工程水文与水力计算——水库兴利调节计算.ppt

《工程水文与水力计算——水库兴利调节计算.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程水文与水力计算——水库兴利调节计算.ppt（34页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、第九章 兴利调节计算,第一节 概述第二节 水库特征曲线及特征水位第三节 设计保证率的概念及其选择第四节 水库的水量损失第五节 水库死水位的确定第六节 年调节水库兴利调节计算第七节 多年调节水库兴利调节计算,第一节 概 述,水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于用水时，再放水补充，以满足兴利部门的用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的变化而变化。由库空到蓄满，再到放空，循环一次所经历的时间；称为调节周期。按调节周期的长短可分为：日调节、周调节、年调节和多年调节,第二节 水库特征曲线及特征水位,用来反映水库库区地形特性的曲线，称水库特征曲线，有水库的水位面积曲线和

2、水位容积曲线两种，也可简称为面积曲线和容积曲线；用来反映水库工作状况的水位，称水库特征水位，与特征水位相应的库容称水库特征库容。,一、水库特性曲线,二、水库特征水位与特征库容,1、死水位与死库客 Z死、V死水库正常运用情况下，允许消落的最低水位，称为死水位，死水位以下的库容称为死库容或垫底库容。死库容除遇特殊干旱年份外，一般是不能动用的。2、正常蓄水位和兴利库客Z正、V兴水库正常运用情况下，为满足设计兴利要求在供水期开始时应蓄到的水位，称正常蓄水位(Z正)。它与死水位之间的库容称兴利库容(V兴)。它与死水位之间的深度称消落深度。,3、防洪特征水位和防洪特征库容 所谓防洪待征水位和防洪特征库容，

3、是指与水库洪水调节有关的相应水位和相应库存。它包括防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位相相应的防洪库容与调洪库容。防洪限制水位，简称汛限水位(Z汛)。它是汛期洪水来，临前允许兴利苦水的上限水位。,防洪高水位(Z防)，是指在水库下游有防洪要求时，水库遇到相应于下游防护对象的设计洪水，按下游安全泄量控制进行洪水调节，坝前达到的最高水位。它与汛限水位之间的库容称为防洪库容（V防）设计洪水位(z设)，是指当水库遇到枢纽的设计洪水时，水库自汛限水位对该洪水进行调节，正常泄洪设施全部打开，坝前达到的最高水位。它与汛限水位之间的库容，是为调蓄枢纽设计洪水用的，一般称为调洪库容(V设调)。,校核洪

4、水位(V校)是指当水库遇到枢纽的校核洪水时，水库自汛限水位对该洪水进行调节，正常泄洪设施与非常泄洪设施先后投入运用，在泄流规模有限的情况下，库水位超过设计洪水位，所达到的坝前最高水位。与汛限水位之间的库容，也称为调洪库容(V校调)。V总=V死+V兴+V校调 V结,第三节 设计保证率的概念及其选择,设计保证率，是指多年期间，用水部门的正常用水得到保证的程度。它是设计的正常用水保证率的简称。以P来表示。设计保证率通常有年保证率和历时保证率两种表示方法。即,第四节 水库的水量损失,一、水库的蒸发损失 建库前，只有河道有水面蒸发，其余库区都是陆而蒸发，且这部分陆而蒸发量已反映在坝址断面处的实测径流资料

5、中。建库后，库区由陆面变为水面的这部分面积上，因水面蒸发大于陆面蒸发而额外增加了蒸发量。这额外增加的蒸发量，就是水库的蒸发损失，以W表示。即,二、水库的渗漏损失 建库蓄水后，由于水压力的作用，库中蓄水可通过库床、库岸、坝身和坝端产生渗漏。渗漏量的大小与库区、坝址的地质及水文地质条件，以及坝的施工质量有关。由于难以用理论公式计算，在生产实践中，常根据库区、坝址的地质与水文地质情况，选用经验指标进行估其。常用的经验指标如表106。,第五节 水库死水位的确定,水库死水位是水位正常运行的最低水位。死水位以下的死库容是不能用来进行径流调节的。死库容的作用，主要是淤积部分泥沙和抬高库水位。,一、满足自流灌

6、溉引水要求二、满足水库泥沙淤积要求三、满足水电站最低水头要求四、满足其他兴利部门的要求,第六节 年调节水库兴利调节计算,一、水库兴利调节计算原理水量平衡 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：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、两次运用和多回运用。,一回运用,两次运用,多回运用,当水库在一个调节年度内，蓄泄次数多于两次时，称多回运用。此时，调节库容的判定可采用逆时序累加余缺水量的方法进行。即由调节年度末水库放空时刻起，逆时序往前进行水量平衡计久也就是见缺水就加，见余水就减，减后若小于零即取

7、为零，求出各时段末的应蓄水量，其中的最大值，为累积最大缺水量，也就是该年度所需的调节库容。这种确定调节库容的方法同样可用于一回运用或两回运用。,二、列表法调节计算,列表法调节计算是年调节水库兴利调节计算的方法之一。该法是在来水、用水已知的情况下，用列表的方式，适时段求解水量平衡方程，以求得水库蓄泄过程和所需的兴利调节库容。由于它可以较为严格细致地考虑各种水量损失，因此是一种最常用的方法。根据是否计入水量损失，又分为以下两种情况。(一)不计损失列表法,蓄水期的蓄水和弃水可以有多种方式。最极端的两种方式，就是所谓的早蓄方案和晚蓄方案。前者是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

8、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。后者则由蓄水期的某一时刻起才开始苦水，在此之前，有余水即作为弃水。但也到供水期初蓄满调节库容。晚蓄方案可以由调节年度未库空开始，逆时序反向用水量平衡方法式(109)进行水库蓄水与弃水计，直至蓄水期开始蓄水时止而得到。采用晚蓄方案,(二)计入损失列表法,水库在兴利调节过程中，不可避免地会产生水量损失。因此水库应适当增大库容，以抵偿损耗的水量，来保证正常供水。但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，故常采用逐次逼近的方法来进行。该方法

9、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。,(三)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，可采用简算的方法来考虑水量损失。即将个计损失求得的调节库容的一半，加上死库容，得水库供水期的平均库容，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。,三、设计兴利库容与正常蓄水位的确定,

10、在某一年的来水与用水过程给定的情况下，可以来用前述的列表法，确定当年所需调节库容。但出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修多大才合适呢?这就是如何求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。,(一)长系列法,长系列来水资科，即设计的长期年、月径流量系列时，对每一年进行年调节计算，得到调节库容。将此调节库容，从小到大排列，进行库容保证率计算：,(二)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样和用水过程进调节计

11、算，求得的年调节库容即为设计兴利库容。1实际代表年法 实际代表年法，所选样的代表年来、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。2设计代表年法 设计代表年法，所选择的代表年来、用水过程是符合设计保证率的设计年径流过程、设计年用水过程。,第七节 多年调节水库兴利调节计算,为了保证正常供水，需要把丰水年的多余水量蓄起来，以补足少水年的水量不足，即水库需要进行跨年度调节、也就是多年调节。由于多年调节水库的调节周期可长达若干年，因此，兴利调节库容的大小，将决定于连续枯水年组的总亏水量。兴利调节计算的基本原理与方法，则与年调节计算相类似。,一、长系列时历列表法,1、判定各年度所需的调节库容 2、利用调节库容保证率曲线求多年调节兴利库容二、数理统计法,本章小结,(1)掌握水库特征曲线及特征水位(2)掌握设计保证率的概念及其选择方法(3)掌握水库的水量损失估算方法(4)掌握水库死水位的确定方法(5)掌握年调节水库兴利调节计算方法、步骤(6)掌握多年调节水库兴利调节计算方法,