河海大学水资源规划及利用复习知识点教学提纲.doc

河海大学水资源规划及利用复习知识点

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河海大学水资源规划与利用复习资料
一、
水资源特点：流动性，可再生性，多用途性，公共性，利与害的两重性
水资源的综合利用：同时满足几个部门的需要，并且将除水害和兴水利结合起来统筹解决，这种开发水资源的方式，称为水资源的综合利用
防洪与兴利矛盾：疏浚河道有利于防洪、航运等，但降低了河水位，可能不利于自流灌溉引水；若筑堰抬高水位引水灌溉，又可能不利于泄洪，但却降低了水电站的水头，使所发电能减少。
二
1水资源评价的涵义与任务
水资源评价是对某一地区或流域水资源的数量、质量、时空分布特征、开发利用条件、开发利用现状和供需发展趋势作出的分析估价。它是合理开发利用和保护管理水资源的基础工作，为水利规划提供依据
依据：《中华人民共和国水法》 《水资源评价导则》(SL/T238-1999)
水资源评价的内容：
水资源评价的背景与基础 水资源数量评价 水资源质量评价
水资源开发利用及其影响评价 水资源综合评价
2、中国水资源评价分区
10个一级区——按流域水系划分，以松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河和西北诸河
80个二级区——一级区以下划分二级区，基本保持河流水系完整性；
3、水平年、典型年和系列法
l 水平年
基准年：为现状情况，又称现状水平年，是指进行水资源评价工作的现状情况，以某一年为标准——力求准确地反映实际情况
近期水平年：为近期情况，一般为基准年以后的5～10年——要求有一定的精度——供需分析时应进行平衡的调整
中期水平年：为远景情况，一般为基准年以后的15～20年——精度要差一些——供需分析时也可不作调整平衡
远期水平年：一般为基准年以后的30～50年——精度将会更差一些——仅侧重于区域水资源承载能力的宏观分析
l 典型年法
典型年法又称代表年法
首先根据对已有水文气象资料进行频率分析的成果，确定平水年和枯水年等不同典型年的雨情和水情，然后在此基础上对各水平年的水资源供需情况进行分析
我国规定，平水年保证率P＝50％，枯水年保证率P＝75％，特枯水年保证率P=90％（或95％）
典型年选择
一般选水利年或水文年，合理确定年总水量和年内分配
同一年各分区的保证频率不同时——上、中、下游或各分区的协调
降雨和径流的频率不同时——根据实际情况分析确定：供水主要靠河川径流、而且有较强水库调蓄能力的情况，也应按径流系列选择；河川径流供水相对较少且调节能力差的区域，应按降雨系列选择
l 系列法
系列法，又称为水资源供需平衡动态模拟法——根据所选的水文气象系列，通过逐年逐时段计算，进行未来的水资源供需分析
一次历史系列法 历史系列循回组合法 随机系列模拟法
4、 水文三要素：降水、径流与蒸发
5、主要水均衡参数
l 给水度
给水度随地下水位埋深的增加而加大
l 降雨入渗补给系数
降雨入渗补给系数有随埋深h加大而减小的趋势
l 潜水蒸发系数
l 渠系渗漏与灌溉入渗补给系数
6、水质标准
按功能高低将水质划分为五类：
l Ⅰ类：主要适用于源头水，国家自然保护区。
l Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护 区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。
l Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。
l Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
l Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
7、水资源总量计算公式（重复水资源量D）
水资源综合评价方法
定义降水扣去作物、土壤及水面直接利用和消耗后的全部水量为总水资源量

P——降水量；
SE——植物截留、地表水体蒸发、地表滕发量；
RS——地表径流量；
WR——地下水补给量；
WE——潜水蒸发量；
WC——除潜水蒸发、基流排泄外的地下水净排泄消耗量；
WG——地下水对河川的补给，即河川基流量；
R——河川径流量。
D重复计算量
三
1、 水资源规划的目标和原则
水资源规划的目标包括整治和兴利两类。
整治的目标包括对河道、湖泊、水库、渠道、滩涂、湿地等天然和人工水体的淤积、萎缩和退化等问题的治理，进行生态保护和重建，制定污水排放控制标准和生态保护标准。
兴利的目标包括通过修建各种水利工程，调节水资源的时空分布，推进水资源充分利用，满足日益增长的社会经济用水需求。
2、 水资源规划的内容
水资源调查评价，水资源开发利用情况调查评价，需水预测，节约用水，供水预测，水资源保护，水资源配置，总体布局与实施方案，规划实施效果评价
3.水资源供需平衡分析
主要介绍两种方法：典型年法和水资源系统动态模拟。
1．现状供需分析
(1)调查统计现阶段年份各水源的实际供水量和各部门的实际用水量。
(2)进行水量平衡校核。 (3)现状供需状况及分析。 (4)典型年法中供水保证率的概念。

纵向：今后多年供水过程中有保证年数占总供水年数的百分数；横向：规定某一年份，把某系列各年的来水都放在这一年进行供需分析，计算其有保证的年数占系列总年数的百分数。
四
1、综合利用水库：为实现水资源综合利用而兴建的水利工程。
径流调节：即按人们的需要，通过水库的蓄水、泄水作用，控制径流和重新分配径流。
兴利调节：为兴利目的进行的径流调节。
洪水调节：为了拦蓄洪水、削减洪峰而进行的径流调节。
3、 兴利调节的分类
调节周期：指水库的兴利库容从库空—蓄满—放空完整的蓄放水过程。
日调节、周调节、年调节和多年调节。
4.工作保证率和设计保证率的含义
水利水电部门的正常工作的保证程度，称为工作保证率。
要为拟建的水利水电工程选定一个合理的工作保证率，称设计保证率。
工作保证率有不同的表示形式。
1. 年保证率 它是指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比，即

2. 历时保证率 指多年期间正常工作历时（日、旬或月）占总历时的百分比
式中m为破坏年份的破坏历时与总历时之比。

同一电力系统中，规模和作用相近的联合运行的几座水 电站，可当作单一水电站选择统一的设计保证率。
5、 设计代表年
常选择有代表性的枯水年、中水年（也称平水年）和丰水年作为设计典型年，分别称为设计枯水年、设计中水年和设计丰水年。
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均兴利情况；
设计丰水年则代表多水条件下的兴利情况。
6、设计中水系列
为探求水库运用的多年平均状况，一般取10～15年作为代表期，称设计中水系列。选择时要求：
1）系列连续径流资料至少要有一个以上完整的调节循环；
2）系列年径流均值应等于或接近于多年平均值；
3）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CV与长系列的相近。
7、 确定年调节水利库容图解法步骤：
1、绘制设计枯水年水量差积曲线及其流量比尺
2、 在流量比尺上定出已知调节流量的方向线Q调射线，绘出平行于Q调射线并与天然水量差积曲线相切的平行线组
3、供水期上、下切线间的纵距，按水量比尺量取，即等于所求的水库兴利库容V兴
8、确定年调节水库调节流量的图解法
（1）在设计枯水年水量差积曲线下方绘制与之平行的满库线，两者间纵距等于已知的兴利库容V兴
（2）绘制枯水期天然水量差积曲线和满库线的公切线ab。
（3）根据公切线的方向，在流量比尺上定出相应的流量值，它就是已知兴利库容所能获得的符合设计保证率要求的调节流量。切点a和b分别走出按等流量调节时水库供水期的起迄日期。
（4）当计及水库水量损失时，先求平均损失流量，从上面求出的调节流量中扣除损失流量，即得净调节流量（有一定近似性）。
9、P设、Q调、 V兴三者之间关系（结合图说明）

（1） V兴一定时，P设越高，可能获得的供水期Q 调越小，反之则大。
（2） Q 调一定时，要求的P设越高，所需的 V兴也越大，反之则小。
（3） P设一定时，V兴越大，供水期Q 调也越大。
五、
1. 洪水致灾因素
l 自然因素，是产生洪水和形成洪灾的主导因素；
l 社会因素，包括人口增多、社会经济发展等，造成洪水灾害不断加重；
2、 研究洪灾成因，应在关注自然因素作用的同时，着重分析人类活动对洪水成灾规律和防洪安全的影响，人类活动的影响主要表现在以下几个方面：
① 植被破坏，水土流失加剧，入河泥沙增多；
② 围湖造田，与河争地，河湖泄蓄洪能力降低；
③ 防洪工程标准低，病险多，抗洪能力弱；
④ 非工程防洪措施不完善，难以适应防洪减灾的要求；
⑤ 蓄滞洪区安全建设不能满足需要，运用难度大。
3. 洪水灾害
水灾：一般是指因河水或湖水泛滥淹没城市和农村所引起的灾害。
涝灾：指的是因降雨使土地过湿造成农作物生长不良而减产的现象，或因雨后地面排泄不畅而产生大面积积水使社会财产受损。
4. 洪灾损失
l 经济损失： 指洪水淹没造成的可用货币计量的各类损失，故又称有形损失，主要包括：工业、农业、交通、邮电、居民房屋、家庭财产以及各种其他损失等。
l 非经济损失 ：指洪水引起的难以用货币计量的损失，故又称为无形损失，如生态环境的恶化，文物古迹的破坏，灾民伤亡与精神痛苦，灾区疾病流行及其对民众健康的影响，正常生活工作秩序与环境破坏造成的社会混乱，由于房屋财产损失而使人们的日常生活水平骤然下降，以及洪灾对国家的政治稳定和国际声誉的不利影响等。
5. 洪水灾害产生的不利影响
l 对经济发展的影响
水一旦成灾，将对地区和国家的经济发展造成巨大破坏和消极影响，严重威胁着人类社会经济的可持续发展
l 对自然生态环境造成严重危害
洪泛区内的居民住所、自然景观、文物古迹等遭到毁坏；暴雨洪水引起水土流失，使植被遭到破坏，土地贫瘠，入河泥沙增加，湖泊萎缩失调，河流功能退化，洪水不能正常排泄；洪水的淹没与冲击，还会威胁到各种动、植物的生存等。
l 对社会生活产生多方面的影响
其中最主要的是人口死亡、灾民流离、疫病蔓延与流行等问题。
l 对国家事务产生影响
严重的洪水灾害的发生，将花费国家大量人力、物力、财力和精力。
6、 防洪减灾措施：
防洪工程措施是指按照规定的防洪标准，为控制和抵御洪水以减免洪水灾害损失而修建的各种工程。包括：水土保持、筑堤防洪与防汛抢险、疏浚与整治河道、分洪、滞洪与蓄洪。
防洪非工程措施是指通过行政、法律、经济等非工程手段，以减少洪水灾害损失的措施。
包括：防洪区的科学规划与管理，公民防洪、防灾教育，防洪法律、法规建设，洪水预报、警报和防汛通信，蓄洪及分洪工程合理调度，推行洪水保险，征收防洪基金，防汛抢险，善后救灾与灾后重建等。
防洪工程措施与防洪非工程措施的目的都是防洪减灾。两者的区别在于：
防洪工程措施是以修建工程的手段，达到控制洪水、减少洪灾的作用，多属于工程技术问题。
防洪非工程措施主要考虑洪灾程度和风险程度，根据保护对象的重要程度不同，实行不同程度的保护。因此，采用法令、行政、经济、技术等手段和通过国家、地方和集体、个人之间的合作，预先安排，以减少洪灾损失，属于规划管理问题。
可见，防洪工程措施和防洪非工程措施的作用不同，不能相互替代。在防洪减灾工作中，应把这两种措施有机地结合起来，取长补短，科学配置和联合运用，形成完整的防洪减灾系统。
7、防洪标准定义
各种防洪保护对象或水利工程本身要求达到的防御洪水的标准。通常以频率法计算的某一重现期的设计洪水为防洪标准，或以某一实际洪水(或将其适当放大)作为防洪标准。
下游防洪对象的防洪标准与水工建筑物本身的防洪标准
当水库不承担下游防洪任务时，按水库工程水工建筑物防洪标准，选定合适的设计洪水和校核洪水的流量过程线，作为水库调洪计算的原始资料。
8、河道整治规划是根据河道演变规律和兴利除害要求，为治理、改造河道所进行的水利工程规划。
河道整治规划一般包括洪水、中水、枯水三种整治方案。
l 洪水整治的目的是为了防御洪水泛滥，确保沿河人民生命财产安全；
l 枯水整治则主要是保障通航和引水；
l 中水整治对稳定河床，控制河势具有决定性意义。
河道整治规划设计内容
l 设计流量和设计水位 整治线 河槽断面
9、堤线布置应遵循下列原则：
l 河堤的堤线应与河势流向相适应，并与大洪水的主流线大致平行。一个河段两岸堤防的间距或一岸高地一岸堤防之间的距离应大致相等，不宜突然放大或缩小。
l 堤线应力求平顺，各堤段平缓连接，不得采用折线或急弯。
l 堤防工程应尽可能利用现有堤防和有利地形，修筑在土质较好、比较稳定的滩岸上，留有适当宽度的滩地，尽可能避开软弱地基、深水地带、古河道、强透水地基。
l 堤线应布置在占压耕地、拆迁房屋等建筑物少的地带，避开文物遗址，利于防汛抢险和工程管理。
10、调洪演算原理

q=f（V） q=f（Z）
11、调洪演算列表试算法步骤及qmax出现的具体时刻
qmax的试算：改进法：假定Δt’出Q2’直接令q2’=Q2’,计算Δv’,求v2’，查q2’，如果与假定的一致，则试算结束。否则，重新假定Δt’。
调洪演算双辅助线法步骤及qmax出现的具体时刻

事先计算并绘制曲线组：（V／Δt-q／2）=f1（Z）
（V／Δt+q／2）=f2（Z）
q=f3（Z）
水库上游水位与下泄流量关系曲线的确定q=f(Z)
Z限、 Z防、Z设、Z校及V防、V拦、V调
整个计算大体可归纳为以下几点：
1．收集计算所需基本资料
（1）设计洪水资料，包括大坝设计洪水、校核洪水。水库下游有防洪任务时还需要与下游防洪标准相应的设计洪水，坝址至下游防护区的区间设计洪水，上下游洪水遭遇组合方案或分析资料。
（2）泄洪能力资料。包括各种方案的溢流堰和泄水底孔的泄洪能力曲线。
（3）库容曲线。包括库容特性曲线和面积特性曲线。
（4）有关经济资料。
2．拟定比较方案。根据地形、地质、建筑材料、施工设备等条件，拟定水面溢洪道和泄水底孔的型式、位置和尺寸，拟定几种可能的起调水位。
3．调洪计算。按一定的操作方式进行调洪演算，求水库最高洪水位和最大下泄流量。
4．方案选择。根据调洪计算成果，计算各方案的大坝造价、上游淹没损失、泄洪建筑物投资、下游堤防造价及下游受淹的经济损失等。通过技术经济比较，选择最优方案。
11、防洪特征水位及相应库容的推求
1．防洪限制水位的确定

1－防洪高水位 2－正常蓄水位 3－汛期限制水位 4－死水位
2．防洪高水位及防洪库容的推求
当遇下游防护对象的设计洪水时，在坝前达到的最高水位即为防洪高水位。
防洪高水位与汛期防洪限制水位之间的库容即为防洪库容。

l 在t1时刻以前，使q=Q
l t1时刻Q=q汛限，闸门全开。，水位逐渐上升。
l 至t2时刻，q=q安，于是用闸门控制，使q=q安，水位继续上升，闸门逐渐关小。
l 至t3时刻，Q降落得重新等于q，水库水位达到最高，闸门也不再关小。
l t3以后是水库泄水过程，水库水位逐渐回降。
3．设计洪水位及拦洪库容的推求
水库遇大坝设计洪水时，在坝前达到的最高水位称设计洪水位。
设计洪水位与汛期防洪限制水位之间的库容即为拦洪库容。
（1）下游无防洪要求时

l 在t1时刻以前，以闸门控制使q=Q；
l t1时刻开始闸门全部打开;
l t2达到Zmax，即为所求的设计洪水位。
（2）下游有防洪要求时
l t1前，q=Q， Z↑，q↑ ；
l t2时Q=q汛限，闸门逐渐关小;
l t2~t3间用闸门控制q使q=q安，以满足下游防洪要求;
l 至t3时，Z=Z防，因确保水工建筑物的安全，不再控制q，而是将闭门全部打开自由溢流;
l t4时刻，Zmax，qmax。

12、蓄滞洪区是指河道周边辟为临时蓄存洪水的湖泊、洼地或扩大行洪、泄洪的区域，其作用是调蓄洪量，削减河道洪峰流量，降低河道洪水位，确保重点防护区安全。
蓄滞洪区又可细分为分洪区、蓄洪区、行洪区、滞洪区。
六
1、 水能资源与水力发电的基本原理
l 水力发电就是利用天然水能生产电能。
l 河川径流相对于海平面而言（或相对于某基准面）具有一定的势能。因径流有一定流速，就具有一定的动能。
l 这种势能和动能组合成一定的水能—水体所含的机械能。
2、水能资源三个特点：1，资源总量十分丰富，但人均资源量并不富裕 2，水能资源分布不均，于经济发展的现状极不匹配 3，江河来水量的年内和年际变化大，导致水能资源在时间上的分配不均。
3、坝式
拦河筑坝或闸来抬高开发河段水位，使原河段的落差HAB 集中到坝址处，从而获得水电站的水头H。
1. 坝后式水电站
若筑坝建库所引起的淹没损失相对不大，有可能筑中、高坝抬水，来获得较大的水头。
这时因水电站厂房本身不能挡水，就应将其布置在坝下游侧，与挡水坝分开，用压力引水管连接坝和厂房。这是最通常的坝式开发方式。
2. 河床式水电站
采用坝式开发时，若地形、地质等条件不允许筑高坝，也可筑低坝或水闸来获得较低水头。此时常利用水电站厂房作为挡水建筑物的一部分，使厂房承受坝上游侧的水压力。
3. 坝内式水电站
如果坝址河道很窄，也可将发电厂房设在坝体内部。这种水电站称为坝内式水电站。
4. 坝旁式水电站
在河道内建土石坝或拱坝，难以安排发电厂房时，常在坝旁设进水口和隧洞引水，至坝下游设发电厂房；也可将发电厂房设在坝旁的地下，再经尾水隧洞与坝下游河道连接。
5、引水式
通过沿河修建引水道，使原河段的落差集中到引水道末端厂房处，从而获得水电站的水头。ΔH=HAB－H QA
1． 无压 明渠或无压隧洞 2、有压 有压隧洞或管道
当地形、地质等条件不允许筑高坝，而河段坡度较陡或河段有较大的弯曲段处，建造较短的引水道即能获得较大水头时，常可采用引水式集中水能。 通常都是径流式开发。
6、混合式
如果开发河段的上游部分有一较平坦的地形适宜于筑坝建库，同时其下游河段坡降较陡，可采用引水道集中落差，在这种地形条件下，采用混合式开发是比较合理的。
混合式水电站多半是蓄水式的。
4、 列表法步骤：根据电站的调节方式计算确定各时段的发电流量Q电；根据水能计算的边界条件等，进一步分析计算各时段水库蓄水量的变化量W、时段平均水库水位Z上、时段平均下游水位Z下及电站的时段平均水头H；根据N＝ 9.81ηQ H ＝ K Q H 和
计算水电站的时段平均出力N和时段发电量E。
5、电力负荷：在任何时间内，电力系统中各电站的出力过程和发电量必须与用电户对出力的要求和用电量相适应，这种对电力系统提出的出力要求，常被称为电力负荷。
三个区域：峰荷区，腰荷区，基荷区
常采用以下3个指标值反映日负荷图的特征：
（1）基荷指数α，，α值越大，基荷占负荷图的比重越大，表示系统用电情况比较平稳。
（2）日最小负荷率β，，β值越小，表示日高峰负荷与日低谷负荷的差别越大，日负荷越不均匀。
（3）日平均负荷率γ，，γ值越大，表示日负荷变化越小。
峰谷差：D=N”-N’
对于电力系统负荷月内、季内的不均衡特性，可通过以下3个指标反映：
1月负荷率σ，表示在一个月内负荷变化的不均衡性，用该月的平均负荷与最大负荷日的平均负荷的比值表示。
2季负荷率ξ，表示一年内月最大负荷变化的不均衡性，用全年各月最大负荷的平均值与最大负荷值的比值表示。
3负荷率δ，表示一年的发电量E年与最大负荷相应的年发电量的比值，即： 式中：h为年最大负荷的利用小时数。
6、 电力系统装机容量
l 电站上每台机组都有一个额定容量，此即发电机的铭牌出力。
l 电站的装机容量是指该电站上所有机组铭牌出力之和。
l 电力系统的装机容量便是所有电站装机容量的总和。

规划阶段

运行阶段

7、 水电站的技术特性
（1）出力和发电量是随天然径流量和水库调节能力有一定的变化。
（2）工作位置及发电量受水库综合利用的影响。
（3）水电站的年运行费用与所生产的电能量无关，因此在丰水期内应尽可能多发水电，以节省系统燃料消耗。
　 （4）水电站适宜担任系统的调峰、调频和事故备用等任务。机组开停灵便、迅速，从停机状态到满负荷运行仅需1～2分钟时间，并可迅速改变出力的大小，以适应负荷的剧烈变化，从而保证系统周波的稳定。
（5）水电站的建设地点要受水能资源、地形、地质等条件的限制。
水电站的单位千瓦投资通常比火电站大，但由于水电站发电不需消耗燃料，故单位电能成本比火电站的低。
8、无调节水电站的运行方式
1. 无调节水电站的一般工作特性
无调节水电站的运行特征是：任何时刻的出力主要决定于河中天然流量的大小。
l 枯水期：担任基荷。
l 丰水期：仍只宜于担任基荷；只有当天然流量所产生的出力大于系统的最小负荷时，水电站应担任基荷和一部分腰荷，这时还会发生弃水。
　2. 无调节水电站在不同水文年的运行方式
（1）设计枯水年
l 枯水期: 水电站以最大工作容量或大于最大工作容量的某个出力运行。
l 丰水期：即使以其全部装机容量运行，有时仍不免有弃水。
（2）丰水年
可能全年均需要用全部装机容量在负荷图的基荷部分运行。可能全年均有弃水。

9、 日调节水电站的运行方式
1. 日调节水电站的一般工作特性
日调节水电站的工作特征是：除弃水期外，在任何一日内所能生产的电能量，与该日天然来水量时（除其他水利部门用水）所能发出的电能量相等。
原则上是在不发生弃水情况下，应尽量让日调节水电站担任系统的峰荷，以充分发挥水轮发电机组能迅速灵活适应负荷变化的优点。
　　 水电站进行日调节，对电力系统所起的效益可归纳为以下3方面：
（1）日调节水电站在枯水期一般总是担任峰荷，让火电站担任基荷；从而节省煤耗，降低系统的运行费用。
（2）在一定的保证出力情况下，日调节水电站比无调节水电站的工作容量可更大一些，能更多地取代火电站的容量；可减少系统的总投资。
（3）丰水期，日调节水电站全部装机容量逐步由峰荷转到基荷运行；可增加水电站的发电量，相应减少火电站的发电量与总煤耗，从而降低系统的运行费用。
　# 大型水电站承担日调节任务时，往往会对下游的综合利用产生不利影响。应注意设法满足综合利用各部门的要求，解决矛盾的措施：
（1）对水电站的日调节进行适当的限制；
（2）在水电站下游修建反调节水库以减小流量、水位和流速的波动幅度。
11、 水电站的装机容量是指水电站所有机组额定容量的总和，由水电站最大工作容量、备用容量和重复容量所组成。
在确定水电站的最大工作容量时，须进行电力系统的电力（出力）平衡和电量（发电量）平衡及系统容量平衡。
系统电力平衡：系统中所有各电站的出力之和必须随时满足系统的负荷要求。水火电混合电力系统：

系统电量平衡：系统中所有电站在任一时段内的发电量之和必须与系统在该时段内的电量需求相平衡。水火电混合电力系统：

系统容量平衡：分析确定系统内所有水、火电站在电力系统负荷图上各时段所承担的工作容量及各种备用容量，并检查有无空闲容量和受阻容量。
12、 水电站最大工作容量的确定
与设计水平年电力系统的负荷图、系统内已建成电站在负荷图上的工作位置，以及拟建水电站的天然来水情况、水库调节性能、经济指标等有关。
1. 无调节水电站最大工作容量的确定

2.日调节水电站最大工作容量的确定
日调节水电站的保证出力为：

相应日保证电能量为：

3. 年调节水电站最大工作容量的确定
根据发电要求进行水量调节，其平均调节流量Q调为：

 相应水电站在设计供水期内的保证出力为：

水电站在设计供水期内的保证电能为

  与日调节水电站相似，年调节水电站的最大工作容量 主要取决于设计供水期内的保证电能。
12、水电站备用容量的确定
1．负荷备用容量：电力系统必须随时准备一部分备用容量，当突发负荷发生时，不致因系统容量不足而使周波降低到小于规定值，而影响供电的质量。这部分备用容量称为负荷备用容量N负备。N负备=N系统×(2%~5％)
2、事故备用容量：由于大型系统内各种规格的机组情况十分复杂，机组发生事故对国民经济的影响亦难以估计正确，一般根据实际运行经验确定系统所需的事故备用容量。N事备=N系统×10%
3．检修备用容量：系统中的各种机组设备，都要进行有计划的短期和长期停机检修。系统检修备用容量，一般以设置在火电站上为宜（有燃料保证）。
13、 水电站重复容量的选定

14、水电站装机容量的选择及分析
水电站装机容量的选择及分析：
1用E水日在12月份典型日负荷图上量取2保证出力倍数法:N装=K×N保3年装机利用小时数法试算确定。
15、正常蓄水位与各水利部门效益之间的关系：1．防洪，防洪库容与兴利库容完全结合或部分结合时，提高正常蓄水位可直接增加水库调蓄库容，同时有利于拦蓄洪水，提高下游地区的防洪标准。2．发电，随着正常蓄水位的增高，水电站的保证出力、多年平均年发电量、装机容量等动能指标也将随着增加。3．灌溉和城镇供水，正常蓄水位的增高，一方面可以加大水库的兴利库容，增加调节水量，扩大下游地区的灌溉面积或城镇供水量；另一方面，有利于上游地区从水库引水自流灌溉或对水库周边高地进行扬水灌溉或进行城镇供水。4．航运，正常蓄水位的增高，有利于调节天然径流，加大下游航运流量，增加航运水深，提高航运能力；另一方面由于水库洄水向上游河道延伸，通航里程及水深均有较大的增加，大大改善了上游河道的航运条件。
16．正常蓄水位上下限方案的拟定
下限方案主要根据各水利部门的最低兴利要求拟定。
发电：尽量满足电力系统对拟建水电站所提出的最低发电容量与电量要求。
灌溉或城镇供水：尽可能满足地区发展规划及最必需的工农业供水量。
对在多沙河流上的某些水库，还要考虑泥沙淤积的影响，保证水库有一定的使用寿命。
2、上限方案拟定主要考虑下列因素：
（1）库区的淹没、浸没损失。
（2）坝址及库区的地形地质条件。
（3）河流梯级开发规划方案。 尽量“首尾相接”。
（4）蒸发、渗漏损失。
（5）人力、物力、财力及工期的限制。
17、选择正常蓄水位的步骤和方法
在拟定正常蓄水位的比较方案后，应该对每个方案进行下列各项计算工作。
1. 拟定水库的消落深度。
规划阶段通常采用简化法：
以发电为主的水库：根据经验统计，可用水电站最大水头H’’的某一百分比初步拟定水库的消落深度h消，从而定出各个方案的调节库容。
2．根据初估的工程规模，选择设计保证率，选择设计代表年或设计代表系列。
3．用简化法进行径流调节与水能计算，求各方案的保证出力、多年平均发电量、装机容量、保证供水量及灌溉面积等。
4．求出各方案之间有关水利动能参数的差，对水利动能参数较小的方案，选择恰当的替代方案。
5．计算各方案及其替代方案的投资、年运行费，然后求得各方案的年费用NF1、替代方案的年费用NF2及系统的年费用（NF系=NF1+NF2），以便进行水利动能经济比较，从中选出最有利方案。
18、 设计死水位的选择
各水利部门对死水位的要求
1．发电的要求
在已定的正常蓄水位下，随着水库消落深度的加大，兴利库容及调节流量均随着增加；另一方面，死水位的降低，相应水电站供水期内的平均水头却随着减小，因此其中存在一个比较有利的消落深度，使水电站供水期的电能最大。
为便于分析，可以把水电站供水期的电能划分为两部分，一部分为蓄水库容电能，另一部分为来水量产生的不蓄电能

  2．其他综合利用要求
工业用水、灌溉或航运等。应根据径流调节所需的兴利库容选择死水位。
（1）如果综合利用各用水部门所要求的死水位，比按发电要求的死水位高时，则可按后者要求选择设计死水位。
（2）如果情况相反，当水库主要任务为发电，则根据主次要求，在尽量满足综合利用要求的情况下按发电要求选择设计死水位；当水库主要任务为灌溉或城市供水时，则在适当照顾发电要求的情况下按综合利用要求选择设计死水位。
19、选择死水位的步骤与方法
1. 方案拟定
以发电为主的水库，选择死水位时应考虑水电站在设计枯水年供水期（年调节水库）或设计枯水年系列（多年调节水库）获得最大的保证出力，而在多年期内获得尽可能多的发电量，同时考虑各水利部门的综合利用要求以及对上下游梯级水电站的影响，然后对各方案的水利、动能、经济和技术等条件进行综合分析，选择比较有利的死水位。
在已定的正常蓄水位条件下，根据库容特性、综合利用要求、地形地质条件、水工、施工、机电设备等要求，确定死水位的上、下限，然后在上、下限之间，拟定若干个死水位方案进行比较。
（1）选择水库死水位的上限，一般应考虑下列因素:
① 通常为获得最大多年平均年电能的死水位，比为获得最大保证出力的死水位高。因此水电站水库的上限方案，应稍高于具有最大多年平均年电能的死水位。
② 对于调节性能不高的水库，应尽可能保证能进行日调节所需的库容。
③ 对于调节性能较高的水库，尽可能保持具有多年调节性能。
（2）选择水库死水位的下限，一般应考虑下列因素：
① 如水库具有综合利用要求，死水位的下限不应高于灌溉、城市供水及发电等引水所要求的高程；
② 考虑水库泥沙淤积对进水口高程的影响；
③ 死水位也不能过低，要考虑进水口闸门制造及启闭机的能力或水轮机制造厂家所保证的最低水头。
2 水利动能计算
（1）求出各方案的水库消落深度和兴利库容；然后对每个方案用设计枯水年或枯水年系列资料进行径流调节，得出各个方案的调节流量及平均水头 。
（2）对各个死水位方案，计算保证出力和多年平均年发电量，通过系统电力电量平衡，求出各个方案水电站的最大工作容量、必需容量与装机容量 。
3 经济计算
(1) 计算各个方案的水工建筑物和机电设备的投资以及年运行费，求出不同死水位方案的年费用AC水。
(2)计算各个方案替代电站补充的必需容量与补充的年电量，求出不同死水位方案替代电站的补充年费用AC火。
(3)根据系统年费用最小准则（AC系＝ AC水十 AC火为最小），并考虑综合利用要求以及其他因素，最终选择合理的死水位方案。
4 选定死水位方案
根据系统年费用最小准则，并考虑综合利用要求以及其他因素，最终选择合理的死水位方案。
七
在河流的干支流上布置一系列的水库，形成一定程度上能互相协作，共同调节径流的一群共同工作的水库整体即为水库群
1．串联水库群，水库之间有密切的水力联系。
2．并联水库群，水库之间没有直接的水力联系，但有共同的防洪、发电任务。
3．混联水库群，兼有以上两种关系和联系的复杂水库群。
水库群联合工作的特点：1．调节程度上不同。库容补偿。2．水文情况的差别。水文补偿。3．径流和水力上的联系。使各水库无论在参数选择或控制运用时，均有极密切的相互联系。4．水利和经济上的联系。
串联电站水库群蓄放水次序：1供水期放水次序：
上游水库先供水的有利条件为
<

哪个水电站水库的K值较小，那个水库就先供水。
2蓄水期放水次序
上游水库先供水有利的条件是

K’值大的水电站水库先蓄水有利。
八
1、水库调度的意义：人们修建水库的基本目的是通过水库的蓄泄作用，合理调节径流，改变天然径流的时间分配过程，使水库泄放的水量更好地适应人们的需求，因此，加强水库运行管理，搞好水库运行调度，是对水资源进行合理配置的重要手段之一。
2、水库常规兴利调度
兴利调度包括发电、灌溉、供水、航运等兴利部门的用水调度，其主要任务是：依据规划设计的开发目标、运用参数和兴利部门间的主、次关系及要求，合理调配水量、水能，改善水质，充分发挥水库综合利用效益。
3、 基本调度线绘制步骤：
1，选择符合设计保证率的几个典型年，并修正
2，按保证出力图至供水期末死水位开始，逆时序进行水能计算至供水期，又接着算至蓄水期初回到死水位，得到各典型年水电站按保证出力图工作所需的水库蓄水指示线，
3、取各典型年水库蓄水指示线的上下包线，即可得到上下基本调度线
4、上基本调度线：表示水电站按保证出力图工作时，各时刻所需的最高库水位，利用它就使水库管理人员在任何年供水期中有可能知道水库中何时有多余水量，可以使水电站加大出力工作，以充分利用水资源。
下基本调度线：表示水电站按保证出力图工作所需的最低库水位，当某时刻水位低于该线所表示的库水位时，水电站就要降低出力工作了。
5、水功能区划：一级区划和二级区划。一级功能区划包括：保护区，保留区，开发利用区，缓冲区。它从宏观上解决水资源开发利用和保护的问题，站在可持续发展的高度协调地区间的用水关系。
二级功能区包括饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区、排污控制区。其中，排污控制区和过渡区的划分是二级功能区划分中最发杂、最敏感的环节。

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