水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)培訓(xùn)課件

徑流調(diào)節(jié)（RunoffRegulation)：

興建專門的水工建筑物（水庫），控制和重新分配天然徑流，人為地增加或減少某一時(shí)期的流量，使它滿足各用水部門的需要。這種措施的總稱。興利調(diào)節(jié)（Stream-flowRegulation)：

為提高枯水期供水量而進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)稱之。通常也稱為徑流（量）調(diào)節(jié)。洪水調(diào)節(jié)（FloodRegulation)：

為削減洪水流量而進(jìn)行的徑流調(diào)節(jié)稱之。7/24/20231水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-1水庫特性

（CharacteristicsofReservoir)7/24/20232水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)一、地形特性（CharacteristicsofTopography)1、水庫面積特性是指水庫的庫水位與水庫水面面積之間的關(guān)系，一般用曲線表示，稱為水庫水位~面積曲線（Stage~areaCurve)，簡稱水庫的面積曲線。7/24/20233水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)100105110115100105110115Z(m)F(m2)圖2-1水庫面積特性示意圖ΔVi

壩址（damsite）7/24/20234水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)作法：根據(jù)實(shí)測地形圖，1/5000~1/50000，等高距1、2、5m，計(jì)算各條等高線與壩軸線包圍的水面面積，然后繪Z~F曲線。用途：了解水庫水面面積，設(shè)計(jì)時(shí)用于確定水庫淹沒面積，計(jì)算水庫蒸發(fā)損失水量。7/24/20235水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、庫容特性庫容即水庫的容積，庫容特性指庫水位與庫容之間的關(guān)系，稱為水位~容積曲線，簡稱庫容曲線（Stage~StorageCurve)。作法：將水庫面積曲線的水位分層，計(jì)算各層間的庫容：圖2-2水庫的面積曲線和庫容曲線Z(m)Z~FZ~VF(m2)V(m3)ZiFi-1Zi-1FiΔViΔViΔZi7/24/20236水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)100105110115100105110115Z(m)F(m2)圖2-1水庫面積特性示意圖ΔVi

壩址（damsite）7/24/20237水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

(2-1)或：（2-2）然后自河底向上逐層累加，即可的相應(yīng)水位Zi時(shí)的庫容：

最后點(diǎn)繪庫容曲線Z~V。7/24/20238水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)靜庫容（LevelStorage)附加庫容（AdditionalStorage)動(dòng)庫容（SlopeStorage，BackwaterStorage)附加庫容7/24/20239水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)用途：

庫容曲線是水庫設(shè)計(jì)中最重要的基礎(chǔ)資料之一。庫容曲線用來確定水庫的容積，即蓄水量的大小，是確定水庫各種特征庫容和特征水位的依據(jù)。7/24/202310水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)二、水庫特征水位和特征庫容（CharacteristicWaterLevel&StorageCapacityofReservoir）

庫容的大小決定著水庫調(diào)節(jié)徑流的能力和它所提供的效益。因此，確定水庫特征水位及其相應(yīng)的庫容是水利水能規(guī)劃、設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。根據(jù)水庫在調(diào)節(jié)徑流中的各種任務(wù)，把水庫水位及其相應(yīng)的庫容作如下的劃分：7/24/202311水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)1、死水位Z死和死庫容V死Z死(DeadStage)：水庫在正常運(yùn)行的情況下，允許消落的最低水位.V死（DeadStorage)：死水位以下的庫容稱為死庫容（墊底庫容）.Z死V死7/24/202312水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)說明：①死庫容不參與徑流調(diào)節(jié)。②水庫水位并非每年都降到死水位。對多年調(diào)節(jié)水庫，要經(jīng)過若干年以后才能降到死水位。Z死V死③在特殊情況下，如檢修、戰(zhàn)備等，常把水庫的水泄空，水位降到死水位以下。7/24/202313水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死2、正常蓄水位Z蓄和興利庫容V興Z蓄（NormalWaterStage）：水庫在正常運(yùn)用的情況下，為滿足設(shè)計(jì)興利的要求，在枯水期初開始供水時(shí)應(yīng)蓄到的水位。V興（ActiveStorage)：

Z蓄和Z死之間的庫容。

h消（Draw-downofReservoir)：消落深度或工作深度,h消=Z蓄-Z死Z蓄V興h消7/24/202314水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、大壩穩(wěn)定性及強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。

大中型水庫Z蓄的選擇是工程設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、環(huán)境等等問題。Z死V死Z蓄V興h消

Z蓄是水庫設(shè)計(jì)中最重要的參數(shù)之一，它決定了水庫的規(guī)模、投資、效益和調(diào)節(jié)方式；它也決定了水工建筑物的尺寸，型式和水庫的淹沒損失；也是大壩結(jié)7/24/202315水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消3、防洪限制水位Z限Z限（RestrictedLevelofFlood-control)：

水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位。Z限7/24/202316水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

Z限是為協(xié)調(diào)防洪和興利的矛盾而設(shè)置的。在汛期預(yù)留一部分庫容（Z限<Z蓄）以防止洪水對工程的威脅，從而減少專用的防洪庫容。稱這種情況為防洪和興利相結(jié)合，結(jié)合的庫容稱為共用庫容或重疊庫容V共（ReuseStorage)。Z死V死Z蓄V興h消Z限V共在汛期它是防洪庫容的一部分，而汛后則為興利庫容的一部分。7/24/202317水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消Z限V共4、防洪高水位Z防和防洪庫容V防兩類防洪問題：①水庫自身安全的防洪問題；

②下游防護(hù)區(qū)防洪問題。Z防（High-waterLevelofFlood-control)：7/24/202318水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

水庫下游有防洪任務(wù)時(shí)，當(dāng)遇到下游防護(hù)對象的設(shè)計(jì)洪水時(shí)，水庫為了下游防洪，控制下泄流量而攔蓄洪水，在壩前達(dá)到的最高洪水位。V防（Flood-controlStage)：

Z防與Z限之間的庫容。Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防7/24/202319水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防5、設(shè)計(jì)洪水位Z設(shè)和攔洪庫容V攔洪Z設(shè)（Design-floodLevel)：當(dāng)遇到大壩設(shè)計(jì)洪水時(shí)，水庫在壩前達(dá)到的最高洪水位。V攔洪（FloodDetentionStorage)：Z設(shè)和Z限之間的庫容。Z設(shè)V攔洪7/24/202320水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防Z設(shè)V攔洪6、校核洪水位Z校和調(diào)洪庫容V調(diào)洪Z校（CheckFloodWaterLevel）：當(dāng)遇到大壩校核洪水時(shí)，水庫在壩前達(dá)到的最高洪水位。V調(diào)洪（FloodStorageCapacity)：Z校和Z限之間的庫容。Z校V調(diào)洪7/24/202321水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

Z設(shè)和Z校用來確定壩高，大壩的安全穩(wěn)定系數(shù)也是用Z設(shè)和Z校產(chǎn)生的水壓力來計(jì)算的。7/24/202322水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防Z設(shè)V攔洪Z校7、壩頂高程Z壩頂

Z壩頂（DamCrest）=Z設(shè)+h風(fēng)浪+ΔH設(shè)

Z壩頂（DamCrest）=Z校+h風(fēng)浪+ΔH校取大者。Z壩頂式中，h風(fēng)浪為風(fēng)浪影響高度。ΔH設(shè)、ΔH校為安全超高，按規(guī)范規(guī)定取值。V調(diào)洪7/24/202323水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防Z設(shè)V攔洪Z校Z壩頂8、淤沙水位Z淤和淤沙庫容V淤V淤（SedimentPool）：考慮水庫使用期內(nèi)泥沙淤積而預(yù)留的庫容。Z淤（SedimentWaterLevel）：從庫底算起相應(yīng)于V淤的水位。V淤V調(diào)洪Z淤7/24/202324水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)9、總庫容V總和有效庫容V效V總（TotalStorage)：校核洪水位以下庫容。

V總=V死+V興+V調(diào)洪-

V共Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防Z設(shè)V攔洪Z校Z壩頂V淤V調(diào)洪Z淤V總7/24/202325水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)V效（UsefulStorage)：校核洪水位和死水位之間的庫容。

V效=V總-V死Z死V死Z蓄V興h消Z限V共V防Z防Z設(shè)V攔洪Z校Z壩頂V淤V調(diào)洪Z淤V效7/24/202326水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

V總是水工建筑物規(guī)模的代表性指標(biāo)，可以作為劃分水庫等級、確定工程安全標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。大Ⅰ型：>10億m3

大Ⅱ型：1~10億m3

中型：0.1~1億m3

小Ⅰ型：0.01~0.1億m3

?、蛐停?.001~0.01億m3

V總<0.001億m3稱為山塘，若V總特別大，超幾百億m3稱為超大型或巨型水庫。7/24/202327水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

水庫設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是如何確定水庫的特征水位和特征庫容。7/24/202328水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)三、水庫水量損失W損（WaterLosses）水量損失包括：蒸發(fā)損失、滲漏損失和結(jié)冰損失（北方地區(qū)水庫）。庫區(qū)水面蒸發(fā)壩基滲漏水面結(jié)冰7/24/202329水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)1、蒸發(fā)損失W蒸(EvaporationLosses)

建庫前庫區(qū)為陸面，建庫后變?yōu)樗?，水面蒸發(fā)一般比陸面蒸發(fā)大。庫區(qū)壩址斷面7/24/202330水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

W蒸=（h水-h陸)(F庫–f)(2-3)

（h水-h陸)F庫（m3）水面蒸發(fā)h水=KE水(mm)E水為實(shí)測水面蒸發(fā)，K為折算系數(shù)(Reductioncoefficient).式中：陸面蒸發(fā)h陸=(mm)F庫：計(jì)算時(shí)段內(nèi)水庫平均水面面積（m2），f原天然河道水面面積（m2），一般可忽略不計(jì)。7/24/202331水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)實(shí)測水面蒸發(fā)E水各年不一樣，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求具體取值。一般：水電站：計(jì)算保證出力時(shí)取實(shí)測最大水面蒸發(fā)量及其年內(nèi)分配過程；計(jì)算多年平均發(fā)電量時(shí)采用多年平均水面蒸發(fā)，年內(nèi)分配取多年平均年內(nèi)分配。7/24/202332水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)【例】已知某水庫壩址以上流域內(nèi)多年平均年降水量1380mm，多年平均年徑流深=815mm，蒸發(fā)器觀測的年水面蒸發(fā)深度E水=1560mm，水面蒸發(fā)過程如下表，蒸發(fā)器折算系數(shù)k=0.8。試計(jì)算該水庫年蒸發(fā)損失水量及年內(nèi)分配過程。7/24/202333水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)解：①計(jì)算年水面蒸發(fā)深度

h水=kE水=0.8×1560=1248mm②計(jì)算年陸面蒸發(fā)深度

h陸==1380–815=565mm③計(jì)算水庫年水面蒸發(fā)損失深度

h水-h陸=1248–565=683mm④求水庫蒸發(fā)損失年內(nèi)分配

先求水面蒸發(fā)年內(nèi)各月分配百分比，然后將年水面蒸發(fā)損失深度乘以各月百分比，如1月份的蒸發(fā)損失深度為683×4.2%=28.7mm。即可得水庫蒸發(fā)損失年內(nèi)分配。7/24/202334水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、滲漏損失W滲（LeakageLosses)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（1）年滲漏水量

W年滲=k1F庫（2-4）k1為年滲漏損失水深，以m計(jì)，F(xiàn)庫為水庫年平均蓄水面積，以m2計(jì)。各月滲漏水量取全年算術(shù)平均。7/24/202335水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（2）月滲漏水量W滲=k2W蓄（2-5）k2為月滲漏水量占月蓄水量的比例，以%計(jì)；W蓄為月平均蓄水量。同時(shí)段：

W損=W蒸+W滲

k1、k2根據(jù)地質(zhì)條件按表2-1選用。7/24/202336水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)四、水庫淤積（ReservoirSedimentation)

水庫蓄水以后，庫區(qū)水流流速減小，水流挾沙能力隨之降低，水中挾帶的泥沙在庫區(qū)中沉積，形成水庫的淤積。設(shè)計(jì)水庫時(shí)需預(yù)計(jì)水庫使用期內(nèi)泥沙的淤積量，以便采取降低淤積的措施。大型水庫泥沙淤積需專門計(jì)算，中小型工程可估算。估算方法如下：水庫使用T年后泥沙淤積庫容V淤：

V淤=V年淤·T7/24/202337水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

V年淤=V懸移+V推移

V懸移=（ρ0W0m）/[(1-P)γ]

V推移=β

V懸移式中V淤----水庫使用T年后泥沙淤積總量，m3

V年淤----多年平均年淤沙容積，m3/a

V懸移----多年平均懸移質(zhì)泥沙淤積容積，m3/a

V推移----多年平均推移質(zhì)泥沙淤積容積，m3/a

ρ0------多年平均懸移質(zhì)含沙量，kg/m3，由實(shí)測資料確定7/24/202338水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

W0----多年平均徑流量，m3

m-----懸移質(zhì)泥沙沉積率

P-----懸移質(zhì)泥沙孔隙率，一般為0.3~0.4

γ-----懸移質(zhì)泥沙干容重，kg/m3

β-----推移質(zhì)和懸移質(zhì)泥沙沉積量的比值，一般平原地區(qū)為0.01~0.05，丘陵地區(qū)為0.05~0.15，山區(qū)0.15~0.30

T----設(shè)計(jì)淤積年限，一般中小型水庫20~50年，大型水庫50~100年

V淤庫容曲線Z淤

7/24/202339水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)五、水庫淹沒和浸沒（ReservoirInundationandBankImmersion）

修建水庫，特別是高壩大庫，在起到興利與除害作用，給國民經(jīng)濟(jì)帶來效益的同時(shí)，還會(huì)引起水庫的淹沒和浸沒，帶來一定的負(fù)面效益，造成國民經(jīng)濟(jì)損失。在規(guī)劃設(shè)計(jì)水庫時(shí)對此應(yīng)引起重視。水庫蓄水后，正常蓄水位以下為淹沒區(qū)，需要搬遷。正常蓄水位和校核洪水位之間區(qū)域淹沒機(jī)會(huì)較小，應(yīng)根據(jù)具體的要求，確定某一標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算相應(yīng)于這一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)洪水，然后進(jìn)行回水計(jì)算，最后確定淹沒和搬遷的范圍。7/24/202340水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

水庫蓄水后，庫區(qū)周圍地下水位上升，會(huì)引起庫區(qū)周圍產(chǎn)生浸沒，可能會(huì)使旱地受澇，農(nóng)田鹽堿化，森林死亡，建筑物和其它設(shè)施倒塌。這些受影響區(qū)域也應(yīng)列入搬遷的范圍。水庫淹沒區(qū)及浸沒區(qū)內(nèi)所有受影響的對象都應(yīng)按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)償或防護(hù)。這些遷移、防護(hù)所需投資加上各種被淹沒資源的損失，統(tǒng)稱為水庫淹沒損失(LossesofReservoirInundationandBankImmersion)。

7/24/202341水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

水庫的淹沒損失是水庫設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在人口稠密地區(qū)，水庫的淹沒損失往往很大。同時(shí)，水庫移民的安置，有很強(qiáng)的政策性。如果處理不當(dāng)，不僅影響工程建設(shè)，還可能給社會(huì)帶來一些不安定的因素。水庫的淹沒和浸沒所需的移民安置費(fèi)和遷移賠償費(fèi)，計(jì)入工程總投資。因此，水庫的淹沒和浸沒問題常常是決定工程取舍或限制水庫規(guī)模的主要因素之一。7/24/202342水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)如何定義水庫特征水位？各種特征庫容的作用是什么？7/24/202343水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-2興利調(diào)節(jié)分類

（ClassificationofRunoffRegulation)7/24/202344水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)為什么要對興利調(diào)節(jié)分類？天然河道中徑流變化無常，汛期來水多，枯水期來水少，甚至?xí)霈F(xiàn)連續(xù)多年的豐水年組或枯水年組，這與用水部門的用水要求有矛盾，修建水利工程的最終目的就是要解決這個(gè)矛盾。因此，我們還必須了解這一矛盾的具體表現(xiàn)形式，以便了解水庫設(shè)計(jì)和運(yùn)用中各自的特點(diǎn)，在徑流調(diào)節(jié)計(jì)算中采用相應(yīng)的解決方法。7/24/202345水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)按照來水和用水矛盾的表現(xiàn)形式，徑流調(diào)節(jié)的分類如下：一、按調(diào)節(jié)周期分類調(diào)節(jié)周期(RegulationPeriod)：指水庫完成一次完整的蓄泄過程，即水庫的興利庫容從庫空蓄滿放空，這樣一個(gè)完整的蓄泄過程的時(shí)間周期。1、無調(diào)節(jié)（Non-regulation)

沒有庫容或庫容很小，不能對天然來水進(jìn)行重新分配，無調(diào)節(jié)周期。7/24/202346水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)周期為一晝夜，即利用興利庫容在24h內(nèi)對天然徑流進(jìn)行重新分配，庫水位在一晝夜完成一個(gè)循環(huán)。蓄水供水0122401224QZZ死Z蓄Qe~tQH~tZ~t2、日調(diào)節(jié)（DailyRegulation)例：城市供水，枯水期日來水均勻，但白天用水多，夜晚用水少，可利用水庫將均勻的來水調(diào)節(jié)為不均勻的用水。7/24/202347水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)3、周調(diào)節(jié)（WeeklyRegulation)

枯水期天然徑流在一周內(nèi)變化不大，而用水量卻不盡相同，可以將休假日停工停產(chǎn)多余的來水存蓄在水庫里，用于其它工作日，調(diào)節(jié)周期為一周，稱為周調(diào)節(jié)。4、年調(diào)節(jié)（AnnualRegulation)

河川徑流季節(jié)性變化很大，一年里有豐水期、枯水期。豐水期和枯水期來水量相差懸殊，而多數(shù)的用水部門，如發(fā)電、供水、航運(yùn)等，在一年內(nèi)需水量變化不大。因此，就會(huì)感到豐水期水量過剩，而枯水期水量卻不足。如果將豐水期多余的水量存蓄在水庫內(nèi)，等到枯水期放出來用，也就是在一年的范圍內(nèi)對天然徑流進(jìn)行重新分配，調(diào)節(jié)周期為一年，稱為年調(diào)節(jié)。7/24/202348水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)QQe~tQH~t余水虧水蓄水棄水供水ZZ蓄Z死蓄水期供水期蓄水期供水期棄水期Z~t枯水年豐水年7/24/202349水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

如果將一年內(nèi)全部來水按用水要求重新分配，不發(fā)生棄水，這種調(diào)節(jié)稱為完全年調(diào)節(jié)(CompleteAnnualRegulation)。

對豐水年，水庫蓄滿后會(huì)發(fā)生棄水。這種僅能存蓄豐水期部分多余水量，發(fā)生棄水的調(diào)節(jié)，稱為不完全年調(diào)節(jié)(IncompleteAnnualRegulation)或季調(diào)節(jié)(orSeasonalRegulation)。7/24/202350水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

完全年調(diào)節(jié)和不完全年調(diào)節(jié)是相對概念，因?yàn)閷δ骋凰畮?，建成之后，興利庫容已定，而來水量年年不同，可能某一年份是完全年調(diào)節(jié)，而另一些年份卻是不完全年調(diào)節(jié)。水庫屬于何種調(diào)節(jié)形式，需用設(shè)計(jì)枯水年所需的興利庫容進(jìn)行判別。7/24/202351水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)5、多年調(diào)節(jié)（PluriennialRegulation)

河川徑流來水不均勻，除了每年有豐水期、枯水期外，還可能出現(xiàn)連續(xù)的豐水年組和連續(xù)的枯水年組。當(dāng)設(shè)計(jì)年用水量大于設(shè)計(jì)枯水年來水量時(shí)，就需要將豐水年多余的水量存蓄在水庫里，以補(bǔ)足枯水年水量之不足。這種需要經(jīng)過多個(gè)豐水年水庫才能蓄滿，經(jīng)過一系列枯水年組水庫才能放空，調(diào)節(jié)周期為多年的調(diào)節(jié)，稱為多年調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)周期為若干年，具體多少年需要根據(jù)設(shè)計(jì)用水量和設(shè)計(jì)來水量及其過程才能確定。7/24/202352水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Qe~tQH~tQZZ蓄Z死余水虧水虧水虧水虧水虧水余水余余余余虧蓄滿放空第1年第2年第3年第4年第5年第6年Z~t7/24/202353水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

水庫庫容越大，它的調(diào)節(jié)周期就越長，調(diào)節(jié)和利用徑流的程度就越高。一般，調(diào)節(jié)周期長的水庫能同時(shí)進(jìn)行短周期的調(diào)節(jié)。如：多年調(diào)節(jié)水庫能同時(shí)進(jìn)行年調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)。在水力發(fā)電中，通常把具有一定庫容，能攔蓄天然徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)的電站稱為蓄水式電站（Water-storageTypePlant)；而把不能對徑流進(jìn)行調(diào)節(jié)，包括僅能進(jìn)行日調(diào)節(jié)、日發(fā)電量取決于天然徑流的電站稱為徑流式電站（Run-of-riverTypePlant)。7/24/202354水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)判別方法：庫容系數(shù)(StorageCoefficient)：

β<2%無調(diào)節(jié)或日調(diào)節(jié)8%<β<30%（來水較均勻時(shí)2%<β<8%）年調(diào)節(jié)

β>30%多年調(diào)節(jié)上述方法僅用于初估。7/24/202355水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)二、按水庫的任務(wù)分類1、單一任務(wù)徑流調(diào)節(jié)：如灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等等。2、綜合利用徑流調(diào)節(jié)：具有兩種以上任務(wù)的徑流調(diào)節(jié)，但以其中一種為主。7/24/202356水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)三、按水庫供水方式分類

1、固定供水：水庫按固定要求供水，與水庫供水期和蓄水期來水量無關(guān)。如城市生活用水、工業(yè)用水。2、變動(dòng)供水：水庫供水隨蓄水量的多少和用戶的不同要求而變動(dòng)。如灌溉，按農(nóng)作物需水量供水；發(fā)電，按負(fù)荷大小放水發(fā)電。7/24/202357水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)四、其它分類1、反調(diào)節(jié)(ReverseRegulation)：下游水庫對上游水庫泄流過程進(jìn)行再調(diào)節(jié)，以滿足下游用水部門的要求，這種調(diào)節(jié)方式稱之。Q上tQ下tQ上Q下7/24/202358水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、補(bǔ)償調(diào)節(jié)（CompensatingRegulation)

①單一水庫

水庫根據(jù)下游區(qū)間來水大小進(jìn)行補(bǔ)償放水，以滿足用水部門的需求，這種調(diào)節(jié)方式稱為補(bǔ)償調(diào)節(jié)。城市水庫Q庫Q區(qū)區(qū)間7/24/202359水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)②水庫群（Multi-storageSystem)

水庫群之間進(jìn)行水文補(bǔ)償，或進(jìn)行庫容補(bǔ)償，或進(jìn)行電力補(bǔ)償，共同滿足用水部門的需求，這種調(diào)節(jié)形式稱為補(bǔ)償調(diào)節(jié)。7/24/202360水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)興利調(diào)節(jié)如何分類？7/24/202361水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-3設(shè)計(jì)保證率（DesignFrequency)7/24/202362水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)一、工作保證率和設(shè)計(jì)保證率的含義工作保證率：水利部門正常工作的保證程度，稱為工作保證率。

統(tǒng)計(jì)方法：①年保證率

（2-10）式中，T為年數(shù)。7/24/202363水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)②歷時(shí)保證率

（2-11）式中，t為歷時(shí)，以日、旬、月計(jì)。二者可用下式進(jìn)行換算：

（2-12）式中，m為破壞年份中的破壞歷時(shí)與破壞年份的總歷時(shí)之比，以小數(shù)計(jì)。7/24/202364水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

這兩種表示方法形式上完全一樣，但統(tǒng)計(jì)時(shí)段不同，運(yùn)行總年數(shù)一樣時(shí)，結(jié)果卻不一樣。用年保證率時(shí)，破壞年份中不論破壞（缺水缺電）歷時(shí)多長，比如一個(gè)月，或一旬，甚至一天，正常工作遭破壞，該年即計(jì)入破壞年數(shù)。用歷時(shí)保證率時(shí)，由于破壞年份中的正常運(yùn)行歷時(shí)計(jì)入正常運(yùn)行總歷時(shí)，所以有

7/24/202365水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)在實(shí)際工作中，采用哪種形式，應(yīng)根據(jù)用水特性、水庫調(diào)節(jié)性能和設(shè)計(jì)要求而定。一般：蓄水式水電站、灌溉、供水等采用年保證率；徑流式水電站、航運(yùn)和其它不進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)的用水部門采用歷時(shí)保證率，且以日為統(tǒng)計(jì)歷時(shí)。7/24/202366水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)保證率（DesignReliability）：

河川徑流每年不同，年際間來水量也有大有小，如果在一些特枯年份也要保證興利部門的正常用水，則需要建造很大的水庫及有關(guān)的配套設(shè)施，這在技術(shù)上可能有困難，經(jīng)濟(jì)上也不一定合理，在這種情況下，一般允許水庫減少供水量甚至斷水?dāng)嚯?。因此，必須研究各用水部門減少供水的可能性及合理范圍，定出用水部門在多年運(yùn)行期間正常工作得到保證的程度。這個(gè)保證程度，以正常用水保證率表示，簡稱設(shè)計(jì)保證率P設(shè)。7/24/202367水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

設(shè)計(jì)保證率是水利水電工程運(yùn)行的保證程度。如果設(shè)計(jì)保證率定得很高，則用水部門正常工作遭到破壞的機(jī)會(huì)就少，經(jīng)濟(jì)損失就小，但工程規(guī)模大，相應(yīng)工程建設(shè)費(fèi)用就高。反之，若保證率定的低，雖然工程建設(shè)費(fèi)用省，但正常供水供電遭破壞的機(jī)會(huì)就越大，經(jīng)濟(jì)損失就大。二、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)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。7/24/202368水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法定性分析：

用F表示工程的投資積壓損失+運(yùn)行費(fèi)（簡稱費(fèi)用）。當(dāng)P大，保證程度高，工程規(guī)模大，投資大，費(fèi)用大，因此，F(xiàn)隨P增大而增大。S、FS~PF~PF+S~P100P(%)P設(shè)（F+S)min用S表示因供水供電不足造成的經(jīng)濟(jì)損失。P越小，保證程度低，經(jīng)常斷水?dāng)嚯?，造成的?jīng)濟(jì)損失大。反之，P大，S小。因此，S隨P的增大而減小。7/24/202369水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

F+S代表社會(huì)總損失。F+S=min處相應(yīng)的P即為所需的設(shè)計(jì)保證率。S、FS~PF~PF+S~P100P(%)P設(shè)（F+S)min7/24/202370水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

由此可見，設(shè)計(jì)保證率的選擇，實(shí)際上是合理解決供水供電的可靠性、水資源的利用程度以及工程投資之間的矛盾問題。但要按照上述方法來選擇是困難的。目前主要是根據(jù)地區(qū)條件，全面考慮政治、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及對人民生活的影響，參照設(shè)計(jì)規(guī)范選用。7/24/202371水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)1、水電站設(shè)計(jì)保證率按年保證率計(jì)。7/24/202372水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、灌溉設(shè)計(jì)保證率3、供水設(shè)計(jì)保證率

一般按年保證率取值范圍為95%~99%，大城市和重要工礦區(qū)取較高值。7/24/202373水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)4、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（水深）的保證程度，以計(jì)算時(shí)期內(nèi)通航獲得滿足的歷時(shí)保證率表示。最低通航水位是確定枯水期航道標(biāo)準(zhǔn)水深的起算水位。7/24/202374水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-4設(shè)計(jì)代表期（設(shè)計(jì)年徑流及其年內(nèi)分配）(DesignRunoffanditsDistribution)7/24/202375水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)一、設(shè)計(jì)代表年1、

設(shè)計(jì)枯水年

年來水量、枯水期來水量符合設(shè)計(jì)保證率P設(shè)。2、

設(shè)計(jì)中水年年來水量符合50%的設(shè)計(jì)保證率。3、

設(shè)計(jì)豐水年年來水量符合100-

P設(shè)的設(shè)計(jì)保證率。

年內(nèi)分配采用縮放典型的方法，設(shè)計(jì)枯水年用同頻率法推求；設(shè)計(jì)中水年、設(shè)計(jì)豐水年用同倍比法推求。

7/24/202376水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

對徑流式電站的設(shè)計(jì)代表年，年徑流量的求法與上述相同，年內(nèi)分配采用縮放典型年日流量過程的方法，定出三個(gè)設(shè)計(jì)代表年日平均流量過程線，再繪制日平均流量歷時(shí)（或保證率）曲線。

各種代表年年徑流的整編年度應(yīng)以水利年度為基準(zhǔn)。7/24/202377水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)二、設(shè)計(jì)多年徑流系列

多年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期長達(dá)多年，故應(yīng)采用多年徑流系列進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)多年徑流系列是從長系列資料中選出的有代表性的短系列。多年徑流系列有兩種：1、設(shè)計(jì)枯水系列選擇設(shè)計(jì)枯水系列的步驟：①從實(shí)測的全部水文資料中選出最枯的連續(xù)枯水年組；②計(jì)算設(shè)計(jì)保證率條件下正常工作允許破壞的年數(shù)T破；7/24/202378水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)【例】某水電站具有49年實(shí)測流量資料，設(shè)計(jì)保證率P=90%。試求允許破壞年數(shù)。解：

m=P(n+1)/100=90×(49+1)/100=45a

T破=n–m=49–45=4a

(2-13)③從選出的枯水年組最末一年起逆時(shí)序扣除允許破壞年數(shù)T破；余下的就是設(shè)計(jì)枯水年組（或系列）。7/24/202379水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)說明：①用上述設(shè)計(jì)枯水系列調(diào)節(jié)計(jì)算，需要對其它枯水年組校核計(jì)算的結(jié)果，若還有其它正常工作遭破壞的時(shí)段，則要從T破中扣除，得出新的允許破壞年數(shù)，并用它重新確定設(shè)計(jì)枯水系列。②有時(shí)需要校核破壞年份供水量和水電站出力能否滿足最低要求。若不能滿足，則水庫應(yīng)在允許破壞時(shí)段前預(yù)留部分蓄水量。7/24/202380水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、設(shè)計(jì)中水系列

一般取10~15年作為代表期，其相應(yīng)的徑流系列稱為設(shè)計(jì)中水系列。選擇時(shí)應(yīng)滿足：①系列中連續(xù)徑流資料至少要有一個(gè)完整的調(diào)節(jié)周期；②系列的均值、CV值應(yīng)等于或接近長系列相應(yīng)值；③系列中應(yīng)包括枯水年、中水年、豐水年，它們的比例應(yīng)與長系列大體相當(dāng)。7/24/202381水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)三、全部水文系列法（長系列操作法）

全部實(shí)測徑流系列經(jīng)分析有足夠的代表性后，重新按水利年度排列，就是全部水文系列，可以直接進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。7/24/202382水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

設(shè)計(jì)枯水年用于計(jì)算年調(diào)節(jié)水庫的興利庫容、水電站的保證出力；設(shè)計(jì)豐、中、枯水年用于計(jì)算多年平均供水量、多年平均發(fā)電量等水利動(dòng)能指標(biāo)。

設(shè)計(jì)枯水系列用于計(jì)算多年調(diào)節(jié)水庫的興利庫容、水電站的保證出力；設(shè)計(jì)中水系列用于計(jì)算多年平均供水量、多年平均發(fā)電量等水利動(dòng)能指標(biāo)。

全部水文系列法可用于計(jì)算各種調(diào)節(jié)類型的水庫的興利庫容、水電站的保證出力、多年平均供水量、多年平均發(fā)電量等水利動(dòng)能指標(biāo)。7/24/202383水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-5興利調(diào)節(jié)計(jì)算

(RunoffRegulation)

7/24/202384水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)興利調(diào)節(jié)計(jì)算：利用水庫重新分配徑流，以滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門用水要求所進(jìn)行的計(jì)算稱之。興利調(diào)節(jié)計(jì)算的任務(wù)：推求水利動(dòng)能要素，如興利庫容、調(diào)節(jié)流量（供水量）、出力、水庫蓄水量（蓄水位）、棄水量、損失水量等的變化過程，以及興利庫容、調(diào)節(jié)流量和設(shè)計(jì)保證率三者之間的關(guān)系。這些水利動(dòng)能要素作為確定工程規(guī)模、工程效益和運(yùn)行方式的依據(jù)。7/24/202385水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)興利調(diào)節(jié)原理：水量平衡（WaterBalance)把整個(gè)調(diào)節(jié)周期（如一年或若干年）分為若干個(gè)計(jì)算時(shí)段Δt，然后利用水量平衡方程，逐時(shí)段進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。水量平衡方程為：對某時(shí)段ΔtW入–W出=W末–W初=ΔWW末=W初+W入–W出（2-14）V末=V初+W入–W出7/24/202386水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)：規(guī)劃、初步設(shè)計(jì)階段Δt一般取月，或豐水期Δt取旬，枯水期Δt取月。技術(shù)設(shè)計(jì)階段Δt取旬。無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)：Δt取日。

Δt根據(jù)調(diào)節(jié)周期的長短、來水量變化情況及工程設(shè)計(jì)的要求而定，一般：7/24/202387水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)計(jì)算方法(CalculationMethodofRegulation)：①時(shí)歷法(TimeCourseMethod)

將實(shí)測流量資料按時(shí)歷順序直接進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果（如V興、QH、W)也是按時(shí)歷順序排列的，然后將這些結(jié)果系列進(jìn)行頻率分析，最后根據(jù)已定的設(shè)計(jì)保證率，求出設(shè)計(jì)值。包括：全部水文系列法，設(shè)計(jì)代表系列法，設(shè)計(jì)代表年法。7/24/202388水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)②數(shù)理統(tǒng)計(jì)法(MathematicalStatisticsMethod)

將流量序列進(jìn)行頻率分析，來水以頻率曲線的形式表示，然后按概率論原理和水量平衡原理進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果也直接以頻率曲線的形式給出，最后根據(jù)已定的設(shè)計(jì)保證率，求出設(shè)計(jì)值。③隨機(jī)模擬法(StochasticSimulationMethod)

時(shí)歷法各類調(diào)節(jié)計(jì)算均可用，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法一般用于多年調(diào)節(jié)。7/24/202389水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)解決的課題：1、已知用水（QH），求興利庫容（V興）。2、已知興利庫容（V興），求供水量，即用水（QH）。3、已知興利庫容（V興），水庫的操作方案（即用水

QH、出力N、或水庫的蓄水方式等已知），求水庫的運(yùn)用過程（Q~t、W~t、Z~t、Q棄~t等）。在規(guī)劃階段，上述計(jì)算課題就是尋求用水~興利庫容~保證率三者之間的關(guān)系。7/24/202390水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

2-6興利調(diào)節(jié)時(shí)歷列表法TimeCourseTabulationMethodofRunoffRegulation7/24/202391水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)一、已知用水（QH），求興利庫容（V興）興利庫容是水庫規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。水庫興利調(diào)節(jié)時(shí)歷法分為全部水文系列法（長系列操作法）和設(shè)計(jì)代表期法（設(shè)計(jì)代表年、設(shè)計(jì)代表系列）。其中，全部水文系列法要求：年調(diào)節(jié)具有20~30年資料；多年調(diào)節(jié)具有30~50年資料。7/24/202392水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

以年調(diào)節(jié)水庫為例：Δt=1個(gè)月（一）不計(jì)水量損失

步驟如下：參閱表2-5①將月份按水利年度排列本例7月至次年6月，填入（1）欄②將來、用水流量填入表中第（2）、（4）欄，單位：m3/s，并將流量化為水量，單位：萬m3，填入第（3）、（5）欄。本例Δt=1個(gè)月=263萬S。水量若用m3/s?月作單位計(jì)算更方便。7/24/202393水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)7/24/202394水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)③列出水量平衡方程W入–W出=ΔW=W末–W初=V末–V初=ΔVWe–WH–W棄=ΔW

(Qe–QH–Q棄)Δt=ΔW

④供水期水量平衡計(jì)算利用水量平衡方程，對供水期（10~6月）逐月進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，填入第（7）欄。7/24/202395水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)⑤求興利庫容V興

將第（7）欄中虧水量累加得15229萬m3，這部分即為該年枯水期不足的水量，如果取V興=15229萬m3，在豐水期里將V興蓄滿，即蓄15229萬m3的水量，就能滿足該年枯水期的用水量。因此，該年所需的興利庫容為該年枯水期虧水量之和。7/24/202396水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)①全部水文系列法：將每年求出的庫容從小到大排列，計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率，并進(jìn)行頻率分析，如圖。最后，根據(jù)已知的設(shè)計(jì)保證率，求出符合設(shè)計(jì)保證率的興利庫容。VP(%)V興P設(shè)說明：上述求出的僅是某一年所需的興利庫容，設(shè)計(jì)的興利庫容必須符合設(shè)計(jì)保證率，采用下列方法確定：7/24/202397水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)②設(shè)計(jì)代表年法用設(shè)計(jì)枯水年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，求出興利庫容。因?yàn)樵O(shè)計(jì)枯水年的年來水量和枯水期來水量都符合設(shè)計(jì)保證率，所以，求出的興利庫容符合設(shè)計(jì)保證率，故為所求的符合設(shè)計(jì)保證率的興利庫容。由V死+V興=V蓄

Z~V

Z

蓄7/24/202398水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)求蓄水過程：1、早蓄方案①豐水期水量平衡計(jì)算先不考慮棄水，把各月多余水量填入第（6）欄。②求蓄水過程和棄水過程水量平衡方程：V末=V初+(We–WH)–W棄

本例：V死=5000萬m3，V興=15229萬m3，所以蓄滿V興，即蓄到水位Z蓄的庫容為V死+V興=V蓄=20229萬m3。那么從七月初開始逐時(shí)段進(jìn)行水量平衡。7/24/202399水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)7/24/2023100水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)七月初：V初=V死=5000萬m3，該月余水ΔW=5392萬m3，V末=5000+5392–W棄=10392–W棄因?yàn)椋?0392<V蓄=20229萬m3，所以V末=10392萬m3，W棄=0。填入第（8）欄，進(jìn)行八月份計(jì)算。7/24/2023101水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)八月初：V初=10392萬m3，該月余水18542萬m3，V末=10392+18542–W棄=28934–W棄因?yàn)椋?8934>V蓄=20229萬m3，所以只能蓄到V蓄，故V末=20229萬m3，W棄=28934-20229=8705萬m3。八月份實(shí)際蓄水9837萬m3。填入第（8）（12）欄，進(jìn)行下一個(gè)月份計(jì)算。

逐月重復(fù)上述計(jì)算至六月末，水庫庫容V末=V死=5000萬m3，即水庫放空，完成一個(gè)完整的調(diào)節(jié)周期。7/24/2023102水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Q20406080100789101112123456t（月）余水虧水蓄水棄水供水蓄水期供水期棄水期不供不蓄期V50100150200t（月）早蓄方案蓄水過程7/24/2023103水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、遲蓄方案①豐水期水量平衡計(jì)算先不考慮棄水，把各月多余水量填入第（6）欄。②求蓄水過程和棄水過程分析：十月初為供水期初，水庫應(yīng)蓄滿，九月份來用水平衡，不供不蓄，故把月末水庫應(yīng)蓄滿。從八月末開始，逆時(shí)序往前找到某一時(shí)刻，該時(shí)刻起至八月末的余水量正好等于興利庫容。即從這一時(shí)刻起開始蓄水，到八月末興利庫容正好蓄滿。而這一時(shí)刻之前的余水量全部棄水，庫容保持在死庫容。7/24/2023104水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)7/24/2023105水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Q20406080100789101112123456t（月）余水虧水蓄水棄水供水蓄水期供水期棄水期不供不蓄期V50100150200t（月）遲蓄方案蓄水過程早蓄遲蓄7/24/2023106水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)防洪和興利的矛盾，汛期先蓄到防洪限制水位，汛末再從防洪限制水位蓄到正常蓄水位。Z死V死Z蓄V興Z限V共防洪限制水位Z限：7/24/2023107水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（二）計(jì)水量損失

W損=W蒸+W滲

W蒸：先算出全年的蒸發(fā)損失水深，再求分配過程

①按水面蒸發(fā)分配。

②平均分配。

①按（2-4）式，先確定k1，算出全年滲漏W滲：水深，再平均分配。

②按（2-5）式，先確定k2，再乘以各月平均蓄水量。7/24/2023108水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)1、逐步逼近法(MethodofStep-by-stepApproximation)①求出未計(jì)入損失的興利庫容和蓄水過程，第（4）欄。②計(jì)算時(shí)段平均蓄水量，第（5）欄。③計(jì)算時(shí)段平均蓄水面積，第（6）欄。7/24/2023109水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)④計(jì)算W損：將水量損失深度D填入第（7）欄。W損==(6)×(7)填入第（8）欄。另一種算法，對某一時(shí)段（本例為月）：

W損=W蒸+W滲

7/24/2023110水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)注：水量單位：萬m3，水面面積單位：萬m2，水量損失深度單位：mm7/24/2023111水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)⑤進(jìn)行水量平衡計(jì)算

出庫水量：W出=WH+W損，填入第（9）欄。

水量平衡：We–WH–W損=We–W出=?W=(2)–(9)填入第（10）、（11）欄。⑥求興利庫容V興

將供水期虧水量累加，即（11）欄累加，得V興=16820萬m3。7/24/2023112水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)⑦逐步逼近求興利庫容將所求得興利庫容作為第一次近似值，計(jì)算蓄水過程，重復(fù)上述步驟，直至前后兩次求出的興利庫容相等為止。本例：V興=16820萬m3，供水期的總損失水量=1591萬m3。

=15229+1591=16820萬m3。

計(jì)入水量損失的興利庫容為未考慮水量損失的興利庫容與供水期水量損失之和。7/24/2023113水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、逆時(shí)序試算法(TrialMethodbyConverseTimeCourse)

從供水期末開始，逆時(shí)序逐時(shí)段試算至供水期初。本例：供水期末為6月末，水庫水位為死水位，庫容為死庫容5000萬m3。7/24/2023114水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)①假設(shè)時(shí)段初（6月初）水庫蓄水量V初。②計(jì)算該時(shí)段（6月份）和。③求該時(shí)段（6月份）損失水量。④求時(shí)段初（6月初）蓄水量：⑤比較假設(shè)值若=V初，則進(jìn)行上一個(gè)時(shí)段的試算；若≠V初，重新假設(shè)V初，直至=V初為止。7/24/2023115水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

⑥求興利庫容V興試算至供水期初（本例為10月初），該時(shí)刻的蓄水量即為水庫蓄滿時(shí)的庫容，該庫容減去死庫容就是所求的興利庫容V興。7/24/2023116水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)3、簡算法(SimplifiedSolution)①求未計(jì)入水量損失的興利庫容。②求供水期平均蓄水庫容及水庫相應(yīng)的蓄水面積

本例：V死=5000萬m3，=15229萬m3，=12615萬m3，=1370萬m2。

7/24/2023117水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)③求供水期損失水量

供水期內(nèi)各月平均蓄水量和平均蓄水面積均按、計(jì)：

④求V興

7/24/2023118水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

以上三種方法，簡算法最簡單，但較粗；逆時(shí)序試算法最精確，但計(jì)算工作量大；逐步逼近法介于二者之間。實(shí)際工作中常采用逐步逼近法，且一般計(jì)算一次即可；簡算法通常在規(guī)劃階段用；逆時(shí)序試算法一般在技術(shù)設(shè)計(jì)階段用。

7/24/2023119水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)習(xí)題一7/24/2023120水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)興利調(diào)節(jié)計(jì)算的原理是什么？如何確定年調(diào)節(jié)水庫的興利庫容。7/24/2023121水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)幾點(diǎn)說明：①水量利用系數(shù)(UtilizationCoefficientofWater)：表示水庫對天然徑流的利用程度。

②庫容系數(shù)β和調(diào)節(jié)系數(shù)α

庫容系數(shù)(CoefficientofStorageCapacity)：用來表示水庫的調(diào)節(jié)性能。7/24/2023122水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)水庫為年調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)系數(shù)(CoefficientofWaterRegulation)：設(shè)計(jì)枯水年供水期調(diào)節(jié)流量（多年調(diào)節(jié)時(shí)為設(shè)計(jì)枯水系列供水期調(diào)節(jié)流量），即供水期設(shè)計(jì)用水量，與多年平均流量之比。用來度量水庫對徑流的調(diào)節(jié)程度。本例：7/24/2023123水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)本例：QHP=(9.5×5+15.0×4)/9=11.94m3/s③一回運(yùn)用情況下興利庫容

一回運(yùn)用（一次運(yùn)用、一次充蓄）：指在調(diào)節(jié)周期內(nèi)只有一個(gè)蓄水期、一個(gè)供水期。在這種情況下，興利庫容為供水期虧水量和損失水量之和。即：7/24/2023124水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

因此，任意改變供水期的各月用水量，只要整個(gè)供水期的總用水量不變（仍保持一回運(yùn)用），其虧水量不會(huì)變，所以興利庫容也不會(huì)變。因此，為簡化計(jì)算，常用供水期的平均用水量代替實(shí)際的各月用水量，即供水期均勻供水，這種調(diào)節(jié)方式稱為等流量調(diào)節(jié)(RegulationbytheSameFlow)。本例：供水期各月用平均用水量QH=11.94m3/s進(jìn)行計(jì)算，求出的興利庫容與非均勻用水完全一樣。7/24/2023125水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)④多回（多次）運(yùn)用情況的興利庫容

多回運(yùn)用：一年內(nèi)（一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)）有幾個(gè)余水期，幾個(gè)虧水期，稱為多回運(yùn)用。以二回運(yùn)用為例：（二個(gè)余水期，二個(gè)虧水期）7/24/2023126水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（1）W1>V1，W2>V2

V興=max(V1，V2)QH~tQe~tW1W2V1V2Qt如圖：若V1>V2，V興=V1蓄滿V1放空蓄滿V2放空7/24/2023127水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)如圖：若V1<V2，V興=V2W1W2V1V2Qe~tQH~tQt蓄滿V2V2–V1蓄滿V2放空7/24/2023128水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（2）W1>V1，W2<V2(且W1+W2>V1+V2)V興=max{V1，V2，V1+V2-W2}放空蓄滿V2蓄滿V2-W2蓄滿V2-W2+V1W1W2V1V2Qe~tQH~tQt7/24/2023129水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

因此，對二回運(yùn)用，不論何種情況：V興=max{V1，V2，V1+V2-W2}V興對應(yīng)的時(shí)段為供水期。

上述方法可推廣至多回運(yùn)用，如圖三回運(yùn)用：

V興=max{V1,V2,V3,V1+V2-W2,V2+V3-W3,V1+V2+V3-W2-W3}W1W2W3V1V2V3QtQe~tQH~t7/24/2023130水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)(三）多年調(diào)節(jié)（PluriennialRegulation)

1、全部水文系列法Qe~tQH~tw1

v1

v2

v3

v4

v5

w6w2w3w4w5v6第1年第2年第3年第4年第5年第6年QV興1=V1V興2=max{V1，V2，V1+V2-W2}V興3=max{V1，V2，V3，V1+V2-W2，V2+V3-W3，V1+V2+V3-W2-W3}7/24/2023131水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)V興4=max{V1，V2，V3，V4，V1+V2-W2，V2+V3-W3，V3+V4-W4，V1+V2+V3-W2-W3，V2+V3+V4-W3-W4，V1+V2+V3+V4-W2-W3-W4}V興5=max{V1，V2，V3，V4，V5，V1+V2-W2，V2+V3-W3，V3+V4-W4，V4+V5-W5，V1+V2+V3-W2-W3，V2+V3+V4-W3-W4，V3+V4+V5-W4-W5，V1+V2+V3+V4-W2-W3-W4，V2+V3+V4+V5-W3-W4-W5，V1+V2+V3+V4+V5-W2-W3-W4-W5}V興6=V6

……

7/24/2023132水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)

然后將求出的興利庫容系列從小到大排列，進(jìn)行頻率分析，根據(jù)設(shè)計(jì)保證率，求出符合設(shè)計(jì)保證率的興利庫容。VP(%)V興P設(shè)7/24/2023133水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)2、設(shè)計(jì)枯水系列法

從實(shí)測年徑流系列中選出最枯的枯水年組，從枯水年組的最末一年逆時(shí)序扣除允許破壞年數(shù)T破，余下的枯水年組算出的興利庫容就是滿足設(shè)計(jì)保證率的興利庫容。T破的推求方法：設(shè)設(shè)計(jì)保證率為P，P=m/(n+1)，資料系列長度為n，m為保證年數(shù)，m=P×(n+1)/100，故允許破壞年數(shù)：T破=n-m=n-P×(n+1)/100（a）7/24/2023134水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)Qe~tQH~tw1

v1

v2

v3

v4

v5

w6w2w3w4w5v6第1年第2年第3年第4年第5年第6年T破興利庫容對應(yīng)的時(shí)段為供水期。V興確定后，若V死已知，則V蓄=V興+V死Z蓄

7/24/2023135水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)二、已知興利庫容V興，求用水QH（調(diào)節(jié)流量）（一）由V興~QH關(guān)系推求①假設(shè)一組QHi②按課題一求每一個(gè)QHi

對應(yīng)的V興i③作V興~QH關(guān)系④由已知V興在圖中求出QH°°°°QHV興V興QH7/24/2023136水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（二）試算法

上式對年調(diào)節(jié)、多年調(diào)節(jié)均適用。由于T供未知，故需試算。7/24/2023137水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)步驟：①判別調(diào)節(jié)性能年調(diào)節(jié)（包括完全年調(diào)節(jié)）：調(diào)節(jié)周期一年，用全部水文系列或設(shè)計(jì)枯水年。多年調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為多年，用全部水文系列或設(shè)計(jì)枯水系列。7/24/2023138水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)判別方法：（1）庫容系數(shù)β法

β=（8~30）%年調(diào)節(jié)（2~8）%

年內(nèi)分配均勻，年調(diào)節(jié)β>30%多年調(diào)節(jié)本法只用于初估。（2）設(shè)計(jì)年用水量WH年和設(shè)計(jì)枯水年來水量WP年比較WH年<WP年年調(diào)節(jié)WH年=WP年完全年調(diào)節(jié)WH年>WP年多年調(diào)節(jié)本法需預(yù)先知道設(shè)計(jì)年用水量。7/24/2023139水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)（3）完全年調(diào)節(jié)庫容V完法WH年=WP年時(shí)為完全年調(diào)節(jié)，令QH=QP年，求出的興利庫容稱為完全年調(diào)節(jié)庫容，記為V完

。

V興<V完年調(diào)節(jié)（不完全年調(diào)節(jié)或季調(diào)節(jié)）V興=V完完全年調(diào)節(jié)V興>V完多年調(diào)節(jié)7/24/2023140水利水能規(guī)劃興利調(diào)節(jié)②試算推求QH按(2-16)是進(jìn)行試算，實(shí)際是劃分蓄水期和供水期的問題。【例】某擬建水庫壩址多年平均流量=22.5m3/s，多年平均徑流量=70956萬m3。設(shè)計(jì)枯水年（P=90%）來水過