水库兴利调节课件

水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第一节第一节 水库特性水库特性第二节第二节 兴利调节分类兴利调节分类第三节第三节 设计保证率设计保证率第四节第四节 设计代表期设计代表期第五节第五节 兴利调节计算兴利调节计算第六节第六节 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法第七节第七节 兴利调节时历图解法兴利调节时历图解法第八节第八节 多年调节的概率法多年调节的概率法水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第一节第一节 水库特性水库特性一、水库的特性曲线一、水库的特性曲线一般用来反映水库地形特性的曲线称为水库特性一般用来反映水库地形特性的曲线称为水库特性曲线，有水库水位与面积关系曲线和水库水位与容积曲线，有水库水位与面积关系曲线和水库水位与容积关系曲线，简称水库面积曲线及水库容积曲线。关系曲线，简称水库面积曲线及水库容积曲线。(一一)水库面积特性曲线水库面积特性曲线水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节(二二)水库容积特性曲线水库容积特性曲线（面积曲线的积分曲线）（面积曲线的积分曲线）水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 二、水库的特征水位和特征库容二、水库的特征水位和特征库容特征水位：特征水位：水库工程为完成不同任务在不同时期水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位。水位。特征库容：特征库容：相应于水库特征水位以下或两特征水相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。位之间的水库容积。特征水位及其相应的库容体现了水库利用和正常特征水位及其相应的库容体现了水库利用和正常工作的各种特定要求，是规划设计阶段确定水工建筑工作的各种特定要求，是规划设计阶段确定水工建筑物尺寸（如坝高、溢洪道宽度）及估算工程效益的基物尺寸（如坝高、溢洪道宽度）及估算工程效益的基本依据。本依据。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 (一一)死水位死水位Z Z死死和死库容和死库容V V死死 死水位：在正常运用的情况下，允许水库消落的死水位：在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位。最低水位。死库容（垫底库容）：死水位以下的水库容积。死库容（垫底库容）：死水位以下的水库容积。死库容一般用于容纳水库泥沙、抬高坝前水位和死库容一般用于容纳水库泥沙、抬高坝前水位和库内水深，一般不参与径流调节。库内水深，一般不参与径流调节。（二）正常蓄水位（二）正常蓄水位（Z Z蓄蓄）和兴利库容（）和兴利库容（V V兴兴）正常蓄水位：水库在正常运用情况下，为满足设正常蓄水位：水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始供水时应蓄到的高水位。又称正计兴利要求而在开始供水时应蓄到的高水位。又称正常高水位或设计兴利水位。它决定水库的规模、效益常高水位或设计兴利水位。它决定水库的规模、效益和调节方式。和调节方式。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 兴利库容（调节库容）：兴利库容（调节库容）：正常蓄水位与死水位间正常蓄水位与死水位间的库容，用以调节径流，提高枯水时的供水量或水电的库容，用以调节径流，提高枯水时的供水量或水电站出力。站出力。水库消落深度（工作深度）：水库消落深度（工作深度）：正常蓄水位与死水正常蓄水位与死水位的高程差。位的高程差。（三）防洪限制水位（三）防洪限制水位（Z Z限限）防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。它是水库汛期防洪运用时的水位。它是水库汛期防洪运用时的起调水位起调水位。根据。根据洪洪水特性水特性和和防洪要求防洪要求，对汛期不同时期分段拟定，把，对汛期不同时期分段拟定，把Z Z限限定在定在Z Z蓄蓄以下时，防洪库容与兴利库容将有所结合，从以下时，防洪库容与兴利库容将有所结合，从而减小专用防洪库容。而减小专用防洪库容。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 （四）防洪高水位（四）防洪高水位（Z Z防防）和防洪库容（）和防洪库容（V V防防）防洪高水位：当遇下游防护对象的设计标准洪水防洪高水位：当遇下游防护对象的设计标准洪水时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位。达到的最高水位。只有当水库承担下游防洪任务时，只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。才需确定这一水位。防洪库容：防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位间的库防洪高水位与防洪限制水位间的库容，用以拦蓄洪水，满足下游防护对象的防洪要求。容，用以拦蓄洪水，满足下游防护对象的防洪要求。注意：注意：当汛期各时段具有不同的防洪限制水位当汛期各时段具有不同的防洪限制水位时，防洪库容指时，防洪库容指最低最低的防洪限制水位与防洪高水位之的防洪限制水位与防洪高水位之间的库容。间的库容。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 当防洪限制水位低于正常蓄水位时，防洪库容与当防洪限制水位低于正常蓄水位时，防洪库容与兴利库容的重叠部分，称兴利库容的重叠部分，称重叠库容或共用库容（重叠库容或共用库容（V V共共）。此库容在汛期腾空作为防洪库容或调洪库容的一部分，此库容在汛期腾空作为防洪库容或调洪库容的一部分，在汛末，作为兴利库容的一部分，以增加供水期的保在汛末，作为兴利库容的一部分，以增加供水期的保证供水量或水电站的保证出力。证供水量或水电站的保证出力。在水库设计中，根据水库及水文特性，防洪库在水库设计中，根据水库及水文特性，防洪库容和兴利库容有容和兴利库容有完全重叠、部分重叠、不重叠完全重叠、部分重叠、不重叠（防（防洪限制水位与正常蓄水位处于同一高程）三种形式。洪限制水位与正常蓄水位处于同一高程）三种形式。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节图图2-32-3图图2-42-4水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 （五）设计洪水位（五）设计洪水位（Z Z洪洪）和拦洪库容（）和拦洪库容（V V拦拦）设计洪水位设计洪水位:水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位。它是正常运用情况下允许达到的最高库的最高水位。它是正常运用情况下允许达到的最高库水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。水位，也是挡水建筑物稳定计算的主要依据。拦洪库容（拦洪库容（V V拦拦）Z Z限限与与Z Z设洪设洪 之间的库容。之间的库容。（六）校核洪水位（六）校核洪水位（Z Z洪洪）和调洪库容（）和调洪库容（V V调洪调洪）校核洪水位：水库遇大坝校核洪水时，在坝前达校核洪水位：水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位。它是水库非常运用情况下允许达到的到的最高水位。它是水库非常运用情况下允许达到的临时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进行大坝安全临时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依据。校核的主要依据。调洪库容：调洪库容：校核洪水位与防洪限制水位之间的库校核洪水位与防洪限制水位之间的库容，用以拦蓄洪水，确保大坝安全。容，用以拦蓄洪水，确保大坝安全。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 （七）总库容（七）总库容（V V总总）和有效库容（）和有效库容（V V效效）总库容：校核洪水位以下的全部库容，总库容总库容：校核洪水位以下的全部库容，总库容是表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水是表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。库等级、确定工程安全标准的重要依据。有效库容：核洪水位与死水位之间的库容。有效库容：核洪水位与死水位之间的库容。V V总总V V死死V V兴兴V V调洪调洪V V共共。V V效效V V总总V V死死V V兴兴V V调洪调洪V V共共。大大型型大于大于1010亿亿m m3 3；大大型型1 11010亿亿m m3 3；中中 型型0.10.11 1亿亿m m3 3；小小型型0.010.010.1 0.1 亿亿m m3 3；小小型型小于小于0.01 0.01 亿亿m m3 3。按总按总库容库容把水把水库划库划分为分为五级五级水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节安全超高安全超高放水管放水管死水位死水位正常蓄水位正常蓄水位校核洪水位校核洪水位设计洪水位设计洪水位死库容死库容兴利库容兴利库容结合库容结合库容拦洪库容拦洪库容调洪库容调洪库容防洪限制水位防洪限制水位防洪库容防洪库容防洪高水位防洪高水位水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节三、水库的水量损失三、水库的水量损失(1)(1)蒸发损失蒸发损失 W W蒸蒸=（E E水水-E-E陆陆）A A年年10001000 其中：其中：W W蒸蒸一年内水库的蒸发损失量，一年内水库的蒸发损失量，m m3 3；E E水水一年内水面蒸发深度，一年内水面蒸发深度，mmmm；E E陆陆一年内陆面蒸发深度，一年内陆面蒸发深度，mmmm；A A年年水库计算面积，水库计算面积，kmkm2 2，即水库实际水面面积与建库，即水库实际水面面积与建库 前水面面积之差。前水面面积之差。(2)(2)渗漏损失渗漏损失 坝身、闸门、库底及库岸四周向外渗漏，其渗漏量的大坝身、闸门、库底及库岸四周向外渗漏，其渗漏量的大小决定于库区、坝址的地质及水文地质条件与施工质量。其小决定于库区、坝址的地质及水文地质条件与施工质量。其值可根据水文地质条件，参考已建水库的实际渗漏资料，选值可根据水文地质条件，参考已建水库的实际渗漏资料，选用经验数据，作为估算渗漏损失的依据。用经验数据，作为估算渗漏损失的依据。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节四、水库淤积四、水库淤积 1 1、分类、分类 a.a.三角洲淤积。三角洲淤积。b.b.带形淤积。带形淤积。c.c.锥形淤积。锥形淤积。三角洲淤积（官厅水库）三角洲淤积（官厅水库）1.1966.6淤积线淤积线2.1953.9原河床原河床带形淤积（丰满水库）带形淤积（丰满水库）1.1958淤积线淤积线2.1943原河床原河床锥形淤积（三门峡水库）锥形淤积（三门峡水库）1.1964年汛后淤积线年汛后淤积线2.1964年汛前河底线年汛前河底线水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 2 2、水库淤积的不良后果、水库淤积的不良后果 a.a.减少水库有效库容，甚至使水库完全失效，威胁水库减少水库有效库容，甚至使水库完全失效，威胁水库本身及下游安全。本身及下游安全。b.b.水库淤积使回水上延，增加淹没、浸没损失。水库淤积使回水上延，增加淹没、浸没损失。c.c.泥沙进入引水渠或水轮机等，导致渠系淤积及水轮机、泥沙进入引水渠或水轮机等，导致渠系淤积及水轮机、泄流设备的磨损。泄流设备的磨损。d.d.水库淤积会加大管理上的困难，影响正常工作。水库淤积会加大管理上的困难，影响正常工作。3 3、防止或减轻水库淤积的措施、防止或减轻水库淤积的措施 a.a.做好上游水上保持工作。做好上游水上保持工作。b.b.中小型水库采用长藤结瓜式工程布局。中小型水库采用长藤结瓜式工程布局。c.c.在坝底修建断面较大的底孔，或在坝旁建高程较低的在坝底修建断面较大的底孔，或在坝旁建高程较低的泄洪隧洞。泄洪隧洞。d.d.建深水式拦河闸代替拦河坝。建深水式拦河闸代替拦河坝。e.e.大型水库采取蓄清排沙方式运行大型水库采取蓄清排沙方式运行水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 按照水库淤积的平衡趋向性规律，运用初期，拦沙率较按照水库淤积的平衡趋向性规律，运用初期，拦沙率较高高(排抄较少排抄较少)，随着库容逐渐淤损，拦沙率将逐年减小，随着库容逐渐淤损，拦沙率将逐年减小(排排沙逐年增加沙逐年增加)。影响水库拦沙率高低的因索很多，据国内外。影响水库拦沙率高低的因索很多，据国内外数十座水库实测资料分析，以调节库容与平均水量之比对拦数十座水库实测资料分析，以调节库容与平均水量之比对拦抄率的影响较为明显。统计资料表明：当调节库容与平均水抄率的影响较为明显。统计资料表明：当调节库容与平均水量之比达量之比达0.50.5以上时，拦沙率接近以上时，拦沙率接近100100，即几乎全部泥沙淤，即几乎全部泥沙淤在库里。这是因为调节库容与平均水量比值高表示水库具有在库里。这是因为调节库容与平均水量比值高表示水库具有较大的相对库容，调节程度高，汛期弃水少，拦沙率自然就较大的相对库容，调节程度高，汛期弃水少，拦沙率自然就高。高。水水库库使使用用年年限限的的计计算算水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节五、水库的淹没和浸没五、水库的淹没和浸没u修建水库，持别是修建水库，持别是高坝大库，可调节径流高坝大库，可调节径流，获得较大的，获得较大的防洪、兴利综合利用效益，但往往也会引起淹没和浸没防洪、兴利综合利用效益，但往往也会引起淹没和浸没问题。水库蓄水后，将会淹没土地、森林、村镇、交通、问题。水库蓄水后，将会淹没土地、森林、村镇、交通、电力和通讯设施及文物古迹，甚至城市建筑物等。由于电力和通讯设施及文物古迹，甚至城市建筑物等。由于库区地下水位抬高，水库附近受到浸没影响，使树木死库区地下水位抬高，水库附近受到浸没影响，使树木死亡，旱田作物受涝；耕地盐碱化；形成局部沼泽地，恶亡，旱田作物受涝；耕地盐碱化；形成局部沼泽地，恶化卫生条件，滋生疟蚊；增加矿井积水，使原有工程建化卫生条件，滋生疟蚊；增加矿井积水，使原有工程建筑物的基础产生塌陷等。还会引起库用塌岸，毁坏农田筑物的基础产生塌陷等。还会引起库用塌岸，毁坏农田相居民点，减小水库容积。相居民点，减小水库容积。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节五、水库的淹没和浸没五、水库的淹没和浸没u正常蓄水位以下库区为正常蓄水位以下库区为经常淹没区经常淹没区，影响所及均需改线、，影响所及均需改线、搬迁。正常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪、冰搬迁。正常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪、冰塞雍水等淹没的地区为塞雍水等淹没的地区为临时淹没区临时淹没区，或迁移或防护，要，或迁移或防护，要根据具体情况确定。根据具体情况确定。u对于特别稀遇洪水时才出现的淹没区，要对于特别稀遇洪水时才出现的淹没区，要考虑其土地合考虑其土地合理利用问题理利用问题。u在多沙河流上确定回水淹没范围，要考虑一定年限的在多沙河流上确定回水淹没范围，要考虑一定年限的泥泥沙淤积对抬高回水水位沙淤积对抬高回水水位，特别是回水末端水位的影内。，特别是回水末端水位的影内。u在水面开阔、顺程较长的淹没区和容易发生冰塞雍水的在水面开阔、顺程较长的淹没区和容易发生冰塞雍水的水域，要在正常蓄水位以上适当考水域，要在正常蓄水位以上适当考虑风浪爬高和冰塞雍虑风浪爬高和冰塞雍水对回水的影响水对回水的影响。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节五、水库的掩没和漫没五、水库的掩没和漫没u淹没区、浸没影响区和库周影响区淹没区、浸没影响区和库周影响区(水库蓄水后失去生产、水库蓄水后失去生产、生活条件，带采取措施的库边及孤岛上的居民点生活条件，带采取措施的库边及孤岛上的居民点)里所有迁移里所有迁移对象都应按规定标准给予补偿，此补偿加上各种资源损失，统对象都应按规定标准给予补偿，此补偿加上各种资源损失，统称称掩没损失掩没损失，计入水库总投资内。计入水库总投资内。u处理水魔淹没中的移民问题，往往十分棘手。在移民安置工处理水魔淹没中的移民问题，往往十分棘手。在移民安置工作中，要正确处理国家、集体和个人的关系。充分利用当地自作中，要正确处理国家、集体和个人的关系。充分利用当地自然资源，因地制宣地开拓多种途径。安置方式和出路有：然资源，因地制宣地开拓多种途径。安置方式和出路有：（1）在库区财近调整行政单元调剂土地和生产手段，就近）在库区财近调整行政单元调剂土地和生产手段，就近安置。（安置。（2）远迁安量）远迁安量（3）不论就近或远近，均有成建制集中安置和按户分散安置）不论就近或远近，均有成建制集中安置和按户分散安置助方式。（助方式。（4）不论采用何种安置方式，都要广开生产门路。）不论采用何种安置方式，都要广开生产门路。农村移民以农为主，农工商牧副渔各业并举；城镇居民原则上农村移民以农为主，农工商牧副渔各业并举；城镇居民原则上随城镇迁建安置。随城镇迁建安置。在少数民族地区，要尊重其风俗习惯。在少数民族地区，要尊重其风俗习惯。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第二节第二节 兴利调节分类兴利调节分类一、按调节周期分类一、按调节周期分类调节周期，指水库的兴利库容从调节周期，指水库的兴利库容从库空库空蓄满蓄满放空放空的完整的蓄放过程。的完整的蓄放过程。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节二、按水库任务分类二、按水库任务分类三、按水库供水方式分类三、按水库供水方式分类 四、按径流利用程度分类四、按径流利用程度分类五、其它分类五、其它分类日调节：日调节：0.08年调节：年调节：0.080.3多年调节：多年调节：0.30.5水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第三节第三节 设计保证率设计保证率一、工作保证率和设计保证率一、工作保证率和设计保证率保证率：在多年期间，各个用水部门能够按照保证率：在多年期间，各个用水部门能够按照正常用水的需要，正常工作的概率。正常用水的需要，正常工作的概率。年保证率：指多年期间正常工作年数占运行总年保证率：指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比年数的百分比。P P设设=正常工作年数正常工作年数/（总运行年数（总运行年数+1+1）100%100%水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节历时保证率：指多年期间正常工作历时占总历历时保证率：指多年期间正常工作历时占总历时的百分比时的百分比。年保证率与历时保证率之间的转换：年保证率与历时保证率之间的转换：采用哪种形式计算工作保证率，视采用哪种形式计算工作保证率，视用水特性用水特性、水库调节性能水库调节性能及及设计要求设计要求等因素而定。蓄水式电站、等因素而定。蓄水式电站、灌溉用水等，一般可采用年保证率；径流式电站、灌溉用水等，一般可采用年保证率；径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用水部门，其工航运用水和其他不进行径流调节的用水部门，其工作多按日计算，故多采用历时保证率。作多按日计算，故多采用历时保证率。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节二、设计保证率的选择二、设计保证率的选择（一）水电站的设计保证率（一）水电站的设计保证率装机容量小于装机容量小于25000kW的小型水电站，设计保的小型水电站，设计保证率一般采用证率一般采用6590；以灌溉为主的农村小水；以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取同值；电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取同值；大、中型水电站的设计保证率可参照表大、中型水电站的设计保证率可参照表2-2选值。选值。表表2-2 2-2 水电站设计保证率水电站设计保证率系统中水电站容量比重（系统中水电站容量比重（%）2525以下以下252550505050以上以上水电站设计保证率（水电站设计保证率（%）808090909090959595959898水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节（二）灌溉设计保证率（二）灌溉设计保证率灌溉设计保证率灌溉设计保证率：指在干旱期作物缺水情况下，：指在干旱期作物缺水情况下，由灌溉设施供水抗旱的保证程度。由灌溉设施供水抗旱的保证程度。灌溉设计保证率选用的基本原则：南方地区比北灌溉设计保证率选用的基本原则：南方地区比北方地区为高；自流灌溉比提水灌溉为高；远景规划工方地区为高；自流灌溉比提水灌溉为高；远景规划工程比近期工程为高；大型工程比中小型工程为高。程比近期工程为高；大型工程比中小型工程为高。地区特点地区特点农作物种类农作物种类年设计保证率（年设计保证率（%）缺水地区缺水地区以旱作物为主以旱作物为主50507575以水稻为主以水稻为主70708080水源丰富地水源丰富地区区以旱作物为主以旱作物为主70708080以水稻为主以水稻为主75759595水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节抗旱天数抗旱天数:指依靠灌溉设施供水，可以抗御连续多指依靠灌溉设施供水，可以抗御连续多少天无雨保丰收的天数。农田基本建设和一些小型灌区少天无雨保丰收的天数。农田基本建设和一些小型灌区的规划设计中是常被采用的。的规划设计中是常被采用的。在在F一定的情况下，一定的情况下，P灌灌越高，所需越高，所需V兴兴越大；越大；在在P灌灌一定的情况下，一定的情况下，F越大，所需越大，所需V兴兴也越大；也越大；在水库在水库V兴兴一定的情况一定的情况下，下，P灌灌越高，可灌溉的面越高，可灌溉的面积越小。积越小。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第四节第四节 设计代表期设计代表期一、设计代表年一、设计代表年二、设计多年径流系列二、设计多年径流系列1.设计枯水系列设计枯水系列T破破 =n-P设设（n+1+1）2.设计中水系列设计中水系列（代表中等来水条件下的平均兴利情况（代表中等来水条件下的平均兴利情况）设计枯水年设计枯水年设计中水年设计中水年设计丰水年设计丰水年注意：注意：系列连续径流资料至少要有一个以上完整的循环；系列连续径流资料至少要有一个以上完整的循环；系列年径流均值应等于或接近于多年平均值；系列年径流均值应等于或接近于多年平均值；系列应包括枯水年、中水年、丰水年，它们的比例关系列应包括枯水年、中水年、丰水年，它们的比例关系与长系列大体相同，使设计中水系列的年径流变差系数系与长系列大体相同，使设计中水系列的年径流变差系数CvCv与与长系列的相近。长系列的相近。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第五节第五节 兴利调节计算兴利调节计算兴利调节计算：利用水库重新分配天然径流所进兴利调节计算：利用水库重新分配天然径流所进行的计算。行的计算。基本方法：时历法和概率法基本方法：时历法和概率法基本原理：基本原理：W末末=W初初+W入入-W出出 式中式中W W末末计算时段末水库蓄水量；计算时段末水库蓄水量；W W初初计算时段初水库蓄水量；计算时段初水库蓄水量；W W入入计算时段入库水量；计算时段入库水量；W W出出计算时段出库水量，包括向各用水部门计算时段出库水量，包括向各用水部门 提供的水量、弃水量及水库水量损失等。提供的水量、弃水量及水库水量损失等。基本课题基本课题:已知来水、用水和已知来水、用水和P P设设，求，求V V兴兴；已知来水、已知来水、V V兴兴和和P P设设，求，求Q Q调调；已知来水、已知来水、V V兴兴和和P P设设，求按照一定的运，求按照一定的运 用方式，水库的运用过程（用方式，水库的运用过程（Q Q调调t t或或Z Z t t）。）。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节水库运用情况分析水库运用情况分析水库的蓄泄过程称为水库运用，在整个调节周水库的蓄泄过程称为水库运用，在整个调节周期内，按照来水和用水的配合情况，年调节水库可期内，按照来水和用水的配合情况，年调节水库可分为：分为：1.一回运用一回运用水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节2.两回运用两回运用V V1 1V V2 2，V V3 3 V V4 4则则V V调调=max(V=max(V2 2，V V4 4，V V2 2+V+V4 4-V-V3 3)V V1 1V V2 2，V V3 3V V4 4则则V V调调=max(V=max(V2 2，V V4 4)V V1 1V V2 2，V V3 3V V4 4，V V3 3V V2 2则则V V调调=V=V2 2+V+V4 4-V-V3 3水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节3.多回运用多回运用主要看两亏水期中间余水期的余水量是否大于前后主要看两亏水期中间余水期的余水量是否大于前后两个亏水期的亏水量：两个亏水期的亏水量：如果余水量不同时小于两个亏水量，则所需库如果余水量不同时小于两个亏水量，则所需库容为两个亏水量中的较大者；容为两个亏水量中的较大者；如果余水量同时小于前后两个亏水期的亏水量，如果余水量同时小于前后两个亏水期的亏水量，则库容为三者的代数和。则库容为三者的代数和。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第六节第六节 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法一、根据用水过程确定水库兴利库容一、根据用水过程确定水库兴利库容（一）求库容的列表计算法（一）求库容的列表计算法1、年调节水库兴利调节计算的、年调节水库兴利调节计算的长系列法长系列法将水库坝址断面河流多年来水过程和用水过程，将水库坝址断面河流多年来水过程和用水过程，逐年按时历列表法进行逐时段（月或旬）的水量平逐年按时历列表法进行逐时段（月或旬）的水量平衡计算，求得水库蓄泄过程和兴利库容。衡计算，求得水库蓄泄过程和兴利库容。（1）逐年调节计算）逐年调节计算A不计水量损失的年调节列表计算法不计水量损失的年调节列表计算法【例题例题】B计入水量损失的年调节列表计算法计入水量损失的年调节列表计算法【例题例题】水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 (2)(2)设计库容的确定设计库容的确定 假定有假定有n n年来水及灌溉用水资料，按上述方法年来水及灌溉用水资料，按上述方法进行每年的调节计算，得到进行每年的调节计算，得到n n个年调节库容。然后个年调节库容。然后按由按由小到大小到大的次序排列，用经验频率公式求出相应的次序排列，用经验频率公式求出相应每一库容的频率，点绘库容频率曲线。根据给定的每一库容的频率，点绘库容频率曲线。根据给定的灌溉设计保证率灌溉设计保证率P P设设，查，查V VP P曲线即可求得相应的年曲线即可求得相应的年调节设计库容调节设计库容V V设设。（3 3）正常蓄水位的确定）正常蓄水位的确定 确定了水库的兴利库容后，加上死库容就得两确定了水库的兴利库容后，加上死库容就得两者之和的库容，用此库容在水位容积曲线上可查者之和的库容，用此库容在水位容积曲线上可查得相应的正常蓄水位得相应的正常蓄水位 水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 结论：结论：(1)(1)径流来水过程与用水过程差别愈大，则所径流来水过程与用水过程差别愈大，则所需兴利库容愈大。需兴利库容愈大。(2)(2)在一次充蓄条件下，累计整个供水期总不在一次充蓄条件下，累计整个供水期总不足水量和损失水量之和，即得兴利库容。足水量和损失水量之和，即得兴利库容。等流量调节：等流量调节：用供水期各月用水量的均值代替用供水期各月用水量的均值代替各月实际用水量，即假定整个供水期为均匀供水。各月实际用水量，即假定整个供水期为均匀供水。(3)(3)调节系数：调节系数：设计枯水年供水期调节流量（多设计枯水年供水期调节流量（多年调节时为设计枯水系列调节流量）与多年平均流年调节时为设计枯水系列调节流量）与多年平均流量的比值，用以度量径流调节的程度。量的比值，用以度量径流调节的程度。(4)(4)兴利部门全年用水量不大于设计枯水年来水兴利部门全年用水量不大于设计枯水年来水量时，枯水期不足水量可由径流年调节解决。量时，枯水期不足水量可由径流年调节解决。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 先对坝址断面设计站或参证站或灌区各水文年的年先对坝址断面设计站或参证站或灌区各水文年的年来水量及年用水量进行频率计算，求得年来水量及年用水来水量及年用水量进行频率计算，求得年来水量及年用水量的经验或理论频率曲线，或均值、量的经验或理论频率曲线，或均值、CvCv、Cs3Cs3个参数。若无个参数。若无较长系列的年月来水资料，则可根据该地区较长系列的年月来水资料，则可根据该地区水文手册水文手册中年径流统计参数等值线图查得。中年径流统计参数等值线图查得。由年来水、年用水频率曲线求得相应于灌溉设计保由年来水、年用水频率曲线求得相应于灌溉设计保证率的设计年来水量证率的设计年来水量W W来来,P P及设计年用水量及设计年用水量W W用用,P P。2 2、年调节水库兴利调节计算的、年调节水库兴利调节计算的代表年法代表年法 （1 1）实际代表年法）实际代表年法 （2 2）设计代表年法：按设计保证率选择一年）设计代表年法：按设计保证率选择一年的来、用水过程线，作为设计代表年，然后根据的来、用水过程线，作为设计代表年，然后根据此设计代表年去进行调节计算，求得库容作为设此设计代表年去进行调节计算，求得库容作为设计的兴利库容。计的兴利库容。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 从实测资料中选择年来水量接近从实测资料中选择年来水量接近W W来来,P,P，年用水量接近，年用水量接近W W用用,P,P，且年内分配具有代表性的一年，且年内分配具有代表性的一年(或几年或几年)作为典型年，作为典型年，其年来水量为其年来水量为W W来来,典典，年用水量为，年用水量为W W用用,典典。计算缩放倍比计算缩放倍比K K来来W W来来,P,P/W/W来来,典典及及K K用用W W用用,P,P/W/W用用,典典，再，再用此用此K K来来、K K用用值分别乘该典型年各月来水量及各月用水量，值分别乘该典型年各月来水量及各月用水量，即得设计代表年的来、用水过程。即得设计代表年的来、用水过程。对所推求的设计代表年进行调节计算，求得兴利库容对所推求的设计代表年进行调节计算，求得兴利库容(即设计库容即设计库容)。如由所选择的几个设计代表年求得的结果不。如由所选择的几个设计代表年求得的结果不一致，为安全起见，可选对工程较为不利的一年，即库容较一致，为安全起见，可选对工程较为不利的一年，即库容较大的一年作为设计代表年。大的一年作为设计代表年。设计代表年法采用来、用水同频率只有在各年来、用水之设计代表年法采用来、用水同频率只有在各年来、用水之间有间有较好相关关系较好相关关系时才是正确的，否则由此求得的兴利库容时才是正确的，否则由此求得的兴利库容不一定符合设计保证率。不一定符合设计保证率。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节二、根据兴利库容确定调节流量二、根据兴利库容确定调节流量在水库规划设计阶段常拟定若干个正常蓄水位为在水库规划设计阶段常拟定若干个正常蓄水位为不同的比较方案。进行方案比较时必须针对任一正不同的比较方案。进行方案比较时必须针对任一正常蓄水位初定死水位，得出其相应的兴利库容，并常蓄水位初定死水位，得出其相应的兴利库容，并根据已知兴利库容推求其供水期调节流量及其它效根据已知兴利库容推求其供水期调节流量及其它效益指标，以供方案比较。益指标，以供方案比较。方法：试算法和直接算法方法：试算法和直接算法注意：注意：1.1.水库调节性能问题。水库调节性能问题。2.2.划定蓄、供水期的问题。划定蓄、供水期的问题。【例例2-1】水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节三、设计保证率、调节库容与调节流量的关系三、设计保证率、调节库容与调节流量的关系 对于任一给定的水库兴利库容对于任一给定的水库兴利库容V V，可利用径流，可利用径流系列资料逐年进行计算，求得各年供水期的调节流系列资料逐年进行计算，求得各年供水期的调节流量，然后按其大小次序排列，推求其经验频率曲线，量，然后按其大小次序排列，推求其经验频率曲线，作出调节流量保证率曲线作出调节流量保证率曲线Q Qp pP P。改变。改变“V V”值，通值，通过同样的计算方法，可作出另一条过同样的计算方法，可作出另一条Q QP PP P。因此，以。因此，以V V为参数，可作出一组调节流量保证率曲线。为参数，可作出一组调节流量保证率曲线。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第七节第七节 兴利调节时历图解法兴利调节时历图解法一、水量累积曲线和水量差积曲线一、水量累积曲线和水量差积曲线（一）水量累积曲线（一）水量累积曲线图图2-13流量过程线和水量累积曲线流量过程线和水量累积曲线水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节图图2-14 2-14 水量累积曲线及其流量比尺水量累积曲线及其流量比尺水量累积曲线的主要特征：水量累积曲线的主要特征：水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节（二）水量差积曲线（二）水量差积曲线图图2-15 2-15 水量差积曲水量差积曲线及其流量比尺线及其流量比尺水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节水量差累积曲线的特征水量差累积曲线的特征789101112123456 (1)(1)曲线向上，表示水量差曲线向上，表示水量差累积值增加。曲线向下，表示累积值增加。曲线向下，表示水量差累积值减小。曲线的坡水量差累积值减小。曲线的坡度越陡，表示水量差累积值增度越陡，表示水量差累积值增加或减小越快。加或减小越快。(2)(2)曲线上任一点的纵坐曲线上任一点的纵坐标表示自调节年度开始时刻至标表示自调节年度开始时刻至该点时刻的水量差累积值。该点时刻的水量差累积值。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节 （4 4）曲线上供水期内上下两点间的最）曲线上供水期内上下两点间的最大纵坐标差，即为最大缺水量，也即需由大纵坐标差，即为最大缺水量，也即需由水库提供的水量。而水库的兴利调节库容水库提供的水量。而水库的兴利调节库容就等于这一最大纵坐标差的绝对值。就等于这一最大纵坐标差的绝对值。789101112123456 （3 3）曲线上任意两点间的）曲线上任意两点间的纵坐标差，表示这两点间对应纵坐标差，表示这两点间对应时段内的余、缺水量。纵坐标时段内的余、缺水量。纵坐标差为正时，表示有余水量，其差为正时，表示有余水量，其相应时段为余水期；纵坐标差相应时段为余水期；纵坐标差为负时，表示有缺水量，其相为负时，表示有缺水量，其相应的时段为缺水期。应的时段为缺水期。如如a、b两点纵坐标差为两点纵坐标差为39403010930，表示，表示11月初至月初至来年来年4月末是余水期，余水量为月末是余水期，余水量为930；b、c两点纵坐标差为两点纵坐标差为1420-3940=-2520，表示，表示5月初至来年月初至来年6月末是缺水期，缺水量为月末是缺水期，缺水量为2520。如如b、c两点最大纵坐标差的绝对两点最大纵坐标差的绝对值为值为2520，即水库某年兴利调节库容，即水库某年兴利调节库容为为2520。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节第八节第八节 多年调节计算的概率法多年调节计算的概率法u普列什科夫线解图：普列什科夫线解图：模比系数模比系数K K 调节系数调节系数 库容系数库容系数 设计保证率设计保证率P Pu条件：来水为皮尔逊条件：来水为皮尔逊型分布且型分布且C Cs s=2C=2Cv v直接计算：直接计算：已知已知C Cv v=0.4,C=0.4,Cs s=0.8,P=90%,=0.7=0.8,P=90%,=0.7求求多多。水利水能规划水利水能规划水利水能规划水利水能规划西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院*第二章第二章 兴利调节兴利调节间接算法（间接算法（C Cs s2C2Cv v）F换算公式：换算公式：CvCv/（1一一a0）（一一a0）/（1一一a0）多多（1一一a0）多多已知已知C Cs s=3C=3Cv v，C Cv v=0.4,=0.4,多多=0.3,P=90%,=0.3,P=90%,求求。