水利水能规划兴利调节课件.ppt

1、2.2 兴利调节分类复习2.3 2.3 设计保证率设计保证率复习2.4 设计代表期复习复习2.52.5径流调节原理径流调节原理 图图2-8 水库两次运用示意图水库两次运用示意图2.52.5径流调节原理径流调节原理2.52.5径流调节原理径流调节原理对某一时段对某一时段t，水库中水量的平衡方程为：，水库中水量的平衡方程为：2.52.5径流调节原理径流调节原理WWWW入出末初WWWW末初入出计算时段末水库蓄水量；计算时段初水库蓄水量；计算时段入库水量；计算时段出库水量，包括向各用水部门提供的水量、弃水量及水库水量损失等；2.52.5兴利调节计算原理兴利调节计算原理WWWW入出末初WWWWW 入出末

2、初2.52.5兴利调节计算原理兴利调节计算原理WWWW入出末初2.6 2.6 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.6 2.6 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法V完=Q设年T枯-W设枯 (m3）进行完全年调节时，调节流量为Q设年，由图2-12可见，其丰、枯水期十分明显，即当年10月到次年6月为枯水期令各月用水量均为设计枯水年平均月水量，对设计枯水年进行时历列表计算，可求出V完值。(三)计入损失的简算法（一）不计损失的列表法调节计算一、根据用水要求确定兴利库容到缺水时就供水，库水位降落，直至调节年度末水库重新腾空。称这种径流调节计算为等流量调节。首先不计水量损失算出兴利库容，取此库容之半加

3、上死库容，作为水库全年平均蓄水量，从水库特性曲线中查定相应的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。一方面由于表2-7仅为一次近似计算，算值稍偏小；(2)根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水平（调节流量）；当水库在一个调节周期内连续供水、蓄水两次，称为水库二次运用。之后根据设计保证率在该库容频率曲线上定出水库兴利库容；另一方面，在简化计算中水量损失按年内均匀分配考虑，又使结果稍偏大，因为实际上冬季水量损失比夏季小些。图2-8 水库两次运用示意图2.6 2.6 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法时历列表法调节

4、计算的时历列表法调节计算的水量平衡公式水量平衡公式如下：如下：式中：式中：V V月初月初为水库月初库容；为水库月初库容；W W来来为水库本月来水量；为水库本月来水量；W W用用为本月各用水户的用水量；为本月各用水户的用水量；W W损损为水库本月蒸发和渗漏损失为水库本月蒸发和渗漏损失水量；水量；W W弃弃为水库本月弃水量；为水库本月弃水量；V V月末月末为水库月末库容。为水库月末库容。根据上述水量平衡公式，以月为计算时段计算水库逐年根据上述水量平衡公式，以月为计算时段计算水库逐年净调节水量，对年净调节水量系列进行排序，经频率分析净调节水量，对年净调节水量系列进行排序，经频率分析计算求得不同保证率

5、的可供水量。计算求得不同保证率的可供水量。()VQ qt2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法一、根据用水要求确定兴利库容一、根据用水要求确定兴利库容WWWWW用来缺弃余2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法 举例举例表表2-5 水库年调节时历列表计算（不计水库水量损失）水库年调节时历列表计算（不计水库水量损失）累计（累计（6 6）、（）、（7 7）两栏，并扣除弃水（逐月计算时以水库）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，蓄水为正，供水为负），即得兴利库容内蓄水量变化情况，填入（

6、填入（1010）栏。）栏。注：注：1、（3）-（5）=（8），可用以校核计算。），可用以校核计算。2、（6）-（7）=（8），可用以校核计算。），可用以校核计算。9月份原计划要求用水流量为月份原计划要求用水流量为20 m3/s，由于库满，可按天然，由于库满，可按天然来水运行，提高水量利用率。来水运行，提高水量利用率。水库供水水库供水期，库水期，库水位逐月下位逐月下降降保持满库保持满库库满有弃水库满有弃水水库蓄水水库蓄水六月末兴利库六月末兴利库容放空容放空一、根据用水要求确定兴利库容一、根据用水要求确定兴利库容2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法（三）计入损失的简算法一、根据用水要求

7、确定兴利库容依次对供水期倒数第二个月（本例为5月份）进行试算。9月份原计划要求用水流量为20 m3/s，由于库满，可按天然来水运行，提高水量利用率。设计枯水年的天然来水过程及各部门综合用水过程分别列入表2-5（2）、（3）栏和（4）、（5）栏。但也到供水期初蓄满调节库容。图a中，二次运用过程中各次水库供水量均小于前期蓄水量，即W供1W蓄1，W供2W蓄2。25*24*60*60=426.二、根据兴利库容确定调节流量数理统计法是应用径流频率特性，按概率论原理进行调节计算，所得成果是以调节水量(调节流量)、多余或不足水量以及水库蓄水等的频率形式给出。该方法是在不计损失计算的基础上，先近似求得各时段的

8、蓄水情况，然后以时段平均蓄水量(包括死库容)求出各时段的损失水量，并将各时段损失水量由来水过程中减掉，或加入用水过程，再以水量平衡原理逐时段求得余缺水量，求得考虑水量损失的调节库容和水库蓄水过程。天然径流资料不同，求解出的兴利库容有所不同。7106m3/1000(mm)=23.一、根据用水要求确定兴利库容再根据该月天然来水量、用水量和损失水量，计算6月初水库应有蓄水量及其相应水位，若此水位与假定的月初水位相符，说明原假定是正确的，否则重新假定，试算到相符为止。由于各月蒸发、渗漏损失与当月库水面面积有关，故计算时应先由于各月蒸发、渗漏损失与当月库水面面积有关，故计算时应先定出每月库水面面积。定出

9、每月库水面面积。先暂不计入水量损失，进行如同表先暂不计入水量损失，进行如同表2-52-5所示的调节计算，在此基所示的调节计算，在此基础上，根据各月水库蓄水量确定平均水面面积，用各月损失水层础上，根据各月水库蓄水量确定平均水面面积，用各月损失水层深度乘以相应的平均水面面积，得出各月损失水量。深度乘以相应的平均水面面积，得出各月损失水量。再根据天然来水、兴利用水及水量损失，采用与表再根据天然来水、兴利用水及水量损失，采用与表2-5相同的方相同的方法进行水量平衡，从而求出所需法进行水量平衡，从而求出所需V兴兴。表表2-62-6 某水库蒸发和渗漏损失深度（某水库蒸发和渗漏损失深度（mmmm）2.62.

10、6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法表表2-7 计入水量损失的年调节列表计算计入水量损失的年调节列表计算 1、（2）栏）栏-（3）栏）栏+（8）栏）栏=（2）栏）栏-（9）栏）栏=（13）栏，可用来校核所进行的计算。）栏，可用来校核所进行的计算。2、（10）栏）栏-（11）栏）栏=（13）栏，可用来校核计算。）栏，可用来校核计算。兴利库容月蓄满，月可按天然流量运行，但计水量损失，兴利库容月蓄满，月可按天然流量运行，但计水量损失，因此月用水量为因此月用水量为63.11106m3。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法上述时历列表法计算也可由供水期末开始，上述时历列表法计算也可由供水期

11、末开始，采用逆时序进行逐采用逆时序进行逐月试算。月试算。年调节水库供水期末（本例为年调节水库供水期末（本例为6 6月末）的水位应为死水位，这月末）的水位应为死水位，这时，先假定月初水位，根据月末死水位及假定的月初水位算出时，先假定月初水位，根据月末死水位及假定的月初水位算出该月平均水位，从而由水库面积特性查定相应的平均水面面积，该月平均水位，从而由水库面积特性查定相应的平均水面面积，进而计算月损失计算。再根据该月天然来水量、用水量和损失进而计算月损失计算。再根据该月天然来水量、用水量和损失水量，计算水量，计算6 6月初水库应有蓄水量及其相应水位，若此水位与假月初水库应有蓄水量及其相应水位，若此

12、水位与假定的月初水位相符，说明原假定是正确的，否则重新假定，试定的月初水位相符，说明原假定是正确的，否则重新假定，试算到相符为止。算到相符为止。依次对供水期倒数第二个月（本例为依次对供水期倒数第二个月（本例为5 5月份）进行试算。逐项月份）进行试算。逐项类推，便可求出供水期初的水位（即正常蓄水位），该水位和类推，便可求出供水期初的水位（即正常蓄水位），该水位和死水位之间的库容即为所求的兴利库容。死水位之间的库容即为所求的兴利库容。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法(1)(1)径流来水过

13、程与用水过程差别愈大，则所需兴利库径流来水过程与用水过程差别愈大，则所需兴利库容愈大。容愈大。（2 2）在一次充蓄条件下，累计整个供水期总不足水量和损）在一次充蓄条件下，累计整个供水期总不足水量和损失水量之和，即得兴利库容。任意改变供水期各月用水量，失水量之和，即得兴利库容。任意改变供水期各月用水量，只要整个供水期总用水量不变，其不足水量是不会改变的，只要整个供水期总用水量不变，其不足水量是不会改变的，所求兴利库容也将保持不变，只是各月的库存水量有所变所求兴利库容也将保持不变，只是各月的库存水量有所变动而已。因此，为简化计算，可用供水期各月用水量的均动而已。因此，为简化计算，可用供水期各月用水

14、量的均值代替各月实际用水量，即值代替各月实际用水量，即假定整个供水期为均匀供水假定整个供水期为均匀供水。称这种径流调节计算为称这种径流调节计算为等流量调节等流量调节。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法特点归纳2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法特点归纳(4)上述算例中为一次运用情况。图上述算例中为一次运用情况。图a中，二次运用过程中各次水中，二次运用过程中各次水库供水量均小于前期蓄水量，即库供水量均小于前期蓄水量，即W供供1W蓄蓄1，W供供2W蓄2。供水期9个月损失总量为17.图a中，二次运用过程中各次水库供水量均小于前期蓄水量，即W供1W蓄1，W供2W蓄2。25*2

15、4*60*60=426.再根据该月天然来水量、用水量和损失水量，计算6月初水库应有蓄水量及其相应水位，若此水位与假定的月初水位相符，说明原假定是正确的，否则重新假定，试算到相符为止。径流资料均按调节年度给出，本例年调节水库的调节年度系由当年7月初到次年的6月末。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法由于调节流量为未知值，由于调节流量为未知值，不能直接认定蓄水期和供水不能直接认定蓄水期和供水期。只能期。只能先假定若干调节流先假定若干调节流量方案，量方案，对每个方案采用上对每个方案采用上述方法求出各自需要的兴利述方法求出各自需要的兴利库容，并一一对应地点绘成库容，并一一对应地点绘成Q Q

16、调调V V兴兴曲线。曲线。根据给定的兴利库容根据给定的兴利库容V V兴兴0 0，即可由即可由Q Q调调V V兴兴曲线查定所曲线查定所求的调节流量求的调节流量Q Q调调（图（图2-2-1111）。）。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法年调节水库，也可直接用下式计算年调节水库，也可直接用下式计算 Q调调 （W设供设供 一一W供损供损+V兴兴）T供供（m3/s）（2-16）2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法 Q调调 （W设供设供 一一W供损供损+V兴兴）T供供（m3/s）（2-16）2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法 Q调调 （W设供设供 一一W供损供损+V

17、兴兴）T供供（m3/s）（2-16）2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法 判定水库调节性能判定水库调节性能 按已知兴利库容确定调按已知兴利库容确定调节流量（不计水量损失）节流量（不计水量损失）计算流程计算流程 Q调调 （W设供设供 一一W供损供损+V兴兴）T供供（m3/s）（2-16）(2)定出设计枯水年枯水期。若供水期由正常蓄水位开始推算，当遇特枯年份，库水位很快消落到死水位，后一段时间只能靠天然径流供水，用水部门的正常工作将遭破坏。之后根据设计保证率在该库容频率曲线上定出水库兴利库容；一、根据用水要求确定兴利库容称这种径流调节计算为等流量调节。W用为本月各用水户的用水量；径流调

18、节计算的实质就是找出水库来水、水库放水以及水库蓄水三者之间的关系。一、根据用水要求确定兴利库容只能先假定若干调节流量方案，对每个方案采用上述方法求出各自需要的兴利库容，并一一对应地点绘成Q调V兴曲线。水库库容系数,初步判定。W设供 设计枯水年供水期来水总量（m3）；图b中，第二次供水量大于前面的蓄水量，即W供2W蓄2。表中蒸发损失是根据当地水面蒸发资料和多年平均陆面蒸发等值线图求得。兴利库容月蓄满，月可按天然流量运行，但计水量损失，因此月用水量为63.三根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法所谓所谓推求水库运用过程推求水库运用过程，主要内

19、容为主要内容为确定库水位、下泄量和弃水等的时历过确定库水位、下泄量和弃水等的时历过程，并进而计算、核定工程的工作保证程，并进而计算、核定工程的工作保证率。率。在既定库容条件下，水库适用过程与在既定库容条件下，水库适用过程与其操作方式有关，水库操作方式可分为其操作方式有关，水库操作方式可分为定流量定流量和和定出力定出力两种类型。两种类型。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法（一）（一）定流量定流量操作操作u这种水库操作方式的特点是设想各时段调节流量为已这种水库操作方式的特点是设想各时段调节流量为已知值。当各时段调节流量相等时，称等流量操作。知值。当各时段调节流量相等时，称等流量操作。

20、u水库对于灌溉、给水和航运等部门的供水，多根据需水库对于灌溉、给水和航运等部门的供水，多根据需水过程按定流量操作。在初步计算时也可简化为等流量水过程按定流量操作。在初步计算时也可简化为等流量操作。这时，可分时段直接进行水量平衡，推求水库运操作。这时，可分时段直接进行水量平衡，推求水库运用过程。用过程。（一）（一）定流量定流量操作操作u以年调节水库为例。若供水期由正常蓄水位开始推算，当以年调节水库为例。若供水期由正常蓄水位开始推算，当遇特枯年份，库水位很快消落到死水位，后一段时间只能靠遇特枯年份，库水位很快消落到死水位，后一段时间只能靠天然径流供水，用水部门的正常工作将遭破坏。天然径流供水，用水

21、部门的正常工作将遭破坏。而且，在这而且，在这种年份的丰水期，兴利库容也可能蓄不满，则供水期缺水情种年份的丰水期，兴利库容也可能蓄不满，则供水期缺水情况就会更加严重。况就会更加严重。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法（二）（二）定出力操作定出力操作为满足用电要求，水电站调节水量要与负荷变化相适应，这为满足用电要求，水电站调节水量要与负荷变化相适应，这时，水库应按定出力操作。时，水库应按定出力操作。二、根据兴利库容确定调节流量这时，为了满足兴利用水要求，应在水库中为第二次供水预留水量W供2 W蓄2，故 V兴 W供1（W供2一W蓄2）（m3）因此，计入水量损失后所需兴利库容为 （152

22、.若供水期由正常蓄水位开始推算，当遇特枯年份，库水位很快消落到死水位，后一段时间只能靠天然径流供水，用水部门的正常工作将遭破坏。三根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程1106)0.设计枯水年的天然来水过程及各部门综合用水过程分别列入表2-5（2）、（3）栏和（4）、（5）栏。(1)径流来水过程与用水过程差别愈大，则所需兴利库容愈大。（一）不计损失的列表法调节计算对于周期短的日（周）调节，其计算时段常按小时（日）计，当采用代表期法时，则针对设计枯水日（周）进行径流调节时历列表计算。一、根据用水要求确定兴利库容(1)根据用水要求，确定兴利库容。定出力操作第二种方式是供水期以期末V兴放空为起算点，蓄水期以期末V兴满蓄为起算点，分别逆时序计算到各自的期初。图b中，第二次供水量大于前面的蓄水量，即W供2W蓄2。时历法是以实测径流资料为基础，按历时顺序逐时段进行水库蓄泄平衡的径流调节计算方法，其计算结果(如调节后的下泄流量，水库蓄水量等)也都是按时历顺序结出。2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法（二）定出力操作（二）定出力操作2.62.6兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法（二）定出力操作（二）定出力操作表表2-8 定出力操作水库调节计算（顺时序）定出力操作水库调节计算（顺时序）