[精品]第十三章 中小型水库的兴利疗养盘算.ppt

前言 兴利除害 兴利 发电 灌溉 供水 航运 渔业 环境用水 除害 防洪 抗旱 一 水资源综合利用 婴迹邓旷纪擂茶粪财样丰铡纽憋喉斯要撇掇彝壮翘考笔甸蝗搞渤淳莽勒晌第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 三 水利计算的任务和内容任务 在水文计算的基础上 结合国民经济的要求 综合分析 确定水利工程的规模 阐明水利工程的效益 并绘制水利工程的控制运用规程 内容 径流调节计算 水能计算 防洪计算 经济论证 水利枢纽参数选择 水库管理和控制运用等 二 径流调节1 概念对天然来水过程在时 空上进行有意识的控制 以达到兴利除害的目的 这种方式称为径流调节 2 径流调节措施水库 大坝 引水渠道 湾巨你查宪蹭的万贵爸矮脏甥捉勿裳栓毙怀幼双崭片琳讨老泪避嗅痹玩苞第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 四 水利工程对环境的影响1淤积与冲刷的影响2水文状态的变化流量 流速发生变化 水体物理 化学 生物性质发生变化 地下水位抬升 沼泽化 盐碱化 3水质的变化有利 减少浑浊度和生化耗氧量 降低sio2的含量等 不利 自净能力降低 固体物质沉积 水温分层 厌氧微生物发达 4对局部气候的影响蒸发量增加 气温变化 夏季 凉 冬季 暖 局部降水改变 夏季 减少 冬季 增加 5对地震条件的影响易诱发地震 籽饱蕉扦兹阴愤承娜瘸廉逮鼻粟独寅袋海称赶桌柠挟怜且苯奠酿沥傍披虞第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 第十三章中小型水库的兴利调节计算 13 1水库特性曲线 特征水位及特征库容13 2水库的设计标准13 3水库水量损失及水库死水位选择13 4径流调节计算的基本资料13 5水库兴利调节计算原理与分类13 6年调节水库兴利调节计算13 7多年调节水库兴利调节计算 席宵服娜拿铸程榷柏讼藕帛澳仇鹅采偏朔魔寒候燥惟摧毯鳖耶盅驰侦脏轰第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 一 水库特性曲线 水库面积曲线 水位与水库该水位对应水面面积的关系曲线 记z a 求积仪或网格测算 水库库容 容积 曲线水位与水库该水位对应库容的关系曲线 记z v 它是水库面积曲线的积分 计算公式 第一节水库特性曲线 特征水位及特征库容 砧谭莎住毛麦环歇蓝羔砾诗虏碗龄秋刮公放曙固火伪瘟杜辰投俐迟咸啦情第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 式中 v 水库容积 m3 z0 库底高程 m z 相邻水位间的水深 m v 与 z对应的库容 m3 a1 a2 a 相邻水位的水库面积及平均值 m2 例 跑伸般裕泼聋薯净榔嗓苫储卜柏瘸璃友棘披剿忙吐咸交剐雹旁蹈炮丸司烂第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 上述计算适合入库流量为零 水库水面水平的情况 即静库容计算 对于大型水库 入库流量导致水面线非水平 从而形成动库容 图1 因此 绘制库容曲线时 应考虑动库容 以水位为纵坐标 总库容 动库容 静库容 为横坐标 入库流量为参数绘制库容曲线 见下图 图1 彰钞梅退脖谱沛纲藻惊度睦喀区钢伟擅廊坎晓呜彰滓剃凯饮志敢益问熟瓜第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 二 水库特征水位和特征库容1 死水位 z死 和死库容 v死 2 正常蓄水位 z正 和兴利库容 v兴 3 防洪限制水位 z限 和结合库容 v结 4 防洪高水位 z防 和防洪库容 v防 5 设计洪水位 z设 6 校核洪水位 z校 和调洪库容 v调 榔毡检广置秸庐绢眷浓天缚遏戚懒近舅重捎仑辕柏综层窥仇喊馅焚吧棺悔第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 v总 v死 v兴 v结 v调兴利与防洪结合 v总 v死 v兴 v调兴利与防洪不结合 8 总库容 7 坝顶高程z坝 z校 h风 h安 甭浮疯奉晋对羡叫羊和合坛柿溃模究移栖隶嫩喂媒椎姓貉让柬疽散金颈季第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 第二节水库的设计标准 保证率 年保证率 历时保证率 一 设计标准的含义又称设计保证率 指水库在多年运行期间 用水部门正常工作得到保证的程度 定义为 或 楷表踏荧讲炮志锗藐阮界遁绩仅蔡茵慰键藉年壮抖虾恃酸坯锥杰制能听搀第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 二 设计保证率的分类与选择1 灌溉设计保证率与灌区水资源情况 农作物种类等有关 书p190表13 2 灌溉设计保证率选用原则 南方比北方高 自流灌溉比提水灌溉高 大型工程较小型工程高 远景规划工程较近期工程高 基本农田建设 小型灌区 抗旱天数作为灌溉设计标准 2 供水设计保证率95 99 监逸包鹃吼循迄遥另姑扎已纵傍阁病导元愧你介僧赖并盼铬吴致欣士秩破第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 3 发电设计保证率与电站的装机容量 电站在电力系统中的比重有关 4 航运设计保证率一般用历时保证率表示 一 二级航道保证率为97 99 三 四级为95 97 五 六级为90 95 渺逗战归污通肃普萄搭猪脐芹继阀歹狈怎侠教粒琳艘湃镶旺破贬古丝祖轻第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 第三节水库水量损失及水库死水位选择 一 水量损失 1 蒸发损失w蒸 e水 e陆 a库 1000式中 w蒸 一年水库蒸发量 m3 e水 e地 一年水面 陆面蒸发深度 mm a水 水库计算水面面积 km22 渗漏损失渗漏损失量与水库水位有关 即与蓄水量w蓄有关 可用下式近似描述 w渗 kw蓄 蕊似测碴据烃着肥硼牺笼哎保笆踢贺植税徘闹骂搬疵诺恤佳谰盂衍兢粟册第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 二水库死水位的选择确定z死所考虑的主要因素 水电站发电所需的最低水头 下游水位 发电所需的最低水头 发电需要的死水位 自流灌溉必须的引水高程 渠首水位高程 设计灌溉流量对应水头 水库死水位 供泥沙淤积 以保证水库的正常使用年限 其中t 水库使用年限 年 多年平均含沙量 kg m3 w0 多年平均径流量 m3 m 库中泥沙沉积率 p 淤积体的空隙率 0 3 0 4 泥沙颗粒的干容重 kg m3 航运要求 渔业要求 侗乳位配窝拍领胎富芳鉴掣目畜蔫版副仪猩抛品谷他燃吾洗度榷陈核逻浮第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 一 河川径流资料历年月径流量过程设计年径流年内分配过程二 用水部门用水过程资料 供水 民用水 工业用水 特点 a 水质要求较高 b 有日 年周期变化 c 供水保证程度较高 河川径流资料 水库来水过程 各用水部门用水过程资料 水库特性曲线 t q供 第四节径流调节计算的基本资料 拉状典颤掸北烬饭烁漱音驭邹浚唾模玲陡烈裹斋斗滤肠食肚颧家各股渐褂第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 灌溉用水特点 a 明显的季节性 b 多变性 c 适应性较大 发电用水特点 a 日 周 季 年变化特性 b 属于变动用水过程 航运用水 环境用水 t 月 q灌 11 3 t 月 q电 t 月 q航 t 月 q环 综合用水图 将各种用水过程叠加得到水库所在地区综合用水过程 数市纽碉洼郡误苗浙付糙类哎糯怎疼窖箍西釜伪及阴山椎麻值拨屈孟霹燥第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 一 兴利调节计算概念利用水库的调蓄作用 将河川径流洪水期 或丰水年 的多余水储存起来 以提高枯水期 或枯水年 的供水量 满足各兴利部门用水要求所进行的计算 将天然径流过程进行重新分配 水库蓄水量 水位 变化过程的计算 如右图所示 调节周期t二 兴利调节计算的任务确定水库水位变化过程 正常蓄水位和兴利库容 z死 z正 蓄水 放水 t 第五节水库兴利调节计算原理与分类 娘笔无闻掇均尽肠蝉饰疆杰付势桑绵凌彬芦十樟硝癌级卉龚穿矫萌寡琢彤第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 三 兴利调节计算原理将整个调节周期划分为若干个计算时段 逐时段进行水量平衡计算 得到水库蓄水量 水位 变化过程 在任意时段内 入库水量与出库水量之差 等于水库蓄水量的变化 即 q入 q出 t v v1 v2其中q出 q用 q渗 q蒸 q弃式中q入 t时段内平均入库流量 m3 s q出 t时段内平均出库流量 m3 s t 计算时段 月 旬 v 蓄水量的变化 v1 v2为时段初 末水库蓄水量 z死 z正 蓄水 放水 t1 t2 枫馁侄躯挂掐舅全允础掀屏肋喀爷嫡溶炭卿酣不沿怕埃鞋日哄鹃弹方岩敞第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 四 分类1 按调节周期长短分 日调节 年调节 多年调节 周调节 图中q q分别为用水过程和来水过程 项坠扮惹佳碑间磋叁挎时顾秸哗奖亡父咀龟瓣与欠薯搏铬帖表唾怯仗卵箔第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 图中q q分别为用水过程和来水过程 水库属何种调节类型 一般用库容系数 来初步判断 v兴 w0w0为多年平均年水量 30 50 属多年调节 2 3 属日调节 3 5 20 25 属年调节 痹图烬挣缴痊蹈棋窖贾魁群神蒜膜普擂俐简漏嘱型昼狄论耸胀薛仗商环炯第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 完全年调节 不完全年调节 2 按径流利用程度分 脖要转邪弛度涛眷盐焚洲钒姆恿掸穴冻绎题贫裔渊漆酮跋饺蹈骨肘晴雇阿第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 第六节年调节水库兴利调节计算 一 概述1任务 在来水 用水和设计保证率一定的情况下 推求年调节水库的兴利库容 v兴和正常蓄水位 z正 调节周期 一年 水利年 蓄水开始到放水结束 2方法二 长序列法 一 长序列法概念 长序列法 代表年法 维驭接硼字因渠涎谋沂玛忧拈邹延济退糜印吾掘秩烛柏稳旨邵数寡胖硼八第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 1 将水库坝址断面河流多年来水过程和该地区用水过程 进行逐年按时历列表法进行逐时段 月或旬 的水量平衡计算 可求出各时段的不足水量 然后有分析地累加供水期不足水量 即可得到各年的兴利库容v兴 i i 1 2 n 2 将v兴 i i 1 2 n 从小到大排序 计算经验频率 推求兴利库容频率曲线 3 由设计保证率pvp兴 p vp兴 幌诞母刃啦操兴赁纹杖洽太舷荒虏狄已堤舔残刑犹纽蛾掺挟载液希剑址倍第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 二 逐年调节计算1不计水量损失的年调节列表计算法 1 步骤 将来水和用水填入表格 分别计算各月余水量和亏水量 亏水量的代数和为兴利库容 计算水库各月末蓄水量或水位 应涛阎捞驳忍懂减桶辊将鳃新柴羹袖乓趋鞭唆阜夸夷与剁同巴臻凌饰脑功第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 2 一回运用 多回运用 一回运用一年内只有一个余水期和一个亏水期 多回运用一年内有多个余水期和亏水期 q t q t q q v1 v2 t 一回运用 b 中间余水量同时小于前后个亏水量 则兴利库容为三者代数和 如右图 b v兴 v2 v4 v3 v3 v4 v3 v2 a 中间余水量不同时小于两个亏水量 则兴利库容为两个亏水量中得较大者 如下图 a v兴 v2 v3 v4 家傈下铁皆惯径盔荷掉畏粕侗掉刺棺遣姆谁衣譬镁约刁耿盼拍枝铸掩割羊第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 q t q t q q v1 v2 t 多回运用 v3 v4 v5 v6 已知 v1 20万m3 v2 3万m3 v3 4万m3 v4 5万m3 v5 3万m3 v6 4万m3 求兴利库容 解 由上面的原则得 v兴 6万m3 栗蛰排舀昧霜亡呈潞掏亨抬穷眉撞具翱贱练洪舆赊橡币识案验墟否蹭灾郴第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 3 水库操作方式 水库操作方式不同 水库蓄水过程也不同 一般有早蓄和迟蓄两种方式 a 早蓄方案水库在蓄水期有余水就蓄 蓄满后再弃水 采用顺时序计算b 迟蓄方案水库在蓄水期末有水库保证蓄满的前提下 有多余的水先弃后蓄 采用逆时序计算 p196图13 10 俊垮突懦罚中汽效柿圭抛惑葫飞涅褂疯敢趾灰瞧痉向副浆上宦澎滔码椽烁第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 例 多回运用水库兴利库容计算 郑辞犬椎傍秦宝诲销社番卸恼县队铱坡绥蛙匝闺滚返态抢怔绽答阁鹰厩参第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 例 多回运用水库兴利库容计算 嫁膊税寒崎洁胃膨焙诗早钡固烩脊靛痕锥耕锭闻蚤被笺蔓蛆朵罩神址釉呀第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 2计水量损失的年调节列表计算法 1 资料 来水过程 用水过程只有知道水库时段初 末蓄水量 才能确定蒸发损失和渗漏损失 因此损失过程未知 2 水量平衡方程v2 v1 q入 q用 q损 q弃 t式中 v2 q损未知 因此需要试算 3 试算法假定月末蓄水量v2 计算蒸发损失和渗漏损失q损 由水量平衡方程得到v2 判断 若v2 v2 停止计算 否则重新假定月末蓄水量v2 继续试算 啤瓦续携扳叉锑怯抢疽莲烂据毖混婶役送躺规竣亏白显结瑶算词敲槐越掖第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 q损 q蒸 q渗 蒸发损失和渗漏损失q损 按如下计算 试算法工作量大 一般采用简便算法 4 简化算法 先不考虑水量损失 计算各时段 月 的蓄水量 用各时段的水库平均蓄水量计算时段的损失量 再用考虑水量损失的水量平衡方程逐时段计算 见下表 先茧位撑蹭懂弗雌威称绘侯骨型行牢态谅湃捆惫林概青咖搏昂咋断屏泌窃第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 哺班坑庄鲍钠吁奔艳帮撒慷猴膨腕额顽样筏庭介灶秀志沿搞康野译烙撰腊第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 5 一个更简单的算法适合水量损失不大且为初设阶段的水库 不考虑水量损失 计算水库兴利库容v兴 计算水库供水期的平均库容 由根据z v和z a曲线 计算水库平均水面面积 计算供水期w渗 和w蒸 则v兴 v兴 w渗 w蒸 见p200 贿扩晴医疲兢秽蕊协虫两滤放伐学侨缩挥窒齿歌毗增挝渝爬硼待更源祈孪第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 三 设计库容的确定逐年调节计算得到各年的兴利库容v兴 i i 1 2 n 将v兴 i i 1 2 n 从小到大排序 计算经验频率 推求兴利库容频率曲线 由设计保证率p推求vp兴 p vp兴 四 长序列法的优点1 设计保证率概念明确 2 成果可靠 注 资料条件 15年以上 允许 宜采用长序列法 轴十博踌喳蔑滓涝佣碑适裂亦城纱驳界椰膘规闷仙亭督掘疏澈醚函耗搬枫第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 三代表年法 一 设计代表年法p2041推求设计年径流及其年内分配过程 第五章 2推求设计年用水过程 3兴利调节计算得到兴利库容vp兴 二 实际代表年法 实际代表年法 设计代表年法 单一选年法 库容排频法 实际干旱年法 抗旱天数法 选用某种年型的实测来水和用水过程为代表 进行调节计算来推求水库的兴利库容 院梅嘶猫缀珊伞巷年辫萍胆郝阴膨晚俯乃砒醛局响傻夜旧叶嗜钝等拙蕾偏第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 1单一选年法1 概念 单以来水或用水频率曲线为依据 选择符合或接近设计保证率 年内分配偏于不利的实际来水或用水过程和同年用水或来水过程 作调节计算 推求水库的兴利库容及该年的蓄 泄水过程 2 计算实例书p202表13 8书p203表13 103 优缺点优点 简单 缺点 成果不稳定 库容保证率概念不明确 原因 只考虑了来水 或用水 忽略了用水 或来水 骑苍每蛔耳魁目隶泌农靶峨挣辑蘸书斑弘毒韦祷层北错著鸯蔡触斯蓉鞍甚第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 2库容排频法1 概念 根据来水或用水频率曲线 在设计保证率左右的一定频率范围内 选择3 5个实际代表年 分别求得各年的v兴 然后在所选频率范围内 将这几个库容从小到大重新排位 求出对应于设计保证率的库容作为设计兴利库容 适用条件 来水量与用水量关系不密切 2 计算实例书p203例5p204表13 113 优缺点优点 考虑了来水 用水的组合 成果较单一选年法稳定 具有明确的保证率概念 悔逐侈影严咒滤伍闲盯莉嗽拼歹瘫包石辽腹途编肿钠嵌娘行佰萌郧或毗逻第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 3实际干旱年法 抗旱天数法适合于资料缺乏的中 小型水库 1 概念 通过灌区旱情调查及河流水情分析 根据规定的设计抗旱天数 选取实际旱情相当或接近的几个年份作为设计典型年 用这些典型年的水库来水量和灌溉用水量进行调节计算 求得各年所需的v兴 选取偏于安全的数值作为设计库容 2 计算实例 略 3 优缺点优点 计算成果更能符合实际情况 缺点 不易确定它的保证率 慢布笨朴勿宙蝇悲若框垦郑恕碾烛桅附匆郊繁缓童舒碾经哼蓉机挨娶虚砌第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 四正常蓄水位的确定v兴 v死 z正确定正常蓄水位需综合考虑的因素有 1 兴利要求 拟定几种用水方案 2 各项综合效益指标 3 库区淹没损失 4 地形地质条件 5 当上下游已建或拟建水利工程 应考虑水库对上下游水库的影响及水力衔接 库容曲线z v 宾涝糯漱怔字峻扼谬唱职诽响础撇罚匠勾减需用檀他钵睹眷挂绑往顽尺凌第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 第七节多年调节水库兴利调节计算 一多年调节的概念年调节 设计保证率对应的年来水量大于等于年用水量 多年调节 设计保证率对应的年来水量有时小于年用水量 将丰水年组多余水蓄存起来 以补充枯水年组的不足水量 即经过若干个连续丰水年 水库才能蓄满 经过若干个连续枯水年 水库才能放空 二多年调节水库兴利调节的任务1计算多年调节水库的设计兴利库容v兴p 2推求多年调节水库的正常蓄水位z正 三多年调节水库兴利调节计算的原理水量平衡方程 掷锐协兰获拐蚤俊稀月朴杭腮涧示欣得副届阐菌逗村谅终具夺迫部跪侠牲第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 四计算方法五多年调节计算长序列法的基本概念1根据来水 用水资料 通过逐年调节计算 求得每年所需库容v兴 i 这里的v兴 i 计算 有时不能只考虑本年度缺水期的不足水量 还必须联系前一年或前几年的不足水量情况进行分析 即取决与连续枯水年组的总亏水量 2绘制兴利库容频率曲线 将v兴 i i 1 2 n 从小到大排序 计算经验频率 推求兴利库容频率曲线 3由设计保证率p得到v兴p 长序列法 数理统计法 方法 龙酒扩铱采尼翁藕摄冬欧语霞浸球城护汽琶畴页华饺告凛丘闪殖灿全腕筒第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 p vp兴 库容 频率曲线 将夸宰凸饶毫株拿操迄环晰陈印嘻秉漏蔚毕疡跃购迟辜狈悲茧营绞稍虽霓第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 v2 第一年v兴 1 第二年v兴 2 第三年v兴 3 第四年v兴 4 第五年v兴 5 第六年v兴 6 第七年v兴 7 v6 v6 v8 v7 v6 v8 v7 v10 v9 v6 v8 v7 v10 v9 v12 v11 v6 v8 v7 v10 v9 v12 v11 v14 v13 v4 熄貉纫钞怔突瞳阮拈睫颓睁痔尧挫啄属纪恋梦啦帽您蜀宠固得幻德瓢失爆第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 六 不计水量损失时 多年调节水库逐年兴利库容v兴 i 的计算1方法列表法差量累计曲线法试算法2列表法书p207表13 12当v余 v亏 则v兴 v亏 当v余 v亏 则v兴 连续枯水年组的总亏水量 3差量累积曲线法1 根据用水量 将各水利年划分为余水期和亏水期 2 求各年余水期的余水量和亏水期的亏水量 并按时序计算累计值 见表13 12第 5 栏 吸话嘻曝独肛曼巷亭巡心想仿履郸识怔龄缩汲虚肾忌黎恩唉懈张肺着帽莲第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 3 以 来水量 用水量 为纵坐标 时序为横坐标 点绘差量累计曲线 如图13 15所示 4 在差量累积曲线上 每年从亏水期末向前作水平线与差量累积曲线相交即停止 此水平线与差量累积曲线间的最大纵坐标差值 即为该年所需库容 t 年 来水量 用水量 a b 1 3 2 4 6 5 7 交芋凹街毋饼跋椅促紫贼蔬愤邑一冻兄侦搪烘游扣西绸飘俩妄褪傻嗣犁宋第十三章中小型水库的兴利调节计算第十三章中小型水库的兴利调节计算 4试算法 1 概念先假定一个兴利库容v兴 逐时