水資源規(guī)劃及利用期末卷(附答案)

二．簡(jiǎn)答題（4小題，共28分）1.

水庫群聯(lián)合工作時(shí)可以相互補(bǔ)償，補(bǔ)償作用有哪些？補(bǔ)償?shù)哪康氖鞘裁?？?）水文補(bǔ)償：不同河流或干支流，因水文不同步性，起到相互補(bǔ)充水量（也稱徑流補(bǔ)償），提高總供水量或出力。（2）庫容補(bǔ)償：利用各水庫調(diào)節(jié)性能的差異，而進(jìn)行的補(bǔ)償。選調(diào)節(jié)性能好的水庫作為補(bǔ)償水庫，調(diào)節(jié)性能差的水庫作為被補(bǔ)償水庫。改變補(bǔ)償水庫的運(yùn)行方式，以提高總的保證出力或水量。（3）電力補(bǔ)償：水電站水庫在電力系統(tǒng)中聯(lián)合工作，共同滿足系統(tǒng)用戶出力和電量要求因相互補(bǔ)償使系統(tǒng)的保證出力提高，或?qū)⒓竟?jié)電能轉(zhuǎn)化為可靠電能2.

電力系統(tǒng)為什么需要設(shè)置負(fù)荷備用容量？哪些電站適宜擔(dān)任負(fù)荷備用？（1）在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)的日負(fù)荷是經(jīng)常處在不斷的變化之中，隨時(shí)有可能出現(xiàn)突荷。這是由于系統(tǒng)中總有一些用戶的負(fù)荷變化是十分猛烈而急促，這種不能預(yù)測(cè)的突荷可能在一晝夜的任何時(shí)刻出現(xiàn)，也有可能恰好出現(xiàn)在負(fù)荷的尖峰時(shí)刻，使此刻最大負(fù)荷的尖峰更高，因此，電力系統(tǒng)必須隨時(shí)準(zhǔn)備部分備用容量。當(dāng)這種突荷出現(xiàn)時(shí)，不致于因系統(tǒng)容量不足影響供電質(zhì)量。（2）靠近負(fù)荷中心，具有大水庫、大機(jī)組的壩后式水電站，應(yīng)優(yōu)先考慮；對(duì)于引水式水電站，應(yīng)選擇引水道比較短的電路；當(dāng)缺乏水電站時(shí)，也可選擇火電站。3.

何謂死水位（Z死）和死庫容（V死）？為什么水庫要設(shè)置死庫容（或者說，死庫容有何用）？為什么要設(shè)置極限死水位？死水位：在正常運(yùn)用的情況下，允許水庫消落的最低水位。死庫容：死水位以下的水庫容積。極限死水位：當(dāng)遇到特殊枯水年份或者發(fā)生特殊情況（例如水庫清底檢修、戰(zhàn)備、地震等）時(shí)，水庫運(yùn)行水位允許比設(shè)計(jì)死水位還低一些，被稱為死水位。設(shè)置死水位的作用：（1）墊底：保證興利各種用水部門正常工作的最低要求。水位——自流溢出，發(fā)電最小水頭，航深，供水最低水位。水量水域——養(yǎng)魚、旅游、庫區(qū)環(huán)境衛(wèi)生。（2）容納水庫使用期間的泥沙淤積，保證V興正常運(yùn)用。4．簡(jiǎn)述繪制水庫調(diào)度圖的意義。水庫調(diào)度圖不僅可用以指導(dǎo)水庫的運(yùn)行調(diào)度，增加編制各部門生產(chǎn)任務(wù)的預(yù)見性和計(jì)劃性，提高各水利部門的工作可靠性和水量利用率，更好地發(fā)揮水庫的綜合利用作用；同時(shí)也可用來合理決定和校核水電站的主要參數(shù)以及水電站的動(dòng)能指標(biāo)（出力、發(fā)電量）。三、論述題（1小題，共12分）從水資源的綜合利用與開發(fā)談起，說明水資源對(duì)人類活動(dòng)的重要作用？以及可能出現(xiàn)的問題？通過這門課的學(xué)習(xí)，你對(duì)這些問題的解決有何建議？結(jié)合水資源的綜合利用與開發(fā)；說明水資源對(duì)人類活動(dòng)的重要作用；水資源利用可能出現(xiàn)的問題；解決這些問題的建議。四、計(jì)算題（3小題，共36分）1.某擬建水庫壩址處多年平均徑流量為1100×106m3，多年平均流量為36m3/s。屬于年調(diào)節(jié)水庫，6～8月為豐水期，9月到次年5月為枯水期。不計(jì)水庫水量損失，其它已知數(shù)據(jù)如下表1。求V興。時(shí)段（月）天然來水各部門綜合用水流量(m3/s)水量(106m3)流量(m3/s)水量(106m3)豐水期61.5824100.81021071.4193800.82122081.7174600.747200枯水期90.8102100.849220100.7091900.821220110.6941800.887230120.7842100.82122010.7472000.82122020.8492200.96525030.5971600.85923040.5791500.92624050.5601500.8592302.已知某水庫P=1%的設(shè)計(jì)洪水過程線如下表1。溢洪建筑物采用河岸溢洪道，不設(shè)閘門，其堰頂高程為31.63m，溢洪寬度為65m，泄流公式q==115（H為水庫水位與堰頂之間的水頭差）。水庫水位與容積關(guān)系如下表2。并且已知t=0、t=1小時(shí)、t=2小時(shí)的水庫水位為31.63m、32.12m、32.95m。用試算法進(jìn)行調(diào)洪演算，推求t=3小時(shí)、4小時(shí)的水庫水位、下泄流量。表1設(shè)計(jì)洪水過程時(shí)間（小時(shí)）012345678910入庫流量(m3/s)034068010208757295834372911460表2水庫水位容積關(guān)系曲線水位z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61容積V（106m3）1010.5411.9914.0915.9516.9118.183.某水電站的正常蓄水位為180m，某年供水期各月平均的天然來水量Q天、各種流量損失Q損、下游各部門用水流量Q用和發(fā)電需要流量Q電分別見下表3。9月份為供水期起始月，水位為正常蓄水位。此外，水庫水位與庫容的關(guān)系，如下表1。水庫下游水位與流量的關(guān)系，見下表2。水電站效率=0.85。試求水電站各月平均出力及發(fā)電量。表1水庫水位容積關(guān)系曲線水位z（m）168170172174176178180容積V（108m3）3.716.349.1412.2015.8319.9225.20表2水電站下游水位與流量的關(guān)系流量（m3/s）130140150160170180下游水位（m）115.28116.22117.00117.55118.06118.50表3水電站出力及發(fā)電量計(jì)算給定數(shù)據(jù)時(shí)段t月（1）910111212天然來水流量Q天m3/s（2）1158570625652各種流量損失Q損（3）201510988下游各部門用水流量Q用（4）10092125607078發(fā)電需要流量Q電（5）150150154159150150四．計(jì)算題（3小題，共36分）1.計(jì)算結(jié)果表如下，得到V興=390×106m3時(shí)段（月）天然來水各部門綜合用水多余或不足水量棄水時(shí)段末興利庫容蓄水量(106m3)流量(m3/s)水量(106m3)流量(m3/s)水量(106m3)多余(106m3)不足(106m3)水量(106m3)流量(m3/s)豐水期71.5824100.810210200

0020081.4193800.821220160

0036091.7174600.747200260

230

390枯水期100.8102100.849220

10

380110.7091900.821220

30

350120.6941800.887230

50

30010.7842100.821220

10

29020.7472000.821220

20

27030.8492200.965250

30

24040.5971600.859230

70

17050.5791500.926240

90

8060.5601500.859230

80

0合計(jì)0.92129200.8492690620390230

2.解（1）由已知公式計(jì)算得到q=f(Z)關(guān)系，如下表水位Z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61庫容V(106m3)1010.5411.9914.0915.9516.9118.18下泄流量q(m3/s)039.44174.40354.98498.91544.59591.59（2）選取計(jì)算時(shí)段t=1小時(shí)，列表計(jì)算如下：時(shí)間t(h)入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化（萬m3）水庫存水量（萬m3）水庫水位（m）00170019.720.541031.63134051039.44106.921.4510.5432.122680850174.40264.692.1011.9932.9531020947.5354.98426.951.8614.0933.754875802498.91523.221.0415.9534.29試算過程：t=3小時(shí)

時(shí)間t(h)

入庫洪水Q(m3/s)

水庫水位Z(m)

水庫庫容V(106m)

下泄流量

q(m3/s)

平均入庫流量Q

平均下泄流量q

水庫庫容變化△V(106m3)

V’2(106m3)

q’2(m)

Z’2(m)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

2

680

32.95

11.99

174.40

850

264.69

2.11

3

1020

33.75

14.09

354.98

14.09

354.98

33.75

試算過程：t=4小時(shí)

時(shí)間t(h)

入庫洪水Q(m3/s)

水庫水位Z(m)

水庫庫容V(106m)

下泄流量

q(m3/s)

平均入庫流量Q

平均下泄流量q

水庫庫容變化△V(106m3)

V’2(106m3)

q’2(m)

Z’2(m)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

3

1020

33.75

14.09

354.98

947.5

426.945

1.86

4

875

34.29

15.95

498.91

15.95

498.91

34.29

3.解時(shí)段t月（1）910111212天然來水流量Q天m3/s（2）1158570625652各種流量損失Q損（3）201510988下游各部門用水流量Q用（4）10092125607078發(fā)電需要流量Q電（5）150150154159150150水庫供水流量-Q（6）-55-77-94-106-102-106水庫供水量-W億m3（7）-1.445-2.023-2.469-2.784-2.683-2.784棄水量（8）000000時(shí)段初水庫存水量V初（9）25.20023.75521.73219.26318.47915.796時(shí)段末水庫存水量V末（10）23.75521.73219.26318.47915.79613.012時(shí)段初上游水位Z初m（11）180.00179.56178.78177.72176.32175.98時(shí)段末上游水位Z末（12）179.56178.78177.72176.32175.98174.45月平均上游水位Z上（13）179.78179.17178.25177.02176.15175.22月平均下游水位Z下（14）117.00117.00117.25117.50117.00117.00水電站平均水頭H（15）62.7862.1761.0059.5259.1558.22月平均出力N萬Kw（16）7.857.787.837.897.407.28月發(fā)電量E萬Kwh（17）573156795716576054025314一．解釋下列概念（每小題3分，共24分）二．簡(jiǎn)答題（4小題，共28分）1．

何謂設(shè)計(jì)枯水系列？簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)枯水系列的“扣除允許破壞年數(shù)法”的確定方法。1為了計(jì)算水庫運(yùn)用多年連續(xù)枯水狀況，選擇的設(shè)計(jì)枯水系列。在實(shí)測(cè)資料中選擇出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年組，并從該年組最末一年起逆時(shí)序扣除允許破壞年數(shù)，就得到設(shè)計(jì)枯水系列。（2）先計(jì)算允許破壞年數(shù)T破：T破=n-P設(shè)(n+1)

在實(shí)測(cè)資料中選擇出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年組，并從該年組最末一年起逆時(shí)序扣除允許破壞年數(shù)，就得到設(shè)計(jì)枯水系列。2．

簡(jiǎn)述水電站最大工作容量選擇的原則？原則：電力平衡原則電量平衡原則系統(tǒng)容量平衡原則3．對(duì)于不同調(diào)節(jié)類型（指無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)）水庫，按照興利需求，要求水庫何時(shí)應(yīng)該蓄到正常蓄水位？a)

多年調(diào)節(jié)水庫——在連續(xù)豐水年后才能蓄到正常蓄水位；b)

年調(diào)節(jié)水庫——在每年供水期前蓄到正常蓄水位；c)

日調(diào)節(jié)水庫——每天在水電站調(diào)節(jié)峰荷以前蓄到正常蓄水位；d)

無調(diào)節(jié)水電站——任何時(shí)候在正常蓄水位。三、論述題：（共12分）當(dāng)前，我國(guó)所面臨的水資源問題主要有哪些？你是如何看待這些問題？（1）水資源短缺（2）洪水災(zāi)害（3）水環(huán)境污染四、計(jì)算題：（每題12分，共36分）1.某水庫V死=60×104m3，設(shè)計(jì)枯水年來水量及用水量如下表。調(diào)節(jié)年度由當(dāng)年6月到次年5月，其中，6~9月為豐水期，10~5月為枯水期。試推求V興。月份678910111212346來水流量m3/s1.5821.4191.7171.1960.7090.6940.7840.7470.8490.5970.5790.560水量104m3410380460310190180210200220160150150用水流量m3/s0.8100.8210.7470.8490.8210.8870.8210.8210.9650.8590.8870.821水量104m32102202002202202302202202502302302202.

某水庫的泄洪建筑物型式和尺寸已定，設(shè)有閘門。水庫的運(yùn)行方式是：在洪水來臨時(shí)，先用閘門控制q使等于Q，水庫保持防洪限制水位（38.0m）不變；當(dāng)Q繼續(xù)加大，使閘門達(dá)到全開，以后就不用閘門控制，q隨著Z的升高而加大，流態(tài)為自由泄流，qmax也不限制，情況與無閘門控制一樣。已知水庫容積特性V=f(Z)，并根據(jù)泄洪建筑物型式和尺寸，算出水位和下泄流量關(guān)系曲線q=f(Z)，見下表。堰頂高程為36.0m。入庫洪水流量過程線如下表，在t=18小時(shí)，水庫達(dá)到防洪限制水位。用列表試算法計(jì)算在t=21小時(shí)、t=24小時(shí)的水庫水位、下泄流量。表1

某水庫V=f(Z)、q=f(Z)曲線（閘門全開）水位Z(m)36.036.537.037.538.038.539.039.540.040.541.0庫容V(萬m3)4330480053105860645070807760854094201025011200下泄流量q(m3/s)022.555.0105.0173.9267.2378.3501.9638.9786.1946.0表2

入庫洪水流量過程時(shí)間t(h)182124273033363942454851入庫洪水流量Q(m3/s)1743408501920145011109007606104603602903.某水電站的正常蓄水位為180m，某年供水期各月平均的天然來水量Q天、各種流量損失Q損、下游各部門用水流量Q用和發(fā)電需要流量Q電分別見下表3。9月份為供水期起始月，水位為正常蓄水位。此外，水庫水位與庫容的關(guān)系，如下表1。水庫下游水位與流量的關(guān)系，見下表2。水電站效率η=0.85。試求水電站各月平均出力及發(fā)電量。表1水庫水位容積關(guān)系曲線水位z（m）168170172174176178180容積V（108m3）3.716.349.1412.2015.8319.9225.20表2水電站下游水位與流量的關(guān)系流量（m3/s）130140150160170180下游水位（m）115.28116.22117.00117.55118.06118.50表3水電站出力及發(fā)電量計(jì)算給定數(shù)據(jù)時(shí)段t月（1）910111212天然來水流量Q天m3/s（2）1158570625652各種流量損失Q損（3）201510988下游各部門用水流量Q用（4）10092125607078發(fā)電需要流量Q電（5）150150154159150150四．計(jì)算題（3小題，共36分）1.解

豐水期枯水期合計(jì)月份678910111212345

來水流量m3/s1.5821.4191.7171.1960.7090.6940.7840.7470.8490.5970.5790.560

水量104m3410380460310190180210200220160150150

用水流量m3/s0.8100.8210.7470.8490.8210.8870.8210.8210.9650.8590.8870.821

水量104m3210220200220220230220220250230240230

多余或不足多余104m320016026090

不足104m3

3050102030709080380棄水流量m3/s

水量104m30024090

時(shí)段末興利庫容蓄水量104m3200360380380350300290270240170800

興利庫容V興=380×104m32.解計(jì)算結(jié)果表時(shí)間t（h）入庫洪水流量Q(m3/s)時(shí)段平均入庫流量下泄流量q(m3/s)時(shí)段平均下泄流量時(shí)段內(nèi)水庫存水量變化（萬m3）水庫存水量（萬m3）水庫水位（m）(1)(2)（3）（4）（5）(6)（7）（89180.583645038.021340595187224.5400653338.1248501385262343.51125693338.4試算過程：t=21小時(shí)時(shí)間t(h)入庫洪水Q(m3/s)水庫水位Z(m)水庫庫容V(萬m3)下泄流量

q(m3/s)平均入庫流量Q平均平均下泄流量q平均水庫庫容變化△V(萬m3)V’2(萬m3)q’2(m)Z’2(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)1817438.06450173.925721150

2134038.26690211

192.670652018238.06

38.16530187

180.583653318738.10試算過程：t=24小時(shí)時(shí)間t(h)入庫洪水Q(m3/s)水庫水位Z(m)水庫庫容V(萬m3)下泄流量

q(m3/s)平均入庫流量Q平均平均下泄流量q平均水庫庫容變化△V(萬m3)V’2(萬m3)q’2(m)Z’2(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2134038.16533187595

2485038.36828323.18

255.09122.376655204.338.4

38.46954248.54

285.86111.296644204.038.43.解時(shí)段t月（1）910111212天然來水流量Q天m3/s（2）1158570625652各種流量損失Q損（3）201510988下游各部門用水流量Q用（4）10092125607078發(fā)電需要流量Q電（5）150150154159150150水庫供水流量-Q（6）-55-77-94-106-102-106水庫供水量-W億m3（7）-1.445-2.023-2.469-2.784-2.683-2.784棄水量（8）000000時(shí)段初水庫存水量V初（9）25.20023.75521.73219.26318.47915.796時(shí)段末水庫存水量V末（10）23.75521.73219.26318.47915.79613.012時(shí)段初上游水位Z初m（11）180.00179.56178.78177.72176.32175.98時(shí)段末上游水位Z末（12）179.56178.78177.72176.32175.98174.45月平均上游水位Z上（13）179.78179.17178.25177.02176.15175.22月平均下游水位Z下（14）117.00117.00117.25117.50117.00117.00水電站平均水頭H（15）62.7862.1761.0059.5259.1558.22月平均出力N萬Kw（16）7.857.787.837.897.407.28月發(fā)電量E萬Kwh（17）573156795716576054025314一、基本概念1.水資源：水資源可以被理解為人類長(zhǎng)期生存、生活和生產(chǎn)過程中所需要的各種水，既包括了它的數(shù)量和質(zhì)量，又包括了它的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2.供水工程：為社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供用水量的所有水力工程，按類型可分為蓄水工程、引水工程、提水工程、地下水工程和其它水源工程。3.供水能力：水利工程在特定條件下，具有一定供水保證率的供水保證率的供水量，它與來水量、工程條件、需水特性和運(yùn)行調(diào)度有關(guān)。4.死水位：在正常運(yùn)用情況下，允許水庫消落的最低水位。5.正常蓄水位：在水庫正常運(yùn)行條件下，為了滿足興利部門枯水期的正常用水，水庫在供水開始時(shí)應(yīng)蓄到的最高水位，成為正常蓄水位。6.興利庫容：正常蓄水位到死水位之間的庫容，使水庫實(shí)際可用于徑流興利調(diào)節(jié)的庫容，稱為興利庫容，又稱調(diào)節(jié)庫容。7.防洪限制水位：水庫在汛期允許蓄水的上限水位，又稱為汛期限制水位。8.防洪高水位：當(dāng)水庫下游有防洪要求時(shí)，遇到下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫經(jīng)調(diào)洪后前達(dá)到的最高水位，稱為防洪高水位。9.防洪庫容：防洪高水位至防洪限制水位間的水庫容積稱為防洪庫容。10.實(shí)際洪水位：當(dāng)遇到大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫經(jīng)調(diào)洪后，壩前達(dá)到的最高水位，稱為設(shè)計(jì)洪水位。11.設(shè)計(jì)保證率水利工程多年工作期中，用水部門的正常用水得到保證的程度，它常用正常用水保證率來表示。由于它是在進(jìn)行水利水電工程設(shè)計(jì)時(shí)予以規(guī)定的，故也稱為設(shè)計(jì)正常用水保證率，簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)保證率。12.結(jié)合庫容：當(dāng)防洪限制水位低于正常蓄水位時(shí)，防洪限制水位到正常蓄水位之間的庫容即可用于興利，又可以用于防洪，成為公用庫容或結(jié)合庫容。13.固定資產(chǎn)投資：是指項(xiàng)目達(dá)到規(guī)模所需要投入的全部運(yùn)行費(fèi)用。14.年運(yùn)行費(fèi)：是指項(xiàng)目在運(yùn)行初期和正常運(yùn)行期每年所需支出的全部運(yùn)行費(fèi)用。15.經(jīng)濟(jì)靜態(tài)評(píng)價(jià)方法：指不考慮資金的時(shí)間價(jià)值，計(jì)算靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的方法。16.經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法：是指考慮資金時(shí)間價(jià)值，計(jì)算動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的方法，如凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法。17.水電站出力：指發(fā)電機(jī)組的出線段送出的功率。18.水電站的發(fā)電量：指水電站的出力與相應(yīng)時(shí)間的乘積。19.水電站保證出力：是水電站在長(zhǎng)期工作中符合設(shè)計(jì)保證率要求的枯水期內(nèi)的平均出力。20.電力系統(tǒng)：若干個(gè)電站及用戶之間用輸電線聯(lián)結(jié)為一個(gè)共同的電力網(wǎng)，稱為電網(wǎng)或叫電力系統(tǒng)。21.電力負(fù)荷：電力用戶對(duì)電力系統(tǒng)中提出的處理要求，稱為電力負(fù)荷。22.日調(diào)節(jié)水電站：如果水電站能夠利用水庫（或日調(diào)節(jié)池）的調(diào)節(jié)庫容是天然來水在一晝夜24h內(nèi)重新分配，即把低谷負(fù)荷時(shí)多余的水量蓄積起來，供高峰負(fù)荷時(shí)用，這樣的水電站叫做日調(diào)節(jié)水電站。23.水電站最大工作容量：是指設(shè)計(jì)水平年電力系統(tǒng)負(fù)荷最高時(shí)水電站能擔(dān)負(fù)的最大發(fā)電容量。24.水庫群：為了從全流域的角度研究防災(zāi)和興利的雙重目的，需要在河流的干支流上布置一系列的水庫，形成一定程度上能互相協(xié)作、共同調(diào)節(jié)徑流，滿足流域整體中各部門的多種需要。這樣一群共同工作的水庫整體即稱為水庫群。25.水庫調(diào)度圖：在水庫入流無長(zhǎng)期預(yù)報(bào)條件下，確定年內(nèi)各時(shí)刻庫水位(或蓄水量)來決策水庫蓄泄過程，以確保設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)如：正常供(電)水和減少豐水期棄水量、綜合利用各部門關(guān)系協(xié)調(diào)等，這樣確定的庫水位(或蓄水量)過程線