水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算講義課件（55圖文豐富）

Ch6水庫(kù)興利利調(diào)節(jié)計(jì)計(jì)算§6.1概述§6.2水庫(kù)特性性§6.3興利用水水與水庫(kù)庫(kù)水量損損失§6.4水庫(kù)死水水位的確確定§6.5年調(diào)節(jié)水水庫(kù)興利利調(diào)節(jié)計(jì)計(jì)算Ch6水庫(kù)興利利調(diào)節(jié)計(jì)計(jì)算§6.1概述本節(jié)內(nèi)容容提要內(nèi)容：一、水庫(kù)的調(diào)調(diào)節(jié)作用用二、興利調(diào)節(jié)節(jié)分類三、設(shè)計(jì)代表表年要求：熟悉徑流調(diào)節(jié)節(jié)的基本本概念，，了解興利調(diào)節(jié)節(jié)的分類類及設(shè)計(jì)計(jì)代表年年的選取取。一、水庫(kù)庫(kù)的調(diào)節(jié)節(jié)作用天然來(lái)水水生產(chǎn)、生活用水水矛盾調(diào)節(jié)作用：調(diào)調(diào)蓄水量量抬高水位位改變天然然徑流過(guò)過(guò)程徑流調(diào)節(jié)節(jié)：按人們的的需要，，利用水水庫(kù)控制制并在時(shí)間或或地區(qū)上上重新分配配徑流，，稱為徑徑流調(diào)節(jié)節(jié)。其作作用是協(xié)調(diào)來(lái)水水與用水水在時(shí)間間分配上上和地區(qū)區(qū)分布上上的矛盾盾，以及及統(tǒng)一協(xié)協(xié)調(diào)各用用水部門門需求之之間的矛矛盾。興利調(diào)節(jié)節(jié)：為興利而而提高枯枯水徑流流的水量量調(diào)節(jié)。。防洪調(diào)節(jié)節(jié)：為削減洪洪峰流量量，利用用水庫(kù)攔攔蓄洪水水，以消消除或減減輕下游游洪澇災(zāi)災(zāi)害的調(diào)調(diào)節(jié)。一、水庫(kù)庫(kù)的調(diào)節(jié)節(jié)作用二、興利利調(diào)節(jié)分分類調(diào)節(jié)周期期：庫(kù)空（死水位）

庫(kù)滿（正常蓄水位）

庫(kù)空（死水位）調(diào)節(jié)周期興利調(diào)節(jié)節(jié)：（一）日日調(diào)節(jié)和和周調(diào)節(jié)節(jié)β<2%～3%（二）年年調(diào)節(jié)3%～5%≤ββ<20%～25%（三）多多年調(diào)節(jié)節(jié)β>30%～50%（一）日調(diào)節(jié)節(jié)和周調(diào)節(jié)為短周期調(diào)節(jié)節(jié)，一般用于于發(fā)電水庫(kù)。。二、興利調(diào)節(jié)節(jié)分類（二）年調(diào)節(jié)節(jié)常為以灌溉為為主的水庫(kù)。。將豐水期的的多余水量存存蓄在水庫(kù)中中，供枯水期期用。完全年調(diào)節(jié)不完全年調(diào)節(jié)節(jié)二、興利調(diào)節(jié)節(jié)分類（三）多年調(diào)調(diào)節(jié)常為以灌溉為為主的水庫(kù)。。將豐水年的的多余水量攔攔蓄在水庫(kù)中中，補(bǔ)充枯水水期供水量之之不足，為跨跨年度的調(diào)節(jié)節(jié)。二、興利調(diào)節(jié)節(jié)分類設(shè)計(jì)代表年設(shè)計(jì)枯水年P(guān)=P設(shè)設(shè)計(jì)平水年P(guān)=50%設(shè)計(jì)豐水年P(guān)=1－P設(shè)二、興利調(diào)節(jié)節(jié)分類Ch6水庫(kù)興利調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算§6.2水庫(kù)特性本節(jié)內(nèi)容提要要內(nèi)容：一、水庫(kù)特性曲線線二、水庫(kù)特征水位位和庫(kù)容要求：掌握水庫(kù)特性曲線線的繪制方法法，熟悉水庫(kù)的特征水水位和庫(kù)容，，了解水庫(kù)死水位的的確定方法。。一、水庫(kù)特性性曲線什么是水庫(kù)？？水庫(kù)是指在河河道、山谷等等處修建水壩壩等擋水建筑筑物形成的蓄蓄集水的人工工湖泊。水庫(kù)庫(kù)的容積與庫(kù)庫(kù)區(qū)內(nèi)的地形形及河流的坡坡降有關(guān)。1.水庫(kù)的作用攔蓄洪水:除害調(diào)節(jié)河川天然然徑流：興利利集中落差：發(fā)發(fā)電2.水庫(kù)的分類河道型：河流流的坡降較陡陡湖泊型：庫(kù)區(qū)區(qū)內(nèi)的地形平平坦，開闊3.水庫(kù)特性曲線線反映水庫(kù)地形形特征的曲線線稱為水庫(kù)特特性曲線。它包括水庫(kù)水位～面面積關(guān)系曲線線，簡(jiǎn)稱為水庫(kù)庫(kù)面積曲線，，水庫(kù)水位～容容積關(guān)系曲線線，簡(jiǎn)稱為水庫(kù)庫(kù)容積曲線。。一、水庫(kù)特性性曲線（1）水庫(kù)水位～～面積關(guān)系曲線一、水庫(kù)特性性曲線（2）水庫(kù)水位～～容積關(guān)系曲線梯形法：ΔV=(Fi+Fi+1)ΔZ/2三點(diǎn)法：一、水庫(kù)特性性曲線一、水庫(kù)特性性曲線4.靜庫(kù)容與動(dòng)庫(kù)庫(kù)容靜庫(kù)容：入庫(kù)流量為零零時(shí)，水庫(kù)水水面是水平的的。動(dòng)庫(kù)容：有一定入庫(kù)流流量(水流有一定流流速)時(shí)，則水庫(kù)水水面從壩址起起沿程上溯的的回水曲線并并非水平，靜庫(kù)容相應(yīng)的的壩前水位水水平線以上與與洪水的實(shí)際際水面線之間間包含的楔形形庫(kù)容稱為動(dòng)動(dòng)庫(kù)容。靜水位一、水庫(kù)特性性曲線二、水庫(kù)特征征水位和庫(kù)容容Ch6水庫(kù)興利調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算§6.3興利用水與水水庫(kù)水量損失失本節(jié)內(nèi)容提要要內(nèi)容：一、興利用水及綜綜合需水圖二、水資源綜合利利用實(shí)例分析析三、水庫(kù)的水量損損失要求：掌握水庫(kù)蒸發(fā)、滲滲漏損失的計(jì)計(jì)算方法。一、興利用水水及綜合需水水圖興利用水給水農(nóng)業(yè)灌溉用水水水利發(fā)電用水水航運(yùn)用水其他部門需水水民用水工業(yè)用水一、興利用水水及綜合需水水圖各用水部門需需水及綜合需需水圖(a)工業(yè)及民用給給水;(b)航運(yùn)放水;(c)灌溉需水;(d)年綜合需水一、興利用水水及綜合需水水圖二、水資源綜綜合利用實(shí)例例分析（一）水庫(kù)的的蒸發(fā)損失由陸面面積變變?yōu)樗婷娣e積所增加的額額外蒸發(fā)量。。三、水庫(kù)的水水量損失[例6-1]

已知某水庫(kù)觀測(cè)資料，由蒸發(fā)皿實(shí)測(cè)的水面蒸發(fā)量為1506mm，蒸發(fā)皿折算系數(shù)K=0.8，流域多年平均年降水量H=1310mm，多年平均徑流深Y=787mm，蒸發(fā)量的多年平均年內(nèi)分配百分比列入表6-2中。試求水庫(kù)的年蒸發(fā)損失量及相應(yīng)的年內(nèi)分配。解:（1）陸面蒸發(fā)量：（2）水面蒸發(fā)量：（3）水庫(kù)的年蒸發(fā)損失量:（4）水庫(kù)的各月蒸發(fā)損失量:月份123456789101112全年月?lián)p失百分比（%）3.093.826.888.5211.814.2113.0513.39.827.614.693.21100蒸發(fā)損失（mm）212647588097899167523222682表6-2某水庫(kù)蒸發(fā)損損失計(jì)算表三、水庫(kù)的水水量損失（二）滲漏損損失（1）經(jīng)過(guò)能透水水的壩身以及及閘門、水輪輪機(jī)等的滲透透。（2）通過(guò)壩基及及大壩兩翼的的滲漏。（3）通過(guò)庫(kù)底向向較低的透水水層及庫(kù)外的的滲漏。生產(chǎn)實(shí)際中，，常根據(jù)水文文地質(zhì)情況，，定出一些經(jīng)經(jīng)驗(yàn)性的數(shù)據(jù)據(jù)，作為估算算滲漏損失的的依據(jù)，例如如，以1年或1月的滲漏損失失相當(dāng)于水庫(kù)庫(kù)蓄水容積的的一定百分?jǐn)?shù)數(shù)來(lái)估算。三、水庫(kù)的水水量損失（三）其他損損失（1）結(jié)冰損失水水量（2）水工建筑物物的漏水損失失量（3）水工建筑物物的操作損失失水量，如船船閘過(guò)水等。。（4）水庫(kù)初蓄損損失水量三、水庫(kù)的水水量損失Ch6水庫(kù)興利調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算§6.4水庫(kù)死水位的的確定本節(jié)內(nèi)容提要要內(nèi)容：一、根據(jù)淤積要求求確定死水位位和死庫(kù)容二、根據(jù)灌溉要求求確定死水位位三、根據(jù)水利發(fā)電電要求確定死死水位四、其他用水部門門對(duì)死水位的的要求要求：掌握淤積水位和淤淤積庫(kù)容的計(jì)計(jì)算方法，掌握死水位和死庫(kù)庫(kù)容的確定方方法。一、根據(jù)淤積積要求確定死死水位和死庫(kù)庫(kù)容Z死=Z淤+管底超高+引水管外徑+管頂安全超高高Z–V曲線V死二、根據(jù)灌溉溉要求確定死死水位Z死=Z渠+D內(nèi)/2+H最小+iLZ渠——渠首設(shè)計(jì)控制制高程i，L——引水管坡度和和長(zhǎng)度D內(nèi)——引水管內(nèi)徑H最小——渠道設(shè)計(jì)流量量的最小水頭頭三、根據(jù)水利利發(fā)電要求確確定死水位灌溉結(jié)合發(fā)電電的水庫(kù)，死死水位的選擇擇要考慮保證證水電站水輪輪機(jī)組所需要要的最低水頭和最佳消落深度度，以利于發(fā)出出較多的電能能和出力。四、其他用水水部門對(duì)死水水位的要求水產(chǎn)養(yǎng)殖庫(kù)區(qū)航運(yùn)庫(kù)區(qū)環(huán)境衛(wèi)生生Ch6水庫(kù)興利調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算§6.5年調(diào)節(jié)水庫(kù)興興利調(diào)節(jié)計(jì)算算本節(jié)內(nèi)容提要要內(nèi)容：一、興利計(jì)算原理理二、年調(diào)節(jié)水庫(kù)的的運(yùn)行情況三、根據(jù)用水要求求確定興利庫(kù)庫(kù)容四、根據(jù)興利庫(kù)容容確定調(diào)節(jié)流流量要求：掌握年調(diào)節(jié)計(jì)算原原理及用計(jì)入入損失列表法法計(jì)算興利庫(kù)庫(kù)容，確定正正常蓄水位的的方法。興利調(diào)節(jié)任務(wù)務(wù)已知設(shè)計(jì)保證證率的來(lái)水量量用水要求興利庫(kù)容興利庫(kù)容調(diào)節(jié)流量興利調(diào)節(jié)的計(jì)計(jì)算方法僅對(duì)設(shè)計(jì)代表表年進(jìn)行列表表調(diào)節(jié)計(jì)算，，求出該年滿滿足興利用水水的興利庫(kù)容容，作為設(shè)計(jì)計(jì)興利庫(kù)容。。1、將多年的天然然來(lái)水資料與與相應(yīng)年的用用水過(guò)程按水水量平衡方程程，推求出各各年所需的興興利庫(kù)容2、對(duì)每年調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算所得的的興利庫(kù)容進(jìn)進(jìn)行頻率計(jì)算算，繪制庫(kù)容容頻率曲線。。3、根據(jù)設(shè)計(jì)保保證率，在庫(kù)庫(kù)容頻率曲線線上查出所求求的興利庫(kù)容容。時(shí)歷年法：典型年法：一、興利計(jì)算算原理興利調(diào)節(jié)目的的：提高枯水期的的供水量，以以滿足各用水水部門的需要要。因此，必必須按興利要要求來(lái)調(diào)節(jié)徑徑流。興利調(diào)節(jié)原理理：水量平衡原理理△W來(lái)–△W出=(Q來(lái)–Q出)△t=△W△W來(lái)–△W用–△W損–△W棄=△W=△V=V末–V初(一)一次運(yùn)用水庫(kù)在調(diào)節(jié)周周期內(nèi)只有一一次連續(xù)蓄水水、供水的情情況，叫做水水庫(kù)一次運(yùn)用用，如圖所示示，圖中W1為余水量，W2為缺水量，且且W1≥W2，此時(shí)所需的水水庫(kù)興利調(diào)節(jié)節(jié)庫(kù)容V興=W2。二、年調(diào)節(jié)水水庫(kù)的運(yùn)行情情況(二)兩次運(yùn)用當(dāng)水庫(kù)在一個(gè)個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)內(nèi)連續(xù)供水、、蓄水有二次次時(shí)，叫做水水庫(kù)二次運(yùn)用用，如圖所示示，假設(shè)第一一次運(yùn)用余水水量為W1，缺水量為W2；第二次運(yùn)用用余水量為W3，缺水量為W4。此時(shí)調(diào)節(jié)庫(kù)庫(kù)容的確定可可分為下列幾幾種情況：(1)當(dāng)W1>W2，W3>W4時(shí)，表明兩次運(yùn)用之間間無(wú)水量聯(lián)系系，此時(shí)V興=max{W2，W4}。(2)當(dāng)W1>W2，W3<W4，W3<W2時(shí)，表明兩次次運(yùn)用之間有有水量聯(lián)系，V興=W2+W4-W3。(3)當(dāng)W1>W2，W2<W3<W4時(shí)，表明兩次運(yùn)用用之間有水量量聯(lián)系，此時(shí)V興=W4。二、年調(diào)節(jié)水水庫(kù)的運(yùn)行情情況二、年調(diào)節(jié)水水庫(kù)的運(yùn)行情情況(三)多次運(yùn)用水庫(kù)在一個(gè)調(diào)調(diào)節(jié)年度內(nèi)，，充蓄、泄放放多于兩次時(shí)時(shí)，即為多次次運(yùn)用。此時(shí)時(shí)，確定興利利庫(kù)容可從空空庫(kù)時(shí)刻起算算（V興=0），按順時(shí)序或逆時(shí)序方法進(jìn)行計(jì)算算：(1)逆時(shí)序計(jì)算（遇余則減，，遇缺則加））(2)順時(shí)序計(jì)算（遇余則加，，遇缺則減））三、根據(jù)用水水要求確定興興利庫(kù)容計(jì)算起點(diǎn)：庫(kù)庫(kù)空之時(shí)，即即供水期末。。（一）典型年年法求出相應(yīng)于設(shè)設(shè)計(jì)保證率的的設(shè)計(jì)年徑流流量和年內(nèi)分分配，作為水水庫(kù)代表年的的來(lái)水過(guò)程，，再列出相應(yīng)應(yīng)的用水過(guò)程程，根據(jù)興利利計(jì)算原理，，列表逐時(shí)段段計(jì)算，即可可求出興利庫(kù)庫(kù)容。順時(shí)序向前推推算:V月(旬)末=V月(旬)初+(W來(lái)-W用)逆時(shí)序向后推推算:V月(旬)初=V月(旬)末-(W來(lái)-W用)1.不計(jì)損失的列列表計(jì)算[例6-3]南方某水庫(kù)灌灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)采用p=80%，已知灌溉面面積為3萬(wàn)畝，用水量量分析計(jì)算成成果填于表6-3第③欄。經(jīng)水文分分析計(jì)算出設(shè)設(shè)計(jì)年來(lái)水量量Wp=1895萬(wàn)m3，其年內(nèi)分配配列入表6-3第②欄，V死=84萬(wàn)m3。用不計(jì)入損損失列表計(jì)算算，求水庫(kù)的的興利庫(kù)容和和時(shí)段末的蓄蓄水庫(kù)容。解:(1)計(jì)算W來(lái)-W用。(2)求調(diào)節(jié)年的總總來(lái)水量、總總用水量和總總余水量。(3)求時(shí)段累積余余虧水量。(4)求不計(jì)損失時(shí)時(shí)的興利庫(kù)容容。(5)求時(shí)段末蓄水水庫(kù)容。三、根據(jù)用水水要求確定興興利庫(kù)容表6-3某水庫(kù)不計(jì)損損失的年調(diào)節(jié)節(jié)庫(kù)容計(jì)算C=2.計(jì)入損失的列列表計(jì)算計(jì)入損失的列列表計(jì)算在不不計(jì)損失的列列表計(jì)算基礎(chǔ)礎(chǔ)上進(jìn)行。不考慮損失近近似求得各時(shí)時(shí)段的蓄水庫(kù)庫(kù)容求出水庫(kù)各時(shí)時(shí)段的損失水水量將水庫(kù)時(shí)段損損失水量作為為增加的用水水量，重新進(jìn)進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算算求得計(jì)入損失失所需的興利利庫(kù)容三、根據(jù)用水水要求確定興興利庫(kù)容2.計(jì)入損失的列列表計(jì)算[例6-4]資料同例6-3，水庫(kù)特性曲曲線如圖6-4。水庫(kù)的蒸發(fā)發(fā)損失分析成成果見表6-2，庫(kù)區(qū)水文地地質(zhì)條件較好好，滲漏損失失按時(shí)段蓄水水庫(kù)容的0.6%估算，要求計(jì)計(jì)算計(jì)入損失失的興利庫(kù)容容，并查算相相應(yīng)的正常蓄蓄水位。解:(1)不計(jì)損失近似似求各時(shí)段的的蓄水庫(kù)容。。(2)查算水庫(kù)時(shí)段段平均庫(kù)容和和水面面積。。(3)計(jì)算水庫(kù)損失失水量。(4)計(jì)入水庫(kù)損失失水量求興利利庫(kù)容。(5)計(jì)入損失后月月（旬）末庫(kù)庫(kù)容。(6)確定正常蓄水水位。三、根據(jù)用水水要求確定興興利庫(kù)容（二）長(zhǎng)系列列法根據(jù)實(shí)測(cè)的多多年徑流系列列和用水系列列，按前述年年調(diào)節(jié)典型年年列表計(jì)算法法逐年進(jìn)行調(diào)調(diào)節(jié)計(jì)算，求求出每年所需需的興利庫(kù)容容，再將所求求的庫(kù)容由小小到大的次序序排列，計(jì)算算經(jīng)驗(yàn)頻率，，繪制年調(diào)節(jié)節(jié)興利庫(kù)容頻頻率曲線，如如圖。根據(jù)設(shè)設(shè)計(jì)保證率在在曲線上可查查出相應(yīng)的年年調(diào)節(jié)興利庫(kù)庫(kù)容V興P。080P(%)V興V興P三、根據(jù)用水水要求確定興興利庫(kù)容四、根據(jù)興利利庫(kù)容確定調(diào)調(diào)節(jié)流量思路：假設(shè)若干個(gè)供供水期調(diào)節(jié)流流量方案，計(jì)計(jì)算各方案所所需興利庫(kù)容容，然后點(diǎn)繪繪調(diào)節(jié)流量與興興利庫(kù)容關(guān)系系曲線，在曲線上即即可查出所求求的供水期調(diào)調(diào)節(jié)流量Q調(diào)。0V興AQ調(diào)Q調(diào)AV興簡(jiǎn)化水量平衡衡方程調(diào)節(jié)計(jì)算把整個(gè)調(diào)節(jié)周周期劃分為兩兩個(gè)計(jì)算時(shí)段段，即蓄水期期和供水期進(jìn)行水量平衡衡計(jì)算。（1）不計(jì)損失時(shí)時(shí)V興=W月調(diào)T供﹣∑W供來(lái)W月調(diào)=（∑W供來(lái)+V興）/T供（2）計(jì)入損失時(shí)時(shí)V興=W月調(diào)T供+∑△W供損﹣∑W供來(lái)W月調(diào)=（∑W供來(lái)﹣∑△W供損+V興）/T供四、根據(jù)興興利庫(kù)容確確定調(diào)節(jié)流流量用上式求已已知興利庫(kù)庫(kù)容的調(diào)節(jié)節(jié)流量時(shí)，，應(yīng)注意：（1）水庫(kù)的調(diào)調(diào)節(jié)性能，，必須為年年調(diào)節(jié)。∑W蓄來(lái)﹣W月調(diào)T蓄≥V興或∑W蓄來(lái)﹣W月調(diào)T蓄﹣∑△W蓄損≥V興（2）劃定蓄、、供水期。。T供由試算確定定。四、根據(jù)興興利庫(kù)容確確定調(diào)節(jié)流流量[例6-5]南方某擬建以發(fā)電為主的水庫(kù)，集水面積F=102km2，壩址處多年平均年來(lái)水量W年=13400萬(wàn)m3，Q=4.25m3/s，設(shè)計(jì)保證率P=90%，設(shè)計(jì)枯水年來(lái)水量W設(shè)年=9000萬(wàn)m3，其年內(nèi)分配見表6-5，由于受淹沒損失控制，初定興利庫(kù)容V興=3000萬(wàn)m3，按月均分∑△W月?lián)p=30萬(wàn)m3，試計(jì)算調(diào)節(jié)水量和調(diào)節(jié)系數(shù)。解:

(1)初步判定水庫(kù)調(diào)節(jié)性能。水庫(kù)庫(kù)容系數(shù)b=V興/W年=3000/13400=0.22，初步判定為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。

月份567891011121234合計(jì)W設(shè)月99028001030890139023146863882862545109000表6-5某水庫(kù)設(shè)計(jì)計(jì)枯水年來(lái)來(lái)水過(guò)程(P=90%)(單位：萬(wàn)m3)四、根據(jù)興興利庫(kù)容確確定調(diào)節(jié)流流量(2)按已已知知興興利利庫(kù)庫(kù)容容確確定定調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)容容