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1、水资源规划水库群的水利水能计算水资源规划 第六章水库群的水利水能计算主讲教师：倪广恒 胡和平2003年秋季学期Date1水资源规划水库群的水利水能计算第一节 简述 意义 ： 我国水利水电资源丰富，水利水电建设发 展很快，一个地区一条河流，一个电力系 统中常常有许多水库，水电站共同工作。 在水利水电工业中，无论供水，供电都是 流一的有计划地安排的，各工程之间不是 孤立的，而是互相配合工作的，也就是说 可以把它们看作一个统一的系统来研究， 使系统中各水库水电站很好地配合，取长 补短，使总体效益最大 Date2水资源规划水库群的水利水能计算意义 一个系统由许多元素组成，研究系统中各 元素之间的相互联
2、系，使其互相协调配合 ，达到总体最优，这就是系统工程研究的 课题，可用系统工程方法来进行研究。但 本课程不准备这么做，仍然用常规的思路 和 方法来分析，其实这也是利用系统分析 方法的基础。 在实际工作中，在大中型水电站规划设计 中，很少是孤立地考虑一个水电站，绝大 多数都是水电站群的问题 研究水电站群（水库群）的目的主要是使 各水库配合工作取长补短，以增加水库群 总体效益，让1+12 Date3水资源规划水库群的水利水能计算串联水库 根据水库群的特点，可分为三类 串联水库（梯级水库）：在同一条河流 上，从上游到下游布置有若干个水库， 水电站 ,如：永定河上有：官厅，向阳口 ，下苇甸，下马岭，三
3、家店模式口。 潮 白河上有：青石岭，密云水库 一般的大江大河上，都分布着串联水库 群，如黄河上有若干个梯级如：龙羊峡 ，李家峡，刘家峡，岩锅峡，小浪底等 ，红水河上有十个绨级。 Date4水资源规划水库群的水利水能计算串联水库 理想的绨级水电站开发方式为下一 级回水正好衔接到上一级的底水而 形成梯级。这样可以充分利用落差 梯极水电站有的调节性能好，有的 调节性能差，从发电角度来说，最 理想的是在最上游找到一个调节性 能好的水电站，它的调节可以给下 游梯级带来效益，如永定河上游有 官厅水库 Date5水资源规划水库群的水利水能计算串联水库从防洪角度来说，最好是在最接近 被保护地区有一大的防洪库容
4、，可 以调节以上流域的全部洪水，若水 库离被保护地区远，则区间洪水还 可能造成很大危害 Date6水资源规划水库群的水利水能计算并联水库 并联水库群 :水库不在同一条河 流上，水库间无直接水力联系， 一个水库的出流并不进入另一水 库中，例如：密云水库和官厅水 库。 Date7水资源规划水库群的水利水能计算并联水库群示例Date8水资源规划水库群的水利水能计算复杂水库群 复杂水库群：串联水库群和并联 水库群结合的情况 Date9水资源规划水库群的水利水能计算水库群 Date10水资源规划水库群的水利水能计算水库、水电站群什么情况下，把许多水库当成水 库群系统来研究 有水力联系（水源有联系） 无水
5、力联系，但有供水任务联系，向同一地区洪水， 在同一供水系统（官厅，密云） 有供电，在同一电力系统中，如丹江 口，葛洲坝Date11水资源规划水库群的水利水能计算水库、水电站群 如不是上面情况，我们就没有必要 把它们当作一个水库群来研究，如 日前没有必要把海河流域和珠江流 域作为流一系统来研究。但是当研 究从黄河引水到海河流域时，海河 和黄河就要当作统一系统，同样的 道理，考虑南水北调时，要把长江 、黄河当作一个系统考虑 Date12水资源规划水库群的水利水能计算水库群的补偿作用 水文补偿：利用两河丰枯起迄期不同 （或称水文不同步）的特点，把它们联 系起来，共同满足用水或用电的要求， 互相补充水
6、量，提高两河的保证流量 库容补偿：利用各水库调节性能的差 异进行补偿，如度年调节和年调节水库 共同工作，多年调节，来水期多蓄水， 枯水期多放水，丰水年多蓄水，枯水年 多放水，于是就提高了枯水流量 Date13水资源规划水库群的水利水能计算 第二节 梯级水库的 水利水能计算 梯级水库的径流调节计算梯级水库的径流补偿Date14水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流调节计算计算方法 不考虑补偿调节的梯级水电站，其 径流调节计算与单一水库的径流调 节计算在原则和方法上都没有多大 区别。仅仅是下一级水电站计算其 入流量时应考虑到上一级的调节作 用，即上级水电站放水过程+区间来 水过程=下级水电站
7、入流过程 Date15水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流调节计算梯级水电站径流调节计算中，上级放水 对下级电站入流及径流调节有影响，而 下级水电站的放水，对上级水电站没有 影响，所以梯级水电站径流调节计算要 至上而下，逐级计算 经流调节计算方法先对第一级水库进行径流调节计算，求出各 月的调节流量Qp（方法与单一水库径流调节 相同） Date16水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流调节计算计算各时段的区间来水过程，Q区t Q区QFQ上将第一级水库的各月调节流量与区间流量相 加得到第二级水库的入流过程 Q入2Qp1Q区12以Q入2为第二级水电站的入流过程，根据已 知V兴进行径流调
8、节计算,得到各月调节流量 QP2 用同样的方法对以下各梯级逐级进行调节计 算 Date17水资源规划水库群的水利水能计算径流调节计算的例子有甲乙两水库，它们是梯级水库， 甲在上，乙在下，V甲=50秒立米月 ，Q甲15秒立米（水轮机最大过 流能力），V乙20秒立米月，Q乙 20秒立米月，其设计年各月来水 如下表，计算乙水库的出流过程。Date18水资源规划水库群的水利水能计算月份789101112123456Q甲天30 50 25 1086548764Q乙天45 78 39 1613109712 10 96Q甲乙区间15 28 14 654434332Date19水资源规划水库群的水利水能计算解
9、： （1）甲库调节计算：（2）计算甲库出流过程，见下表Date20水资源规划水库群的水利水能计算Qp甲15 15 1512121212 12 12 12 12 12V甲15 350-2-4-6-7-8-4-5-6-8V甲15 50 5048443831 23 19 1480Q甲弃0010000000000Q甲出15 15 2512121212 12 12 12 12 12Date21水资源规划水库群的水利水能计算（3）计算区间入流Q区间152814654434332（4）计算乙库入流Q乙入30433918171616 15 16 15 15 14（5）计算乙库调节流量Date22水资源规划水库
10、群的水利水能计算Qp乙20 20 2018181818 18 18 18 18 18V乙10 1000-1-2-2-3-2-3-3-4V乙013 19000000000Q乙弃10 20 2020191715 12 10740Q乙出20 33 3918181818 18 18 18 18 18（6）计算乙库出流过程Date23水资源规划水库群的水利水能计算注：在计算乙水库调节流量时可 以把甲水库的调节库容计算在乙 库中，即 Date24水资源规划水库群的水利水能计算认为甲水库的库容可以折算为乙水库 的等效库容。 问题：这种算法是不是具有一般性？否，甲水库较大，上游来水较少，区 间来水较大，甲水库
11、的供水期和乙水 库的供水期划分不一致，就不能用等 效库容的简化方法来计算。所以 关键：供水期要一致才可以 Date25水资源规划水库群的水利水能计算防洪库容的确定防洪库容的确定：应让本身防洪要求 高的水库、水库容积大的水库、水头 较低的水库、梯级的下一级多承担防 洪库容，但不能小于必需防洪库容。 （必需防洪库容分总的和各自的，应 分别求，总的可根据来水过程与安全 泄量差来求，各自的可以认为某一水 库不放水时，所需防洪库容），计算 方法同上， Date26水资源规划水库群的水利水能计算灌溉库容和总保证出力的 确定灌溉库容的确定：将乙处天然来水过 程和灌区需水图绘在一起，找出总灌 溉库容。然后在甲
12、乙两库间分配 总保证出力的确定：将梯级水库中各 库的出力保证率曲线上的同频率出力 相加，就可画出梯级水库总保证出力 保证率曲线，在该曲线上，根据设计 保证率，可以很方便地求出梯级水库 的总保证出力 Date27水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流补偿径流补偿调节的概念和作用 径流补偿就是利用各个水库的来水过程 的不一致性和水库调节性能的不一致性 ，互相配合工作，取长补短，以达到提 高水库群的总保证流量的目的。 径流补偿调节的目的就是各水库联合运 用以达到比单独运行更大的效益 水文补偿来水过程丰枯不一致，如 甲乙两河无调节水库，来水如下表 Date28水资源规划水库群的水利水能计算梯级水
13、库的径流补偿月份12123保证流 量甲3230282525乙2824262824联合工 作6054545353Date29水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流补偿由此可见，联合工作的流量 53m3/s比单独工作的49 m3/s提高 了4 m3/s提高了 8.2 库容补偿水库调节性能不一样 ，被补偿水库按单独运行最优方式 运行，补偿水库在被补偿水库放水 时少放水，蓄水时多放水，以增加 总保证流量 Date30水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题1有甲乙两水库，甲为年调节（被 补偿），乙为多年调节（补偿）甲 水库在一个枯水系列（6年）中年 调节流量为25，26，29，23，3
14、5， 30，保证流量为23，乙多年调节流 量为40 m3/sDate31水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题1单独Qp402363m3/s补偿Qp40（25+26+29+23+35+30）/668m3/s补偿后提高了 7.9两库补 偿后686868686868甲252529233530乙434239453338Date32水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库的径流补偿梯级（串联）水库的径流补偿调节 上游水库调节性能差，下游好 ：此时 按一般梯级水库径流调节即可，上游 单独调节放水，加上区间入流，再对 下游水库进行径流调节计算 上游水库调节性能好，下游差：进行 补偿调节计算 上下
15、游水库都有一定的调节性能：也 要进行补偿调节计算 Date33水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题2甲乙两水库，甲为上游年调节水 库V甲=180 m3/s月，乙为下游无调 节水库，有区间入流 月份101112123Q甲160150140140150160Q乙302010102030Date34水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题2 若按无补偿调节计算Qp甲180180180180180180Q区间302010102030Qp乙210200190190200210保证流量是190m3/sDate35水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题2若按补偿调节计算，
16、利用甲水库的调节性能Date36水资源规划水库群的水利水能计算梯级水库径流补偿例题2月份9101112123Q乙p200200200200200200Q区302010102030Q甲p170180190190180170Q甲天160150140140150160V甲-10-30-50-50-30-10V甲蓄1801701409040100Date37水资源规划水库群的水利水能计算径流补偿示例Date38水资源规划水库群的水利水能计算 第三节 并联水库群的径流 电力补偿调节计算 并联水库（无水力联系）的径流 补偿调节并联水库水电站的电力补偿Date39水资源规划水库群的水利水能计算并联水库群径流补偿调节 计算方法： 如两个无水力联系的并联水库向同 一地区供水，如有一个水库调节性 能较好，另一个较差时，可以进行 径流补偿调节 调节性能差的可按自身规律放水（ 被补偿）调节性能
