水库兴利调节计算讲义课件（55图文丰富）

Ch6水库兴利利调节计计算§6.1概述§6.2水库特性性§6.3兴利用水水与水库库水量损损失§6.4水库死水水位的确确定§6.5年调节水水库兴利利调节计计算Ch6水库兴利利调节计计算§6.1概述本节内容容提要内容：一、水库的调调节作用用二、兴利调节节分类三、设计代表表年要求：熟悉径流调节节的基本本概念，，了解兴利调节节的分类类及设计计代表年年的选取取。一、水库库的调节节作用天然来水水生产、生活用水水矛盾调节作用：调调蓄水量量抬高水位位改变天然然径流过过程径流调节节：按人们的的需要，，利用水水库控制制并在时间或或地区上上重新分配配径流，，称为径径流调节节。其作作用是协调来水水与用水水在时间间分配上上和地区区分布上上的矛盾盾，以及及统一协协调各用用水部门门需求之之间的矛矛盾。兴利调节节：为兴利而而提高枯枯水径流流的水量量调节。。防洪调节节：为削减洪洪峰流量量，利用用水库拦拦蓄洪水水，以消消除或减减轻下游游洪涝灾灾害的调调节。一、水库库的调节节作用二、兴利利调节分分类调节周期期：库空（死水位）

库满（正常蓄水位）

库空（死水位）调节周期兴利调节节：（一）日日调节和和周调节节β<2%～3%（二）年年调节3%～5%≤ββ<20%～25%（三）多多年调节节β>30%～50%（一）日调节节和周调节为短周期调节节，一般用于于发电水库。。二、兴利调节节分类（二）年调节节常为以灌溉为为主的水库。。将丰水期的的多余水量存存蓄在水库中中，供枯水期期用。完全年调节不完全年调节节二、兴利调节节分类（三）多年调调节常为以灌溉为为主的水库。。将丰水年的的多余水量拦拦蓄在水库中中，补充枯水水期供水量之之不足，为跨跨年度的调节节。二、兴利调节节分类设计代表年设计枯水年P=P设设计平水年P=50%设计丰水年P=1－P设二、兴利调节节分类Ch6水库兴利调节节计算§6.2水库特性本节内容提要要内容：一、水库特性曲线线二、水库特征水位位和库容要求：掌握水库特性曲线线的绘制方法法，熟悉水库的特征水水位和库容，，了解水库死水位的的确定方法。。一、水库特性性曲线什么是水库？？水库是指在河河道、山谷等等处修建水坝坝等挡水建筑筑物形成的蓄蓄集水的人工工湖泊。水库库的容积与库库区内的地形形及河流的坡坡降有关。1.水库的作用拦蓄洪水:除害调节河川天然然径流：兴利利集中落差：发发电2.水库的分类河道型：河流流的坡降较陡陡湖泊型：库区区内的地形平平坦，开阔3.水库特性曲线线反映水库地形形特征的曲线线称为水库特特性曲线。它包括水库水位～面面积关系曲线线，简称为水库库面积曲线，，水库水位～容容积关系曲线线，简称为水库库容积曲线。。一、水库特性性曲线（1）水库水位～～面积关系曲线一、水库特性性曲线（2）水库水位～～容积关系曲线梯形法：ΔV=(Fi+Fi+1)ΔZ/2三点法：一、水库特性性曲线一、水库特性性曲线4.静库容与动库库容静库容：入库流量为零零时，水库水水面是水平的的。动库容：有一定入库流流量(水流有一定流流速)时，则水库水水面从坝址起起沿程上溯的的回水曲线并并非水平，静库容相应的的坝前水位水水平线以上与与洪水的实际际水面线之间间包含的楔形形库容称为动动库容。静水位一、水库特性性曲线二、水库特征征水位和库容容Ch6水库兴利调节节计算§6.3兴利用水与水水库水量损失失本节内容提要要内容：一、兴利用水及综综合需水图二、水资源综合利利用实例分析析三、水库的水量损损失要求：掌握水库蒸发、渗渗漏损失的计计算方法。一、兴利用水水及综合需水水图兴利用水给水农业灌溉用水水水利发电用水水航运用水其他部门需水水民用水工业用水一、兴利用水水及综合需水水图各用水部门需需水及综合需需水图(a)工业及民用给给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水一、兴利用水水及综合需水水图二、水资源综综合利用实例例分析（一）水库的的蒸发损失由陆面面积变变为水面面积积所增加的额额外蒸发量。。三、水库的水水量损失[例6-1]

已知某水库观测资料，由蒸发皿实测的水面蒸发量为1506mm，蒸发皿折算系数K=0.8，流域多年平均年降水量H=1310mm，多年平均径流深Y=787mm，蒸发量的多年平均年内分配百分比列入表6-2中。试求水库的年蒸发损失量及相应的年内分配。解:（1）陆面蒸发量：（2）水面蒸发量：（3）水库的年蒸发损失量:（4）水库的各月蒸发损失量:月份123456789101112全年月损失百分比（%）3.093.826.888.5211.814.2113.0513.39.827.614.693.21100蒸发损失（mm）212647588097899167523222682表6-2某水库蒸发损损失计算表三、水库的水水量损失（二）渗漏损损失（1）经过能透水水的坝身以及及闸门、水轮轮机等的渗透透。（2）通过坝基及及大坝两翼的的渗漏。（3）通过库底向向较低的透水水层及库外的的渗漏。生产实际中，，常根据水文文地质情况，，定出一些经经验性的数据据，作为估算算渗漏损失的的依据，例如如，以1年或1月的渗漏损失失相当于水库库蓄水容积的的一定百分数数来估算。三、水库的水水量损失（三）其他损损失（1）结冰损失水水量（2）水工建筑物物的漏水损失失量（3）水工建筑物物的操作损失失水量，如船船闸过水等。。（4）水库初蓄损损失水量三、水库的水水量损失Ch6水库兴利调节节计算§6.4水库死水位的的确定本节内容提要要内容：一、根据淤积要求求确定死水位位和死库容二、根据灌溉要求求确定死水位位三、根据水利发电电要求确定死死水位四、其他用水部门门对死水位的的要求要求：掌握淤积水位和淤淤积库容的计计算方法，掌握死水位和死库库容的确定方方法。一、根据淤积积要求确定死死水位和死库库容Z死=Z淤+管底超高+引水管外径+管顶安全超高高Z–V曲线V死二、根据灌溉溉要求确定死死水位Z死=Z渠+D内/2+H最小+iLZ渠——渠首设计控制制高程i，L——引水管坡度和和长度D内——引水管内径H最小——渠道设计流量量的最小水头头三、根据水利利发电要求确确定死水位灌溉结合发电电的水库，死死水位的选择择要考虑保证证水电站水轮轮机组所需要要的最低水头和最佳消落深度度，以利于发出出较多的电能能和出力。四、其他用水水部门对死水水位的要求水产养殖库区航运库区环境卫生生Ch6水库兴利调节节计算§6.5年调节水库兴兴利调节计算算本节内容提要要内容：一、兴利计算原理理二、年调节水库的的运行情况三、根据用水要求求确定兴利库库容四、根据兴利库容容确定调节流流量要求：掌握年调节计算原原理及用计入入损失列表法法计算兴利库库容，确定正正常蓄水位的的方法。兴利调节任务务已知设计保证证率的来水量量用水要求兴利库容兴利库容调节流量兴利调节的计计算方法仅对设计代表表年进行列表表调节计算，，求出该年满满足兴利用水水的兴利库容容，作为设计计兴利库容。。1、将多年的天然然来水资料与与相应年的用用水过程按水水量平衡方程程，推求出各各年所需的兴兴利库容2、对每年调节节计算所得的的兴利库容进进行频率计算算，绘制库容容频率曲线。。3、根据设计保保证率，在库库容频率曲线线上查出所求求的兴利库容容。时历年法：典型年法：一、兴利计算算原理兴利调节目的的：提高枯水期的的供水量，以以满足各用水水部门的需要要。因此，必必须按兴利要要求来调节径径流。兴利调节原理理：水量平衡原理理△W来–△W出=(Q来–Q出)△t=△W△W来–△W用–△W损–△W弃=△W=△V=V末–V初(一)一次运用水库在调节周周期内只有一一次连续蓄水水、供水的情情况，叫做水水库一次运用用，如图所示示，图中W1为余水量，W2为缺水量，且且W1≥W2，此时所需的水水库兴利调节节库容V兴=W2。二、年调节水水库的运行情情况(二)两次运用当水库在一个个调节周期内内连续供水、、蓄水有二次次时，叫做水水库二次运用用，如图所示示，假设第一一次运用余水水量为W1，缺水量为W2；第二次运用用余水量为W3，缺水量为W4。此时调节库库容的确定可可分为下列几几种情况：(1)当W1>W2，W3>W4时，表明两次运用之间间无水量联系系，此时V兴=max{W2，W4}。(2)当W1>W2，W3<W4，W3<W2时，表明两次次运用之间有有水量联系，V兴=W2+W4-W3。(3)当W1>W2，W2<W3<W4时，表明两次运用用之间有水量量联系，此时V兴=W4。二、年调节水水库的运行情情况二、年调节水水库的运行情情况(三)多次运用水库在一个调调节年度内，，充蓄、泄放放多于两次时时，即为多次次运用。此时时，确定兴利利库容可从空空库时刻起算算（V兴=0），按顺时序或逆时序方法进行计算算：(1)逆时序计算（遇余则减，，遇缺则加））(2)顺时序计算（遇余则加，，遇缺则减））三、根据用水水要求确定兴兴利库容计算起点：库库空之时，即即供水期末。。（一）典型年年法求出相应于设设计保证率的的设计年径流流量和年内分分配，作为水水库代表年的的来水过程，，再列出相应应的用水过程程，根据兴利利计算原理，，列表逐时段段计算，即可可求出兴利库库容。顺时序向前推推算:V月(旬)末=V月(旬)初+(W来-W用)逆时序向后推推算:V月(旬)初=V月(旬)末-(W来-W用)1.不计损失的列列表计算[例6-3]南方某水库灌灌溉设计标准准采用p=80%，已知灌溉面面积为3万亩，用水量量分析计算成成果填于表6-3第③栏。经水文分分析计算出设设计年来水量量Wp=1895万m3，其年内分配配列入表6-3第②栏，V死=84万m3。用不计入损损失列表计算算，求水库的的兴利库容和和时段末的蓄蓄水库容。解:(1)计算W来-W用。(2)求调节年的总总来水量、总总用水量和总总余水量。(3)求时段累积余余亏水量。(4)求不计损失时时的兴利库容容。(5)求时段末蓄水水库容。三、根据用水水要求确定兴兴利库容表6-3某水库不计损损失的年调节节库容计算C=2.计入损失的列列表计算计入损失的列列表计算在不不计损失的列列表计算基础础上进行。不考虑损失近近似求得各时时段的蓄水库库容求出水库各时时段的损失水水量将水库时段损损失水量作为为增加的用水水量，重新进进行调节计算算求得计入损失失所需的兴利利库容三、根据用水水要求确定兴兴利库容2.计入损失的列列表计算[例6-4]资料同例6-3，水库特性曲曲线如图6-4。水库的蒸发发损失分析成成果见表6-2，库区水文地地质条件较好好，渗漏损失失按时段蓄水水库容的0.6%估算，要求计计算计入损失失的兴利库容容，并查算相相应的正常蓄蓄水位。解:(1)不计损失近似似求各时段的的蓄水库容。。(2)查算水库时段段平均库容和和水面面积。。(3)计算水库损失失水量。(4)计入水库损失失水量求兴利利库容。(5)计入损失后月月（旬）末库库容。(6)确定正常蓄水水位。三、根据用水水要求确定兴兴利库容（二）长系列列法根据实测的多多年径流系列列和用水系列列，按前述年年调节典型年年列表计算法法逐年进行调调节计算，求求出每年所需需的兴利库容容，再将所求求的库容由小小到大的次序序排列，计算算经验频率，，绘制年调节节兴利库容频频率曲线，如如图。根据设设计保证率在在曲线上可查查出相应的年年调节兴利库库容V兴P。080P(%)V兴V兴P三、根据用水水要求确定兴兴利库容四、根据兴利利库容确定调调节流量思路：假设若干个供供水期调节流流量方案，计计算各方案所所需兴利库容容，然后点绘绘调节流量与兴兴利库容关系系曲线，在曲线上即即可查出所求求的供水期调调节流量Q调。0V兴AQ调Q调AV兴简化水量平衡衡方程调节计算把整个调节周周期划分为两两个计算时段段，即蓄水期期和供水期进行水量平衡衡计算。（1）不计损失时时V兴=W月调T供﹣∑W供来W月调=（∑W供来+V兴）/T供（2）计入损失时时V兴=W月调T供+∑△W供损﹣∑W供来W月调=（∑W供来﹣∑△W供损+V兴）/T供四、根据兴兴利库容确确定调节流流量用上式求已已知兴利库库容的调节节流量时，，应注意：（1）水库的调调节性能，，必须为年年调节。∑W蓄来﹣W月调T蓄≥V兴或∑W蓄来﹣W月调T蓄﹣∑△W蓄损≥V兴（2）划定蓄、、供水期。。T供由试算确定定。四、根据兴兴利库容确确定调节流流量[例6-5]南方某拟建以发电为主的水库，集水面积F=102km2，坝址处多年平均年来水量W年=13400万m3，Q=4.25m3/s，设计保证率P=90%，设计枯水年来水量W设年=9000万m3，其年内分配见表6-5，由于受淹没损失控制，初定兴利库容V兴=3000万m3，按月均分∑△W月损=30万m3，试计算调节水量和调节系数。解:

(1)初步判定水库调节性能。水库库容系数b=V兴/W年=3000/13400=0.22，初步判定为年调节水库。

月份567891011121234合计W设月99028001030890139023146863882862545109000表6-5某水库设计计枯水年来来水过程(P=90%)(单位：万m3)四、根据兴兴利库容确确定调节流流量(2)按已已知知兴兴利利库库容容确确定定调调节节容容