多年調(diào)節(jié)水庫興利庫容計(jì)算方法

1、6.7 多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計(jì)算由年調(diào)節(jié)水庫的興利調(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，其興利庫容的大小將決定于連續(xù)枯水年組的

2、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)庫容，然后繪出庫容保證率曲線，由設(shè)計(jì)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(zhǎng)系列時(shí)歷列表法。這種方法與年調(diào)節(jié)水庫的長(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?shí)例6-5】 長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法興

3、利調(diào)節(jié)計(jì)算某水庫壩址處有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=90時(shí)，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(jì)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(duì)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(duì)于19681969年，該年為年調(diào)節(jié)兩回運(yùn)用，(m3/s)月。對(duì)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(gè)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(shí)，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(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)庫容的方法，可以判定該年的 (m3/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?cè)彼?，?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(dòng)畫演示某水庫長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法調(diào)節(jié)計(jì)算表 flash 版本）（資源下載某水庫長(zhǎng)系列時(shí)歷列表法調(diào)節(jié)計(jì)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(jì)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(jì)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(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)

7、，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)行水庫的多年調(diào)節(jié)計(jì)算。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行水庫的多年調(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(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容的。普列什柯夫固定用水求多年庫容的線解圖為了計(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、用水量和水庫庫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?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，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(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容?！緦?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(shí)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(gè)數(shù)，即可查算得第四個(gè)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(shí)，必須把實(shí)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(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

10、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(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(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?，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(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