水资源规划与利用

一．填空题

1、兴利调节：为了满足兴利需水要求而进行的调节称为兴利调节，任务：利用水库兴利库容将丰水年多于水量蓄存起来，用以提高枯水年的供水量。

兴利库容含义：正常蓄水位至死水位之间的水库容积称为兴利库容或调节库容。 2、已知来水和用水过程，通过兴利调节计算兴利库容和正常蓄水位

已知设计洪水及泄洪建筑物的尺寸，通过洪水调节计算，确定校核洪水位(Z校)和调洪库容(V调)

3、正常高水位：水库在正常运用情况下，为了满足设计的兴利要求，在设计枯水年(或设计枯水段)开始供水时必须蓄到的水位（在开始供水时应蓄到的高水位）称为正常蓄水位。又称正常高水位或设计兴利水位。

防洪高水位：水库为控制下泄流量而拦蓄洪水，这时在坝前（上游侧）所蓄到的最高水位称为防洪高水位

4、多年调节库容=年库容+多年库容，前者用时历法确定，后者用数理统计法确定

5、设计保证率是：因河川径流具有随机性，所以，各用水部门用水得到满足的情况也是随机的，在多年工作期间，用水部门正常工作得到的保证程度称为工作保证率。工作保证率通常有年保证率P年和历时保证率P历时两种表示形式。要求研究各用水部门允许减小供水的可能性及合理范围，即预先选定在多年工作期间用水部门应当达到的工作保证率，并以此作为水利水电工程规划设计时的重要依据。因这一工作保证率是在规划设计水库时预先选定的，故称之为设计工作保证率，简称设计保证率。

6、确定水火电站的大工作容量的原则：工作可靠、经济。 7、年负荷图一般采用：年最大负荷图和年平均负荷图，年最大负荷图反映出力要求，为系统电力平衡的依据。年平均负荷图反映电能要求，为系统电量平衡的依据。

8、最大工作容量：指设计水平年电力系统负荷最高时水电站能担负的最大发电容量。此外，为了可靠性和供电质量，设备用容量，两者是电站正常运转必须的。

9、有闸门、有下游防洪要求、无预报、涨红时，控制闸门开度，使 相等，水库水位维持 正常蓄水位 不变，当水库超过防洪高水位，闸门应 全开 泄流

10、自调水电站在压力系统中位置由 可用容量N可用 和日电量E水日 确定。 11、水能计算任务是确定出力和发电量，水电站的出力是指电站全部发电机出线端的送出功率之和，通常以千瓦时作为计算单位。水电站发电量则为一定时段内水电站全部发电机组发出的电量之和，其值等于电站出力与相应时间乘积，一般以千瓦时作为计算单位。

12、重复容量是为了减少无益弃水，提高水量利用系数而设置，设置其的有利条件是可节省火电站燃料年费用要大于或等于额外设置△N重需增加的年费用。 三：简答

1、简述年调节水电站的出力N和最大工作容量如何确定

年调节水电站保证出力的计算（详ppt水能规划43，自己意会）年调节水电站的保证出力一般是指符合设计保证率要求的供水期平均出力，相应供水期的发电量即为保证电能。计算保证出力是在水库规模(即Z正和Z死)已定的前提下进行的。 （1） 长系列法（2）典型年法（3）简化法

年调节水电站N〞水, 工确定（详ppt水能规划86，自己意会）

2、下游有防洪任务的设计标准大于其下游的防洪标准，绘图并文字说明如何推求设计洪水位。 3、闸门的作用：

4、日调节水电站的保证出力的计算方法 日调节水电站保证出力的计算 方法、步骤同无调节水电站。即：长序列法与代表年法

不同之处在于计算出力时，日调节水电站的上游水位Z上是在Z正和Z死之间变化。简化

计算时可取平均水位，即据平均库容(V死+V兴/2 )查容积曲线Z-V得上游平均水位。 （1） 防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位。

（2） 年保证率：是指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比。

（3） 设计枯水系列：为了计算水库运用多年连续枯水状况，选择的设计枯水系列。在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组，并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数，就得到设计枯水系列。

（4） 水电站保证出力：是指水电站在长期工作中符合水电站设计保证率要求的 枯水期（供水期）内的平均出力。

（5） 电力系统最大工作容量：为了满足系统最大负荷要求而设置的容量。 （6） 重复容量：在汛期，为了减少弃水额外增大水电站的容量，使在丰水期多 发电。由于这部分加大的容量不能当作工作容量，因而称重复容量。 （7） 水库群：一群共同工作的水库整体（群体）。

（8） 防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位间的库容。用以拦蓄洪水，满足下 游防护对象的防洪要求。

二．简答题（4小题，共28分）

1. 水库群联合工作时可以相互补偿，补偿作用有哪些？补偿的目的是什么？

答：（1）水文补偿：不同河流或干支流，因水文不同步性，起到相互补充水量（也称径流补偿），提高总供水量或出力。

（2）库容补偿：利用各水库调节性能的差异，而进行的补偿。选调节性能好的水库作为补偿水库，调节性能差的水库作为被补偿水库。改变补偿水库的运行方式，以提高总的保证出力或水量。

（3）电力补偿：水电站水库在电力系统中联合工作，共同满足系统用户出力和电量要求因相互补偿使系统的保证出力提高，或将季节电能转化为可靠电能。 2.电力系统为什么需要设置负荷备用容量？哪些电站适宜担任负荷备用？

答：（1）在实际运行状态下，电力系统的日负荷是经常处在不断的变化之中，随时有可能出现突荷。这是由于系统中总有一些用户的负荷变化是十分猛烈而急促，这种不能预测的突荷可能在一昼夜的任何时刻出现，也有可能恰好出现在负荷的尖峰时刻，使此刻最大负荷的尖峰更高，因此，电力系统必须随时准备部分备用容量。当这种突荷出现时，不致于因系统容量不足影响供电质量。

（2）靠近负荷中心，具有大水库、大机组的坝后式水电站，应优先考虑；

对于引水式水电站，应选择引水道比较短的电路； 当缺乏水电站时，也可选择火电站。 3. 何谓死水位（Z死）和死库容（V死）？为什么水库要设置死库容（或者说，死库容有何作用）？为什么要设置极限死水位？

答： 死水位：在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位。 死库容：死水位以下的水库容积。

极限死水位：当遇到特殊枯水年份或者发生特殊情况（例如水库清底检修、战备、地震等）时，水库运行水位允许比设计死水位还低一些，被称为死水位。 设置死水位的作用：

（1）垫底：保证兴利各种用水部门正常工作的最低要求。水位——自流溢出，发电最小水头，航深，供水最低水位。水量水域——养鱼、旅游、库区环境卫生。 （2）容纳水库使用期间的泥沙淤积，保证V兴正常运用。 4． 答：

水库调度图不仅可用以指导水库的运行调度，增加编制各部门生产任务的预见性和计划性，提高各水利部门的工作可靠性和水量利用率，更好地发挥水库的综合利用作用；同时也可用来合理决定和校核水电站的主要参数以及水电站的动能指标（出力、发电量）。

4.简述绘制水库调度图的意义。

答：水库调度图不仅可用以指导水库的运行调度，增加编制各部门生产任务的预见性和计划性，提高各水利部门的工作可靠性和水量利用率，更好地发挥水库的综合利用作用；同时也可用来合理决定和校核水电站的主要参数以及水电站的动能指标（出力、发电量） 四、计算题（3小题，共36分）

1.某拟建水库坝址处多年平均径流量为1100×106m3，多年平均流量为36m3/s。属于年调节水库，6～8月为丰水期，9月到次年5月为枯水期。不计水库水量损失，其它已知数据如下表1。求V兴。 天然来水 各部门综合用水 时段 流量水量流量水量（月） (m3/s) (106m3) (m3/s) (106m3) 丰 6 1.582 410 0.810 210 7 1.419 380 0.821 220 水 8 1.717 460 0.747 200 期 9 0.810 210 0.849 220 10 0.709 190 0.821 220 0.694 180 0.887 230 枯 11 12 0.784 210 0.821 220 水 1 0.747 200 0.821 220 2 0.849 220 0.965 250 期 3 0.597 160 0.859 230 4 0.579 150 0.926 240 5 0.560 150 0.859 230 2.已知某水库P=1%的设计洪水过程线如下表1。溢洪建筑物采用河岸溢洪道，不设闸门，其堰顶高程为31.63m，溢洪宽度为65m，泄流公式q= =115 （H为水库水位与堰顶之间的水头差）。水库水位与容积关系如下表2。并且已知t=0、t=1小时、t=2小时的水库水位为31.63m、32.12m、32.95m。用试算法进行调洪演算，推求t=3小时、4小时的水库水位、下泄流量。

表1 设计洪水过程

时间（小时） 0 31 2 3 4 5 6 7 8 9 10 入库流量(m/s) 0 340 680 1020 875 729 583 437 291 146 0 表2 水库水位容积关系曲线

水位z（m） 31.63 32.12 32.95 33.75 34.29 34.45 34.61 容积V（106m3） 10 10.54 11.99 14.09 15.95 16.91 18.18

3. 某水电站的正常蓄水位为180m，某年供水期各月平均的天然来水量Q天、各种流量损失Q损、下游各部门用水流量Q用和发电需要流量Q电分别见下表3。9月份为供水期起始月，水位为正常蓄水位。此外，水库水位与库容的关系，如下表1。水库下游水位与流量的关系，见下表2。水电站效率 =0.85。试求水电站各月平均出力及发电量。

表1 水库水位容积关系曲线 水位z（m） 168 170 172 174 176 178 180 容积V3.71 6.34 9.14 12.20 15.83 19.92 25.20 （108m3） 表2 水电站下游水位与流量的关系

流量（m3/s） 130 140 150 160 170 180 下游水位（m） 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50 表3 水电站出力及发电量计算给定数据

时段t 月 （1） 9 10 11 12 1 2 天然来水流量Q天 （2） 115 85 70 62 56 52 各种流量损失Q损 （3） 20 15 10 9 8 8 3m/s 下游各部门用水流量Q用 （4） 100 92 125 60 70 78 发电需要流量Q电 （5） 150 150 154 159 150 150

计算题答案：

1.计算结果表如下，得到V兴=390×10m 时段 （月） 天然来水 各部门综合用水 多余或不足水量 流量 水量 流量 水量 多余 不足 弃 水 时段末兴利水量 流量 库容蓄水量 6363

3633636363633(m/s) (10m) (m/s) (10m) (10m) (10m) (10m) (m/s) (10m) 丰 7 1.582 410 0.810 210 200 8 1.419 380 0.821 220 160 水 9 1.717 460 0.747 200 260 期 10 0.810 210 0.849 220 10 11 0.709 190 0.821 220 30 50 枯 12 0.694 180 0.887 230 1 0.784 210 0.821 220 10 水 2 0.747 200 0.821 220 20 3 0.849 220 0.965 250 30 期 4 0.597 160 0.859 230 70 5 0.579 150 0.926 240 90 6 0.560 150 0.859 230 80 合 计 0.921 2920 0.849 2690 620 390 0 0 230 0 0 200 360 390 230 380 350 300 290 270 240 170 80 0 2.（1）由已知公式计算得到q=f(Z)关系，如下表：

水位Z 31.63 32.12 32.95 33.75 34.29 34.45 34.61 （m） 库容V 10 (106m3) 下泄流量q (m3/s) （2）选取计算时段?t=1小时，列表计算如下：

时间 t(h) 0 1 2 3 4 入库洪水流量时段平均入下泄流量时段平均时段内水库存水量水库存水量Q(m/s) 310.54 11.99 14.09 15.95 16.91 18.18 0 39.44 174.40 354.98 498.91 544.59 591.59 水库水位（m） 31.63 32.12 32.95 33.75 34.29 库流量 170 510 850 947.5 802 q(m/s) 下泄流量 3变化（万m） 3（万m） 30 340 680 1020 875 0 39.44 174.40 354.98 498.91 19.72 106.92 264.69 426.95 523.22 0.54 1.45 2.10 1.86 1.04 10 10.54 11.99 14.09 15.95 试算过程： t=3小时 时间t (h) 入库洪水 水库水位 水库库容 下泄流量 平均入库流量Q 平均下泄流量q 水库库容变化△V(106m3) V’2 q’2 Z’2 (106m3) (m) (m) Q(m3/s) Z(m) V(106m) q (m3/s) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) 2 680 32.95 11.99 174.40 850 264.69 2.11 3 1020 33.75 14.09 354.98 14.09 354.98 33.75

试算过程： t=4小时

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