水資源的規(guī)劃及利用

水資源規(guī)劃及利用Integratedwaterresourcesplanning第十五講沈陽農業(yè)大學水資源規(guī)劃及利用課程組本講主要內容:第八章水庫調度2/77第一節(jié)水庫調度的意義及調度圖第二節(jié)水電站水庫調度第三節(jié)水庫灌溉調度第四節(jié)水庫的防洪調度第五節(jié)水庫優(yōu)化調度簡介3/77第一節(jié)水庫調度的意義及調度圖4/77充分開發(fā)利用河流的水能資源建設水庫、水電站等水M>利工程效益,如何運行才能發(fā)揮效益5/77充分開發(fā)利用河流的水能資源建設水庫、水電站等水M>利工程運行管理徑流規(guī)律只能依據(jù)已有的水文資料和已發(fā)現(xiàn)的徑流規(guī)律指導水庫運行6/77水庫調度常根據(jù)水庫調度圖來實現(xiàn)調度圖:7/77『??j由一些基本調度線組成，這些調度線是ij具有控制性意義的水庫蓄水量（或水位）j彙■I變化過程線，是彳艮據(jù)過去水文資料和樞！藝I紐的綜合利用任務繪制出的。!.i8/77實際上,調度圖就是指導水庫運行的控制曲線圖。它以時間（月、旬）為橫坐標以水庫水位或蓄水量為縱坐標,由一些控制水庫蓄水量和供水量（或電站發(fā)電出力）的指示線,劃分出不同的供水區(qū)（或供電區(qū)）,是指導長期調節(jié)水庫控制運用的主要工具。9/77l保證供水p___2^,正常洛水位IV最大供水區(qū)3r限供水［X?死水位加大供水區(qū)1.防破壞線（保證供水線）2.限制供水線（限制出力線）3.防棄水線B,J間一―水庫興利調度圖10/77調度圖運用：■?^m^hb^^hhbv^hbb良據(jù)水利樞紐在某一時刻的水庫蓄水情況及！iii其在調度圖中相應的工作區(qū)域，決定該時刻：!ij的水庫操作方法，如水庫在此時根據(jù)蓄水量?j判斷處于調度圖的減小供水區(qū)內，則此時水|!庫在運行時就要減少供水，使之不破壞或減i!小供水破壞損失。111/77利度才良據(jù)興利要求編制水庫運行方案防洪根據(jù)防洪要求編制防洪庫容的運行調度方案12/77應用調度圖的注意事項:(1)調度圖是根據(jù)過去的水文資料做出的,不能代表未來來水狀況,所以,應用時不能機械地按圖操作,要結合水文預報進行調度。13/77應用調度圖的注意事項:(2)在防洪和興利結合的水庫調度中,必須把防洪安全放在首位。14/77調度圖可以指導水庫的運行，如何繪制調度圖呢？15/77第二節(jié)zK電站水庫調度本節(jié)主要以年調節(jié)水電站水庫為例。16/77由于調度圖是由基本調度線組成,因此,繪制調度圖首先要了解基本調度線的繪制。17/77一）供水期基本調度線的繪制水電站水庫在設計枯水年按保證出力工作時,恰好由正常蓄水位降至死水位。如果天然來水比設計枯水年水量多,則供水期水位不用蓄到正常蓄水位就能滿足保證出力的工作要求18/77一）供水期基本調度線的繪制水電站水庫在設計枯水年按保證出力工作時,恰好由正常蓄水位降至死水位。如果天然來水比設計枯水年水量還少,則供水期為保證按保證出力要求工作,供水期初水位要蓄多些,水位會超過正常蓄水位。用圖形表示:Z(mUd<b>偏豐年份［（下調度線）:19/77偏枯年份I（上調度線）!aZ蓄設計枯水年Z死/」1（月）20/77由于未來來水屬于豐還是枯無法確定,所以只能依據(jù)已有的水文資料選出幾個典型年,做出幾個典型年的供水期水庫蓄水指示線。21/77在這些曲線的右上邊作一條上包線作為供水期的上基本調度線。同樣,在這些曲線的左下邊作下包線,作為下基本調度線。22/77兩基本調度線間的這個區(qū)域稱為水電站保證出力工作區(qū)。只要供水期水庫水位位于該區(qū)域內,則可按保證出力工作。23/77上、下調度線繪制步驟:(1)選擇典型年4-5個(接近或等于設計保證出力)..........................................................................................■…，(2)對各典型年進行水能計算求各典型年所需的水位指.................................................................................................■?????????............._$線。I................第5章已知出力和死水位的水能計算:從死水位開始，逆時序按保證出力工作，計算所需的水庫蓄水位上、下調度線繪制步驟:24/77(1)選擇典型年4-5個(接近或等于設計保證出力)(2)對各典型年進行水能計算求各典型年所需的水位指.................……......................................................?……....................................??????示線。..........................................................................-............................-----..........................?(3)求各典型年指示線的上、下包線,得上、下基本調度線.25/77供水期基本調度線需要修正。26/77＞修正原因__運行中為了防止由于汎期開始較遲,較長時間在低水位運行引起水電站出力的劇烈下降而帶來正常工作的集中破壞,可將兩條基本調度線結束于同一時刻,即結束于洪水最遲的開始時間。27/77將下調度線水平移動至通過/點,或將下調度線的上端與上調度線的下端連起來,得出修正后的下基本調度線。［參見教材P199圖8-4］。AJ28/77供水期基本調度線的修正1一上調度線；2—修正后的下調度線29/77上基本調度線:表示水電站按保證出力圖工作時，各時刻所需的最高庫水位，利用它就使水庫管理人員在任何年供水期中（特枯年例外）有可能知道水庫中何時有多余水量，可以使水電站加大出力工作，以充分利用水資源。30/77下基本調度線:表示水電站按保證出力圖工作所需的最低庫水位。當某時刻庫水位低于該線所表示的庫水位時，水電站就要降低出力工作。31/77（二）蓄水期基本調度線的繪制水電站蓄水期水庫調度的任務:在保證水電站工作可靠性和水庫蓄滿的前提下，盡量利用多余水量加大出力，以提高水電站和電力系統(tǒng)的經濟效益。蓄水期基本調度線就是為完成上述重要任務而繪制的。32/77蓄水期上、下基本調度線繪制步驟:(1)先求出蓄水期的水庫水位指示線(2)求水庫水位指示線的上、下包線33/77（三）水庫基本調度圖將求得的供、蓄水期基本調度線繪制在同一張圖上,得到基本調度圖?；菊{度圖劃分為5個區(qū)域。34/77基本調度圖劃分為5個區(qū)域:A供水期出力保證區(qū)B蓄水期出力保證區(qū)C加大出力區(qū),充分利用水能資源ZD供水期出力減小區(qū)f—E蓄水期出力減小區(qū)35/77f?水庫基本調度圖1-上基本調度線；2-下基本調度線36/77供水期出力保證區(qū)。當水庫水位在此E域時,水電站可按保證出力閣工作,以保證電力系統(tǒng)正常運行；供水期出力減小區(qū)。當水庫水位在此區(qū)域內時,水電站應及早減小出力（小于保證出力圖所規(guī)定的）工作;加人出力區(qū)。當水庫水位在此區(qū)域內時,水電站可以加大出力（大于保證出力圖規(guī)定的）工作蓄水期出力保證區(qū)。其意義同A區(qū)；蓄水期出力減小區(qū)。其意義同D區(qū)水庫基本調度圖1-上基本調度線；2-下基本調度線37/77r/在實際運行時,可根據(jù)水庫調度圖及水位位置,指導水庫合理調度。（四）加大出力和降4氐出力調度線38/77/\在水庫運行過程中,當實際庫水位落于上基本調度線之上時\_J說明水庫可有多余水量,為充分利用水能資源,應加大出力予以利用；（四）加大出力和降4氐出力調度線39/77f\而當實際庫水位落于下基本調度線以下時說明水庫存水不足以保證后期按保證出力圖工作,為防止正常工作被集中破壞,應及早適當降低出力運行。40/77即水庫運行時?Z水位〉Z上基本調度線—加大出力?z水位＜z下基本調度線—減小出力41/771.加大出力調度線:在水電站實際運行過程中，供水期初先按保證出力圖工作。當發(fā)現(xiàn)水庫實際水位高于該時刻水庫上調度線相應的水位時，應加大出力。42/77加大水電站出力方式有以下三種:(1)立即加大出力:這種方式對水量利用比較充分，但出力不夠均勻。43/77月）▽疋肅薺本位ti加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線i2—下基本調度線44/77加大水電站出力方式有以下三種:（2）后期集中加大出力:這種方式可使水電站較長時間處于較高水頭下運行，對發(fā)電有利，但出力也不夠均勻。如汛期提前來臨，還可能發(fā)生棄水。45/77加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線i2—下基本調度線46/77加大水電站出力方式有以下三種:(3)均勻加大出力:這種方式使水電站出力均勻，也能充分利用水能資源。47/77加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線i2—下基本調度線48/772.降低出力調度線水電站按保證出力圖工作,經過一段時間后,由于出現(xiàn)特枯水情況,水庫供水的結果使水庫水位處于下調度線以下,出現(xiàn)不足水量。這時,應降低出力。49/77降低水電站出力方式有以下三種:(1)立即降低出力。這種方式一般引起的破壞強度較小,破壞時間也比較。50/77加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線i2—下基本調度線51/77降低水電站出力方式有以下三種:(2)后期集中降低出力。水電站一直按保證出力圖工作,水庫有效蓄水放空后按天然流量工作。如果此時不蓄水量很小,將引起水電站出力的劇烈降低。這種調度方式比較簡單,且系統(tǒng)正常工作破壞的持續(xù)時間較短,但破壞強度大是其最大缺點。采用這種方式時應持慎重態(tài)度。52/77加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線＞2—下基本調度線53/77降低水電站出力方式有以下三種:(3)均勻降低出力。這種方式使破壞時間長一些,但破壞強度最小。54/77加大出力和降低出力的調度方式1一上基本調度線i2—下基本調度線55/77上、下基本調度線加大出力調度線降低出力調度線I>調度全圖同繪于一張圖上根據(jù)它可以比較有效地指導水電站的運行。56/77第三節(jié)水庫灌溉調度57/77本節(jié)以年調節(jié)水庫灌溉調度圖的繪制為例。水庫灌溉調度:就是為了合理解決河流天然來水與灌溉用水之間的矛盾。58/77調度圖的繪制方法如下:1選擇代表年（實際代表年法、設計代表年）:3-5個調度圖的繪制方法如下:59/77對選擇的代表年來水量、用水量作年調節(jié)o計算:從死水位開始，逆時序推算，遇缺水相加，遇余水相減，一直計算到水庫達到蓄水位,得到各月末應蓄到的庫水位。60/77調度圖的繪制方法如下:對每個代表年分別進行同樣的調節(jié)計算,得到若干條水庫水位與時間的關系曲線（調度線）,繪于同一圖上調度圖的繪制方法如下:61/77連接各月水位的最高點得外（上）包4線（加大供水線、防破壞線）連接各月水位的最低點得內（下）包線（限制供水線）62/77▽校袪洪水位-IJrz40o53011-20onI63/77計劃調度圖:在每年的年初進行，根據(jù)長期水文預報，預報年來水過程，根據(jù)這年的灌溉用水計劃，制定年用水過程，從而進行調節(jié)得年水位變化過程。灌溉調度圖的應用:64/77在水庫運用過程中,要根據(jù)(1)水庫當時水位；(2)統(tǒng)計調度圖；(3)計劃調度圖；(4)中短期水文預報；認真分析,靈活掌握,以確定調度方案是正常供水、加大供水或減少供水。65/77還需指出:水庫經過幾年運行之后，增加了水文資料，應該重新調節(jié)計算，修正統(tǒng)計調度圖。66/77第四節(jié)水庫的防洪調度67/77對于以防洪為主的水庫:在水庫調度中當然應首先考慮防洪的需要。對于以興利為主結合防洪的水庫:要考慮防洪的特殊性，所劃定的防洪庫容在汛期調度運用時應嚴格服從防洪的要求，決不能因水庫是興利為主而任意侵占防洪庫容。68/77防洪和興利在庫容利用上的矛盾是客觀存在的。69/77f就防洪來講要求水庫在汛期預留充足的庫容,以備攔蓄可能發(fā)生的某種設計頻率洪水,保證下游