年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算

1、6.6年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算.興利調(diào)節(jié)計算的任務(wù)和原理根據(jù)國民經(jīng)濟各有關(guān)部門的用水要求，利用水庫重新分配天然徑 流所進行的計算，稱興利調(diào)節(jié)計算。對單一水庫，計算任務(wù)是求出各種水利水能要素的時間過程及調(diào) 節(jié)流量、興利庫容和設(shè)計保證率三者間的關(guān)系，作為確定工程規(guī)模、 工程效益和運行方式的依據(jù)。不同的階段，具體的計算情況是有所差別的。在規(guī)劃設(shè)計階段，往往是根據(jù)來水、用水和設(shè)計保證率，確 定所需要的興利庫容；在水庫運行階段，一種情況是根據(jù)來水、興利庫容和設(shè)計保 證率，核定水庫的供水能力即可供水量，另一種情況是根據(jù)來 水、用水和興利庫容，校驗水庫供水的保證率。已如設(shè)訂保il-.帶的來水肝按照對原始徑流資

2、料描述和處理方式的差異，興利調(diào)節(jié)計算方法 主要分為時歷法和概率法（也稱數(shù)理統(tǒng)計法）兩大類。 時歷法是以實測徑流資料為基礎(chǔ)，按歷時順序逐時段進行水庫水量蓄泄平衡的徑流調(diào)節(jié)計算方法，其計算結(jié)果（調(diào)節(jié)流量、水庫蓄水量等）也是按歷時順序給出時肪年法E 將若年的五然來水資村導(dǎo)相應(yīng)年的用水過程按水 后平衡方程.推求出備年所需的興利煉容時每年調(diào)節(jié)計尊牌符的興利陣容遇行犢率it律.緣制庫容頻率Ith線.根據(jù)設(shè)計保城率.在陣容頻率的線上否酣所求的 耗利陣容.概率法是應(yīng)用徑流的統(tǒng)計特性，按概率論原理，對入庫徑流 的不均勻性進行調(diào)節(jié)的計算方法，成果以調(diào)節(jié)流量、蓄水量、 棄水量、不足水量等的概率分布或保證率曲線的形式

3、給出。水庫興利調(diào)節(jié)計算過程，實質(zhì)上是水庫蓄泄水量的計算過程。 其計算原理是水量平衡原理。即計算時段內(nèi)進出水庫的水量差，等于 水庫蓄水量的變化。可用如下水量平衡方程式表示：式中 AP計算時段內(nèi)水庫蓄水量的變化，蓄為正，泄為負;Q 計算時段內(nèi)的平均入庫流量；理計算時段內(nèi)從水庫取用及消耗的平均流量，包括各 興利部門的用水流量、蒸發(fā)損失及滲漏損失流量、以及水庫蓄滿后的 無益棄水流量等；也一一計算時段，應(yīng)根據(jù)調(diào)節(jié)周期的長短和來用水的變化 情況而定。年調(diào)節(jié)水庫，一般取一個月。當(dāng)來水或用水變化劇烈時， 也可取一旬。時段劃分越短，計算精度越高，計算工作量也越大。注意：具體計算時，年調(diào)節(jié)水庫是將調(diào)節(jié)周期劃分為若

4、干個計算 時段進行的。調(diào)節(jié)周期一般不按日歷年度，而采用調(diào)節(jié)年度（即水利 年度）。所謂調(diào)節(jié)年度，是指自蓄水之日起至放空之日止，以蓄泄周期劃分的年度。調(diào)節(jié)年度一般是12個月，但也有個別年份超過或不 足12個月的，視連續(xù)缺水的情況而定。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、兩回運用和多回 運用。（1）一回運用水庫在調(diào)節(jié)年度內(nèi)充蓄一次和泄放一次，稱為一回運用。如下圖, 水庫自調(diào)節(jié)年度開始的to時刻起，來水Q大于用水q，至t2時刻止，的水共有余水 J。自匕時刻起，來水Q小于用水q，至t3時刻止，缺水 總量為V2。且Y大于V2。于是，水庫只

5、要在余水期蓄滿V2 量，就能保證該年的用水要求。所以該年度所需的調(diào)節(jié)庫容V調(diào)二七。由于y大于V2，水庫可保證蓄滿，且有部分余水量（VV2）要棄掉。（2）兩回運用水庫在一個調(diào)節(jié)年度內(nèi)充蓄兩次和泄放兩次，則稱為兩回運用。在總余水量大于總?cè)彼康臈l件下，調(diào)節(jié)庫容的判斷可根據(jù)余缺水量 的情況進行。如圖（a），V V，V V，則 V =max V , V 。圖中，V V , TOC o 1-5 h z 1234調(diào)2424于是V調(diào)二七。即當(dāng)兩個余水量分別大于其后的兩個缺水量時，水庫的 兩回運用是相互獨立的，此時，調(diào)節(jié)庫容為兩個缺水量中的大者。如圖（b），V V，V V，則 V =max V，V，V +V

6、- V 。1 23 4調(diào).24243圖中，當(dāng)V V，則V =V。即水庫在tt時段蓄滿調(diào)節(jié)庫2432調(diào) 401容（即V ），在tt時段內(nèi)供水V，在tt時段內(nèi)，由于V V， 41222332故水庫又可回蓄滿調(diào)節(jié)庫容，并正好滿足t3t4時段內(nèi)的缺水需求。如圖(c), V V , V V，則仍有V =max V , V , V +V - V 。1234調(diào)24243由圖可知V，則V=V +V -V。即由于V :J?C5C7JC?930正月翻345090025B02520wllffl1420273fl73017904309IE霜砌123D2520l砌10113012W70245013M1120250370

7、25203M122W702507020501g二252D102040rrx l ri.dWC252020405EX2W54025203401沁400140252014D25S05IfiO三二4302100210021000012200107M47403泌li201必12200-107ECtll20174O-332：tl4zO表中（1）、（2）、（3 ）欄為已知。（4）、（5 ）欄為來水量與 用水量的差值。由余缺水量情況可知，該水庫為三回運用，集中供水 期為5、6月份，供水期末庫空時刻為6月末。采用前述逆時序累加 余缺水量的方法可以判定所需調(diào)節(jié)庫容為2520X104m3,參見表中（8） 欄。由于

8、總余水量大于總?cè)彼?，水庫有棄水?420X104m3。顯然（2）,（3 ）兩欄之差等于（4）、（5 ）欄之差。這可以用來檢驗計 算是否正確。由于該調(diào)節(jié)年度內(nèi)水庫有棄水，因此是不完全年調(diào)節(jié)。水庫的蓄泄過程，隨水庫操作調(diào)度的方式不同，而有所區(qū)別。其 主要差別是在蓄水期。為了保證該年的正常供水，要求水庫在蓄水期 末（即供水期初）蓄滿調(diào)節(jié)庫容。但蓄水期的蓄水和棄水可以有多種 方式。最極端的兩種方式，就是所謂的早蓄和晚蓄方案。7132月份早蓄：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

9、由蓄水期的某一時刻 起才開始蓄水，在此之前，有余水即為棄水。但也到供水期初蓄滿調(diào) 節(jié)庫容。晚蓄：可以由調(diào)節(jié)年度末庫空開始，逆時序反向用水量平衡方程式進行水庫蓄水與棄水計算，直至蓄水期開始蓄水時止而得到。采用 晚蓄方案，得出的水庫最大蓄水量，即為調(diào)節(jié)庫容。采用早蓄方案與 晚蓄方案的水庫蓄水、棄水過程如上表中（6）、（7）、（8）、（9） 欄。利用水庫水位容積曲線可繪出水庫調(diào)節(jié)蓄水的庫水位過程如上 圖?？梢钥闯觯缧?、晚蓄方案的水庫蓄水過程在集中供水期5、6 月份并無區(qū)別，但在蓄水期則不一樣。無論早蓄還是晚蓄，均要求月末水庫蓄水量不超過（V死+V興）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。

10、因此水庫 必須適當(dāng)增大庫容，以抵償損耗的水量，來保證正常供水。瞅倚按以洶利式飩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(yán)格來 講，計入損失的調(diào)節(jié)計算應(yīng)進行試算。鑒于試算過程十分繁瑣，故采 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(chǔ)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計入損失的列表計算在不計損失的列表計算基礎(chǔ)上進行不考慮損失近似求得各時段的蓄水庫容根據(jù)時段平均蓄水量求出水庫各時段的損失水扣將

11、水庫時段損管量考慮到來水或用水中，重新進行調(diào)節(jié)計算求得計入損失所需的興利庫容【實例6-4】 計入損失水庫列表法年調(diào)節(jié)計算仍用上例的資料，考慮水庫水量損失求調(diào)節(jié)庫容和水庫調(diào)節(jié)蓄水 過程。（動畫演示計入損失水庫列表法年調(diào)節(jié)計算word-flash版本）（資源下載計入損失水庫列表法年調(diào)節(jié)計算word版本）咐V彳 (1BV)*U4VJ(IOVfl *秫眼 (lOrJfl：n 1棲舔(LOW8才毋尸.土it AMN 4 IOT#-n *(nis)(itr/t蕾MeMt”網(wǎng))1 EO b: )U：f(iwlCLOV)(1?*?(12)IEC 14(15)(cn(210a*t9的小T 一34IM ? IIi

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14、 LUJ * SA印9 CIU-CS *海.*!祭iW 莆零與,MT.叫田千TM車費01典丈S-lt =時?事尊宣 7電I w % 鼻骸丁耳亍寫期*： 5W.V整匚-=. - rl-（3）計入損失的簡算法當(dāng)水量損失占總水量比重不大，或初步規(guī)劃時，可采用簡化的 方法來考慮水量損失。即將不計損失求得的調(diào)節(jié)庫容的一半，加上死 庫容，得到供水期的平均庫容，由平均庫容得相應(yīng)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)節(jié)庫容。適合水量損失不太H為拗設(shè)階瞪的水“（D不考慮*量損失，計算水摩興利庫容v靜）計算水瘁供水期的平

15、均;由 根據(jù)2 - V和1 - Afl線，計算水庫平均水面面我 ;計算供水期和板、副V#二V尚昭、岬蒲。如上例，不考慮水量損失的調(diào)節(jié)庫容為2520X10413,死庫容為210X104m3，調(diào)節(jié)庫容一半加上死庫容得平均庫容（2520X 104/2+210X104=1470X104m3），相應(yīng)該平均庫容得水面面積為340X104m2,水庫 主要集中供水期5、6月的蒸發(fā)損失水量為（162.1+134.1）X340： 1000=101X104m3，滲漏損失水量為 1470X2X1%=29X104m3,總損失 水量為130X104m3。于是計入損失后的調(diào)節(jié)庫容為2650X104m3。與上 例詳算結(jié)果26

16、87X 104m3十分接近。需要說明的是蓄水期的水量損失也應(yīng)該考慮在內(nèi)，以檢驗扣除損 失的余水量是否可以在供水期初（即蓄水期末）蓄滿調(diào)節(jié)庫容。本例 中，自7月至4月的蓄水期和兩個供水期中，蒸發(fā)與滲漏損失水量總 計為355萬m3，總的余水量為4740-730-70=3940萬m3，可見，余水 量扣除總損失水量后，足夠蓄滿調(diào)節(jié)庫容。.設(shè)計興利庫容與正常蓄水位的確定在某一年的來水與用水過程給定的情況下，可以采用前述的列表 法確定當(dāng)年所需的調(diào)節(jié)庫容。但由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要多大才合適呢？這就是如何推求

17、水庫 的設(shè)計興利庫容的問題。通?？筛鶕?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(shè)計興利庫容。（1）長系列法當(dāng)水庫壩址有N年長系列來水資料，即設(shè)計的長期年、月徑流量 系列時，可以根據(jù)給定的用水過程，對每一年進行年調(diào)節(jié)計算，得到 N個年調(diào)節(jié)庫容。將此N個調(diào)節(jié)庫容，由小到大排列，用公式P= M xlOO%（M為序號）進行庫容保證率計算，并繪保證率曲線 如圖。根據(jù)設(shè)計保證率P設(shè)，由圖中查得得調(diào)節(jié)庫容，即為符合設(shè)計 保證率要求的年調(diào)節(jié)興利庫容V興。同樣道理，在來水與興利庫容已定的情況下，也可以繪出調(diào)節(jié)流 量保證率曲線（注意調(diào)節(jié)流量應(yīng)由大到小排列）。由P設(shè)查得符合設(shè) 計保證率得保證

18、調(diào)節(jié)流量。用長系列法推求年調(diào)節(jié)興利庫容，保證率的概念十分明確。但需 要有足夠長的年、月徑流量系列，且工作量較大。在缺乏長期的年、 月徑流量資料時，或初步規(guī)劃階段，常常采用代表年法。（2）代表年法所謂代表年法，指的是選擇一個合適的年型作為代表年，以該代 表年的來水過程和用水過程進行年調(diào)節(jié)計算，求得的年調(diào)節(jié)庫容即為 設(shè)計興利庫容。根據(jù)代表年來、用水過程的不同選擇，又可分為實際 代表年法與設(shè)計代表年法兩類。1）實際代表年法實際代表年法，所選擇的代表年來、用水過程是符合設(shè)計保證率 的某種年型的實測來水過程和用水過程。根據(jù)代表年的選擇方法不同，又分為單一選年法、庫容排頻法和 實際干旱年法。 單一選年法，是單以來水頻率曲線或單以用水頻率曲線為依 據(jù)，選擇符合或接近設(shè)計保證率、年內(nèi)分配偏于不利的實際年 來水過程與同年的用水過程，或?qū)嶋H年用水過程與同一年的年 來水過程。庫容排頻法，是簡化了的長系列法，它是在來水頻率曲線或 用水頻率曲線上各選出35個調(diào)節(jié)庫容在選用的頻率范圍 內(nèi)，按大小次序重新排列，求出對應(yīng)于設(shè)計保證率的庫容，即 為設(shè)計興利庫容。這種方法，在一定程度上避免了單一選年法 只選一個代表年的任意性。實際干旱年法，是通過旱情與水情的調(diào)查分析，選擇某一實 際發(fā)生的干旱年的來、用水過程。實際干旱年法雖然保證率的 概念不明確，但成果更能符合實際，因而