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1、Ch6 Ch6 水库兴利调节计算水库兴利调节计算6.1 概述概述6.2 水库特性水库特性6.3 兴利用水与水库水量损失兴利用水与水库水量损失6.4 水库死水位的确定水库死水位的确定6.5 年调节水库兴利调节计算年调节水库兴利调节计算Ch6 Ch6 水库兴利调节计算水库兴利调节计算6.1 6.1 6.1 6.1 概述概述概述概述本节内容提要本节内容提要本节内容提要本节内容提要内容：内容： 一、一、水库的调节作用水库的调节作用 二、二、兴利调节分类兴利调节分类 三、三、设计代表年设计代表年 要求：要求： 熟悉熟悉径流调节的基本概念，径流调节的基本概念，了解了解兴利调兴利调节的分类及设计代表年的选取
2、。节的分类及设计代表年的选取。 一、水库的调节作用一、水库的调节作用一、水库的调节作用一、水库的调节作用天然来水天然来水生产、生产、生活用水生活用水矛矛 盾盾调节调节作用：调蓄水量作用：调蓄水量 抬高水位抬高水位 改变天然径流过程改变天然径流过程径流调节：径流调节： 按人们的需要，利用水库控制并按人们的需要，利用水库控制并在时间或地区上在时间或地区上重新分配径流，重新分配径流，称为径流调节。其作用是称为径流调节。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。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
3、：兴利调节： 为兴利而提高枯水径流的水量调节。为兴利而提高枯水径流的水量调节。防洪调节：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。下游洪涝灾害的调节。一、水库的调节作用一、水库的调节作用一、水库的调节作用一、水库的调节作用二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类调节周期：调节周期： 库空库空（死水位）（死水位） 库满库满（正常蓄水位）（正常蓄水位） 库空库空（死水位）（死水位）调节周期调节周期兴利调节：兴利调节：（一）日调节和周调节（一）日调节和周调节 2%3%（二）年调节（二）年调节 3
4、%5%30%50%（一）日调节和周调节（一）日调节和周调节为短周期调节，一般用于发电水库。为短周期调节，一般用于发电水库。二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类（二）年调节（二）年调节 常为以灌溉为主的常为以灌溉为主的水库。将丰水期的多余水库。将丰水期的多余水量存蓄在水库中，供水量存蓄在水库中，供枯水期用。枯水期用。完全年调节完全年调节不完全年调节不完全年调节二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类（三）多年调节（三）多年调节 常为以灌溉为主的水常为以灌溉为主的水库。将丰水年的多余水量库。将丰水年的多余水量拦蓄在水库中，补充枯水拦蓄在水库中，补
5、充枯水期供水量之不足，为跨年期供水量之不足，为跨年度的调节。度的调节。二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类设计代表年设计代表年设计枯水年设计枯水年 P = P设设 设计平水年设计平水年 P = 50% 设计丰水年设计丰水年 P = 1P设设 二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类二、兴利调节分类Ch6 Ch6 水库兴利调节计算水库兴利调节计算6.2 6.2 6.2 6.2 水库特性水库特性水库特性水库特性本节内容提要本节内容提要本节内容提要本节内容提要内容：内容： 一、一、水库特性曲线水库特性曲线 二、二、水库特征水位和库容水库特征水位和库容 要求：要求：
6、 掌握掌握水库特性曲线的绘制方法，水库特性曲线的绘制方法，熟悉熟悉水水库的特征水位和库容，库的特征水位和库容，了解了解水库死水位的确水库死水位的确定方法。定方法。 一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线什么是水库？什么是水库？ 水水库库是是指指在在河河道道、山山谷谷等等处处修修建建水水坝坝等等挡挡水水建建筑筑物物形形成成的的蓄蓄集集水水的人工湖泊。水库的容积与库区内的地形及河流的坡降有关。的人工湖泊。水库的容积与库区内的地形及河流的坡降有关。 1. 水库的作用水库的作用 拦蓄洪水拦蓄洪水: :除害除害 调节河川天然径流：兴利调节河川天然径流：兴利 集中落差：发电集中落
7、差：发电2. 水库的分类水库的分类 河道型：河流的坡降较陡河道型：河流的坡降较陡 湖泊型：库区内的地形平坦，开阔湖泊型：库区内的地形平坦，开阔3. 水库特性曲线水库特性曲线 反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线。反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线。 它包括它包括 水库水位面积关系曲线水库水位面积关系曲线，简称为水库面积曲线，简称为水库面积曲线， 水库水位容积关系曲线水库水位容积关系曲线，简称为水库容积曲线。，简称为水库容积曲线。一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线（1）水库水位）水库水位面积面积关系曲线关系曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一
8、、水库特性曲线（2）水库水位）水库水位容积容积关系曲线关系曲线梯形法：梯形法： V = ( Fi + Fi+1 )Z/2 三点法：三点法： 一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线4. 静库容与动库容静库容与动库容静库容静库容：入入库库流流量量为为零零时时，水水库库水水面面是是水平的。水平的。 动库容动库容：有有一一定定入入库库流流量量( (水水流流有有一一定定流流速速) )时时，则则水水库库水水面面从从坝坝址址起起沿沿程程上上溯溯的的回回水水曲曲线线并并非非水水平平，静静库库容容相相应应的的坝坝前前水水位
9、位水水平平线线以以上上与与洪洪水水的的实实际际水水面面线线之之间间包包含含的的楔楔形形库库容容称称为为动动库库容。容。 静水位静水位一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线一、水库特性曲线二、水库特征水位和库容二、水库特征水位和库容二、水库特征水位和库容二、水库特征水位和库容Ch6 Ch6 水库兴利调节计算水库兴利调节计算6.3 6.3 6.3 6.3 兴利用水与水库水量损失兴利用水与水库水量损失兴利用水与水库水量损失兴利用水与水库水量损失本节内容提要本节内容提要本节内容提要本节内容提要内容：内容： 一、一、兴利用水及综合需水图兴利用水及综合需水图 二、二、水资源综合利用实例分析水资源
10、综合利用实例分析 三、三、水库的水量损失水库的水量损失 要求：要求： 掌握掌握水库蒸发、渗漏损失的计算方法。水库蒸发、渗漏损失的计算方法。 一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图兴利用水兴利用水给水给水农业灌溉用水农业灌溉用水水利发电用水水利发电用水航运用水航运用水其他部门需水其他部门需水民用水民用水 工业用水工业用水一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图各用水部门需水及综合需水图各用水部门需水及综合需水图(a)工业及民用给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水一、
11、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图一、兴利用水及综合需水图二、水资源综合利用实例分析二、水资源综合利用实例分析二、水资源综合利用实例分析二、水资源综合利用实例分析水保水保渔业渔业航运航运灌溉灌溉防洪防洪供水供水发电发电水资源水资源综合利用综合利用（一）水库的蒸发损失（一）水库的蒸发损失由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量。由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量。三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失例例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
12、折算系数蒸发皿折算系数K=0.8，流域多年平均年降水量，流域多年平均年降水量H=1310mm，多年平均径，多年平均径流深流深Y=787mm，蒸发量的多年平均年内分配百分比列入表，蒸发量的多年平均年内分配百分比列入表6-2中。试求水中。试求水库的年蒸发损失量及相应的年内分配。库的年蒸发损失量及相应的年内分配。解解: （1）陆面蒸发量：）陆面蒸发量： （2）水面蒸发量：）水面蒸发量： （3）水库的年蒸发损失量）水库的年蒸发损失量: （4）水库的各月蒸发损失量）水库的各月蒸发损失量:月月 份份123456789101112全年全年月损失百分比月损失百分比（%）3.093.826.888.5211.8
13、14.2113.0513.39.827.614.693.21100蒸发损失蒸发损失（mm）212647588097899167523222682表表6-2 某水库蒸发损失计算表某水库蒸发损失计算表三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失（二）渗漏损失（二）渗漏损失（1 1）经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗透。）经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗透。（2 2）通过坝基及大坝两翼的渗漏。）通过坝基及大坝两翼的渗漏。（3 3）通过库底向较低的透水层及库外的渗漏。）通过库底向较低的透水层及库外的渗漏。 生产实际中，常根据水文地质情况，定出一些经验生产实际中，常
14、根据水文地质情况，定出一些经验性的数据，作为估算渗漏损失的依据，例如，以性的数据，作为估算渗漏损失的依据，例如，以1 1年或年或1 1月的渗漏损失相当于水库蓄水容积的一定百分数来估算。月的渗漏损失相当于水库蓄水容积的一定百分数来估算。三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失三、水库的水量损失（三）其他损失（三）其他损失（1 1）结冰损失水量）结冰损失水量（2 2）水工建筑物的漏水损失量）水工建筑物的漏水损失量（3 3）水工建筑物的操作损失水量，如船闸过水等。）水工建筑物的操作损失水量，如船闸过水等。（4 4）水库初蓄损失水量）水库初蓄损失水量三、水库的水量损失三、水库的水量损失三
15、、水库的水量损失三、水库的水量损失Ch6 Ch6 水库兴利调节计算水库兴利调节计算6.4 6.4 6.4 6.4 水库死水位的确定水库死水位的确定水库死水位的确定水库死水位的确定本节内容提要本节内容提要本节内容提要本节内容提要内容：内容： 一、一、根据淤积要求确定死水位和死库容根据淤积要求确定死水位和死库容 二、二、根据灌溉要求确定死水位根据灌溉要求确定死水位 三、三、根据水利发电要求确定死水位根据水利发电要求确定死水位 四、四、其他用水部门对死水位的要求其他用水部门对死水位的要求 要求：要求： 掌握掌握淤积水位和淤积库容的计算方法，淤积水位和淤积库容的计算方法，掌握掌握死水位和死库容的确定方
16、法。死水位和死库容的确定方法。 一、根据淤积要求确定死水位和死库容一、根据淤积要求确定死水位和死库容一、根据淤积要求确定死水位和死库容一、根据淤积要求确定死水位和死库容Z Z死死 = = Z Z淤淤 + + 管底超高管底超高 + + 引水管外径引水管外径 + + 管顶安全超高管顶安全超高Z V Z V 曲线曲线V V死死二、根据灌溉要求确定死水位二、根据灌溉要求确定死水位二、根据灌溉要求确定死水位二、根据灌溉要求确定死水位Z死死 = Z渠渠 + D内内/2 + H最小最小 + iLZ渠渠渠首设计控制高程渠首设计控制高程i，L引水管坡度和长度引水管坡度和长度D内内引水管内径引水管内径H最小最小渠
17、道设计流量的最小水头渠道设计流量的最小水头三、根据水利发电要求确定死水位三、根据水利发电要求确定死水位三、根据水利发电要求确定死水位三、根据水利发电要求确定死水位 灌溉结合发电的水库，死水位的选择要考虑保证灌溉结合发电的水库，死水位的选择要考虑保证水电站水轮机组所需要的水电站水轮机组所需要的最低水头最低水头和和最佳消落深度最佳消落深度，以利于发出较多的电能和出力。以利于发出较多的电能和出力。四、其他用水部门对死水位的要求四、其他用水部门对死水位的要求四、其他用水部门对死水位的要求四、其他用水部门对死水位的要求u 水产养殖水产养殖u 库区航运库区航运u 库区环境卫生库区环境卫生Ch6 Ch6 水
18、库兴利调节计算水库兴利调节计算6.5 6.5 6.5 6.5 年调节水库兴利调节计算年调节水库兴利调节计算年调节水库兴利调节计算年调节水库兴利调节计算本节内容提要本节内容提要本节内容提要本节内容提要内容：内容： 一、一、兴利计算原理兴利计算原理 二、二、年调节水库的运行情况年调节水库的运行情况 三、三、根据用水要求确定兴利库容根据用水要求确定兴利库容 四、四、根据兴利库容确定调节流量根据兴利库容确定调节流量 要求：要求： 掌握掌握年调节计算原理及用计入损失列表法年调节计算原理及用计入损失列表法计算兴利库容，确定正常蓄水位的方法。计算兴利库容，确定正常蓄水位的方法。 兴利调节任务兴利调节任务兴利
19、调节任务兴利调节任务已已知知设设计计保保证证率率的的来来水水量量用水要求用水要求兴利库容兴利库容兴利库容兴利库容调节流量调节流量兴利调节的计算方法兴利调节的计算方法兴利调节的计算方法兴利调节的计算方法仅对设计代表年进行列表调节计算，求出该年满足兴仅对设计代表年进行列表调节计算，求出该年满足兴利用水的兴利库容，作为设计兴利库容。利用水的兴利库容，作为设计兴利库容。 1、将多年的天然来水资料与相应年的用水过程按水将多年的天然来水资料与相应年的用水过程按水量平衡方程，推求出各年所需的兴利库容量平衡方程，推求出各年所需的兴利库容2、对每年调节计算所得的兴利库容进行频率计算，、对每年调节计算所得的兴利库
20、容进行频率计算，绘制库容频率曲线。绘制库容频率曲线。3、根据设计保证率，在库容频率曲线上查出所求的、根据设计保证率，在库容频率曲线上查出所求的兴利库容。兴利库容。时历年法：时历年法：典型年法：典型年法：一、兴利计算原理一、兴利计算原理一、兴利计算原理一、兴利计算原理兴利调节目的：兴利调节目的：提高枯水期的供水量，以满足各用水部门的提高枯水期的供水量，以满足各用水部门的需要。因此，必须按兴利要求来调节径流。需要。因此，必须按兴利要求来调节径流。兴利调节原理：兴利调节原理：水量平衡原理水量平衡原理W来来 W出出 = (Q来来 Q出出) t = WW来来 W用用 W损损 W弃弃 = W = V =
21、V末末 V初初( (一一) ) 一次运用一次运用 水水库库在在调调节节周周期期内内只只有有一一次次连连续续蓄蓄水水、供供水水的的情情况况，叫叫做做水水库库一一次次运运用用，如如图图所所示示，图图中中W1为为余余水水量量，W2为为缺缺水水量量，且且W1W2，此时所需的水库兴利调节库容，此时所需的水库兴利调节库容V兴兴=W2。二、年调节水库的运行情况二、年调节水库的运行情况二、年调节水库的运行情况二、年调节水库的运行情况( (二二) ) 两次运用两次运用 当当水水库库在在一一个个调调节节周周期期内内连连续续供供水水、蓄蓄水水有有二二次次时时，叫叫做做水水库库二二次次运运用用，如如图图所所示示，假假
22、设设第第一一次次运运用用余余水水量量为为W1，缺缺水水量量为为W2；第第二二次次运运用用余余水水量量为为W3，缺水量为，缺水量为W4。此时调节库容的确定可分为下列几种情况：。此时调节库容的确定可分为下列几种情况： (1)当当W1W2，W3W4时，表明时，表明 两次运用之间无水量联系，此两次运用之间无水量联系，此 时时V兴兴=max W2，W4。 (2)当当W1W2，W3W4，W3W2，W2W3 V兴兴结论：结论： 该该水水库库当当V兴兴=3000万万m3时时，设设计计枯枯水水年年所所能能获获得得的的月月调调节节水水量量为为670万万m3(或或Q调调=2.55m3 /s) ，调节系数，调节系数a a=0.60。四、根据兴利库容确定调节流量四、根据兴利库容确定调节流量四、根据兴利库容确定调节流量四、根据兴利库容确定调节流量
