第二章水库兴利调节与计算

二、按供水方式分：


固定供水：水库按固定要求供水，以供水水库来 水量和蓄水量无关。 变动供水：水库供水按蓄水量和用户不同的要求 而变动。



第二章 > 第二节 径流调节的分类 > 三、按服务对象用途分

三、按服务对象和用途分：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 灌溉调节； 发电调节； 给水调节； 航运调节； 防洪调节； 除涝调节等；

第二章 > 第三节 水库兴利设计保证率

3、设计保证率的选择
⑴水电站设计保证率

根据水电站所在电力系统的负荷特性，水电站 的容量在系统中的比重，水库调节性能而确定。
⑵灌溉设计保证率 根据灌区水、土资源情况，作物组成，气象与 水文条件，水库调节性能，国家对当地农业生产的 要求，以及地区工程建设和经济条件等因素确定。

V沙,总  TV沙,年
V沙,年

 0W0 m  (1  p )

第二章 > 第五节 水库设计死水位的选择

三、保证水电站最低水头要求 死水位决定水电站的最低水头。死水位愈 高，电站出力愈大。同时死水位过高，会减少 水库的兴利库容，降低水库的调节能力。 四、其他要求 水产任务：养鱼对水深和水面的需求。 气候寒冷地区：结冰厚度。 水库生态需求。 应是上述计算中的最大值。

1、不考虑损失的调节计算

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

二、年调节水库兴利调节计算的长系列法： 设计水平年 计 算 各 年 所 需 的 V兴 查 求 设 计 兴 利 库 容 V兴

设计供水过程
历史N年来水资料

排 频 计 算

V

V
兴

设 计 保 证 率
p %

适用条件：资料丰富的地区。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

9.求得库容后，再从蓄水期开始时刻3月初的死库容 用同样的方法进行逐时段的水量平衡计算，得水库 每月的调节水量。本例中到6月底水库蓄满并有弃水。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

考虑损失的列表法年调节计算

①年径流量和需用水量一定时，V兴主要取决 于径流年内分配情况，分配愈不均匀，需要的V兴 愈大。

二、考虑水库泥沙淤积的需要
在含沙量很大（或较大）的河流上修建水库，必须 考虑水库泥沙淤积对水库效益的影响。 对一般泥沙不太严重的河流，可用死库容作为淤沙 库容，其库容大小可根据水库预期使用的年限计算确定。 相应的水位就是死水位。 估算方法：假定河流中携带的泥沙有一部分沉积在 水库中，而且水库泥沙淤积呈水平状。 水库使用T年后淤积总容量：

2〉、已知来水和兴利库容，求调节流量Q调 计算方法： 1〉、时历法 2〉、数理统计法

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

一、列表法：（已知来水和用水过程，求兴利库容V兴） 相关概念： 1. 水利年：水库一次蓄泄循环作为一年的起至点。

2. 一回运用：一年中只有一个余水期和一个亏水期。
3. 多回运用：一年中有多个余水期和多个亏水期。
第二章 兴利调节计算

第二章

兴利调节计算

第一节 水库特性曲线及特征水位 第二节 径流调节的分类 第三节 水库兴利设计保证率 第四节 水库的水量损失 第五节 水库设计死水位的选择 第六节 年调节水库兴利调节计算 第七节 多年调节水库兴利调节计算的长系 列时历法 第八节 多年调节水库兴利调节计算的数理 统计法
干流

支流

A 断面允许 水库允许下 下泻流量 泻流量过程下游 防护区 支流区间到A 断面流量过程

B

水库来水 过程

水库B

A

τ

t

第二章 > 第二节 径流调节的分类 来水量及过程

影响水库调 节性能的因 素？
用水量及过程 库容; 来水量、来水过程; 用水量和用水过程 等因素。

第二章 > 第三节 水库兴利设计保证率
②在一次充蓄条件下，任意改变供水期各月用 水量，而总用水量不变，则V兴不变。

③常将设计枯水年供水期调节流量与多年平均 流量得比值称为调节系数。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

三、年调节水库兴利调节计算典型年法：
设计水平年 → 设计供水过程

历史来水资料 → 排频计算 → 频率曲线（如图）→ 计算设计V兴 实际代表年 设计保证率 → 查求Q设 同倍比放大 设计枯水年

第二章 > 第一节 水库特性 > 二、水库的特征水位和特征库容

4.防洪高水位Z防和防洪库容V防： 当遇下游防护对象的设计标准洪水时，水库为控制下泄流量 而拦蓄洪水，这时在坝前达到的最高水位称防洪高水位。 Z防与 Z限间的库容称V防。 5.设计洪水位Z设洪和拦洪库容V拦： 水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位称Z设洪。Z限 与Z设洪之间的库容称V拦。 6.校核洪水位Z校洪和调洪库容V调洪： 水库遇大坝校核洪水时，在坝前达到的最高水位称校核洪水 位。Z校洪与Z限之间的库容称V调洪。 7.总库容V总和有效库容V效： V总=V死+V兴+V调洪-V共 V效=V总-V死=V兴+V调洪-V共

多年调节示意图
天然流量 过程 用水流量 过程

库水位变 化过程

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 五、其他分类

五、其他分类：
① 反调节：下游水库按照用水部门的需水过程， 对上游水库泄流的再调节； ② 单一水库补偿调节：水库与水库下游区间来水 互相补偿．以满足有关部门用水要求的调节； ③ 水库群补偿调节：水库间互相进行水文补偿、 库容补偿、电力补偿，共同满足水利、电力系统 要求的调节。
单一任务径流调节：只具有 一个调节任务的调节 综合利用径流调节：具有两 个及以上调节任务的调节

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 四、按调节周期分

四、按调节周期分：
调节周期：即一次蓄泄循环所需的时间 <1>、无调节 <2>、日调节 <3>、周调节 <4>、年调节 <5>、多年调节

?

思考:

库容如何变化?

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

水量平衡方程还可改写为：

Vt  t  Vt  W入  U 用  S损
注：因为用水量U用和S损都和时段始末蓄水量有关， 故本方程呈隐函数形式，不能直接求解，一般采用 试算迭代求解。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

计算任务：
1〉、已知来水和用水过程，求兴利库容V兴

2、考虑损失的调节计算步骤：
1.从2月底库空开始逆时序进行水量平衡计算；

2.首先假定一个2月初的水库蓄水量；

3.分别计算水库月平均蓄水量和水库月平均面积；

4.计算蒸发损失量：

月蒸发强度 月水库平均面积 2 Q蒸  (m / s) 时间

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

5.根据地质情况取一定百分比的水库月平均蓄水量为水库的 渗漏量；

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

第六节 年调节水库兴利调节计算
一、水库兴利调节计算原理
计算时段； 日调节以小时为单位， 年调节以月为单位， 洪水期应取时段短

基本依据： 水量平衡原理

V  (Q入  Q出 )T
时段内水库蓄水量 的变化量； 蓄为正，泄为负 时段内平均入库流 量； 主要包括入库断面 流量、库周入流及 库面降水入流 时段内自水库取用或消耗的平均 流量； 主要包括各兴利部门的用水流量， 蒸发损失流量和渗漏损失流量及 水库蓄满后的弃水流量等。

第二章 > 第四节 水库的水量损失

第四节 水库的水量损失
一、水库的蒸发损失 因兴建水库后，原有的陆面变成水面后增加 的蒸发损失。

W  1000 ( E水  E陆 ) FV

E 水  E 皿
E 陆  E0  P0  R0

第二章 > 第四节 水库的水量损失
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二、水库的渗漏损失 (1)经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗 漏； (2)通过坝址及坝的两翼的渗漏； (3)通过库底渗向地下透水层或库外的渗漏。 渗漏系数：以一年或一月的渗漏损失相当于水 库蓄水容积的一定百分数计，估算采用如下初 步数值： (1)水文地质条件优良：0%-10%/年或0%-1%/月 (2)透水条件中等： 10%-20%/年或1%-1.5%/月 (3)水文地质条件差：20%-40%/年或1.5%-3%/月

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 五、其他分类

反调节示意图
Q Q

上游河道天然来水过程线

t

下游河道需水过程线

t
反调节

Q

放
蓄

放 蓄

Q

蓄
放

蓄 放

上游水库一次调节后 的流量过程线

t

下游水库再次调节后的 流量过程线

t

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 五、其他分类

单一水库补偿 调节示意图

Q

水库蓄水量

第三节 水库兴利设计保证率 1、设计水平年：指与电力系统的电力负荷相 应的未来某一年份。 2、设计保证率 设计保证率：指多年期间用水部门按照规定保 证正常工作不受破坏的机率（或程度）。 年保证率：指多年期间正常工作年数占运行总 年数的百分比。 历时保证率：多年期间正常工作历时（日、旬 或月）占总历时的百分比。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

水库的一回运用
Q 10 蓄 来水 过程 泻 8 用水 过程

水库的多回运用
Q 10 蓄 泻 6 来水 过程 4 蓄 泻 8 用水 过程

t

t

V兴=8

V兴=10

由上图可知：调节库容不仅与相邻的 余亏水量有关，还与余水期的数目及 排列次序有关。

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

6.对该时段进行水量平衡计算，求2月初的水库蓄水量：

V初  V末  (Q来  Q用 )  T  Q损  T

7.比较所得结果与假定值，若两值之差超出允许范围，则重 新假定初时刻蓄水量重算；若结果在允许范围，转入上一时 段的水量平衡计算；

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

8.以此类推，计算到供水期开始时刻9月初的水库蓄水 量为所求的水库库容。

第二章 > 第一节 水库特性 > 二、水库的特征水位和特征库容

第二章 > 第二节 径流调节的分类 > 一、按调节目的和重点分

第二节

兴利调节的分类

一、按调节目的和重点分：

 洪水调节：重点在于消减洪峰和控制下泄洪 水流量；  枯水调节：目的是增加枯水期的供水量，以 满足各用水部门的要求。

第二章 > 第二节 径流调节的分类 > 二、按供水方式分

第二章 > 第一节 水库特性 > 一、水库面积特性和容积特性

第一节

水库特性

一、水库面积特性和容积特性
水库面积特性 指水库水位与水面面积的 关系曲线。 水库容积特性

指水库水位与(动)容积的关系曲线。

水库特性曲线示意图

水库动库容曲线示意图

第二章 > 第一节 水库特性 > 二、水库的特征水位和特征库容

第二章 > 第三节 水库兴利设计保证率

⑶供水设计保证率
对有两个以上的水源的情况，当任一水源停水 时，其余水源应满足消防和生产紧急用水外，尚须 保证供应一定数量的生活用水。

⑷通航设计保证率

通航设计保证率：指最低通航水位的保证程度， 用历时（日）保证率表示，对季节性通航河道，它 指的是通航季节内的历时保证率。

第二章 > 第四节 水库的水量损失

三、水库的其他损失 结冰损失

水工建筑物的漏水和操作所损失的水量

第二章 > 第五节 水库设计死水位的选择

第五节 水库设计死水位的选择
一、保证灌溉引水需求 水库死水位：维持放水建筑物泄放渠道设计 流量的最小水头Hmin，加上水库放水建筑物的下 游水位。

第二章 > 第五节 水库设计死水位的选择

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 四、按调节周期分

日调节示意图
日调节过程

库水位变化 过程

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 四、按调节周期分

周调节示意图
用水过程

天然来水过程

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 四、按调节周期分

年调节示意图

天然流量 过程

调节流量 过程 库水位变 化过程

第二章 > 第二节 径流调节的分类> 四、按调节周期分
Q

同频率放大
适用条件： a、无资料或资料不足的地区； b、精度要求不高时，如初步规划阶段。
p%

Q设

第二章 > 第六节 年调节水库兴利调节计算

设计保证率p%与Q调及V兴三者之间的关系

Q供调 

供水期



W来水  V兴 T供水期
Q调↓ V兴↑(如图1) Q调↓(如图2)

二、水库的特征水位和特征库容
1. 死水位Z死和死库容V死

在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位称死水 位。死水位以下的库容称死库容。
2.正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴

水库在正常运用情况下，为满足设计兴利要求而在开始 供水时应蓄到的高水位，称正常蓄水位。Z蓄与Z死间的库容， 称V兴。
3.防洪限制水位Z限； 水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，称防洪限制水位。