水能规划演示文稿.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水能规划演示文稿,（二）水库容积特性：,指库水位与相应水库蓄水容积的关系。,据面积曲线可求得不同水位的水面面积,F,1,，,F,2,F,n,，,相邻两水位之间的水层容积：,V=1/2,（,F,1,+F,2,）,Z,，,任一水位,Z,以下的蓄水容积：,静水特性,动水特性,Z,1,楔形库容,Z,2,Z,Z,3,Z,n,0,4000,8000,容积,V,/,万,m,3,水位,Z,/m,=,D,=,n,Z,Z,i,i,V,V,0,Z,V,1.,死水位和死库容。,2.,正常蓄水位和兴利库容。,3.,防洪限制水位和结合库容。,4.,防洪高水位和防洪库容。,5.,设计洪水位和拦洪库容。,6.,校核洪水位和调洪库容。,7.,总库容与有效库容。,校核洪水位,设计洪水位,防洪高水位,正常蓄水位,防洪限制水位,死库容,兴利库容,消落深度,总库容,有效库容,调洪库容,拦洪库容,防洪库容,结合库容,楔形库容,死水位,二、水库的特征水位,（,characteristic level,）,和特征库容,三、水库的水量损失,1.,蒸发损失,（,evaporation loss,）,W,蒸,计算时段内水库的蒸发损失,（,m,3,）；,F,库,计算时段内水库平均蓄水水面面积,（,m,2,）；,f,原河道水面面积,（,m,2,）；,h,水,计算时段内库区水面蒸发深度,（,m,）；,h,陆,计算时段内库区陆面蒸发深度,（,m,）。,则,W,蒸,=,（,h,水,h,陆,）（,F,库,f,）（,m,3,）,上式可简化为,：,W,蒸,=,（,h,水,h,陆,）,F,库,（,m,3,）,h,陆,：,可用多年平均降水量减去多年平均年径流量来估算，或据陆面蒸发等值线图查得。,2.,渗漏损失,（,seepage loss,）,渗漏损失的主要途径,:,（,1,）坝身渗漏,（,2,）坝基渗漏,（,3,）库床渗漏,3.,结冰损失,可按结冰期始末水库蓄水面积之差乘以,平均结冰厚的倍估算。,W,渗,=k W,蓄,W,渗,计算时段内水库的渗漏损失,（,m,3,）；,W,蓄,计算时段内水库平均蓄水量,（,m,3,）；,k,系数，与库床的地质条件有关,。,四、水库的淤积,（,sedimentation,）,1.,淤积的形成,2.,水库淤积的危害,（,1,）减短水库寿命。,（,2,）增加了淹没、浸没损失。,（,3,）造成水轮机磨损或渠系淤积。,（,4,）使水库水质受到污染。,（,5,）增加水库管理运用的困难。,3.,水库淤积简算法,式中,V,悬移,悬移质多年平均年淤沙容积，,m,3,/,年；,V,推移,推移质多年平均年淤沙容积，,m,3,/,年；,V,年淤,多年平均年淤沙容积，,m,3,/,年；,V,总淤,水库使用,T,年后的於沙总容积，,m,3,；,0,多年平均悬移质含沙量，,kg/m,3,，由实测资料确定；,W,0,多年平均年径流量，,m,3,；,m,悬移质泥沙沉积率；,P,悬移质泥沙的孔隙率，一般为；,悬移质泥沙颗粒的干容重，,kg/m,3,；,推移质与悬移质沉积量的比值，一般平原地区为，丘,陵地区为，山区为；,T,设计淤积年限，年，一般中小型水库采用,2050,年，大型水库采,用,50100,年。,V,悬移,=,0,W,0,m,（,1,P,）,V,推移,=,V,悬移,V,年淤,=,V,悬移,+,V,推移,V,总淤,=,V,年淤,T,第二节 兴利调节分类,一、兴利调节的含义,径流调节,（,runoff regulation,）,兴利调节,（,useful regulation,）,洪水调节,（,flood prevention regulation,）,是按照人们的需要，所采取的控制径流和重新分配径流的措施。,为了满足兴利部门的用水要求而进行的径流调节。,为了消除或减轻洪水灾害而进行的径流调节。,二、兴利调节的分类（按调节周期分）,调节周期,水库从库空,库满,库空所用的时间,日调节,(daily regulation),周调节,(weekly,regulation),年调节,(annual,regulation),多年调节,(pluriennial,regulation),用水流量过程,来水流量过程,缺水,余,水,来水流量过程,用水流量过程,余 水,缺 水,时间,t,/h,24,流量,Q,/,（,m,3,/s,）,日调节示意图,星期,日,流量,Q,/,（,m,3,/s,）,六,一,二,三,四,五,周调节示意图,时间,t,/d,365,流量,Q,/,（,m,3,/s,）,供 水,蓄 水,弃,水,用水流量过程,来水流量过程,时间,t,/d,365,流量,Q,/,（,m,3,/s,）,来水流量过程,用水流量过程,缺 水,余 水,库容系数：,=V,兴,/W,年,V,兴,兴利库容,W,年,多年平均年径流量,30%,多属多年调节,8%,30%,多属年调节,8%,多属日调节,不完全年调节,完全年调节,多年调节示意图,年调节示意图,第三节 设 计 保 证 率,（,design guarantee ratio,）,一、工作保证率的含义及其表示形式,工作保证率指多年期间用水部门正常工作得到的保证程度。,1.,工作保证率的含义,（,1,）年保证率,P,年,P,年,=,100%,正常工作年数,运行总年数,1,=,100%,运行总年数破坏年数,运行总年数,1,（,2,）历时保证率,P,历时,P,历时,=,100%,正常工作历时,运行总历时,2.,工作保证率的表示形式,P,年,=1,(1,P,历时,)/,m,100%,二、设计保证率的含义及其选择,作为设计依据的工作保证率称为设计保证率。,1.,设计保证率的含义,2.,设计保证率的选择,大中型水电站的设计保证率,系统中水电站容量比重（,%,）,水电站设计保证率（,%,）,25,以下,2550,50,以上,8090,9095,9598,小型水电站的设计保证率,系统中水电站容量比重（,%,）,水电站设计保证率（,%,）,15,以下,1530,30,以上,7580,8085,8590,灌溉设计保证率,1.,设计代表年年水量的确定,设计丰水年,：,P,丰,=1,P,设,（,P,设,为用水部门的设,计保证率）,设计中水年,：,P,中,=50%,设计枯水年,：,P,枯,=P,设,2.,设计代表年年内分配的确定,修正系数,K=W,代,/W,实,，,式中,W,代,设计代表年年水量，,W,实,实际年年水量。,找实际年,进行水量修正,P,丰,W,丰,W,中,W,枯,P,中,P,枯,第四节 设 计 代 表 期,一、设计代表年,p,W,径流频率曲线,1.,设计枯水系列,T,破,=,n,P,设,（,n,+1,）,n,水文系列总年数。,二、设计多年径流系列,在长系列实测资料中选出最枯的连续枯水年组，从该枯水年组最末逆时序扣除允许破坏年数,T,破,，余下的即为设计枯水系列。,恰好满足设计保证率要求时正常工作允许破坏年数：,2.,设计中水系列,（,1,）系列中连续径流资料至少包括一个完整,的调节周期；,（,2,）系列的年径流均值应接近于长系列的年,径流均值；,（,3,）系列中丰水年、中水年、枯水年三种年,份都应包括，且其比例关系要与长系列,的大体相当。,设计中水系列应满足下列要求：,第五节 兴利调节计算,一、兴利调节计算的原理,水库水量平衡原理,W,入,W,出,=V,式中,：,W,入,t,内的入库水量,；,W,出,t,内的出库水量,；,V,t,内水库蓄水容积的变化值，,蓄水时为,+,，供水时为,。,针对某一时段,t,，水库水量平衡方程为,：,二、兴利调节计算求解的问题,（,1,）根据兴利部门的用水要求，求所需的兴利库容；,（,2,）根据兴利库容，求能保证提供的调节流量（用水）。,三、兴利调节计算方法,时历法,（,time sequential method,）,数理统计法,（,mathematical statistics method,）,列表法,图解法,（,3,）根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程。,天然来水,各部门用水,库容,一、已知用水求库容的调节计算,1.,不计水库水量损失的年调节计算,从水库蓄水期初库空开始蓄水，直到库满，经供水期水库放空为止。调节年度的起止点与水库一个完整的蓄泄过程的起止点相同。,第六节 兴利调节计算的时历列表法,调节年度,（,regulating year,）,又称,水利年度,：,V,调,=3020,（万,m,3,）,（单位：万,m,3,）,1978.7,年 月,来水量,用水量,W,来,W,用,W,来,W,用,=W,水量差,累积值,月 末,蓄水量,弃水量,水库水量平衡计算表,8,9,10,11,12,2,1,3,6,5,4,（,1,）,（,2,）,（,3,）,（,4,）,（,6,）,（,7,）,（,8,）,2150,4500,1200,420,310,150,70,40,430,360,190,140,1320,1530,720,450,410,410,410,510,520,820,760,840,830,3020,3020,2990,2890,2630,2290,1820,1730,1270,700,0,830,3800,4280,4250,4150,3890,3550,3080,2990,2530,1960,30,100,260,340,470,90,460,570,700,（,5,）,830,2970,480,1260,780,480,合计,9960,8700,1260,3020,4280,1979.,结论,：,从调节周期末为,0,，逆时序推，遇缺水相加、余水相减、出现负值按,0,处理，找出各时刻所需库容值，库容值最大者即为所求调节库容。,水库二次运用时调节库容的确定,（,1,）当,W,1,W,2,，,W,3,W,4,时,V,调,取,W,2,和,W,4,中之大值,（,2,）当,W,3,W,2,，,W,3,W,4,时,4,：,V,4,0,3,：,V,3,W,4,2,：,V,2,V,3,W,3,W,4,W,3,1,：,V,1,V,2,+,W,2,W,4,W,3,+,W,2,0,：,V,0,0,V,调,W,2,+,W,4,W,3,（,3,）当,W,2,W,3,W,4,时,V,调,W,4,W,1,W,2,W,3,W,4,来水流量,用水流量,0,1,2,3,4,流量,Q,时间,t,2.,计入水库水量损失的年调节计算,(P43),二、已知库容求用水流量的调节计算,1.,当年内用水变化较复杂时,Q,1,Q,2,Q,n,V,1,V,2,V,n,V,调,Q,V,兴,Q,用,按分配比例假定若干用水方案,;,求相应的若干调节库容,;,建立用水水平与调节库容的关系曲线,;,据已知的调节库容从图中查得用水流量,;,据分配比例求得整个调节周期内的调节流量。,2.,当用水可用供水期（或蓄水期）平均流量表示时,假设供水期,（,water shortage period,）,，用供水期的水量平衡公式求得供水期的调节流量：,Q,供,W,供天,W,供损,T,供,V,兴,假设蓄水期,（,residual water period,）,，用蓄水期的水量平衡公式求得蓄水期的调节流量：,Q,蓄,W,蓄天,W,蓄损,T,蓄,V,兴,Q,供,供水期的用水流量,；,Q,蓄,蓄水期的用水流量,；,W,供天,供水期的天然来水量,；,W,蓄天,蓄水期的天然来水量,；,W,供损,供水期的水量损失,；,W,蓄损,蓄水期的水量损失,；,T,供,供水期的时间,；,T,蓄,蓄水期的时间,；,V,兴,兴利库容,。,T蓄蓄水期的时间；,进行来、用水对照，可知蓄水期与假设不符。,当用水可用供水期（或蓄水期）平均流量表示时,以上三式中 W来i第i年的年来水量，m3；,式中 V悬移悬移质多年平均年淤沙容积，m3/年；,假定蓄水期为79月，,regulation),h陆计算时段内库区陆面蒸发深度（m）。,份都应包括，且其比例关系要与长系列,例2 某多年调节水库，设计保证率P=85%，多年平均年径流量W年=550106m3，年径流系列的CV，CSCV，水库设计年用水量W用=462106m3，求多年库容V多。,建立用水水平与调节库容的关系曲线;,V调 W2+W4W3,兴利调节计算的有关因素,渗漏损失（seepage loss）,一、已知用水求库容的调节计算,结论：从调节周期末为0，逆时序推，遇缺水相加、余水相减、出现负值按0处理，找出各时刻所需库容值，库容值最大者即为所求调节库容。,以上三式中 W来i第i年的年来水量，m3；,月 份,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,月平均流量,（,m,3,/s,）,30,50,25,10,8,6,4,4,8,7,6,4,例,1,：,已知某水库坝址处多年平均年径流量,W,年,=710.110,6,m,3,，兴利库容,V,兴,=12010,6,m,3,，设计枯水年的天然来水如下表：,求用水流量（可按等流量调节，不计水量损失）,解：,判别水库调节类型,在,8%30%,之间，故为年调节水库。,%,16,16,.,0,=,10,1,.,710,10,120,6,6,=,年,W,V,兴,=,库容系数,进行来、用水对照知供水期与假设相符,，则,（,m,3,/s,）即,为所求供水期的用水流量。,假设供水期为,11,月,6,月,，,则,T,供,=8,个月,，,W,供天,=,（,8+6+4+4+8+7+6+4,）,1=47,（,m,3,/s,月,）,Q,供,=,W,供天,T,供,V,兴,=,8,47,12010,6,/,（,2.63 10,6,）,（,m,3,/s,）,进行来、用水对照知供水期,与假设不符,。,重新假设,供水期为,10,月,6,月,，,则,T,供,=9,个月,，,W,供天,=,（,10+8+6+4+4+8+7+6+4,）,1=57,（,m,3,/s,月,）,Q,供,=,W,供天,T,供,V,兴,=,9,57,12010,6,/,（,2.63 10,6,）,（,m,3,/s,）,1,（,m,3,/s,月,）,=2.63 10,6,m,3,假定蓄水期为,7,9,月，,则,T,蓄,=3,个月,，,W,蓄天,=30+50+25=105,（,m,3,/s,月,）,=,3,105,12010,6,/,（,2.63 10,6,）,（,m,3,/s,）,进行来、用水对照知蓄水期与假设相符,，则,（,m,3,/s,）即,为所求蓄水期的用水流量。,月 份,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,月平均流量,（,m,3,/s,）,30,50,25,10,8,6,4,4,8,7,6,4,Q,蓄,=,W,蓄天,T,蓄,V,兴,例,2:,某发电水库坝址处多年平均年径流总量为,1125010,6,m,3,，水库的兴利库容,V,兴,=135410,6,m,3,，设计枯水年入库径流资料见表中第（,2,）栏。不计水量损失，无其它部门用水要求，求发电可用流量（可用供水期、蓄水期平均用水流量表示）。,解：,判别水库调节类型,值在,8%30%,之间，,故水库属年调节。,10,10,1354,6,6,11250,=,年,W,V,兴,=,库容系数,将求得的,Q,供,=192m,3,/s,与表中各月来水流量对照知，供水期假设正确，即,供水期,12,月至次年,4,月,发电可用流量为,192m,3,/s,。,确定供水期可用流量,已知,V,兴,=135410,6,m,3,=135410,6,/,（,2.6310,6,）,=515,（,m,3,/s,）,月,假设供水期为,12,月至次年,4,月，,则,T,供,=5,个月,W,供天,=152+90+76+65+63=446,（,m,3,/s,）,月,Q,供,=,W,供天,T,供,V,兴,5,=,446,515,=192m,3,/s,192,192,192,192,192,进行来、用水对照，可知蓄水期假设正确，,即,蓄水期,6,月至,8,月,发电可用流量,为,585m,3,/s,。,确定蓄水期可用流量,假定蓄水期为,5,月至,11,月，,则,T,蓄,=,7,个月，,W,蓄天,=460+768+782+720+462+346+262=3800,（,m,3,/s,）,月,Q,蓄,=,W,蓄天,T,蓄,V,兴,=,7,3800,515,=469m,3,/s,进行来、用水对照，可,知蓄水期与假设不符。,重新假设蓄水期为,6,月至,8,月，,则,T,蓄,=3,个月，,W,蓄天,=768+782+720=2270,（,m,3,/s,）,月,Q,蓄,=,W,蓄天,T,蓄,V,兴,=,3,2270,515,=585m,3,/s,192,192,192,192,192,585,585,585,192,192,192,192,192,585,585,585,确定其它时期可用流量,供、蓄水期以外的月份，因其天然流量介于供水期调节流量与蓄水期调节流量之间，属不供不蓄期，可用流量等于天然流量。,460,462,346,262,进行多年调节,进行年调节,任务,V,兴,=,V,多,+,V,年,V,多,多年库容，即用于调节年际径流,变化所需的库容。,V,年,年库容，即用于调节年内径流,变化所需的库容。,一、多年调节水库兴利库容的组成,第七节 多年调节计算的数理统计法,“合成总库容法”,（,compound storage method,）,二、多年库容计算,来水量表示为模比系数,K,：,用水量表示为调节系数,：,多年库容表示为多年库容系数,多,：,多,以上三式中,W,来,i,第,i,年的年来水量,，,m,3,；,W,年,多年平均年径流量,，,m,3,；,W,用,水库设计年用水量,，,m,3,。,引入以上各参数后，兴利调节计算的各因素表示为来水年径流系列的,离势系数,C,V,、调节系数,、库容系数,多,和保证率,P,。,利用普列什科夫,（,Plieshikev,）,线解图（普氏线解图）可以在已知以上,C,V,、,、,多,和,P,四个参数中任意三个参数的条件下,，求得第四个参数。,兴利调节计算的有关因素,来水,用水,兴利库容,保证率,从水库蓄水期初库空开始蓄水，直到库满，经供水期水库放空为止。,结论：从调节周期末为0，逆时序推，遇缺水相加、余水相减、出现负值按0处理，找出各时刻所需库容值，库容值最大者即为所求调节库容。,进行来、用水对照知供水期与假设不符。,（1）求多年库容系数多,假定蓄水期为5月至11月，,径流调节（runoff regulation）,假定蓄水期为5月至11月，,V调 W2+W4W3,悬移质泥沙颗粒的干容重，kg/m3；,一、兴利调节计算的原理,F库计算时段内水库平均蓄水水面面积（m2）；,第二节 兴利调节分类,普列什柯夫线解图是在,C,S,=2,C,V,的条件下绘制的,当,C,S,2,C,V,时,必须进行参数转换后才能查用普列什柯夫线解图,例,1,某多年调节水库，设计保证率,P,=80%,，,多年平均年径流量,W,年,=40010,6,m,3,，,C,V,，,C,S,=2,C,V,，,多年库容,V,多,=11610,6,m,3,，,求年用水量,。,解,:,因,C,S,=2,C,V,，所以可直接查用普氏线解图,116,10,6,400,10,6,多,V,多,W,年,0.29,（,2,）求调节系数,从,P,=80%,的普氏线解图中查出,C,V,，,多,所对应的调节系数,=,。,（,3,）求年用水量,年用水量,W,用,=,W,年,=0.840010,6,=32010,6,m,3,。,（,1,）求多年库容系数,多,例,2,某多年调节水库，设计保证率,P,=85%,，,多年平均年径流量,W,年,=55010,6,m,3,，年径流系列的,C,V,，,C,S,C,V,，水库设计年用水量,W,用,=46210,6,m,3,，求多年库容,V,多,。,解,:,（,1,）求调节系数,462,10,6,550,10,6,W,用,W,年,0.84,（,2,）将,C,V,、,转化为,C,V,、,V,S,C,C,m,=,V,V,C,2.5,C,=,=2.5,m,m,2,a,0,=,2.5,2.5,2,=,=0.2,1,0.2,1,a,0,V,C,C,V,=,0.32,=,=0.4,1,a,0,1,0.2,a,a,0,=,0.84,0,.2,=,=0.8,（,3,）求多年库容系数,多,（,4,）求多年库容,V,多,从,P,=85%,的普氏线解图中查出 ，,所对应的 为,0.3,。,C,V,=,0.4,=,0.8,多,多,多,=,（,1,a,0,）,=0.3,（,1,0.2,）,=0.24,V,多,=,多,W,年,=0.2455010,6,=13210,6,m,3,注：普氏线解图是针对固定用水量（即,=,常数）绘制的，如果是变动用水量，必须先将变动用水转化为固定用水才能查用普氏线解图。,应选择年来水量等于（或十分接近）年用水量的年份计算年库容,三、年库容,V,年,的计算,V,兴,=,V,多,+,V,年,。,四、兴利库容,的确定,按下表数据判断调节年度，不计损失，求该调节年度所需的调节库容。,练习题,谢谢观看,谢谢观看,