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文檔簡介
1、6.7 多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計算 由年調(diào)節(jié)水庫的興利調(diào)節(jié)計算可知,當(dāng)設(shè)計年用水量小于設(shè)計年來水量時,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,即水庫只需進(jìn) 行年內(nèi)調(diào)節(jié)。但當(dāng)設(shè)計年來水量小于設(shè)計年用水量時,說明設(shè)計年來水量不夠 用,需要將豐水年的余水蓄存在水庫中,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)庫容也大,調(diào)節(jié)程度 高,對來水的利用也較充分。多年調(diào)節(jié)計算,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 庫容的大小將決定
2、于連續(xù)枯水年組的總虧水量,故對年徑流系列要求更長些。興 利調(diào)節(jié)計算的基本原理與方法,則與年調(diào)節(jié)計算相類似。本節(jié)僅對長系列時歷列 表法與數(shù)理統(tǒng)計法作扼要的介紹。1長系列時歷列表法 當(dāng)實(shí)測年徑流系列較長,包含一個或幾個枯水年組時,可根據(jù)多數(shù)年份的來、用 水情況,劃分水利年度,列表計算各年余缺水期的余缺水量,判定各年所需的調(diào) 節(jié)庫容,然后繪出庫容保證率曲線,由設(shè)計保證率在庫容保證率曲線上查得多年 調(diào)節(jié)的興利庫容。此法即為長系列時歷列表法。這種方法與年調(diào)節(jié)水庫的長系列法基本相同。需要注意的是,多年調(diào)節(jié)時有些年 份的調(diào)節(jié)庫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】 長系列時歷列表法興利調(diào)節(jié)計算某水庫壩址處有 30 年實(shí)測年徑流資料,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)計計算,成果如表所 示。當(dāng)設(shè)計保證率年調(diào)節(jié)的興利庫容?!窘獯稹?=90時,試確定多(1) 判定各年度所需的調(diào)節(jié)庫容 根據(jù)各年度的余缺水量情況,用類似年調(diào)節(jié)計算判定調(diào)節(jié)庫容的方法,判定各年 所需的調(diào)節(jié)庫容,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,水庫只需進(jìn)行年調(diào)節(jié)。對于 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對于 1968 1969年,該年為年調(diào)節(jié)兩回運(yùn)用, (m/s) 月·。對于 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)庫容時, 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,逆時序往前 見缺水相加、見余水相減,求時段末所需蓄水量最大值,即為該年調(diào)節(jié)庫容的方 法,可以判定該年的(m/s) 月·。同樣,對于 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,水庫所需的調(diào)節(jié)庫容已判定為 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)庫容(m/s) 月·。 3(動畫演示某水庫長系列時歷列表法調(diào)節(jié)計算表 flash 版本) (資源下載某水庫 長系列時歷列表法調(diào)節(jié)計算表 word 版本)(2)利用調(diào)節(jié)庫容保證率曲線求多年調(diào)節(jié)興利庫容 將表中的各年調(diào)節(jié)庫容由小到大排列,計算庫容保證率,并繪出庫容保證率曲線 (圖略)。由庫容保證率曲線即可查得相應(yīng)于設(shè)計保證率為P=90%的多年調(diào)節(jié)興利庫容為 V(m/s) 月·。 3 興=8.0 長系列時歷列表法多年調(diào)節(jié)計算具有概念清晰、推理簡明的優(yōu)點(diǎn)。但需要較長系 列的來水用水過程。水利工程水利計算規(guī)范規(guī)定水利計算所需的水文資料應(yīng) 不少于 30 年年系列,如實(shí)測資
7、料不足 30年,應(yīng)加以插補(bǔ)延長,對實(shí)測資料及插 補(bǔ)延長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,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,則更難以考慮稀遇的徑流變化和組合情況。為了克服長系 列時歷法的這一缺陷,引出了數(shù)理統(tǒng)計法。2數(shù)理統(tǒng)計法 多年調(diào)節(jié)計算的數(shù)理統(tǒng)計法,是建立在徑流的年際變化規(guī)律可以用數(shù)理統(tǒng)計中的 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)行水庫的多年調(diào)節(jié)計算。數(shù)理統(tǒng)計法進(jìn)行水庫的多年調(diào)節(jié)計算,其方法可分為三大類: (1)合成(或組合)總庫容法;(2)直接總庫
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容,用代表年法求年庫容,再將兩部 分庫容相加得興利庫容的合成總庫容法。(1)普列什柯夫線解圖求多年庫容 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)水量平衡計算,得出年徑流量在時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容的。普列什柯夫固定用水求多年庫容的線解圖 為了計算方便和便于對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 和水庫庫容均用以多年平均徑流量 W0 為度量單位的相對數(shù)值表示,即 年徑流模比系數(shù)調(diào)節(jié)系數(shù)多年庫容系數(shù)式中第 i 年的年徑流量;固定的年用水
9、量;多年庫容。【實(shí)例 6-6】 數(shù)理統(tǒng)計法興利調(diào)節(jié)計算 某多年調(diào)節(jié)水庫,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 時的。于是當(dāng)對于給定的保證率 P 無對應(yīng)的圖時,可采用內(nèi)插的方法來確定多年庫容。 【實(shí)例 6-7】 數(shù)理統(tǒng)計法興利調(diào)節(jié)計算如上例,若 P=87%,試求多年庫容。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,只要在個數(shù),即可查算得第四個數(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,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)年庫容的確定 。多年庫容的計算是以一年為一個計算時段,不計及年內(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,僅多年庫容是不夠的。如僅有多年庫容, 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)僅有多年庫容時,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容外,還必須有 均衡年內(nèi)變化所需的年庫容,這兩部分合起來才是所需的總調(diào)節(jié)庫容。多年調(diào)節(jié)水庫的年庫容,應(yīng)由連續(xù)枯水年組前一年的水文情況決定。很明顯,選 作計算年的這個年份,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,需要由多年庫容來補(bǔ)充其不足的水量。 同時,所選計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,用它來計算,將會得出偏小的年庫容,這對供水來說是不 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 計算年庫容是比較合適的。計算年的徑流年內(nèi)分配,直接影響到年庫容的大小。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)分配來計算年庫容較為合理。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,對這樣
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