多年調(diào)節(jié)水庫興利庫容計算方法

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于連續(xù)枯水年組的

2、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?！緦嵗?-5】 長系列時歷列表法興

3、利調(diào)節(jié)計算某水庫壩址處有30年實測年徑流資料，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=90時，試確定多年調(diào)節(jié)的興利庫容?！窘獯稹?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19691970年度和19701971年度，年來水總量小于年用水總量，需進(jìn)行多年調(diào)

4、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：19681968年度、19691970年度、19701971年度來水、用水過程示意圖 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(m3/s)月。對于19681969年，該年為年調(diào)節(jié)兩回運(yùn)用，(m3/s)月。對于19691970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，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1968196

5、9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 (m3/s)月。同樣，對于19701971年也如此判定，該年度的總余水量小于總?cè)彼浚瑧?yīng)聯(lián)系19691970年度一起考慮。而為保證19691970年的正常供水，水庫所需的調(diào)節(jié)庫容已判定為8.2(m3/s)月， 即19691970年的所需蓄水量的最大值為 82(m3/s)月。于是19701971年所需的蓄水量的最大值，亦即調(diào)節(jié)庫容(m3/s)月。（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

6、 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興=8.0(m3/s)月。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。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，如實測資料不足30年，應(yīng)加以插補(bǔ)延長，對實測資料及插補(bǔ)延長部分的可靠性及代表性應(yīng)加以檢驗。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

7、，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

8、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； 固定的年用水量； 多年庫容?！緦嵗?-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=5000104m3，年供水量M=4000104m3, , , ，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

9、，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%的值可用直線內(nèi)插法求得，為0.36，則=0.365000104m3。實質(zhì)上，利用普氏線解圖，只要在、年徑流和P中任意知道3個數(shù)，即可查算得第四個數(shù)。需要指出的是，線解圖是假定年徑流的的情況下繪制的，當(dāng)時，必須把實際的、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

10、變化。實際上，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。因為如果小于年用水量，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。因為年徑流量大的較豐年份，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