多年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利庫(kù)容計(jì)算方法

1、6.7 多年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算 由年調(diào)節(jié)水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)計(jì)算可知，當(dāng)設(shè)計(jì)年用水量小于設(shè)計(jì)年來水量時(shí)，只要 將當(dāng)年汛期的部分多余水量蓄起來，就能滿足枯水期所缺的水量，即水庫(kù)只需進(jìn) 行年內(nèi)調(diào)節(jié)。但當(dāng)設(shè)計(jì)年來水量小于設(shè)計(jì)年用水量時(shí)，說明設(shè)計(jì)年來水量不夠 用，需要將豐水年的余水蓄存在水庫(kù)中，跨年度補(bǔ)給枯水年使用，這種跨年度的 徑流調(diào)節(jié)稱為多年調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)與年調(diào)節(jié)的不同之處，在于它不僅能重新分配年內(nèi)來水量，而且同時(shí)能 重新分配年與年之間的來水量。因此，多年調(diào)節(jié)所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容也大，調(diào)節(jié)程度 高，對(duì)來水的利用也較充分。多年調(diào)節(jié)計(jì)算，要考慮年徑流系列中各種連續(xù)枯水年組成的總?cè)彼闆r，其興利 庫(kù)容的大小將決定

2、于連續(xù)枯水年組的總虧水量，故對(duì)年徑流系列要求更長(zhǎng)些。興 利調(diào)節(jié)計(jì)算的基本原理與方法，則與年調(diào)節(jié)計(jì)算相類似。本節(jié)僅對(duì)長(zhǎng)系列時(shí)歷列 表法與數(shù)理統(tǒng)計(jì)法作扼要的介紹。1長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法 當(dāng)實(shí)測(cè)年徑流系列較長(zhǎng)，包含一個(gè)或幾個(gè)枯水年組時(shí)，可根據(jù)多數(shù)年份的來、用 水情況，劃分水利年度，列表計(jì)算各年余缺水期的余缺水量，判定各年所需的調(diào) 節(jié)庫(kù)容，然后繪出庫(kù)容保證率曲線，由設(shè)計(jì)保證率在庫(kù)容保證率曲線上查得多年 調(diào)節(jié)的興利庫(kù)容。此法即為長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法。這種方法與年調(diào)節(jié)水庫(kù)的長(zhǎng)系列法基本相同。需要注意的是，多年調(diào)節(jié)時(shí)有些年 份的調(diào)節(jié)庫(kù)容不能只以本年度缺水期的缺水量來定，而必須與前一年或前幾年的 余缺水量統(tǒng)一考慮?！?/p>

3、實(shí)例 6-5】 長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法興利調(diào)節(jié)計(jì)算某水庫(kù)壩址處有 30 年實(shí)測(cè)年徑流資料，經(jīng)分析能代表多年的變化情況。各年的 用水量過程也已知。根據(jù)大多數(shù)年份的來、用水情況確定水利年度為當(dāng)年的 6 月 1日至次年的 5月 31日。各年的余缺水期的余缺水量經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，成果如表所 示。當(dāng)設(shè)計(jì)保證率年調(diào)節(jié)的興利庫(kù)容?！窘獯稹?=90時(shí)，試確定多(1) 判定各年度所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容 根據(jù)各年度的余缺水量情況，用類似年調(diào)節(jié)計(jì)算判定調(diào)節(jié)庫(kù)容的方法，判定各年 所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容，填入表內(nèi)，并在備注欄內(nèi)注明 “年調(diào)節(jié) ”字樣。這些注有 “年調(diào) 節(jié)”字樣的年份，年來水總量大于年用水總量，水庫(kù)只需進(jìn)行年調(diào)節(jié)。對(duì)于 196919

4、70 年度和 1970 1971年度，年來水總量小于年用水總量，需進(jìn)行多年 調(diào)節(jié)。這兩年所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容，應(yīng)聯(lián)系 19681969 年度的余缺水量統(tǒng)一考慮。 為確定這兩年的調(diào)節(jié)庫(kù)容，繪出上述連續(xù) 3 年來的用水過程示意圖，如圖所示：圖中來水 t 線與用水 qt 線間的數(shù)字表示余缺水期的余缺水量。如 19681969年度 68月余水量為 12.4(m/s)月·。 3對(duì)于 1968 1969年，該年為年調(diào)節(jié)兩回運(yùn)用， (m/s) 月·。對(duì)于 196919703 年，該年的調(diào)節(jié)周期自 1969年 5月至 1970年 6 月，為 14個(gè)月。自圖中可明顯看 到，該年的余水量小于缺水量，

5、即來水量小于用水量，故確定該年調(diào)節(jié)庫(kù)容時(shí)， 還必須結(jié)合 1968 1969年一起考慮。利用由調(diào)節(jié)年度末蓄水為零，逆時(shí)序往前 見缺水相加、見余水相減，求時(shí)段末所需蓄水量最大值，即為該年調(diào)節(jié)庫(kù)容的方 法，可以判定該年的(m/s) 月·。同樣，對(duì)于 19701971 年也如此判定，該年度的總余水量小于總 缺水量，應(yīng)聯(lián)系 19691970 年度一起考慮。而為保證 1969 1970 年的正常供 水，水庫(kù)所需的調(diào)節(jié)庫(kù)容已判定為 8.2(m/s) 月·， 即 19691970 年的所需蓄 水量的最大值為 82(m/s) 月·。 333于是 1970 1971年所需的蓄水量的最

6、大值，亦即調(diào)節(jié)庫(kù)容(m/s) 月·。 3(動(dòng)畫演示某水庫(kù)長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法調(diào)節(jié)計(jì)算表 flash 版本) (資源下載某水庫(kù) 長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法調(diào)節(jié)計(jì)算表 word 版本)（2）利用調(diào)節(jié)庫(kù)容保證率曲線求多年調(diào)節(jié)興利庫(kù)容 將表中的各年調(diào)節(jié)庫(kù)容由小到大排列，計(jì)算庫(kù)容保證率，并繪出庫(kù)容保證率曲線 （圖略）。由庫(kù)容保證率曲線即可查得相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率為P=90%的多年調(diào)節(jié)興利庫(kù)容為 V（m/s） 月·。 3 興=8.0 長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法多年調(diào)節(jié)計(jì)算具有概念清晰、推理簡(jiǎn)明的優(yōu)點(diǎn)。但需要較長(zhǎng)系 列的來水用水過程。水利工程水利計(jì)算規(guī)范規(guī)定水利計(jì)算所需的水文資料應(yīng) 不少于 30 年年系列，如實(shí)測(cè)資

7、料不足 30年，應(yīng)加以插補(bǔ)延長(zhǎng)，對(duì)實(shí)測(cè)資料及插 補(bǔ)延長(zhǎng)部分的可靠性及代表性應(yīng)加以檢驗(yàn)。但即使資料年限較長(zhǎng)，也很難包含較 多的調(diào)節(jié)循環(huán)次數(shù)，而無法正確反映水庫(kù)未來運(yùn)行中的一切情況。特別是當(dāng)保證 率和調(diào)節(jié)程度較高時(shí)，則更難以考慮稀遇的徑流變化和組合情況。為了克服長(zhǎng)系 列時(shí)歷法的這一缺陷，引出了數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。2數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 多年調(diào)節(jié)計(jì)算的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法，是建立在徑流的年際變化規(guī)律可以用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的 頻率曲線來描述的基礎(chǔ)上的。它以頻率曲線為依據(jù)，利用水量平衡原理及頻率曲 線組合的原理，來進(jìn)行水庫(kù)的多年調(diào)節(jié)計(jì)算。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行水庫(kù)的多年調(diào)節(jié)計(jì)算，其方法可分為三大類： （1）合成（或組合）總庫(kù)容法；（2）直接總庫(kù)

8、容法；（3）隨機(jī)模擬法。 在此僅介紹用普列什柯夫線解圖法求多年庫(kù)容，用代表年法求年庫(kù)容，再將兩部 分庫(kù)容相加得興利庫(kù)容的合成總庫(kù)容法。（1）普列什柯夫線解圖求多年庫(kù)容 普列什柯夫線解圖法，是在假定各年固定用水的前提下，應(yīng)用頻率曲線組合的方 法，并經(jīng)水量平衡計(jì)算，得出年徑流量在時(shí)的各種常用保證率的 多線 解圖（見圖），再利用此線解圖來查算多年庫(kù)容的。普列什柯夫固定用水求多年庫(kù)容的線解圖 為了計(jì)算方便和便于對(duì)不同水量河流的徑流調(diào)節(jié)特性進(jìn)行比較，來水量、用水量 和水庫(kù)庫(kù)容均用以多年平均徑流量 W0 為度量單位的相對(duì)數(shù)值表示，即 年徑流模比系數(shù)調(diào)節(jié)系數(shù)多年庫(kù)容系數(shù)式中第 i 年的年徑流量；固定的年用水

9、量；多年庫(kù)容?！緦?shí)例 6-6】 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法興利調(diào)節(jié)計(jì)算 某多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，已知多年平均年徑流量 =5000×10m，43，。 ，年供水量 M=4000×104m3, , , ，P=75%，試求多年庫(kù)容【解答】 首先求調(diào)節(jié)系數(shù)：再由圖中 P=75%的線解圖上，查得 時(shí)的。于是當(dāng)對(duì)于給定的保證率 P 無對(duì)應(yīng)的圖時(shí)，可采用內(nèi)插的方法來確定多年庫(kù)容。 【實(shí)例 6-7】 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法興利調(diào)節(jié)計(jì)算如上例，若 P=87%，試求多年庫(kù)容。如同上例方法，由相鄰的 P =87%的P =85%和 P =90%的兩張圖上，可查得分別為 0.3與 0.45，于是 P =87%的=0.36 ×5

10、000×104m3。 值可用直線內(nèi)插法求得，為 0.36，則實(shí)質(zhì)上，利用普氏線解圖，只要在個(gè)數(shù)，即可查算得第四個(gè)數(shù)。 、年徑流 和 P 中任意知道 3需要指出的是，線解圖是假定年徑流的時(shí)，必須把實(shí)際的、 的情況下繪制的，當(dāng)轉(zhuǎn)換之后，再查線解圖求得 （2）年庫(kù)容的確定 。多年庫(kù)容的計(jì)算是以一年為一個(gè)計(jì)算時(shí)段，不計(jì)及年內(nèi)來水與需水的變化。實(shí)際 上，由于洪枯期徑流季節(jié)變化的存在，僅多年庫(kù)容是不夠的。如僅有多年庫(kù)容， 則枯水年組第一年汛期余水量將無法蓄存，這就影響該年枯季用水的需要。從另 一方面，也可以看作當(dāng)僅有多年庫(kù)容時(shí)，枯水年組前一年（豐水年）之枯水期的 缺水將無法獲得滿足。因此，除了均

11、衡年際間水量變化的多年庫(kù)容外，還必須有 均衡年內(nèi)變化所需的年庫(kù)容，這兩部分合起來才是所需的總調(diào)節(jié)庫(kù)容。多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的年庫(kù)容，應(yīng)由連續(xù)枯水年組前一年的水文情況決定。很明顯，選 作計(jì)算年的這個(gè)年份，其年來水量不應(yīng)小于年用水量。因?yàn)槿绻∮谀暧盟浚?則該年將成為連續(xù)枯水年組的組成部分，需要由多年庫(kù)容來補(bǔ)充其不足的水量。 同時(shí)，所選計(jì)算年的年徑流量也不應(yīng)太大。因?yàn)槟陱搅髁看蟮妮^豐年份，一般其 枯水期的水量也較大，用它來計(jì)算，將會(huì)得出偏小的年庫(kù)容，這對(duì)供水來說是不 安全的。由此可知，考慮到最不利的情況，選擇年徑流量等于年用水量的年份來 計(jì)算年庫(kù)容是比較合適的。計(jì)算年的徑流年內(nèi)分配，直接影響到年庫(kù)容的大小。若從安全的角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng) 選擇最不利的分配。但是，在連續(xù)枯水年組的前一年，正好遇到年徑流量是不缺 水年份中的最小值，而徑流年內(nèi)分配又是最不利的這種情況，無疑是很少的。因 此，一般認(rèn)為選用多年平均情況下的徑流年內(nèi)分配來計(jì)算年庫(kù)容較為合理。由此可見，選出年徑流量等于年用水量的年份，而徑流年內(nèi)分配采用多年平均的 分配情況，對(duì)這樣