【文章內(nèi)容簡介】 處理國家、集體和個(gè)人的利益。要使移民的生產(chǎn)和生活條件好于遷建以前的生活。水庫的淹沒損失是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，有時(shí)達(dá)工程總投資的40%~50%，而且可能會(huì)有其他方面的影響。淹沒和浸沒問題常成為限制水庫規(guī)模的主要因素之一。對(duì)于巨型和大型水電站，可有計(jì)劃地分期抬高蓄水位，以減小近期淹沒損失和遷移困難。167。 水庫的興利調(diào)節(jié)4．2．1興利調(diào)節(jié)分類一、 按調(diào)節(jié)周期分類：調(diào)節(jié)周期 是指水庫的興利庫容從庫空，到蓄滿，又回到放空的完整的蓄放過程。日調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一晝夜。 抽水蓄能電站一般為日調(diào)節(jié)。周調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)周期為一周，將一周內(nèi)變化不大的入庫徑流按用水部門的周內(nèi)需水過程進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)。年調(diào)節(jié)：按用水部門的年內(nèi)需水過程，將一年中豐水期的多余水量蓄存起來，用以提高缺水期供水量。有不發(fā)生棄水的完全年調(diào)節(jié)和發(fā)生棄水的不完全年調(diào)節(jié)。完全年調(diào)節(jié)和不完全年調(diào)節(jié)的概念是相對(duì)的，它取決于庫容的大小和來水量的多少。年調(diào)節(jié)水庫一般可同時(shí)進(jìn)行周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。★ 通常用庫容系數(shù)反映水庫的調(diào)節(jié)能力，當(dāng)=8%30%時(shí)，一般可進(jìn)行年調(diào)節(jié)。來水較均勻時(shí)=2%8%即可進(jìn)行年調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)：利用興利庫容將豐水年多余水量蓄存起來，以提高枯水年份的供水量。當(dāng)水量變差系數(shù)較小，年內(nèi)水量分配均勻，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，30%，即可進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)水庫一般可同時(shí)進(jìn)行年調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。對(duì)于水力發(fā)電，通常把具有一定的興利庫容，有能力調(diào)節(jié)天然日徑流量的水電站，稱為蓄水式電站。把無調(diào)節(jié)和僅能進(jìn)行日調(diào)節(jié)的水電站(其日電能受控于天然徑流)稱為徑流式電站。二、 按水庫任務(wù)分類：單一任務(wù)徑流調(diào)節(jié)，綜合利用徑流調(diào)節(jié)。三、 按水庫供水方式分類：固定供水，變動(dòng)供水。四、 其他分類：反調(diào)節(jié)，單一水庫補(bǔ)償調(diào)節(jié)，水庫群補(bǔ)償調(diào)節(jié)，跨流域調(diào)水調(diào)節(jié)。4．2．2設(shè)計(jì)保證率一、工作保證率和設(shè)計(jì)保證率的含義工作保證率：水利水電部門正常工作的保證程度。 有三種計(jì)算形式：年保證率：指多年期間正常工作年數(shù)占運(yùn)行總年數(shù)的百分比。即多用于蓄水式電站和灌溉用水。歷時(shí)保證率：指多年期間正常工作歷時(shí)占總歷時(shí)的百分比，即 多用于徑流式電站，航運(yùn)用水和其他不進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)的用水部門。年保證率與歷時(shí)保證率之間的換算：M為破壞年份的破壞歷時(shí)與總歷時(shí)之比。按保證正常用水的數(shù)量計(jì)算保證率。應(yīng)當(dāng)注意，枯水年對(duì)用水部門適當(dāng)減少供水，效益并不一定會(huì)下降，可采用相應(yīng)措施進(jìn)行補(bǔ)償。提高保證率意味著擴(kuò)大工程規(guī)模，往往技術(shù)上有難度，經(jīng)濟(jì)上有困難，所以要選取合適的保證率。設(shè)計(jì)保證率是工程設(shè)計(jì)規(guī)劃的依據(jù)。二、設(shè)計(jì)保證率概念:為擬建的水利水電工程選定的合理的工作保證率稱為設(shè)計(jì)保證率設(shè)計(jì)保證率的選擇水利水電工程設(shè)計(jì)保證率的選擇是一個(gè)復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題。（一）水電站設(shè)計(jì)保證率水電站設(shè)計(jì)保證率關(guān)系到供電可靠性、水資源利用程度和電站造價(jià)。對(duì)重要的電站采用高的設(shè)計(jì)保證率。水電站設(shè)計(jì)保證率系統(tǒng)中水電站容量比重（%）25以下25~5050以上水電站設(shè)計(jì)保證率（%）80~9090~9595~98同一電力系統(tǒng)中，規(guī)模和作用相近的聯(lián)合運(yùn)行的幾座水電站，可當(dāng)作單一水電站選擇統(tǒng)一的設(shè)計(jì)保證率。（二）灌溉設(shè)計(jì)保證率灌溉設(shè)計(jì)保證率：指設(shè)計(jì)灌溉用水的保證程度。（三）供水設(shè)計(jì)保證率由于供水遭破壞將直接影響人民生活和造成生產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失，故供水采用較高的設(shè)計(jì)保證率，一般按年保證率取值范圍為95%~99%。（四）通航設(shè)計(jì)保證率通航設(shè)計(jì)保證率一般指最低通航水位的保證程度，以計(jì)算時(shí)期內(nèi)通航獲得滿足的歷時(shí)百分率表示。在綜合利用的水庫中，設(shè)計(jì)保證率按以下方案考慮①要將歷時(shí)保證率換算成年保證率，②要以主要部門的設(shè)計(jì)保證率為準(zhǔn)進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，③還要對(duì)年水量頻率分別進(jìn)行校核，取偏于安全的結(jié)果。必要時(shí)，可根據(jù)任務(wù)主次關(guān)系，適當(dāng)調(diào)整各部門的用水要求或設(shè)計(jì)保證率。4．2．3設(shè)計(jì)代表年和設(shè)計(jì)代表期在規(guī)劃工作中，長系列水文資料的選用計(jì)算結(jié)果比較精確，但工作量大。在滿足規(guī)劃工作要求的情況下，可選用若干典型年份或典型多年徑流系列作為設(shè)計(jì)代表期。一、設(shè)計(jì)代表年在規(guī)劃工作中，選擇有代表性的枯水年、中水年和豐水年作為設(shè)計(jì)典型年，稱為設(shè)計(jì)枯水年、設(shè)計(jì)中水年和設(shè)計(jì)豐水年。對(duì)于年調(diào)節(jié)水電站，滿足設(shè)計(jì)保證率要求的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)枯水年的供水期，可按供水期水量選定設(shè)計(jì)枯水年。二、設(shè)計(jì)多年徑流系列設(shè)計(jì)多年徑流系列是從長系列資料中選出的有代表性的短系列。（一）設(shè)計(jì)枯水系列由于完整調(diào)節(jié)周期不多，通常采用扣除允許破壞年數(shù)的方法加以確定。 為水文系列總年數(shù)。從資料中選出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年組，從最末一年開始扣除，余下的即為設(shè)計(jì)枯水系列。還要注意：①用設(shè)計(jì)枯水系列的調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果對(duì)其他枯水年組進(jìn)行校核，若另有正常工作遭破壞的時(shí)段，要從中扣除，得出新的破壞年數(shù)，并用它重新確定設(shè)計(jì)枯水系列，②有時(shí)需校核破壞年份的供水量和電量，若不能滿足，則水庫應(yīng)在允許破壞時(shí)段前預(yù)留部分蓄水量。（二）設(shè)計(jì)中水系列為探求水庫多年平均情況，一般取10~15年作為代表期，稱為設(shè)計(jì)中水系列。選擇時(shí)要滿足：①至少有一個(gè)以上的完整周期，②系列年徑流均值等于或接近多年平均值，③系列應(yīng)包括枯水年、中水年和豐水年，其比例關(guān)系與長系列大體相當(dāng)，年徑流變差系數(shù)接近。當(dāng)電力系統(tǒng)中有若干電站聯(lián)合運(yùn)行并進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)時(shí)，最好按長系列進(jìn)行計(jì)算，或以補(bǔ)償電站為主，選出統(tǒng)一的設(shè)計(jì)代表系列。4．2．4興利調(diào)節(jié)計(jì)算原理興利調(diào)節(jié)計(jì)算：根據(jù)各用水部門的要求，利用水庫重新分配天然徑流所進(jìn)行的計(jì)算。水庫的興利調(diào)節(jié)計(jì)算主要解決三類課題：（1）根據(jù)用水要求，確定興利庫容；（2）根據(jù)興利庫容，確定設(shè)計(jì)保證率下的供水水平（調(diào)節(jié)流量）；（3）根據(jù)興利庫容和水庫操作方案，求水庫運(yùn)用過程。 三類課題的實(shí)質(zhì)是找出天然來水，用水和興利庫容之間的關(guān)系。徑流調(diào)節(jié)計(jì)算的基本原理是水量平衡原理：計(jì)算時(shí)段的水量平衡方程：或計(jì)算時(shí)段水庫蓄水量變化值水庫的興利調(diào)節(jié)計(jì)算的方法：時(shí)歷法和概率法。167。一、根據(jù)用水過程確定水庫興利庫容（一）不計(jì)水量損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算由于用水已知，可根據(jù)天然徑流，定出水庫補(bǔ)充放水起止時(shí)間。逐時(shí)段進(jìn)行水量平衡，再有分析地累加各時(shí)段不足水量，便可得出該入庫徑流條件下為滿足既定用水要求所需的興利庫容。以下舉例說明，見表46。課本113。（二）考慮水量損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算方法：在中、小型水庫的設(shè)計(jì)中，可用簡化計(jì)算方法：①不計(jì)水量損失算出興利庫容，取此庫容之半加上死庫容，作為全年蓄水量；②由平均蓄水量得出庫水位和水庫面積；③根據(jù)庫水位和水庫面積算出年損失水量； ④興利庫容為不計(jì)損失興利庫容加年損失水量；⑤根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，用簡化計(jì)算方法所得結(jié)果偏大。例表48，課本115頁。小結(jié)：徑流來水過程與用水過程差別越大，則所需興利庫容越大。在一次充蓄條件下，累計(jì)整個(gè)供水期不足水量和損失水量之和，即得興利庫容。只要整個(gè)供水期用水總量不變，可任意改變供水流量，興利庫容均不變。供水期均勻供水的徑流調(diào)節(jié)稱為等流量調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)枯水年供水期調(diào)節(jié)流量與多年平均流量的比值成為調(diào)節(jié)系數(shù)，用以度量徑流調(diào)節(jié)程度。有時(shí)一年內(nèi)充水、蓄水兩次，如每次供水均小于蓄水，即，供水前水庫均能單獨(dú)存蓄所需水量，故兩次供水中較大者為興利庫容。 當(dāng)時(shí)，為滿足用水要求，應(yīng)為第二次供水預(yù)留水量，故?？煽闯墒枪┧谥械木植炕匦?。當(dāng)全年用水量小于設(shè)計(jì)枯水年來水量時(shí)，枯水期不足水量可由徑流調(diào)節(jié)解決，否則要進(jìn)行多年徑流調(diào)節(jié)。二、根據(jù)興利庫容，確定調(diào)節(jié)流量假定若干調(diào)節(jié)流量方案，對(duì)每個(gè)方案求出各自需要的興利庫容，繪出～曲線。根據(jù)給定的興利庫容，由曲線查定。對(duì)于年調(diào)節(jié)水庫： (m3/s)★應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意的問題：（1）水庫調(diào)節(jié)性能問題。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，庫容系數(shù)：=8%~30%時(shí)，一般可進(jìn)行年調(diào)節(jié)；30%，即可進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。通常還會(huì)以對(duì)設(shè)計(jì)枯水年按等流量進(jìn)行完全年調(diào)節(jié)所需的興利庫容為界限，實(shí)際庫容大于時(shí)為多年調(diào)節(jié)，否則為年調(diào)節(jié)。根據(jù)定義：；其中：為設(shè)計(jì)枯水年平均天然流量；為設(shè)計(jì)枯水年枯水期來水總量；為設(shè)計(jì)枯水年枯水期歷時(shí)。（2）劃定蓄供水期問題。供水期：指天然來水小于用水，需由水庫放水補(bǔ)充的時(shí)期。當(dāng)調(diào)節(jié)流量未知時(shí)要進(jìn)行試算。 ★ 課本118頁 [例41] 三、根據(jù)既定興利庫容和水庫操作方案推求水庫運(yùn)用過程（一）定流量操作各時(shí)段的調(diào)節(jié)流量為已知值，當(dāng)各時(shí)段的調(diào)節(jié)流量相等時(shí)，稱為定流量操作。多用于灌溉、給水和航運(yùn)等部門。推求水庫運(yùn)用過程可分時(shí)段進(jìn)行水量平衡。當(dāng)興利庫容和操作方案既定來說，入庫徑流不同，水庫運(yùn)用過程也不同。對(duì)于長水文系列進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算，可以統(tǒng)計(jì)得出工程正常工作的保證程度，而對(duì)設(shè)計(jì)代表期進(jìn)行定流量操作計(jì)算，可得出具有相應(yīng)特定含義的水庫運(yùn)用過程。（二）定出力操作為滿足用電要求，水電站調(diào)節(jié)水量要與負(fù)荷變化相適應(yīng)，此時(shí)水庫應(yīng)按定出力操作。定出力操作有兩種方式：（1）供水期以滿蓄為起算點(diǎn)，蓄水期以放空為起算點(diǎn)，分別順時(shí)序算到各自期末。類似于定流量操作。（2）供水期以期末放空為起算點(diǎn)，蓄水期以期末滿蓄為起算點(diǎn)，分別逆時(shí)序算到各自期初。由于水電站出力與水頭與流量兩個(gè)因素相關(guān)，定出力操作常采用逐次逼近的試算法（試算可先假定水電站引用流量）。逐次逼近的試算法：給定：從某一特定蓄水情況開始（庫滿或庫空），假定一引用流量，進(jìn)行時(shí)段水量平衡，求出時(shí)段平均庫水位；由定出，；比較與，兩者相近，說明假定用流量正確，計(jì)算完成，進(jìn)行下一時(shí)段計(jì)算。否則另行假定重算。例表49，120頁167。圖解法的原理和列表法相同，都是以水量平衡為原則，即通過天然來水量和興利部門用水之間的對(duì)比求得供需平衡。圖解法常用于年調(diào)節(jié)水庫和多年調(diào)節(jié)水庫的興利調(diào)節(jié)計(jì)算，解算速度快，特別對(duì)于多方案比較，優(yōu)點(diǎn)明顯。一、水量累積曲線和水量差積曲線（一）水量累積曲線水量累積曲線：橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為從計(jì)算時(shí)刻（坐標(biāo)原點(diǎn)）開始到相應(yīng)時(shí)刻之間的總水量。根據(jù)流量過程資料，即可繪出。水量累積曲線計(jì)算表時(shí)間月平均流量(m3/s)水量增值水量累積值年月某年78910∶∶0∶0++++++∶水量累積曲線的主要特性：（1） 曲線任意兩點(diǎn)間的縱坐標(biāo)表示兩點(diǎn)時(shí)刻之間的水量。（2） 連接曲線兩點(diǎn)，割線的斜率代表兩點(diǎn)間歷時(shí)的平均流量。（3） 曲線上任意一點(diǎn)的切線斜率代表該時(shí)刻的瞬時(shí)流量。水量累積曲線的形狀總是向上的。（二）水量差積曲線水量差積曲線：將水量累積曲線放如斜坐標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)，斜坐標(biāo)為流量為零的軸，橫坐標(biāo)為接近平均流量的整值數(shù)，縱坐標(biāo)仍為水量累積。水量差積曲線的主要特性： （1）時(shí)，曲線上升；，曲線下降。當(dāng)?shù)扔诨蚪咏骄髁繒r(shí)，曲線將圍繞水平軸上下擺動(dòng)。（2）曲線上任意時(shí)刻的縱坐標(biāo)到水平軸的距離表示從起始時(shí)刻到該時(shí)刻期間的水量差積值。從水平軸到傾斜軸的垂直距離表示同期累積水量。從曲線到傾斜軸的垂直距離表示到時(shí)刻的總累積水量。（3）曲線上任意兩點(diǎn)至斜線的垂直距離之差，表示兩點(diǎn)歷時(shí)的實(shí)際水量。（4）任一時(shí)刻的流量可由水量差積曲線上該點(diǎn)切線斜率按流量比尺決定。二、根據(jù)用水要求確定興利庫容的圖解法（一）確定年調(diào)節(jié)水庫興利庫容的圖解法圖解步驟：（1） 繪制設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線及其流量比尺；（2）在流量比尺上定出已知調(diào)節(jié)流量的方向線，繪出與平行并與水量差積曲線相切的平行線組；（3）供水期上、下切線間的縱距，按水量比尺量取，即等于所求興利庫容。改變將得出不同的。針對(duì)每一個(gè)方案進(jìn)行長系列時(shí)歷圖解，將求得各自特定的興利庫容經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。（二）確定多年調(diào)節(jié)水庫興利庫容的圖解法圖解步驟：（1）繪制設(shè)計(jì)枯水系列水量差積曲線及其流量比尺。（2）按公式計(jì)算在設(shè)計(jì)保證率條件下的允許破壞年數(shù)。（3）選出最嚴(yán)重的連續(xù)枯水年系列，并自此系列末期扣除，以劃定設(shè)計(jì)枯水系列。（4）確定在正常工作遭破壞年份的最低用水量。（5）在最嚴(yán)重枯水年系列末期作水量差積曲線的切線，其斜率等于。定出前一年的蓄水量點(diǎn)的位置。（6）過做斜率等于的線段，同時(shí)在設(shè)計(jì)枯水系列起始時(shí)刻作水量差積曲線的切線，其斜率也等于，則兩平行線間的縱距即為該多年調(diào)節(jié)水庫應(yīng)具備的興利庫容。（7）當(dāng)長系列資料中有兩個(gè)以上的嚴(yán)重枯水系列而難以確定設(shè)計(jì)枯水系列時(shí)，則應(yīng)分別對(duì)各枯水年系列進(jìn)行圖解，取所需興利庫容中的最大值，以策安全。 多年調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié)流量的范圍：大于設(shè)計(jì)枯水年進(jìn)行等流量完全年調(diào)節(jié)時(shí)的調(diào)節(jié)流量（即），小于整個(gè)水文系列的平均流量。當(dāng)考慮水庫水量損失時(shí)，用不計(jì)損失算出平均蓄水量和平均水面，從而求出計(jì)算期總水量損失并折算成流量。用既定的調(diào)節(jié)流量加上損失流量得出毛調(diào)節(jié)流量。也可對(duì)長系列水文資料，運(yùn)用推調(diào)節(jié)流量平行線的方法，求處各種年份和年組所需的，然后對(duì)各進(jìn)行頻率計(jì)算，按設(shè)計(jì)保證率確定必需的。（圖案219）三、根據(jù)興利庫容確定調(diào)節(jié)流量的圖解法（一） 確定年調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié)流量的圖解法采用代表期法的圖解步驟：（1） 繪制滿庫線，滿庫線是設(shè)計(jì)枯水年水量差積曲線下縱距為的曲線；（2） 繪制枯水期水量差積曲線與滿庫線的公切線；（3） 公切線的斜率即為已知所能獲得的符合設(shè)計(jì)保證率要求的調(diào)節(jié)流量，切點(diǎn)為水庫供水的起迄時(shí)間；（4） 考慮水量損失時(shí)，先求平均損失流量，從調(diào)節(jié)流量中扣除損失流量，即得凈調(diào)節(jié)流量。繪出一組以為參數(shù)，與的關(guān)系曲線，圖221。按長系列，繪出，與的關(guān)系曲線，圖222（a）。（二） 確定多年調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié)流量的圖解法選出最枯枯水年組，由天然水量差積曲線與滿庫線的公切線方向決定。對(duì)于長系列水文資料，為 “繃線法”。（圖425） 、與的關(guān)系可歸納為：（1）一定時(shí)，越高，可能獲得的供水期