水利计算之兴利调节计算.ppt
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1、2.兴利调节分类,1.兴利调节计算原理,3.年调节水库兴利调节计算,4.多年调节水库兴利调节计算,任务,求出各种水利水能要素的时间过程.以及调节流量、兴利库容和设计保证率之间的关系,供水量,电站出力,库水位,蓄水量,弃水量,损失水量,目的,是确定工程规模、工程效益和运行方式的依据。,方法,时历法,概率法,分为两大类,按时历顺序,逐时段进行径流调节计算。其结果也是逐时段的,应用径流的统计特性,按概率理论进行径流调节。成果也是概率或保证率的形式,原理,指利用水库的调蓄作用,将河川径流洪水期(或丰水期)的多余的水量储存起来,以提高枯水期(或枯水年)的供水量,满足各兴利部门的用水要求的进行的计算也就是
2、水库蓄水量变化高程的计算。,计算是将调节周期分为若干计算时段。分别按水量平衡原理计算,在任何时间内,进入水库的水量和流出水库的水量之差,等于在水库这一段时间内蓄水量变化。,原理,公式,V=(Q入Q出)t,计算时段t内的出库平均流量,各兴利部门所有用水量:Q发电Q灌溉Q给水 Q航运,水量损失:Q蒸发Q渗漏,弃水:Q弃,计算时段,其长短取决于调节周期和径流均匀程度,公式,计算时段t内的入库平均流量,计算时段t内蓄水量的变化值,。,在来水、用水以及保证率确定的前提下,计算所需要的兴利库容,在来水、兴利库容、保证率已知情况下,核算水库的设计供水能力,在来水、兴利库容、供水能力已定情况下,核算水库供水保
3、证率,1.径流调节的分类,按调节的目的,枯水调节,洪水调节,除害,兴利,1.径流调节的分类,按供水方式,变动供水,固定供水,给水,灌溉,1.径流调节的分类,按服务对象,发电调节,灌溉调节,少有单一调节,给水调节,航运调节,防洪除涝调节,多为综合,一库多用,1.径流调节的分类,按调节周期,日调节,无调节,周调节,年(季)调节,多年调节,即一次蓄泄循环,水库从放空蓄满放空的循环时间称为调节周期。,河川径流在一昼夜间的变化基本上是均匀的,而某些部门的用水(如发电、灌溉),则白天和夜晚差异甚大,有了水库,就可以把白天负荷少时的多余水量储存起来,增加当天负荷增加时的发电水量。其调节周期为一天。,1.径流
4、调节的分类,之无调节、日调节,1.径流调节的分类,之无调节、日调节,河川径流在一昼夜间的变化基本上是均匀的,而某些部门的用水(如发电),则一周差异甚大,有了水库,就可以把负荷少时(休息日)的多余水量储存起来,增加工作日负荷增加时的发电水量。其调节周期为一周。,1.径流调节的分类,之周调节,河川径流在丰水期和枯水期的水量差异比较大,而许多用水部门(如发电、灌溉)在枯水期用水不足、在丰水期用水过剩。这就要求水库在一年内进行天然径流的重新分配。这种分配称为年调节或季调节。其调节周期为一年。,1.径流调节的分类,之年调节,河川径流在年际变化剧烈。枯水年缺水、丰收年余水、将丰收年的多余的水量储存水库内,
5、以补枯水年的不足水量。这种的调节性能称为多年调节。其调节周期长达若干年。,1.径流调节的分类,之多年调节,按调节周期,1.径流调节的分类,日调节,无调节,周调节,年(季)调节,多年调节,对于一条河流,修建水库的容积越大其调节性能就越好,调节径流的程度也就完善。,调节性能好的同时可以进行低一些调节。即多年调节水库同时可以进行年调节、日调节,1.径流调节的分类,其它形式的调节,反调节,补偿调节,库群调节,下一节,计算方法,差积曲线图解法,列表调节法,简化水量平衡方程式,5.年调节水库兴利调节计算,看看例题,例题1,某水利枢纽工程,设计枯水年的天然来水过程计各部门综合用水要求计各部门的用水工程见下表
6、。试着计算兴利库容,表1,某水利枢纽工程入库流量表,水利计算中一般不用日历年。而采用水利年。按蓄泄过程循环考虑。,表2,某水利枢纽工程综合用水要求,为来水量减去用水量来水量多时为余水用水量多时为亏水,第一时段(7月份)50.5-30=20.5,为亏水,第四时段(10月份)9.0-9.5=0.5,为亏水,2.39,9130.4243600/108(m3),91,57.9,1.52,多存的水,2.391.520.87(亿m3),弃水,91-57.9,弃水呗,57.9(m3/S月),Vp=57.9m3/S.月,七月水库蓄量初为0,0,0,七月末(八月初)020.5=20.5(m3/s.月),20.5
7、30.42436001080.54(亿m3),20.5,0.54,八月末(九月初)20.5+70.5=91(m3/s.月),9130.42436001082.39(亿m3),20.5,0.54,超过Vp(1.52亿m3),弃水量9157.9 33.1(m3/s.月),八月末库容57.9(m3/s.月),或1.52(亿m3),57.9,1.52,33.1,十月末57.90.557.4(m3/s.月),丰水期蓄水期,枯水期供水期,余水,亏水,亏水,蓄水,弃水,某水库多回运用时的年调节计算(一)有两个余水期、两个亏水期,例题2,主要看两个枯水期中间的余水期余水量。余水期水量不同时小于两个亏水期水量。
8、则所需库容为亏水量中较大的一个。,亏水(1)-610万m3,余水920万m3,余水(1)35538万m3,亏水31335万m3,920,所需兴利库容31335m3,Qt,V1,V4,V2,t0,t1,t2,t3,t4,Qt,V3,V3V2 V3V4,V兴V4,某水库多回运用时的年调节计算(二)有两个余水期、两个亏水期,例题3,主要看两个枯水期中间的余水期余水量。余水期水量同时小于两个亏水期水量。则所需库容为亏水量之和减去中间余水量。,余水135909万m3,亏水1740万m3,余水2532万m3,亏水231497万m3,兴利库容为:740+31497-53231705万m3,V1,V1,V2,
9、V1,V2,V3,V4,V1,V2,V3,V4,V兴V2+V4V3,V3V2 且 V3V4,总结多回运用,Qt,V1,V4,V2,t0,t1,t2,t3,t4,Qt,V3,V3V2 V3V4,V兴V4,V1,V2,V3,V4,V兴V2+V4V3,V3V2 且 V3V4,Qt,V1,V4,V2,t0,t1,t2,t3,t4,Qt,V3,V3V2 V3V4,V兴,计入水量损失水量平衡方程变为V=(Q入q出q损q弃)t即VW来W用W损W弃 计算时先不进入水量损失调算,再考虑水量损失逐时段计算也可以按水库平均面积估算水量损失,进行计算,例题1(续),某水利枢纽工程,蒸发和渗漏见下表,表3,某水利枢纽工
10、程蒸发和渗漏,单位:mm,长系列法:计入水量损失水量平衡方程变为V=(Q入q出q损q弃)t即VW来W用W损W弃 计算时先不进入水量损失调算,再考虑水量损失逐时段计算也可以按水库平均面积估算水量损失,进行计算,年调节水库兴利调节计算,长系列法:例题3某水库考虑水量损失的年调节计算 已知:1.来水;用水量2.水位库容及水位面积关系曲线3.蒸发增损资料;渗漏资料:k=0.8、E皿=1515mm、P01312.4mm、R0787.8mm4.渗漏量按当月蓄水量的1计取,年调节水库兴利调节计算,年调节水库兴利调节计算,年调节水库兴利调节计算,back,用简便算法 V经常V死+0.6*V兴利 4000+0.
11、6*31335 22801万m3查水位库容关系曲线 Z经常 51.2m查水位面积关系曲线S经常780万m2计算渗漏损失:计算蒸发损失:计算总水量损失:,年调节水库兴利调节计算,渗漏损失228011228万m3,年蒸发损失(0.81515-524.6)78010 536.2万m3 月蒸发损失536.21244.7万m3,月水量损失总计228+44.7272.7万m3,兴利库容为(两回运用):33310-64732663万m3,长系列法:设计库容的确定如果有n年的来水资料,按上述方法进行每一年的调节计算,求得每年的兴利库容。将每年的库容按由小到大次序排列用经验频率公式pm/(n+1)100%,得每
12、一年兴利库容对应的频率。绘制库容频率曲线根据设计保证率查库容频率关系曲线,的水库设计库容,年调节水库兴利调节计算,go,长系列法:设计库容的确定;例4某水库 有19年的来水资料,分别求的各年所需的兴利库容如202页表13-8库容排频如203页表13-9绘制库容频率曲线求得水库设计库容为14(m3/s.月),年调节水库兴利调节计算,go,看看计算表,1.52,1.715,1.71,1.725,back,back,长系列法:后拔 长系列法求得的设计库容的保证率概念比较清晰明确,结果也就比较可靠,但凡条件允许,应力求用长系列法进行计算。,年调节水库兴利调节计算,Qt,qt,V1,V2,Qt,V3,V
13、4,V5,V6,V7,V8,V9,V10,V11,V12,V13,第一年是丰水年来水大于用水V兴V2,第四年的兴利库容按年调节的两回运用且中间的余水期同时小于两边的亏水期V4兴V6+(V8V7),第47年为连续枯水年组,同理:第五年、第六年、第七年的兴利库容相当于年调节的三回运用、四回运用、五回运用。,V7兴V6+(V8V7)+(V10v9)+(V12V11)+(V14 V13),19501951,117,5744.5,5744.5,89,974.5,4770.0,本年亏水量(974.5万m3)余水量(5744.5万m3)属一回运用V兴V亏水974.5万m3,974.5,19511952,19
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