水库兴利调节计算讲义课件图文丰富

Ch6水库兴利调节计算§6.1

概述§6.2

水库特性§6.3

兴利用水与水库水量损失§6.4

水库死水位的确定§6.5

年调节水库兴利调节计算Ch6水库兴利调节计算§6.1概述本节内容提要内容：一、水库的调节作用二、兴利调节分类三、设计代表年

要求：熟悉径流调节的基本概念，了解兴利调节的分类及设计代表年的选取。

一、水库的调节作用天然来水生产、生活用水矛盾调节作用：调蓄水量抬高水位改变天然径流过程径流调节：按人们的需要，利用水库控制并在时间或地区上重新分配径流，称为径流调节。其作用是协调来水与用水在时间分配上和地区分布上的矛盾，以及统一协调各用水部门需求之间的矛盾。兴利调节：

为兴利而提高枯水径流的水量调节。防洪调节：为削减洪峰流量，利用水库拦蓄洪水，以消除或减轻下游洪涝灾害的调节。一、水库的调节作用二、兴利调节分类调节周期：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：（一）日调节和周调节β<2%～3%（二）年调节3%～5%≤β<20%～25%（三）多年调节β>30%～50%（一）日调节和周调节为短周期调节，一般用于发电水库。二、兴利调节分类（二）年调节常为以灌溉为主的水库。将丰水期的多余水量存蓄在水库中，供枯水期用。完全年调节不完全年调节二、兴利调节分类（三）多年调节常为以灌溉为主的水库。将丰水年的多余水量拦蓄在水库中，补充枯水期供水量之不足，为跨年度的调节。二、兴利调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、兴利调节分类Ch6水库兴兴利调调节计计算§6.2水库特特性本节内内容提提要内容：：一、水库特特性曲曲线二、水库特特征水水位和和库容容要求：：掌握水库特特性曲曲线的的绘制制方法法，熟悉水库的的特征征水位位和库库容，，了解水库死死水位位的确确定方方法。。一、水水库特特性曲曲线什么是是水库库？水库是是指在在河道道、山山谷等等处修修建水水坝等等挡水水建筑筑物形形成的的蓄集集水的的人工工湖泊泊。水水库的的容积积与库库区内内的地地形及及河流流的坡坡降有有关。。1.水库的的作用用拦蓄洪洪水:除害调节河河川天天然径径流：：兴利利集中落落差：：发电电2.水库的的分类类河道型型：河河流的的坡降降较陡陡湖泊型型：库库区内内的地地形平平坦，，开阔阔3.水库特性曲线反映水库地形特征征的曲线称为水库库特性曲线。它包括水库水位～面积关关系曲线，简称为水库面积积曲线，水库水位～容积关关系曲线，简称为水库容积积曲线。一、水库特性曲线线（1）水库水位～面积关系曲线一、水库特性曲线线（2）水库水位～容积关系曲线梯形法：ΔV=(Fi+Fi+1)ΔZ/2三点法：：一、水库库特性曲曲线一、水库库特性曲曲线4.静库容与与动库容容静库容：入库流量量为零时时，水库库水面是是水平的的。动库容：有一定入入库流量量(水流有一一定流速速)时，则水水库水面面从坝址址起沿程程上溯的的回水曲曲线并非非水平，，静库容相相应的坝坝前水位位水平线线以上与与洪水的的实际水水面线之之间包含含的楔形形库容称称为动库库容。静水位一、水库库特性曲曲线二、水库库特征水水位和库库容Ch6水库兴利利调节计计算§6.3兴利用水水与水库库水量损损失本节内容容提要内容：一、兴利用水水及综合合需水图图二、水资源综综合利用用实例分分析三、水库的水水量损失失要求：掌握水库蒸发发、渗漏漏损失的的计算方方法。一、兴利利用水及及综合需需水图兴利用水水给水农业灌溉溉用水水利发电电用水航运用水水其他部门门需水民用水工业用水水一、兴利利用水及及综合需需水图各用水部部门需水水及综合合需水图图(a)工业及民民用给水水;(b)航运放水水;(c)灌溉需水水;(d)年综合需需水一、兴利利用水及及综合需需水图二、水资资源综合合利用实实例分析析（一）水水库的蒸蒸发损失失由陆面面面积变为为水面面面积所增增加的额额外蒸发发量。三、水库库的水量量损失[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某水库蒸蒸发损失失计算表表三、水库库的水量量损失（二）渗渗漏损失失（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）水工建筑物的的漏水损失量（3）水工建筑物的的操作损失水量量，如船闸过水水等。（4）水库初蓄损失失水量三、水库的水量量损失Ch6水库兴利调节计计算§6.4水库死水位的确确定本节内容提要内容：一、根据淤积要求确确定死水位和死死库容二、根据灌溉要求确确定死水位三、根据水利发电要要求确定死水位位四、其他用水部门对对死水位的要求求要求：掌握淤积水位和淤积积库容的计算方方法，掌握死水位和死库容容的确定方法。。一、根据淤积要要求确定死水位位和死库容Z死=Z淤+管底超高+引水管外径+管顶安全超高Z–V曲线V死二、根据灌溉要要求确定死水位位Z死=Z渠+D内/2+H最小+iLZ渠——渠首设计控制高高程i，L——引水管坡度和长长度D内——引水管内径H最小——渠道设计流量的的最小水头三、根据水利发发电要求确定死死水位灌溉结合发电的的水库，死水位位的选择要考虑虑保证水电站水水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)逆时序向后推算:V月(旬)初=V月(旬)末-(W来-W用)1.不计损失的列表计计算[例6-3]南方某水库库灌溉设计计标准采用用p=80%，已知灌溉溉面积为3万亩，用水水量分析计计算成果填填于表6-3第③栏。经水文文分析计算算出设计年年来水量Wp=1895万m3，其年内分分配列入表表6-3第②栏，V死=84万m3。用不计入入损失列表表计算，求求水库的兴兴利库容和和时段末的的蓄水库容容。解:(1)计算W来-W用。(2)求调节年的的总来水量量、总用水水量和总余余水量。(3)求时段累积积余亏水量量。(4)求不计损失失时的兴利利库容。(5)求时段末蓄蓄水库容。。三、根据用用水要求确确定兴利库库容表6-3某水库不计计损失的年年调节库容容计算C=2.计入损失的的列表计算算计入损失的的列表计算算在不计损损失的列表表计算基础础上进行。。不考虑损失失近似求得得各时段的的蓄水库容容求出水库各各时段的损损失水量将水库时段段损失水量量作为增加加的用水量量，重新进进行调节计计算求得计入入损失所所需的兴兴利库容容三、根据据用水要要求确定定兴利库库容2.计入损失失的列表表计算[例6-4]资料同例例6-3，水库特特性曲线线如图6-4。水库的的蒸发损损失分析析成果见见表6-2，库区水水文地质质条件较较好，渗渗漏损失失按时段段蓄水库库容的0.6%估算，要要求计算算计入损损失的兴兴利库容容，并查查算相应应的正常常蓄水位位。解:(1)不计损失失近似求求各时段段的蓄水水库容。。(2)查算水库库时段平平均库容容和水面面面积。。(3)计算水库库损失水水量。(4)计入水库库损失水水量求兴兴利库容容。(5)计入损失失后月（（旬）末末库容。。(6)确定正常常蓄水位位。三、根据据用水要要求确定定兴利库库容（二）长长系列法法根据实测测的多年年径流系系列和用用水系列列，按前前述年调调节典型型年列表表计算法法逐年进进行调节节计算，，求出每每年所需需的兴利利库容，，再将所所求的库库容由小小到大的的次序排排列，计计算经验验频率，，绘制年年调节兴兴利库容容频率曲曲线，如如图。根根据设计计保证率率在曲线线上可查查出相应应的年调调节兴利利库容V兴P。080P(%)V兴V兴P三、根据据用水要要求确定定兴利库库容四、根据据兴利库库容确定定调节流流量思路：假设若干干个供水水期调节节流量方方案，计计算各方方案所需需兴利库库容，然然后点绘绘调节流量量与兴利利库容关关系曲线线，在曲线线上即可可查出所所求的供供水期调调节流量量Q调。0V兴AQ调Q调AV兴简化水量量平衡方方程调节计算算把整个调调节周期期划分为为两个计计算时段段，即蓄蓄水期和和供水期期进行水量量平衡计计算。（1）不计损损失时V兴=W月调T供﹣∑W供来W月调=（∑W供来+V兴）/T供（2）计入损损失时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、根据据兴利库库容确定定调节流流量用上式求求已知兴兴利库容容的调节节流量时时，应注意：（1）水库的的调节性性能，必必须为年年调节。。∑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）划定蓄蓄、供水水期。T供由试算确确定。四、根据据兴利库库容确定定调节流流量[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