年调节水库兴利调节计算

1、6.6年调节水库兴利调节计算.兴利调节计算的任务和原理根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配天然径 流所进行的计算，称兴利调节计算。对单一水库，计算任务是求出各种水利水能要素的时间过程及调 节流量、兴利库容和设计保证率三者间的关系，作为确定工程规模、 工程效益和运行方式的依据。不同的阶段，具体的计算情况是有所差别的。在规划设计阶段，往往是根据来水、用水和设计保证率，确 定所需要的兴利库容；在水库运行阶段，一种情况是根据来水、兴利库容和设计保 证率，核定水库的供水能力即可供水量，另一种情况是根据来 水、用水和兴利库容，校验水库供水的保证率。已如设订保il-.带的来水肝按照对原始径流资

2、料描述和处理方式的差异，兴利调节计算方法 主要分为时历法和概率法（也称数理统计法）两大类。 时历法是以实测径流资料为基础，按历时顺序逐时段进行水库水量蓄泄平衡的径流调节计算方法，其计算结果（调节流量、水库蓄水量等）也是按历时顺序给出时肪年法E 将若年的五然来水资村导相应年的用水过程按水 后平衡方程.推求出备年所需的兴利炼容时每年调节计尊牌符的兴利阵容遇行犊率it律.缘制库容频率Ith线.根据设计保城率.在阵容频率的线上否酣所求的 耗利阵容.概率法是应用径流的统计特性，按概率论原理，对入库径流 的不均匀性进行调节的计算方法，成果以调节流量、蓄水量、 弃水量、不足水量等的概率分布或保证率曲线的形式

3、给出。水库兴利调节计算过程，实质上是水库蓄泄水量的计算过程。 其计算原理是水量平衡原理。即计算时段内进出水库的水量差，等于 水库蓄水量的变化。可用如下水量平衡方程式表示：式中 AP计算时段内水库蓄水量的变化，蓄为正，泄为负;Q 计算时段内的平均入库流量；理计算时段内从水库取用及消耗的平均流量，包括各 兴利部门的用水流量、蒸发损失及渗漏损失流量、以及水库蓄满后的 无益弃水流量等；也一一计算时段，应根据调节周期的长短和来用水的变化 情况而定。年调节水库，一般取一个月。当来水或用水变化剧烈时， 也可取一旬。时段划分越短，计算精度越高，计算工作量也越大。注意：具体计算时，年调节水库是将调节周期划分为若

4、干个计算 时段进行的。调节周期一般不按日历年度，而采用调节年度（即水利 年度）。所谓调节年度，是指自蓄水之日起至放空之日止，以蓄泄周期划分的年度。调节年度一般是12个月，但也有个别年份超过或不 足12个月的，视连续缺水的情况而定。水库的蓄泄过程称水库的运用。在整个调节年度内，按照来水和 用水过程的配合情况，年调节水库可分为一回运用、两回运用和多回 运用。（1）一回运用水库在调节年度内充蓄一次和泄放一次，称为一回运用。如下图, 水库自调节年度开始的to时刻起，来水Q大于用水q，至t2时刻止，的水共有余水 J。自匕时刻起，来水Q小于用水q，至t3时刻止，缺水 总量为V2。且Y大于V2。于是，水库只

5、要在余水期蓄满V2 量，就能保证该年的用水要求。所以该年度所需的调节库容V调二七。由于y大于V2，水库可保证蓄满，且有部分余水量（VV2）要弃掉。（2）两回运用水库在一个调节年度内充蓄两次和泄放两次，则称为两回运用。在总余水量大于总缺水量的条件下，调节库容的判断可根据余缺水量 的情况进行。如图（a），V V，V V，则 V =max V , V 。图中，V V , TOC o 1-5 h z 1234调2424于是V调二七。即当两个余水量分别大于其后的两个缺水量时，水库的 两回运用是相互独立的，此时，调节库容为两个缺水量中的大者。如图（b），V V，V V，则 V =max V，V，V +V

6、- V 。1 23 4调.24243图中，当V V，则V =V。即水库在tt时段蓄满调节库2432调 401容（即V ），在tt时段内供水V，在tt时段内，由于V V， 41222332故水库又可回蓄满调节库容，并正好满足t3t4时段内的缺水需求。如图(c), V V , V V，则仍有V =max V , V , V +V - V 。1234调24243由图可知V，则V=V +V -V。即由于V :J?C5C7JC?930正月翻345090025B02520wllffl1420273fl73017904309IE霜砌123D2520l砌10113012W70245013M1120250370

7、25203M122W702507020501g二252D102040rrx l ri.dWC252020405EX2W54025203401沁400140252014D25S05IfiO三二4302100210021000012200107M47403泌li201必12200-107ECtll20174O-332：tl4zO表中（1）、（2）、（3 ）栏为已知。（4）、（5 ）栏为来水量与 用水量的差值。由余缺水量情况可知，该水库为三回运用，集中供水 期为5、6月份，供水期末库空时刻为6月末。采用前述逆时序累加 余缺水量的方法可以判定所需调节库容为2520X104m3,参见表中（8） 栏。由于

8、总余水量大于总缺水量，水库有弃水量1420X104m3。显然（2）,（3 ）两栏之差等于（4）、（5 ）栏之差。这可以用来检验计 算是否正确。由于该调节年度内水库有弃水，因此是不完全年调节。水库的蓄泄过程，随水库操作调度的方式不同，而有所区别。其 主要差别是在蓄水期。为了保证该年的正常供水，要求水库在蓄水期 末（即供水期初）蓄满调节库容。但蓄水期的蓄水和弃水可以有多种 方式。最极端的两种方式，就是所谓的早蓄和晚蓄方案。7132月份早蓄：从调节年度初库空起，即蓄水期一开始，顺时序有余水即蓄， 直到蓄满调节库容后，多余水量才作为弃水。到缺水时就供水，库水 位降落，直至调节年度末水库重新放空。后者则

9、由蓄水期的某一时刻 起才开始蓄水，在此之前，有余水即为弃水。但也到供水期初蓄满调 节库容。晚蓄：可以由调节年度末库空开始，逆时序反向用水量平衡方程式进行水库蓄水与弃水计算，直至蓄水期开始蓄水时止而得到。采用 晚蓄方案，得出的水库最大蓄水量，即为调节库容。采用早蓄方案与 晚蓄方案的水库蓄水、弃水过程如上表中（6）、（7）、（8）、（9） 栏。利用水库水位容积曲线可绘出水库调节蓄水的库水位过程如上 图。可以看出，早蓄、晚蓄方案的水库蓄水过程在集中供水期5、6 月份并无区别，但在蓄水期则不一样。无论早蓄还是晚蓄，均要求月末水库蓄水量不超过（V死+V兴）水库在兴利调节过程中，不可避免地会产生水量损失。

10、因此水库 必须适当增大库容，以抵偿损耗的水量，来保证正常供水。瞅倚按以汹利式饨由于水量损失无论是蒸发还是渗漏都与库水位有关，所以严格来 讲，计入损失的调节计算应进行试算。鉴于试算过程十分繁琐，故采 用逐次逼近的方法来进行。该方法是在不计损失计算的基础上，先近 似求得各时段的蓄水情况，然后以时段平均蓄水量（包括死库容）求 出各时段的损失水量，并将各时段损失水量由来水过程中减掉，或加 入用水过程，再以水量平衡原理逐时段求得余缺水量，求得考虑水量 损失的调节库容和水库蓄水过程计入损失的列表计算在不计损失的列表计算基础上进行不考虑损失近似求得各时段的蓄水库容根据时段平均蓄水量求出水库各时段的损失水扣将

11、水库时段损管量考虑到来水或用水中，重新进行调节计算求得计入损失所需的兴利库容【实例6-4】 计入损失水库列表法年调节计算仍用上例的资料，考虑水库水量损失求调节库容和水库调节蓄水 过程。（动画演示计入损失水库列表法年调节计算word-flash版本）（资源下载计入损失水库列表法年调节计算word版本）咐V彳 (1BV)*U4VJ(IOVfl *秫眼 (lOrJfl：n 1栖舔(LOW8才毋尸.土it AMN 4 IOT#-n *(nis)(itr/t蕾MeMt”网)1 EO b: )U：f(iwlCLOV)(1?*?(12)IEC 14(15)(cn(210a*t9的小T 一34IM ? IIi

12、mleDLM jIT15sasw龄meZOCOmo730zacoZ3S5510S9 424T9zs:3009邮匕血g59079 3祈3411. &f蹄E&TU30ISOTQ igW引927M3河J16202503T&2fT3O2frJ555030 8na27!烫1 ：T湖Ifi打RmoEODza ?1227盘2W网Z9W1旦曲ADDfrM?ADO村aIf的44JM4421S4-60326C13ZT302730BOO6J 43T2764以2TE2B9T305q540AI27302T30gm g骅27为494花MS?4*JBO场切。ZSO550LK 1N25LH71453423frHt迥mo*00

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14、 LUJ * SA印9 CIU-CS *海.*!祭iW 莆零与,MT.叫田千TM车费01典丈S-lt =时?事尊宣 7电I w % 鼻骸丁耳亍写期*： 5W.V整匚-=. - rl-（3）计入损失的简算法当水量损失占总水量比重不大，或初步规划时，可采用简化的 方法来考虑水量损失。即将不计损失求得的调节库容的一半，加上死 库容，得到供水期的平均库容，由平均库容得相应的平均水面面积， 以此平均库容与平均水面面积可计算供水期的渗漏与蒸发损失水量， 将损失水量与原得的调节库容相加，即为计入水量损失的调节库容。适合水量损失不太H为拗设阶瞪的水“（D不考虑*量损失，计算水摩兴利库容v静）计算水瘁供水期的平

15、均;由 根据2 - V和1 - Afl线，计算水库平均水面面我 ;计算供水期和板、副V#二V尚昭、岬蒲。如上例，不考虑水量损失的调节库容为2520X10413,死库容为210X104m3，调节库容一半加上死库容得平均库容（2520X 104/2+210X104=1470X104m3），相应该平均库容得水面面积为340X104m2,水库 主要集中供水期5、6月的蒸发损失水量为（162.1+134.1）X340： 1000=101X104m3，渗漏损失水量为 1470X2X1%=29X104m3,总损失 水量为130X104m3。于是计入损失后的调节库容为2650X104m3。与上 例详算结果26

16、87X 104m3十分接近。需要说明的是蓄水期的水量损失也应该考虑在内，以检验扣除损 失的余水量是否可以在供水期初（即蓄水期末）蓄满调节库容。本例 中，自7月至4月的蓄水期和两个供水期中，蒸发与渗漏损失水量总 计为355万m3，总的余水量为4740-730-70=3940万m3，可见，余水 量扣除总损失水量后，足够蓄满调节库容。.设计兴利库容与正常蓄水位的确定在某一年的来水与用水过程给定的情况下，可以采用前述的列表 法确定当年所需的调节库容。但由于天然来水量各年不同，年内分配 也不一样，因此即便用水过程完全相同，每年所需的调节库容也不一 样。那末水库的兴利库容究竟要多大才合适呢？这就是如何推求

17、水库 的设计兴利库容的问题。通常可根据资料情况及对成果要求的不同， 采用长系列法或代表年法来确定水库的设计兴利库容。（1）长系列法当水库坝址有N年长系列来水资料，即设计的长期年、月径流量 系列时，可以根据给定的用水过程，对每一年进行年调节计算，得到 N个年调节库容。将此N个调节库容，由小到大排列，用公式P= M xlOO%（M为序号）进行库容保证率计算，并绘保证率曲线 如图。根据设计保证率P设，由图中查得得调节库容，即为符合设计 保证率要求的年调节兴利库容V兴。同样道理，在来水与兴利库容已定的情况下，也可以绘出调节流 量保证率曲线（注意调节流量应由大到小排列）。由P设查得符合设 计保证率得保证

18、调节流量。用长系列法推求年调节兴利库容，保证率的概念十分明确。但需 要有足够长的年、月径流量系列，且工作量较大。在缺乏长期的年、 月径流量资料时，或初步规划阶段，常常采用代表年法。（2）代表年法所谓代表年法，指的是选择一个合适的年型作为代表年，以该代 表年的来水过程和用水过程进行年调节计算，求得的年调节库容即为 设计兴利库容。根据代表年来、用水过程的不同选择，又可分为实际 代表年法与设计代表年法两类。1）实际代表年法实际代表年法，所选择的代表年来、用水过程是符合设计保证率 的某种年型的实测来水过程和用水过程。根据代表年的选择方法不同，又分为单一选年法、库容排频法和 实际干旱年法。 单一选年法，是单以来水频率曲线或单以用水频率曲线为依 据，选择符合或接近设计保证率、年内分配偏于不利的实际年 来水过程与同年的用水过程，或实际年用水过程与同一年的年 来水过程。库容排频法，是简化了的长系列法，它是在来水频率曲线或 用水频率曲线上各选出35个调节库容在选用的频率范围 内，按大小次序重新排列，求出对应于设计保证率的库容，即 为设计兴利库容。这种方法，在一定程度上避免了单一选年法 只选一个代表年的任意性。实际干旱年法，是通过旱情与水情的调查分析，选择某一实 际发生的干旱年的来、用水过程。实际干旱年法虽然保证率的 概念不明确，但成果更能符合实际，因而