多年调节水库的计算有时历法和概率法课件.ppt
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1、土木水电学院土木水电学院水资源规划及利用水资源规划及利用土木水电学院土木水电学院第二章第二章 兴利调节计算兴利调节计算土木水电学院土木水电学院第二章第二章 兴利调节计算兴利调节计算 第一节第一节 水库特性曲线及特征水位水库特性曲线及特征水位第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类第三节第三节 水库兴利设计保证率水库兴利设计保证率第四节第四节 水库的水量损失水库的水量损失第五节第五节 水库设计死水位的选择水库设计死水位的选择 第六节第六节 年调节水库兴利调节计算年调节水库兴利调节计算第七节第七节 多年调节水库兴利调节计算的长系多年调节水库兴利调节计算的长系列时历法列时历法第八节第八节 多年调节
2、水库兴利调节计算的数理多年调节水库兴利调节计算的数理统计法统计法土木水电学院土木水电学院第一节第一节 水库特性水库特性水库面积特性水库面积特性 指水库水位与水面面积的指水库水位与水面面积的关系曲线。关系曲线。水库容积特性水库容积特性 指水库水位与指水库水位与( (动动) )容积的关系曲线。容积的关系曲线。第二章第二章 第一节第一节 水库特性水库特性 一、水库面积特性和容积特性一、水库面积特性和容积特性一、水库面积特性和容积特性一、水库面积特性和容积特性土木水电学院土木水电学院水库特性曲线示意图土木水电学院土木水电学院水库动库容曲线示意图土木水电学院土木水电学院第二章第二章 第一节第一节 水库特
3、性水库特性 二、水库的特征水位和特征库容二、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。二、水库的特征水位和特征库容二、水库的特征水位和特征库容土木水电学院土木水电学院土木水电学院土木水电学院第二章第二章 第一节第一节 水库特性水库特性 二、水库的特征水位和特征库容二、水库的特征水位和特征库
4、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共土木水电学院土木水电学院第二章第二章 第一节第一节 水库特性水库特性 二、水库的特征
5、水位和特征库容二、水库的特征水位和特征库容土木水电学院土木水电学院第二节第二节 兴利调节的分类兴利调节的分类一、按调节目的和重点分:一、按调节目的和重点分: 洪水调节洪水调节:重点在于消减洪峰和控制下泄洪重点在于消减洪峰和控制下泄洪水流量;水流量; 枯水调节枯水调节:目的是增加枯水期的供水量,以目的是增加枯水期的供水量,以满足各用水部门的要求。满足各用水部门的要求。第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 一、按调节目的和重点分一、按调节目的和重点分土木水电学院土木水电学院二、按供水方式分:二、按供水方式分:固定供水:固定供水:水库按固定要求供水,以供水水库来水库按固定要求供水
6、,以供水水库来水量和蓄水量无关。水量和蓄水量无关。变动供水:变动供水:水库供水按蓄水量和用户不同的要求水库供水按蓄水量和用户不同的要求而变动。而变动。第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 二、按供水方式分二、按供水方式分土木水电学院土木水电学院三三、按服务对象和用途分:、按服务对象和用途分: 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;单一任务径流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章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 三、按服务对象用途分三、按服务对象用
7、途分土木水电学院土木水电学院四、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、无调节、无调节、日调节、日调节、周调节、周调节、年调节、年调节、多年调节、多年调节? 思考:库容如何变化?第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 四、按调节周期分四、按调节周期分土木水电学院土木水电学院日调节过程库水位变化过程日调节示意图日调节示意图第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 四、按调节周期分四、按调节周期分土木水电学院土木水电学院天然来水过程周调节示意图周调节示意图用水过程第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 四、按调节周期分
8、四、按调节周期分土木水电学院土木水电学院天然流量过程调节流量过程库水位变化过程年调节示意图年调节示意图第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 四、按调节周期分四、按调节周期分土木水电学院土木水电学院天然流量过程用水流量过程库水位变化过程多年调节示意图多年调节示意图第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 四、按调节周期分四、按调节周期分土木水电学院土木水电学院五、其他分类:五、其他分类: 反调节反调节: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; 单一水库补偿调节单一水库补偿调节: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; 水库群
9、补偿调节水库群补偿调节: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。第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 五、其他分类五、其他分类土木水电学院土木水电学院反调节示意图上游河道天然来水过程线Qt上游水库一次调节后的流量过程线Qt放蓄放蓄下游河道需水过程线Qt下游水库再次调节后的流量过程线tQ放放蓄蓄反调节第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 五、其他分类五、其他分类土木水电学院土木水电学院单一水库补偿调节示意图tA 断面允许下泻流量水库蓄水量水库来水过程支流区间到A断面流量过程水库允许下泻流量过程Q下游防护区水库BAB干流
10、支流第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类 五、其他分类五、其他分类土木水电学院土木水电学院库容库容; ;来水量、来水过程来水量、来水过程; ;用水量和用水过程用水量和用水过程等因素。等因素。影响水库调影响水库调节性能的因节性能的因素?素?来水量及过程用水量及过程第二章第二章 第二节第二节 径流调节的分类径流调节的分类土木水电学院土木水电学院 1 1、设计水平年:、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
11、率:多年期间正常工作历时(日、旬或月)占总历时的百分比。第二章第二章 第三节第三节 水库兴利设计保证率水库兴利设计保证率第三节第三节 水库兴利设计保证率水库兴利设计保证率土木水电学院土木水电学院 3、设计保证率的选择 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。 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。 第二章第二章 第三节第三节 水库兴利设计保证率水库兴利设计保证率土木水电学院土木水电学院 供水设计保证率 对有两个以上的水源的情况,当
12、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。 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。 第二章第二章 第三节第三节 水库兴利设计保证率水库兴利设计保证率土木水电学院土木水电学院第二章第二章 第四节第四节 水库的水量损失水库的水量损失第四节第四节 水库的水量损失水库的水量损失一、水库的蒸发损失一、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因兴建水库后,原有的陆面变成水面后增加的蒸发损失。的蒸发损失。 VFEEW)(1000陆水皿水EE000ERPE陆土木
13、水电学院土木水电学院二、水库的渗漏损失二、水库的渗漏损失(1)(1)经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗经过能透水的坝身以及闸门、水轮机等的渗漏;漏;(2)(2)通过坝址及坝的两翼的渗漏;通过坝址及坝的两翼的渗漏;(3)(3)通过库底渗向地下透水层或库外的渗漏。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,估算采用如下初库蓄水容积的一定百分数计,估算采用如下初步数值:步数值:(1)(1)水文地质条件优良:水文地质条件优良:0%-10%/0%-10%/年或年或0%-1%/0%-1%/月月(2)(2)
14、透水条件中等:透水条件中等: 10%-20%/10%-20%/年或年或1%-1.5%/1%-1.5%/月月(3)(3)水文地质条件差:水文地质条件差:20%-40%/20%-40%/年或年或1.5%-3%/1.5%-3%/月月第二章第二章 第四节第四节 水库的水量损失水库的水量损失土木水电学院土木水电学院三、水库的其他损失三、水库的其他损失 结冰损失结冰损失 水工建筑物的漏水和操作所损失的水量水工建筑物的漏水和操作所损失的水量第二章第二章 第四节第四节 水库的水量损失水库的水量损失土木水电学院土木水电学院第二章第二章 第五节第五节 水库设计死水位的选择水库设计死水位的选择第五节第五节 水库设计
15、死水位的选择水库设计死水位的选择一、保证灌溉引水需求一、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流量的最小水头HminHmin,加上,加上A A点高程(水库放水点高程(水库放水建筑物的下游水位)。建筑物的下游水位)。土木水电学院土木水电学院二、考虑水库泥沙淤积的需要二、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。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对一般泥沙不太严重的河流,可用死库容
16、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。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。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。水库中,而且水库泥沙淤积呈水平状。 水库使用水库使用T T年后淤积总容量:年后淤积总容量:第二章第二章 第五节第五节 水库设计死水位的选择水库设计死水位的选择年沙总沙,TVV)1(00,pmWV年沙土木水电学院土木水电学院三、保证水电站最低水头要求三、保证水电站最低水头要求 死水位决定水电站的最低水头。死水位愈死水位决定
17、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。水库的兴利库容,降低水库的调节能力。四、其他要求四、其他要求 水产任务:养鱼对水深和水面的需求。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。气候寒冷地区:结冰厚度。 水库生态需求。水库生态需求。 应是上述计算中的最大值。应是上述计算中的最大值。第二章第二章 第五节第五节 水库设计死水位的选择水库设计死水位的选择土木水电学院土木水电学院时段内平均入库流时段内平均入库流量;量;主要包括入库断面入库断面流量流量、库周入流库周入流及库面降水入流库
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