基本資料及水庫(kù)特征13節(jié).ppt

第一章 徑流調(diào)節(jié)基本資料及水庫(kù)特征,徑流調(diào)節(jié)：通過(guò)水庫(kù)操作使來(lái)水過(guò)程適應(yīng)需水過(guò)程的要求。 調(diào)節(jié)計(jì)算所需基本資料： 1.河川徑流特性 2.用水部門(mén)的需水特性 3.水庫(kù)特性,第一節(jié) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)各用水部門(mén)的需水特性及要求,國(guó)民經(jīng)濟(jì)各用水部門(mén)在利用河川徑流量方面有著多種形式：如居民及工業(yè)的給水，農(nóng)業(yè)的灌溉，水電站的發(fā)電，天然河道及渠化河道的通航與木材的浮運(yùn)，魚(yú)道和魚(yú)塘的操作，以及廢水凈化和水上游樂(lè)等。 用水的需要是隨河流所在地區(qū)而不同。它主要取決于流域內(nèi)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)主要形式，工礦、農(nóng)業(yè)的分布及種類(lèi)，水陸交通運(yùn)輸情況，動(dòng)力經(jīng)濟(jì)狀況，城市和居民點(diǎn)分布，洪澇旱災(zāi)情等。因此，需要了解這些部門(mén)的以及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展計(jì)劃，才能定出流域或水庫(kù)地區(qū)各用水部門(mén)的當(dāng)前和未來(lái)的用水需要。 由于水利措施非短期可建成，其服務(wù)年限也較久，故用水情況不是針對(duì)眼前情況，而應(yīng)當(dāng)充分估計(jì)未來(lái)用水需要的增長(zhǎng)水平，定出工程完工投入運(yùn)用后若干年的需求水平作為設(shè)計(jì)第一期工程的依據(jù)。同時(shí)，以工程運(yùn)用更長(zhǎng)一些年數(shù)后的需求水平作為設(shè)計(jì)校核和作為假想遠(yuǎn)景發(fā)展的指導(dǎo)參考性數(shù)據(jù)。 用水的需要，雖然各部門(mén)各有特點(diǎn)，不盡相同，但也有一些共同的基本特點(diǎn)： 首先，很多用水部門(mén)，在某一定的用水量和供水程序條件下，工作是最有成效的，生 產(chǎn)率是最高的。 其次，需水量的多少常隨生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而有漸進(jìn)性的變化 再如，某些企業(yè)對(duì)需水有周期性變化的要求。,給水的需水特性及要求,給水：指城市或農(nóng)村的民用給水與工業(yè)用水。 給水的要求不但要有足夠的水量，而且應(yīng)符合水質(zhì)的要求。他的特點(diǎn)： （1）對(duì)水質(zhì)要求較高。 居民用水和以水為原料的工業(yè)用水，對(duì)水的氣味、溶解質(zhì)的組成和含量，以及微生物的數(shù)量，都有一定要求，不應(yīng)超過(guò)規(guī)定數(shù)量。 （2）給水有日與年的周期變化。 居民用水及工業(yè)用水有日周期的變化，它是靠水廠的蓄水池調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)的，而年內(nèi)變化較小，一般夏天較多，冬天較少。 （3）要求供水的保證程度高。 因?yàn)楣┧闹袛鄷?huì)對(duì)人民生活造成很大不 便，工業(yè)缺水會(huì)引起減產(chǎn)或停工。 工業(yè)給水中，作為生產(chǎn)原料的用水，其比重通常不大，多為工藝用水，這 些用水的特點(diǎn)是它們并不消耗水量。因此，在水源供應(yīng)緊張地區(qū)，應(yīng)考慮 工業(yè)排放水的循環(huán)利用，特別是對(duì)一些用水量大的工廠，如造紙長(zhǎng)等。這 對(duì)于減輕水源的各種污染，保護(hù)水質(zhì)，更具意義。,農(nóng)業(yè)灌溉水的需水特性及要求,農(nóng)作物的適宜水分的保持，除了大氣的有效降水補(bǔ)給之外，還需從農(nóng)田水利措施中不斷提供補(bǔ)充，以彌補(bǔ)天然降水在時(shí)間和數(shù)量上的不足，著就是農(nóng)業(yè)的灌溉用水。 灌溉用水的特點(diǎn)： 1.具有明顯的季節(jié)性 2.灌溉用水量具有多變性 3.灌溉對(duì)缺水的適應(yīng)性比其他 用水部門(mén)大,水力發(fā)電用水特性,1.電能變化特性 日變化 周變化 年變化 N-日最大負(fù)荷曲線 N -日最小負(fù)荷曲線 N -月平均負(fù)荷曲線,年負(fù)荷圖,水力發(fā)電用水特性,2.水電站的需水特性 N=Q H （kg f m/s） 水容重（=1000kg/m3）； Q 發(fā)電流量，單位為m3/s ； H 落差，單位為m ； N出力，單位為kg f m/s 。 因 1kw=102 kg f m/s , 于是 N=9.80QH（kw） 故發(fā)電流量 Q=N/9.80H （m3/s） N=9.8 水電QH = k QH N出力，單位為kw ； k 效率系數(shù)和單位換算常數(shù)的綜合，實(shí)際中取7.58.8。 當(dāng)有其他電源配合時(shí)可根據(jù)河川徑流豐枯程度，在較大范圍內(nèi)變動(dòng)用水量，水多時(shí)多用，少時(shí)少用。,航運(yùn)用水特性,與鐵路、公路等其他運(yùn)輸方式相比內(nèi)河航運(yùn)成本低、運(yùn)輸量大 天然河道因淺灘、急流、礁石等，常使河道受阻；或因在枯水季河道水量減少，航道水深不足，阻礙航運(yùn)。 利用水庫(kù)調(diào)節(jié)徑流，改善航運(yùn)條件的方法： 連續(xù)放水：水庫(kù)在枯水季全期不斷地泄放一定水量，以維持下游一定 的最 低水位或設(shè)計(jì)航深。 斷續(xù)放水：每隔一定時(shí)間由水庫(kù)泄放一定水量，可以連續(xù)若干時(shí)日，利用 泄放水量增加航深。 利用渠化河道增加航深改善航運(yùn)條件： 筑壩抬高水庫(kù)上游水位形成回水。,綜合需水圖,根據(jù)個(gè)用水部門(mén)的年和逐月的需 水圖，即可繪制綜合需水圖。 水庫(kù)進(jìn)行綜合利用時(shí)，主要從以 下幾點(diǎn)編制綜合需水圖： 1）取水地點(diǎn)和回泄地點(diǎn)； 2）需水的水質(zhì)； 3）需水的年內(nèi)各月分配和日內(nèi) 各小時(shí)的分配； 4）需水保證率的不同。,正常供水,縮減供水,第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,一.防洪標(biāo)準(zhǔn) 指水利工程所能防御洪水的能力。 一般用重現(xiàn)期T或累計(jì)頻率P表示： P=1T 100% 例如百年一遇洪水，重現(xiàn)期T=100年；累計(jì)頻率P=1%。 防洪標(biāo)準(zhǔn)分為兩類(lèi)： .水工建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn) 為保證大壩等水工建筑物自身安全而擬定的防洪標(biāo)準(zhǔn)。 取決于：建筑物的規(guī)模、等級(jí)，并分為正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)） 和非常運(yùn)用（校核標(biāo)準(zhǔn)）兩種情況。 .下游防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)這種標(biāo)準(zhǔn)的洪水發(fā)生時(shí)，通過(guò)下游河道的最大泄量，不超過(guò) 河道的允許泄量或控制水位。 取決于：對(duì)象的重要性、歷史洪水災(zāi)害情況、工程的防洪能力及 政治經(jīng)濟(jì)影響，結(jié)合具體條件。,第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,二.興利用水標(biāo)準(zhǔn) 1.設(shè)計(jì)保證率的含義 研究各用水部門(mén)允許減少供水的可能性和合理范圍，定出多年工作期中，用水部門(mén)的正常用水得到保證的程度。 設(shè)計(jì)保證率的衡量方式： 保證正常用水的年數(shù)（年保證率P） P=正常工作年數(shù)/總年數(shù)100% =（總年數(shù)-破壞年數(shù)）/總年數(shù)100% 所謂破壞年是指不能維持正常工作的任何年份。 保證正常用水的歷時(shí)（歷時(shí)保證率P） P=正常工作歷時(shí)/總歷時(shí)100% =（總歷時(shí)-破壞歷時(shí)）/總歷時(shí)100% 保證正常用水的數(shù)量 設(shè)計(jì)保證率的選擇由用水部門(mén)特性、水庫(kù)調(diào)節(jié)性能及設(shè)計(jì)要求等因素決定。,第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,2.設(shè)計(jì)保證率的選擇 目前主要是根據(jù)各部門(mén)用水性質(zhì)、要求、重要性，以及生產(chǎn)實(shí)踐所積累經(jīng)驗(yàn)來(lái)規(guī)定設(shè)計(jì)保證率。 1）灌溉設(shè)計(jì)保證率 南方高于北方 自流灌區(qū)高于提水灌區(qū),第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,2）水力發(fā)電的設(shè)計(jì)保證率 根據(jù)水電站所在電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性、系統(tǒng)中的水電容重的比重、水電站規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中作用、河川徑流特性以及水庫(kù)調(diào)節(jié)程度等決定。 3）給水設(shè)計(jì)保證率 一般采用95%99%,第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,3）航運(yùn)設(shè)計(jì)保證率 保證率頻率法：統(tǒng)計(jì)年限中各年內(nèi)高于和等于某一水位的天數(shù)占全年 天數(shù)的百分比。用各年該保證率的水位進(jìn)行頻率計(jì) 算，按表列保證率確定設(shè)計(jì)最低通航水位。 綜合歷時(shí)曲線法：統(tǒng)計(jì)年限中各年內(nèi)高于和等于某一水位的天數(shù)占總天 數(shù)的百分比。,第二節(jié) 水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)保證率,三.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)保證率與可靠性、風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系 可靠度S：研究對(duì)象在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。 風(fēng)險(xiǎn)度R：研究對(duì)象在規(guī)定條件下和時(shí)間內(nèi)不能完成規(guī)定功能的概率。 S + R = 1 在壩體安全設(shè)計(jì)中，一方面是估算壩址處洪水的可能變化以及垮壩的 可能性。而另一方面是選定安全設(shè)計(jì)洪水。而這些工作是以定量的風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估為基礎(chǔ)的。要求估算出垮壩的可能性及在當(dāng)前和預(yù)期未來(lái)?xiàng)l件 下垮壩所造成的后果。 保證率是可靠度的一種特殊的簡(jiǎn)化形式。設(shè)計(jì)保證率就是考慮到多年運(yùn) 行中這種供水失效風(fēng)險(xiǎn)，而事先規(guī)定的使正常供水得到滿足的可靠程度。,公元1912年 云南螳螂川上的石龍壩水電站建成，為中國(guó)大陸最早的水電站,公元1960年 浙江建德新安江水電站，中國(guó)第一座自己勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和自制設(shè)備的大型水電站,第三節(jié) 水庫(kù)的特性曲線、特征水位和特征庫(kù)容,一.水庫(kù)的特性曲線 在河流上攔河筑壩形成人工的水池 用來(lái)進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，這就是水庫(kù)。 面積特性曲線：水庫(kù)水位水庫(kù)面積關(guān)系 容積特性曲線：水庫(kù)水位水庫(kù)容積關(guān)系,水庫(kù)水位面積容積曲線,第三節(jié) 水庫(kù)的特性曲線、特征水位和特征庫(kù)容,靜水庫(kù)容：水庫(kù)水體靜止，水面水平 時(shí)的庫(kù)容。 動(dòng)庫(kù)容：有一定的入庫(kù)流量時(shí)，靜庫(kù) 容與契形庫(kù) 容的總和。,第三節(jié) 水庫(kù)的特性曲線、特征水位和特征庫(kù)容,動(dòng)庫(kù)容的計(jì)算：回水曲線法和近似法 首先假定某一入庫(kù)流量Q1和若干壩前不同水位，根據(jù)力學(xué)公式，求出一組水面曲線； 其次，將水庫(kù)分段，求出每段相應(yīng)于回水曲線的平均水位位置。根據(jù)位置確定面積， 這樣就可以求出不同回水曲線每段的容積。 最后，將各段庫(kù)容相加，得到以某一入庫(kù)流量為參數(shù)的總的動(dòng)庫(kù)容曲線。,二.水庫(kù)的特征水位和特征庫(kù)容,1.死水位和死庫(kù)容 死水位：在正常運(yùn)用情況下，允許水 庫(kù)消落的最低水位。 確定死水位時(shí)考慮因素： 1）保證水庫(kù)有足夠的、發(fā)揮正常效 用的使用年限。 2）保證水電站的最低水興和自流灌 溉必要的引水高程。 3）庫(kù)區(qū)航運(yùn)和漁業(yè)的要求 2.正常蓄水位和興利庫(kù)容 正常蓄水位：在正常運(yùn)行條件下， 為了滿足興利部門(mén)枯 水期正常用水，水庫(kù)在供水開(kāi)始時(shí)應(yīng)蓄到的最高水位。 確定正常蓄水位時(shí)的考慮因素： 1）根據(jù)興利的實(shí)際需要 2）考慮淹沒(méi)、浸沒(méi)情況 3）考慮壩址及庫(kù)區(qū)地形地質(zhì)條件 4）考慮河段上下游已建和擬建水庫(kù)樞紐情況,二.水庫(kù)的特征水位和特征庫(kù)容,3. 防洪限制水位和結(jié)合庫(kù)容 防洪限制水位：水庫(kù)在汛期允許 蓄水的上限。 結(jié)合庫(kù)容：防洪限制水位與正常 蓄水位之間的庫(kù)容。 4.防洪高水位和防洪庫(kù)容 防洪高水位：當(dāng)水庫(kù)下游有防 洪要求時(shí)，遇到下游防護(hù)對(duì)象的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫(kù)經(jīng)調(diào)洪后，壩前達(dá)到的最高水位。 防洪庫(kù)容：防洪限制水位與防洪高水位之間的庫(kù)容。,二.水庫(kù)的特征水位和特征庫(kù)容,5.設(shè)計(jì)洪水位和攔洪庫(kù)容 設(shè)計(jì)洪水位：當(dāng)遇到大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)， 水庫(kù)經(jīng)調(diào)洪后，壩前達(dá)到的最高水位。 攔洪庫(kù)容：防洪限制水位與設(shè)計(jì)洪水位 之間的庫(kù)容。 確定設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的考慮因素： 1）攔河壩為土壩、堆石壩時(shí)應(yīng)設(shè)置 開(kāi)敞式溢洪道。 2）設(shè)置部分泄洪底孔和中孔。 3）泄洪設(shè)備的選擇應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可靠性。 4）閘門(mén)及啟閉設(shè)備選擇應(yīng)滿足洪水調(diào)度方面要求。 6.校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容 校核洪水位：當(dāng)遇到大壩校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫(kù)經(jīng)調(diào)洪后，壩前達(dá)到的最 高水位。 調(diào)洪庫(kù)容：校核洪水位以下的全部水庫(kù)庫(kù)容。,“三峽”工程,三峽工程主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo),謝謝！,肚松衯宸Z厬圪?呂Z?拶?騚咡譪4#漲?鞗籽?菮=PM櫶k?卌蠑?q駜6項(xiàng)縠餗q鷹|U鬨潷歒?淬盭睟覙6u姮?M+/l!ol諉:?5?磐嵸?錺潗 T?鈪醞3h袳牒唣?罐CB?捓鐒k挭鑈p衈聮嗌蜞敏?l孰PB潉?潕,肚松衯?雎?lián)]=?牓2d?h糖 =M痞 ?(瘣滸?(h?棧哐鋃$*?z3蓚W傯=%u旄 冏?塧?腦?U ZYYh? w鵓?鎂+x脲燴哠K?q梽桃羀徬 ?w?錭X?C?e ?gei鎃+,nit噈鲃c?u锳9硄輕儍L8踇縎;W岐?u rH?Wx鵛8吷y兞戀W 六堲?-猴w兂.+嬼?墎娮?嗠鸊GiJ倭rJ ?侜! ?u?“唻蕛?凓|?縖鴰嬔r責(zé)| A伾鼐*?%磣嬓冴苻高Hv霼?m |兪T? 4撠?聝 ?飌Z0?t蕞筍訌?3髀続c?p?t 壉鄪Mr+?p; 8齚 p蕞驅(qū)_嬝3? ?%?佝較#?u嬻芺婩*?莀 X_? 萄阯K詴qM?x拱曃?鳡?+腰+?艃?U?葭?橗?岶%媗祆?呿祴?峙 %Ms?叫篂?X?$?F笂斚汶弸邏s?苾铏p蔭淥?呉坡Y詢生蓯籀塡塠=?鬋昆?SZ?|_)5隠瑾.觠0峗E ?王?謷呻u?蓌X0 ?艣專(zhuān)?