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第五章水库兴利调节计算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，根据水库来水，在一定兴利用水和供水保证率要求下，经调节计算可求得水库兴利库容。第五章水库兴利调节计算目录第一节水库及其特性第二节设计保证率及设计代表年第三节径流调节的作用与分类第四节径流调节原理第五节径流调节实历列表法第六节多年调节水库兴利调节计算浸没：定义：水库蓄水使水库周边地带的地下水壅高，引起土地盐碱化、沼泽化等次生灾害的现象。地下水壅高可使毛管水抬升，当其上升高度达到建筑物地基或农作物和树木的根系，且持续时间较长时，将产生浸没问题。浸没可使农田作物减产，工矿企业和民用建筑物地基条件恶化而损坏，矿井涌水量增加，铁路、公路发生翻浆、冻胀，有时还影响水库正常蓄水位或坝址的选择。水库二回运用的水量差累积曲线水库二次运用库容判断（1）如果两个亏水期中间的余水量不同时小于两个亏水量，则所需库容为二亏水量较大者；（2）如果余水量同时小于二亏水量，则所需库容为三者代数和，即二亏水量之和减余水量。例：教材p196例2。V兴＝Max(Vi)P201：已知某水库坝址断面的19年各月来水量及灌溉用水量的差值（表13-8），已定灌溉设计保证率P=80%，求年调节水库的兴利库容Vp。V兴（P=80%）=14（m3/s).月2.实际代表年法（1）单一选年法A)单以来水频率为依据：选设计频率的实际来水过程与同年用水过程进行兴利调节（例教材p203.表13－10）B)单以用水频率为依据：选设计频率用水过程与同年来水进行调节。（2）库容排频法前提：灌溉用水与来水相关关系不密切。方法：在来水频率曲线和用水频率曲线上各选出3～5个接近设计保证率的实际年来、用水过程，按单一选年法分别计算，所得调节结果重按大小新排序得到相应保证率的库容。例教材p203.统计19年年来水量及用水量，做年来水量频率曲线及年用水量频率曲线，要求用库容排频法推求P=80%的兴利库容。解：1）取P=75%，80%，85%三点；2）在来水频率曲线上找出该三点对应的年份，求得3个兴利库容，将3个兴利库容按从小到大次序重新排位；3）在用水频率曲线上，做法相同。求得：V兴（P=80%）=14（m3/s).月（3）实际干旱年法－抗旱天数法适用条件：资料缺乏的中小型水库通过历年旱情、水情和“抗旱天数”的调查资料和统计分析，选择与设计抗旱天数相当（一般用连续无雨天数与设计抗旱天数比较）的实际年份作为典型年，进行兴利调节，取偏安全数值作为设计库容。优点：成果比较符合实际缺点：不易确定保证率3.设计代表年法按设计保证率选代表年，进行兴利调节，所得库容取为设计库容。设计代表年过程线常按同倍比缩放。设计代表年法步骤：（1）对来水与用水进行频率计算；（2）由频率曲线求相应保证率的设计来水W来p与设计用水W用p；（3）选择典型来水W来典与用水W用典；（4）计算缩放倍比k来＝W来p/W来典与k用＝W用p/W用典，求设计代表年来用水过程；（5）对设计代表年进行兴利调节计算，求兴利库容，对各典型年结果取对工程不利，库容较大者；3.设计代表年法适用条件：设计代表年法采用来、用水同频率，要求来用水有较好相关关系时才正确，否则兴利库容不一定符合设计保证率。（干旱地区用水较固定，常采用来水为主的实际代表年法；半干旱与湿润地区则需要考虑来用水组合，即设计代表年法。）设计代表年的蒸发损失常采用符合设计条件的年蒸发量，一般采用实测系列最大或较大年蒸发量，年内分配常采用多年平均年内分配。第六节多年调节水库兴利调节计算一、长系列法时历法1.时历列表法2.差量累积曲线法3.试算法4.径流调节模拟法二、数理统计法1.合成库容法2.直接库容法（古尔德法）第六节多年调节水库兴利调节计算为了保证正常供水，需要把丰水年的多余水量蓄起来，以补足少水年的水量不足，即水库需要进行跨年度调节、也就是多年调节。由于多年调节水库的调节周期可长达若干年，因此，兴利调节库容的大小，将决定于连续枯水年组的总亏水量。兴利调节计算的基本原理与方法，则与年调节计算相类似。一、时历列表法计算设计兴利库容多年调节时历法优点：概念清楚、推理简单，能直接得到多年兴利库容和水库蓄泻过程，适用于不同用水情况。缺点：要求来用水资料系列足够长（n30年），代表性高。（资料不足时可用流域水文模型由降雨资料展延径流系列；同时考虑作物生长期耗水规律推求逐月灌溉用水系列）难点：调节周期的确定（连续枯水年组的确定）一、时历列表法计算设计兴利库容原理：与年调节时历法类似。（1）由多年实测来水过程与用水过程列表计算，由水量平衡原理确定各年余水量、亏水量。（2）根据各年余缺水情况确定调节周期：a）若当年总余水量大于等于总缺水量，为年调节b）若当年总余水量小于总缺水量，则应与前一年余缺水一起考虑，若此两年中的总余水量大于等于总缺水量则调节周期为两年，否则与上两年余缺水同时考虑，直到该周期内的总余水量大于等于总缺水量；一、时历列表法计算设计兴利库容（3）在各调节周期内，判断是否一次或多次运用情况，确定该调节周期的兴利库容。（4）由多年调节计算得到的兴利库容绘制库容概率曲线，则可由保证率p推求设计库容Vp例6：见教材P207.表13-12二、作图法（差量累积曲线法）计算逐年兴利库容（1）根据各水利年来、用水过程划分余水期与亏水期（2）求各年相应余水量与亏水量，并按时序计算累积水量（3）以为纵坐标，时序为横坐标，点绘差量累积曲线（4）在差量累积曲线上，每年从亏水期末向前作水平线与差量累积曲线第一次相交即停止，此时的水平线与差量累积曲线间最大纵坐标差值即为该年所需库容例子，见教材P207.表13-12，P208.图13-15水库多年调节的水量差累积曲线三、试算法求设计兴利库容（1）先假定一个兴利库容，逐时段连续调节计算：一般从水库蓄满或放空时起调，遇余水就蓄，蓄满就弃，遇亏水就供，直到V兴放空时还缺少，则该年供水不足遭受破坏，继续下一年调节，直到全系列完成。（2）统计用水破坏年数，计算保证率p＝（总年数－破坏年数）/（总年数＋1）×100％（3）调节计算得到的计算保证率与设计保证率相等时的假定兴利库容即为所求设计兴利库容。否则不停假定兴利库容，重复（1）、（2）步骤，直到相等。试算几个兴利库容V兴得到相应计算保证率P，作V兴～P曲线，查得设计保证率相应库容即为所求设计兴利库容例子：见教材p208表13－3四、多年调节损失的计算与年调节类似。1.近似计算法1）不计损失初定兴利库容V兴；（2）计算多年平均蓄水容积（V蓄＝V死+0.5V兴）与多年平均水面面积（由面积～容积曲线得到）；（3）计算多年平均逐月蒸发损失量（各月蒸发损失深度×平均面积）与渗漏损失（多年平均蓄水容积的某一比例）；（4）计算毛用水过程（用水过程＋损失）（5）进行兴利调节，求得考虑蒸发与渗漏损失的兴利库容；（6）重复上述步骤，直到两次计算得到的兴利库容相等（相近）为止。例子：见教材p210.表13－14四、多年调节损失的计算2.详算法（1）不计损失初定兴利库容V兴；（2）计算多年逐月平均蓄水量与平均水面面积（由面积～容积曲线得到）；（3）计算逐月蒸发损失量（逐月蒸发损失深度×相应水面面积）与渗漏损失（当月蓄水容积的某一比例）；（4）计算毛用水过程（用水过程＋损失）（5）进行兴利调节，求得考虑蒸发与渗漏损失的兴利库容；（6）重复上述步骤，直到两次计算得到的兴利库容相等（相近）为止。