水资源规划及利用

1. 水资源规划及利用 Integrated water resources planning 第四讲 沈阳农业大学 水资源规划及利用课程组

2. 本讲主要内容： 6 年调节水库兴利调节计算 第二章水库兴利调节及计算 一、水库兴利调节计算原理 二、年调节水库兴利调节计算的长系列法

3. 年调节:借助人工措施，把河道中一年之内的天然径流量，按一定的用水要求进行重新分配。年调节:借助人工措施，把河道中一年之内的天然径流量，按一定的用水要求进行重新分配。 年调节水库:凡是只进行年调节就可以满足设计保证率供水要求的水库。 一般将对水库蓄水量变化过程的计算称为径流调节计算。调节计算涉及的因素有：来水Q，用水q，兴利库容V兴，灌溉设计保证率P。 • 年调节水库兴利调节计算的基本任务： • 已知Q，q用，P V兴 • 已知Q，V兴，P q用 • 已知Q，q用，V兴P

4. 一、水库兴利调节计算原理 调节计算原理 把整个调节周期划分为若干个计算时段，按时段进行逐时段的水库水量平衡计算，求得水库的蓄泄过程及兴利库容。

5. 时段水量平衡方程 式中： Q — 计算时段内的入库平均流量； q — 计算时段内的自水库取用或消耗的平均流量 （包括各兴利部门的用水量、蒸发损失、渗漏损 失以及水库蓄满后产生的无益弃水流量等） ∆V— 计算时段内蓄水量的变化值，蓄水量增加时为 正，蓄水量减少时为负。 ∆t — 计算时段 计算时段∆t的长短，根据调节周期的长短及径流和用水变化的剧烈程度而定。年调节水库，一般可取一个月为计算时段，在来水量或用水量变化较大时，可取为一旬作为计算时段。

6. 水利年度 以水库蓄泄过程循环作为一年的起讫点，从蓄水期初库空开始，经蓄水期（来水大于用水），将余水蓄在水库中直到库满，并经供水期（来水小于用水）将水库放空为终点。 水利年度又称为调节年度，并不是通常所说的从1月1日到12月31日的日历年度。

7. 经蓄水期将余水蓄在水库中直到库满 从蓄水期初库空开始 并经供水期将水库放空为终点

8. 调节年度确定例题讲解 例1.根据表中数据判断调节年度。 单位：亿m3 答案 调节年度

9. 水库运用 • 水库的蓄泄过程叫水库运用，蓄泄一次叫水库一次运用，蓄泄多次叫多次运用。 • 有一个余水期，一个缺水期，水库为一次运用情况。 • 当水库为两次运用时，则有两个余水期和两个缺水期。

10. q~t t 一次运用： 已知：余水期V1 枯水期V2 且V1>V2 则： V兴=V2

11. 二次运用： a.特殊情况： 已知：V3<V2 V3<V4 则:V兴=V2+V4-V3

12. 二次运用： b.一般情况：除特殊情况外其他情况 则V兴=max (V2,V4)

13. 三次及多次运用： • 逆时序推算法： • 假定年末水库放空，即认为年末所需蓄水为零; • 逆时序往前计算，遇缺水相加,遇余水相减,减后若小于零即取为零; • 这样便可求得各特征时刻所需要的蓄水量，取其大者，即为该年所需兴利库容。 这种办法尤其适用于在多年调节情况下判断兴利库容。

14. 兴利调节计算例题讲解 例2 某水库年调节计算 余水期 缺水期 依据V兴=max(v2,v4)，计算V兴=31335

15. 蓄水方案 多用于水库兴利调度图的编制工作中 多用于水库的规划设计中 早蓄方案 迟蓄方案 从年初库空开始顺时序计算，有余水先行蓄库,库满后，多余水量作为弃水，当来水小于用水，即（Q－q）为负时，水库蓄水减少，库水位开始降落，直至水库重新放空。 从年末库空开始逆时序按水量平衡公式逐时段推算，先求供水段，后求蓄水段。

16. 例题讲解 例3.根据表中数据，求调节年度、水库所需兴利库容及水库蓄泄过程。 单位：亿m3

17. 年调节计算表 2 2 5 3 10 5 余水期 10 1 1 8 -2 缺水期 6 -2 8 2 9 1 -2 7 -2 5 3 -2 -2 1 0 -1 1 13 14

18. 二、年调节水库兴利调节计算的长系列法 长系列法 计算思路 计算方法 将水库坝址断面河流多年来水过程系列和灌区供水过程系列，逐年按时历列表法进行逐时段（月或旬）的水量平衡计算。 • 依据兴利调节计算原理，逐年计算所需V兴，则n年数据可得到n个兴利库容值 • 将n个兴利库容值从小到大排序，计算频率并绘制兴利库容频率曲线 • 根据设计保证率P，查图得满足设计保证率要求的V兴,P 不计 损失 计入 损失

19. （一）不计损失的年调节列表计算法 例题讲解 已知某水库坝址断面的19年各月来水量及灌溉用水量的差值，如下表所列，已定灌溉设计保证率p＝80%，求年调节水库的兴利库容。

20. 将19年的所有年份分别进行兴利调节计算，得各年所需的库容，列于表中。将19年的所有年份分别进行兴利调节计算，得各年所需的库容，列于表中。 月

21. 将所得的19年的库容值，按由小到大排列，用经验频率公式：将所得的19年的库容值，按由小到大排列，用经验频率公式： 计算每一库容的经验频率如表中所示。

22. 点绘库容频率曲线，如图所示。由已定的灌溉设计保证率点绘库容频率曲线，如图所示。由已定的灌溉设计保证率 p ＝80%，查曲线即可求得相应的年调节兴利库容 V兴＝3.98（m3 /s）·月。

23. （二）计入损失的年调节列表计算法 在水库对来水进行调节以满足用水要求时，会同时产生各种水量损失，因此水库的实际库容较前计算的应适当增大，以抵偿这部分耗水，保证正常供水。 由于修建水库后，使库水位及地下水位抬高，水库水面比天然河道增大很多，因而蒸发、渗漏等作用都相应发生改变。 分为蒸发损失、渗漏损失 水量损失

24. 水库的蒸发损失 蒸发损失就是指由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量，以W蒸表示： W蒸＝（Z水－Z陆)FV *1000 式中: W蒸— 一年内水库的蒸发损失量，m3； Z水— 一年内水面蒸发深度，mm； Z陆— 一年内陆面蒸发深度，mm； FV — 水库计算面积，即水库实际面积与建库前水面 面积之差，km2。

25. 水库的渗漏损失 其值可根据库区、坝址的地质及水文地质情况，参考已成水库的实际渗漏资料，选用经验指标进行估算，常用的经验指标如表。

26. 计入损失的列表调节计算 • 考虑水库水量损失计算兴利库容时，某一时段的水库水量平衡方程可写成： 方便的方法：不考虑水量损失进行计算，近似求得各时段的蓄水情况，用各时段的水库平均蓄水量（包括死库容）算出各时段的损失量,用考虑损失的水量平衡方程逐时段进行计算。

27. 例题讲解 仍用前面例2的资料，本例为考虑水库水量损失时计算当年兴利库容的列表法.

29. 根据不计损失计算求得的水库兴利库容，将兴利库容的一半加上死库容，得水库供水期的平均库容即根据不计损失计算求得的水库兴利库容，将兴利库容的一半加上死库容，得水库供水期的平均库容即 • 由此值查水库特性曲线，得水库平均水面面积 计入损失的简算法 • 计算水库供水期的渗漏和蒸发损失水量 • 把水库的损失水量与原来计算的库容相加，即得包括水库损失水量在内的兴利库容值。

30. 本节课小结： 基本概念：年调节，年调节水库，调节年度，水库运用 掌握水库兴利调节计算原理，水库不同运用方式下兴利库容的确定，水利年度的划分，逆时序推算法 能进行不计损失和计入损失时的兴利调节计算 作业：P72，第7题。