水利计算5-兴利调节计算

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1、水利计算水库兴利调节计算摘要兴利调节是水库针对用水部门（如灌溉、发电、给水、航运等）的需要而进行的调节。在规划设计阶段，根据水库的来水，在一定的兴利用水和供水保证率的要求下，经调节计算就可求得水库的兴利库容。水库兴利调节计算目录第一节水库及其特性第二节水库的设计标准和设计保证率第三节径流调节的作用及分类第四节径流调节原理第五节径流调节时历列表法小结第一节水库及其特性一、水库特性曲线水库：指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。水库作用：拦蓄洪水，调节河川天然径流和集中落差。水库类型：河道型、湖泊型。水库特性曲线：反映水库地形特征的曲线。?水库水位～面积关系曲线，简

2、称为水库面积曲线。定义：水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积的关系曲线。面积曲线反映了水库地形的特性。?水库水位～容积关系曲线，简称为水库容积曲线。定义：它是水库面积曲线的积分曲线，即库水位与累积容积的关系曲线，也称为水库库容曲线。（一）水库面积曲线绘制：一般可根据l/10000～l/5000比例尺的库区地形图，用求积仪(或按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成的水库面积(高程的间隔可用l,2或5m)，然后以水位为纵座标，以水库面积为横坐标，点绘出水位～面积关系曲线，如下图所示（二）水库容积曲线绘制：首先将水库面积曲线中的水位分层，其次，自河底向上逐层计算各相邻高程之间的容

3、积。水库容积特性和面积特性图（二）水库容积曲线假设水库形状为梯形台，则各分层间容积计算公式为：或较精确公式式中,△V—相邻高程间库容（m3）;△Z—高程间距（m）Fi、Fi+1——相邻两高程的水库水面面积m2）。自下而上按依次叠加，即可求出各水位对应的库容，（二）水库容积曲线水库总库容的大小是水库最主要指标。通常按此值的大小，把水库划分为下列五级：大Ⅰ型——大于l0亿m3；大Ⅱ型——l～10亿m3；中型——0.1～l亿m3；小Ⅰ型——0.01～0.1亿m3；小Ⅱ型——小于0.01亿m3。水库容积的计量单位:?m3(m3/s)·Δt用(m3/s)·Δt表示主要是为了能与来水的流量单位直

4、接对应，便于调节计算。Δt是单位时段，可取月、旬、日、时。如1(m3/s)·月表示1m3/s的流量在一个月（每月天数计为30.4天）的累积总水量，即1(m3/s)·月＝30.4×24×3600＝2.63×106m3（二）水库容积曲线静库容：在假定入库流量为零时，蓄在水库内的水体为静止(即流速为零)时，所观察到的水静力平衡条件下的自由水面。动库容：如有一定入库流量(水流有一定流速)时，静库容相应的坝前水位水平线以上与洪水的实际水面线之间包含的楔形库容称为动库容。动库容曲线：以入库流量为参数的坝前水位与计入动库容的水库容积之间的关系曲线。?设计要求：一般情况下，按静库容进行径流调节计算，

5、精度已能满足要求。?但在需详细研究水库回水淹没和浸没问题或梯级水库衔接情况时应考虑回水影响。?对于多沙河流，泥沙淤积对库容有较大影响，应按相应设计水平年和最终稳定情况下的淤积量和淤积形态修正库容曲线。动库容的计算：回水曲线法和近似法1.首先假定某一入库流量Q1和若干坝前不同水位，根据水力学公式，求出一组水面曲线；2.将水库分段，求出每段相应于回水曲线的平均水位位置。根据位置确定面积，这样就可以求出不同回水曲线每段的容积。3.将各段库容相加，得到以某一入库流量为参数的总的动库容曲线。二、水库的特征水位及其相应库容水库特征水位：表示水库工程规模及运用要求的各种库水位。确定依据：它们是根据

6、河流的水文条件、坝址的地形地质条件和各用水部门的需水要求，通过调节计算，并从政治、技术、经济等因素进行全面综合分析论证来确定的。这些特征水位和库容各有其特定的任务和作用，体现着水库运用和正常工作的各种特定要求；也是规划设计阶段，确定主要水工建筑物尺寸，估算工程投资、效益的基本依据。（一）死水位和死库容死水位：水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。死库容：死水位以下的水库容积。确定死水位的主要因素：（1）保证水库有足够的能发挥正常效用的使用年限(俗称水库寿命)，特别应考虑部分库容供泥沙淤积。（2）保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉必要的引水高程。（3）库区航运和渔业的要求。死水位

7、（二）正常蓄水位和兴利库容正常蓄水位：在正常运用条件下，水库为了满足设计的兴利要求，在开始供水时应蓄到的水位。兴利库容：正常蓄水位到死水位之间的库容，又称调节库容或有效库容。消落深度：正常蓄水位与死水位之间的深度，又称为工作深度。?溢洪道无闸门时，正常蓄水位就是溢洪道堰顶的高程；当溢洪道有闸门时，多数情况下正常蓄水位也就是闸门关闭时的门顶高程。正常蓄水位消落深度（三）防洪限制水位和结合库容防洪限制水位：水库在汛期为兴利蓄水允许达到的上限水位，又称为汛期限制