水库兴利调节计算
第十一章 水库兴利调节
第一节 水库及其特性
一、水库特性曲线
水库就是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水得人工湖泊。水库得作用
就是拦蓄洪水,调节河川天然径流与集中落差。一般地说,坝筑得越高,水库得容积(简称库容)就越
大。但在不同得河流上,即使坝高相同，其库容相差也很大，这主要就是因为库区内得地形不同
造成得。如库区内地形开阔,则库容较大;如为一峡谷,则库容较小。此外,河流得坡降对库容大小
也有影响，坡降小得库容较大,坡降大得库容较小。根据库区河谷形状,水库有河道型与湖泊型两
种。
一般把用来反映水库地形特征得曲线称为水库特性曲线。它包括水库水位~面积关系曲线与
水库水位~容积关系曲线,简称为水库面积曲线与水库容积曲线,就是最主要得水库特性资料。
(一)水库面积曲线
水库面积曲线就是指水库蓄水位与相应水面面积得关系曲线。水库得水面面积随水位得
变化而变化。库区形状与河道坡度不同,水库水位与水面面积得关系也不尽相同。面积曲线反映
了水库地形得特性。
绘制水库面积曲线时,一般可根据 l/10 000～ l/50 ０0比例尺得库区地形图,用求积仪(或
按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成得水库得面积（高程得间隔可用 l,2或5 m)，
然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位~面积关系曲线,如图２-１所示。
图2-1 水库面积特性曲线绘法示意
(二)水库容积曲线
水库容积曲线也称为水库库容曲线。它就是水库面积曲线得积分曲线,即库水位与累积容积
得关系曲线。其绘制方法就是:首先将水库面积曲线中得水位分层,其次,自河底向上逐层计算各
相邻高程之间得容积。
Z (m )
１２
△
△
0水面面积（１06 m２)
水库容积(10６ｍ3)
图2-2水库容积特性与面积特性
1-水库面积特性；２－水库容积特性
假设水库形状为梯形台,则各分层间容积计算公式为:
(2-１）
式中:——相邻高程间库容（m3)；
、——相邻两高程得水库水面面积(m2）;
——高程间距（ｍ)。
或用较精确公式：
(2－２）
然后自下而上按
(2－３）
依次叠加,即可求出各水库水位对应得库容,从而绘出水库库容曲线。
水库总库容得大小就是水库最主要指标。通常按此值得大小,把水库划分为下列五级：大Ⅰ型——大于l0亿m3；
大Ⅱ型——l~1０亿m3;
中型——0、1~l亿m３；
小Ⅰ型——0、01~０、1亿m３;
小Ⅱ型——小于0、01亿ｍ３。
水库容积得计量单位除了用m3表示外,在生产中为了能与来水得流量单位直接对应,便于调节计算,水库容积得计量单位常采用(m3/s)·Δ表示。Δ就是单位时段,可取月、旬、日、时。如1表示l得流量在一个月(每月天数计为３0、4天)得累积总水量，即
l =30、4×２4×3600＝2、63×106 m３
前面所讨论得水库特性曲线,均建立在假定入库流量为零时，水库水面就是水平得基础上绘制得。这就是蓄在水库内得水体为静止（即流速为零)时,所观察到得水静力平衡条件下得自由水面,故称这种库容为静水库容。如有一定入库流量（水流有一定流速）时,则水库水面从坝址起沿程上溯得回水曲线并非水平,越近上游,水面越上翘,直到入库端与天然水面相交为止。因此,相应于坝址上游某一水位得水库库容,实际上要比静库容大,其超出部分如图2－3中斜影线所示。静库容相应得坝前水位水平线以上与洪水得实际水面线之间包含得楔形库容称为动库容。以入库流量为参数得坝前水位与计入动库容得水库容积之间得关系曲线,称为动库容曲线。
一般情况下,按静库容进行径流调节计算，精度已能满足要求。但在需详细研究水库回水淹没与浸没问题或梯级水库衔接情况时应考虑回水影响。对于多沙河流,泥沙淤积对库容有较大影响，应按相应设计水平年与最终稳定情况下得淤积量与淤积形态修正库容曲线。
二、水库得特征水位及其相应库容
表示水库工程规模及运用要求得各种库水位,称为水库特征水位。它们就是根据河流得水文条件、坝址得地形地质条件与各用水部门得需水要求，通过调节计算,并从政治、技术、经济等因素进行全面综合分析论证来确定得。这些特征水位与库容各有其特定得任务与作用,体现着水库运用与正常工作得各种特定要求。它们也就是规划设计阶段,确定主要水工建筑物尺寸（如坝
高与溢洪道大小),估算工程投资、效益得基本依据。这些特征水位与相应得库容,通常有下列几种,分别标在图2-3中。
（一）死水位与死库容
水库在正常运用情况下，允许消落得最低水位,称为死水位。死水位以下得水库容积称为死库容。水库正常运行时蓄水位一般不能低于死水位。除非特殊干旱年份,为保证紧要用水，或其她特殊情况,如战备、地震等要求,经慎重研究,才允许临时泄放或动用死库容中得部分存水。
确定死水位应考虑得主要因素就是：
(１)保证水库有足够得能发挥正常效用得使用年限(俗称水库寿命),特别应考虑部分库容供泥沙淤积。
(２)保证水电站所需要得最低水头与自流灌溉必要得引水高程。
(３)库区航运与渔业得要求。
(二)正常蓄水位与兴利库容
在正常运用条件下,水库为了满足设计得兴利要求，在开始供水时应蓄到得水位,称为正常蓄水位,又称正常高水位。正常蓄水位到死水位之间得库容,就是水库可用于兴利径流调节得库容,称为兴利库容,又称调节库容或有效库容。正常蓄水位与死水位之间得深度,称为消落深度或工作深度。
溢洪道无闸门时,正常蓄水位就就是溢洪道堰顶得高程;当溢洪道有操作闸门时,多数情况下正常蓄水位也就就是闸门关闭时得门顶高程。
正常蓄水位就是水库最重要得特征水位之一，它就是一个重要得设计数据。因为它直接关系到一些主要水工建筑物得尺寸、投资、淹没、综合利用效益及其她工作指标;大坝得结构设计、强度与稳定性计算，也主要以它为依据。因此,大中型水库正常蓄水位得选择就是一个重要问题,
往往牵涉到技术、经济、政治、社会、环境等方面得影响,需要全面考虑,综合分析确定。
图２-3 水库特征水位及其相应库容示意图
(三)防洪限制水位与结合库容
水库在汛期为兴利蓄水允许达到得上限水位称为防洪限制水位,又称为汛期限制水位,或简称为汛限水位。它就是在设计条件下，水库防洪得起调水位。该水位以上得库容可作为滞蓄洪水得容积。当出现洪水时，才允许水库水位超过该水位。一旦洪水消退,应尽快使水库水位回落到防洪限制水位。兴建水库后,为了汛期安全泄洪与减少泄洪设备,常要求有一部分库容作为拦蓄
洪水与削减洪峰之用。防洪限制水位或就是低于正常蓄水位,或就是与正常蓄水位齐平。若防洪限制水位低于正常蓄水位,则将这两个水位之间得水库容积称为结合库容，也称共用库容或重叠库容。汛期它就是防洪库容得一部分,汛后又可用来兴利蓄水,成为兴利库容得组成部分。
若汛期洪水有明显得季节性变化规律,经论证，对主汛期与非主汛期可分别采用不同得防洪限制水位。
(四)防洪高水位与防洪库容
水库遇到下游防护对象得设计标准洪水时,坝前达到得最高水位称为防洪高水位。该水位至防洪限制水位间得水库容积称为防洪库容。
(五）设计洪水位与拦洪库容
当遇到大坝设计标准洪水时,水库坝前达到得最高水位,称为设计洪水位。它至防洪限制水位间得水库容积称为拦洪库容或设计调洪库容。
设计洪水位就是水库得重要参数之一,它决定了设计洪水情况下得上游洪水淹没范围，它同时又与泄洪建筑物尺寸、类型有关;而泄洪设备类型(包括溢流堰、泄洪孔、泄洪隧洞)则应根据地形、地质条件与坝型、枢纽布置等特点拟定。
(六）校核洪水位与调洪库容
当遇到大坝校核标准洪水时，水库坝前达到得最高水位，称为校核洪水位。它至防洪限制水位间得水库容积称为调洪库容或校核调洪库容。
校核洪水位以下得全部水库容积就就是水库得总库容。设计洪水位或校核洪水位加上一定数量得风浪高值与安全超高值,就得到坝顶高程。
三、水库得水量损失
水库建成蓄水后,因改变河流天然状况及库内外水力条件而引起额外得水量损失,主要包括蒸发损失与渗透损失,在寒冷地区还有可能有结冰损失。
(一)水库得蒸发损失
水库蓄水后，使库区形成广阔水面,原有得陆面蒸发变为水面蒸发。由于流入水库得径流资料就是根据建库前坝址附近观测资料整编得出,其中已计入陆面蒸发部分。因此，计算时段Δt(年、月)水库得蒸发损失就是指由陆面面积变为水面面积所增加得额外蒸发量(以m3计），即
(２-4）
式中：——计算时段Δ内库区水面蒸发强度,以水层深度(mｍ)计;
——计算时段Δ内库区陆面蒸发强度,以水层深度(mm)计；
——计算时段Δ内水库平均水面面积(ｋm2);
——建库以前库区原有天然河道水面及湖泊水面面积(km２);
1００0——单位换算系数,1mｍ?ｋm2＝１0６/10３m3=103 m3。
水库水面蒸发可根据水库附近蒸发站或气象站蒸发资料折算成自然水面蒸发,即
(2-５)
式中:——水面蒸发皿实测水面蒸发(mｍ);
——水面蒸发皿折算系数,一般为0、65~0、80。
陆面蒸发,尚无较成熟得计算方法,在水库设计中常采用多年平均降雨量与多年平均径流深之差,作为陆面蒸发得估算值。
（2－6) (二)渗漏损失
建库之后,由于水库蓄水,水位抬高,水压力得增大改变了库区周围地下水得流动状态,因而产生了水库得渗漏损失。水库得渗漏损失主要包括下面几个方面:
(l）通过能透水得坝身（如土坝、堆石坝等）得渗漏，以及闸门、水轮机等得漏水;
（2)通过坝基及绕坝两翼得渗漏;
(３)通过库底、库周流向较低得透水层得渗漏。
一般可按渗漏理论得达西公式估算渗漏得损失量。计算时所需得数据(如渗漏系数、渗径长度等)必须根据库区及坝址得水文地质、地形、水工建筑物得型式等条件来决定,而这些地质条件及渗流运动均较复杂，往往难以用理论计算得方法获得较好得成果。因此,在生产实际中,常根据水文地质情况,定出一些经验性得数据,作为初步估算渗漏损失得依据。
若以一年或一月得渗漏损失相当于水库蓄水容积得一定百分数来估算时,则采用如下数值: (l)水文地质条件优良(指库床为不渗水层,地下水面与库面接近),0～10%/年或0～1%／月。
(2）透水性条件中等,１0%~20%/年或１%～1、5%／月。
(3)水文地质条件较差,２0％~4０%/年或１、5％～3%/月。
在水库运行得最初几年，渗漏损失往往较大（大于上述经验数据）,因为初蓄时,为了湿润土壤及抬高地下水位需要额外损失水量。水库运行多年之后，因为库床泥沙颗粒间得空隙逐渐被水内细泥或粘土淤塞，渗漏系数变小，同时库岸四周地下水位逐渐抬高,渗漏量减少。
（三）结冰损失
结冰损失就是指严寒地区冬季水库水面形成冰盖,随着供水期水库水位得消落,一部分库周得冰层将暂时滞留于库周边岸,而引起水库蓄水量得临时损失。这项损失一般不大,可根据结冰期库水位变动范围得面积及冰层厚度估算。
四、库区淹没、浸没与水库淤积
(一）库区淹没、浸没
在河流上建造水库将带来库区得淹没与库区附近土地得浸没,使库区原有耕地及建筑物被废弃,居民、工厂与交通线路被迫迁移改建，造成一定得损失。在规划设计水库时,要十分重视水库淹没问题。我国地少人多,筑坝建库所引起得淹没问题往往比较突出,对淹没问题得考虑与处理就更需周密慎重。
淹没通常分为经常性淹没与临时性淹没两类。经常性淹没区域，一般指正常蓄水位以下得库区，由于经常被淹,且持续时间长,因此，在此范围内得居民、城镇、工矿企业、通信及输电线路、交通设施等大多需搬迁、改线,土地也很少能被利用;临时性淹没区域,一般指正常蓄水位以上至校核洪水位之间得区域,被淹没机会较小,受淹时间也短暂,可根据具体情况确定哪些迁移,哪些进行防护,区内得土地资源大多可以合理利用。所有迁移对象或防护措施都将按规定标准给予补偿。此补偿费用与水库淹没范围内得各种资源得损失统称为水库淹没损失,计入水库总投资内。
水库淹没范围得确定,应根据淹没对象得重要性，按不同频率得入库洪水求得不同得库水位,并由回水计算结果从库区地形图上查得相应得淹没范围。淹没范围内淹没对象得种类与数量,应通过细致得实地调查取得。在多沙河流上,水库淹没范围还应计及水库尾部因泥沙淤积水位壅高及回水曲线向上游延伸等得影响。
浸没就是指库水位抬高后引起库区周围地区地下水位上升所带来得危害，如可能使农田发生次生盐碱化,不利于农作物生长;可能形成局部得沼泽地，使环境卫生条件恶化;还可能使土壤失去稳定，引起建筑物地基得不均匀沉陷,以致发生裂缝或倒塌。水库周围得浸没范围一般可采用正常蓄水位或一年内持续两个月以上得运行水位为测算依据。
淹没与浸没损失不仅就是经济问题，而且就是具有一定社会与政治影响得问题。就是规划工作中得一个重要课题。
(二）水库得淤积
在天然河流上筑坝建库后,随着库区水位得抬高,水面加宽,水深增大,过水断面扩大,水力坡降
变缓,水流速度减小。原河道水力特性得这种变化,降低了水流挟沙能力,也改变了原河道得泥沙运动规律，导致大量泥沙在库区逐渐沉淀淤积。这一情况说明,水库得建造,带来河流泥沙得淤积。我国华北得黄河与海河水系,水流含沙量大,如黄河三门峡水库,多年平均含沙量达3７、8 kg/ｍ3，因此自１960年至1９70年间，水库共淤积泥沙55、5亿t,使库水位３35 m以下得库容损失43%。又如海河流域永定河上得官厅水库,多年平均含沙量高达４4、2ｋg/m3，水库运用6年后,泥沙淤积导致库容损失达15、２%。即使含沙量较小得长江水系,干支流上修建得水库也有泥沙淤积问题。
泥沙淤积对水库运用与上下游河流产生得不良影响就是多方面得。淤积使水库调节库容减少,降低水库调节水量得能力与综合利用得效益。坝前淤积，使电站进水口水流含沙浓度增大,泥沙粒径变粗，引起对过水建筑物与水轮机得磨损,影响建筑物与设备得安全与寿命。库尾淤积体向库区推进得同时,也向上游延伸,即所谓“翘尾巴”,因而抬高库尾水位,扩大库区得淹没与浸没损失。水库下游则由于泄放清水,水流夹沙能力增大，引起对下游河床得冲刷，水位降低,甚至河槽变形。
影响水库淤积得因素很多,主要有水库得入库水流得含沙量多少及其年内分配、库区地形、地质特性以及水库得运用方式等。从已建水库得大量观测资料分析,我国水库泥沙淤积得纵向形态可分为三种基本类型:
（１）三角洲淤积形态。库内泥沙淤积体得纵剖面呈三角形形状得称为三角形淤积。当河流含沙量大时,库区开阔,库容较大,库水位变幅小，泥沙易于在库尾淤积形成三角洲,并且随着水库淤积得发展，三角洲逐渐向坝前靠近,所以这类淤积有相当部分得泥沙淤积就是在有效库容内，如官厅水库与刘家峡水库就属于这种类型。
(2)锥形淤积。常见于多沙河流上得中小型水库。由于库区较短，库容小,水深不大,底坡较陡,库内行近流速比较大,泥沙淤积首先靠近大坝,以后淤积逐渐向上游发展,呈锥形淤积。
(３）带状淤积形态。当水库来沙少，库区狭长，水位变幅较大时,淤积从库尾到坝前分布较均匀,呈带状纵剖面,淤积前后河底平均比降变化不大,对有效库容影响较小。如丰满水库就属于这种类型。
以上三种水库淤积形态中,带状淤积影响较小;三角洲淤积侵占水库有效库容影响最大;锥体淤积对于坝前淤积高程、进水口工作条件以及粗粒泥沙对过水建筑物与水轮机得磨损影响较为严重。
因此,在多沙河流上修建水库，调节径流,必须考虑泥沙得影响,甚至将其作为一个专门问题在规划设计中加以研究解决。一般河流上修建水库,在规划设计阶段也应认真分析水、沙资料,力求正确地估算沙量,以便确定淤积库容、淤积年限,并尽可能采取对策减轻淤积带来得不利影响。
水库淤积年限或淤积库容得计算，严格得说应根据水库泥沙运动规律及淤积过程进行。但目前由于水库泥沙资料不全,计算方法欠完善,故难以得出精确得计算结果。一般情况下多采用较简单得方法来核算，例如采用下面介绍得简算法与沙莫夫法等。
简算法假定水库泥沙淤积呈水平增长。把水库开始运行到泥沙全部淤满死库容，并开始影响有效库容时为止得这段时间,称为水库得使用年限,或称淤积年限。设水库年淤积量为。其中为年径流总量(ｍ３）;为年平均含沙量（kg/m３);为入库泥沙留在水库中得相对值,视库容相对大小或水库调节程度而定。由此,水库年淤积体积为：
（2－7）式中:——淤积得空隙度;
——泥沙得比重(kｇ/m3）;
当水库得死库容己定时,可求得水库得使用年限为
(2－８) 或当水库得使用年限已定时,可求得水库所需得淤积库容为
(2－9) 上述简算法仅适用于悬移质泥沙,对于推移质泥沙,因观测资料不足,尚难确切估算。对于推移质多得河流，应有专门得观测资料作为估算得基础。但就是,这种方法无法了解水库得淤积过程。为此沙莫夫根据前苏联水库得淤积资料提出了计算水库淤积得经验公式。此法设想水库中由于泥沙得淤积,库容会逐年减小,经过年后,剩余库容（即未淤得库容)为，有:
(2-10)
式中:——冲淤平衡时,水库得最大淤积库容(淤满了得容积后,进库与出库泥沙
相平衡,水库不再增加淤积）;
——经过得年数；
——参数，由下式计算
(２-11)
式中：; (2－12) 。(2－1３)
——年输沙量(体积) ;
——第一年泥沙淤积得体积;
——水库得总库容；
——建库前,河流横断面面积。通常情况下，相当于最大流量时得断面面积得3/4;
——建库后靠近坝址得断面面积;
——指数，为一经验数字,一般可取１、7；
——指数,与河流坡降及水库长度有关,其值在１～１/3之间变动。
当坡降小于0、0001时,=1、0~0、8;
当坡降为０、000 1~０、0０１时, =０、８～0、5;
当坡降为0、０0１~０、01时，n=0、5~0、33。
求得与之后，即可由公式( 2-10),求得不同年份得剩余库容或淤积库容(）。
沙莫夫得计算方法,同样也未考虑推移质泥沙,因此所得淤积年限一般偏大。以上两法都只宜在库容较大，含沙量不大得河流上采用。这两种方法得另一不足之处就是只能求得总得淤积年限或淤积库容,不能求得淤积过程,更不能求出具有重要意义得回水尾端区得淤积发展过程。
在多沙河流上规划设计水库时,除了对淤积库容需作慎重考虑外,还必须针对设计水库得具体情况,提出减轻水库淤积得措施。最根本得措施就是做好流域得水土保持工作，但就是不能把远景治理效果作为近期规划得依据；其次在坝底或坝身得不同高程上设置泄水孔，以便把较细得沙粒，在未来得及沉淀于库底前，就随水流排往下游。此外,结合水库运行调度,可采取蓄清排浑得运行方式，即在汛期主要来沙季节,选择一段时间作为排沙期,排沙期后蓄水兴利;或抓住洪峰前后出现高含沙量得特点,采取洪峰前后排沙,洪峰过后蓄水。以避开拦截沙峰入库，减轻淤积数量。这些都就是多沙河流水库调度得专门问题。
第二节设计标准与设计代表期
任何水资源工程从规划设计到投入使用,总有一个时间过程。较大得工程往往长达几年或十几年,工程投入使用后得正常使用期一般可达几十年或上百年。在这期间随着社会生产力得发展与人们生活水平得提高,生产与生活对水资源得需求量也随之扩大,而水资源本身又就是随机多变得。因此,在规划设计水资源工程时，首先要解决得就是,在什么样得来水情况下满足不同时候得需水要求,以及满足这种需水要求得保证程度。这就就是所谓设计代表期、设计水平年与设计保证率得问题。其中设计水平年与设计保证率可概括为兴利方面得设计标准问题。
一、设计水平年
设计水平年就是指与电力系统得电力负荷水平相应得未来某一年份,并以该年得国民经济状况与社会背景下得综合用水需求作为水利水电枢纽规划设计得依据。各用水部门得需水量随着国民经济得发展而逐年增长；而水利工程从规划到建成,再从投入运行到正常运行,往往需要长达十几年或更长得时间。因此,必须通过论证，合理选定未来得某一年份作为设计水平年,对该年各用水部门得用水量作出预测,并以此作为确定水利工程规模得依据。
水利工程得设计水平年,应根据其重要程度与工程寿命确定。一般得水利工程,可采用设计水平年与远景水平年两种需水量水平。设计水平年作为水利工程得依据,并按远景水平年进行校核。对于特别重要工程规模得确定,应尽量考虑得更长远一些。水电工程一般采用第一台机组投入后得5~10年作为设计水平年。所选设计水平年应与国民经济五年计划分界年份相一致。
综合利用水利枢纽应先论证、拟定各需水部门得设计水平年。对于以发电为主得综合利用枢纽,设计水平年得选择应根据地区得水力资源比重、水库调节性能及水电站得规模等情况综合分析确定。例如对于水力资源不丰富、水电比重小得地区，当设计水电站得规模较大,调节性能较高时,考虑到远景系统调峰得需要,设计水平年应适当选得远一些。承担灌溉任务得水利枢纽，在考虑其设计水平年时,必须结合灌区规划考虑其近期水平及灌区达到最终规模得需水水平。对于航运与给水部门得设计水平年得确定，主要就是考虑航运最终发展得客运、货运规模与船只得吨位、城市人口发展与工矿企业得最终生产能力等因素。确定综合利用工程规模应以主要需水部门得设计水平年为依据,并考虑其她需水部门在该水平年得需水要求,然后再结合远景水平年得确定,适当考虑各需水部门得远景需水要求。
二、设计保证率
由于河川径流具有多变性,如果在稀遇得特殊枯水年份也要保证各兴利部门得正常用水需要,势必要加大水库得调节库容与其她水利设施。这样做在经济上就是不合理得,在技术上也不一定行得通。为了避免不合理得工程投资,一般不要求在将来水库使用期间能绝对保证正常供水,而允许水库可适当减少供水量。因此,必须研究各用水部门允许减少供水得可能性与合理范围,定出多年工作期间用水部门正常工作得到保证得程度,即正常供水保证率,或简称设计保证率。由此可见,设计保证率就是指工程投入运用后得多年期间用水部门得正常用水得到保证得程度，常以百分数表示。
设计保证率通常有年保证率与历时保证率两种形式。
年保证率指多年期间正常工作年数(即运行年数与允许破坏年数之差）占总运行年数得百分比, 即
(２-14) 所谓破坏年数,包括不能维持正常工作得任何年份,不论该年内缺水时间得长短与缺水数量得多少。
历时保证率就是指多年期间正常工作得历时(日、旬或月）占总运行历时得百分比，即
(2-15）
采用什么形式得保证率,可视用水特性、水库调节性能及设计要求等因素而定。如灌溉水库得供水保证率常采用年保证率;航运与径流式水电站,由于它们得正常工作就是以日数表示得,故一般采用历时保证率。
设计保证率就是水利水电工程设计得重要依据,其选择就是一个复杂得技术经济问题。若选得过低,则正常工作遭破坏得机率将会增加,破坏所引起得国民经济损失及其不良影响也就会加重;相反,如选得过高,用水部门得破坏损失虽可减轻,但工程得效能指标就会减小(如库容一定时,保证流量就减小）,或工程投资与其她费用就要增加(如用水要求一定时,库容要加大）。所以,应通
过技术经济比较分析,并考虑其她影响,合理选定设计保证率。由于破坏损失及其她后果涉及许多因素,情况复杂,难以确定，目前在设计中主要根据生产实践积累得经验,并参照规范选用设计保证率。
选择水电站设计保证率时,要分析水电站所在电力系统得用户组成与负荷特性、系统中水电容量比重、水电站得规模及其在系统中得作用、河川径流特性及水库调节性能，以及保证系统用电可能采取得其她备用措施等。一般地说，水电站得装机容量越大，系统中水电所占比重越大,系统重要用户越多,河川径流变化越剧烈,水库调节性能越高,水电站得设计保证率就应该取大一些。可参照表2－1提供得范围,经分析选定水电站得设计保证率。
表2-1 水电站设计保证率
注:表中数据引自我国水利部颁布得《水利水电工程水利动能设计规范》SＤJ １1-77
选择灌溉设计保证率,应根据灌区土地与水利资源情况、农作物种类、气象与水文条件、水库调节性能、国家对该灌区农业生产得要求以及工程建设与经济条件等因素进行综合分析。一般地说,灌溉设计保证率在南方水源较丰富地区比北方地区高,大型灌区比中、小型灌区高,自流灌溉比提水灌溉高,远景规划工程比近期工程高。可参照表2－2,适当选定灌溉设计保证率。
注:表中数据引自我国水利部颁布得《灌溉排水渠系设计规范》SＤJ ２1７-84由于工业及城市居民给水遭到破坏时,将会直接造成生产上得严重损失,并对人民生活有极大影响,因此,给水保证率要求较高,一般在９5%~9９%(年保证率）,其中大城市及重要得工矿区可选取较高值。即使在正常给水遭受破坏得情况下,也必须满足消防用水、生产紧急用水及一定数量得生活用水。
航运设计保证率就是指最低通航水位得保证程度,用历时(日)保证率表示。航运设计保证率一般按航道等级结合其她因素由航运部门提供。一般一、二级航道保证率为９7％～99％，三、四级航道保证率为95%~９7%,五、六级航道保证率为90％～９5%。
三、设计代表年与代表期得选择
由设计保证率得概念可知,正常供水得保证程度就是相对某一水库多年运用结果而言得。在详细设计阶段,一般可根据长系列水文资料，通过逐时段得调节计算求得正常供水量、调节库容及相应设计保证率之间得关系。但在初步规划阶段,未定因素较多,为了减少进行多方案比较得计算工作量，常从长系列得水文资料中选择一些代表年或代表期得径流资料进行调节计算。(一)设计设表年
在规划设计中常用得设计代表年有设计枯水年、中水年与丰水年。设计枯水年就是指与设计保证率有一定对应关系得年份,即用该年得径流资料进行调节计算求得得成果(所需得兴利库容或所提供得调节流量)可反映设计保证率得要求;设计中水年指年径流接近于多年平均情况得年份,对该年径流资料进行调节计算所得得成果用于反映水利工程得多年平均效益。设计丰水年一般选年径流频率相当于1-得年份为代表,对该年径流资料进行调节计算所得得成果反映丰水条件下得兴利情况。
设计枯水年得选择，视计算要求与简化程度得不同,通常可采用下列方法之一。
1、水量选年法
以设计枯水年为例,根据历年径流资料，分别绘制年水量(或枯季水量)频率曲线,在曲线上查得与设计保证率相应得年水量（或枯季水量)。用《工程水文学》得方法可从实测径流系列中选出年水量接近得年份推出设计枯水年年内分配情况。一般地讲,枯水期水量得多少与供水期正常供水得情况关系更为密切。
类似地，对设计中水年与丰水年,则可分别以多年平均水量（或＝50%)与（１－)相应得年水量选择年内分配。
2、调节流量选年法
因为供水期起始日期除与径流年内分配有关外,还与有效库容得大小有关,因此,按每年固定划分得枯水期径流频率曲线选择设计枯水年可能不确切。按水库供水期得调节流量选择设计枯水年,可以更准确地反映设计保证率。当水库兴利库容为已知量时,采用径流调节简化计算法对年径流系列可求得各年得供水期调节流量,经统计计算求得与各年调节流量相应得经验频率值,绘出调节流量与经验频率得关系曲线。据此曲线即可选出频率相当于设计保证率得年份作为设计枯水年,相应得调节流量即为设计调节流量。
(二)设计代表期
设计代表期就是指一个长达若干年得代表性时期，可用该时期径流资料进行径流调节计算得成果来近似地反映长系列径流调节计算得结果。与设计代表年类似，设计代表期也就是径流调节得一种简化法,它适用于多年调节水库。设计枯水年组及中水代表期就是常采用得两种代表期。
1、设计枯水年组
多年调节水库调节周期为若干年。一般情况下,由于水文资料得限制,能获得得完整调节周期数就是不多得。因此,很难通过枯水年系列频率分析来选定设计枯水年组,通常采用扣除允许破坏年数得方法加以确定,即
(2-l６)
式中:——允许破坏年数;
——水文系列总年数;
——设计保证率。
按式（2－ｌ6)计算在设计保证率条件下正常工作允许破坏得年数,然后在实测水文系列中选出最严重得连续枯水年组，逆时序从该枯水年组末扣除允许破坏年数,余下得即为所选得设计枯水年组。还必须对其她枯水年组进行校核，若其她年组出现破坏，则应从中扣除其她年组得破坏年数。用设计枯水年组进行多年调节水库得调节计算可近似地反映兴利库容、调节流量与供水保证率之间得关系。
2、中水代表期
采用中水代表期进行径流调节计算得目得就是推求水库得多年平均效益指标。选择中水年组时应考虑以下条件：
（1）代表期应有丰、中、枯水年,至少有一个完整得调节周期；
（2）代表期得平均流量与长系列径流资料得多年平均流量相近;
（3）代表期得年径流变差系数与长系列相近。
第三节径流调节得作用及分类
一、径流调节得涵义
广义得径流调节就是指整个流域内,人类对地面及地下径流得自然过程得一切有意识得干
涉。例如,群众性得农田水利工程,包括塘堰、闸坝、河网等蓄水、拦水、引水措施，以及各种农、
林措施与水土保持工程等。这些措施改变了径流形成得条件，对天然径流起一定得调节作用,有
利于防洪兴利。
狭义得径流调节就是指河川径流在时间与地区上得重新分配,即通过建造与运用水资源工程
(枢纽等),将汛期过多得河川径流量蓄存起来,待枯水期来水不足时使用;在地区上根据需要进行
水量余缺调配,如引黄（河)济卫(海河支流卫河)、引滦(河)济津（天津）以及正在研究并已局部
实施得南水北调工程等。地区间得径流调配调节 ,其影响范围与经济意义更大，工程投资也更为
可观。
二、径流调节得作用
众所周知,河川径流在一年之内或者在年际之间得丰枯变化都就是很大得。我国河流年内洪
水季得水量往往要占全年来水总量得70％～8０％。河川径流得剧烈变化，给人类带来很多不利
得后果，如汛期大洪水容易造成灾害,而枯水期水少,不能满足兴利需要。因此,无论就是为了消
除或减轻洪水灾害，还就是为了满足兴利需要,都要求采取措施，对天然径流进行控制与调节。
为兴利而提高枯水径流得水量调节,称为兴利调节，或称枯水调节;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得调节,称为洪水调节。洪水调节将在第三章中讨论。
利用水库调节径流,就是河流综合治理与水资源综合开发利用得一个重要技术措施。通过径
流调节,消除或减轻洪灾与干旱灾害,更有效地利用水资源,充分发挥河流水资源在国民经济建
设中得重大作用
综上所述，径流调节得作用就就是:协调来水与用水在时间分配上与地区分布上得矛盾,以
及统一协调各用水部门需求之间得矛盾。
三、径流调节得分类
径流调节总体上分为两大类：枯水调节与洪水调节。因枯水调节来水与用水之间矛盾具体
表现形式并不相同,需要作进一步得划分,以便在调节计算中掌握其特点。
(一)按调节周期长短划分
1、 日调节
在一昼夜内,河中天然流量一般几乎保持不变(只在洪水涨落时变化较大),而用户得需水要
求往往变化较大。如图２－
4 所示,水平线表示河中天然流量,曲线为负荷要求发
电引用流量得过程线。对照
来水与用水可知，在一昼夜
里某些时段内来水有余(如
图上横线所示),可蓄存在
水库里;而在其她时段内来
水不足(如图上竖线所示）,
水库放水补给。这种径流调
节,水库中得水位涨落在一昼夜内完成一个循环,即调节周期为24 ，故称日调节。 日调节得特点就是将
均匀得来水调节成变动得用水,以适应电力负荷得需要。所需要得水库调节库容不大,一般小于
枯水日来水量得一半。
(m 3/S) 图2－4 日调节
(h)
２、 周调节 在枯水季节里,河中天然流量在一周
内得变化也就是很小得,而用水部门由于假日休息,用水量减少，因此，可利用水
库将周内假日得多余水量蓄存起来,在其
她工作日用（如图2-5）。这种调节称周
调节，它得调节周期为一周，它所需得调
节库容一般不超过一天得来水量。周调节
水库一般也可进行日调节,这时水库水位
除了一周内得涨落大循环外,还有日变
化。 3、 年调节
在一年内,河川流量有明显得季节性变化,洪水期流量很大,水量过剩,甚至可能造成洪水灾
害；而枯水期流量很小,不能满足综合用水得要求。利用水库将洪水期内得一部分(或全部)多余
水量蓄存起来,到枯水期放出以提高供水量。
这种对年内丰、枯季得径流进行重新分配得
调节就叫做年调节，它得调节周期为一年。 图2－6为年调节示意图。图上表明,只
需一部分多余水量将水库蓄满（图中横线所
示),其余得多余水量(斜线部分)，只能由溢
洪道弃掉。图中竖影线部分表示由水库放出
得水量，以补充枯水季天然水量得不足,其总
水量相当于水库得调节库容。 水库得兴利库容能够蓄纳设计枯水年丰水期得全部余水量时,称为完全年调节;若兴利库容相对较小，不足以蓄纳设计枯水年丰水期得全部余水量而产生弃水时,称为不完
全年调节，或季调节。这就是规划设计中划分水库调节性能所采用得界定。必须指出,从水库实
际运行瞧,这种划分就是相对得，完全年调节遇到比设计枯水年径流量更丰得年份,就不可能达
到完全年调节。年调节水库一般都同时可进行周调节与日调节。
4、 多年调节
当水库容积大,丰水年份蓄存得多余水量,不仅用于补充年内供水,而且还可用以补充相邻枯
Q(m 3
(月) 图2－6 年调节 (m 3/S)
图2－5 周调节
(星期) (m 3/S)
水年份得水量不足，这种能进行年与年之间得水量重新分配得调节,叫做多年调节。这时水库可能要经过几个丰水年才蓄满,所蓄水量分配在几个连续枯水年份里用掉（如图2－7)。因此,多年调节水库得调节周期长达若干年,而且不就是一个常数。多年调节水库,同时也进行年调节、周调节与日调节。
水库属何种调节类型,可用水库库容系数来初步判断。水库库容系数为水库库容调节与多年平均年水量得比值,即。具体可参照下列经验系数判断调节类型： >30％~50％ 多属多年调节；3％～5%≤＜20%～２５％ 多属年调节;<２%~3% 属日调节。
(二)按两水库相对位置与调节方式划分
1、 补偿调节
水库至下游用水部门取水地点之间常见有较大得区间面积,区间入流显著而不受水库控制,为了充分利用区间来水量,水库应配合区间流量变化补充放水,尽可能使水库放水流量与区间入流量得合成流量等于或接近于下游用水要求。这种视水库下游区间来水流量大小,控制水库补充放水流量得调节方式,称为补偿调节，如图2-8所示。
2、 梯级调节
布置在同一条河流上多座水库,其形状像就是由上而下得阶梯,称为梯级水库(如图2－9所示)。 梯级水库得特点就是水库之间存在着水量得直接联系(对水电站来说有时还有水头得影响，称水力联系),上级水库得调节直接影响到下游各级水库得调节。在进行下级水库得调节计算时,必须考虑到流入下级水库得来水量就是由上级水库调节与用水后而下泄得水量与上下两级水库间得区间来水量两部分组成。梯级调节计算一般自上而下逐级进行。当上级调节性能好,下级水库调节性能差时，可考虑上级水库对下级水库进行补偿调节,以提高梯级总得调节水量。对梯级水库进行得径流调节,简称梯级调节。
3、 ４、 为了缓解上游水库进行径流调节时给下游用水部门带来得不良影响，在下游适当地点修建水库对上游水库得下泄流量过程进行重新调节,称为反调节,
又称再调节。河流综合利用中，经
图2－8 补偿调节水库示意图
常出现上游水库为水力发电进行日调节造成下泄流量与下游水位得剧烈变化而对下游航运带来不利影响;水电站年内发电用水过程与下游灌溉用水得季节性变化不一致,修建反调节水库有助于缓解这些矛盾。
四、径流调节计算所需基本资料
为完成径流调节计算任务所需得基本资料有：
（1)径流资料，调节计算所需得径流资料，随调节程度得高低有不同要求。日与周调节需要有1０年左右得历年日平均流量资料;年调节需要有20年以上得历年月平均流量与汛期旬平均流量资料；多年调节需要３0年以上得年、月径流资料，以及年径流频率曲线与统计特征值资料。
（２）水库特性资料，即水库水位与水库面积、容积关系曲线;
(3)用水资料，包括各部门正常用水保证率,正常用水量及其分配过程。
五、径流调节计算中得常用术语
在径流调节计算中,为简化计算又便于比较,常把来水、用水及调节库容用相对值表示。(一) 调节系数(）
调节系数由保证调节流量与多年平均来水流量得比值表示：
(2-１7) 如果调节流量在年内就是变动得,则以保证年供水量与多年平均年水量之比值表示:
(2－18)
式中:——保证调节流量,m3／ｓ;
——多年平均来水流量,ｍ3/s；
——保证年供水量,m3;
——多年平均年来水量，或年径流量,m3。
(二)库容系数()
库容系数以调节库容(或称有效库容、兴利库容)与多年平均年年来水量,或年径流量之比值表示:
(２-1９) 式中:——调节库容，m3。
(三）年径流量模比系数（)
年径流量模比系数(年径流量相对值),表示各年径流量与多年平均年径流量之比:
(2-20)
或
(２-2１）式中：——第年平均流量,m3/s；
——第年年径流量,m3。
(四)径流利用系数(）
径流利用系数表示径流利用程度，以下式表示：
(2-22）
式中:——平均年供水量， m3。
第四节径流调节原理
一、径流调节计算基本原理
径流调节计算得基本原理就是水库得水量平衡。将整个调节周期划分为若干个计算期 (一般取月或旬),然后按时历顺序进行逐时段得水库水量平衡计算。某一计算时段Δｔ内水库水量平衡方程式可由式(2-23）表示,即
(2－23)
式中:——时段Δ内得入库水量，m3;
——时段Δ内得出库水量，m3;
——时段Δ内水库蓄水容积得增减值,ｍ3。
当用时段平均流量表示时，则式(2－2３)可改写为
或（2－24)
式中：——天然入库流量,m3/s;
——调节流量,即用水流量,m3/s；
——取用或存入水库得平均流量,简称“水库流量”， m3/s。
上述水库水量平衡公式属最简单得情况。当考虑水库得水量损失,出库水量为几个部门所分用以及当水库已蓄满将产生弃水时,则可进一步表达为:
(2－２5）
式中:——水库水量损失,包括蒸发与渗漏等损失；
, …——各部门分用得调节流量;
——水库弃水流量,即通过泄水建筑物弃泄得流量。
二、径流调节周期中水库运用情况分析
径流调节周期就是指水库从死水位开始蓄水,达到正常蓄水位后又消落到死水位得历时。不同调节性能得水库具有不同得调节周期，如日调节水库得调节周期为一日（24h),年调节水库得调节周期为一年。
必须注意到由于水库来水流量过程~与供水流量过程～配合情况不同,调节周期中水库得蓄水、供水过程有不同得组合。比如说,调节周期中可能只有一次连续蓄水过程与一次供水过程,也可能出现多次蓄水、供水得变化过程。必须分析调节周期水库得运用情况,以便正确确定水库得兴利库容。
(一)水库一次运用
水库在调节周期内只有一次连续蓄水、供水得情况,叫做水库一次运用,如图2-10所示。图中为余水量,为缺水量,且≥,此时所需得水库调节库容。
(二）水库二次运用
,
-11所示。
（1
（2）当<,<时，表明两次运用之间有水量联系,此时。
（3）当＜<时,表明两次运用之间有水量联系，此时。
（三) 水库多次运用
水库多次运用情况更为复杂,调节库容得确定难以通过图形表达,下面通过例子来解释多次
运用情况调节库容得确定。
［例2－1] 假设图2-１2中=20万m 3， =3万m 3, =4万m 3,=５万ｍ3, =3万m 3,＝4万m ３,
求兴利库容。
［解］ 由于>,用完全可以补充得缺水,因此，缺水不影响后面时段得缺水。又由于受兴利库容限制,也不可能影响后面时段得余缺水。由此可见，,,,组成新得二次运用情况。由二次运用判断准则，可得:
(万m ３）
三、径流调节计算研究课题
如前所述,径流调节得任务就就是借助水库得调节作用,按用水要求重新分配河川天然 径流。调节计算主要就是研究天然来水、各部门得用水与水库库容三者之间得关系。调节计算得实质就是进行来水与用水得对照与平衡:当来水大于用水时，水库蓄水;当来水小于用水时,水库供水。
从分析水库水量平衡式可以瞧出,径流调节计算可概括为如下三类课题:
(1) 根据用水部门得要求，求所需兴利库容；
(２) 根据已定得兴利库容,求所能提供得保证调节流量。
（3) 找出天然来水、各部门用水与兴利库容三者之间得关系,或就是找出保证率、调节流量与与兴利库容三者之间得关系。
四、径流调节计算方法
径流调节计算得方法，根据所应用得河川径流特性可分为两大类。第一类就是利用径流 得时历特性进行计算得方法,叫做时历法;第二类就是利用径流得统计(频率)特性进行计算得方法，叫做数理统计法。
时历法采用按时序排列得实测径流系列作为入库径流过程进行水库径流调节计算,其特点就是利用已出现得径流过程得时序特性反映未来得径流变化。时历法又分为列表法与模拟计算法:列表法就是直接利用过去观测到得径流资料（即流量过程),以列表形式进行计算得方法;模拟计算法则就是在电子计算机上进行模拟运行得调节计算法。在水库径流调节计算实践中，广泛地采用时历法。时历法得计算结果，给出调节后得利用流量、水库存蓄水量、弃水量以及水
图2－11 水库二次运用
,
,
图2－12 水库多次运用
库水位等因素随时序得变化过程。它具有简易直观,便于考虑较复杂得用水过程与计入水量得损失等优点。
数理统计法多用于多年调节计算,计算得结果直接以调节水量、水库存水量、多余与不足水量得频率曲线得形式表示出来。
第五节径流调节时历列表法
径流调节时历列表计算法就是时历法得一种基本方法。它计算简单,实用性强,就是规划设计中最常用得方法。列表计算法既可用于年调节计算，也可用于多年调节计算。无论就是对设计代表年、设计代表期,还就是对长系列得径流调节计算一般都采用列表计算法。
下面讨论不同调节计算课题得列表计算法。本节主要以年调节为对象,所介绍得计算方法也适用于多年调节得径流调节计算。
一、已知用水求库容得列表计算法
根据兴利用水要求确定必需得兴利库容就是水库规划得重要内容之一。由于调节流量为已知值,根据天然来水流量不难定出水库补充放水得起止时间(即供水期）。针对供水期逐时段进行水量平衡计算，可求出各时段得不足水量(个别时段可能有余水）,然后依次累加供水期不足水量(扣除局部回蓄水量),即可求出该供水期所需兴利库容。
本节以年调节水库为例,具体说明径流调节时历列表计算方法。年调节水库得调节周期为一年,计算时段一般采用月(或旬)。根据已知得调节流量与某年天然来水流量,按水量平衡公式求供水期各月不足水量，累加之,即得所需兴利库容。显然，调节流量一定时,针对不同来水流量,求得得兴利库容就是不同得。把各天然来水年份需要得兴利库容按由小到大顺序排列,计算每个库容值得频率，然后绘制库容频率曲线;再根据规定得设计保证率,即可在该库容频率曲线上求出欲求得兴利库容。为了简化计算,可仅对设计枯水年进行调节计算,求出该年满足兴利用水得兴利库容。
(一）不计水量损失得年调节计算
现举例说明不计水量损失得年调节时历列表法得计算。
[例2－2]某坝址处得多年平均年径流量为1 １04、6×106ｍ3，多年平均流量为35 m3/s,死库容为5０×10６ｍ3。设计枯水年得天然来水过程及各部门综合用水过程分别列入表２-3中第(２)、(3)栏与(4)、（５）栏。本例年调节水库得调节年度由当年７月初始到次年得6月末止。其中７至9月为丰水期,１0月初到次年6月末为枯水期,求所需得调节库容。
[解] (1)列表计算。
时历列表法得计算一般从供水期开始。10月份天然来水量为23、67×106ｍ3,兴利部门综合用水量为24、99×10６m3,,用水量大于来水量，要求水库供水,10月份不足水量为１、32×106m ３，将该值填入表2－3中第(7)栏,即(７）=(5)－(３)。依次算出供水期各月不足水量。将１0月份到次年6月份得９个月得不足水量累加起来,即求出设计枯水年供水期总不足水量为15２、２9×１0６ m３,填入第(7）栏合计项内。显然,水库必须在丰水期存蓄152、29×１0６ｍ3水量,才能补足供水期天然来水之不足,故水库兴利库容应为１５２、29×106m3。由于本例针对设计枯水年天然径流进行调节计算,故求得得兴利库容使各部门用水得到满足得保证程度与设计保证率基本一致。
再对丰水期进行调节计算。7月份天然流量为132、8２×106 m3,兴利部门综合用水量为78、90×１06ｍ3,多余水量53、92×１６６ｍ3全部存入水库[见第(6)栏]。8月份来水量为264、32×106 m3,用水量为７８、9０×106ｍ3,多余水量为１85、42×１０6 m３，但由于兴利库容１52、２9×１０6ｍ3中到７月份末已蓄水53、9２×106m３,只剩下9８、37×106m３库容待蓄,故8月份来
水除将兴利库容蓄满外,尚有弃水87、０5×106m3,填入第（８）栏。9月份来水量为65、7５×1０６ m3，这时兴利库容已蓄满,天然来水量虽大于兴利部门需水，但仍小于最大用水量,为减少弃水,水库按天然来水供水(见表2－３注解）。
分别累计(６)、(７)两栏,并扣除弃水(逐月计算时以水库蓄水为正,供水为负),即得兴利库容内蓄水量变化情况,填入第(10)栏。此算例表明，水库6月末放空至死水位,７月初开始蓄水,8月份库水位升达正常蓄水位并有弃水,9月份维持满蓄,10月初水库开始供水直至次年６月末为止，这时兴利库容正好放空,准备迎蓄来年丰水期多余水量。水库兴利库容由空到满，又再放空,正好就是一个调节年度。
表２－3中第（11)栏[(4)、（8)两栏之与]给出了各时段出库总流量,它就就是各时段下游可应用得流量值,同时，由它确定下游水位。
(2)水库调节性能得判别。
图2-１3绘出了水库蓄水年变化过程,图中标明水库死库容为50×10６ m3,兴利库容为152、29×106m3。已知坝址处多年平均年径流量为1 １04、6０×1０6m３，则库容系数为:
由值可以判断,该水库属于年调节水库。
(3)成果图示。
图2-13 年调节过程
* 9月份原计划要求用水流量为20ｍ3/s,由于库满,可按天然来水运行，提高水量利用率。
注:1、，可用以校核计算;
２、，可用以校核计算。
(二)考虑水量损失得年调节计算
水库得蒸发损失与渗漏损失与水库水面面积、蓄水量有关；而后二者就是随时间变化得。因此,只能采用逐次渐近得方法进行计算。其做法就是将不计入损失得计算成果作为第一次近似计算得起点,采用该成果中水库蓄水变化过程作为近似计算水库水量蒸发得依据;然后再以第一次近似计算得成果作为第二次近似计算得起点。循此渐进,直至前后两次计算成果得差异满足允许误差要求。
现以上述算例为例说明计入水量损失得径流调节列表计算过程（见表２-4)。
[例2－3] 计入水量损失得列表调节计算
[解]表2－4共分16栏。(1)至（６)栏为未计入水量损失得调节计算项目。(1)至（３)栏可直接填入;第(4)栏为表2－3中得第（10)栏加上死库容而得;第(5)栏为第(4)栏月初与月末蓄水量得平均值;第(6）栏为水库各月平均水面面积,由第(5）栏得数值查水库库容曲线、水库面积曲线而得。
(７）至(１1)栏为损失水量计算项目。第(７)栏为各月蒸发深度;第(８）栏为各月蒸发损失水量，由各月蒸发深度乘相应月份水库平均水面面积而得，即(8)=(6）×(7）；渗漏损失水量按当月平均库存水量得1％计,即(1０)＝(5)×1％;第（11)栏为蒸发损失量与渗漏损失量得合计。
(12)至(16)栏为计入水量损失后得调节库容与水库蓄水过程得推算项目。第（１2)栏为计入水量损失后得毛用水量,即（１2)=(3)+(１１);然后逐时段进行水量平衡,将第(2)栏减第（1２)栏得正值记入第(1３)栏，负值记入第(1４)栏;最后累计整个供水期不足水量，即求得所需兴利库容=１73、84、20×10６m3,此值比不计水量损失所需兴利库容增加2１、55×106 m３,增值恰等于供水期水量损失之与。应该指出,表２－4仍有近似性,这就是由于计算水量损失时采用了不计水量损失时得水面面积。为了修正这种误差,可在第一次计算得基础上,按上述同样步骤与方法再算一次。
上述时历列表法计算也可由供水期末开始，采用逆时序进行逐月试算。年调节水库供水期末(本例为６月末)得水位应为死水位,这时,先假定月初水位,根据月末死水位及假定得月初水位算出该月平均水位,然后由水库面积特性曲线查出相应得平均水面面积,进而计算月损失水量;再根据该月天然来水量、用水量与损失水量,计算6月初水库应有蓄水量及其相应水位，若此水位与假定得月初水位相符,则说明原假定就是正确得,否则重新假定,试算到相符为止。然后对供水期倒数第二个月(本例为5个月)进行试算。依次逐月递推,便可求出供水期初得水位(即正常蓄水位）,该水位与死水位之间得库容即为所求得兴利库容。
在中小型水库得设计工作中，为简化计算，可按下述方法考虑水量损失:首先不计水量损失算出兴利库容,取此库容之半加上死库容,作为水库全年平均蓄水量,从水库特性曲线中查出相应得全年平均水位及平均水面面积,据此求出年损失水量，并平均分配在12个月份。不计损失时得兴利库容加上供水期总损失水量,即为考虑水量损失后得兴利库容近似解。
现仍沿用前述表2－3得算例加以说明,对应于全年蓄水量１26、２０×1０6m3得水库水面面积为13、7×106ｍ3,则年损失水量为 1 720×１3、７×106/1000＝23、６×１０6m３,每月损失水量约为1、9６×1０6m3,供水期9个月总损失水量为１7、７×１0６m3。因此,计入水量损失后所需兴利库容为(1５2、２9＋１7、70)×106=170×106m3。
年度水库兴利调度总结
日照水库 2013年度兴利调度运用工作总结 日照水库管理局 2014年1月6日
2013年兴利调度运用工作总结 一、降雨及来水情况 2013年是个平水年，总降雨量892毫米，是2012年降雨量(720毫米)的123.89%，与多年平均降雨量（875.97毫米）相比增加了1.83%；全年水库来水量为14532万立方米（含全年蒸发量1720.6万立方米），比去年来水量（10682.9万立方米）来水增多36.03%，比多年平均来水量（14800万立方米）减少了1.81%。其中汛期流域总平均降雨480毫米，是去年同期降雨量（538mm）的89.2%，汛期来水10078.7万立方米（含蒸发量），占全年来水量（14532万立方米）的69.36%。 降雨和来水主要集中在5、7、9三月，超过50毫米的降雨有4次，其中5月份一次、7月份二次、9月份一次。最大日降雨量142.3毫米，发生在5月26日。5月26日，流域平均降雨量115毫米，水库驻地降雨量142.3毫米，最大入库流量150立方米/秒，产生洪水总量1630立方米；7月4日，流域平均降雨量56毫米，水库驻地降雨量53.5毫米，最大入库流量81.4立方米/秒，产生洪水总量1009立方米；7月29日，流域平均降雨量52毫米，驻地降雨量46毫米，最大入库流量208立方米/秒，产生洪水总量1538
万立方米; 9月23日，流域平均降雨量73毫米，驻地降雨量77毫米，最大入库流量68立方米/秒，产生洪水总量375万立方米。 2013年全年不含蒸发量时来水量为12811.4万立方米（蒸发量为1720.6万立方米），其中1～5月份来水量为3057.36万立方米，汛期来水量为9208.6万立方米。10～12月份来水量为545.44万立方米。全年没有弃水。 二、兴利情况 1、库水位及库容变化情况 今年年初库水位37.48米，相应库容为8019万立方米，汛前库水位持续较低，直到5月26日，达到全年最低水位35.36米，相应库容5141万立方米；汛初库水位36.77米（6月1日），相应库容6952万立方米；到5月26日之后，库水位开始上涨；6月下旬至7月上旬，水位略有下降；7月中旬至8月中旬，水位开始上涨；8月下旬水位又开始下降，汛末库水位39.47米（10月1日)，相应库容11685万立方米，比汛初增加库容4733万立方米；年末库水位38.62米，相应库容为9997万立方米，较年初库容增加1978万立方米。 全年最低库水位35.36米（5月26日），相应库容5141
水库兴利调节计算
第十一章 水库兴利调节 第一节 水库及其特性 一、水库特性曲线 水库就是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水得人工湖泊。水库得作用 就是拦蓄洪水,调节河川天然径流与集中落差。一般地说,坝筑得越高,水库得容积(简称库容)就越 大。但在不同得河流上,即使坝高相同，其库容相差也很大，这主要就是因为库区内得地形不同 造成得。如库区内地形开阔,则库容较大;如为一峡谷,则库容较小。此外,河流得坡降对库容大小 也有影响，坡降小得库容较大,坡降大得库容较小。根据库区河谷形状,水库有河道型与湖泊型两 种。 一般把用来反映水库地形特征得曲线称为水库特性曲线。它包括水库水位~面积关系曲线与 水库水位~容积关系曲线,简称为水库面积曲线与水库容积曲线,就是最主要得水库特性资料。 (一)水库面积曲线 水库面积曲线就是指水库蓄水位与相应水面面积得关系曲线。水库得水面面积随水位得 变化而变化。库区形状与河道坡度不同,水库水位与水面面积得关系也不尽相同。面积曲线反映 了水库地形得特性。 绘制水库面积曲线时,一般可根据 l/10 000～ l/50 ０0比例尺得库区地形图,用求积仪(或 按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成得水库得面积（高程得间隔可用 l,2或5 m)， 然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位~面积关系曲线,如图２-１所示。 图2-1 水库面积特性曲线绘法示意 (二)水库容积曲线 水库容积曲线也称为水库库容曲线。它就是水库面积曲线得积分曲线,即库水位与累积容积 得关系曲线。其绘制方法就是:首先将水库面积曲线中得水位分层,其次,自河底向上逐层计算各 相邻高程之间得容积。 Z (m )
第三章调洪计算
第三章调洪计算 3.1调洪计算目的 水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 3.2调洪演算的原理 水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式： t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++112112 1)()( (3-1) 式中t ?—计算时段长度，s ； 1,+t t Q Q —t 时段初、末的入库流量，m 3/s ； 1,+t t q q —t 时段初、末的出库流量，m 3/s ； 1,+t t V V —t 时段初、末水库蓄水量，m 3。 水库泄流方程 ： q =f （V ） (3-2) 用已知（设计或预报）的入库洪水过程线Q ～t ，由起调水位开始，逐时段连续求解(3-1)和(3-2)组成的方程组，从而求得水库出流过程q ～t ，这就是调洪演算的基本原理。
这里采用单辅助线半图解法，联解(2-1)和(2-2)两个方程，将(3-1)改写为： （V t/△t+q t/2 )+Q-q t= (V t+1/△t)+(q t+1/2 ) (3-3)式中Q—计算时段平均入流量，Q＝(Q t + Q t+1)/2；其他同(3-1) 也就是说，可以事先绘制q~(V/△t)+(q/2 )的关系曲线，即调洪演算工作曲线，因式3-3)的左端各项为已知数，故式(3-3)右端项也可求出，然后根据(V t+1/△t)+(q t+1/2 )的值，通过工作曲线q~(V/△t)+(q/2 )可查出q t+1的值。因第一时段的V2、q2就是第二时段的V1、q1，于是可重复以上步骤连续进行计算，直到求出结果。 3.3调洪计算结果整理 3.3.1调洪演算基本资料 水库特征水位：正常蓄水位1856m，汛期限制水位1854m，死水位1852m 积石峡入库洪水过程线见下表： 表2-1积石峡入库洪水过程线
论述水库兴利调节的确定方法
论述水库兴利调节的确定方法 天然情况下的河川径流，有着年内和年际的变化，且地区间的分布也不均衡，因此无法满足国民经济各用水部门对水资源利用的要求。需要通过水利工程的控制和调节，来重新分配河川径流的时空分布，以解决来用水在时间与数量上不相适应的矛盾。这种利用专门的水工建筑物（如大坝、水库和渠道等），来重新分配河川径流，以适应需水过程的措施称为径流调节。其中，为减免洪水灾害，在汛期拦蓄洪水、削减洪峰的调节称为防洪调节；为了满足于用水部门需水要求的调节称为兴利调节。 标签：水库调节；分类；重要性 1 水库兴利调节的意义与分类 拦河坝将天然径流蓄存，便形成水库。修建水库是进行径流调节的主要措施。所谓水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于用水时，再放水补充，以满足兴利部门的用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的变化而变化。由库空到蓄满，再放空，循环一次所经历的时间，称为调节周期。按调节周期的长短，可分为日调节、周调节、年调节和多年调节。 2 水库兴利调节所需的基本资料 水库的兴利调节，是通过水库的蓄泄操作使来水过程适应需水过程的要求。因此，调节计算所需的基本资料包括有河川径流过程、兴利部门的用水过程和水库的特性资料。河川径流过程，即来水资料，是兴利调节的基本依据。由于水文现象的随机性和多变性，通常只能由以往的径流资料来预估水库运行期间的水文情势和来水特性。即通过前面所述的水文分析计算方法，来得到水库设计运行中的设计来水过程。兴利部门的用水要求，即用水资料，是兴利调节的又一依据。为了确定用水过程，需要了解与掌握用水部门的用水情况，以及当前和远景的发展计划。在用水调查的基础上，做出用水预测，得出水库设计与运行中的设计用水过程。水库的特性资料，主要是水库的面积、容积特性、蒸发和渗漏损失，以及淤积、淹没和浸没资料等。这些资通常是根据库区的地形资料，以及淹没和浸没损失的社会调查材料来分析确定的。上述资料，直接影响着水库兴利调节计算的精度，应力求可靠和准确。并需要根据设计阶段和运行阶段的变化情况，及时做出修正和补充。水库兴利调节的计算过程，实质上是水库蓄泄水量的计算过程。 3 设计保证率的选择 修建水库进行径流调节，以满足国民经济各部门的需水要求时，需要确定水库的规模。规模的大小，与保证正常用水的程度有关，由于河川径流的多变性，如果对出现机会很少的特枯水年份也要保证兴利部门的正常用水，则工程的规模就需要很大，相应投资也很多。这显然是不经济的。为了避免因工程规模过大而带来过大的耗费，一般不要求在工程的全部运行期间都能绝对地保证正常用水，
英那河水库兴利调度总结与建议
英那河水库2009年兴利调度总结与建议 一、2009年回顾 2009年年初截止到9月末，英那河水库上游平均降雨量为537.7毫米，来水量为8474.4万立方米，出库总水量为15690.4万立方米，其中城市供水6798.4万立方米，渠道放水3522.0万立方米，河道放水2363.3万立方米，向转角楼水库调水3006.7万立方米，大坝泄洪0万立方米。 同期历史平均数据为（统计区间为2005年～2008年）：水库上游平均降雨量760.8毫米，来水量为27121.8万立方米，出库总水量为26662.3万立方米，其中城市供水4055.6万立方米，渠道放水2813.1万立方米，河道放水1615.8万立方米，向转角楼水库调水5999.1万立方米，大坝泄洪12178.7万立方米。 二、水库兴利调度总结 2.1雨水情分析 统计资料显示，英那河流域2009年主汛期30毫米以上的降雨只有3次，7、8月降雨总量198.1毫米，较历史平均减少51.8%，7、8月来水总量3502.6万m3,较历史平均减少82.9%，8月末水库蓄水位为74.68m，离正常蓄水位还缺8287万m3。 目前看来2009年是枯水年，分析其汛期来水少的原因，主要有以下几个方面： 1.汛期降雨总量少，是来水量少的主要原因。英那河流域7月份降雨量为130.3毫米，8月份降雨量为67.8毫米，7、8月降雨总量较历史平均减少51.8%。降水通过流域的产汇流形成径流，其中大部分经过截留、填洼、蒸发、补充地下水等损失掉了，只有一部分能够形成径流。降雨总量少，形成径流的来水量相应的也很少。 2.降雨强度不高，雨量损失较大，有效降雨偏少。资料显示，英那河流域主汛期30毫米以上的降雨只有3次，50毫米以上的降雨只有1次。高强度降雨可以减少下渗损失，产生更多的径流。而今年英那河流域降雨强度普遍很低，很大部分降雨量没有形成径流。 3.两次降雨间隔较长，导致每次降雨的前期土壤含水量不高，使得降雨产生的径流偏少。 2.2 水文气象预报成果及误差 庄河市气象台2009年7月13日的报告《前期降水实况及汛期预测》中提到，
C-2 水库调洪演算的数值解程序
Ｃ－２ 水库调洪演算的数值解程序 作者 张校正（新疆水利厅 ） 一、程序功能 已知水库的水位--水面面积关系，洪水量过程线，对于每一种调洪方案（包括泄流条件、调洪方式、泄水建筑物参数）由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，计算机输出各时段末之水位、泄洪洞流量、溢洪道流量、水库出库总流量等。并用彩色曲线绘制洪水过程线、泄洪过程线和水库水位变化线。 二、算法简介 1，水库水量平衡分方程的数值解： 水库水量平衡微分方程： q Q dt dZ f -= 式中: f=f(z) 水库水面面积，是水位z 的函数； Z=Z(t) 水位，是时间t 的函数； Q=Q(t) 入库流量，是时间t 的函数； Q=q(z) 出库流量，是水位z 的函数。 将上式移项，并定义调洪函数 )()()(),(z f Z q t Q Z t F -= 则得 ?????==00)(),(Z t Z Z t F dt dZ 这是一个一阶常微分方程的初值问题。应用定步长的龙格－库塔方法求解。其公式为：)22(6143211K K K K Z Z n n ++++=- 式中： )() ()(),(111111------?=?=n n n n n Z f Z q t Q T Z t F T K )21()2()2()2,2(11111112K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )2()2()2()2,2(212112113K Z f K Z q T t Q T K Z T t F T K n n n n n ++-+?=++?=----- )()()(),(3131314K Z f K Z q t Q T K Z t F T K n n n n n ++-?=+?=--- T 为洪水流量时段间隔；
水库调洪计算试算法
水库调洪演算试算法 一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位（或其他的起调水位）的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位；其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积（即静库容）。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式：
t t t t t t V V t q q t Q Q -=?+-?++++1121121)()( （3-1） 式中： t ?——计算时段长度（s ）； 1,+t t Q Q ——t 时段初、末的入库流量（m 3/s ）； 1,+t t q q ——t 时段初、末的出库流量（m 3 /s ）； 1,+t t V V ——t 时段初、末水库蓄水量（m 3 ）。 当已知水库入库洪水过程线时，1,+t t Q Q 均为已知；t t q V ,则是计算时段t 开始的初始条件。于是，式中仅11,++t t q V 为未知数。必须配合水库泄流方程q =f （V ）与上式联立求解11,++t t q V 的值。当水库同时为兴利用水而泄放流量时，水库泄流量应计入这部分兴利泄流量。假设暂不计及自水库取水的兴利部门泄向下游的流量，若泄洪建筑物为无闸门表面溢洪道，则下泄流量q 的计算公式为: 1 11 2gh mBh q ε= （3-2） 式中： ε 侧收缩系数； m 流量系数； B 溢洪道宽； h 1 堰上水头。 若为孔口出流，则泄流公式为： 2 2 2gh q μω= （3-3） 式中： μ 孔口出流系数； ω 孔口出流面积； h 2 孔口中心水头。 由式（3-2）或（3-3）所反映泄流量q 与泄洪建筑物水头h 的函数关系可转换为泄流量q 与库水位Z 的关系曲线q ＝f （Z ）。借助于水库容积特性V ＝f （Z ）,
水库兴利调节计算
第十一章水库兴利调节 第一节水库及其特性 一、水库特性曲线 水库是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。水库的作用是拦蓄洪水，调节河川天然径流和集中落差。一般地说,坝筑得越高，水库的容积（简称库容）就越大。但在不同的河流上，即使坝高相同,其库容相差也很大,这主要是因为库区内的地形不同造成的。如库区内地形开阔，则库容较大;如为一峡谷,则库容较小.此外，河流的坡降对库容大小也有影响，坡降小的库容较大,坡降大的库容较小。根据库区河谷形状,水库有河道型和湖泊型两种。 一般把用来反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线.它包括水库水位~面积关系曲线和水库水位～容积关系曲线，简称为水库面积曲线和水库容积曲线,是最主要的水库特性资料。（一）水库面积曲线 水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积的关系曲线。水库的水面面积随水位的变化而变化。库区形状与河道坡度不同，水库水位与水面面积的关系也不尽相同。面积曲线反映了水库地形的特性. 绘制水库面积曲线时，一般可根据l／１０0０0～ l／5００0比例尺的库区地形图,用求积仪（或按比例尺数方格）计算不同等高线与坝轴线所围成的水库的面积(高程的间隔可用l，2或5 m)，然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位~面积关系曲线，如图２－1所示. 图2－１水库面积特性曲线绘法示意 （二）水库容积曲线 水库容积曲线也称为水库库容曲线。它是水库面积曲线的积分曲线,即库水位Z与累积容积V的关系曲线。其绘制方法是：首先将水库面积曲线中的水位分层，其次，自河底向上逐层计算各相邻高程之间的容积。
0 i F 1+i F 水面面积库F （106 m 2） 水库容积V （106 m 3) 图 2—２ 水库容积特性和面积特性 1-水库面积特性； 2-水库容积特性 假设水库形状为梯形台，则各分层间容积计算公式为： ()2/1Z F F V i i ?+=?+ （2—1) 式中：V ?——相邻高程间库容（m 3); i F 、1+i F ——相邻两高程的水库水面面积（m 2 ）; Z ?——高程间距(ｍ）. 或用较精确公式: 3/(11Z F F F F V i i i i ?++=?++） (２-2） 然后自下而上按 ∑=?=n i i V V 1 （2－３） 依次叠加，即可求出各水库水位对应的库容，从而绘出水库库容曲线. 水库总库容V 的大小是水库最主要指标.通常按此值的大小,把水库划分为下列五级: 大Ⅰ型——大于 l0亿 m ３； 大Ⅱ型—— l ～10亿 m ３; 中 型--０。1～ｌ亿 m 3; 小Ⅰ型——0。01～0。１亿 m 3； 小Ⅱ型—-小于0．0１亿 m ３. 水库容积的计量单位除了用m 3表示外,在生产中为了能与来水的流量单位直接对应,便于调 节计算，水库容积的计量单位常采用 (m ３/s ）·Δt 表示。Δt 是单位时段，可取月、旬、日、 时。如１月?s m 3表示 l s m 3的流量在一个月（每月天数计为30。4天)的累积总水量，即 库 水位Z （m ）
兴利调节作业
兴利调节作业 1. 已知某不完全年调节水库的设计枯水年的来水与用水（见表1），水库水位面积、水位容积关系（见表2），蒸发、渗漏损失（见表3）。水库死库容为63 20010m ?。 （1）试用列表法（暂不计蒸发、渗漏损失）确定兴利库容和兴利蓄水位。 （2）考虑蒸发、渗漏损失时，其结果如何？ （3）若为完全年调节水库（暂不计蒸发、渗漏损失），则需兴利库容多大？ 兴利蓄水位多高？月平均供水量多大？ 表1 表2 表3 4 5 6
兴利调节—作业1 作业答案： 图1 天然来水和用水过程 ⑴ 列表法（暂不计蒸发、渗漏损失）确定兴利库容和兴利蓄水位 ① 依据表1和图1，划定蓄水期和供水期。 ② 根据天然来水和用水资料（表1），计算各供水期各计算时段（一个月） 不足水量（见表4）。 ③ 分别计算各蓄水期可蓄水量和各供水期不足水量。 1170210120=500W =++蓄，180W =供； 2204060W =+=蓄，220140160W =+=供； 37090160W =+=蓄，34080120W =+=供。 ④ 分析确定所需兴利库容和兴利蓄水位。 因为 11W W >蓄供，22W W <蓄供，33W W >蓄供， 所以122V ()80(16060)180W W W =+-=+-=兴1供供蓄 3V 120W ==兴2供 12V V >兴兴，V V =兴兴1
0.40.4 180200Z ( )()29.60.080.08 V V ++===兴死兴 兴利调节时历列表计算表4： 水量单位为106m 3 ⑵ 考虑蒸发、渗漏损失，确定兴利库容和兴利蓄水位 ① 计算各项损失水量和总损失水量（表5）。 ② 确定毛用水过程（见表6第③栏）。 ③ 同⑴步骤分析确定所需兴利库容和兴利蓄水位。 1164.5202.7112.3=479.5W =++蓄，187.0W =供； 213.833.647.4W =+=蓄，225.9144.0169.9W =+=供； 366.785.9152.6W =+=蓄，344.484.3128.7W =+=供。
多年调节水库兴利库容计算方法.
6.7 多年调节水库兴利调节计算 由年调节水库的兴利调节计算可知，当设计年用水量小于设计年来水量时，只要将当年汛期的部分多余水量蓄起来，就能满足枯水期所缺的水量，即水库只需进行年内调节。但当设计年来水量小于设计年用水量时，说明设计年来水量不够用，需要将丰水年的余水蓄存在水库中，跨年度补给枯水年使用，这种跨年度的径流调节称为多年调节。 多年调节与年调节的不同之处，在于它不仅能重新分配年内来水量，而且同时能重新分配年与年之间的来水量。因此，多年调节所需的调节库容也大，调节程度高，对来水的利用也较充分。 多年调节计算，要考虑年径流系列中各种连续枯水年组成的总缺水情况，其兴利库容的大小将决定于连续枯水年组的总亏水量，故对年径流系列要求更长些。兴利调节计算的基本原理与方法，则与年调节计算相类似。本节仅对长系列时历列表法与数理统计法作扼要的介绍。 1．长系列时历列表法 当实测年径流系列较长，包含一个或几个枯水年组时，可根据多数年份的来、用水情况，划分水利年度，列表计算各年余缺水期的余缺水量，判定各年所需的调节库容，然后绘出库容保证率曲线，由设计保证率在库容保证率曲线上查得多年调节的兴利库容。此法即为长系列时历列表法。 这种方法与年调节水库的长系列法基本相同。需要注意的是，多年调节时有些年份的调节库容不能只以本年度缺水期的缺水量来定，而必须与前一年或前几年的余缺水量统一考虑。 【实例6-5】长系列时历列表法兴利调节计算 某水库坝址处有30年实测年径流资料，经分析能代表多年的变化情况。各年的用水量过程也已知。根据大多数年份的来、用水情况确定水利年度为当年的6月1日至次年的5月31日。各年的余缺水期的余缺水量经统计计算，成果如表所示。当设计保证率 年调节的兴利库容。 【解答】 =90％时，试确定多 (1)判定各年度所需的调节库容 根据各年度的余缺水量情况，用类似年调节计算判定调节库容的方法，判定各年所需的调节库容，填入表内，并在备注栏内注明“年调节”字样。这些注有“年调节”字样的年份，年来水总量大于年用水总量，水库只需进行年调节。对于1969～1970年度和1970～1971年度，年来水总量小于年用水总量，需进行多年调节。这两年所需的调节库容，应联系1968～1969年度的余缺水量统一考虑。为确定这两年的调节库容，绘出上述连续3年来的用水过程示意图，如图所示：
水库兴利调节及调洪演算
《水资源规划及利用》课程设计说明书 在过去的一周里，我们进行了《水资源规划及利用》的课程设计，我们做的是梅山水库的三个典型年的兴利演算及其发电量的计算还有68年梅山水库的一次调洪演算。现在，我们基本上已经设计完毕，通过课程设计，进一步加强了我们对所学内容的理解水平和应用能力，培养了我们分析问题与解决问题的能力。下面，就是我们在课程设计的过程。 概述 1．梅山水库概况：梅山水库位于淮河支流史河上游的安徽省金寨县境内，东与淠河西源为邻，西与灌河隔岭为界，南源于大别山北麓，北距史河 入淮口130km。水库流域南北长约70km，东西宽约40km，流域面积 1970km2。梅山水库按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核，设 计洪水位137.66m，校核洪水位139.93m，正常蓄水位128.0m，汛限水 位125.27m，死水位94.00m，总库容22.64亿m3，兴利库容9.57亿m3，死库容1.26亿m3，为年调节水库。梅山水库现有水电站装机容量为4 万kW，4台发电机组，单机最大过水流量29.8m3/s，电站主要结合灌溉 供水或利用泄洪弃水发电，原则上不单独为发电目的而放水入横排头水 库。现状情况下多年平均发电量为9925万kW·h。 2．设计内容：①.熟悉资料，绘出相关曲线； ②.根据梅山水库的1969-2008年的一年中各旬的入库流量资 料，定出对应设计保证率为10%，50%，90%的设计典型年； ③.分别对梅山水库的三个典型年的一、二种方案进行兴利调 节和水能计算，求出各种方案的年平均发电量，并且比较各方案的利弊。 ④.用第一种方案分别对梅山水库的1969年的一次洪水进行 调洪演算。3．设计方案：兴利方案：①方案一：正常蓄水位：128 m，汛限水位：125.27 m。②方案二：正常蓄水位：128 m，汛限水位：124.57 m。
水库调洪计算试算法
水库调洪计算试算法 水库调洪演算试算法一、水库调洪计算的任务 入库洪水流经水库时，水库容积对洪水的拦蓄、滞留作用，以及泄水建筑物对出库流量的制约或控制作用，将使出库洪水过程产生变形。与入库洪水过程相比，出库洪水的洪峰流量显著减小，洪水过程历时大大延长。这种入库洪水流经水库产生的上述洪水变形，称为水库洪水调节。水库调洪计算的目的是在已拟定泄洪建筑物及已确定防洪限制水位(或其他的起调水位)的条件下，用给出的入库洪水过程、泄洪建筑物的泄洪能力曲线及库容曲线等基本资料，按规定的防洪调度规则，推求水库的泄流过程、水库水位过程及相应的最高调洪水位和最大下泄流量。 若水库不承担下游防洪任务，那么水库调洪计算的任务是研究和选择能确保水工建筑物安全的调洪方式，并配合泄洪建筑物的形式、尺寸和高程的选择，最终确定水库的设计洪水位、校核洪水位、调洪库容及二种情况下相应的最大泄流量。若水库担负下游防洪任务，首先应根据下游防洪保护对象的防洪标准、下游河道安全泄量、坝址至防洪点控制断面之间的区间入流情况，配合泄洪建筑物形式和规模，合理拟定水库的泄流方式，确定水库的防洪库容及其相应的防洪高水位;其次，根据下游防洪对泄洪方式的要求，进一步拟定为保证水工建筑物安全的泄洪方式，经调洪计算，确定水库的设计洪水位与校核洪水位及相应的调洪库容。 二、水库调洪计算基本公式 洪水进入水库后形成的洪水波运动，其水力学性质属于明渠渐变不恒定流。常用的调洪计算方法，往往忽略库区回水水面比降对蓄水容积的影响，只按水平面的近似情况考虑水库的蓄水容积(即静库容)。水库调洪计算的基本公式是水量平衡方程式: 11(Q，Q),t,(q，q),t,V,V (3-1) tt，1tt，1t，1t22