注册工程师辅导规划（水保拷）刘子慧ppt课件

注册土木工程师（水利水电）执业资格 专业知识（规划部分）考试复习,二0一一年七月,简要说明,专业知识：第二、四、十一章； 以考试大纲为指导 考试内容、有争议的问题，以本书的提法为准； 重视基本概念、工作经验、全面性。,简要说明,专业知识题为选择题（单选、多选）。不必写理由；少、多、错一，不得分。 开卷考试，可以带任何书、计算工具。 专业知识考试结果由计算机判题赋分；,4章 工程任务与规模,11章 经济评价,专业知识规划部分主要内容,2章 水文、水资源评价,第二章 水文、水资源评价,水文,水资源,径流 还原： W天然=W实测+W耗+W蓄变+W水保+W蒸发+W引+W分洪+W渗 径流插补延长： 由水位延长流量； 由参证站与本站的相关关系延长流量； 据降雨径流关系由降雨延长流量（外延幅度不超过实测变幅的50%） 设计断面的径流计算： 区间小于15%面积比缩放； 大于15%、或降水与下垫面不同修正。,2.1 水文,洪水 要素： 洪峰流量、时段洪量、洪水过程线 要点： 每年取最大流量排频； 上游有水库入库洪水、坝址洪水、加区间洪水、演进到设计断面； 由相关关系、暴雨洪水关系、洪峰洪量关系延长系列 历史洪水（大大提高了洪水计算成果的稳定性）： 调查洪迹；用水位流量关系、比降法、水面线法推流量,2.1 水文,洪水 过程线： 选对防洪不利的典型洪水过程； 同频率放大洪峰放大+长时段减短时段后的倍比放大+修匀 同倍比放大（洪峰倍比或洪量倍比） 合理性检查： 若确有证据说明成果偏小，可修正，但不超过计算值的20%。,2.1 水文,水位流量关系 计算方法： 上下游有水文站设计断面测水位； 上下游有水位站设计断面测流量； 上下游无资料临时测流+综合分析。 高水延长： 斯蒂文斯法 低水延长： 定断流水位Z0；,2.1 水文,1.3 水资源,水资源评价内容：,量,地表水资源量河川径流量（含基流）；不含入境水,地下水资源量入渗补给量；矿化度小于2g/L,平原区地下水=降水入渗+山前侧补+地表水入渗井（注意总补给量应扣井灌回归量）,平原区地下水重复量平原区山前侧补与河川基流入渗重复计算,、质,、利用状况（与水资源配置重迭）,山丘区地下水=（河川基流+泉水+潜水蒸发+开采净耗量）+侧渗流出,地表水入渗乘基径比,水资源总量=Rs+Up=R+Up -Rg（基流为重复量）,地表水资源可利用量扣除河道生态环境需水量和洪水下泄量,地下水资源可开采量不引起生态环境恶化；深层地下水不计,水资源可利用总量=W地表+W地下-W重复 = W地表+W地下-W灌渗,2.2 水资源,第四章 工程任务与规模,防洪治涝,水力发电,水资源配置与供水工程,河道整治,综合利用水库,灌溉工程归到“水资源配置与供水工程”中,防洪标准： 确定方法：根据工程的重要性确定等别，再确定建筑物的级别；由级别定防洪标准（以洪水重现期表述）。 水库自身安全；保护对象 分蓄洪区 大于某频率洪水时才使用；使用时机 堤防的级别根据被保护对象的重要性确定，即堤防的防洪标准与最高保护对象的防洪标准一致。 以一次实际发生的洪水表述的堤防的防洪标准,防洪系统=防洪工程系统+非工程措施 堤防、水库、蓄滞洪区、河道整治、水土保持+非工程措施,4.1 防洪治涝,堤防水利计算： 已有堤防（现状）的安全泄量、设计洪水位历史上安全通过的最大流量（考虑洪水过程、顶托条件、河势变化）及相应水位 新建、加高堤防（未达到防洪标准）的安全泄量、设计洪水位防洪标准对应的洪峰流量、水面线 堤防分担的洪峰流量 洪水组合 计算水面线,4.1 防洪治涝,分蓄洪工程水利计算： 分洪量（超允许泄量的部分）的计算： 分洪闸与分蓄洪区堤防设计水位： 自身安全（未分洪情况下的设计洪水位；圈堤不低于分洪口处堤 防标准）； 分洪闸尺寸闸前设计水位考虑分洪后降落，闸 后水位考虑蓄洪区回水； 分洪道设计水位： 进口考虑分洪水位降落； 出口考虑洪水遭遇。,4.1 防洪治涝,水库洪水调节计算： 确定水库下泄约束条件：分级控制泄量法、凑泄 法、错峰法 确定泄流曲线（qV） 拟订防洪限制水位 调洪，确定防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位 不能恶化防洪状况最大下泄流量不能大于建库 前本次洪水的坝址洪峰流量;,4.1 防洪治涝,4.1 防洪治涝,地表涝水,地 表 渍 水,田 间 排 水,输水沟道,蓄 涝 区,二级排水站,骨干排水沟道,客 水 、高水,截流沟,撇洪道,蓄涝区,敞排,顶托,排水闸,挡潮闸,排水站,回水堤,下延排水出口,承泄区,蓄涝区可以明显减小工程规模，缓解承泄区的洪水压力,高水高排可以明显减小运行费、工程规模,隔断建筑物的设计条件复杂,排涝标准： 灌溉与排水工程设计规范(GB5028899) “10年一遇3日暴雨5日排至作物耐淹深度” “10年一遇24小时暴雨1日排完 治涝标准选择灾害影响大小；技术经济可行,涝灾：由本地降雨水过多，地面径流不能及时排除所引起的灾害（洪水主要为过境水）,4.1 防洪治涝,治涝规划： 原则以水利措施为主，以排为主，以治涝、渍、盐碱为主； 定蓄涝区正常水位与死水位、容积、起排水位； 定承泄区近、低、能容纳全部涝水,4.1 防洪治涝,调节性能：,多年调节将丰水年组的水蓄至以后几个枯水年用; （库容系数0.25，设计枯水年发电水量大于来水量）,年调节将汛期水蓄至枯期用； 完全年调节：设计枯水年不弃水(每年达正常蓄水位),径流式不改变径流过程(长期正常蓄水位),日调节改变日径流过程，满足系统要求； 库容约为设计枯水期平均流量10小时(每日达正常蓄水位),周调节改变周径流过程，满足系统要求(每周达正常蓄水位),加剧径流过程不均匀性,向上兼容,4.2 水力发电,不同调节性能电站的作用：,多年调节丰水年组丰水期不进行日调节，其它时间日调节，调频，事故备用（蓄水量能维持基荷310d运行）,年调节丰水期一般不进行日调节，枯水期担任峰荷（基荷以上），调频（将周波调至标准值）,径流式只能承担基荷（日最小负荷）,日、周调节汛期承担基荷；枯期承担峰荷（平均负荷以上）和腰荷（基荷与平均负荷之间）,4.2 水力发电,装机容量,必需容量,工作容量(调峰电站为日平均出力的若干倍),备用容量(火电备用不经济),事故备用容量,负荷备用容量,重复容量(丰水期多发电，水电站特有)、受阻容量（额定出力与水头小于额定水头时的预想出力的差值）,检修备用容量（为火电设，水电不需）,旋转备用=P负备+ P事备/2,电力电量平衡：通过对设计水平年电力系统需要的容量、电量与已建电站、设计电站可提供的容量、电量的平衡，计算设计电站的容量效益和电量效益,4.2 水力发电,装机容量选择：,在满足供电需求的前提下，系统总费用现值最小；,财务投入与产出平衡；,发电服从防洪、供水、航运,4.2 水力发电,无调节电站装机容量=工作容量+重复容量,略大于保证出力,补充投资与补充电量的比值,日调节电站装机容量=工作容量+重复容量,数倍于保证出力（保证出力为日平均概念）,年调节电站装机容量中增加备用容量,额定水头：全开启、发额定出力的最小水头。 额定水头小，有利于调峰和低水头电站汛期运行，但转轮直径大、投资大。 经验公式法（P110）。,水轮机分反击式与冲击式两大类；适用范围见表4-1。,4.2 水力发电,抽水蓄能电站具上库和下库，上库坝址装可逆机组。在电力系统负荷低谷期抽水至上库，在负荷高峰期发电(发电远不能抵抽水电能，但替代火电调峰使总煤耗降低；需要定期补水)。,纯抽水蓄能电站抽水与发电水量基本相同； 混合式上库有天然来水； 调水式上下库位于不同河上，由下库抽水至上库，发电后退水到另一条河。需抽水、发电两套机组； 装机容量确定：调峰容量平衡；上库动能计算定库容；上、下库水量平衡(来水不小于各部门需水+蒸发+渗漏)；抽水供电的可靠性 节煤效益分析； 负荷敏感性分析。,4.2 水力发电,供水量分类： 地表水源供水=蓄+引+提+调水 地下水源（2g/L）供水=浅层淡水+承压水 其它水源供水=污水处理回用+雨水+微咸（2 3g/L）浅 水+海水淡化 未经处理的污水和海水利用量，只调查，不计入总供水量,重要概念： 人口第三种统计口径； 工业总产值、增加值； 播种面积、灌溉面积、复种指数； 河道内用水、河道外用水。,4.3 水资源配置及供水工程,用水量分类： 农业用水=（水田+旱地+菜地）+（果树、苗圃、经济林+草 场+鱼塘） 工业用水=火电+一般工业 农村生活用水=农村居民+牲畜 城镇生活用水=居民+（服务业+餐饮业+货运邮电+建筑业）+ （绿化+河湖补水）,灌溉,林牧渔业,按取水量计，即不计重复利用量,公共用水,环境用水,要点： 供水量、用水量会分类；不重复计 消耗量：不能回归地表水、地下水的部分,4.3 水资源配置及供水工程,城镇需水量预测（注意规划水平年概念）： 趋势法：建立需水量与特征量之间的关系 回 归分析（特征量由水平年确定） 模型法： 随着需水量的增 长，增速减慢，最后变为下降 定额法：用水量(人日)； 万元产值取水量 弹性系数法 ： ， ， 重复利用率： ，,总需水=p+p,4.3 水资源配置及供水工程,农村需水量预测： 生活需水：人、牲畜，按定额法模型法：,田间需水量(不考虑渗漏、地下水补给)： 作物田间需水量E的计算 值法、值法、 K值法、 彭曼法 试验站资料是关键。无试验站时，采用等值线。,灌溉制度(自然水量平衡)： 旱作物灌溉： 逐时段递推；含水率在凋萎系数与田间持水率之间。 水稻灌溉：维持淹灌水层在允许上下限之间； 灌溉制度修正。,4.3 水资源配置及供水工程,灌溉需水量计算： 综合灌溉制度计算 综合灌溉制度的作用： 反映灌区用水的水平、初拟灌区面积,4.3 水资源配置及供水工程,田间水利用系数：,渠道水利用系数：,灌溉水利用系数：,节水灌溉：（p124） 水分生产率指标 总产量增长指标 渠系数水利用系数指标 田间水利用系数指标,农业节水主要措施（p125）,4.3 水资源配置及供水工程,传统供需平衡： 计算可供水量时不考虑需水，旨在估计规划水平年的供水状况。 人为因素较大，无法给出工程规模 不考虑调度规则，与实际运行有较大差异 案例第六章介绍了现代供需分析方法,一定要留下河道最小的基流（水资源论证导则）,4.3 水资源配置及供水工程,调水工程规划： 受水区需水量从紧 水源区需水量 从宽 引水点上游河道外需水 引水点下游河道内、外需水 输水工程过水能力,必须采用水资源模拟模型进行调水工程水利计算,4.3 水资源配置及供水工程,影响调水规模的三要素,洪水河床整治： 为了行洪； 设计洪水流量、设计洪水位； 中水河床整治： 控制河势； 平滩流量及相应水位（最小宽深比）； 枯水河床整治： 为航运由航运保证率确定整治流量； 或按设计枯水位及相应流量确定整治宽 确定整治线。,4.5 河道整治,顺直河段整治： 平衡状态非常脆弱； 固定边滩，由下游向上游逐个进行；守护凹岸。 蜿蜒型河段整治： 控制弯曲程度的发展(保护凹岸)； 必要时裁弯取直。 分汊河段整治： 稳定节点、控制江心洲的头、尾；守护弯道顶； 调整、并稳定分流比；枯水期堵汊； 游荡性河道整治： 固定主流；加固险工段；滩区放於。 浅滩整治： 束窄水流；疏浚。,4.5 河道整治,基本工程措施： 顺坝、护坡、护脚； 丁坝： 枯水河道整治和航道治理的主要措施，固定主流，保持航深。 将主流挑离险工段。 丁坝不利行洪，可能影响对岸河床的稳定，应慎用。,4.5 河道整治,关键是正常蓄水位、防洪限制水位、死水位的确定,排沙运用水位,4.6 综合利用水库,死水位： 泥沙淤积； 死水位高，发电平均水头大，自流供水范围大；但调节库容小。 正常蓄水位 正常水位高，发电、供水均有利，但淹没大。 兴利库容由径流调节计算确定。调节公式为 Q用、V、Q泄待定； Q用由调度线及规则定（不一定满足）， V由水库蓄水上下限定。 大型综合利用水库应采用水资源系统分析的方法进行水利计算（即试算法）,4.6 综合利用水库,防洪限制水位： 防洪库容与兴利库容分离防洪限制水位与正常蓄水位重合； 部分结合防洪高水位、防洪限制水位分别在正常蓄水位上、下； 完全结合防洪高水位与正常蓄水位重合。,防洪限制线绘制,最高为正常蓄水位,确定主汛期,调洪确定防洪库容,按“常遇洪水蓄至正常高水位”定线,按安全泄量定迫降线,4.6 综合利用水库,径流调节 拟定开发任务，排定顺序 ； 初拟订各供水对象的限制供水线（年内各时段不同） 排序位置低的位于排序位置高的； 进行径流调节计算，检查供水对象保证率、弃水情况； 调整限制供水线，重新进行调节计算。,定Q用,定V,4.6 综合利用水库,水库回水 （为淹没处理、涉水工程建设提供依据；洪水标 准由移民安置及相应设施确定） 可采用恒定非均匀流；用实测水位流量或调查洪水资料反算糙率 坝前水位最高、流量相应下段高； 坝前水位相应、流量最大上段高； 正常蓄水位、汛后洪水。 流量沿途分段；同段内糙率、河形相近，水位差小； 计算支流水面线时应考虑洪水组合；,取上包线得回水线,4.6 综合利用水库,第十一章 经济评价,国民经济评价,财务评价,资金筹措,资金的时间价值货币投入再生产过程，带来利润,计算期,建设期,投产期,达产期,经营期,基准年建设期第1年,社会折现率国民经济评价中的利息； 基准收益率财务评价中的利息,费用流程,效益流程,流程分析，算指标,现值P折算到基准年；终值F折算到计算期末；,第十一章 经济评价,国民经济评价,财务评价,角度,以国家为系统,以项目为系统,价格,影子价格,财务价格,标准,社会折现率,行业基准收益率,指标,内部收益率、净现值、益本比,产品价格、回收期、偿还期；运行费及来源,效益费用,直接、间接；不计税、利息,不计间接效益；计税、利息,分摊投资 目的：资金筹措、测算水利产品价格 原则：专用设施的费用不分摊； 共用设施的费用由各受部门分摊； 兼用设施费用分为“共用”与“专用”分别处理； 补偿设施，恢复功能部分按共用处理，扩大部分按专用处理,分摊方法 按部门占用某项指标的比例分摊案例p309例； 按各部门替代工程年费用所占比例分摊案例p320例； 按效益分摊（净效益，即扣除专用设施、配套设施费后的效益）； 可分离费用（部门增量）+剩余费用分摊（按剩余效益=替代工程费-可分离费）； 按主次地位分摊（次要部门只分摊该部门的增量）,第十一章 经济评价,10.1 国民经济评价,效益(有无项目、随机性、分摊、流程)： 灌溉、供水、发电、抽水蓄能航运增加收益法 防洪、治涝减免损失法 负效益难以采取补救措施消除的影响 间接效益(如龙头水库对下游电站的影响) 最优、等效替代工程的费用,费用(费用与效益对等、扣除内部转移支付)： 固定资产投资主体工程投资(按工期，分摊后)+ 配套工程投资(按需求增长)-利息 、税、补贴 流动资金(周转金) 年运行费(不计利息、税、补贴) 其它费用(含减缓影响的费用),10.1 国民经济评价,经济内部收益率EIRR：,EIRR需试算,EIRR愈大，说明达产后的效益愈好(因折现系数小),EIRR社会折现率，项目经济合理,经济净现值ENPV：,ENPV0愈大，说明对国民经济净贡献愈大,ENPV0，项目经济合理,10.1 国民经济评价,效益费用比EBCR：,EBCR1，项目经济合理,所有项目必须是国民经济评价合理的,折旧费（体现投资）,利息支出,燃料及动力费