電站適宜擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用等任務(wù)。機(jī)組開停靈便、迅速，從停機(jī)狀態(tài)到滿負(fù)荷運(yùn)行僅需12分鐘時(shí)間，并可迅速改變出力的大小，以適應(yīng)負(fù)荷的劇烈變化，從而保證系統(tǒng)周波的穩(wěn)定。 （5）水電站的建設(shè)地點(diǎn)要受水能資源、地形、地質(zhì)等條件的限制。 水電站的單位千瓦投資通常比火電站大，但由于水電站發(fā)電不需消耗燃料，故單位電能成本比火電站的低。 8、無調(diào)節(jié)水電站的運(yùn)行方式 1. 無調(diào)節(jié)水電站的一般工作特性

28、 無調(diào)節(jié)水電站的運(yùn)行特征是：任何時(shí)刻的出力主要決定于河中天然流量的大小。l 枯水期：擔(dān)任基荷。l 豐水期：仍只宜于擔(dān)任基荷；只有當(dāng)天然流量所產(chǎn)生的出力大于系統(tǒng)的最小負(fù)荷時(shí)，水電站應(yīng)擔(dān)任基荷和一部分腰荷，這時(shí)還會發(fā)生棄水。2. 無調(diào)節(jié)水電站在不同水文年的運(yùn)行方式 （1）設(shè)計(jì)枯水年l 枯水期: 水電站以最大工作容量或大于最大工作容量的某個(gè)出力運(yùn)行。l 豐水期：即使以其全部裝機(jī)容量運(yùn)行，有時(shí)仍不免有棄水。 （2）豐水年 可能全年均需要用全部裝機(jī)容量在負(fù)荷圖的基荷部分運(yùn)行?？赡苋昃袟壦?。9、 日調(diào)節(jié)水電站的運(yùn)行方式 1. 日調(diào)節(jié)水電站的一般工作特性 日調(diào)節(jié)水電站的工作特征是：除棄水期外，在任何一日

29、內(nèi)所能生產(chǎn)的電能量，與該日天然來水量時(shí)（除其他水利部門用水）所能發(fā)出的電能量相等。 原則上是在不發(fā)生棄水情況下，應(yīng)盡量讓日調(diào)節(jié)水電站擔(dān)任系統(tǒng)的峰荷，以充分發(fā)揮水輪發(fā)電機(jī)組能迅速靈活適應(yīng)負(fù)荷變化的優(yōu)點(diǎn)。 水電站進(jìn)行日調(diào)節(jié)，對電力系統(tǒng)所起的效益可歸納為以下3方面： （1）日調(diào)節(jié)水電站在枯水期一般總是擔(dān)任峰荷，讓火電站擔(dān)任基荷；從而節(jié)省煤耗，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。 （2）在一定的保證出力情況下，日調(diào)節(jié)水電站比無調(diào)節(jié)水電站的工作容量可更大一些，能更多地取代火電站的容量；可減少系統(tǒng)的總投資。 （3）豐水期，日調(diào)節(jié)水電站全部裝機(jī)容量逐步由峰荷轉(zhuǎn)到基荷運(yùn)行；可增加水電站的發(fā)電量，相應(yīng)減少火電站的發(fā)電量與總煤耗

30、，從而降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。# 大型水電站承擔(dān)日調(diào)節(jié)任務(wù)時(shí)，往往會對下游的綜合利用產(chǎn)生不利影響。應(yīng)注意設(shè)法滿足綜合利用各部門的要求，解決矛盾的措施： （1）對水電站的日調(diào)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南拗疲?（2）在水電站下游修建反調(diào)節(jié)水庫以減小流量、水位和流速的波動幅度。11、 水電站的裝機(jī)容量是指水電站所有機(jī)組額定容量的總和，由水電站最大工作容量、備用容量和重復(fù)容量所組成。在確定水電站的最大工作容量時(shí)，須進(jìn)行電力系統(tǒng)的電力（出力）平衡和電量（發(fā)電量）平衡及系統(tǒng)容量平衡。系統(tǒng)電力平衡：系統(tǒng)中所有各電站的出力之和必須隨時(shí)滿足系統(tǒng)的負(fù)荷要求。水火電混合電力系統(tǒng)：系統(tǒng)電量平衡：系統(tǒng)中所有電站在任一時(shí)段內(nèi)的發(fā)電量之和必

31、須與系統(tǒng)在該時(shí)段內(nèi)的電量需求相平衡。水火電混合電力系統(tǒng)：系統(tǒng)容量平衡：分析確定系統(tǒng)內(nèi)所有水、火電站在電力系統(tǒng)負(fù)荷圖上各時(shí)段所承擔(dān)的工作容量及各種備用容量，并檢查有無空閑容量和受阻容量。12、 水電站最大工作容量的確定 與設(shè)計(jì)水平年電力系統(tǒng)的負(fù)荷圖、系統(tǒng)內(nèi)已建成電站在負(fù)荷圖上的工作位置，以及擬建水電站的天然來水情況、水庫調(diào)節(jié)性能、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等有關(guān)。 1. 無調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定 2.日調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定日調(diào)節(jié)水電站的保證出力為：相應(yīng)日保證電能量為：3. 年調(diào)節(jié)水電站最大工作容量的確定 根據(jù)發(fā)電要求進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，其平均調(diào)節(jié)流量Q調(diào)為：  相應(yīng)水電站在設(shè)計(jì)供水期內(nèi)的保證出力

32、為： 水電站在設(shè)計(jì)供水期內(nèi)的保證電能為   與日調(diào)節(jié)水電站相似，年調(diào)節(jié)水電站的最大工作容量 主要取決于設(shè)計(jì)供水期內(nèi)的保證電能。 12、水電站備用容量的確定 1負(fù)荷備用容量：電力系統(tǒng)必須隨時(shí)準(zhǔn)備一部分備用容量，當(dāng)突發(fā)負(fù)荷發(fā)生時(shí)，不致因系統(tǒng)容量不足而使周波降低到小于規(guī)定值，而影響供電的質(zhì)量。這部分備用容量稱為負(fù)荷備用容量N負(fù)備。N負(fù)備=N系統(tǒng)×(2%5) 2、事故備用容量：由于大型系統(tǒng)內(nèi)各種規(guī)格的機(jī)組情況十分復(fù)雜，機(jī)組發(fā)生事故對國民經(jīng)濟(jì)的影響亦難以估計(jì)正確，一般根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)所需的事故備用容量。N事備=N系統(tǒng)×10% 3檢修備用容量：系統(tǒng)中的各種機(jī)組設(shè)備，都

33、要進(jìn)行有計(jì)劃的短期和長期停機(jī)檢修。系統(tǒng)檢修備用容量，一般以設(shè)置在火電站上為宜（有燃料保證）。13、 水電站重復(fù)容量的選定 14、水電站裝機(jī)容量的選擇及分析 水電站裝機(jī)容量的選擇及分析：1用E水日在12月份典型日負(fù)荷圖上量取2保證出力倍數(shù)法:N裝=K×N保3年裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)法試算確定。15、正常蓄水位與各水利部門效益之間的關(guān)系：1防洪，防洪庫容與興利庫容完全結(jié)合或部分結(jié)合時(shí)，提高正常蓄水位可直接增加水庫調(diào)蓄庫容，同時(shí)有利于攔蓄洪水，提高下游地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)。2發(fā)電，隨著正常蓄水位的增高，水電站的保證出力、多年平均年發(fā)電量、裝機(jī)容量等動能指標(biāo)也將隨著增加。3灌溉和城鎮(zhèn)供水，正常蓄水位的增高

34、，一方面可以加大水庫的興利庫容，增加調(diào)節(jié)水量，擴(kuò)大下游地區(qū)的灌溉面積或城鎮(zhèn)供水量；另一方面，有利于上游地區(qū)從水庫引水自流灌溉或?qū)λ畮熘苓吀叩剡M(jìn)行揚(yáng)水灌溉或進(jìn)行城鎮(zhèn)供水。4航運(yùn)，正常蓄水位的增高，有利于調(diào)節(jié)天然徑流，加大下游航運(yùn)流量，增加航運(yùn)水深，提高航運(yùn)能力；另一方面由于水庫洄水向上游河道延伸，通航里程及水深均有較大的增加，大大改善了上游河道的航運(yùn)條件。16正常蓄水位上下限方案的擬定 下限方案主要根據(jù)各水利部門的最低興利要求擬定。 發(fā)電：盡量滿足電力系統(tǒng)對擬建水電站所提出的最低發(fā)電容量與電量要求。 灌溉或城鎮(zhèn)供水：盡可能滿足地區(qū)發(fā)展規(guī)劃及最必需的工農(nóng)業(yè)供水量。 對在多沙河流上的某些水庫，還要考

35、慮泥沙淤積的影響，保證水庫有一定的使用壽命。 2、上限方案擬定主要考慮下列因素： （1）庫區(qū)的淹沒、浸沒損失。 （2）壩址及庫區(qū)的地形地質(zhì)條件。 （3）河流梯級開發(fā)規(guī)劃方案。 盡量“首尾相接”。 （4）蒸發(fā)、滲漏損失。 （5）人力、物力、財(cái)力及工期的限制。17、選擇正常蓄水位的步驟和方法 在擬定正常蓄水位的比較方案后，應(yīng)該對每個(gè)方案進(jìn)行下列各項(xiàng)計(jì)算工作。 1. 擬定水庫的消落深度。 規(guī)劃階段通常采用簡化法： 以發(fā)電為主的水庫：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，可用水電站最大水頭H的某一百分比初步擬定水庫的消落深度h消，從而定出各個(gè)方案的調(diào)節(jié)庫容。 2根據(jù)初估的工程規(guī)模，選擇設(shè)計(jì)保證率，選擇設(shè)計(jì)代表年或設(shè)計(jì)代表系列

36、。 3用簡化法進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)與水能計(jì)算，求各方案的保證出力、多年平均發(fā)電量、裝機(jī)容量、保證供水量及灌溉面積等。 4求出各方案之間有關(guān)水利動能參數(shù)的差，對水利動能參數(shù)較小的方案，選擇恰當(dāng)?shù)奶娲桨浮?5計(jì)算各方案及其替代方案的投資、年運(yùn)行費(fèi)，然后求得各方案的年費(fèi)用NF1、替代方案的年費(fèi)用NF2及系統(tǒng)的年費(fèi)用（NF系=NF1+NF2），以便進(jìn)行水利動能經(jīng)濟(jì)比較，從中選出最有利方案。18、 設(shè)計(jì)死水位的選擇 各水利部門對死水位的要求 1發(fā)電的要求 在已定的正常蓄水位下，隨著水庫消落深度的加大，興利庫容及調(diào)節(jié)流量均隨著增加；另一方面，死水位的降低，相應(yīng)水電站供水期內(nèi)的平均水頭卻隨著減小，因此其中存在一個(gè)

37、比較有利的消落深度，使水電站供水期的電能最大。為便于分析，可以把水電站供水期的電能劃分為兩部分，一部分為蓄水庫容電能，另一部分為來水量產(chǎn)生的不蓄電能  2其他綜合利用要求 工業(yè)用水、灌溉或航運(yùn)等。應(yīng)根據(jù)徑流調(diào)節(jié)所需的興利庫容選擇死水位。 （1）如果綜合利用各用水部門所要求的死水位，比按發(fā)電要求的死水位高時(shí)，則可按后者要求選擇設(shè)計(jì)死水位。 （2）如果情況相反，當(dāng)水庫主要任務(wù)為發(fā)電，則根據(jù)主次要求，在盡量滿足綜合利用要求的情況下按發(fā)電要求選擇設(shè)計(jì)死水位；當(dāng)水庫主要任務(wù)為灌溉或城市供水時(shí)，則在適當(dāng)照顧發(fā)電要求的情況下按綜合利用要求選擇設(shè)計(jì)死水位。 19、選擇死水位的步驟與方法 1. 方案擬

38、定 以發(fā)電為主的水庫，選擇死水位時(shí)應(yīng)考慮水電站在設(shè)計(jì)枯水年供水期（年調(diào)節(jié)水庫）或設(shè)計(jì)枯水年系列（多年調(diào)節(jié)水庫）獲得最大的保證出力，而在多年期內(nèi)獲得盡可能多的發(fā)電量，同時(shí)考慮各水利部門的綜合利用要求以及對上下游梯級水電站的影響，然后對各方案的水利、動能、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等條件進(jìn)行綜合分析，選擇比較有利的死水位。 在已定的正常蓄水位條件下，根據(jù)庫容特性、綜合利用要求、地形地質(zhì)條件、水工、施工、機(jī)電設(shè)備等要求，確定死水位的上、下限，然后在上、下限之間，擬定若干個(gè)死水位方案進(jìn)行比較。 （1）選擇水庫死水位的上限，一般應(yīng)考慮下列因素: 通常為獲得最大多年平均年電能的死水位，比為獲得最大保證出力的死水位高。因此水電站水庫的上限方案，應(yīng)稍高于具有最大多年平均年電能的死水位。 對于調(diào)節(jié)性能不高的水庫，應(yīng)盡可能保證能進(jìn)行日調(diào)節(jié)所需的庫容。 對于調(diào)節(jié)性能較高的水庫，盡可能保持具有多年調(diào)節(jié)性能。 （2）選擇水庫死水位的下限，一般應(yīng)考慮下列因素： 如水庫具有綜合利用要求，死水位的下限不應(yīng)高于灌溉、城市供水及發(fā)電等引水所要求的高程； 考慮水庫泥沙淤積對進(jìn)水口高程的影響； 死水位也不能過低，要考慮進(jìn)水口閘門制造及啟閉機(jī)的能力或水輪機(jī)制造廠家所保證的最低水頭。 2 水利動能計(jì)算 （1）求出各方案的水庫消落深度和興利庫容；然后對每個(gè)方案用設(shè)計(jì)枯水年或枯水年系列資料進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，得出各個(gè)方案的調(diào)節(jié)流量及平均