兴利调节第二章1.ppt

水利水能规划水利水能规划主讲：刘晓民主讲：刘晓民第二章 兴利调节2.1 水库特性水库特性2.2水库调节分类水库调节分类2.3 设计保证率设计保证率2.4 设计代表期设计代表期2.5 兴利调节计算兴利调节计算2.6 兴利调节时历列表法兴利调节时历列表法2.7 兴利调节时历图解法兴利调节时历图解法径流调节的概念和意义径流调节的概念和意义    径流调节涵义：径流调节涵义：借建造水利工程——坝和水库，来控制和重新分配控制和重新分配河川径流的变化，人工地增加或减少增加或减少某一时期的流量，来适应各用水部门的需要的这种措施天然来水天然来水生产、生产、生活用水生活用水矛矛 盾盾调节调节作用：调蓄水量作用：调蓄水量            抬高水位抬高水位            改变天然径流过程改变天然径流过程任务和意义：任务和意义：           由建造水库，就可通过蓄和调来改变径流的天然状态，解决供与需的矛盾，达到兴利和除害的目的任务：任务：           协调水和用水在时间和地区上时间和地区上的矛盾和不一致，以及统一协调各用水部门之间的矛盾要求意义：意义：         通过河流的人工改造，控制和调节天然径流（包括落差），更好地发挥河流的潜力，提高水资源的开发利用价值，进行水资源的有效管理，兴利除害。

径流调节径流调节兴利调节兴利调节洪水调节洪水调节按调节的目的和重点分类按调节的目的和重点分类径流调节工具：水库径流调节工具：水库为兴利而提高枯水径流的水量调节为兴利而提高枯水径流的水量调节为削减洪峰流量，利用水库拦蓄洪水，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的调节以消除或减轻下游洪涝灾害的调节2.1 水库特性水库特性   水库的定义：水库的定义：            在河流上拦河筑坝形成人工的水池用来进行径流调节，在河流上拦河筑坝形成人工的水池用来进行径流调节，这就是水库一般地说，坝筑得越高，水库的容积（库容）这就是水库一般地说，坝筑得越高，水库的容积（库容）就越大水库的容积与库区内的地形及河流的坡降有关水库的容积与库区内的地形及河流的坡降有关   根据库区河谷形状，水库可分为：根据库区河谷形状，水库可分为：          河道型：河流的坡降较陡河道型：河流的坡降较陡          湖泊型：库区内的地形平坦，开阔湖泊型：库区内的地形平坦，开阔一、水库特性曲线一、水库特性曲线       反映水库地形特征的曲线称为反映水库地形特征的曲线称为水库特性曲线水库特性曲线。

       它包括它包括 ：：          1. 水库水位～面积关系曲线，简称为水库水位～面积关系曲线，简称为水库面积曲线水库面积曲线         2. 水库水位～容积关系曲线，简称为水库水位～容积关系曲线，简称为水库容积曲线水库容积曲线水库面积曲线水库面积曲线           水库面积曲线水库面积曲线指水库水位与水面面积的关系曲线指水库水位与水面面积的关系曲线           库区内某一水位高程的等高线和坝轴线所包括的面积，库区内某一水位高程的等高线和坝轴线所包括的面积，即为该水位的即为该水位的水库水面面积水库水面面积           水面面积随水库水位的变化而改变的情况，取决于水水面面积随水库水位的变化而改变的情况，取决于水库河谷平面形状库河谷平面形状           绘制面积曲线，一般可以根据库区地形图，用求积仪或绘制面积曲线，一般可以根据库区地形图，用求积仪或电子版地图借助于电子版地图借助于CAD绘图软件以及利用数字化地图配备地绘图软件以及利用数字化地图配备地理信息系统（理信息系统（GIS）的可视化方法，在等高线与坝轴线所围成）的可视化方法，在等高线与坝轴线所围成的闭合地形图上，量测计算每一等高线高程所包围的面积的闭合地形图上，量测计算每一等高线高程所包围的面积（高程的间距可取（高程的间距可取1m、、2m、、5m），然后以水位为纵坐标，），然后以水位为纵坐标，以水库面积为横坐标，画出水库面积曲线。

以水库面积为横坐标，画出水库面积曲线水库容积曲线水库容积曲线          水库容积曲线水库容积曲线指水库水位与容积的关系曲线指水库水位与容积的关系曲线          它可直接由水库面积特性推算绘制两相邻等高线间它可直接由水库面积特性推算绘制两相邻等高线间的水层容积的水层容积ΔV，可按简化式（，可按简化式（1）或较精确式（）或较精确式（2）计算）计算                                                                                       （1）                                                                                       （2）式中，式中，F上上，，F下下—— 相邻两等高线各自包括的水库水面面积相邻两等高线各自包括的水库水面面积  ，图中的，图中的F1和和F2；；         ΔZ—— 两等高线之间的高程差两等高线之间的高程差           从库底从库底Z底逐层向上累加，便可求得每一水位底逐层向上累加，便可求得每一水位F的水库的水库容积容积 ，从而绘成水库容积特性。

从而绘成水库容积特性根据总库容分根据总库容分5级级       水库蓄满时，总库容水库蓄满时，总库容V是水库最主要的指标通常按是水库最主要的指标通常按此值大小，把水库区分为五级：此值大小，把水库区分为五级：            大（大（1）型）型——10亿亿m3            大（大（2）型）型——1~10亿亿m3            中中         型型——0.1~1亿亿m3            小（小（1）型）型——0.01~0.1亿亿m3            小（小（2）型）型——0.001~0.01亿亿m3静库容与动库容静库容与动库容静库容：静库容：入入库库流流量量为为零零时时，，水水库库水水面面是是水平的动库容：动库容：有有一一定定入入库库流流量量( (水水流流有有一一定定流流速速) )时时，，则则水水库库水水面面从从坝坝址址起起沿沿程程上上溯溯的的回回水水曲曲线线并并非非水水平平，，静静库容容相相应的的坝前前水水位位水水平平线以以上上与与洪洪水水的的实际水水面面线之之间包含的楔形包含的楔形库容称容称为动库容 静水位静水位二、水库特征水位和特征库容二、水库特征水位和特征库容          水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位，统称下，需控制达到或允许消落的各种库水位，统称特征水位特征水位。

          相应于水库待征水位以下或两特征水位之间的水库容相应于水库待征水位以下或两特征水位之间的水库容积，称积，称特征库容特征库容           确定水库特征水位和特征库容是水利水电工程规划、确定水库特征水位和特征库容是水利水电工程规划、设计阶段确定主要水工建筑物尺寸（如坝高、溢流道宽度）设计阶段确定主要水工建筑物尺寸（如坝高、溢流道宽度）及估算工程效益的基本依据及估算工程效益的基本依据（一）死水位（（一）死水位（Z死死）和死库容（）和死库容（V死死））在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位称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死水位以下的水库容积称位以下的水库容积称死库容或垫底库容死库容或垫底库容水库正常运行时一般不能低于死水位水库正常运行时一般不能低于死水位死库容一般用于容纳水库死库容一般用于容纳水库泥沙、抬高坝前水位和库内水深在正常运用中，死库容不参予泥沙、抬高坝前水位和库内水深在正常运用中，死库容不参予径流调节，也不放空，只有在特殊情况下，如排洪、检修和战备径流调节，也不放空，只有在特殊情况下，如排洪、检修和战备需要等，才考虑泄放其中的蓄水。

需要等，才考虑泄放其中的蓄水确定死水位时考虑因素：     1）保证水库有足够的、发挥正常效用的使用年限主要）保证水库有足够的、发挥正常效用的使用年限主要是考虑留部分库容供泥沙淤积的需要是考虑留部分库容供泥沙淤积的需要     2）保证水电站的最低水位和自流灌溉必要的引水高程保证水电站的最低水位和自流灌溉必要的引水高程水电站水轮机的选择，都有一个允许的水头变化范围，其水电站水轮机的选择，都有一个允许的水头变化范围，其取水口的高程也要求库水位始终保持某一高程以上取水口的高程也要求库水位始终保持某一高程以上     3）库区航运和渔业的要求）库区航运和渔业的要求（二）正常蓄水位（（二）正常蓄水位（Z蓄蓄）和兴利库容（）和兴利库容（V兴兴））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，称的高水位，称正常蓄水位正常蓄水位（正常高水位）正常高水位）正常蓄水位与死水位间的库容，称正常蓄水位与死水位间的库容，称兴利库容或调节库容兴利库容或调节库容，用以调节径，用以调节径流，提高枯水时的供水量或水电站出力流，提高枯水时的供水量或水电站出力。

正常蓄水位与死水位的高程差，称正常蓄水位与死水位的高程差，称水库消落深度或工作深度水库消落深度或工作深度溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程，当溢洪溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程，当溢洪道有操作闸门时，多数情况下正常蓄水位也就是闸门关闭时的道有操作闸门时，多数情况下正常蓄水位也就是闸门关闭时的门顶高程门顶高程正常蓄水位是水库最重要的特征水位之一因为它直接关系到正常蓄水位是水库最重要的特征水位之一因为它直接关系到一些主要水工建筑物的尺寸、投资、淹没、综合利用效益及其一些主要水工建筑物的尺寸、投资、淹没、综合利用效益及其他工作指标大坝的结构设计、其强度和稳定性计算，也主要他工作指标大坝的结构设计、其强度和稳定性计算，也主要以它为依据以它为依据确定正常蓄水位时的考虑因素：      1）根据兴利的实际需要；）根据兴利的实际需要；      2）考虑淹没、浸没情况；）考虑淹没、浸没情况；      3）考虑坝址及库区地形地质条件；）考虑坝址及库区地形地质条件；      4）考虑河段上下游已建和拟建水库枢纽情况考虑河段上下游已建和拟建水库枢纽情况（三）防洪限制水位（（三）防洪限制水位（Z限限）和共用库容（）和共用库容（V共共））水库在汛期允许蓄水的上限水库在汛期允许蓄水的上限水位，称为水位，称为防洪限制水位防洪限制水位。

这个水位以上的库容就是作这个水位以上的库容就是作为滞蓄洪水的库容只有在为滞蓄洪水的库容只有在出现洪水时，水库水位才允出现洪水时，水库水位才允许超过防洪限制水位当洪许超过防洪限制水位当洪水消退时，水库水位应回降水消退时，水库水位应回降到防洪限制水位到防洪限制水位防洪限制水位应尽可能定在防洪限制水位应尽可能定在正常蓄水位之下，以减少专正常蓄水位之下，以减少专门的防洪库容防洪限制水门的防洪库容防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容，位与正常蓄水位之间的库容，称为称为重叠库容重叠库容，或，或共用库容共用库容因为它在汛期是防洪库容的因为它在汛期是防洪库容的一部分，汛后又是兴利库容一部分，汛后又是兴利库容的一部分的一部分不同时段的洪水特性有明显差异时，可考虑分不同时段的洪水特性有明显差异时，可考虑分期采用不同的防洪限制水位期采用不同的防洪限制水位 （四）防洪高水位（（四）防洪高水位（Z防防）和防洪库容（）和防洪库容（V防防））当遇下游防护对象的设计标准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洪水时，水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前（上而拦蓄洪水，这时在坝前（上游侧）达到的最高水位称游侧）达到的最高水位称防洪防洪高水位高水位。

只有当水库承担下游只有当水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水防洪任务时，才需确定这一水位防洪高水位与防洪限制水位间防洪高水位与防洪限制水位间的库容，称为的库容，称为防洪库容防洪库容，用以，用以拦蓄洪水，满足下游防护对象拦蓄洪水，满足下游防护对象的防洪要求当汛期各时段具的防洪要求当汛期各时段具有不同的防洪限制水位时，防有不同的防洪限制水位时，防洪库容指最低的防洪限制水位洪库容指最低的防洪限制水位与防洪高水位之间的库容与防洪高水位之间的库容此水位可采用相应下游防洪标准的各种典此水位可采用相应下游防洪标准的各种典型洪水，按拟定的防洪调度方式，自防洪型洪水，按拟定的防洪调度方式，自防洪限制水位开始进行水库调洪计算求得限制水位开始进行水库调洪计算求得在水库设计中，根据水库及水文特性，有防洪库容和兴利库容在水库设计中，根据水库及水文特性，有防洪库容和兴利库容完全完全重叠、部分重叠、不重叠重叠、部分重叠、不重叠（防洪限制水位与正常蓄水位处于同一高（防洪限制水位与正常蓄水位处于同一高程）三种形式在中国南方河流上修建的水库，多采用前两种形式，程）三种形式在中国南方河流上修建的水库，多采用前两种形式，以达到防洪和兴利的最佳结合以达到防洪和兴利的最佳结合 。

（五）设计洪水位（（五）设计洪水位（Z设洪设洪）和拦洪库容（）和拦洪库容（V拦拦）） 水库遇大坝设计洪水时，水库遇大坝设计洪水时，经调洪后在坝前达到的经调洪后在坝前达到的最高水位称最高水位称设计洪水位设计洪水位它是正常运用情况下允它是正常运用情况下允许达到的最高库水位，许达到的最高库水位，也是挡水建筑物稳定计也是挡水建筑物稳定计算的主要依据算的主要依据设计洪水位与防洪限制设计洪水位与防洪限制水位间的库容，称为水位间的库容，称为拦拦洪库容洪库容 此水位可采用相应大坝设计标准的各种典型此水位可采用相应大坝设计标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位洪水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位开始进行调洪计算求得开始进行调洪计算求得（六）校核洪水位（（六）校核洪水位（Z校洪校洪）和调洪库容（）和调洪库容（V调洪调洪））水库遇大坝校核洪水时，水库遇大坝校核洪水时，经调洪后在坝前达到的最经调洪后在坝前达到的最高水位称高水位称校核洪水位校核洪水位它是水库非常运用情况下允是水库非常运用情况下允许达到的临时性最高洪水许达到的临时性最高洪水位，是确定坝顶高程及进位，是确定坝顶高程及进行大坝安全校核的主要依行大坝安全校核的主要依据。

据校核洪水位与防洪限制水校核洪水位与防洪限制水位之间的库容称为位之间的库容称为调洪库调洪库容容，用以拦蓄洪水，确保，用以拦蓄洪水，确保大坝安全大坝安全此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪此水位可采用相应大坝校核标准的各种典型洪水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位开始水，按拟定的调洪方式，自防洪限制水位开始进行调洪计算求得进行调洪计算求得（七）总库容（（七）总库容（V总）和有效库容（总）和有效库容（V效）效） 校核洪水位以下的全部库容称校核洪水位以下的全部库容称总库容总库容，即，即V总总＝＝V死死＋＋V兴兴＋＋V调洪调洪－－V共共总库容是表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库等级、总库容是表示水库工程规模的代表性指标，可作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据确定工程安全标准的重要依据校核洪水位与死水位之间的库容，称校核洪水位与死水位之间的库容，称有效库容有效库容，即，即               V效效＝＝V总总－－V死死＝＝V兴兴＋＋V调洪调洪－－V共共 三、水库水量损失水库蓄水后，改变了河流的天然状态和库内外水力关系，水库蓄水后，改变了河流的天然状态和库内外水力关系，从而引起额外水量损失。

从而引起额外水量损失水量损失水量损失蒸发损失蒸发损失渗漏损失渗漏损失结冰损失结冰损失（一）蒸发损失（一）蒸发损失    水库的蒸发损失水库的蒸发损失是指由于水库兴建前后因蒸发量的不同，是指由于水库兴建前后因蒸发量的不同，所造成的水量所造成的水量 差值    蒸发损失产生的原因：蒸发损失产生的原因：修建河流前，除原河道有水面蒸发修建河流前，除原河道有水面蒸发外，整个库区都是陆面蒸发，而建库以后，这部分面积由外，整个库区都是陆面蒸发，而建库以后，这部分面积由陆面面积变成水库水面，其也由原来的陆面蒸发变成水面陆面面积变成水库水面，其也由原来的陆面蒸发变成水面蒸发由于水面蒸发比陆面蒸发大，故产生了由陆面面积蒸发由于水面蒸发比陆面蒸发大，故产生了由陆面面积变为水面面积所增加的额外蒸发量变为水面面积所增加的额外蒸发量    各计算时段（月、年）的蒸发损失可按下式计算各计算时段（月、年）的蒸发损失可按下式计算式中，式中，h水水—— 计算时段内库区水面蒸发深度（计算时段内库区水面蒸发深度（m）；）；               h陆陆—— 计算时段内库区陆面蒸发深度（计算时段内库区陆面蒸发深度（m）；）；                     —— 计算时段内平均水库水面面积（计算时段内平均水库水面面积（m2）；）；               f—— 原天然河道水面面积（原天然河道水面面积（m2）。

 （m3） 水面蒸发水面蒸发 式中式中    E测测——水面蒸发皿实测水面蒸发（水面蒸发皿实测水面蒸发（mm））           k——水面蒸发皿折算系数，一般为水面蒸发皿折算系数，一般为0.65~0.80           E水水——水面蒸发（水面蒸发（mm））陆面蒸发陆面蒸发          Po——闭合流域多年平均年降水量（闭合流域多年平均年降水量（mm））          Ro——闭合流域多年平均年径流深（闭合流域多年平均年径流深（mm））          Eo——闭合流域多年平均年陆面蒸发量（闭合流域多年平均年陆面蒸发量（mm））          E陆陆——陆面蒸发（陆面蒸发（mm））（二）渗漏损失（二）渗漏损失水库蓄水后，水位抬高，水压增大，渗水面积加大，地下水库蓄水后，水位抬高，水压增大，渗水面积加大，地下水情况也将发生变化，从而产生水情况也将发生变化，从而产生渗漏损失渗漏损失 渗漏损失可分三类：渗漏损失可分三类：    ①①通过坝身及水工建筑物止水不严实处（包括闸门、水轮通过坝身及水工建筑物止水不严实处（包括闸门、水轮机、通航建筑物的）的渗漏损失；机、通航建筑物的）的渗漏损失；    ②②通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失；通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失；    ③③由坝底、库边流向较低渗水层的渗漏损失。

由坝底、库边流向较低渗水层的渗漏损失 近代修建的挡水建筑物，通常只考虑第近代修建的挡水建筑物，通常只考虑第③③类损失，经验估类损失，经验估算式如下算式如下                                              或或式中，式中， W W年渗年渗————水库年渗漏损失；水库年渗漏损失； W W渗渗———— 计算时段内（年或月）水库渗漏损失计算时段内（年或月）水库渗漏损失(m(m3 3) )；； F F库库———— 水库年平均蓄水面积（水库年平均蓄水面积（m m2 2）；）； W W蓄蓄———— 计算时段内（年或月）水库蓄水量（计算时段内（年或月）水库蓄水量（m m3 3）；）； k kl l，，k k2 2 ———— 经验取值，可参阅经验取值，可参阅P30P30，表，表2-12-1（三）结冰损失（三）结冰损失严寒地区的水库，冬季水面形成冰盖，其中部分冰层将因严寒地区的水库，冬季水面形成冰盖，其中部分冰层将因水库供水期间库水位的消落而滞留岸边，引起水库供水期间库水位的消落而滞留岸边，引起水库蓄水量水库蓄水量的临时损失的临时损失。

这项损失一般不大，通常多按结冰期库水位这项损失一般不大，通常多按结冰期库水位变动范围内库面面积之差乘以变动范围内库面面积之差乘以0.9倍平均结冰厚度估算倍平均结冰厚度估算其他损失：其他损失：水工建筑物的漏水损失量；水工建筑物的操作水工建筑物的漏水损失量；水工建筑物的操作损失水量，如船闸过水等；损失水量，如船闸过水等；  水库初蓄损失水量水库初蓄损失水量四、水库淤积四、水库淤积1、水库的淤积年限、水库的淤积年限                   （（1）水库淤积存在：当河道上修建了壅水建筑物之后，随着库）水库淤积存在：当河道上修建了壅水建筑物之后，随着库区水位的抬升，水流的过水断面增大，水力坡度变缓，纵向流速和区水位的抬升，水流的过水断面增大，水力坡度变缓，纵向流速和紊动流速都大大地减少原河道水流特性的这种改变，降低了水流紊动流速都大大地减少原河道水流特性的这种改变，降低了水流挟沙能力，也改变了原河道的泥沙运动条件，导致了部分悬移物质挟沙能力，也改变了原河道的泥沙运动条件，导致了部分悬移物质和推移物质泥沙逐渐沉淀、淤积在水库中和推移物质泥沙逐渐沉淀、淤积在水库中                 （（2）影响水库淤积的主要因素：入库水流的含沙量及多少及年内）影响水库淤积的主要因素：入库水流的含沙量及多少及年内分配、水库形状、库区地形、地质特性以及水库的调度规则。

分配、水库形状、库区地形、地质特性以及水库的调度规则         （（3 ）水库年限：）水库年限：          在水库设计时，估计可能的年限以便判断水库的寿命和是否值得在水库设计时，估计可能的年限以便判断水库的寿命和是否值得兴建水库工作年限或寿命的衡量是着眼于水库淤积是否已相当程兴建水库工作年限或寿命的衡量是着眼于水库淤积是否已相当程度上影响到水库正常（设计）功能的发挥严格来说所谓水库度上影响到水库正常（设计）功能的发挥严格来说所谓水库“寿寿命命”应指水库正常工作的年限，又称水库使用年限应指水库正常工作的年限，又称水库使用年限2. 2. 减少淤泥的措施减少淤泥的措施减少淤泥的措施减少淤泥的措施           用设置死库容来接纳沉积的泥沙，虽是处理淤积问题的普遍方法，用设置死库容来接纳沉积的泥沙，虽是处理淤积问题的普遍方法，却只是一种消极的途径，仅仅推迟了淤积严重影响的日期而已却只是一种消极的途径，仅仅推迟了淤积严重影响的日期而已            为减少水库淤积，延长水库寿命，研究总结的主要经验，一是为减少水库淤积，延长水库寿命，研究总结的主要经验，一是减少沙源；二是控制和调度泥沙。

减少沙源；二是控制和调度泥沙其措施有：其措施有：    （（1）水土保持水土保持在上游流域面上加强水土保持工作，减少水土流失在上游流域面上加强水土保持工作，减少水土流失这是解决水库泥沙淤积的根本性措施这是解决水库泥沙淤积的根本性措施    （（2）上游拦沙上游拦沙在重要的水库上游和来沙较多的支流上修建一些水在重要的水库上游和来沙较多的支流上修建一些水坝，用以拦截泥沙这种水库建成以后，在一定时期内也起拦蓄洪坝，用以拦截泥沙这种水库建成以后，在一定时期内也起拦蓄洪水作用，后期被泥沙淤满后，可开辟为耕地水作用，后期被泥沙淤满后，可开辟为耕地     （（3）合理运行，调水调沙合理运行，调水调沙借助枢纽泄水建筑物控制库水位及泄水借助枢纽泄水建筑物控制库水位及泄水时机，可以有效地调整库区淤积泥沙地分布，甚至将大量泥沙直接时机，可以有效地调整库区淤积泥沙地分布，甚至将大量泥沙直接或间接地排向下游或间接地排向下游 分为水力排沙、水力冲刷和机械清淤三种分为水力排沙、水力冲刷和机械清淤三种五、水库的淹没和浸没五、水库的淹没和浸没水库蓄水后，将会淹没土地、森林、村镇、交通、电力和通讯设施水库蓄水后，将会淹没土地、森林、村镇、交通、电力和通讯设施及文物古迹，甚至城市建筑物等。

及文物古迹，甚至城市建筑物等由于库周地下水位抬高，水库附近受到浸没影响，使树木死亡，旱由于库周地下水位抬高，水库附近受到浸没影响，使树木死亡，旱田作物受涝；耕地盐碱化；形成局部沼泽地，恶化卫生条件，滋生田作物受涝；耕地盐碱化；形成局部沼泽地，恶化卫生条件，滋生疟蚊；增加矿井积水，使原有工程建筑物的基础产生塌陷等还会疟蚊；增加矿井积水，使原有工程建筑物的基础产生塌陷等还会引起库周塌岸，毁坏农田和居民点，减小水库容积引起库周塌岸，毁坏农田和居民点，减小水库容积正常蓄水位以下库区为经常淹没区，影响所及均需改线、搬迁正正常蓄水位以下库区为经常淹没区，影响所及均需改线、搬迁正常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪、冰塞壅水等淹没的地区常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪、冰塞壅水等淹没的地区为临时淹没区，或迁移或防护，要根据具体情况确定对于特别稀为临时淹没区，或迁移或防护，要根据具体情况确定对于特别稀遇洪水时才出现的淹没区，要考虑其土地合理利用问题遇洪水时才出现的淹没区，要考虑其土地合理利用问题            淹没损失和移民数量的多少，常常会限制水库工程的淹没损失和移民数量的多少，常常会限制水库工程的规模，甚至会妨碍地形、地址和水资源利用条件的选择。

规模，甚至会妨碍地形、地址和水资源利用条件的选择水库淹没影响所牵涉的问题：水库淹没影响所牵涉的问题： （（1）居民的迁移安置；）居民的迁移安置； （（2）迁移或改建淹没区内的交通运输建筑物，如铁路、公路、通讯设）迁移或改建淹没区内的交通运输建筑物，如铁路、公路、通讯设备及输电线路等；备及输电线路等； （（3）迁移或重建淹没区内的工业企业；）迁移或重建淹没区内的工业企业； （（4）重建水道上的建筑物，包括桥梁、河岸及港口建筑物；）重建水道上的建筑物，包括桥梁、河岸及港口建筑物； （（5）排水系统、地下电线等等的重新安装；）排水系统、地下电线等等的重新安装； （（6）森林的恢复；）森林的恢复； （（7）用堤防保护耕地、贵重的矿藏以及游览圣地等；）用堤防保护耕地、贵重的矿藏以及游览圣地等； （（8）蓄水前的库底清理等蓄水前的库底清理等 2.2 兴利调节分类兴利调节分类除了只能按天然径流供水的无调节水利水电工程外，凡具除了只能按天然径流供水的无调节水利水电工程外，凡具有调节库容者，均能进行一定程度的兴利调节有调节库容者，均能进行一定程度的兴利调节 可按可按调节周期调节周期、、水库任务水库任务和和供水方式供水方式分类。

分类一、按调节周期分类一、按调节周期分类     库空库空（死水位）（死水位）         库满库满（正常蓄水位）（正常蓄水位）     库空库空（死水位）（死水位）调节周期调节周期（一）日调节和周调节（一）日调节和周调节   β<2%～～3%（二）年调节（二）年调节         3%～～5%≤β<20%～～30%（三）多年调节（三）多年调节              β>30%～～50%所谓调节周期，指水库的兴利库容从库空所谓调节周期，指水库的兴利库容从库空→蓄满蓄满→放空的完放空的完整的蓄放过程整的蓄放过程（一）日调节日调节日调节的调节周期为一昼夜，的调节周期为一昼夜，即利用水库兴利库容将一天内即利用水库兴利库容将一天内的均匀来水，按用水部门日内的均匀来水，按用水部门日内需水过程进行调节需水过程进行调节以水力发电为例，发电用水是以水力发电为例，发电用水是随负荷的变化而改变的，而河随负荷的变化而改变的，而河川径流在一昼夜里基本上是均川径流在一昼夜里基本上是均匀的（汛期除外），在一天匀的（汛期除外），在一天24小时之内，当用水小于来水时，小时之内，当用水小于来水时，将多余水量蓄存在水库中，供将多余水量蓄存在水库中，供来水不足时使用。

来水不足时使用（二）周调节周调节周调节的调节周期为一周，即的调节周期为一周，即将一周内变化不大的入库径流将一周内变化不大的入库径流按用水部门的周内需水过程进按用水部门的周内需水过程进行径流调节行径流调节仍以水力发电为例，枯水期河仍以水力发电为例，枯水期河川径流在一周之内变化不大，川径流在一周之内变化不大，而周内休假日电力负荷较小，而周内休假日电力负荷较小，发电用水也少，这时可将多余发电用水也少，这时可将多余水量存入水库，用于高负荷日水量存入水库，用于高负荷日发电周调节比日调节需稍大发电周调节比日调节需稍大的兴利库容的兴利库容周调节水库也可周调节水库也可进行日调节进行日调节 （三）年调节径流年调节的任务是按照用水部径流年调节的任务是按照用水部门的年内需水过程，将一年中丰门的年内需水过程，将一年中丰水期多余水量蓄存起来，用以提水期多余水量蓄存起来，用以提高缺水时期的供水量，调节周期高缺水时期的供水量，调节周期在一年以内在一年以内当水库蓄满而来水仍大于用水时，当水库蓄满而来水仍大于用水时，将发生弃水（由泄洪设施排往下将发生弃水（由泄洪设施排往下游），通常称这种仅能存蓄丰水游），通常称这种仅能存蓄丰水期部分多余水量的径流调节期部分多余水量的径流调节为季为季调节（或不完全年调节），调节（或不完全年调节），而对而对能将年内全部来水量按用水要求能将年内全部来水量按用水要求重新分配而不发生弃水的径流调重新分配而不发生弃水的径流调节，则称为节，则称为完全年调节完全年调节。

完全与不完全调节的概念是相对完全与不完全调节的概念是相对的年调节水库一般可同时进行的年调节水库一般可同时进行周调节和日调节周调节和日调节    （四）多年调节径流径流多年调节多年调节的任务是利的任务是利用水库兴利库容将丰水年用水库兴利库容将丰水年多余水量蓄存起来，用以多余水量蓄存起来，用以提高枯水年份的供水量提高枯水年份的供水量这时，水库兴利库容可能这时，水库兴利库容可能要经过若干丰水年才能蓄要经过若干丰水年才能蓄满，然后将蓄水量在若干满，然后将蓄水量在若干个枯水年份里用掉，其调个枯水年份里用掉，其调节周期要超过一年节周期要超过一年多年调节水库一般可同时多年调节水库一般可同时进行年调节、周调节和日进行年调节、周调节和日调节   对于水力发电，通常把具有一定的兴利库容，有能力调节对于水力发电，通常把具有一定的兴利库容，有能力调节天然日径流量的水电站，称为天然日径流量的水电站，称为蓄水式电站蓄水式电站而把无调节和仅能进行日调节的水电站（其日电能受控于而把无调节和仅能进行日调节的水电站（其日电能受控于天然径流），称为天然径流），称为径流式电站径流式电站 二、按水库任务分类         (1) 单一任务径流调节单一任务径流调节，如灌溉径流调节、工业及城市，如灌溉径流调节、工业及城市生活给水径流调节、水力发电径流调节等。

生活给水径流调节、水力发电径流调节等     (2) 综合利用径流调节综合利用径流调节，即具有两种以上任务的水库的，即具有两种以上任务的水库的径流调节径流调节 三、按水库供水方式分类 （（1））固定供水固定供水          水库按固定要求供水，与供水期水库水量和蓄水量无水库按固定要求供水，与供水期水库水量和蓄水量无关，如工业及城市生活给水多属这种类型的径流调节关，如工业及城市生活给水多属这种类型的径流调节2））变动供水变动供水          水库供水随蓄水量和用户不同的要求而变动，如灌溉水库供水随蓄水量和用户不同的要求而变动，如灌溉按农田需水要求供水；水电站按电力负荷要求供水等按农田需水要求供水；水电站按电力负荷要求供水等四、其他分类（（1））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河流综合利用河流综合利用中，经常出现上游水库为水力发电进行日调节造成下泄流量和下游水位的剧烈变中，经常出现上游水库为水力发电进行日调节造成下泄流量和下游水位的剧烈变化而对下游航运带来不利的影响，水电站年内发电用水过程与下游灌溉用水的季化而对下游航运带来不利的影响，水电站年内发电用水过程与下游灌溉用水的季节性变化不一致，修建反调节水库有助于缓解这些矛盾。

节性变化不一致，修建反调节水库有助于缓解这些矛盾 （（2））单一水库补偿调节单一水库补偿调节            补偿调节是当水库与下游用水部门的取水口间，有区间入流时，因区间来水不补偿调节是当水库与下游用水部门的取水口间，有区间入流时，因区间来水不能控制，故水库调度要视区间来水多少，进行补偿放水，满足有关部门用水要求能控制，故水库调度要视区间来水多少，进行补偿放水，满足有关部门用水要求的调节的调节（（3））水库群补偿调节水库群补偿调节            水库群调节则是指河流上有多个水库时，如何研究它们的联合运行（互相进行水库群调节则是指河流上有多个水库时，如何研究它们的联合运行（互相进行水文补偿、库容补偿、电力补偿），以最有效地满足各用水部门的要求显然，水文补偿、库容补偿、电力补偿），以最有效地满足各用水部门的要求显然，这是最高形式的径流调节，也是开发和治理河流的发展方向这是最高形式的径流调节，也是开发和治理河流的发展方向2.3 设计保证率一、设计保证率的涵义一、设计保证率的涵义           由于河川径流的多变性，若在枯水年也要保证兴利部门的正常由于河川径流的多变性，若在枯水年也要保证兴利部门的正常用水要求，则需有相当大的库容，这在技术上可能有困难，经济上用水要求，则需有相当大的库容，这在技术上可能有困难，经济上也不合理。

一般允许一定的断水或减少用水，这就要研究各用水部也不合理一般允许一定的断水或减少用水，这就要研究各用水部门允许减少供水的可能性和合理范围门允许减少供水的可能性和合理范围            在进行水利水电工程设计时，规定多年工作期中，用水部门的在进行水利水电工程设计时，规定多年工作期中，用水部门的正常用水得到保证的程度，称为正常用水得到保证的程度，称为设计正常用水保证率，简称设计保设计正常用水保证率，简称设计保证率证率设计保证率的衡量方式：设计保证率的衡量方式：设计保证率的衡量方式：设计保证率的衡量方式：设计保证率一般有三种不同的衡量方式：按设计保证率一般有三种不同的衡量方式：按保证正常用水保证正常用水的年数的年数、按、按保证正常用水的历时保证正常用水的历时，或，或按保证正常用水的数按保证正常用水的数量量来衡量三者都是以多年工作期中的相对百分数表示三者都是以多年工作期中的相对百分数表示    （（1）保证正常用水的年数（年保证率）保证正常用水的年数（年保证率P））               P=正常工作年数正常工作年数/总年数总年数×100%                 =（总年数（总年数-破坏年数）破坏年数）/总年数总年数×100%            所谓破坏年是指不能维持正常工作的任何年份，不论所谓破坏年是指不能维持正常工作的任何年份，不论该年内缺水持续时间的长短和缺水数量的多少。

该年内缺水持续时间的长短和缺水数量的多少（（2）保证正常用水的历时（历时保证率）保证正常用水的历时（历时保证率P‘））               P’=正常工作历时正常工作历时/总历时总历时×100%                  =（总历时（总历时-破坏历时）破坏历时）/总历时总历时×100%    P与与P‘之间的换算式：之间的换算式：   P=[1-(1- P‘)/m] ×100%   其中，其中，m为破坏年份的破坏历时与破坏年份的总历时之比为破坏年份的破坏历时与破坏年份的总历时之比           采用哪种形式的设计保证率，由用水部门特性、水库调节性能采用哪种形式的设计保证率，由用水部门特性、水库调节性能及设计要求等因素而定蓄水式电站一般采用年保证率，径流式电及设计要求等因素而定蓄水式电站一般采用年保证率，径流式电站、大多数航运用水部门及其他不进行径流调节的用水部门，由于站、大多数航运用水部门及其他不进行径流调节的用水部门，由于其日常工作是用日表示的，所以设计保证率采用历时保证率其日常工作是用日表示的，所以设计保证率采用历时保证率二、设计保证率的选择二、设计保证率的选择           水利水电工程设计保证率的选择是一个复杂的技术经济问题。

设水利水电工程设计保证率的选择是一个复杂的技术经济问题设计保证率选得太低，正常工作遭受破坏的几率将加大，破坏所带来计保证率选得太低，正常工作遭受破坏的几率将加大，破坏所带来的国民经济损失及其他不良后果加重；相反，设计保证率定得过高，的国民经济损失及其他不良后果加重；相反，设计保证率定得过高，虽可减轻破坏带来的损失，但工程投资和其他费用将增加，或者不虽可减轻破坏带来的损失，但工程投资和其他费用将增加，或者不得不减小工程的效益得不减小工程的效益           设计保证率理应通过技术经济计算，并考虑其他影响，综合分析设计保证率理应通过技术经济计算，并考虑其他影响，综合分析确定但由于破坏损失及其他后果涉及许多因素，情况复杂，并难确定但由于破坏损失及其他后果涉及许多因素，情况复杂，并难以全部用货币价值准确表达，使计算非常困难，尚需继续深入研究以全部用货币价值准确表达，使计算非常困难，尚需继续深入研究目前，水利水电工程设计保证率目前，水利水电工程设计保证率主要根据生产实践经验，参照规程主要根据生产实践经验，参照规程推荐的数据，综合分析后确定推荐的数据，综合分析后确定（一）水电站设计保证率（一）水电站设计保证率（一）水电站设计保证率（一）水电站设计保证率根据水电站所在电力系统的负荷特性、系统中的水电容重的比重、根据水电站所在电力系统的负荷特性、系统中的水电容重的比重、水电站规模及其在电力系统中作用、河川径流特性以及水库调节程水电站规模及其在电力系统中作用、河川径流特性以及水库调节程度等决定。

度等决定一般地讲，水电站装机规模越大，系统中水电所占比重越大，系统一般地讲，水电站装机规模越大，系统中水电所占比重越大，系统中重要用户越多，正常工作遭到破坏时的损失越严重，常采用较高中重要用户越多，正常工作遭到破坏时的损失越严重，常采用较高设计保证率而对于河川径流变化剧烈和水库调节性能好的水电站，设计保证率而对于河川径流变化剧烈和水库调节性能好的水电站，也多采用较高的设计保证率也多采用较高的设计保证率装机容量小于装机容量小于25000 kW的小型水电站，设计保证率一般采用的小型水电站，设计保证率一般采用65％～％～90％；以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计％；以灌溉为主的农村小水电工程的设计保证率，常与灌溉设计保证率取同值；大、中型水电站的设计保证率可参照表保证率取同值；大、中型水电站的设计保证率可参照表2-2选值电力系统中水电容量电力系统中水电容量的比重（的比重（%））25以下以下25~5050以上以上水电站设计保证率水电站设计保证率（（%））80~9090~9595~98表表2-2 水电站设计保证率水电站设计保证率（二）灌溉设计保证率（二）灌溉设计保证率（二）灌溉设计保证率（二）灌溉设计保证率       灌溉设计保证率指设计灌溉用水量的保证程度。

通常根据灌区灌溉设计保证率指设计灌溉用水量的保证程度通常根据灌区水、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分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分析确定    一般说来，南方水源丰富地区的灌溉设计保证率比北方高；大型一般说来，南方水源丰富地区的灌溉设计保证率比北方高；大型工程的比中、小型工程的高；自流灌溉的比提水灌溉的高；远期规工程的比中、小型工程的高；自流灌溉的比提水灌溉的高；远期规划工程的比近期工程的高设计时可根据具体条件，参照表划工程的比近期工程的高设计时可根据具体条件，参照表2-3选值 地区地区作物种类作物种类灌溉设计保证率灌溉设计保证率（（%））缺水地区缺水地区以旱作物为主以旱作物为主以水稻为主以水稻为主50~7070~80丰水地区丰水地区以旱作物为主以旱作物为主以水稻为主以水稻为主70~8075~95表表2-3 灌溉设计保证率灌溉设计保证率（三）供水设计保证率（三）供水设计保证率（三）供水设计保证率（三）供水设计保证率工业及城市民用供水若遭破坏将直接影响人民生活和造成工业及城市民用供水若遭破坏将直接影响人民生活和造成生产上的严重损失，故采用较高的设计保证率，一般按年生产上的严重损失，故采用较高的设计保证率，一般按年保证率取值的范围为保证率取值的范围为95％～％～99％，％，大城市和重要工矿区取大城市和重要工矿区取较高值。

对于由两个以上水源供水的城市或工矿企业，在较高值对于由两个以上水源供水的城市或工矿企业，在确定可靠性时，常按下列原则考虑：任一水源停水时，其确定可靠性时，常按下列原则考虑：任一水源停水时，其余水源除应满足消防和生产紧急用水外，要保证供应一定余水源除应满足消防和生产紧急用水外，要保证供应一定数量的生活用水数量的生活用水（三）通航设计保证率（三）通航设计保证率（三）通航设计保证率（三）通航设计保证率通航设计保证率一般指最低通通航设计保证率一般指最低通航水位（水深）的保证程度，航水位（水深）的保证程度，以计算时期内通航获得满足的以计算时期内通航获得满足的历时百分率表示最低通航水历时百分率表示最低通航水位是确定枯水期航道标准水深位是确定枯水期航道标准水深的起算水位的起算水位通航设计保证率，一般根据航通航设计保证率，一般根据航道等级结合其他因素综合分析道等级结合其他因素综合分析比较并征求有关部门意见，报比较并征求有关部门意见，报请审批部门确定，设计时可参请审批部门确定，设计时可参照表照表2-4选值 航道等级航道等级历时设计保证历时设计保证率（率（%））一一~二二97~99三三~四四95~97五五~六六90~95表表2-4 通航设计保证率通航设计保证率综合利用水库中的设计保证率综合利用水库中的设计保证率综合利用水库中的设计保证率综合利用水库中的设计保证率在综合利用水库的水利水能计算中，首先要将历时保证率换算成年在综合利用水库的水利水能计算中，首先要将历时保证率换算成年保证率。

再者，针对各用水部门设计保证率常不相同的情况，保证率再者，针对各用水部门设计保证率常不相同的情况，一般一般以其中主要部门的设计保证率为准，进行径流调节计算，凡设计保以其中主要部门的设计保证率为准，进行径流调节计算，凡设计保证率高于主要部门的用水部门，其需水应得到保证；而设计保证率证率高于主要部门的用水部门，其需水应得到保证；而设计保证率较低的用水部门的用水量可适当缩减较低的用水部门的用水量可适当缩减此外，还要对年水量频率与此外，还要对年水量频率与各用水部门设计保证率相应的年份，分别进行校核计算，取稍偏于各用水部门设计保证率相应的年份，分别进行校核计算，取稍偏于安全方面的结果必要时，可根据任务主次关系，适当调整各部门安全方面的结果必要时，可根据任务主次关系，适当调整各部门的用水要求或设计保证率的用水要求或设计保证率 2.4 设计代表期在水利水电工程规划设计过程中，要进行多方案的大量的在水利水电工程规划设计过程中，要进行多方案的大量的水利水能计算，根据长系列水文资料进行计算，可获得较水利水能计算，根据长系列水文资料进行计算，可获得较精确的结果，但工作量大精确的结果，但工作量大在实际工作中可采用简化方法，即从水文资料中选择若干在实际工作中可采用简化方法，即从水文资料中选择若干典则年份或典型多年径流系列典则年份或典型多年径流系列作为作为设计代表期设计代表期进行计算，进行计算，其成果精度一般能满足规划设计的要求。

其成果精度一般能满足规划设计的要求一、设计代表年一、设计代表年一、设计代表年一、设计代表年 在水利水电规划设计中，常选择有代表性的枯水年、中水在水利水电规划设计中，常选择有代表性的枯水年、中水年年( (也称平水年也称平水年) )和丰水年作为设计典型年，分别称为和丰水年作为设计典型年，分别称为设计设计枯水年、设计中水年和设计丰水年枯水年、设计中水年和设计丰水年以设计枯水年的效益计算成果代表恰好满足设计保证率要以设计枯水年的效益计算成果代表恰好满足设计保证率要求的工程兴利情况；设计中水年代表中等来水条件下的平求的工程兴利情况；设计中水年代表中等来水条件下的平均兴利情况；设计丰水年则代表多水条件下的兴利情况均兴利情况；设计丰水年则代表多水条件下的兴利情况可由可由P P设设( (设计保证率设计保证率) )、、5050％及％及(1(1一一P P设设) )三种频率，在年水三种频率，在年水量频率曲线上分别确定设计枯水年、设计中水年、设计丰量频率曲线上分别确定设计枯水年、设计中水年、设计丰水年的年水量适用于径流式和年调节水库水年的年水量适用于径流式和年调节水库年调节水库设计枯水年的选择年调节水库设计枯水年的选择对于年调节水电站、满足设计保证率要求的关键在设计枯水年的供对于年调节水电站、满足设计保证率要求的关键在设计枯水年的供水期。

水期1 1）枯水季水量选年法）枯水季水量选年法 以以设设计计枯枯水水年年为为例例，，根根据据历历年年径径流流资资料料和和用用水水要要求求，，划划分分各各年年一一致致的的供供水水期期，，计计算算各各年年供供水水期期天天然然水水量量并并绘绘出出供供水水期期水水量量保保证证率率的的频频率率曲曲线线，，由由设设计计保保证证率率即即可可在在曲曲线线上上查查出出供供水水期期水水量量保保证证值值及及相相应的年份应的年份2 2）调节流量选年法）调节流量选年法 可可根根据据初初定定的的调调节节库库容容，，用用式式 试试算算求求出出逐逐年年供供水水期期的的调调节节流流量量, ,经经统统计计计计算算可可求求得得与与各各年年调调节节流流量量相相应应的的经经验验频频率率值值, ,作作出出调调节节流流量量与与经经验验频频率率的的关关系系曲曲线线, ,然然后后按按设设计计保保证证率率定定出出调调节节流流量量保保证值及与它相应的年份证值及与它相应的年份, ,便可选出设计枯水年便可选出设计枯水年频率曲线：频率曲线：1）将原始资料按由大到小的次序排列，由数学期望公式计算各点经验频）将原始资料按由大到小的次序排列，由数学期望公式计算各点经验频率，并绘于频率格纸上；率，并绘于频率格纸上；2）计算样本的统计参数）计算样本的统计参数    、离势系数、离势系数cv、、偏态系数偏态系数cs（（ cs ＝＝2～～3 cv) 3）查皮尔逊）查皮尔逊ⅢⅢ型频率曲线数表，得出理论频率曲线，并绘于频率格纸上型频率曲线数表，得出理论频率曲线，并绘于频率格纸上4）比较理论曲线与经验频率是否吻合，否则修改参数再次配线）比较理论曲线与经验频率是否吻合，否则修改参数再次配线（配线法）（配线法）设计典型同倍比放大法（以枯水年为例）设计典型同倍比放大法（以枯水年为例）          常用的有两种同倍比放大法，一种是常用的有两种同倍比放大法，一种是以年水量为控制以年水量为控制，另一种是，另一种是以水库供水期水量为控制以水库供水期水量为控制，对于年水量控制的第一种其方法和步骤，对于年水量控制的第一种其方法和步骤如下：如下：    (1)先对坝址断面的年径流资料进行统计分析，确定其线型及三个统先对坝址断面的年径流资料进行统计分析，确定其线型及三个统计参数计参数Q0、、CV、、CS。

    (2)由年径流统计参数计算相应于需水保证率的年径流量由年径流统计参数计算相应于需水保证率的年径流量QP    (3)从实测资料中选择年径流量与从实测资料中选择年径流量与QP接近且年内分配有代表性的一年接近且年内分配有代表性的一年或几年作为典型年，其年平均流量为或几年作为典型年，其年平均流量为Q典典    (4)计算缩放倍比尺＝计算缩放倍比尺＝QP／／Q典典，再用此，再用此K值遍乘该典型年实测各月平值遍乘该典型年实测各月平均流量，得设计典型年径流过程均流量，得设计典型年径流过程    (5)对所推求的设计典型年进行调节计算，求得调节库容或调节流量对所推求的设计典型年进行调节计算，求得调节库容或调节流量当所取设计典型年不止一个时，为安全起见，可选偏不利者作为设当所取设计典型年不止一个时，为安全起见，可选偏不利者作为设计值二、设计多年径流系列二、设计多年径流系列多年调节水库的调节周期长达若干年，应选择包括多年的径流系列多年调节水库的调节周期长达若干年，应选择包括多年的径流系列进行水利水能计算进行水利水能计算设计多年径流系列是从长系列资料中选出的有设计多年径流系列是从长系列资料中选出的有代表性的短系列。

代表性的短系列   （一）设计枯水系列（一）设计枯水系列    设计枯水系列的选择，先按下式计算设计保证率条件下正常工作允设计枯水系列的选择，先按下式计算设计保证率条件下正常工作允许破坏的年数许破坏的年数T破破                          T破破=n-P设设（（n+1））                         式中式中n表示水文系列总年数表示水文系列总年数          然后，在实测资料中选出最严重的连续枯水年组，并从该年组最然后，在实测资料中选出最严重的连续枯水年组，并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数末一年起逆时序扣除允许破坏年数T破，余下的即为所选的设计枯水破，余下的即为所选的设计枯水系列 【例1】 19291929～～19581958的系列的系列 n=30 n=30 ，， P P设设=90%=90% 长系列中选出最严重的连续枯水系列为长系列中选出最严重的连续枯水系列为1929~19371929~1937共共9 9年，年， T T破破= =n n- -P P设设( (n n+1) =30-0.9(30+1) =2+1) =30-0.9(30+1) =2，，则设计枯水系列为则设计枯水系列为19291929～～1935(1936 1935(1936 ，，19371937扣除扣除) )共共7 7年。

用这个系列计算的调节流量，对年用这个系列计算的调节流量，对1929~19371929~1937系列重演，破坏系列重演，破坏2 2年，满足要求年，满足要求 对其他系列进行校核对其他系列进行校核 如没有破坏，则满足；如没有破坏，则满足； 如有破坏，如破坏一年，由要从如有破坏，如破坏一年，由要从T T破中扣除，破中扣除，T T破破=2-1=1=2-1=1，于是，于是枯水系列不是枯水系列不是7 7年，应是年，应是8 8年，实为年，实为1929~19361929~1936 校核校核19361936，，19371937电站出力不能满足最低要求，则电站出力不能满足最低要求，则19351935年末水库年末水库不能完全放空，预留不能完全放空，预留△△V V（二）设计中水系列（二）设计中水系列（二）设计中水系列（二）设计中水系列 为探求水库运用的多年平均状况，一般取为探求水库运用的多年平均状况，一般取1010～～1515年作为代年作为代表期，称设计中水系列，选择时要求：表期，称设计中水系列，选择时要求： （（1 1）系列连续径流资料至少要有一个以上完整的调节循环；）系列连续径流资料至少要有一个以上完整的调节循环； （（2 2）系列年径流均值应等于或接近于多年平均值；）系列年径流均值应等于或接近于多年平均值； （（3 3）系列应包括枯水年、中水年、丰水年，它们的比例关）系列应包括枯水年、中水年、丰水年，它们的比例关系与长系列大体相当，使设计中水系列的年径流变差系数系与长系列大体相当，使设计中水系列的年径流变差系数CvCv与长系列的相近。

与长系列的相近2.5 兴利调节计算根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配根据国民经济各有关部门的用水要求，利用水库重新分配天然径流所进行的计算，称天然径流所进行的计算，称兴利调节计算兴利调节计算                          计算内容计算内容计算原理计算原理计算类型计算类型计算方法计算方法计算内容计算内容对对单单一一水水库库，，计计算算任任务务是是求求出出各各种种水水利利水水能能要要素素的的时时间间过过程程以以及及调调节节流流量量、、兴兴利利库库容容和和设设计计保保证证率率三三者者间间的的关关系系，，作为确定工程规模、工程效益和运行方式的依据作为确定工程规模、工程效益和运行方式的依据对于水库群，对于水库群，径流调节计算还包括研究河流上下游及跨流径流调节计算还包括研究河流上下游及跨流域之间的水量平衡，提出水文补偿、库容补偿、电力补偿域之间的水量平衡，提出水文补偿、库容补偿、电力补偿的合理调度方式的合理调度方式计算原理计算原理 径径流流调调节节计计算算的的基基本本依依据据是是水水量量平平衡衡原原理理计计算算时时段段的水库水量平衡方程为：的水库水量平衡方程为： W W末末= =W W初初+ +W W入入- -W W出出 W W末末——计算时段末水库蓄水量；计算时段末水库蓄水量； W W初初——计算时段初水库蓄水量；计算时段初水库蓄水量； W W入入——计算时段入库水量；计算时段入库水量； W W出出——计计算算时时段段出出库库水水量量，，包包括括向向各各用用水水部部门门提提供供的的 水量、弃水量及水库水量损失等。

水量、弃水量及水库水量损失等把把整整个个调调节节周周期期划划分分为为若若干干较较小小的的计计算算时时段段，，按按时时段段进进行行水水量量平平衡计算衡计算用时段平均流量表示：用时段平均流量表示：                          式中式中: △△T——计算时段；计算时段；         △△V——时段内水库蓄水量的变化，蓄为正，泄为负；时段内水库蓄水量的变化，蓄为正，泄为负；         Q入入——时段内平均入库流量；时段内平均入库流量；         Q出出——时段内自水库取用或消耗的平均流量，包括各时段内自水库取用或消耗的平均流量，包括各兴利部门的用水流量兴利部门的用水流量∑Q用用，蒸发损失流量，蒸发损失流量Q蒸蒸及渗漏损失及渗漏损失流量流量Q渗渗，以及水库蓄满后产生的无益弃水流量，以及水库蓄满后产生的无益弃水流量Q弃弃等 W末末=W初初+W入入-W出出△△V=（（Q入入-Q出出））△△TW入入-W出出= W末末- W初初=±△△W（或（或△△V）） 计算类型计算类型根据用水要求，确定兴利库容；根据用水要求，确定兴利库容；根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水平（调节根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水平（调节流量）；流量）； 根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程。

根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程W W入入-W-W出出= W= W末末- W- W初初= =±±△W△W（或（或△△V V）） 计算方法计算方法时历法：时历法：以实测径流资料为基础，按历时顺序逐时段进行以实测径流资料为基础，按历时顺序逐时段进行水库水量蓄泄平衡的径流调节计算，其计算结果（调节流水库水量蓄泄平衡的径流调节计算，其计算结果（调节流量、水库蓄水量等）也是按历时顺序给出；然后再将调节量、水库蓄水量等）也是按历时顺序给出；然后再将调节后的水利要素值，例如流量、水位或库容的多年变化情况后的水利要素值，例如流量、水位或库容的多年变化情况绘制相应的历时或频率曲线，也就是先调节计算后频率统绘制相应的历时或频率曲线，也就是先调节计算后频率统计的方法包括计的方法包括列表法和图解法列表法和图解法 概率法：概率法：先把原始流量系列进行数理统计的处理，用适当先把原始流量系列进行数理统计的处理，用适当的数学模型及一些统计特征值来描述原始流量系列的变化的数学模型及一些统计特征值来描述原始流量系列的变化规律，再通过数学分析或图解法等进行调节计算，成果以规律，再通过数学分析或图解法等进行调节计算，成果以调节流量、蓄水量、弃水量、不足水量等的概率分布或保调节流量、蓄水量、弃水量、不足水量等的概率分布或保证率曲线的形式给出。

也就是先频率统计后调节计算的方证率曲线的形式给出也就是先频率统计后调节计算的方法多用于多年调节计算多用于多年调节计算 2.5 兴利调节时历列表法一、根据用水过程确定水库一、根据用水过程确定水库V兴兴；；二、根据二、根据V兴利兴利确定确定Q调调；；三、三、根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程一、根据用水过程确定水库一、根据用水过程确定水库V兴兴根据用水要求，逐时段进行水量平衡算出不足水量（个别根据用水要求，逐时段进行水量平衡算出不足水量（个别时段可能有余水），再有分析地累加各时段的不足水量时段可能有余水），再有分析地累加各时段的不足水量（注意扣除局部回蓄水量），便可得出该入库径流条件下（注意扣除局部回蓄水量），便可得出该入库径流条件下为满足既定用水要求所需的兴利库容为满足既定用水要求所需的兴利库容为满足同一用水过程对不同的天然径流资料求出的兴利库为满足同一用水过程对不同的天然径流资料求出的兴利库容值是不相同的根据对径流资料的不同取舍，水利兴利容值是不相同的根据对径流资料的不同取舍，水利兴利调节时历法可分为调节时历法可分为长系列法和代表期（年、系列）法。

长系列法和代表期（年、系列）法代表期法           以设计代表期的径流代替长系列径流进行调节计算的以设计代表期的径流代替长系列径流进行调节计算的简化方法，其精度取决于所选设计代表期的代表性好坏，简化方法，其精度取决于所选设计代表期的代表性好坏，具体调节计算方法如下具体调节计算方法如下例：年调节水库的时历列表法（代表年法）例：年调节水库的时历列表法（代表年法）1、不计水量损失的年调节计算、不计水量损失的年调节计算           某坝址处的多年平均年径流量为某坝址处的多年平均年径流量为1104.6×106m3，多年，多年平均流量为平均流量为35m3/s 设计枯水年的天然涞水过程及各部门设计枯水年的天然涞水过程及各部门综合用水过程分别列入表中（综合用水过程分别列入表中（2）、（）、（3）栏和（）栏和（4）、）、（（5）栏径流资料均按调节年度给出，本例调节水库的调）栏径流资料均按调节年度给出，本例调节水库的调节年度系由当年节年度系由当年7月初到次年的月初到次年的6月末其中月末其中7~9月为丰水月为丰水期，期，10月初到次年月初到次年6月末为枯水期月末为枯水期求兴利库容及水库运求兴利库容及水库运用过程用过程。

水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算( (未计水库水量损失未计水库水量损失未计水库水量损失未计水库水量损失) ) 时段时段(月月)天然来水天然来水各部门综合用水各部门综合用水多余或不足水量多余或不足水量流量流量(m3/s)水量水量(106m3)流量流量(m3/s)水量水量(106m3)多余多余(106m3)不足不足(106m3)(1)(2)(3)(4)(5)(6)=(3)-(5)(7)=(5)-(3)丰丰水水期期78950.5100.525.0132.82264.3265.7530.030.025.078.978.9065.7553.92185.42枯枯水水期期1011121234569.07.54.02.61.010.08.04.53.023.6719.7310.526.842.6326.321.0411.847.899.59.59.59.59.515.015.015.015.024.9924.9924.9924.9924.9939.4539.4539.4539.451.325.2614.4718.1522.3613.1518.4127.6131.56合计合计225.6593.38192.5506.30239.34152.29平均平均18.816.0水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算水库年调节时历列表计算( (未计水库水量损失未计水库水量损失未计水库水量损失未计水库水量损失) )时段时段(月月)来水来水(106m3)用水用水(106m3)余水余水106m3不足不足106m3弃水弃水106m3时段末兴利库容蓄时段末兴利库容蓄水量水量(106m3)出库出库总流量总流量(m3/s)(1)(3)(5)(6)(7)(8)(10)(11)789132.82264.3265.7578.978.9065.7553.92185.42087.0553.92152.29152.2930.063.125.010111212345623.6719.7310.526.842.6326.321.0411.847.8924.9924.9924.9924.9924.9939.4539.4539.4539.451.325.2614.4718.1522.3613.1518.4127.6131.56150.97145.71131.24113.0990.7377.5859.1731.5609.59.59.59.59.515.015.015.015.0合计合计593.35506.30239.34152.2987.05校核校核593.35=506.3+87.05239.34=152.29+87.05设计枯水年来水过程综合用水过程某水库径流年调节过程某水库径流年调节过程2 2、计入水量损失的年调节计算、计入水量损失的年调节计算、计入水量损失的年调节计算、计入水量损失的年调节计算           由于各月蒸发、渗漏损失与当月由于各月蒸发、渗漏损失与当月库水面面积库水面面积有关，故计算时应先有关，故计算时应先定出每月库水面面积。

定出每月库水面面积一种办法一种办法是先暂不计入水量损失，进行如同是先暂不计入水量损失，进行如同表表2-5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深度乘以相应的平均水面面积，得出各水面面积用各月损失水层深度乘以相应的平均水面面积，得出各月损失水量再根据天然来水、兴利用水及水量损失，采用与表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2-5相同的方法进行水量平衡，从而求出所需兴利库容全部计算列入相同的方法进行水量平衡，从而求出所需兴利库容全部计算列入表表2-7中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 时段时段(月月)天然来天然来水量水量(106m3)未计入水量损失情况未计入水量损失情况水量损失水量损失计入水量损失情况计入水量损失情况用水量用水量(106m3)时段末水库时段末水库蓄水量蓄水量(106m3)时段平均时段平均蓄水量蓄水量(106m3)时段内平均时段内平均水面面积水面面积 (106m2)损失水损失水量深度量深度(m)水量水量损失值损失值(106m3)毛用水毛用水量量(106m3)多余水多余水量量(106m3)不足水不足水量量(106m3)时段末时段末水库水库蓄水量蓄水量(106m3)弃水量弃水量(106m3)12345678=6*79=3+810=2-911=9-21213丰丰水水期期789132.82264.3265.7578.978.9063.11(时段初死时段初死库容库容)50103.92202.29202.2976.96153.10202.299.615.217.60.1900.1750.1501.8242.6602.64080.7281.5565.7552.10182.76(时段初时段初)50102.10218.2218.2066.66枯枯水水期期10111212345623.6719.7310.526.842.6326.321.0411.847.8924.9924.9924.9924.9924.9939.4539.4539.4539.45200.97195.71181.24163.09140.73127.58109.1781.5650.00201.63198.34188.48172.66151.91134.15118.3895.3665.7817.0016.416.2016.0015.1514.2413.0011.008.000.1350.0950.0800.0750.0900.1400.1700.2100.2102.2951.5581.2961.2001.3631.9942.2102.3101.68027.2926.5526.2926.1926.3541.4441.6641.7641.133.626.8215.7719.3523.7215.1420.6229.9233.24214.58207.76191.99172.64148.92133.78113.1683.2450.00合计合计593.35503.66平均值平均值14.1123.03526.69234.86168.2066.66校核校核593.35=503.66+23.03+66.66234.86=168.20+66.66 表表2—7仍仍有近似性，有近似性，这是由于计这是由于计算水量损失算水量损失时采用了不时采用了不计水量损失计水量损失时的水面面时的水面面积值。

为修积值为修正这种误差，正这种误差，可在第一次可在第一次计算的基础计算的基础上，按同法上，按同法再算一次再算一次第二种方法：第二种方法：第二种方法：第二种方法：      （（1）由供水期末开始，采用逆时序进行逐月试算由供水期末开始，采用逆时序进行逐月试算      （（2）年调节水库供水期末）年调节水库供水期末(本例为本例为6月末月末)的水位应为死水位，这时，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该月平均先假定月初水位，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，进而计算月水位，从而由水库面积特性查定相应的平均水面面积，进而计算月损失水量再根据该月天然来水量、用水量和损失水量，计算损失水量再根据该月天然来水量、用水量和损失水量，计算6月初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，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，试算到相符为止说明原假定是正确的，否则重新假定，试算到相符为止      （（3）依次对供水期倒数第二个月）依次对供水期倒数第二个月(本例为本例为5月份月份)进行试算。

逐项类进行试算逐项类推，便可求出供水期初的水位推，便可求出供水期初的水位(即正常蓄水位即正常蓄水位)，该水位和死水位之间，该水位和死水位之间的库容即为所求的兴利库容的库容即为所求的兴利库容计入水量损失的简化计算计入水量损失的简化计算           首首先先不不计计水水量量损损失失算算出出兴兴利利库库容容，，取取此此库库容容之之半半加加上上V死死，，作作为为水水库库全全年年平平均均蓄蓄水水量量，，从从水水库库特特性性曲曲线线中中查查定定相相应应的的全全年年平平均均水水位位及及平平均均水水面面面面积积，，据据此此求求出出年年损损失失水水量量，，并并平平均均分分配配在在12个个月月份份不不计计损损失失时时的的兴兴利利库库容容加加上上供供水水期期总总损损失失水水量量，，即即为为考考虑虑水水量量损损失失后的后的V兴兴近似解算例小结：算例小结：  （（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；）径流来水过程与用水过程差别愈大，则所需兴利库容愈大；  （（2）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，）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；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，所求兴利库容也将保持不变，只是各月的库存水水量是不会改变的，所求兴利库容也将保持不变，只是各月的库存水量有所变动而已。

因此，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值为简化计算，可用供水期各月用水量的均值代替各月实际用水量，即假定整个供水期为均匀供水称这种径流调代替各月实际用水量，即假定整个供水期为均匀供水称这种径流调节计算为节计算为等流量调节等流量调节  （（3）通常将设计枯水年供水期调节流量（多年调节时为设计枯水系列）通常将设计枯水年供水期调节流量（多年调节时为设计枯水系列调节流量）与多年平均流量的比值称为调节流量）与多年平均流量的比值称为调节系数调节系数     ，用以度量径流，用以度量径流调节的程度调节的程度（（4）一次运用和多次运用）一次运用和多次运用  （一）（一） 一次运用一次运用         水库在调节周期内只有一次连续蓄水、供水的情况，叫做水库一水库在调节周期内只有一次连续蓄水、供水的情况，叫做水库一次运用，如图所示，图中次运用，如图所示，图中W1为余水量，为余水量，W2为缺水量，且为缺水量，且W1≥W2，此，此时所需的水库兴利调节库容时所需的水库兴利调节库容V兴兴=W2（一）（一） 二次运用二次运用    当水库在一个调节周期内连续供水、蓄水有二次时，叫做水库二次当水库在一个调节周期内连续供水、蓄水有二次时，叫做水库二次运用，如图所示，假设第一次运用余水量为运用，如图所示，假设第一次运用余水量为W1，缺水量为，缺水量为W2；第二；第二次运用余水量为次运用余水量为W3，缺水量为，缺水量为W4。

此时调节库容的确定可分为下列此时调节库容的确定可分为下列几种情况：几种情况： (1)当当W1>W2，，W3>W4时，表明时，表明 两次运用之间无水量联系，此两次运用之间无水量联系，此 时时V兴兴=max{ W2，，W4} (2)当当W1>W2，，W3W2，，W2

        例如：对于年调节水库，例如：对于年调节水库，    来水来水Wi：：i=1，，2，，3，，·······，，n    用水用水Ui：：i=1，，2，，3，，·······，，n    对这个系列进行调节计算对这个系列进行调节计算,得到库容系列得到库容系列         Vi：：i=1，，2，，3，，·······，，n     据此计算出不同频率下的兴利库容：据此计算出不同频率下的兴利库容：二、根据兴利库容确定调节流量二、根据兴利库容确定调节流量水库规划设计中常遇到问题水库规划设计中常遇到问题: :具有一定调节库容的水库，能具有一定调节库容的水库，能将天然枯水径流提高到什么程度将天然枯水径流提高到什么程度? ?调节流量未知调节流量未知, ,不能直接认定蓄水期和供水期不能直接认定蓄水期和供水期; ;先假定若干调节流量方案，对每个方案采用时历列表法求先假定若干调节流量方案，对每个方案采用时历列表法求出各自需要的兴利库容，并一一对应地点绘成出各自需要的兴利库容，并一一对应地点绘成Q Q调～调～V V兴曲兴曲线；线； 根根据据给给定定的的兴兴利利库库容容V V兴兴，，即即可可由由Q Q调调～～V V兴兴曲曲线线查查出出所所求求的的调节调节流量流量Q Q调调；；对于年调节水库，可用下式计算：对于年调节水库，可用下式计算：式中，式中， W设供设供——设计枯水年供水期来水总量设计枯水年供水期来水总量(m3 ) ；； W供损供损——设计枯水年供水期水量损失设计枯水年供水期水量损失(m3 )             T供供——设计枯水年供水期历时设计枯水年供水期历时(s ) 。

 Q调＝（W设供-W供损+V兴）／T供 （m3／s） 应用上式计算注意问题：应用上式计算注意问题：（（1）水库调节性能问题水库调节性能问题   首先应判明水库确属年调节；首先应判明水库确属年调节； 一般，一般，β=8%～～30%时为年调节水库，时为年调节水库，β>30%即可进行多年调节即可进行多年调节 ；；   当当V >V完完时，水库可进行多年调节，否则为年调节时，水库可进行多年调节，否则为年调节 V完完的确定的确定: 令各月用水量均等于设计枯水年平均用水量，对设计枯水令各月用水量均等于设计枯水年平均用水量，对设计枯水年进行时历列表计算，即能求出年进行时历列表计算，即能求出V完完值；值；——设计枯水年平均天然流量设计枯水年平均天然流量(m(m3 3 /s) /s) ；； W W设枯设枯——设计枯水年枯水期来水总量设计枯水年枯水期来水总量(m(m3 3 ) ) ；；   （（2）划定蓄、供水期的问题划定蓄、供水期的问题    水库在调节年度内一次充蓄、一次供水的情况下，供水期开始时刻水库在调节年度内一次充蓄、一次供水的情况下，供水期开始时刻应是天然流量开始小于调节流量之时，而终止时刻则应是天然流量应是天然流量开始小于调节流量之时，而终止时刻则应是天然流量开始大于调节流量之时。

先假定供水期，待求出调节流量后进行核开始大于调节流量之时先假定供水期，待求出调节流量后进行核对，如不正确则重新假定后再算对，如不正确则重新假定后再算 Q调＝（W设供-W供损+V兴）／T供 （m3／s）  某拟建水库坝址处多年平均流量为某拟建水库坝址处多年平均流量为 , ,多年平均年多年平均年水量为水量为 按按设设计计保保证证率率P P设设=90%=90%选选定定的的设设计计枯枯水水年年流流量量过过程程线线如如图图示示初初定定兴兴利库容利库容V V兴兴＝＝120120××10106 6m m3 3，试计算调节流量和调节系数试计算调节流量和调节系数某水库设计枯水年完全年调节某水库设计枯水年完全年调节 算例算例解：解：①①判定水库调节性能判定水库调节性能ββ=120=120××10106 6/(710.1/(710.1××10106 6)≈17%)≈17% 初步认定为年调节水库；初步认定为年调节水库；W W设设年年= =13.513.5××1212×2.632.63××10106 6 =426.1=426.1××10106 6m m3 31)1)计算设计枯水年平均流量和年水量计算设计枯水年平均流量和年水量 进一步确定水库为年调节，其步骤为：进一步确定水库为年调节，其步骤为：= =13.5m13.5m3 3/ /s s，，T T枯枯=9=9××2.632.63××10106 6 =23.67 =23.67××10106 6(s)(s)2)2)定出设计枯水年的枯水期定出设计枯水年的枯水期3)3)求设计枯水年枯水期总水量求设计枯水年枯水期总水量 W W设枯设枯=57=57××2.632.63××10106 6 =149.91=149.91××10106 6(m(m3 3) )4 4) )确定确定设计设计枯水年枯水年进进行完全年行完全年调节调节所需所需兴兴利利库库容容V V完完 V V完完=(13.5=(13.5××23.6723.67－－149.9) 149.9) ××10106 6 =169.6=169.6××10106 6(m(m3 3) ) 已知兴利库容小于已知兴利库容小于V V完完，判定拟建水库是年调节水库，判定拟建水库是年调节水库②②按已知兴利库容确定调节流量按已知兴利库容确定调节流量按已知兴利库容确定调节流量按已知兴利库容确定调节流量( ( ( (不计水量损失不计水量损失不计水量损失不计水量损失) ) ) )Q Q调=(120=(120××10106 6+47+47××2.632.63××10106 6) / (8) / (8××2.632.63××10106 6) ≈11.6(m) ≈11.6(m3 3/s) /s) 先假定先假定1111月到次年月到次年6 6月为供水期月为供水期 计计算算得得的的Q Q调调大大于于1010月月份份天天然然流流量量, ,故故1010月月份份也也应应包包含含在在供供水水期期之之内内, ,即即实际实际供水期供水期应为应为9 9个月。

按此供水期再个月按此供水期再进进行行计计算，得算，得Q Q调=(120=(120××10106 6+57+57××2.632.63××10106 6) / (9) / (9××2.632.63××10106 6)≈11.4(m)≈11.4(m3 3/s)/s) 计算得的计算得的Q Q调调小于小于9 9月份天然流量，说明供水期按月份天然流量，说明供水期按9 9个月计算是正确的个月计算是正确的 该该水水库库所能所能获获得的得的调节调节流量流量为为11.4m11.4m3 3/s/s，其，其调节调节系数系数为为 某拟建水库坝址处多年平均流量为某拟建水库坝址处多年平均流量为 , ,多年平均年多年平均年水量为水量为 按按设设计计保保证证率率P P设设=90%=90%选选定定的的设设计计枯枯水水年年流流量量过过程程线线如如图图示示初初定定兴兴利库容利库容V V兴兴＝＝120120××10106 6m m3 3，试计算调节流量和调节系数试计算调节流量和调节系数算例算例月份月平均流量（m3/s）月份月平均流量（m3/s）1 12.47 2.47 7 747.98 47.98 2 20.95 0.95 8 845.48 45.48 3 39.50 9.50 9 923.75 23.75 4 47.60 7.60 10108.55 8.55 5 54.28 4.28 11117.13 7.13 6 63.00 3.00 12126.80 6.80 三、根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程三、根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程水库操作方案水库操作方案: : 定流量定流量 ; ; 定出力定出力推求水库运用过程推求水库运用过程: : 主要确定库水位、下泄量和弃水等的时历过程；计算并核主要确定库水位、下泄量和弃水等的时历过程；计算并核定工程的工作保证率。

定工程的工作保证率(1)(1)定流量操作定流量操作各时段调节流量为已知值特殊地，当各时段调节流量相各时段调节流量为已知值特殊地，当各时段调节流量相等时，称等流量操作等时，称等流量操作水库对于灌溉、给水和航运等部门的供水，多根据需水过水库对于灌溉、给水和航运等部门的供水，多根据需水过程按定流量操作程按定流量操作推求水库运用过程推求水库运用过程:分时段进行水量平衡计算分时段进行水量平衡计算对于既定兴利库容和操作方案对于既定兴利库容和操作方案,入库径流不同入库径流不同,水库运用过程水库运用过程亦不同对于设计代表期进行定流量计算对于设计代表期进行定流量计算,得出该代表期的水库运用得出该代表期的水库运用过程针对长水文系列进行径流调节计算过程针对长水文系列进行径流调节计算,还可统计得出工还可统计得出工程正常工作的保证程度程正常工作的保证程度(2)定出力操作水库对于发电部门的供水，多根据需水过程按定出力操作水库对于发电部门的供水，多根据需水过程按定出力操作推求水库运用过程推求水库运用过程: : 有两种方式有两种方式 第一种第一种是供水期以是供水期以V V兴兴 满蓄为起算点，蓄水期以满蓄为起算点，蓄水期以V V兴兴放空为起算点，分别按顺时序算到各自的期末。

计算结果放空为起算点，分别按顺时序算到各自的期末计算结果表明水电站按定出力运行水库在各种来水情况下的蓄放水表明水电站按定出力运行水库在各种来水情况下的蓄放水过程针对长水文系列进行定出力顺时序计算，还可统计过程针对长水文系列进行定出力顺时序计算，还可统计得出水电站正常工作的保证程度得出水电站正常工作的保证程度 第二种第二种是供水期以期末是供水期以期末V V兴兴 放空为起算点，蓄水期放空为起算点，蓄水期以期末以期末V V兴兴满蓄为起算点满蓄为起算点, ,分别按逆时序算到各自的期初分别按逆时序算到各自的期初计算结果表明水电站按定出力运行且保证计算结果表明水电站按定出力运行且保证V V兴兴在供水期末正在供水期末正好放空，蓄水期末正好蓄满，各种来水年份各时段水库必好放空，蓄水期末正好蓄满，各种来水年份各时段水库必须具有的蓄水量须具有的蓄水量2.6 兴利调节时历图解法    一、水量累积曲线和水量差积曲线一、水量累积曲线和水量差积曲线    二、根据用水要求确定兴利库容的图解法二、根据用水要求确定兴利库容的图解法    三、根据兴利库容确定调节流量的图解法三、根据兴利库容确定调节流量的图解法    四、根据水库兴利库容和操作方案四、根据水库兴利库容和操作方案,推求水库运用过程推求水库运用过程 一、水量累积曲线和水量差积曲线一、水量累积曲线和水量差积曲线1 1、水量累积曲线、水量累积曲线来水或用水随时间变化的关系可来水或用水随时间变化的关系可用用流量过程线流量过程线表示，也可表示，也可用水量用水量累积曲线累积曲线表示，均以时间为横坐表示，均以时间为横坐标，如右图。

标，如右图◆◆流量过程线上，纵坐标表示相流量过程线上，纵坐标表示相应时刻的流量值；应时刻的流量值；◆◆水量累积曲线上纵坐标则表示水量累积曲线上纵坐标则表示从计算起始时刻从计算起始时刻t t0 0( (坐标原点坐标原点) )到相应时刻到相应时刻t t之间的总水量之间的总水量 流量过程线和水量累积曲线流量过程线和水量累积曲线                         两两者者之之间间的的关关系系是是：：水水量量累累积积曲曲线线是是流流量量过过程程线线的的积积分分曲曲线线，，而而流量过线则是水量累积曲线的一次导数线，即流量过线则是水量累积曲线的一次导数线，即                                                                                                                                                水量累积曲线的绘制水量累积曲线的绘制水量累积曲线的绘制水量累积曲线的绘制近似求积法：近似求积法：将流量过程线历时分将流量过程线历时分成若干时段成若干时段△△t，求各时段平均流量　，求各时段平均流量　 ，并用它代替时段内变化的流量，，并用它代替时段内变化的流量，则：则：流量过程线和水量累积曲线流量过程线和水量累积曲线为了便于计算和绘图，常以为了便于计算和绘图，常以【【（（m3/s））·月月】】为水量的计算单位。

为水量的计算单位 其含义是其含义是1m3/s的流量历时一个月的流量历时一个月的水量，即的水量，即 1[（（m3/s））·月月]＝＝＝＝2.63×106 m3水量累积曲线计算表水量累积曲线计算表 时间时间月平均流量月平均流量(m3/s)水量增值水量增值ΔW水量累积值水量累积值W=ΣΔW年年月月按按106m3计计按按[(m3/s)·月月]按按106m3计计按按[(m3/s)·月月](1)(2)(3)(4)(5)(6)某某年年5678910501001501501005050×2.63100 ×2.63150 ×2.63150 ×2.63100 ×2.6350 ×2.6350100150150100500(月初月初)50 ×2.63150 ×2.63300 ×2.63450 ×2.63550 ×2.63600 ×2.630(月初月初)50150300450550600 已知某河某年5~10月平均流量，试绘制该时段内水量累积曲线 水量累积曲线的主要特性水量累积曲线的主要特性水量累积曲线的主要特性水量累积曲线的主要特性 （（1 1）累积曲线各时刻的纵坐）累积曲线各时刻的纵坐标就等于从开始时刻到该时标就等于从开始时刻到该时刻为止这一段时间内流经所刻为止这一段时间内流经所研究断面的水量之和；研究断面的水量之和； （（2 2）曲线上任意）曲线上任意A A、、B B两点的两点的纵坐标差值纵坐标差值△△W WABAB表示表示t tA A至至t tB B期间流过的水量；期间流过的水量； （（3 3）连接曲线上任意）连接曲线上任意A A、、B B两点得两点得割线割线ABAB，它与横轴夹角，它与横轴夹角 的正切的正切（斜率），正好表示（斜率），正好表示△△t tABAB内的平内的平均流量。

均流量全历时？全历时？ （（4 4）水量累积曲线上任意一点的切）水量累积曲线上任意一点的切线斜率代表该时刻的瞬时流量，线斜率代表该时刻的瞬时流量， 若若某某时时段段流流量量为为常常数数，，则则该该时时段段内内水水量量累累积积曲曲线线应应为为直直线线段段也也就就是是说说按按时时段段平平均均流流量量绘绘成成的的水水量量累累积积曲曲线线呈呈折折线线状状；；而而按按瞬瞬时流量绘制时，则呈曲线状时流量绘制时，则呈曲线状 上上述述切切线线斜斜率率表表示示流流量量的的特特性性可可见见，，当当选选定定比比尺尺绘绘成成水水量量累累积积曲曲线线后后, ,必必然然产产生生与与之之相相对对应应的的流量比尺流量比尺 水量累积曲线流量比尺水量累积曲线流量比尺水量累积曲线流量比尺水量累积曲线流量比尺 流量比尺的绘制很简单，沿横坐标轴，在坐标原点左边一流量比尺的绘制很简单，沿横坐标轴，在坐标原点左边一个计算时段的长度处取一点个计算时段的长度处取一点O作为流量比尺原点通过作为流量比尺原点通过O点点的任意直线在纵坐标的截距读数，即为该直线斜率所代表的任意直线在纵坐标的截距读数，即为该直线斜率所代表的流量值。

的流量值2、水量差积曲线、水量差积曲线    从流量过程线上减去一常数从流量过程线上减去一常数流量值，例如流量值，例如Q定定，然后把各，然后把各单位时段的差量（单位时段的差量（Q-Q定定）累）累积之，则得差积曲线的各纵积之，则得差积曲线的各纵标值，即标值，即    根据水量累积曲线各点的差根据水量累积曲线各点的差积水量绘制而成的曲线，叫积水量绘制而成的曲线，叫做水量差积曲线做水量差积曲线水量差积曲线的绘制水量差积曲线的绘制水量差积曲线的绘制水量差积曲线的绘制Q Q ——t t时刻的瞬时流量时刻的瞬时流量; ;Q Q定定 ——接近于绘图历时平均流接近于绘图历时平均流量的整数值量的整数值或近似表示为：或近似表示为：Q Q ——时段平均流量时段平均流量　　　　 水水量量差差积积曲曲线线也也具具有有与与水水量量和和时时间间比比尺尺相相适适应应的的流流量量比比尺尺，，只只不不过过这这时时水水平平方方向向不不表表示示流流量量为为零零，，而而表表示示接接近近于于绘绘图图历历时时平平均均流流量量的的整整数数流流量量Q Q定定流流量量等等于零的射线已于零的射线已“错动错动”到倾向右下方的到倾向右下方的OtOt’位置。

位置水量差积曲线流量比尺水量差积曲线流量比尺水量差积曲线流量比尺水量差积曲线流量比尺求导求导水量差积曲线的流量比尺绘制水量差积曲线的流量比尺绘制水量差积曲线的流量比尺绘制水量差积曲线的流量比尺绘制 先画水平线段先画水平线段O‘n"，使它按时间比尺表示某一定时段，使它按时间比尺表示某一定时段△△t然后由n"点垂直向下作线段点垂直向下作线段 t"n" ，使它按水量比尺等于，使它按水量比尺等于Q定定×△△t[(m3/s)·月月]将t"n"及其延长线等分，即可绘出水量差积曲线的流量比尺及其延长线等分，即可绘出水量差积曲线的流量比尺水量差积曲线的主要特性水量差积曲线的主要特性 (1)Q>Q (1)Q>Q定定时时, ,曲线上升；曲线上升；Q<

之差，即该两点历时内的实际水量 (4) (4)任一时刻的流量可由差积曲线任一时刻的流量可由差积曲线上该点切线斜率按流量比尺确定上该点切线斜率按流量比尺确定 当某时段流量为常数时，该时当某时段流量为常数时，该时段内差积曲线呈直线状段内差积曲线呈直线状 某时段的平均流量可由水量某时段的平均流量可由水量差积曲线相应两点的连线斜率，差积曲线相应两点的连线斜率，按流量比尺确定按流量比尺确定 二、根据用水要求确定兴利库容的图解法二、根据用水要求确定兴利库容的图解法1、确定年调节水库兴利库容的、确定年调节水库兴利库容的图解法图解法(不计水量损失不计水量损失) （一）年调节水库图解计算的代表（一）年调节水库图解计算的代表期法：期法：    [1] 使用水量累积曲线确定使用水量累积曲线确定    (1)平行移动需水累积曲线，使切来平行移动需水累积曲线，使切来水累积曲线于水累积曲线于M点    (2)再平行移动需水累积曲线，使与再平行移动需水累积曲线，使与来水累积曲线切于来水累积曲线切于M点之右下方点之右下方N点    (3)两切线之间的垂直距离即为所需两切线之间的垂直距离即为所需之调节库容之调节库容v。

上切点上切点M为余水期到亏水期之分界点，在为余水期到亏水期之分界点，在M点以左，来水累积曲线之斜率大点以左，来水累积曲线之斜率大干需水累积曲线之斜率根据累积曲线之特性，斜率之大小即表示流量之大干需水累积曲线之斜率根据累积曲线之特性，斜率之大小即表示流量之大小，所以小，所以M点以左为来水流量大于需水流量，故为余水期而点以左为来水流量大于需水流量，故为余水期而M点以右则相点以右则相反，来水累积曲线之斜率小于需水累积曲线之斜率，因而是亏水期反，来水累积曲线之斜率小于需水累积曲线之斜率，因而是亏水期由累积曲线特性可知，供水期由累积曲线特性可知，供水期tM~tN这一时段天然来水总量为这一时段天然来水总量为RN，而相应的，而相应的需水累积量为需水累积量为PR，故亏水量为，故亏水量为PN，它也即为所需之调节库容，它也即为所需之调节库容V图中阴影部分表示水库各时刻之蓄水量，而图中阴影部分表示水库各时刻之蓄水量，而AB线以上与来水累积曲线之间的线以上与来水累积曲线之间的垂直距离表示累积弃水量，这一年总弃水量即为垂直距离表示累积弃水量，这一年总弃水量即为MB    调节库容取决于左上切点与其后续之右下切点之间的垂直距离。

而非左下切调节库容取决于左上切点与其后续之右下切点之间的垂直距离而非左下切点与其后续之右上切点点与其后续之右上切点(图图2—6之之O、、M点点)，因为后两点之间并非是亏水期而，因为后两点之间并非是亏水期而是余水期，所以该切点之间的垂直距离乃表示余水期总余水量是余水期，所以该切点之间的垂直距离乃表示余水期总余水量[2] 使用水量差积曲线确定使用水量差积曲线确定         （（1）绘制设计枯水年水量）绘制设计枯水年水量差积曲线及其流量比尺；差积曲线及其流量比尺；         （（2）在流量比尺上定出已）在流量比尺上定出已知调节流量的方向线，绘出知调节流量的方向线，绘出平行于平行于Q调调射线并与天然水量射线并与天然水量差积曲线相切的平行线组；差积曲线相切的平行线组；         （（3））供供水水期期上上、、下下切切线线间间的的纵纵距距，，按按水水量量比比尺尺量量取取，，即等于所求的水库即等于所求的水库V兴兴注意事项：注意事项：注意事项：注意事项： (1) (1)上切线上切线bbbb‘‘和天然来水量差积曲线的纵距表示各时刻需和天然来水量差积曲线的纵距表示各时刻需由水库补充的水量；由水库补充的水量； (2) (2)切线切线bbbb‘‘和和cccc’’间纵距为兴利库容间纵距为兴利库容V V兴兴；； (3) (3)天然水量差积曲线与下切线天然水量差积曲线与下切线cccc‘‘间的纵距表示供水期水间的纵距表示供水期水库蓄水量变化过程。

库蓄水量变化过程（二）年调节水库图解计算的长系列法（二）年调节水库图解计算的长系列法（二）年调节水库图解计算的长系列法（二）年调节水库图解计算的长系列法2 2、确定多年调节水库兴利库容的图解法、确定多年调节水库兴利库容的图解法、确定多年调节水库兴利库容的图解法、确定多年调节水库兴利库容的图解法( (不计水量损失不计水量损失不计水量损失不计水量损失) )（一）多年调节水库图解计算的代表期法（一）多年调节水库图解计算的代表期法 (1) (1)绘制设计枯水系列水量差积曲线及其流量比尺绘制设计枯水系列水量差积曲线及其流量比尺; ; (2) (2)按照公式按照公式T T破破=n=n－－P P设设(n +1)(n +1)计算在设计保证率条件下的允许破计算在设计保证率条件下的允许破坏年数坏年数; ; 本例具有本例具有3030年水文资料，即年水文资料，即n n＝＝3030，若，若P P设设=94=94％，则％，则: : T T破破＝＝30-0.9430-0.94××31≈131≈1年 (3) (3)选出最严重的连续枯水年系列选出最严重的连续枯水年系列, ,并自此系列末期扣除并自此系列末期扣除T T破破, ,以划以划定设计枯水系列；定设计枯水系列； (4) (4)根据需要与可能，确定在正常工作遭破坏年份的最低用水流量根据需要与可能，确定在正常工作遭破坏年份的最低用水流量Q Q破破，，Q Q破破< Q< Q调调; ; (5) (5)在最严重枯水年系列末期在最严重枯水年系列末期( (最后一年最后一年) )作天然水量差积曲线的切作天然水量差积曲线的切线，使其斜率等于线，使其斜率等于Q Q破破; ;(6)(6)自点自点s's'作斜率等于作斜率等于Q Q调的线段调的线段s's"s's"。

同时在设计枯水系列起始时刻作同时在设计枯水系列起始时刻作差积曲线的切线差积曲线的切线hh'hh'，其斜率也等于，其斜率也等于Q Q调，切点为调，切点为h hs's"s's"与与hh'hh'间的间的纵距便表示该多年调节水库应具备的兴利库容纵距便表示该多年调节水库应具备的兴利库容; ;(7)(7)当长系列水文资料中有两个以上的严重枯水年系列而难于确定设计当长系列水文资料中有两个以上的严重枯水年系列而难于确定设计枯水系列时，则应按上述步骤分别对各枯水年系列进行图解，取所枯水系列时，则应按上述步骤分别对各枯水年系列进行图解，取所需兴利库容中的最大值，以策安全需兴利库容中的最大值，以策安全（二）多年调节水库图解计算的长系列法（二）多年调节水库图解计算的长系列法（二）多年调节水库图解计算的长系列法（二）多年调节水库图解计算的长系列法图3-20 确定多年调节水库兴利库容图解法(长系列法) 3 3、计入水量损失确定兴利库容的图解法、计入水量损失确定兴利库容的图解法、计入水量损失确定兴利库容的图解法、计入水量损失确定兴利库容的图解法       根据不计水量损失求得的兴利库容定出水库在计算期根据不计水量损失求得的兴利库容定出水库在计算期(年调节是指供水期年调节是指供水期,多年调节是指枯水系列多年调节是指枯水系列)的平均蓄水量的平均蓄水量和平均水面面积和平均水面面积,从而求出计算期总水量损失并折算成损失从而求出计算期总水量损失并折算成损失流量。

用既定的调节流量加上损失流量得出毛调节流量，流量用既定的调节流量加上损失流量得出毛调节流量，再根据毛调节流量在天然水量差积曲线上进行图解，便可再根据毛调节流量在天然水量差积曲线上进行图解，便可求出计入水量损失后的兴利库容近似解求出计入水量损失后的兴利库容近似解三、根据兴利库容确定调节流量的图解法三、根据兴利库容确定调节流量的图解法   代表期法：代表期法：(1)(1)在设计枯水年水量差积曲线下方绘在设计枯水年水量差积曲线下方绘制与之平行的制与之平行的满库线满库线，两者间纵距，两者间纵距等于已知的兴利库容等于已知的兴利库容V V兴兴; ;(2)(2)绘制枯水期天然水量差积曲线和满绘制枯水期天然水量差积曲线和满库线的公切线库线的公切线ab;ab;(3)(3)根据公切线的方向，在流量比尺上根据公切线的方向，在流量比尺上定出相应的流量值，它就是已知兴定出相应的流量值，它就是已知兴利库容所能获得的符合设计保证率利库容所能获得的符合设计保证率要求的调节流量切点要求的调节流量切点a a和和b b分别定分别定出按等流量调节时水库供水期的起出按等流量调节时水库供水期的起迄日期迄日期; ;3-211、确定年调节水库调节流量的图解法、确定年调节水库调节流量的图解法 (4) (4)当计及水库水量损失时，先求平均损失流量，从上面求出的调节当计及水库水量损失时，先求平均损失流量，从上面求出的调节流量中扣除损失流量，即得净调节流量。

流量中扣除损失流量，即得净调节流量 在设计保证率一定时，调节流量值将随兴利库容的增减而增减，在设计保证率一定时，调节流量值将随兴利库容的增减而增减，当改变当改变P P设设时，只需分别对各个时，只需分别对各个P P设设相应的设计枯水年，用同样方法进相应的设计枯水年，用同样方法进行图解，便可绘出一组以行图解，便可绘出一组以P P设设为参数的兴利库容与调节流量的关系曲为参数的兴利库容与调节流量的关系曲线长系列法：长系列法：长系列法：长系列法：求出各种来水年份的求出各种来水年份的Q调调，，将这些将这些Q调调值按大小顺序值按大小顺序排列，进行频率计算并绘排列，进行频率计算并绘制调节流量频率曲线根制调节流量频率曲线根据规定的据规定的P设设，便可在该，便可在该频率曲线上查定所求的调频率曲线上查定所求的调节流量值对若干兴利库节流量值对若干兴利库容方案，用相同方法进行容方案，用相同方法进行图解，就能绘出一组调节图解，就能绘出一组调节流量频率曲线流量频率曲线 2 2、确定多年调节水库调节流量的图解法、确定多年调节水库调节流量的图解法、确定多年调节水库调节流量的图解法、确定多年调节水库调节流量的图解法代表期法：代表期法：          从长水文系列中选出从长水文系列中选出最枯枯水年组，根据水文最枯枯水年组，根据水文系列的年限和设计保证率，系列的年限和设计保证率，可算出正常工作允许破坏可算出正常工作允许破坏年数年数; T破破＝＝n-P设设(n +1)                    据此在图中确定据此在图中确定s‘点位点位置。

自置自s’点作满库线的切点作满库线的切线线s‘s“,可按其方向在流量可按其方向在流量比尺上定出调节流量比尺上定出调节流量Q调长系列法长系列法长系列法长系列法第二章第二章   思考题思考题1、水库有哪些特征水位及特征库容？它们各起什么作用、水库有哪些特征水位及特征库容？它们各起什么作用?2、水库的蒸发、渗漏损失是如何产生的、水库的蒸发、渗漏损失是如何产生的? 3、何谓水库的淤积年限？减少淤积的措施有哪些？、何谓水库的淤积年限？减少淤积的措施有哪些？4、灌溉水库的灌溉面积、兴利库容、设计保证率三者、灌溉水库的灌溉面积、兴利库容、设计保证率三者       之间的关系怎样之间的关系怎样?5、设计保证率的涵义、设计保证率的涵义?怎样表示？怎样表示？ 6、设计枯水年是如何选择的？、设计枯水年是如何选择的？7、兴利调节按调节周期分为几类？、兴利调节按调节周期分为几类？8、什么是库容系数和调节系数？公式表达式？、什么是库容系数和调节系数？公式表达式？9、兴利调节的原理？用公式怎样表示？、兴利调节的原理？用公式怎样表示？10、已知兴利库容，如何求年调节水库的调节流量和调节、已知兴利库容，如何求年调节水库的调节流量和调节系数？系数？11、兴利调节计算研究哪几类课题、兴利调节计算研究哪几类课题?12、什么是水量累积曲线、什么是水量累积曲线?水量累积曲线的特性有哪些？水量累积曲线的特性有哪些？ 13、什么是水量差积曲线、什么是水量差积曲线?水量差积曲线的特性有哪些？水量差积曲线的特性有哪些？ 14、根据用水要求确定兴利库容的时历法、根据用水要求确定兴利库容的时历法?15、根据用水要求确定兴利库容的图解法、根据用水要求确定兴利库容的图解法? 。