水資源規(guī)劃及利用課程復(fù)習(xí)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第1章 緒論水資源的概念水資源（Water Resources）：通常指地球上目前和近期人類可直接和間接利用的淡水儲(chǔ)量。水資源的特性循環(huán)性與有限性時(shí)空分布不均勻性用途廣泛性和不可替代性有利性和有害性3、水 利： 人類為了生存和發(fā)展的需要，采取各種措施，對(duì)自然界的水和水域進(jìn)行控制和調(diào)配，以防止水旱災(zāi)害，開發(fā)利用和保護(hù)水資源。4、水利工程： 用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程。5、水利事業(yè)： 防治水害（1）防洪（2）排水（3）水土保持（4

2、）沉滓控制增加水源引水蓄水地下水開發(fā)海水淡化水污染防止 用水（10）公共給水（11）工業(yè)用水（12）灌溉（13）水力發(fā)電（14）內(nèi)河航運(yùn)（15）水產(chǎn)養(yǎng)殖（16）土壤改良（17）旅游6、我國(guó)水資源的特點(diǎn)總量可觀，人均畝均占有量少，水資源供需矛盾突出地區(qū)分布不均，水土資源組合失衡時(shí)程變化大，年內(nèi)、年際分布不均，水旱災(zāi)害頻繁水土流失嚴(yán)重，河流泥沙問題突出水資源污染問題嚴(yán)重，水環(huán)境狀況不容樂觀水資源與生產(chǎn)力布局不相匹配。7、我國(guó)目前水利建設(shè)的主要任務(wù)治理黃河黃河可能是世界上問題最多、最復(fù)雜的一條河流，問題的關(guān)鍵是泥沙。目前黃河可以說是集斷流、潰堤、淤積、污染諸問題于一身。近期治理黃河的要求主要有以下幾

3、條：堤防不決口；河道不斷流；水質(zhì)量不超標(biāo)；河床不抬高。治理黃河我們要做的工作有：堅(jiān)持開展中上游水土保持工作，進(jìn)一步減少入黃泥沙。通過全力節(jié)水治污和引入外流域調(diào)水，千方百計(jì)增加黃河水量，并對(duì)全流域全部水資源統(tǒng)一管理調(diào)度，這樣才有可能治理黃河。通過工程和管理措施，在中下游形成一條相對(duì)穩(wěn)定的“中水河槽”，使中小洪水不上灘，消滅“二級(jí)懸河”，解決不決堤的問題，而且用“人造洪峰”、“調(diào)水調(diào)沙”，配合清淤放淤，解決黃河泥沙在中下游的沖淤平衡問題。在河口適當(dāng)修建工程，穩(wěn)定流路，降低高程，引起溯源沖刷，改善下游河道淤高情況。長(zhǎng)江防洪采取工程措施和非工程措施解決長(zhǎng)江洪災(zāi)這一心腹大患。在工程措施方面，要依靠堤防、

4、水庫(kù)和分洪區(qū)三大項(xiàng)；在非工程措施方面，要實(shí)現(xiàn)精確預(yù)報(bào)、科學(xué)調(diào)度、全流域統(tǒng)一管理和推行洪災(zāi)保險(xiǎn)制度等。以下有幾個(gè)值得探討的問題：長(zhǎng)江流域已建并將建大量水庫(kù)，但各水庫(kù)都有其開發(fā)目標(biāo)，不能全為防洪服務(wù)。如何才能在遇到特大洪水統(tǒng)一調(diào)度。分洪區(qū)是長(zhǎng)江防汛的主要手段之一，目前分洪區(qū)內(nèi)居住大量群眾，是生產(chǎn)基地，分洪一次，風(fēng)險(xiǎn)和損失巨大，實(shí)際上很難下決心啟用，形同虛設(shè)。長(zhǎng)江干流和支流間的洪水關(guān)系（尤其是洞庭四水流域）極為復(fù)雜；要研究在不同洪水下，如何做到江河互補(bǔ)互利，需采取何種措施，獲得最大效益，恢復(fù)洞庭的青春。各種非工程措施的研究和實(shí)施。長(zhǎng)江口的整治工程等。全國(guó)水資源合理配置中國(guó)水資源在空間上分布很不均勻，

5、與各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況更不適應(yīng)，因此在全面實(shí)行節(jié)水、挖潛的同時(shí)，仍有必要實(shí)施跨流域調(diào)水。（4） 全方位節(jié)水工程 實(shí)行“節(jié)水為先”的基本戰(zhàn)略。（5） 治污與生態(tài)環(huán)境治理工程（6） 水電大開發(fā)（7） 建立與完善水資源管理體制 形成法規(guī)，以法治水本課程的內(nèi)容及水利水能規(guī)劃的主要內(nèi)容本課程的內(nèi)容：水資源及其綜合利用的基本概念，水資源評(píng)價(jià)，水資源供需平衡分析，水庫(kù)及興利調(diào)節(jié)計(jì)算，防洪減災(zāi)規(guī)劃，水能利用及水電站主要參數(shù)選擇，河流綜合規(guī)劃及水庫(kù)群水利水能規(guī)劃，水庫(kù)調(diào)度，水資源管理與保護(hù)，水資源系統(tǒng)分析。水資源規(guī)劃和設(shè)計(jì)與施工具有同等重要的地位。進(jìn)行規(guī)劃工作的主要步驟：1、收集、整理、分析和研究水利勘察和水利

6、調(diào)查所獲得的資料、數(shù)據(jù)和圖幅等。2、進(jìn)行水文分析計(jì)算。3、擬定水資源綜合利用開發(fā)方式和工程總體布置初步方案，粗略擬定各主要水工建筑物和主要設(shè)備的型式和主要尺寸。4、擬定待建水資源工程主要參數(shù)的若干個(gè)可能方案，并對(duì)其進(jìn)行水利計(jì)算。5、對(duì)上述參數(shù)的各方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)算和評(píng)價(jià)。6、對(duì)上述參數(shù)的各方案進(jìn)行非貨幣指標(biāo)的社會(huì)效益、環(huán)保、政治、社會(huì)等方面的定性評(píng)價(jià)，選出最佳方案作為選用方案。7、對(duì)選定方案，制定工程綜合利用優(yōu)化調(diào)度初步方案和水電站運(yùn)行的初步計(jì)劃，供運(yùn)行管理單位參考。擬定水資源開發(fā)方式與選擇主要參數(shù)是水利水能規(guī)劃工作的核心。各水利部門的主要參數(shù)有：水力發(fā)電的主要參數(shù)：設(shè)計(jì)蓄水位、水庫(kù)死水位和裝機(jī)

7、容量。2、灌溉的主要參數(shù)：水庫(kù)蓄水庫(kù)容、渠首或抽水站的設(shè)計(jì)流量、多年平均供水量。3、城市供水的主要參數(shù)：與灌溉類似。4、防洪的主要參數(shù)：水庫(kù)設(shè)計(jì)蓄洪庫(kù)容和下泄流量、河道整治后各河段的設(shè)計(jì)洪水位和設(shè)計(jì)流量、堤防各段的堤距和堤頂高程等。5、治澇的主要參數(shù)：排澇站設(shè)計(jì)流量和圍堤頂高程。第2章 水資源評(píng)價(jià)1、水資源評(píng)價(jià)：對(duì)某一地區(qū)或流域水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)空分布特征、開發(fā)利用條件、開發(fā)利用現(xiàn)狀和供需發(fā)展趨勢(shì)作出分析估價(jià)。它是合理開發(fā)利用和保護(hù)管理水資源的基礎(chǔ)工作，為水利規(guī)劃提供依據(jù)。水資源評(píng)價(jià)的主要任務(wù):科學(xué)分析區(qū)域或流域水資源特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握其數(shù)量、質(zhì)量等方面的特性，展望水資源開發(fā)利用前景，合理開發(fā)

8、利用和保護(hù)水資源，達(dá)到以水資源可持續(xù)利用支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。、水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容水資源評(píng)價(jià)是水資源規(guī)劃的前期工作，在規(guī)劃中遇到的問題在評(píng)價(jià)中要僅可能考慮。水資源評(píng)價(jià)比水資源規(guī)劃可行性研究更具普查和宏觀意義。(1) 水資源評(píng)價(jià)的背景與基礎(chǔ)水資源評(píng)價(jià)的背景與基礎(chǔ)：水資源評(píng)價(jià)區(qū)的自然情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀、水利工程及水資源利用現(xiàn)狀以及水資源系統(tǒng)等。(2)水資源數(shù)量評(píng)價(jià)也稱為基礎(chǔ)水資源評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的地表水資源、地下水資源及總水資源進(jìn)行估算和評(píng)價(jià)，是水資源評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)部分。(3) 水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)包括對(duì)河流泥沙、天然水化學(xué)特性及水資源污染狀況等的調(diào)查和評(píng)價(jià)。(4) 水資源開發(fā)利用及其影響評(píng)價(jià)包括：社

9、會(huì)經(jīng)濟(jì)及供水基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀調(diào)查分析，供用水現(xiàn)狀調(diào)查分析，現(xiàn)狀供用水效率分析，現(xiàn)狀供用水存在問題分析，水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀對(duì)環(huán)境的影響分析。(5) 水資源綜合評(píng)價(jià)包括：水資源供需發(fā)展趨勢(shì)分析、評(píng)價(jià)區(qū)水資源條件綜合分析，分區(qū)水資源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)程度分析。、水資源評(píng)價(jià)分區(qū)水資源評(píng)價(jià)分區(qū)的原則:（1）盡量按流域水系劃分，保持大江大河干支流的完整性。（2）同一區(qū)內(nèi)自然地理、水資源特點(diǎn)、水資源開發(fā)利用條件和水利建設(shè)方向基本相同或相似。（3）應(yīng)充分考慮水資源供需特點(diǎn)，將供需矛盾相對(duì)突出的地區(qū)予以區(qū)分。（4）盡可能保持行政區(qū)劃完整。（5）根據(jù)工作需要、評(píng)價(jià)工作量大小、現(xiàn)有資料情況確定分區(qū)大小和分區(qū)級(jí)數(shù)。（6）各種

10、級(jí)別的水資源評(píng)價(jià)分區(qū)原則上應(yīng)一致。、水平年、典型年和系列法水平年：基準(zhǔn)年、近期水平年、中期水平年、遠(yuǎn)期水平年。 要根據(jù)水資源評(píng)價(jià)的任務(wù)和所具備的條件來選擇使用水平年，一般應(yīng)有現(xiàn)狀和近期兩個(gè)水平年。 未來降水有隨機(jī)特點(diǎn)，目前不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，而水資源量、供水量和需求量總要根據(jù)一定的水情和雨情進(jìn)行分析，為處理這一問題，常用：典型年法（代表年）：根據(jù)已有資料頻率分析結(jié)果，確定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情，在此基礎(chǔ)上對(duì)各水平年的水資源供需情況進(jìn)行分析。典型年選擇要合理確定年總水量和年內(nèi)分配，使其確有平水年、枯水年及特枯水年的代表性。典型年又可分為日歷年、水文年和水利年。日歷年自1月1日至12月3

11、1日，水文年從一年汛初至次年汛初，水利年按農(nóng)作物灌溉期末劃分起訖時(shí)間（如每年10月1月至次年9月30日）。典型年的選用統(tǒng)計(jì)：用日歷年，供水：水文年，農(nóng)業(yè)用水：水利年。系列法（水資源供需平衡動(dòng)態(tài)模擬法）：根據(jù)所選水文氣象系列逐年逐時(shí)段對(duì)未來的水資源供需情況進(jìn)行計(jì)算分析。能較好地反映未來水資源量、供水量和需水量的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，考慮了水資源多年調(diào)節(jié)以豐補(bǔ)枯的作用，是比較合理的方法。系列法有：一次歷史系列法歷史系列循回組合法隨機(jī)系列模擬法典型年法：計(jì)算簡(jiǎn)單、工作量少，克服無長(zhǎng)系列資料的困難；系列法：計(jì)算工作量大，要用計(jì)算機(jī)計(jì)算。5、水質(zhì)評(píng)價(jià) 水質(zhì)：水質(zhì)泛指水體的物理、化學(xué)和生物學(xué)的特征和性質(zhì)，受自然因

12、素和人類活動(dòng)的雙重影響。水資源評(píng)價(jià)時(shí)，必須開展水資源污染狀況的調(diào)查與評(píng)價(jià)，包括污染源調(diào)查與評(píng)價(jià)，地表水資源質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)，地表水污染負(fù)荷總量控制分析，地下水資源質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，水資源質(zhì)量變化趨勢(shì)分析及預(yù)測(cè)，水資源污染危害及經(jīng)濟(jì)損失分析，不同質(zhì)量的可供水量估算及適應(yīng)性分析。 符合要求的水質(zhì)和充足的水量是進(jìn)行水資源開發(fā)利用的兩個(gè)必要前提，缺一不可。水資源評(píng)價(jià)工作要做到“水量和水質(zhì)并重”， 水質(zhì)評(píng)價(jià)要包括河流泥沙、天然水化學(xué)特性及水資源污染狀況調(diào)查評(píng)價(jià)等內(nèi)容。1）河流水質(zhì)1、河流泥沙包括：河流輸沙量、含沙量及其時(shí)程分配和地區(qū)分配。2、河流水化學(xué)特性包括：天然水化學(xué)類型及地區(qū)分布，天然水化學(xué)成分的年內(nèi)、年

13、際變化，河流離子徑流量（包括出海、出境、入境離子徑流量），河流離子徑流模數(shù)及地區(qū)分布。天然水化學(xué)分析參數(shù)一般 pH值、礦化度、總硬度、鉀、鈉、鈣、鎂、硫酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、氯化物。2）水體的污染及其危害水體的自凈能力：指受污染的水體在一定的條件下具有逐漸恢復(fù)其原有水質(zhì)狀態(tài)的能力。合理利用水體的自凈能力，減少水污染控制費(fèi)用，是水資源保護(hù)規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)考慮的一個(gè)重要原則。一、水體污染物質(zhì)的主要來源：可分為：自然污染和人為污染。二、水中的主要污染物及其危害：需氧污染物及其危害需氧污染物：碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸和脂類等有機(jī)物。常采用下列指標(biāo)表示水中需氧有機(jī)物的含量：生化需氧量（Bio-

14、chemical Oxygen Demand，簡(jiǎn)稱BOD）:表示水中有機(jī)污染物經(jīng)微生物分解所需的氧量（以mg/L為單位），生化需氧量越高，表示水中需氧的有機(jī)污染物越多?；瘜W(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，簡(jiǎn)稱COD）:表示用化學(xué)氧化劑氧化水中的有機(jī)污染物所消耗的氧量，測(cè)定方法有高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法?？傆袡C(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）: 總有機(jī)碳包括水體中所有的有機(jī)污染物的含碳量，是評(píng)價(jià)水體中需氧有機(jī)污染物的一個(gè)綜合指標(biāo)?？傂柩趿浚河袡C(jī)物完全氧化所需要的氧量。植物營(yíng)養(yǎng)物及其危害 藻類大量繁殖。水體重金屬污染及其危害 重金屬不能被降解，只會(huì)分散或富集，對(duì)人和生物有毒性。

15、水體油類物質(zhì)污染及其危害 破壞生物正常生活環(huán)境，造成生物機(jī)能障礙。油膜阻礙海水蒸發(fā)，改變海面反射，減少日光輻射，使海面溫度下降，影響水體綠色植物光合作用，同時(shí)阻隔大氣和水體間氣體交換，減少水體氧氣來源；分散油和乳化油對(duì)一切水生生物都是致命的，會(huì)破壞海洋浮游植物體內(nèi)的葉綠素，阻滯細(xì)胞分裂而造成大量死亡。水體熱源污染及其危害 導(dǎo)致水環(huán)境發(fā)生一系列物理、化學(xué)及生物學(xué)變化。溶解氧降低，微生物分解能力增強(qiáng)，生化耗氧量增加，水體缺氧；化學(xué)反應(yīng)速度加快，有毒物質(zhì)毒性加大；生物群落和種群變化；某些魚類正常生活受到影響。水體農(nóng)藥污染及其危害 來自于：生產(chǎn)農(nóng)藥工廠直接排放懸浮于空氣中的農(nóng)藥通過降雨農(nóng)、林區(qū)地表徑流

16、和農(nóng)業(yè)排水水體農(nóng)藥污染造成魚類、鳥類大量死亡，對(duì)人類健康有嚴(yán)重威脅。6、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為保證供水質(zhì)量，有必要根據(jù)不同部門對(duì)水質(zhì)的要求制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)水體各種成分尤其是有害成分的含量給出一定的界限，從而可以根據(jù)水的物理、化學(xué)、生物學(xué)特性檢測(cè)分析結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)的評(píng)價(jià)。 我國(guó)（GB3838-2002）地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)地表水環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低將水劃分為五類。類：主要適用于源頭水，國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等；類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)

17、水域及游泳區(qū)；類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；類：主要適用于一般農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般要求水域。244水質(zhì)評(píng)價(jià)方法 水質(zhì)的評(píng)價(jià)方法可分為 監(jiān)測(cè)指數(shù)法和生物評(píng)價(jià)法兩種一、監(jiān)測(cè)指數(shù)法利用表征水體水質(zhì)的物理、化學(xué)參數(shù)的相對(duì)污染程度值，通過統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)處理，得到一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)值，用以表征水體的污染程度。單因子評(píng)價(jià)指數(shù)法：對(duì)各類指標(biāo)進(jìn)行分析。當(dāng)污染物危害程度隨濃度增加而增加時(shí)：當(dāng)污染物危害程度隨濃度增加而減少時(shí)：對(duì)于具有最低和最高允許限度的污染物（如pH值）：多因子評(píng)價(jià)指數(shù)法：應(yīng)用數(shù)學(xué)模型得出一個(gè)概括性的指數(shù)以綜合表征水體的污染程度。平均迭加法：；加權(quán)平均法：；內(nèi)梅羅指數(shù)法：；：參與評(píng)價(jià)的

18、最大單因子指數(shù)；：參與評(píng)價(jià)的單因子指數(shù)均值。一般地說：，環(huán)境質(zhì)量狀況優(yōu)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；，環(huán)境質(zhì)量狀況優(yōu)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；，環(huán)境質(zhì)量狀況處于臨界狀態(tài)。模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法：先對(duì)單項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)考慮各參數(shù)在總體中的地位，配以適當(dāng)權(quán)重，然后運(yùn)用模糊矩陣復(fù)合運(yùn)算法，得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。二、生物學(xué)水質(zhì)評(píng)價(jià)方法 由于水環(huán)境系統(tǒng)中污染物質(zhì)之間存在復(fù)雜關(guān)系，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響程度不一；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一；對(duì)水體質(zhì)量的綜合評(píng)判有一定模糊性；因此，不同水質(zhì)評(píng)價(jià)方法差別較大。好的評(píng)價(jià)方法應(yīng)當(dāng)具有：準(zhǔn)確性、可比性、實(shí)用性。目前常用：指標(biāo)生物法：利用指示生物可以對(duì)水污染程度作出綜合判斷。生物是反映環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)綜合指標(biāo)，它與環(huán)境構(gòu)

19、成統(tǒng)一的整體。每一種生物都要求一定的生活環(huán)境，環(huán)境一旦發(fā)生變化，生物種類、數(shù)量、生物群的組合及結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化。指標(biāo)生物：在一定水質(zhì)條件下，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量變化反映敏感的生物。生物指數(shù)法：依據(jù)水體污染影響水生生物群落結(jié)構(gòu)的原理，用數(shù)學(xué)形式表示群落結(jié)構(gòu)變化情況，從而指示水體質(zhì)量情況。如貝克生物指數(shù)法。貝克生物指數(shù)法： ：對(duì)有機(jī)污染缺乏耐受能力的大型無脊椎水生動(dòng)物種類數(shù)；：對(duì)有機(jī)污染有中等耐受能力的大型無脊椎水生動(dòng)物種類數(shù)。根據(jù)的計(jì)算值來判斷水質(zhì)污染程度：水體嚴(yán)重污染；：水體中等污染；：水體輕度污染；：水體清潔。2.5水資源綜合評(píng)價(jià)251區(qū)域總水資源概念及水資源總量計(jì)算地表調(diào)蓄土壤水調(diào)蓄地下水調(diào)蓄降水P

20、植物截流損失地表水體蒸發(fā)非飽和土壤騰發(fā)SE總騰發(fā)量ET入滲(P-RS)WRR坡面流河川基流WG地表徑流RS河川徑流R地下水其他凈排泄WC潛水蒸發(fā)WE圖2-1 區(qū)域水循環(huán)概念模型總水量平衡方程：對(duì)于非飽和帶的土壤水，水量平衡方程：其中總騰發(fā)量：則有：，說明入滲的水轉(zhuǎn)化為地下水補(bǔ)給和作物的直接利用。對(duì)于地下水，水量平衡方程： 定義降水扣除作物、土壤及水面直接利用和消耗后的全部水量為總水資源量，則：將代如上式，則：，說明總水資源量為地表徑流量與地下水補(bǔ)給量之和。將代入則：，由于所以有： 因此計(jì)算總水資源量有四個(gè)公式：受實(shí)際情況和資料限制，目前還沒有直接用上述公式計(jì)算總水資源量，而是分別對(duì)地表水和地下

21、水進(jìn)行評(píng)價(jià)。常用： 其中為地表水和地下水的相互轉(zhuǎn)化量。不同類型的評(píng)價(jià)區(qū)有不同的計(jì)算方法。252水資源現(xiàn)狀供需平衡及趨勢(shì)分析 在水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，可選取不同的水平年對(duì)水資源供需發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。 現(xiàn)狀供需平衡及趨勢(shì)分析包括 用水增長(zhǎng)預(yù)測(cè) 和可能增加的供水能力預(yù)估 。用水增長(zhǎng)預(yù)測(cè)常用：趨勢(shì)外延法、參照社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)進(jìn)行估計(jì)法。在用水增長(zhǎng)預(yù)測(cè)中，人口的增長(zhǎng)是一些國(guó)家中最主要的因素。用水預(yù)測(cè)是基于各行各業(yè)的需水預(yù)計(jì)的要求。253水資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系評(píng)價(jià)指標(biāo)體系： 水資源評(píng)價(jià)結(jié)果，以一系列定量指標(biāo)加以表示，稱為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，由此可對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)的水資源及水資源供需的特點(diǎn)進(jìn)行分析、評(píng)估和比

22、較。一、水資源評(píng)價(jià)成果的主要指標(biāo)基本社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：土地、人口、耕地、灌溉面積、產(chǎn)值、糧食產(chǎn)量等。水資源量評(píng)價(jià)指標(biāo)：地表水資源量、地下水資源量、總水資源量等。二、現(xiàn)狀水資源利用指標(biāo)包括：總供水量、總用水量、水資源利用率與人均用水量等。三、現(xiàn)狀、近期、中期、遠(yuǎn)期水資源供需分析指標(biāo)典型年法對(duì)現(xiàn)狀、近期、中期、遠(yuǎn)期各水平年，分別對(duì)、及（或）的典型年提出可供水量、需水量、余缺水量、水資源利用率、人均用水量。四、規(guī)劃期水資源供需分析指標(biāo)系列法對(duì)規(guī)劃期列出多年平均的可供水量、需水量、余缺水量、地下水蓄變量、水資源利用率、人均用水量等；以年計(jì)的需水量保證率。對(duì)各水平年分別列出可供水量、需水量、余缺水量、地下水

23、蓄變量、水資源利用率、人均用水量等。若采用多系列對(duì)一水平年可以列出不同頻率的上述各指標(biāo)，以及不同頻率的地下水埋深，或相應(yīng)的數(shù)學(xué)期望值。254水資源供需綜合指標(biāo)及綜合評(píng)價(jià)一、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括：耕地率，耕地灌溉率，人口密度，工業(yè)產(chǎn)值模數(shù)，需、供水量模數(shù)，人均供水量，水資源利用率，現(xiàn)狀缺水率，缺水率遠(yuǎn)景等10項(xiàng)指標(biāo)。二、綜合評(píng)分，為權(quán)數(shù)，為各評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合評(píng)分后為缺水區(qū)；為基本平衡區(qū)；為平衡區(qū)；為余水區(qū)。三、分類分析根據(jù)缺水率及其變化：缺水率大于10%的地區(qū)為缺水區(qū)。根據(jù)人均供需水量對(duì)比：根據(jù)自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，擬定各地區(qū)人均需求量范圍。 實(shí)際供水量小于人均需水量的下限時(shí)，則認(rèn)為該地區(qū)缺水。根據(jù)

24、水資源利用率當(dāng)水資源利用率超過50%時(shí)，用水比較緊張，繼續(xù)開發(fā)利用比較困難的地區(qū)，絕大部分應(yīng)屬缺水地區(qū)。開發(fā)條件差的地區(qū)，水資源利用率超過25%時(shí)，就可能出現(xiàn)缺水現(xiàn)象。第3章 水資源開發(fā)利用1、以水資源的可持續(xù)利用保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究綜合報(bào)告提出我國(guó)21世紀(jì)水資源開發(fā)總體戰(zhàn)略：1、人與洪水協(xié)調(diào)共處的防洪減災(zāi)戰(zhàn)略2、以建設(shè)節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)用水戰(zhàn)略3、節(jié)流優(yōu)先、治污為本、多渠道開源的城市水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略4、以源頭控制為主的綜合防污減災(zāi)戰(zhàn)略5、保證生態(tài)環(huán)境用水的水資源配置戰(zhàn)略6、以需水管理為基礎(chǔ)的水資源供需平衡戰(zhàn)略7、解決北方水資源短

25、缺的南水北調(diào)戰(zhàn)略措施8、與生態(tài)環(huán)境建設(shè)相協(xié)調(diào)的西部地區(qū)水資源開發(fā)利用戰(zhàn)略2、水資源綜合規(guī)劃3.2.1水資源規(guī)劃的目標(biāo)和原則水資源綜合規(guī)劃的目標(biāo)是：為我國(guó)水資源可持續(xù)利用和管理提供規(guī)劃基礎(chǔ)，在進(jìn)一步查清水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀、分析和評(píng)價(jià)水資源承載能力基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)水資源的要求，提出水資源合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用、有效保護(hù)和綜合治理的總體布局及實(shí)施方案，促進(jìn)我國(guó)人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，以水資源可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。水資源規(guī)劃的目標(biāo)：包括整治和興利兩類。由于水資源服務(wù)功能的多目標(biāo)性，水資源規(guī)劃的目標(biāo)往往也具有多目標(biāo)性。協(xié)調(diào)各目標(biāo)之間的矛盾，滿足

26、不同部門的利益要求，是現(xiàn)代水資源規(guī)劃的基本內(nèi)容。水資源規(guī)劃應(yīng)遵循的原則：（1）全面規(guī)劃；（2）協(xié)調(diào)發(fā)展；（3）可持續(xù)利用；（4）因地制宜；（5）依法治水；（6）科學(xué)治水；（7）與其他規(guī)劃相協(xié)調(diào)。 水資源規(guī)劃往往包括綜合規(guī)劃和各項(xiàng)專業(yè)規(guī)劃。3.2.2水資源規(guī)劃的步驟水資源規(guī)劃既是一個(gè)系統(tǒng)分析過程，又是一個(gè)宏觀決策過程。水資源規(guī)劃內(nèi)容從邏輯上可分為七個(gè)階段：1、問題剖析階段2、規(guī)劃及管理模型制定階段3、方案篩選與優(yōu)化階段：包括確定可能的規(guī)劃措施、規(guī)劃措施的分類組合、編制規(guī)劃方案。4、影響評(píng)價(jià)階段：包括鑒別影響源、估量影響大小、說明影響范圍。5、規(guī)劃方案評(píng)價(jià)階段：包括目標(biāo)滿足程度評(píng)價(jià)、效益指標(biāo)評(píng)價(jià)、

27、合理性檢驗(yàn)、確定規(guī)劃方案。6、工程實(shí)施階段：根據(jù)方案決策及工程優(yōu)化開發(fā)程序，進(jìn)行工程建設(shè)或管理工程實(shí)施。7、運(yùn)行、反饋與調(diào)整階段3.2.3水資源規(guī)劃的內(nèi)容1、水資源及其開發(fā)利用情況調(diào)查評(píng)價(jià)2、節(jié)約用水和水資源保護(hù)3、需水預(yù)測(cè)和供水預(yù)測(cè)4、水資源配置 控制目標(biāo)為需求，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，增加供給。5、總體布局與實(shí)施方案3.2.4水資源規(guī)劃的類型綜合規(guī)劃：（1）流域規(guī)劃（2）區(qū)域規(guī)劃（3）跨流域規(guī)劃專業(yè)規(guī)劃：防洪規(guī)劃，航運(yùn)規(guī)劃等。圖3-4 需水量計(jì)算項(xiàng)目匯總3.3 水資源需求分析生活需水預(yù)測(cè)：分城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民兩類，農(nóng)業(yè)需水預(yù)測(cè)：包括農(nóng)田灌溉需水；林牧漁業(yè)需水：包括林果地灌溉、墓志灌溉、牲畜用水和魚塘

28、等4類。工業(yè)需水預(yù)測(cè)：分高用水工業(yè)、一般工業(yè)和火電工業(yè)3類，建筑業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)需水預(yù)測(cè)生態(tài)環(huán)境需水： 河道內(nèi)其他需水預(yù)測(cè)：河道內(nèi)的其他需水預(yù)測(cè)包括：航運(yùn)、水力發(fā)電、漁業(yè)、旅游等，這些需水一般不消耗水，但對(duì)水位，流量會(huì)有一定要求，因此要做好河道內(nèi)控制節(jié)點(diǎn)的水量水質(zhì)平衡，并對(duì)用水量進(jìn)行計(jì)算。3.4水資源供需平衡分析一、概述水資源供需平衡分析的目的包括：1、弄清水資源總量的供需情況；2、了解水資源余缺的時(shí)空分布；3、進(jìn)行開源節(jié)流的總體規(guī)劃，明確水資源綜合開發(fā)利用保護(hù)的主要目標(biāo)和方向。水資源供需平衡分析的原則：近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合流域和區(qū)域相結(jié)合綜合利用和保護(hù)相結(jié)合水資源供需平衡分析的方法：按分析方法分：常

29、規(guī)方法、系統(tǒng)分析法；按水情、雨情資料分：典型年法，系列法；按水文資料性質(zhì)分：確定性資料分析法、隨機(jī)分析法。二、水資源供需平衡分析的典型年法 供水保證率的概念：是指多年供水過程中，供水得到保證的年數(shù)占總年數(shù)的百分?jǐn)?shù)。計(jì)算公式為： P-供水保證率；m-保證正常供水的年數(shù)；n-供水總年數(shù)供水保證率可有縱向和橫向兩種概念?？v向：今后多年供水過程中有保證年數(shù)占總供水年數(shù)的百分?jǐn)?shù)，今后多年是一個(gè)計(jì)算系列。橫向：規(guī)定某一年份（例如2005年），這一年的來水可以是多樣的，把某系列各年的來水都放到這年（2005年）去進(jìn)行供需分析，計(jì)算有保證的年數(shù)占系列總年數(shù)的百分?jǐn)?shù)，即為該年供水遇到所用系列的來水時(shí)，其具有的供

30、水保證率P。第4章 綜合利用水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)：按人們的需要，通過水庫(kù)的蓄水、泄水作用，控制徑流的重新分配徑流。 徑流調(diào)節(jié)是興水利除水害的方法之一。洪水調(diào)節(jié)：為防洪目的進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)。 第五章興利調(diào)節(jié)：為興利目的進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)。 第四章4.1 水庫(kù)特性1水庫(kù)的面積特性和容積特性（1）水庫(kù)面積特性：水庫(kù)水位與水庫(kù)面積的關(guān)系曲線。( 縱坐標(biāo)為水庫(kù)水位)水庫(kù)面積特性曲線取決于水庫(kù)河谷平面形狀，平原水庫(kù)面積我曲線比較平緩，表明增加壩高將迅速擴(kuò)大淹沒面積和加大水面蒸發(fā)。所以平原地區(qū)一般不宜建高壩。（2）水庫(kù)容積特性：水庫(kù)水位與水庫(kù)容積的關(guān)系曲線( 縱坐標(biāo)為水庫(kù)水位)。2水庫(kù)的特征水位和特征庫(kù)容（記）特征水位：

31、為完成不同的任務(wù)，在不同時(shí)期和各種水文情況下，需控制達(dá)到或允許消落的各種庫(kù)水位。特征庫(kù)容：相應(yīng)的特征水位以下或兩特征水位間的水庫(kù)容積。死水位和死庫(kù)容：死水位（）：在正常運(yùn)行情況下，允許水庫(kù)消落的最低水位。 死庫(kù)容（）：死水位以下的水庫(kù)庫(kù)容，也稱墊低庫(kù)容。 在正常運(yùn)用中，死庫(kù)容不參加徑流調(diào)節(jié)，也不放空。正常蓄水位和興利庫(kù)容：正常蓄水位（）：水庫(kù)在正常運(yùn)用情況下，為滿足設(shè)計(jì)興利要求而在開始供水時(shí)應(yīng)蓄到的高水位，又稱實(shí)際興利水位。興利庫(kù)容（）：正常蓄水位與死水位間的庫(kù)容，又稱調(diào)節(jié)庫(kù)容。正常蓄水位與死水位之間的高差，稱為水庫(kù)消落深度或工作深度。防洪限制水位（）：水庫(kù)在汛期允許興利蓄水的上限水位。 防洪

32、限制水位是協(xié)調(diào)防洪和興利關(guān)系的關(guān)鍵。防洪高水位和防洪庫(kù)容：防洪高水位（）：當(dāng)遇下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫(kù)為控制下泄流量而攔蓄洪水，這時(shí)在壩前（或上游側(cè)）達(dá)到的最高水位。防洪庫(kù)容（）：防洪高水位與防洪限制水位間的庫(kù)容。 用以攔蓄灌水，滿足下游防洪要求重疊庫(kù)容（）：當(dāng)防洪限制水位低于正常蓄水位時(shí)，防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容重疊的部分，又稱共用庫(kù)容、結(jié)合庫(kù)容。防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容重疊有完全重疊、部分重疊和不重疊三種形式。設(shè)計(jì)洪水位和攔洪庫(kù)容： 設(shè)計(jì)洪水位（）：水庫(kù)遇大壩設(shè)計(jì)洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。 它是水庫(kù)是正常運(yùn)用情況下允許達(dá)到的最高洪水位，也是擋水建筑物穩(wěn)定計(jì)算的主要依據(jù)之一。攔洪庫(kù)容（）：

33、設(shè)計(jì)洪水位與防洪限制水位間的庫(kù)容。校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容：校核洪水位（）：水庫(kù)遇大壩校核洪水時(shí)，在壩前達(dá)到的最高水位。 它是水庫(kù)在非常運(yùn)用情況下，短期內(nèi)允許達(dá)到的最高洪水位，調(diào)洪庫(kù)容（）：校核洪水位與防洪限制水位間的庫(kù)容?？値?kù)容和有效庫(kù)容：總庫(kù)容（）：校核洪水位以下的庫(kù)容。有效庫(kù)容（）：校核洪水位與死水位間的庫(kù)容。表4-1 水 庫(kù) 工 程 等 別 表工 程 等 別工程規(guī)模大(1)型大(2)型中型小(1)型小(2)型水庫(kù)總庫(kù)容(108m3)10101.01.00.10.10.010.010.0014.1.3水庫(kù)的水量損失(一)蒸發(fā)損失：蒸發(fā)損失的計(jì)算方法：經(jīng)驗(yàn)公式、水量平衡法、熱量平衡法、紊動(dòng)混合

34、、交換理論法等四類。為留有余地，年調(diào)節(jié)水庫(kù)采用最大年蒸發(fā)量，年內(nèi)分配按多年平均考慮。多年調(diào)節(jié)水庫(kù)采用多年平均年蒸發(fā)量。(二)滲漏損失：滲漏可分三類：止水不嚴(yán)，繞壩滲流和壩底庫(kù)周滲流。水庫(kù)運(yùn)行的前幾年，滲漏損失往往較大。水庫(kù)運(yùn)行若干年后，由于庫(kù)床淤積、巖層裂隙逐漸被填塞等原因，滲漏損失會(huì)有所減小。(三)結(jié)冰損失：結(jié)冰融化后滯留在岸邊的冰層所引起的損失。（四）其它損失：水工建筑群操作所損失的水量。如魚道操作，船閘過船，木材放流等。由于損失水量不大，在一般的調(diào)節(jié)計(jì)算中可不予考慮。4.1.4水庫(kù)淤積縱向淤積：三角洲淤積，帶狀淤積和錐體淤積。橫向淤積：全斷面淤積，主槽淤積和沿濕周均勻淤積。淤積將對(duì)水庫(kù)運(yùn)

35、用有多方面負(fù)面影響：侵占庫(kù)容、抬高回水位、影響航運(yùn)、影響建筑物、磨損水輪機(jī)、引起化學(xué)沉淀、沖刷河床等。水庫(kù)淤積計(jì)算：在水庫(kù)工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，為預(yù)測(cè)水庫(kù)泥沙淤積過程、相對(duì)平衡狀態(tài)和水庫(kù)壽命所進(jìn)行的分析計(jì)算。計(jì)算任務(wù)是探明淤積對(duì)各興利部門的影響，為研究水庫(kù)運(yùn)行方式、確定泄洪排砂措施規(guī)模提供依據(jù)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段較常用的是經(jīng)驗(yàn)估算法：采用經(jīng)驗(yàn)公式：攔沙率：庫(kù)容平均淤損率： 或 水庫(kù)流程年限 ：流域平均侵蝕模數(shù)；t/(km2年)流域面積；水庫(kù)淤積程度系數(shù)，指水庫(kù)淤積庫(kù)容達(dá)原庫(kù)容的60%。水庫(kù)淤至某種程度的年限。計(jì)算水庫(kù)平均淤積量和使用年限的具體步驟：計(jì)算計(jì)算計(jì)算水庫(kù)平均年淤積量：根據(jù)預(yù)定淤積程度，計(jì)算淤

36、積程度系數(shù)，然后計(jì)算水庫(kù)淤積年限。 為減少水庫(kù)淤積，應(yīng)注意流域面上的水土保持工作，并注意好水庫(kù)的運(yùn)行管理方式，如做好“蓄清排渾”。通常減少淤積的措施：（1）上游攔截，就地處理。 最根本方法。（2）水庫(kù)排沙，保持庫(kù)容。 水庫(kù)采取蓄清排渾的運(yùn)用方式（3）清除淤沙，恢復(fù)庫(kù)容。4.1.5水庫(kù)的淹沒和浸沒淹沒：水庫(kù)蓄水后，將淹沒土地、森林、城鎮(zhèn)、道路、電力通訊設(shè)施、文物古跡、甚至城市建筑物。浸沒：水庫(kù)蓄水后，由于庫(kù)周地下水位抬高，使樹木死亡，旱田作物受澇；耕地鹽堿化；形成局部沼澤地，惡化衛(wèi)生條件，滋生瘧蚊；增加礦井積水；使原有工程建筑物的基礎(chǔ)產(chǎn)生塌陷；還會(huì)引起庫(kù)周塌岸，毀壞農(nóng)田和居民點(diǎn)，減小水庫(kù)容積。由

37、于水庫(kù)的淹沒，將引起水庫(kù)移民。在移民安置工作中，要正確處理國(guó)家、集體和個(gè)人的利益。要使移民的生產(chǎn)和生活條件好于遷建以前的生活。水庫(kù)的淹沒損失是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，有時(shí)達(dá)工程總投資的40%50%，而且可能會(huì)有其他方面的影響。淹沒和浸沒問題常成為限制水庫(kù)規(guī)模的主要因素之一。對(duì)于巨型和大型水電站，可有計(jì)劃地分期抬高蓄水位，以減小近期淹沒損失和遷移困難。4.2 水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)421興利調(diào)節(jié)分類按調(diào)節(jié)周期分類：調(diào)節(jié)周期 是指水庫(kù)的興利庫(kù)容從庫(kù)空，到蓄滿，又回到放空的完整的蓄放過程。1、日調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一晝夜。 抽水蓄能電站一般為日調(diào)節(jié)。2、周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周，將一周內(nèi)變化不大的入庫(kù)徑流按用水部

38、門的周內(nèi)需水過程進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)。3、年調(diào)節(jié)：按用水部門的年內(nèi)需水過程，將一年中豐水期的多余水量蓄存起來，用以提高缺水期供水量。有不發(fā)生棄水的完全年調(diào)節(jié)和發(fā)生棄水的不完全年調(diào)節(jié)。完全年調(diào)節(jié)和不完全年調(diào)節(jié)的概念是相對(duì)的，它取決于庫(kù)容的大小和來水量的多少。年調(diào)節(jié)水庫(kù)一般可同時(shí)進(jìn)行周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。通常用庫(kù)容系數(shù)反映水庫(kù)的調(diào)節(jié)能力，當(dāng)=8%-30%時(shí)，一般可進(jìn)行年調(diào)節(jié)。來水較均勻時(shí)=2%-8%即可進(jìn)行年調(diào)節(jié)。4、多年調(diào)節(jié)：利用興利庫(kù)容將豐水年多余水量蓄存起來，以提高枯水年份的供水量。當(dāng)水量變差系數(shù)較小，年內(nèi)水量分配均勻，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，30%，即可進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)水庫(kù)一般可同時(shí)進(jìn)行年調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。

39、對(duì)于水力發(fā)電，通常把具有一定的興利庫(kù)容，有能力調(diào)節(jié)天然日徑流量的水電站，稱為蓄水式電站。把無調(diào)節(jié)和僅能進(jìn)行日調(diào)節(jié)的水電站(其日電能受控于天然徑流)稱為徑流式電站。按水庫(kù)任務(wù)分類：?jiǎn)我蝗蝿?wù)徑流調(diào)節(jié)，綜合利用徑流調(diào)節(jié)。按水庫(kù)供水方式分類：固定供水，變動(dòng)供水。其他分類：反調(diào)節(jié)，單一水庫(kù)補(bǔ)償調(diào)節(jié)，水庫(kù)群補(bǔ)償調(diào)節(jié)，跨流域調(diào)水調(diào)節(jié)。422設(shè)計(jì)保證率一、工作保證率和設(shè)計(jì)保證率的含義工作保證率：水利水電部門正常工作的保證程度。 有三種計(jì)算形式：1、年保證率：指多年期間正常工作年數(shù)占運(yùn)行總年數(shù)的百分比。即多用于蓄水式電站和灌溉用水。2、歷時(shí)保證率：指多年期間正常工作歷時(shí)占總歷時(shí)的百分比，即 多用于徑流式電站，航

40、運(yùn)用水和其他不進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)的用水部門。年保證率與歷時(shí)保證率之間的換算：M為破壞年份的破壞歷時(shí)與總歷時(shí)之比。3、按保證正常用水的數(shù)量計(jì)算保證率。應(yīng)當(dāng)注意，枯水年對(duì)用水部門適當(dāng)減少供水，效益并不一定會(huì)下降，可采用相應(yīng)措施進(jìn)行補(bǔ)償。提高保證率意味著擴(kuò)大工程規(guī)模，往往技術(shù)上有難度，經(jīng)濟(jì)上有困難，所以要選取合適的保證率。設(shè)計(jì)保證率是工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的依據(jù)。二、設(shè)計(jì)保證率1、概念:為擬建的水利水電工程選定的合理的工作保證率稱為設(shè)計(jì)保證率2、設(shè)計(jì)保證率的選擇水利水電工程設(shè)計(jì)保證率的選擇是一個(gè)復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題。（一）水電站設(shè)計(jì)保證率水電站設(shè)計(jì)保證率關(guān)系到供電可靠性、水資源利用程度和電站造價(jià)。對(duì)重要的電站采用高的

41、設(shè)計(jì)保證率。水電站設(shè)計(jì)保證率系統(tǒng)中水電站容量比重（%）25以下255050以上水電站設(shè)計(jì)保證率（%）809090959598同一電力系統(tǒng)中，規(guī)模和作用相近的聯(lián)合運(yùn)行的幾座水電站，可當(dāng)作單一水電站選擇統(tǒng)一的設(shè)計(jì)保證率。（二）灌溉設(shè)計(jì)保證率灌溉設(shè)計(jì)保證率：指設(shè)計(jì)灌溉用水的保證程度。（三）供水設(shè)計(jì)保證率由于供水遭破壞將直接影響人民生活和造成生產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失，故供水采用較高的設(shè)計(jì)保證率，一般按年保證率取值范圍為95%99%。（四）通航設(shè)計(jì)保證率通航設(shè)計(jì)保證率一般指最低通航水位的保證程度，以計(jì)算時(shí)期內(nèi)通航獲得滿足的歷時(shí)百分率表示。在綜合利用的水庫(kù)中，設(shè)計(jì)保證率按以下方案考慮要將歷時(shí)保證率換算成年保證率，要

42、以主要部門的設(shè)計(jì)保證率為準(zhǔn)進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，還要對(duì)年水量頻率分別進(jìn)行校核，取偏于安全的結(jié)果。必要時(shí)，可根據(jù)任務(wù)主次關(guān)系，適當(dāng)調(diào)整各部門的用水要求或設(shè)計(jì)保證率。423設(shè)計(jì)代表年和設(shè)計(jì)代表期在規(guī)劃工作中，長(zhǎng)系列水文資料的選用計(jì)算結(jié)果比較精確，但工作量大。在滿足規(guī)劃工作要求的情況下，可選用若干典型年份或典型多年徑流系列作為設(shè)計(jì)代表期。一、設(shè)計(jì)代表年在規(guī)劃工作中，選擇有代表性的枯水年、中水年和豐水年作為設(shè)計(jì)典型年，稱為設(shè)計(jì)枯水年、設(shè)計(jì)中水年和設(shè)計(jì)豐水年。對(duì)于年調(diào)節(jié)水電站，滿足設(shè)計(jì)保證率要求的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)枯水年的供水期，可按供水期水量選定設(shè)計(jì)枯水年。二、設(shè)計(jì)多年徑流系列設(shè)計(jì)多年徑流系列是從長(zhǎng)系列資料中選出

43、的有代表性的短系列。（一）設(shè)計(jì)枯水系列由于完整調(diào)節(jié)周期不多，通常采用扣除允許破壞年數(shù)的方法加以確定。 為水文系列總年數(shù)。從資料中選出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年組，從最末一年開始扣除，余下的即為設(shè)計(jì)枯水系列。還要注意：用設(shè)計(jì)枯水系列的調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果對(duì)其他枯水年組進(jìn)行校核，若另有正常工作遭破壞的時(shí)段，要從中扣除，得出新的破壞年數(shù)，并用它重新確定設(shè)計(jì)枯水系列，有時(shí)需校核破壞年份的供水量和電量，若不能滿足，則水庫(kù)應(yīng)在允許破壞時(shí)段前預(yù)留部分蓄水量。（二）設(shè)計(jì)中水系列為探求水庫(kù)多年平均情況，一般取1015年作為代表期，稱為設(shè)計(jì)中水系列。選擇時(shí)要滿足：至少有一個(gè)以上的完整周期，系列年徑流均值等于或接近多年平均值，系列

44、應(yīng)包括枯水年、中水年和豐水年，其比例關(guān)系與長(zhǎng)系列大體相當(dāng)，年徑流變差系數(shù)接近。當(dāng)電力系統(tǒng)中有若干電站聯(lián)合運(yùn)行并進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)時(shí)，最好按長(zhǎng)系列進(jìn)行計(jì)算，或以補(bǔ)償電站為主，選出統(tǒng)一的設(shè)計(jì)代表系列。424興利調(diào)節(jié)計(jì)算原理興利調(diào)節(jié)計(jì)算：根據(jù)各用水部門的要求，利用水庫(kù)重新分配天然徑流所進(jìn)行的計(jì)算。水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)計(jì)算主要解決三類課題：（1）根據(jù)用水要求，確定興利庫(kù)容；（2）根據(jù)興利庫(kù)容，確定設(shè)計(jì)保證率下的供水水平（調(diào)節(jié)流量）；（3）根據(jù)興利庫(kù)容和水庫(kù)操作方案，求水庫(kù)運(yùn)用過程。 三類課題的實(shí)質(zhì)是找出天然來水，用水和興利庫(kù)容之間的關(guān)系。徑流調(diào)節(jié)計(jì)算的基本原理是水量平衡原理：計(jì)算時(shí)段的水量平衡方程：或計(jì)算時(shí)段水庫(kù)

45、蓄水量變化值水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)計(jì)算的方法：時(shí)歷法和概率法。4.3興利調(diào)節(jié)時(shí)歷列表法一、根據(jù)用水過程確定水庫(kù)興利庫(kù)容（一）不計(jì)水量損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算由于用水已知，可根據(jù)天然徑流，定出水庫(kù)補(bǔ)充放水起止時(shí)間。逐時(shí)段進(jìn)行水量平衡，再有分析地累加各時(shí)段不足水量，便可得出該入庫(kù)徑流條件下為滿足既定用水要求所需的興利庫(kù)容。以下舉例說明，見表4-6。課本113。（二）考慮水量損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算方法：在中、小型水庫(kù)的設(shè)計(jì)中，可用簡(jiǎn)化計(jì)算方法：不計(jì)水量損失算出興利庫(kù)容，取此庫(kù)容之半加上死庫(kù)容，作為全年蓄水量；由平均蓄水量得出庫(kù)水位和水庫(kù)面積；根據(jù)庫(kù)水位和水庫(kù)面積算出年損失水量； 興利庫(kù)容為不計(jì)損失興利庫(kù)容加年損失水量；根

46、據(jù)經(jīng)驗(yàn)，用簡(jiǎn)化計(jì)算方法所得結(jié)果偏大。例表4-8，課本115頁。小結(jié)：1、徑流來水過程與用水過程差別越大，則所需興利庫(kù)容越大。2、在一次充蓄條件下，累計(jì)整個(gè)供水期不足水量和損失水量之和，即得興利庫(kù)容。只要整個(gè)供水期用水總量不變，可任意改變供水流量，興利庫(kù)容均不變。供水期均勻供水的徑流調(diào)節(jié)稱為等流量調(diào)節(jié)。3、設(shè)計(jì)枯水年供水期調(diào)節(jié)流量與多年平均流量的比值成為調(diào)節(jié)系數(shù)，用以度量徑流調(diào)節(jié)程度。4、有時(shí)一年內(nèi)充水、蓄水兩次，如每次供水均小于蓄水，即，供水前水庫(kù)均能單獨(dú)存蓄所需水量，故兩次供水中較大者為興利庫(kù)容。 當(dāng)時(shí)，為滿足用水要求，應(yīng)為第二次供水預(yù)留水量，故?？煽闯墒枪┧谥械木植炕匦?。5、當(dāng)全年用水量

47、小于設(shè)計(jì)枯水年來水量時(shí)，枯水期不足水量可由徑流調(diào)節(jié)解決，否則要進(jìn)行多年徑流調(diào)節(jié)。二、根據(jù)興利庫(kù)容，確定調(diào)節(jié)流量假定若干調(diào)節(jié)流量方案，對(duì)每個(gè)方案求出各自需要的興利庫(kù)容，繪出曲線。根據(jù)給定的興利庫(kù)容，由曲線查定。對(duì)于年調(diào)節(jié)水庫(kù)： (m3/s)應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意的問題：（1）水庫(kù)調(diào)節(jié)性能問題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，庫(kù)容系數(shù)：=8%30%時(shí)，一般可進(jìn)行年調(diào)節(jié)；30%，即可進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。通常還會(huì)以對(duì)設(shè)計(jì)枯水年按等流量進(jìn)行完全年調(diào)節(jié)所需的興利庫(kù)容為界限，實(shí)際庫(kù)容大于時(shí)為多年調(diào)節(jié)，否則為年調(diào)節(jié)。根據(jù)定義：；其中：為設(shè)計(jì)枯水年平均天然流量；為設(shè)計(jì)枯水年枯水期來水總量；為設(shè)計(jì)枯水年枯水期歷時(shí)。（2）劃定蓄供水期問題。供水期：

48、指天然來水小于用水，需由水庫(kù)放水補(bǔ)充的時(shí)期。當(dāng)調(diào)節(jié)流量未知時(shí)要進(jìn)行試算。 課本118頁 例4-1 三、根據(jù)既定興利庫(kù)容和水庫(kù)操作方案推求水庫(kù)運(yùn)用過程（一）定流量操作各時(shí)段的調(diào)節(jié)流量為已知值，當(dāng)各時(shí)段的調(diào)節(jié)流量相等時(shí)，稱為定流量操作。多用于灌溉、給水和航運(yùn)等部門。推求水庫(kù)運(yùn)用過程可分時(shí)段進(jìn)行水量平衡。當(dāng)興利庫(kù)容和操作方案既定來說，入庫(kù)徑流不同，水庫(kù)運(yùn)用過程也不同。對(duì)于長(zhǎng)水文系列進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，可以統(tǒng)計(jì)得出工程正常工作的保證程度，而對(duì)設(shè)計(jì)代表期進(jìn)行定流量操作計(jì)算，可得出具有相應(yīng)特定含義的水庫(kù)運(yùn)用過程。（二）定出力操作為滿足用電要求，水電站調(diào)節(jié)水量要與負(fù)荷變化相適應(yīng)，此時(shí)水庫(kù)應(yīng)按定出力操作。定出力

49、操作有兩種方式：（1）供水期以滿蓄為起算點(diǎn)，蓄水期以放空為起算點(diǎn)，分別順時(shí)序算到各自期末。類似于定流量操作。（2）供水期以期末放空為起算點(diǎn)，蓄水期以期末滿蓄為起算點(diǎn)，分別逆時(shí)序算到各自期初。由于水電站出力與水頭與流量?jī)蓚€(gè)因素相關(guān)，定出力操作常采用逐次逼近的試算法（試算可先假定水電站引用流量）。逐次逼近的試算法：給定：1、從某一特定蓄水情況開始（庫(kù)滿或庫(kù)空），2、假定一引用流量，進(jìn)行時(shí)段水量平衡，求出時(shí)段平均庫(kù)水位；3、由定出，；4、，5、比較與，兩者相近，說明假定用流量正確，計(jì)算完成，進(jìn)行下一時(shí)段計(jì)算。否則另行假定重算。例表4-9，120頁4.4興利調(diào)節(jié)時(shí)歷圖解法圖解法的原理和列表法相同，都是

50、以水量平衡為原則，即通過天然來水量和興利部門用水之間的對(duì)比求得供需平衡。圖解法常用于年調(diào)節(jié)水庫(kù)和多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)計(jì)算，解算速度快，特別對(duì)于多方案比較，優(yōu)點(diǎn)明顯。一、水量累積曲線和水量差積曲線（一）水量累積曲線水量累積曲線：橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為從計(jì)算時(shí)刻（坐標(biāo)原點(diǎn)）開始到相應(yīng)時(shí)刻之間的總水量。根據(jù)流量過程資料，即可繪出。水量累積曲線計(jì)算表時(shí)間月平均流量(m3/s)水量增值水量累積值年月某年7891000+水量累積曲線的主要特性：曲線任意兩點(diǎn)間的縱坐標(biāo)表示兩點(diǎn)時(shí)刻之間的水量。連接曲線兩點(diǎn)，割線的斜率代表兩點(diǎn)間歷時(shí)的平均流量。曲線上任意一點(diǎn)的切線斜率代表該時(shí)刻的瞬時(shí)流量。水量累積曲線的形狀總

51、是向上的。（二）水量差積曲線水量差積曲線：將水量累積曲線放如斜坐標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)，斜坐標(biāo)為流量為零的軸，橫坐標(biāo)為接近平均流量的整值數(shù)，縱坐標(biāo)仍為水量累積。水量差積曲線的主要特性： （1）時(shí)，曲線上升；，曲線下降。當(dāng)?shù)扔诨蚪咏骄髁繒r(shí)，曲線將圍繞水平軸上下擺動(dòng)。（2）曲線上任意時(shí)刻的縱坐標(biāo)到水平軸的距離表示從起始時(shí)刻到該時(shí)刻期間的水量差積值。從水平軸到傾斜軸的垂直距離表示同期累積水量。從曲線到傾斜軸的垂直距離表示到時(shí)刻的總累積水量。（3）曲線上任意兩點(diǎn)至斜線的垂直距離之差，表示兩點(diǎn)歷時(shí)的實(shí)際水量。（4）任一時(shí)刻的流量可由水量差積曲線上該點(diǎn)切線斜率按流量比尺決定。二、根據(jù)用水要求確定興利庫(kù)容的圖解法（一

52、）確定年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利庫(kù)容的圖解法圖解步驟：繪制設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線及其流量比尺；（2）在流量比尺上定出已知調(diào)節(jié)流量的方向線，繪出與平行并與水量差積曲線相切的平行線組；（3）供水期上、下切線間的縱距，按水量比尺量取，即等于所求興利庫(kù)容。改變將得出不同的。針對(duì)每一個(gè)方案進(jìn)行長(zhǎng)系列時(shí)歷圖解，將求得各自特定的興利庫(kù)容經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。（二）確定多年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利庫(kù)容的圖解法圖解步驟：（1）繪制設(shè)計(jì)枯水系列水量差積曲線及其流量比尺。（2）按公式計(jì)算在設(shè)計(jì)保證率條件下的允許破壞年數(shù)。（3）選出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年系列，并自此系列末期扣除，以劃定設(shè)計(jì)枯水系列。（4）確定在正常工作遭破壞年份的最低用水量，。（5）在

53、最嚴(yán)重枯水年系列末期作水量差積曲線的切線，其斜率等于。定出前一年的蓄水量點(diǎn)的位置。（6）過做斜率等于的線段，同時(shí)在設(shè)計(jì)枯水系列起始時(shí)刻作水量差積曲線的切線，其斜率也等于，則兩平行線間的縱距即為該多年調(diào)節(jié)水庫(kù)應(yīng)具備的興利庫(kù)容。（7）當(dāng)長(zhǎng)系列資料中有兩個(gè)以上的嚴(yán)重枯水系列而難以確定設(shè)計(jì)枯水系列時(shí)，則應(yīng)分別對(duì)各枯水年系列進(jìn)行圖解，取所需興利庫(kù)容中的最大值，以策安全。 多年調(diào)節(jié)水庫(kù)調(diào)節(jié)流量的范圍：大于設(shè)計(jì)枯水年進(jìn)行等流量完全年調(diào)節(jié)時(shí)的調(diào)節(jié)流量（即），小于整個(gè)水文系列的平均流量。當(dāng)考慮水庫(kù)水量損失時(shí)，用不計(jì)損失算出平均蓄水量和平均水面，從而求出計(jì)算期總水量損失并折算成流量。用既定的調(diào)節(jié)流量加上損失流量得

54、出毛調(diào)節(jié)流量。也可對(duì)長(zhǎng)系列水文資料，運(yùn)用推調(diào)節(jié)流量平行線的方法，求處各種年份和年組所需的，然后對(duì)各進(jìn)行頻率計(jì)算，按設(shè)計(jì)保證率確定必需的。（圖案2-19）三、根據(jù)興利庫(kù)容確定調(diào)節(jié)流量的圖解法確定年調(diào)節(jié)水庫(kù)調(diào)節(jié)流量的圖解法采用代表期法的圖解步驟：繪制滿庫(kù)線，滿庫(kù)線是設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線下縱距為的曲線；繪制枯水期水量差積曲線與滿庫(kù)線的公切線；公切線的斜率即為已知所能獲得的符合設(shè)計(jì)保證率要求的調(diào)節(jié)流量，切點(diǎn)為水庫(kù)供水的起迄時(shí)間；考慮水量損失時(shí)，先求平均損失流量，從調(diào)節(jié)流量中扣除損失流量，即得凈調(diào)節(jié)流量。繪出一組以為參數(shù)，與的關(guān)系曲線，圖2-21。按長(zhǎng)系列，繪出，與的關(guān)系曲線，圖2-22（a）。確定多

55、年調(diào)節(jié)水庫(kù)調(diào)節(jié)流量的圖解法選出最枯枯水年組，由天然水量差積曲線與滿庫(kù)線的公切線方向決定。對(duì)于長(zhǎng)系列水文資料，為 “繃線法”。（圖4-25） 、與的關(guān)系可歸納為：（1）一定時(shí)，越高，可能獲得的供水期越小，反之越大；（2）一定時(shí)，要求的越高，所需的也越大，反之越小；（3）一定時(shí)，越大，供水期也越大。四、根據(jù)水庫(kù)興利庫(kù)容和操作方案，推求水庫(kù)運(yùn)用過程等流量調(diào)節(jié)時(shí)的水庫(kù)運(yùn)用過程圖4-26。定出力調(diào)節(jié)時(shí)的水庫(kù)運(yùn)用過程1、順時(shí)序計(jì)算：注意改變起算點(diǎn)，供水期以水庫(kù)蓄滿開始起算；蓄水以水庫(kù)空庫(kù)開始起算。2、逆時(shí)序計(jì)算：見圖4-28。第6章 水能利用6.1 水能資源估算及水電站的開發(fā)布置一、水力發(fā)電原理和水能資源

56、估算： 二、水電站的開發(fā)布置方式 壩式，河床式、引水式、混合式6.2 水能計(jì)算的目的與內(nèi)容一、水能計(jì)算的目的：確定水電站的工作情況選擇水電站的主要參數(shù)決定水電站在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行方式水能計(jì)算的主要內(nèi)容：計(jì)算水電站的出力和發(fā)電量。水電站出力：發(fā)電機(jī)組的出線端送出的功率，以kW計(jì)。規(guī)劃階段：為選擇水電站的主要參數(shù)而計(jì)算，需假定若干水庫(kù)正常蓄水位方案，算出各方案的出力、發(fā)電量等指標(biāo)，進(jìn)行技術(shù)分析，選出有利方案。運(yùn)行階段：由于水庫(kù)和水電站的參數(shù)已定，水能計(jì)算的目的是根據(jù)入庫(kù)天然流量、各部門用水量、電力系統(tǒng)負(fù)荷等，算出各個(gè)時(shí)段的出力和發(fā)電量，以決定電力系統(tǒng)中各電站的最有利運(yùn)行方式。水能計(jì)算的大致步驟：根

57、據(jù)電站的調(diào)節(jié)方式（如等流量調(diào)節(jié)、定出力調(diào)節(jié)等）計(jì)算各時(shí)段的發(fā)電流量；根據(jù)水能計(jì)算的邊界條件（水庫(kù)蓄水位、蓄水量）等，進(jìn)一步分析計(jì)算各時(shí)段水庫(kù)蓄水量的變化量、時(shí)段平均水庫(kù)水位、時(shí)段平均下游水位及電站的時(shí)段平均水頭，根據(jù)和計(jì)算水電站的時(shí)段平均出力和時(shí)段發(fā)電量。水能計(jì)算的方法：列表法、圖解法、電算法。見例6-1。水電站保證出力計(jì)算年調(diào)節(jié)水電站保證出力計(jì)算應(yīng)用各年水文資料，在已知或假定水庫(kù)正常蓄水位和死水位的條件下，通過興利調(diào)節(jié)和水能計(jì)算，求出每年供水期的平均出力，然后將這些平均出力值按其大小次序排列，繪制其保證率曲線，曲線中相應(yīng)于的供水期平均出力值，即為年調(diào)節(jié)水電站的保證出力。當(dāng)水庫(kù)以發(fā)電為主時(shí)，水

58、電站的保證出力是指符合水電站設(shè)計(jì)保證率要求的枯水年供水期平均出力。無調(diào)節(jié)及日調(diào)節(jié)水電站保證出力計(jì)算 計(jì)算原理與年調(diào)節(jié)水電站保證出力相似，但要采用歷時(shí)（日）保證率公式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。無調(diào)節(jié)及日調(diào)節(jié)水電站保證出力計(jì)算一般應(yīng)以日為計(jì)算期，計(jì)算時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)日平均流量及相應(yīng)水頭，算出各日平均出力，然后按其大小排列，繪制其保證率曲線，曲線中相應(yīng)于的日平均出力值，即為所求水電站的保證出力。多年調(diào)節(jié)水電站保證出力計(jì)算 計(jì)算方法與年調(diào)節(jié)水電站保證出力的計(jì)算基本相同，對(duì)實(shí)測(cè)長(zhǎng)系列水文資料進(jìn)行興利調(diào)節(jié)和水能計(jì)算。簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，可以設(shè)計(jì)枯水系列的平均出力作為保證出力值。水電站多年平均年發(fā)電量的計(jì)算平均年發(fā)電量：水電站在多年工作

59、期內(nèi)，平均每年所能產(chǎn)生的電能，是水電站一個(gè)重要的動(dòng)能指標(biāo)。設(shè)計(jì)中水年法 根據(jù)一個(gè)設(shè)計(jì)中水年，可大致定出水電站的多年平均年發(fā)電量。 (kWh)：時(shí)段平均出力小于裝機(jī)容量的數(shù)段數(shù)，：時(shí)段平均出力大于（或等于）裝機(jī)容量的數(shù)段數(shù)。三個(gè)代表年法 (kWh)設(shè)計(jì)平水系列法求多年調(diào)節(jié)水電站的多年平均年發(fā)電量時(shí)，采用設(shè)計(jì)平水年系列。設(shè)計(jì)平水年系列指：一水文年段（一般由十幾年的水文系列組成），其平均徑流量約等于全部水文系列的多年平均值，其徑流分布符合一般水文規(guī)律。全部水文系列法為精確求出多年平均年發(fā)電量，按水庫(kù)調(diào)度圖進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，對(duì)全部水文系列逐年計(jì)算發(fā)電量，最后求出多年平均值。全部水文系列法計(jì)算工作量大，多用

60、于初步設(shè)計(jì)階段。6.3 電力系統(tǒng)的負(fù)荷圖電力系統(tǒng)及其用戶特性電力系統(tǒng)由若干發(fā)電廠、變電站、輸電線路及電力用戶等部分組成。其中用電戶有：工業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電市政用電交通運(yùn)輸用電以上四類用電戶中工業(yè)用電占電力系統(tǒng)負(fù)荷的比重最大，可達(dá)總負(fù)荷的50%以上。電力負(fù)荷圖日負(fù)荷圖有三個(gè)特征值：最大負(fù)荷，平均負(fù)荷，最小負(fù)荷。三個(gè)特征值把日負(fù)荷圖分成三個(gè)區(qū)域：峰荷區(qū)、腰荷區(qū)和基荷區(qū)。反映日負(fù)荷圖特征的兩個(gè)指標(biāo)：日最小負(fù)荷率：，越小，表示日負(fù)荷越不均勻。日平均負(fù)荷率：，越大，表示日負(fù)荷越小。日電能累計(jì)曲線：出力與相應(yīng)電量之間的關(guān)系曲線。年負(fù)荷圖日最大負(fù)荷年變化曲線月平均負(fù)荷年變化曲線設(shè)計(jì)水平年設(shè)計(jì)負(fù)荷水平年：在規(guī)劃階