《水資源規(guī)劃及利用》期末考卷問答及詳情答案

1、1、什么是水資源的綜合利用？水資源（可供利用的大氣降水、地表水和地下水的總稱）綜合利用 的原則是按照國家對(duì)環(huán)境保護(hù)、人水和諧、非工程措施是指通過法律、行政、經(jīng)濟(jì)手段以及直接運(yùn)用防洪工程以外的其它手 段來減少洪災(zāi)損失的措施。社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，充分合理地開發(fā)利用水資源，來滿足社會(huì)各部門對(duì)水的需求，盡可能獲取最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境綜合效益；河川水能資源的基本開發(fā)方式有哪幾種？有何特點(diǎn)？答：方式表現(xiàn)為 集中落差 和引用流量的 方式。根據(jù)集中落差的方式可分為：壩式（蓄水式）水電站、引水 式水電站、混合式水電站、潮汐式和抽水蓄能式水電站。壩式水電站的特點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)：攔河筑壩，形成水庫，抬高上游水位

2、，集中河段落差，能調(diào)節(jié)水量，提高徑流利用率。缺點(diǎn)：基建工程較大，且上游形成淹 沒區(qū)。引水式水電站 的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)形成大的水庫，淹沒損失小，工程量小缺點(diǎn)是飲水量較小，水量利用率較低?；旌鲜剿娬荆壕C合利用水能，比較經(jīng)濟(jì)。防洪的工程措施和非工程措施有哪些？?jī)烧叩膮^(qū)別？工程措施：修筑堤壩、河道整治、開辟分洪道和分蓄洪區(qū)、水庫攔洪、水土保持。非工程措施：建立洪水預(yù)警系統(tǒng)和洪水警報(bào)系統(tǒng)、洪泛區(qū)管理、洪水保險(xiǎn)、防洪調(diào)度。工程措施是指利用水利工程攔蓄調(diào)節(jié)洪量、削減洪峰或分洪、滯洪等，以改變洪水天然運(yùn)動(dòng)狀況,達(dá)到控制洪水、減少損失的目的（非工程措施 是指通過法律、行政、經(jīng)濟(jì)手段以及直接運(yùn)用防洪工程以外的其

3、它手段來減少洪災(zāi)損失的措施）什么是徑流調(diào)節(jié)？分哪幾類？（P28）為了消除或減輕洪水災(zāi)害或是滿足興利需要，通過采取能夠控制和調(diào)節(jié)徑流的天然狀態(tài)，解決供需矛盾，達(dá)到興利除害目的的措施稱為徑流調(diào)節(jié)。徑流調(diào)節(jié)分為兩大類：為興利而利用水庫提高枯水徑流的徑流調(diào)節(jié)，興利調(diào)節(jié)：為削減洪峰流量而利用水庫攔蓄洪水，以消除或減輕下游洪澇災(zāi)害的調(diào)節(jié)，洪水調(diào)節(jié)。水庫特征水位和特征庫容有哪些？其含義是什么？水庫工程在不同時(shí)期有不同任務(wù)，為滿足興利要求和保證防洪安全，需要一些控制性的水位和庫容，我們把這些決定水庫調(diào)節(jié)能力，其限定作用的控制水位和庫容，稱水庫的特征水位、特征庫容。它包括:（1）死水位和死庫容：在正常運(yùn)用情況下

4、，水庫都有一個(gè)允許消落的最低水位，將其稱為死水位。 死水位以下的庫容成為死庫容。（2）正常蓄水位和興利庫容：水庫在正常運(yùn)行的情況下，為滿足興利部門枯水期的正常用水，水 庫興利蓄水的最高水位稱為正常蓄水位。正常水位與死水位之間的庫容，是水庫實(shí)際可用于調(diào)節(jié)徑流以保證興利的庫容，稱為興利庫容。（3）防洪限制水位和結(jié)合庫容：水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位，稱為防洪限制水位。防洪 限制水位與正常蓄水位之間的庫容，稱為結(jié)合庫容。（4）防洪高水位和防洪庫容：水庫從防洪限制水位起調(diào)， 壩前達(dá)到的最高庫水位稱為防洪高水位。 它與防洪限制水位之間的庫容稱為防洪庫容。（5）設(shè)計(jì)洪水位和攔洪庫容：當(dāng)發(fā)生大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

5、洪水時(shí)，從防洪限制水位經(jīng)水庫調(diào)節(jié)后所達(dá)到 的壩前最高水位稱為設(shè)計(jì)洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為攔洪庫容。（6）校核洪水位和調(diào)洪庫容：當(dāng)發(fā)生大壩校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，從防洪限制水位經(jīng)水庫調(diào)節(jié)后，壩前達(dá)到的最高水位稱為校核洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為調(diào)洪庫容（7）總庫容：校核洪水位以下的全部水庫容積即為水庫的總庫容。什么是水庫的調(diào)節(jié)周期？按調(diào)節(jié)周期分類，徑流調(diào)節(jié)有幾種類型？（P35）答：水庫從死水位開始蓄水一直到正常蓄水位再放水到死水位，經(jīng)歷一個(gè)完整的蓄放水過程所需的時(shí)間。按調(diào)節(jié)周期分類，可分為日、周、年、多年調(diào)節(jié)。什么是完全年調(diào)節(jié)、反調(diào)節(jié)、補(bǔ)償調(diào)節(jié)、梯級(jí)調(diào)節(jié)和徑流電力補(bǔ)償調(diào)節(jié)？（P3

6、7）答：完全年調(diào)節(jié)：能把年內(nèi)全部來水量按用水要求重新分配而不發(fā)生棄水的年徑流調(diào)節(jié)按水庫作用分類的調(diào)節(jié)：補(bǔ)償調(diào)節(jié)：根據(jù)區(qū)間來水量控制水庫實(shí)行補(bǔ)充放水的調(diào)節(jié)方式 梯級(jí)調(diào)節(jié)：利用同一條河流上的一系列梯級(jí)水庫進(jìn)行水量調(diào)節(jié) 徑流電力補(bǔ)償調(diào)節(jié)： 通過電力聯(lián)系調(diào)節(jié)徑流，使系統(tǒng)中水電站群的總保證岀力和發(fā)電量最大的徑流調(diào)節(jié) 反調(diào)節(jié)：在水電站下游修建水庫再次調(diào)節(jié)徑流滿足不同部門用水需求的徑流調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)保證率的含義是什么？有哪幾種表示方法？（ P38）設(shè)計(jì)保證率 是:因河川徑流具有隨機(jī)性，所以，各用水部門用水得到滿足的情況也是隨機(jī)的，在多年工作 期間，用水部門正常工作得到的保證程度稱為工作保證率。工作保證率通常有年

7、保證率P年和歷時(shí)保證率巳西時(shí)兩種表示形式。要求研究各用水部門允許減小供水的可能性及合理范圍，即預(yù)先選定在多年工作期 間用水部門應(yīng)當(dāng)達(dá)到的工作保證率，并以此作為水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)。因這一工作保證率 是在規(guī)劃設(shè)計(jì)水庫時(shí)預(yù)先選定的，故稱之為設(shè)計(jì)工作保證率，簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)保證率。調(diào)節(jié)流量、興利庫容及設(shè)計(jì)保證率三者之間的關(guān)系？（P53）當(dāng)調(diào)節(jié)流量一定時(shí)，提高保證率，則意味著要增加調(diào)節(jié)庫容； 當(dāng)興利庫容一定時(shí)，提高保證率，則調(diào)節(jié)流量的保證值會(huì)減小。 當(dāng)設(shè)計(jì)保證率一定時(shí)，增大興利庫容，則可增大調(diào)節(jié)流量。水庫興利調(diào)節(jié)計(jì)算的基本原理是什么？答：興利調(diào)節(jié)計(jì)算是指利用水庫的調(diào)蓄作用，將河川徑流豐水期或豐水年

8、的多于水量蓄存起來，供枯水期 或枯水年利用，以提高水資源的利用率，滿足興利部門的用水要求而進(jìn)行的計(jì)算，實(shí)質(zhì)上就是水庫蓄水量 變化過程的計(jì)算。在計(jì)算中，把調(diào)節(jié)周期劃分為若干較小的計(jì)算時(shí)段，逐時(shí)段根據(jù)水量平衡原理計(jì)算。 興利調(diào)節(jié)計(jì)算的研究課題和計(jì)算方法有哪些？興利調(diào)節(jié)計(jì)算的課題有：（1）在來水、用水及設(shè)計(jì)保證率已定的情況下計(jì)算所需要的興利庫容；（2）在來水、興利庫容、設(shè)計(jì)保證率已知的情況下，核算水庫實(shí)際供水能力；（3）在來水、興利庫容、供水能力已定的情況下，核算水庫供水所能達(dá)到的保證率。興利調(diào)節(jié)的計(jì)算方法 有：時(shí)歷法，數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，隨機(jī)模擬法。水庫調(diào)洪計(jì)算的試算法和輔助線法的基本原理是否相同？它們各

9、自的適用情況如何？（1）水庫調(diào)洪計(jì)算的 試算法 和輔助線法 的基本原理是相同的，都是在水量平衡與動(dòng)力平衡的原理下進(jìn)行的，從起調(diào)開始，逐時(shí)段連續(xù)求解水庫的水量平衡方程和蓄泄方程，即可由入庫流量過程Qt，求得岀庫流量過程qt。（2）列表試算法是一種最基本的、用途較廣的水庫調(diào)洪計(jì)算方法，針對(duì)于無 閘控制自由泄流的情況，水庫溢洪道由閘門控制（有時(shí)是控制泄流，有時(shí)是閘門全開自由泄流）的情 況均可以使用。輔助線法式可減少試算法的工作量，但其使用范圍不如試算法廣泛。例如，單輔助線 法只適用于自由泄流（無閘或閘門全開）和厶 t固定的情況。簡(jiǎn)述列表試算法解題步驟和水庫調(diào)洪計(jì)算的原理。答:列表試算法主要步驟：（1

10、）根據(jù)水庫容積曲線 V=f（Z）和泄洪建筑物的泄洪能力， 應(yīng)用式（3-2 ）或（3-3） 求出泄流能力與庫容的關(guān)系曲線，即水庫蓄泄曲線q-V ; （2）根據(jù)水庫汛期的控制運(yùn)用方式，確定調(diào)洪計(jì)算的起始條件，即確定起調(diào)水位和相應(yīng)的庫容、下泄流量；（3）選取合適的計(jì)算時(shí)段，由入庫洪水過程線摘錄Q, Q；（4）從第一時(shí)段開始，逐時(shí)段進(jìn)行泄流量q的計(jì)算；（5）將入庫洪水過程線 Q-t和計(jì)算所得的泄流過程線 q-t繪在同一張紙上，若計(jì)算所得的最大泄流量qm正好是兩線的交點(diǎn)，說明計(jì)算的qm正確。否則應(yīng)縮短附近的計(jì)算時(shí)段，重新進(jìn)行試算，直至計(jì)算的qm正好是兩線的交點(diǎn)為止；（6）由qm查q-V關(guān)系線，可得最高洪

11、水位時(shí)的庫容V。由最高洪水位時(shí)的庫容 V減去起調(diào)水位相應(yīng)庫容即得水庫為調(diào)節(jié)該次入庫洪水所需的調(diào)洪庫容V洪。再由Vm查水位庫容曲線，就可得到最高洪水位Zno水庫調(diào)洪計(jì)算的原理：水庫調(diào)洪是在水量平衡和動(dòng)力平衡的原理下進(jìn)行的。水量平衡可表示為水庫水量 平衡方程，動(dòng)力平衡可由水庫蓄泄方程來反映。從起調(diào)開始，逐時(shí)段連續(xù)求解這兩個(gè)方程即可由入庫流量 過程Q-1，求得岀庫流量過程 q-t，這就是水庫調(diào)洪計(jì)算所遵循的基本原理。水能計(jì)算有哪幾種方法？（P92）時(shí)歷法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法兩大類；時(shí)歷法：列表法（按等流量調(diào)節(jié)的水能計(jì)算列表法、按已知出力調(diào)節(jié)的列表 試算法）、圖解法、半圖解法。水能計(jì)算任務(wù) 是確定岀力和發(fā)電量

12、，水電站的岀力是指電站全部發(fā)電機(jī)岀線端的送岀功率之和，通常以千瓦時(shí)作為計(jì)算單位。水電站發(fā)電量則為力與相應(yīng)時(shí)間乘積，一般以千瓦時(shí)作為計(jì)算單位。設(shè)計(jì)水平年：在規(guī)劃水電站的興建時(shí)間與規(guī)模時(shí)，應(yīng)研究起所在電力系統(tǒng)某一遠(yuǎn)景年份預(yù)測(cè)的電力負(fù)荷平 均的要求。這個(gè)遠(yuǎn)景年份就稱作水電站設(shè)計(jì)負(fù)荷水平年，簡(jiǎn)稱水電站設(shè)計(jì)水平年。典型年：在有實(shí)測(cè)資料的年份中，選岀水情特征具有代表性的某些年作為典型，概括長(zhǎng)期的徑流變化特 征，并以此作為計(jì)算的依據(jù)。電力系統(tǒng)裝機(jī)容量有哪幾部分組成？（ P105）電力系統(tǒng)裝機(jī)容量由必需容量和重復(fù)容量組成，其中必需容量由 最大工作容量 備用容量組成。 備用容量由負(fù)荷備用容量事故備用容量檢修備用

13、容量組成。什么是水電站保證岀力和多年平均發(fā)電量？水電站保證岀力： 指水電站在一定供水時(shí)段內(nèi)所能發(fā)岀的，相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率的時(shí)段平均岀力，它確定著水電站能夠有保證地承擔(dān)電力系統(tǒng)負(fù)荷的工作容量。水電站多年平均發(fā)電量：指水電站在多年工作時(shí)期內(nèi)，平均每年所能生產(chǎn)的電能量。它反映水電站多年平均動(dòng)能效益，是決定電站效益的重要指標(biāo)。年最大負(fù)荷圖反映岀力要求，為系統(tǒng)電力平衡的依據(jù)年平均負(fù)荷圖反映電能要求，為系統(tǒng)電量平衡的依據(jù)。 電力系統(tǒng)最大工作容量：為了滿足系統(tǒng)最大負(fù)荷要求而設(shè)置的容量。確定水電站動(dòng)能指標(biāo)的計(jì)算，稱為 水能計(jì)算。水能計(jì)算的目的是：就是確定水電站的保證岀力和多年平均年發(fā)電量指標(biāo)以及水電站的工作情況

14、。無調(diào)節(jié)、日調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)水電站保證出力如何計(jì)算？無調(diào)節(jié)水電站保證岀力指符合設(shè)計(jì)保證率要求的日平均岀力。計(jì)算步驟如下：1）根據(jù)實(shí)測(cè)徑流資料的日平均流量變動(dòng)范圍，將流量劃分為若干個(gè)流量等級(jí)；2 ）統(tǒng)計(jì)各級(jí)流量岀現(xiàn)的次數(shù)；）計(jì)算各級(jí)流量的平均值，查水位流量關(guān)系曲線，求得相應(yīng)的下游水位Z下；4）計(jì)算各級(jí)流量相應(yīng)的水電站凈水頭 H=Z上-Z下- H； 5）計(jì)算電站的出力 N=KQH日調(diào)節(jié)水電站的保證出力計(jì)算方法與無調(diào)節(jié)水電站基本相同。區(qū)別僅在于無調(diào)節(jié)水電站的上游水位固定不 變，而日調(diào)節(jié)水電站的上游水位則在正常蓄水位和最低水位之間有小幅度變化，計(jì)算時(shí)采用其平均水位。年調(diào)節(jié)水電站保證岀力指符合設(shè)計(jì)保證率要求

15、的供水期平均岀力。計(jì)算方法有長(zhǎng)系列法和設(shè)計(jì)枯水年法（1）長(zhǎng)系列法：（2）典型年法（3）簡(jiǎn)化法 對(duì)實(shí)測(cè)徑流資料逐年進(jìn)行供水期的水能計(jì)算，求岀各年供水期的平均岀力； 將供水期的平均岀力從大到小排列，計(jì)算其經(jīng)驗(yàn)頻率，并繪制供水期平均岀力保證率曲線； 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)保證率在曲線上查處相應(yīng)的供水期平均岀力即為年調(diào)節(jié)水電站的保證岀力。（2 ）設(shè)計(jì)枯水年法： 根據(jù)實(shí)測(cè)年徑流系列統(tǒng)計(jì)計(jì)算成果與年徑流頻率曲線，按已知的設(shè)計(jì)保證率求得年徑流量； 選年徑流與設(shè)計(jì)年徑流相近，年內(nèi)分配不利的年份作為典型年； 用設(shè)計(jì)年徑流量與典型年徑流量之比表示的年內(nèi)分配系數(shù)推求設(shè)計(jì)枯水年的徑流年內(nèi)分配； 最后根據(jù)給定的Z蓄、Z死及相應(yīng)

16、的興利庫容求岀供水期的調(diào)節(jié)流量，進(jìn)而求岀供水期的平均岀力。 長(zhǎng)系列法和設(shè)計(jì)枯水年法都可采用簡(jiǎn)化等流量法、逐時(shí)段等流量法和等岀力法計(jì)算供水期平均岀力。日負(fù)荷圖的三個(gè)特征值、三個(gè)分區(qū)分別是什么？日負(fù)荷圖：指電力系統(tǒng)負(fù)荷在一晝夜 24小時(shí)的變化情況。三個(gè)特征值：最大負(fù)荷N、平均負(fù)荷N、最小負(fù)荷N'；三個(gè)區(qū)域：峰荷區(qū)、腰荷區(qū)及基荷區(qū)。電力系統(tǒng)裝機(jī)容量由哪幾部分組成？從設(shè)計(jì)的角度看，電力系統(tǒng)裝機(jī)容量由必須容量和重復(fù)容量組成，必須容量包含最大工作容量和備用容量， 備用容量又可分為負(fù)荷備用、事故備用和檢修備用。水、火電站工作特性有哪些？水電站的工作特性：1）水電站的電力生產(chǎn)情況受河川徑流隨機(jī)性的影響

17、和制約；2）具有綜合利用任務(wù)的水電站，其工作方式受其它部門用水的影響；3）水能是再生性能源，水電站的年運(yùn)行費(fèi)用與所生產(chǎn)的電能量無關(guān)，因此在豐水 期內(nèi)應(yīng)盡可能多發(fā)水電，少發(fā)火電，以節(jié)省系統(tǒng)的燃料消耗，降低電量成本；4）水電站機(jī)組開停靈便、迅速，適宜擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用等任務(wù)；5）水電站的建設(shè)地點(diǎn)要受水能資源、地形、地質(zhì)等條件的限制?；痣娬镜墓ぷ魈匦裕?）只要保證燃料供應(yīng)，火電站就可以全年按額定出力工作，不像水電站那樣受天然來水的制約；2）火電站啟動(dòng)慢；3）火電站高溫高壓機(jī)組的技術(shù)最小出力約為額定出力的75%，如果連續(xù)不斷地在接近滿負(fù)荷的情況下運(yùn)行，則可以獲得最高的熱效率和最小的煤耗。中

18、溫中壓機(jī)組可以擔(dān)任變動(dòng)負(fù)荷，即可以在系統(tǒng) 負(fù)荷圖上的腰荷和峰荷部分工作，但單位電能的煤耗要增加較多；4）電能成本高，運(yùn)行費(fèi)包括燃料費(fèi)、環(huán)保費(fèi)等。水力發(fā)電的原理：以以水具有的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能的水沖水輪機(jī)，水輪機(jī)即開始轉(zhuǎn)動(dòng)，若我們將發(fā)電機(jī)連接到水輪機(jī)，則發(fā)電機(jī)即可開始發(fā)電。如果水位提高來沖水輪機(jī)，可發(fā)現(xiàn)水輪機(jī)轉(zhuǎn)速增加。水位差愈大則水輪機(jī)所得動(dòng)能愈大，可轉(zhuǎn)換電能愈高。這就是水力發(fā)電的基本原理。水電站裝機(jī)容量應(yīng)從哪幾方面進(jìn)行合理性分析？（ P124）1、裝機(jī)容量年利用小時(shí)數(shù)（指多年平均年發(fā)電量和裝機(jī)容量的比值）2、徑流利用系數(shù)（指多年平均的年利用水量與年徑流量的比值）3、水電站過水能力的協(xié)調(diào)。 4、考慮其他因素，如水電站在設(shè)計(jì)水平年內(nèi)，負(fù)荷結(jié)構(gòu)、綜合利用及電站聯(lián)合運(yùn)用的變化，對(duì)裝機(jī)容量進(jìn)行靈敏度分析，以探求裝機(jī)容量選擇是否合理 及穩(wěn)定程度。綜合利用水庫死水位選擇原則 ：1、保證自流灌溉必要的飲水高