水利計(jì)算及水資源規(guī)劃課件

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=γQH（kgfm/s）

γ——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kgfm/s。因1kw=102kgfm/s,于是N=9.80QH（kw）

故發(fā)電流量Q=N/9.80H（m3/s）

N=9.8η水η電QH=kQHN——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7.5~8.8。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=1／T×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)：１.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。２.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)地區(qū)作物種類(lèi)灌溉設(shè)計(jì)保證率（%）缺水地區(qū)以旱作物為主以水稻為主50~7070~80豐水地區(qū)以旱作物為主以水稻為主70~8075~95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%電力系統(tǒng)中水電容量的比重（%）25以下25~5050以上水電站設(shè)計(jì)保證率（%）80~9090~9595~98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。航道等級(jí)保證率頻率法保證率（%）綜合歷時(shí)曲線法保證率（%）一~二98~99≥98三~四95~9895~98五~六90~9590~95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?！叭龒{”工程三峽工程主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目名稱(chēng)單位指標(biāo)（備注）水庫(kù)正常蓄水位

防洪限制水位

枯季消落水位

設(shè)計(jì)洪水位

校核洪水位

總庫(kù)容

防洪庫(kù)容

水庫(kù)庫(kù)面面積

m

m

m

m

m

億m3

億m3

km2175(初期156)

145(初期135)

155(初期140)

175

180.4

393

221.5

1,084第四節(jié)水庫(kù)的水量損失

水庫(kù)建成以后，天然水流情況發(fā)生變化，削減了洪峰，增加了枯水流量。同時(shí)，庫(kù)區(qū)水位及庫(kù)邊地下水位抬高，水面加寬，水深增大，流速減??；庫(kù)區(qū)內(nèi)的水流挾沙、蒸發(fā)、滲漏、水溫、水質(zhì)等水情亦起了變化。當(dāng)然，水庫(kù)的水量也會(huì)產(chǎn)生了無(wú)益損失，如水庫(kù)蒸發(fā)損失、滲漏損失等。一.水庫(kù)的蒸發(fā)損失

水庫(kù)的蒸發(fā)損失是指由于水庫(kù)興建前后因蒸發(fā)量的不同，所造成的水量差值。蒸發(fā)損失產(chǎn)生的原因：修建河流前，除原河道有水面蒸發(fā)外，整個(gè)庫(kù)區(qū)都是陸面蒸發(fā)，而建庫(kù)以后，這部分面積由陸面面積變成水庫(kù)水面，其也由原來(lái)的陸面蒸發(fā)變成水面蒸發(fā)。由于水面蒸發(fā)比陸面蒸發(fā)大，故產(chǎn)生了由陸面面積變?yōu)樗婷娣e所增加的額外蒸發(fā)量。

△W=1000(E水-E陸)FvE水=?E皿式中

E皿——水面蒸發(fā)皿實(shí)測(cè)水面蒸發(fā)（mm）

?——水面蒸發(fā)皿折算系數(shù)，一般為0.65~0.80E水——水面蒸發(fā)（mm）

E陸=Eo=Po-Ro式中Po——閉合流域多年平均年降水量（mm）

Ro——閉合流域多年平均年徑流深（mm）

Eo——閉合流域多年平均年陸面蒸發(fā)量（mm）

E陸——陸面蒸發(fā)（mm）

Fv——建庫(kù)增加的水面面積，取計(jì)算時(shí)段始末的平均值。二.滲漏損失

建庫(kù)之后由于水位抬高，水壓力的增加，水庫(kù)蓄水量的滲漏損失也隨之增大。

水庫(kù)主要的幾種滲漏損失：

1）經(jīng)過(guò)能透水的壩身，以及閘門(mén)、水輪機(jī)等的滲漏

2）通過(guò)壩址及壩的兩翼滲漏

3）通過(guò)庫(kù)底流向較低的透水層或庫(kù)外的滲漏。

一般可按滲漏理論的達(dá)西公式估算滲漏的損失量。

若以一年或一月的滲漏損失相當(dāng)于水庫(kù)蓄水容積的一定百分?jǐn)?shù)來(lái)估時(shí)，則計(jì)算滲漏損失時(shí)初步采用數(shù)據(jù)：

1）水文地質(zhì)條件良好0~10%/年或0~1%/月

2）透水性條件中等10~20%/年或1.5~3%/月

3）水文地質(zhì)條件較差20~40%/年或1.5~3%/月

三.其他損失

1）結(jié)冰損失。北方地區(qū)氣候寒冷，冬季水庫(kù)水面形成冰蓋。年調(diào)節(jié)水庫(kù)每年泄空一次，冬季枯水期水庫(kù)供水時(shí)水位隨之下降，水庫(kù)面積縮小，有一部分冰蓋附著庫(kù)岸，相應(yīng)于這部分冰蓋的水量，當(dāng)時(shí)不能利用，故為結(jié)冰損失。

2）水工建筑物的漏水和操作所損失的水量。第五節(jié)庫(kù)區(qū)淹沒(méi)、浸沒(méi)和水庫(kù)淤積一.庫(kù)區(qū)淹沒(méi)、浸沒(méi)

淹沒(méi)問(wèn)題：水庫(kù)在修建時(shí)由于蓄水而造成一定范圍的淹沒(méi)，將使庫(kù)區(qū)原有耕地及建筑物被廢棄，居民、工廠和交通線路被迫遷移改建，這就造成損失。

淹沒(méi)損失和移民數(shù)量的多少，常常會(huì)限制水庫(kù)工程的規(guī)模，甚至?xí)恋K地形、地址和水資源利用條件的選擇。水庫(kù)淹沒(méi)影響的問(wèn)題：

（1）居民的遷移安置；（2）遷移或改建淹沒(méi)區(qū)內(nèi)的交通運(yùn)輸建筑物，如鐵路、公路、通訊設(shè)備及輸電線路等；（3）遷移或重建淹沒(méi)區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)；（4）重建水道上的建筑物，包括橋梁、河岸及港口建筑物；（5）排水系統(tǒng)、地下電線等等的重新安裝；（6）森林的恢復(fù)；（7）用堤防保護(hù)耕地、貴重的礦藏以及游覽圣地等；（8）蓄水前的庫(kù)底清理等。

百萬(wàn)大移民三峽水庫(kù)將淹沒(méi)陸地面積632平方公里，涉及湖北省、重慶市的20個(gè)縣(市)。1991至1992年，長(zhǎng)江水利委員會(huì)會(huì)同庫(kù)區(qū)各級(jí)地方政府，逐村挨戶進(jìn)行了調(diào)查、丈量和統(tǒng)計(jì)。三峽水庫(kù)淹沒(méi)涉及城市2座、縣城11座、集鎮(zhèn)116個(gè)；受淹沒(méi)或淹沒(méi)影響的工礦企業(yè)1599家；水庫(kù)淹沒(méi)線以下共有耕地2.45萬(wàn)公頃；淹沒(méi)公路824.25公里，水電站9.22萬(wàn)千瓦；淹沒(méi)區(qū)房屋總面積為3459.6萬(wàn)平方米；淹沒(méi)區(qū)居住的總?cè)丝跒?4.41萬(wàn)人。考慮到建設(shè)期間內(nèi)的人口增長(zhǎng)和二次搬遷等其他因素，三峽水庫(kù)移民安置的動(dòng)態(tài)總?cè)丝趯⑦_(dá)110余萬(wàn)人。高峽出平湖，最后水將淹到175米此標(biāo)記處故居已消失在90米水下，老農(nóng)遙望故土?xí)r心情復(fù)雜故土被淹，離家小鳥(niǎo)遠(yuǎn)眺三峽滄桑變化

二、水庫(kù)的淤積問(wèn)題

1、水庫(kù)的淤積年限

（1）水庫(kù)淤積存在：當(dāng)河道上修建了壅水建筑物之后，隨著庫(kù)區(qū)水位的抬升，水流的過(guò)水?dāng)嗝嬖龃?，水力坡度變緩，縱向流速和紊動(dòng)流速都大大地減少。原河道水流特性的這種改變，降低了水流挾沙能力，也改變了原河道的泥沙運(yùn)動(dòng)條件，導(dǎo)致了部分懸移物質(zhì)和推移物質(zhì)泥沙逐漸沉淀、淤積在水庫(kù)中。

（2）影響水庫(kù)淤積的主要因素：入庫(kù)水流的含沙量及多少及年內(nèi)分配、水庫(kù)形狀、庫(kù)區(qū)地形、地質(zhì)特性以及水庫(kù)的調(diào)度規(guī)則。

（3）水庫(kù)年限：在水庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，估計(jì)可能的年限以便判斷水庫(kù)的壽命和是否值得興建。水庫(kù)工作年限或壽命的衡量是著眼于水庫(kù)淤積是否已相當(dāng)程度上影響到水庫(kù)正常（設(shè)計(jì)）功能的發(fā)揮。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)所謂水庫(kù)“壽命”應(yīng)指水庫(kù)正常工作的年限，又稱(chēng)水庫(kù)使用年限。2、泥沙淤積量計(jì)算一般情況下特別在規(guī)劃和初設(shè)階段，常采用較簡(jiǎn)單的方法來(lái)估算泥沙淤積量，即假定河流攜帶的泥沙有一部分沉積在水庫(kù)中，而且泥沙淤積呈水平狀增長(zhǎng)，計(jì)算水庫(kù)使用T年后的淤沙總?cè)莘e：

年淤積量：

式中：T－水庫(kù)正常使用年限（年），按規(guī)定小型水庫(kù)T＝20～30年，大型水庫(kù)T＝50～100年；

V沙年＝多年平均淤沙容積（m3/年）

－多年平均含沙量（kg/m3

）

W0

－多年平均年徑流量（m3

）

m－庫(kù)中泥沙沉積率（％），視庫(kù)容的相對(duì)大小或水庫(kù)調(diào)節(jié)程度而定；

P－淤積體的孔隙率－泥沙顆粒的干容重（kg/m3

）當(dāng)沙粒的干容重＝2.0～2.8，淤泥的孔隙率P＝0.3～0.4時(shí)，則對(duì)懸移質(zhì)泥沙：對(duì)懸移質(zhì)推移質(zhì)以及塌岸存在時(shí)：V塌－庫(kù)岸平均年坍塌量（m3

）－推移質(zhì)淤懸移質(zhì)的比值三、減少淤泥的措施用設(shè)置死庫(kù)容來(lái)接納沉積的泥沙，雖是處理淤積問(wèn)題的普遍方法，卻只是一種消極的途徑，僅僅推遲了淤積嚴(yán)重影響的日期而已。為減少水庫(kù)淤積，延長(zhǎng)水庫(kù)壽命，研究總結(jié)的主要經(jīng)驗(yàn)，一是減少沙源；二是控制和調(diào)度泥沙。其措施有：（1）水土保持。在上游流域面上加強(qiáng)水土保持工作，減少水土流失。這是解決水庫(kù)泥沙淤積的根本性措施。（2）上游攔沙。在重要的水庫(kù)上游和來(lái)沙較多的支流上修建一些水壩，用以攔截泥沙。這種水庫(kù)建成以后，在一定時(shí)期內(nèi)也起攔蓄洪水作用，后期被泥沙淤滿后，可開(kāi)辟為耕地。（3）合理運(yùn)行，調(diào)水調(diào)沙。借助樞紐泄水建筑物控制庫(kù)水位及泄水時(shí)機(jī)，可以有效地調(diào)整庫(kù)區(qū)淤積泥沙地分布，甚至將大量泥沙直接或間接地排向下游。分為水力排沙、水力沖刷和機(jī)械清淤三種。

6月3日消息：三峽工程庫(kù)區(qū)泥沙問(wèn)題，日前經(jīng)科研工作者研究表明，該庫(kù)區(qū)發(fā)電和通航中的泥沙問(wèn)題有望解決。據(jù)介紹，三峽水庫(kù)宜昌站年平均輸沙量達(dá)五點(diǎn)三億噸，如泥沙問(wèn)題處理不好，不僅會(huì)影響水庫(kù)防洪、發(fā)電效益的正常發(fā)揮，縮短水庫(kù)的使用壽命，而且可能影響長(zhǎng)江黃金水道的暢通。經(jīng)科技工作者研究表明，三峽水庫(kù)的泥沙問(wèn)題采用“蓄清排渾”的水庫(kù)調(diào)度方式，借助工程建筑物布置上采取的一系列排沙工程措施，配合恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度和輔助清淤，可以保證工程正常效益的發(fā)揮。第六節(jié)水庫(kù)的環(huán)境影響

建國(guó)以后，我國(guó)以建成大、中、小型水庫(kù)86000多座，總庫(kù)容為4000多億立方米。這些水庫(kù)在防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、給水、水產(chǎn)、旅游等方面起到了巨大的作用，但有些水庫(kù)也給環(huán)境帶來(lái)了一些不利影響。在修建水庫(kù)，注意經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，必須重視建庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響，兼顧社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。在水庫(kù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工的各階段，特別是管理階段，應(yīng)經(jīng)常調(diào)查和觀測(cè)水庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響，在提高水庫(kù)效益的基礎(chǔ)上，防止水質(zhì)污染、維持生態(tài)平衡和美化環(huán)境。一、庫(kù)區(qū)影響

1.人口遷移：權(quán)衡建庫(kù)的得失時(shí)，遷移人口和淹沒(méi)土地是一項(xiàng)有決定性的因素，是一個(gè)需要慎重處理的問(wèn)題。

2.清理庫(kù)區(qū)：

如未能認(rèn)真清庫(kù)，將影響捕魚(yú)和污染水質(zhì)。

3.名勝古跡：對(duì)名勝古跡和有紀(jì)念的建筑物應(yīng)當(dāng)遷移保護(hù)。

4.滑坡、坍岸：當(dāng)陡峻的山谷蓄水時(shí)，或在庫(kù)水位驟降時(shí)，庫(kù)區(qū)內(nèi)往往發(fā)生滑坡。庫(kù)周為黃土地帶容易發(fā)生坍岸。

5.地下水位的變化：水庫(kù)蓄水使地下水位上升，其后果：影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；低洼地帶的沼澤化；土壤鹽堿化；建筑物地基發(fā)生沉陷、蚊蟲(chóng)孳生等。

6.誘發(fā)地震自6月1日三峽工程截流蓄水以來(lái)，庫(kù)區(qū)水位正在以每日3米的速度爬高，到6月15日，水位線將達(dá)到135米。為防止沿江兩岸垃圾、漂浮物污染水體，阻塞大壩，影響蓄水發(fā)電，重慶團(tuán)市委向全市青年志愿者發(fā)起了“萬(wàn)人清漂”大行動(dòng)。連日來(lái)，上萬(wàn)名志愿者日夜奔忙在長(zhǎng)江兩岸上百個(gè)清漂點(diǎn)，清除江岸垃圾，打撈江面漂浮物。圖為萬(wàn)州區(qū)十七碼頭“清漂”現(xiàn)場(chǎng)。

7.改變氣候：大面積水域的產(chǎn)生改變了自然面貌，使氣象條件發(fā)生變化，甚至影響生態(tài)平衡。

8.水溫變化：水為不良熱導(dǎo)體，水庫(kù)水溫的變幅隨水深而變小，水溫也隨水深增加而減低。

9.水質(zhì)變化：（１）、含鹽量。水庫(kù)上游來(lái)水經(jīng)水庫(kù)稀釋?zhuān)档统鏊康暮}度；在高溫、水淺地帶，由于水面蒸發(fā)量大，致使含鹽度升高。（２）、肥力變化。水庫(kù)蓄水后，庫(kù)區(qū)內(nèi)生物死亡，增加了水庫(kù)內(nèi)的肥料，有利于水中小生物、微生物的繁殖，促進(jìn)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)。如清庫(kù)不徹底，過(guò)多植物在庫(kù)底分解，使水質(zhì)變壞。帶過(guò)多肥力的鹽類(lèi)水源入庫(kù)，不利于水生物生長(zhǎng)。

10.泥沙淤積使庫(kù)容減少，降低效益，影響通航、發(fā)電。

11.衛(wèi)生問(wèn)題庫(kù)邊周?chē)纬闪舜竺娣e淺水區(qū)，增加了瘧疾、血吸蟲(chóng)病的傳播。

中新社重慶七月二十三日電(范卉周建飛)重慶市衛(wèi)生局副局長(zhǎng)周英杰今天下午在此間表示，三峽成庫(kù)后，庫(kù)區(qū)存在血吸蟲(chóng)病流行的潛在威脅。目前重慶市已著手建立血吸蟲(chóng)病預(yù)防控制機(jī)制。周英杰說(shuō)，由于長(zhǎng)江三峽流域的地理特點(diǎn)，重慶市歷史上從未發(fā)現(xiàn)有傳染血吸蟲(chóng)病例報(bào)告，屬血吸蟲(chóng)病非流行區(qū)。但是，三峽庫(kù)區(qū)形成以后，水流變緩，積水面積擴(kuò)大，逐漸形成泥沙淤積，庫(kù)區(qū)支流形成沖擊洲。水庫(kù)冬水夏庫(kù)的運(yùn)行方式，將會(huì)使庫(kù)岸一百四十五米至一百七十五米水位之間形成洲灘，以及成庫(kù)后溫度、濕度都將向有利于釘螺生長(zhǎng)繁殖的方向變化。二.樞紐范圍內(nèi)影響

水利樞紐為保持通航、魚(yú)類(lèi)回游、流筏而設(shè)有升船設(shè)備、魚(yú)道、筏道等，其作用是為保持?jǐn)r截河道的環(huán)境平衡。三峽工程永久船閘2號(hào)平臺(tái)開(kāi)始施工的綠化圖案。當(dāng)天，美化船閘工作在三峽工程永久船閘1、2號(hào)平臺(tái)全面展開(kāi)，船閘試通航的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作已基本完成。

三.水庫(kù)下游影響

1.泄水：為泄洪、發(fā)電和下游用水需向下游泄水，但由于水庫(kù)中水的溫度、泥沙含量、溶解氧的分布，隨水深而變化。各需水部門(mén)可從不同深度引水。

2.維持河道：若下游不需引水，水庫(kù)也應(yīng)該泄放一相當(dāng)少的水量，維持河道不干涸。

3.河道水溫：水庫(kù)的下泄水流多數(shù)來(lái)自水庫(kù)深層，因而庫(kù)下游相當(dāng)長(zhǎng)河水受庫(kù)水溫的影響，夏季河水低于建庫(kù)前，冬季高于建庫(kù)前。

4.河床變化：水庫(kù)泄水時(shí)可能破壞原有河道的沖淤平衡，發(fā)生新的沖淤變化。

5.干拓土地：水庫(kù)控制了一般洪水，縮小了下游洪水經(jīng)常的淹沒(méi)范圍，并促使地下水位下降。原來(lái)不能耕種的沼澤地可以干拓成良田。第二章徑流（量）的調(diào)節(jié)計(jì)算第一節(jié)徑流調(diào)節(jié)的分類(lèi)1按調(diào)節(jié)的目的和重點(diǎn)分2按服務(wù)對(duì)象和用途分3按調(diào)節(jié)周期分4其他形式的調(diào)節(jié)建造水庫(kù)是調(diào)節(jié)河川徑流，解決來(lái)水需水矛盾的一種普遍積極的方法?？梢詮牟煌嵌葘?duì)徑流調(diào)節(jié)的形式進(jìn)行分類(lèi)。1按調(diào)節(jié)的目的和重點(diǎn)分洪水調(diào)節(jié)：重點(diǎn)在于削減洪峰和下泄洪水流量?？菟{(diào)節(jié)：為了增加枯水期的供水量，以滿足各用水部門(mén)的要求。2按服務(wù)對(duì)象和用途分可以分為灌溉、發(fā)電、給水、航運(yùn)及防洪排澇等的調(diào)節(jié)。目前一般水庫(kù)都是以一、二個(gè)目標(biāo)為主的多用途綜合利用徑流調(diào)節(jié)3按調(diào)節(jié)周期分即按照一次蓄泄循環(huán)的時(shí)間來(lái)分?？梢苑譃闊o(wú)調(diào)節(jié)、日（周）調(diào)節(jié)、年（季）調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)。水庫(kù)的相對(duì)庫(kù)容愈大，它調(diào)節(jié)徑流的周期就愈長(zhǎng)，調(diào)節(jié)和利用徑流的程度也愈高。日（周）調(diào)節(jié)一般見(jiàn)于發(fā)電水庫(kù)。徑流變化不大，而電負(fù)荷則在白天黑夜和工作日周末間差異甚大。水庫(kù)即把夜間和周末負(fù)荷少時(shí)的多余水，蓄存起來(lái)增加白天和工作日的發(fā)電水量。年（季）調(diào)節(jié)我國(guó)河川徑流季節(jié)變化大，洪水期和枯水期相差懸殊，而用水部門(mén)需水量變化不大。這就需要對(duì)一年范圍內(nèi)進(jìn)行天然徑流的重新分配。4其他形式的調(diào)節(jié)補(bǔ)償調(diào)節(jié)見(jiàn)于水庫(kù)與下游用水部門(mén)的取水口間，有區(qū)間入流時(shí)。水庫(kù)要視區(qū)間來(lái)水多少進(jìn)行補(bǔ)償放水。反調(diào)節(jié)當(dāng)進(jìn)行日調(diào)節(jié)的水庫(kù)下游有灌溉取水或航運(yùn)要求時(shí)，需要對(duì)已調(diào)節(jié)過(guò)的放水過(guò)程重新調(diào)節(jié)。庫(kù)群調(diào)節(jié)研究河流上多個(gè)水庫(kù)的聯(lián)合運(yùn)行。是最高形式的徑流調(diào)節(jié)，開(kāi)發(fā)和治理河流的發(fā)展方向。第二節(jié)徑流（量）的調(diào)節(jié)計(jì)算原理和基本方法有計(jì)劃的改變水庫(kù)泄水孔的開(kāi)度來(lái)控制和調(diào)節(jié)水庫(kù)的出流，就有了水庫(kù)的充蓄和泄降。徑流調(diào)節(jié)計(jì)算把整個(gè)調(diào)節(jié)周期分為若干較小的計(jì)算時(shí)段，按時(shí)段進(jìn)行水量平衡計(jì)算。公式如下：V=(Q入-Q出)T（2-1）T—計(jì)算時(shí)段

V--T內(nèi)水庫(kù)蓄水量的變化，蓄為正，泄為負(fù)

Q入--T內(nèi)平均入庫(kù)流量Q出--T內(nèi)自水庫(kù)取用或消耗的平均流量，包括各

利部門(mén)的用水流量ΣQ用，蒸發(fā)損失流量Q蒸及滲透損失流量Q滲，已經(jīng)水庫(kù)蓄滿后產(chǎn)生的無(wú)益棄水流量Q棄等。公式（2-1）可寫(xiě)成V/T=Q入-ΣQ用-Q蒸-Q滲（2-2）

一般用迭代試算法才能求解1假定一個(gè)時(shí)段末的水庫(kù)水位。

2計(jì)算時(shí)段平均水位相應(yīng)的需水量。

3再進(jìn)行水量平衡計(jì)算，求出時(shí)段末水位。4與假定值比較，如不相等重新假設(shè)計(jì)算。日調(diào)節(jié)水庫(kù)，T以小時(shí)為單位。年調(diào)節(jié)水庫(kù)，T一般以月為單位。水量平衡作調(diào)節(jié)計(jì)算的兩大類(lèi)方法：時(shí)歷法：先調(diào)節(jié)后頻率統(tǒng)計(jì)的方法。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：先頻率統(tǒng)計(jì)后調(diào)節(jié)計(jì)算的方法。

第三節(jié)年調(diào)節(jié)水庫(kù)調(diào)節(jié)流量與有效庫(kù)容的關(guān)系徑流調(diào)節(jié)的任務(wù)(來(lái)水確定的情況下)：

1根據(jù)調(diào)節(jié)流量決定水庫(kù)的有效庫(kù)容。

2已定水庫(kù)有效庫(kù)容，求解調(diào)節(jié)流量。計(jì)算方法1列表法

2差積曲線圖解法

3簡(jiǎn)化水量平衡方程式1列表法調(diào)節(jié)計(jì)算設(shè)用水部門(mén)需水流量已知（表2-1第3欄）水利計(jì)算多用水利年，即蓄泄過(guò)程的起迄點(diǎn)。T一般采用常數(shù)，取平均值T=30.4d=2626560s水量常用流量*時(shí)段這種單位表示。蓄水多少（水庫(kù)庫(kù)容）取決于虧水期所缺水量。表2-1一回運(yùn)用和多回運(yùn)用調(diào)節(jié)庫(kù)容大小不僅與相鄰的余虧水量有關(guān)，而且還與余水期的數(shù)目和排列次序有關(guān)?？紤]損失之調(diào)節(jié)計(jì)算用試算法逆時(shí)序進(jìn)行水量平衡計(jì)算。庫(kù)空時(shí)為死庫(kù)容實(shí)用上不需如此復(fù)雜迭代，可用簡(jiǎn)單方法估計(jì)水量損失。表2-22圖解法調(diào)節(jié)計(jì)算1過(guò)程線：直接以流量的逐時(shí)變化Q~t來(lái)表示的曲線2常累積曲線：從某原始時(shí)刻算起到各時(shí)刻的累積水量變化W~t曲線3差積曲線：從流量過(guò)程線上減去一常數(shù)流量值Q0（常取研究期內(nèi)的平均流量），然后把Q-Q0累積。圖2-5常累積曲線調(diào)節(jié)計(jì)算步驟1平行移動(dòng)需水累積曲線，使切來(lái)水累積曲線于M點(diǎn)。2再平行移動(dòng)需水累積曲線，使與來(lái)水累積切于M點(diǎn)下方N點(diǎn)。3兩切線之間的垂直距離即為所需之調(diào)節(jié)庫(kù)容V。差積曲線調(diào)節(jié)計(jì)算步驟1圖解法同上。

2實(shí)際計(jì)算中因差積曲線上切點(diǎn)顯著，故常省去上切線。3圖解法對(duì)多回運(yùn)用調(diào)節(jié)計(jì)算特別方便，如圖2-4（b）4對(duì)以知庫(kù)容求最大可能之調(diào)節(jié)流量時(shí)，用圖解法較列表法更為方便。如圖2-83用簡(jiǎn)化水量平衡方程式進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算把整個(gè)調(diào)節(jié)周期只劃分成兩個(gè)計(jì)算時(shí)段—蓄水期和供水期進(jìn)行水量平衡計(jì)算。V=Q調(diào)T供-W供

Q調(diào)=（W供+V）/T供注意問(wèn)題：

1供水期T供的確定是否正確。特別在多回運(yùn)用或已知庫(kù)容調(diào)節(jié)流量時(shí)，T供往往要試算確定。

2必需檢驗(yàn)一下蓄水期末水庫(kù)能否保證蓄滿，即W蓄-Q調(diào)×T蓄≥V第四節(jié)年（季）調(diào)節(jié)水庫(kù)保證供水量與設(shè)計(jì)庫(kù)容的關(guān)系天然來(lái)水量和年內(nèi)分配不同的情況下，調(diào)節(jié)流量和水庫(kù)所需庫(kù)容的相互關(guān)系。兩個(gè)途徑：

1長(zhǎng)系列操作法

2典型年法1長(zhǎng)系列操作法根據(jù)N年來(lái)水資料和給定的需水計(jì)算每年的庫(kù)容。把此N個(gè)庫(kù)容看成隨機(jī)變量，用經(jīng)驗(yàn)頻率公式

P=M/（N=1）繪成經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。長(zhǎng)系列操作法其設(shè)計(jì)保證率概念明確，凡條件許可均應(yīng)按長(zhǎng)系列操作法確定參數(shù)。圖2-92典型年法下列情況可采用設(shè)計(jì)典型年法：

1無(wú)資料地區(qū)，或者資料不足時(shí)。

2精度要求不高，例如初步規(guī)劃階段。關(guān)鍵是設(shè)計(jì)典型年的推求和來(lái)水過(guò)程線的選擇。方法有兩種

1同倍比法

2同頻率法同倍比法以年水量為控制：

1

先對(duì)壩址斷面的年徑流資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定其線型及三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)Q0、CV、CS。

2由年徑流統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算相應(yīng)于需水保證率的年徑流量QP。

3從實(shí)測(cè)資料中選擇年徑流量與QP接近且年內(nèi)分配有代表性的一年或幾年作為典型年，其年平均流量為Q典。

4計(jì)算縮放倍比K=QP/Q典，再用此K值遍乘該典型年實(shí)測(cè)各月平均流量，得設(shè)計(jì)典型年。5對(duì)所推求的設(shè)計(jì)典型年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，求得調(diào)節(jié)庫(kù)容或調(diào)節(jié)流量。當(dāng)所取設(shè)計(jì)典型年不止一個(gè)時(shí)，為安全起見(jiàn)，可選偏不利者作為設(shè)計(jì)值。同頻率法具體計(jì)算步驟如下：

1

根據(jù)實(shí)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)每年最枯1個(gè)月水量W1，連續(xù)最枯2個(gè)月水量W2，……直到連續(xù)最枯11個(gè)月水量W11及年水量W年，并對(duì)上述各個(gè)時(shí)段水量進(jìn)行頻率計(jì)算，求得各個(gè)時(shí)段設(shè)計(jì)頻率的水量W1P、W2P……W11P、W年P(guān)。為減少工作量，可選幾個(gè)時(shí)段計(jì)算。

2從實(shí)測(cè)資料中選擇各時(shí)段水量都較接近設(shè)計(jì)值的一年為典型年，其2個(gè)月、4個(gè)月、6個(gè)月幾年水量分別為W2典、W4典、W6典、W年典。

3

按倍比K2P=W2P/W2典來(lái)縮放典型年中最枯連續(xù)兩個(gè)月的水量，按K2-4=（W4P-W4P）/（W4典-W2典）來(lái)縮放連續(xù)最枯4個(gè)月中的另外2個(gè)月。依次類(lèi)推，可求得同頻率設(shè)計(jì)年典型過(guò)程線。

4對(duì)此同頻率設(shè)計(jì)典型過(guò)程線進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，得設(shè)計(jì)庫(kù)容或保證的調(diào)節(jié)流量。

3庫(kù)容、調(diào)節(jié)流量與設(shè)計(jì)保證率三者關(guān)系徑流調(diào)節(jié)的最一般任務(wù)是：在來(lái)水確定的情況下，計(jì)算庫(kù)容、保證供水量和設(shè)計(jì)保證率三者之間的關(guān)系，為選擇水利規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)。結(jié)束語(yǔ)謝謝大家！下面歡迎張偉芳同學(xué)上臺(tái)給大家講課。第五節(jié)時(shí)歷法多年調(diào)節(jié)計(jì)算

由水量平衡原理我們可以把水庫(kù)分為：年（季）調(diào)節(jié)水庫(kù)、完全年調(diào)節(jié)水庫(kù)和多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。由于完成一次蓄洪循環(huán)往往需要好幾年，所以在用時(shí)歷法進(jìn)行多年調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)，所需要的水文資料遠(yuǎn)較年調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)，一般應(yīng)在30年以上且代表多年變化的典型，否則所得結(jié)果不可靠。多年系列的徑流差積曲線的一部分如圖2-10所示：

與年調(diào)節(jié)一樣，根據(jù)圖2-10上求得之W1、W2、……各值，按經(jīng)驗(yàn)頻率公式作出圖2-9（a）那樣的V~P關(guān)系曲線，由需水保證率P可查得相應(yīng)的設(shè)計(jì)庫(kù)容V。同樣，可以解決已知庫(kù)容求調(diào)節(jié)流量。圖2-11所示為已知庫(kù)容的多年徑流系列的差積曲線的一部分，把多年來(lái)水差積曲線上下移動(dòng)一段距離剛好等于給定的庫(kù)容。

由圖2-11可見(jiàn)，即使在多年調(diào)節(jié)中，棄水仍不可免，而水庫(kù)在多數(shù)年份供水季末均蓄至正常蓄水位，僅在第5及7~9年水庫(kù)起了多年調(diào)節(jié)作用。

在多年調(diào)節(jié)水庫(kù)中，由于庫(kù)容大，水量損失有時(shí)頗為可觀?？山频厝≡O(shè)計(jì)枯水年組水庫(kù)平均庫(kù)位來(lái)估計(jì)各種損失水量，然后從調(diào)節(jié)流量QH中扣去損失流量得凈調(diào)節(jié)流量；或把這部分損失水量加到庫(kù)容上去，使庫(kù)容增大以抵消此部分水量之損失。第六節(jié)數(shù)理統(tǒng)計(jì)（機(jī)率理論）在徑流調(diào)節(jié)中的應(yīng)用一、基本出發(fā)點(diǎn)在徑流多年調(diào)節(jié)計(jì)算中，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論的必要性和可能性，是基于以下原因：

1.時(shí)歷法的缺陷

2.徑流變化的數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律

3.調(diào)節(jié)計(jì)算成果進(jìn)行綜合概括的可能性

為了便于綜合和推廣應(yīng)用，在徑流調(diào)節(jié)計(jì)算中常采用一套相對(duì)值：а為徑流調(diào)節(jié)系數(shù)QH為調(diào)節(jié)流量Q0為多年平均流量

β為庫(kù)容系數(shù)

V為有效庫(kù)容

W0為多年平均徑流量在應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)時(shí)首先，利用了徑流多年變化的一定的規(guī)律性其次，徑流變化的頻率曲線可以概括為幾個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)因此在多年調(diào)節(jié)計(jì)算中，數(shù)理統(tǒng)計(jì)便成了有力的工具。二、頻率曲線的組合頻率曲線的組合計(jì)算通常有三種；

1.頻率組合公式計(jì)算設(shè)x及y為二獨(dú)立變量，見(jiàn)圖2-12（a），x及y之多年變化可分別用頻率曲線來(lái)表示，如圖2-12（b）及（c）。

2.圖解法

頻率公式的計(jì)算也可以用簡(jiǎn)單的作圖方法來(lái)完成。整個(gè)圖解步驟歸納如下：第一步：頻率曲線y用幾級(jí)階梯來(lái)簡(jiǎn)化近似。第二步：頻率曲線x之橫坐標(biāo)根據(jù)各個(gè)階梯寬度壓縮。然后將它們分別疊加到相對(duì)應(yīng)之y頻率曲線的階梯上。第三步：將迭加后之諸頻率曲線之橫坐標(biāo)在同一水平線上相加，得組合后之z頻率曲線如圖2-13（c）所示。上述組合頻率公式及圖解方法也可應(yīng)用于局部頻率曲線之組合。當(dāng)x、y間又相關(guān)關(guān)系，并設(shè)x依y而相關(guān)，那x的頻率曲線不是一條而是一族以y為參數(shù)的條件頻率曲線（圖2-14）X的條件頻率曲線繪制方法如下：設(shè)x與y成線性關(guān)系，其回歸方程為

x0、y0隨機(jī)變量x，y的均值

σx、αy隨機(jī)變量x，y的方差

xy相應(yīng)于一定的y值的一組x的條件均值

xy的條件均方差σxy則為：其變差系數(shù)：至于條件偏態(tài)系數(shù)通常假定為，于是就可以查雷布金表繪制出x倚某個(gè)y值的頻率曲線。3.理論分析法當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量x、y其各自的機(jī)率分布曲線已知時(shí)，為求兩個(gè)變量所組成的某種函數(shù)z=f（x，y）的機(jī)率分布規(guī)律，需解決函數(shù)的機(jī)率分布曲線的類(lèi)型及統(tǒng)計(jì)參數(shù)。對(duì)二參數(shù)的Г分布：α形狀參數(shù)

β比尺參數(shù)

Г（a）Gamma函數(shù)獨(dú)立的幾個(gè)具又相同參數(shù)α和β的Г變量之和也是一個(gè)Г分布，其形狀和比尺參數(shù)為：一般情況下，則假定組合后函數(shù)之分布曲線為已知設(shè)z=x±y則有當(dāng)z由二個(gè)以上變量組成時(shí)，即：z=z1+z2+z3+……+zn

則有z0=z10+z20+z30+……+zn0上式如寫(xiě)成常用之變差系數(shù)Cv之關(guān)系，則為式中bi=xi0/x10

上述公式可以簡(jiǎn)便地解頻率組合問(wèn)題，但是分析法有一定的限制，因?yàn)椋海?）分析法僅適用于函數(shù)z為簡(jiǎn)單的和差或積的形式，還不能解z=f（x,y）的一般關(guān)系形式。（2）變量本身的頻率曲線常常不能以理論頻率曲線來(lái)代表和概括。目前，常用的多年調(diào)節(jié)計(jì)算方法又分為三大類(lèi)：第一類(lèi)：組合（或合成）總庫(kù)容法第二類(lèi)：直接總庫(kù)容法第三類(lèi)：隨機(jī)模擬法

第七節(jié)合成總庫(kù)容法由圖2-15可見(jiàn)，總庫(kù)容可以分成兩大部分——年庫(kù)容β年和多年庫(kù)容β多。如圖2-15中虛線所表示的來(lái)水量，多年庫(kù)容的大小只與年需水量和年來(lái)水量大小及排列次序有關(guān)。一、克-曼（克利茨基和曼凱里）第二法計(jì)算多年庫(kù)容先研究年徑流相互獨(dú)立的情況

k<α-β，絕對(duì)缺水年（斷水年），機(jī)率為S1=1-Pα-β（圖2-16）K≥α，絕對(duì)足水年，出現(xiàn)機(jī)率為Pα

α﹥K﹥?chǔ)?β，中等水量年（條件斷水年），出現(xiàn)機(jī)率為N1

再來(lái)對(duì)這些條件斷水年研究連續(xù)兩年的水量平衡，兩年的總來(lái)水量為k1+k2，兩年總用水量為2α，則

k1+k2﹤2α-β，絕對(duì)斷水年，發(fā)生機(jī)率為S2

k1+k2≥2α，絕對(duì)足水年2α﹥k1+k2﹥2α-β，條件斷水年，發(fā)生機(jī)率為N2

用同樣的方法，得連續(xù)三年之水量平衡。依次類(lèi)推，不確定范圍越來(lái)越小，最后收縮到很小范圍

于是水庫(kù)供水破壞機(jī)率為：S=S1+S2+S3+S4+……或者水庫(kù)供水保證率：P=1-S1-S2-S3-S4-……=1-S

利用克-曼二法可以解決已知來(lái)水、用水及多年庫(kù)容求供水保證率。當(dāng)已知來(lái)水、用水及保證率P求所需多年庫(kù)容時(shí)，要用試算內(nèi)插的辦法求解?？?曼在發(fā)展其第二法的基礎(chǔ)上，提出了分析法。方法的要點(diǎn)在于，首先假定多年徑流過(guò)程為馬爾柯夫單鏈其次以條件斷水年之頻率線段之中值代替全線然后通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出計(jì)算公式。最后我們還要對(duì)計(jì)算成果進(jìn)行修正。二、線解圖

普萊?？煞蜃钤缬?939年作成Cs=2Cv的線解圖（圖2-17）。已知徑流多年變化的統(tǒng)計(jì)特征值Cv，用水α及所需保證率P，則由相當(dāng)之P的線解圖，由Cv及α可查得β多，即為多年庫(kù)容。當(dāng)Cs﹥

Cv，

α0為流量頻率曲線中最小模比系數(shù)值若設(shè)m為Cs與

Cv之比值，則例如：Cv=0.3，Cs=3Cv，α=0.8，β=0.25，求P

因Cs≠2Cv，則：

由直線內(nèi)插法求得供水保證率：

年徑流間相關(guān)關(guān)系的存在，往往使連續(xù)枯水年組增長(zhǎng)，所需多年調(diào)節(jié)庫(kù)容也相應(yīng)有所增大。因此對(duì)于年徑流序列相關(guān)比較明顯的河流應(yīng)考慮這一因素，不然會(huì)使所得庫(kù)容偏小，偏于不安全。三、水庫(kù)蓄水量頻率法注意：在調(diào)節(jié)過(guò)程中，要為滿和空之間各種可能水位的一條頻率曲線。其一般步驟如下（圖2-18）：（1）任意假定一個(gè)年初蓄水量，如圖2-18（a）所示（2）作年來(lái)水頻率曲線（2-18（b））（3）把圖2-18（b）迭加于（a），B點(diǎn)合于A，如圖2-18（c）（4）求第二年年終之水庫(kù)蓄水量頻率線，如圖2-18（d）（5）求所得各分段曲線之縱坐標(biāo)等于年初蓄水量和年來(lái)水量和（6）圖2-18（d）中α與α+β之間陰影表示各種蓄水量之頻率（7）把圖2-18（d）陰影按橫向相加得第二年末之水庫(kù)蓄水量頻率線

（8）如此連續(xù)運(yùn)算最后得出一穩(wěn)定之蓄水量頻率線

穩(wěn)定蓄水量頻率線可由任意原始水位開(kāi)始求。水利要素的多年變化情況有時(shí)歷法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)兩類(lèi)。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法以上述蓄水量頻率曲線法最為方便，如圖2-19（a）陰影部分所示。棄水頻率曲線，缺水頻率曲線及穩(wěn)定的水庫(kù)蓄水量頻率曲線三者合之，就可得調(diào)節(jié)后流量頻率曲線，如圖2-19（b）所示。四、水庫(kù)工作情況（水利要素）

的頻率曲線

五、年庫(kù)容計(jì)算多年調(diào)節(jié)水庫(kù)中的年庫(kù)容取決與枯水年組第一年汛期之多余水量或枯水年組前一年豐水年。典型年的選擇原則：（1）就年水量而論，應(yīng)取年來(lái)水量剛好等于年需水量的那些年份作為典型年較為安全。（2）年內(nèi)分配可取多年平均分配比例之過(guò)程圖。多年調(diào)節(jié)水庫(kù)的總庫(kù)容為β總=β多+β年對(duì)于總庫(kù)容而言，在實(shí)際水庫(kù)運(yùn)用中，總庫(kù)容并不是按硬性劃分年庫(kù)容與多年庫(kù)容來(lái)起調(diào)節(jié)徑流作用的。第八節(jié)直接總庫(kù)容法高爾德在莫蘭水庫(kù)存儲(chǔ)理論及其模型的基礎(chǔ)上提出了直接總庫(kù)容法。具體的數(shù)據(jù)說(shuō)明如下：

設(shè)有N年實(shí)測(cè)資料如表2-3?？傆行?kù)容為600（m3/s）.月，均勻蓄水流量100m3/s。試求水庫(kù)供水保證率。1.劃分水庫(kù)蓄水狀態(tài)把水庫(kù)庫(kù)容劃分成k種狀態(tài)，每份的庫(kù)容增量為：△V=V/（k-2）水庫(kù)狀態(tài)：0，1，2，……

，k-1；水庫(kù)蓄水量：0，0~△V，△V~2△V，……，（V

-△V）~V，V。

泰奧建議k的數(shù)值如下：取k=4，則△V=600/（4-2）=300（m3/s）.月，4種狀態(tài)如下：水庫(kù)狀態(tài)0123水庫(kù)蓄水量00~300300~600600[（m3/s）.月]（平均150）（平均450）Cv＜0.50.5~＜1.01.0~＜1.5≥1.5k102030402.求水庫(kù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣對(duì)本例每年初水庫(kù)蓄水量又4種狀態(tài)。先研究年初水庫(kù)處于狀態(tài)0時(shí)的情況，利用列表法、圖解法可求得各年末水庫(kù)蓄水量及水庫(kù)正常供水破壞情況，其結(jié)果如表2-4所示。用狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移，并可在表2-5的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣中相應(yīng)格內(nèi)注上該年，把表2-5中每個(gè)元素中的年數(shù)除以實(shí)測(cè)資料的年數(shù)N（本例為5年）即得轉(zhuǎn)移概率。表2-5所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，取決于來(lái)水特性、蓄水需求、水量損失及水庫(kù)操作方式等。3.求供水破壞機(jī)率與水庫(kù)初始狀態(tài)的關(guān)系用徑流調(diào)節(jié)方法可以求得正常供水破壞的情況（表2-4）。例如當(dāng)年初水庫(kù)狀態(tài)為0時(shí)，五年中破壞二年，即破壞機(jī)率為0.4或五年中破壞6個(gè)月，即破壞機(jī)率為6/（5×12）=0.1。同理，可用同樣方法計(jì)算狀態(tài)1，2，3時(shí)的破壞機(jī)率，計(jì)算結(jié)果如表2-6所示。4.計(jì)算書(shū)庫(kù)穩(wěn)定狀態(tài)概率先任意假定第一年初水庫(kù)的狀態(tài)，如從狀態(tài)0開(kāi)始進(jìn)行概率演算，即由狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣與年初庫(kù)位狀態(tài)概率作矩陣乘積可計(jì)算第一年末水庫(kù)之狀態(tài)之概率。其計(jì)算結(jié)果如下：

其它兩種計(jì)算方法，轉(zhuǎn)移概率矩陣逐次平方法和解聯(lián)立方程組法。后者要點(diǎn)是因?yàn)閷?duì)于穩(wěn)定狀態(tài)有所以有因其是不獨(dú)立的，故要求增加一個(gè)條件：P0+P1+P2+P3=1.0

解得P0=0.1579，P1=0.4736

P2=0.3685，P3=0

這一結(jié)果與前一方法結(jié)果相同。5.計(jì)算水庫(kù)破壞供水保證率由于水庫(kù)供水破壞的機(jī)率只與年初水庫(kù)所處狀態(tài)有關(guān)，而穩(wěn)定的水庫(kù)狀態(tài)概率代表水庫(kù)正常運(yùn)行時(shí)，年末（初）水庫(kù)蓄水情況，故只要前面計(jì)算步驟中3、4兩步結(jié)果相乘即得正常供水遭受破壞的機(jī)率，如表2-7所示。本法的優(yōu)點(diǎn)：（1）本法不必把總庫(kù)容劃分為年和多年庫(kù)容（2）可以計(jì)入蓄水量、損失水量隨時(shí)間和水庫(kù)蓄水量的變化及考慮水庫(kù)操作方式（3）計(jì)算的起訖時(shí)刻可以任意選擇，不一定要按水利年度本法的缺點(diǎn)：（1）計(jì)算工作量大，當(dāng)庫(kù)蓄狀態(tài)分段數(shù)較多時(shí)，需要借助電子計(jì)算機(jī)（2）只適用于年徑流間是相互獨(dú)立的第3章水電站水能計(jì)算

第一節(jié)水能計(jì)算的基本方程和主要方法一、水能計(jì)算的基本概念天然河流的能量是一種尚未開(kāi)發(fā)的資源，這是河流的潛在能源，可用下面方法來(lái)確定。設(shè)有水體W，自上游斷面1-1流經(jīng)下游斷面2-2（如圖）。由水利學(xué)知識(shí)可知，含蓄在該水體內(nèi)上下斷面的能量分別為兩個(gè)能量之間的差值就是W在該河段中消耗的能量用下式表示：?jiǎn)挝粸閗gf*m假設(shè)上下斷面流速及其分布情形是相同的，且其平均壓力也相等，即：。則剛才的式子可以表示成：（3-4）。在天然的河道情況下，這部分能量的消耗在水流的內(nèi)部摩擦，夾帶泥沙及克服沿程河床阻力等方面，可以利用的部分往往很小，且能量分散。為了充分利用兩斷面能量，就要有一些水利設(shè)施如壅水壩、引水渠道、隧洞等，使落差集中，以減小沿程能量消耗，同時(shí)把水流的位能，動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為水輪機(jī)的機(jī)械能，通過(guò)發(fā)電機(jī)再轉(zhuǎn)換成電能。由于水能利用取決于落差和流量?jī)蓚€(gè)因素，且受地形、經(jīng)濟(jì)條件等限制，所以水電站開(kāi)發(fā)方式，因地區(qū)而異。如水電站集中落差的方式來(lái)分類(lèi)，則有蓄水式水電站，引水式水電站和混合式水電站3類(lèi)。

選擇何種開(kāi)發(fā)形式，取得多少能量，主要通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，而水能計(jì)算的目的是定出水電站的一些基本技術(shù)生產(chǎn)指標(biāo)（或稱(chēng)動(dòng)能指標(biāo)）如出力及發(fā)電量，水電站的工作情況及這些動(dòng)能指標(biāo)與參變數(shù)（正常蓄水位，死水位等）之間的關(guān)系，以供規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案選擇之用。確定水電站動(dòng)能指標(biāo)值的計(jì)算，稱(chēng)為水能計(jì)算，或叫水能調(diào)節(jié)計(jì)算，它是水利計(jì)算的一個(gè)專(zhuān)門(mén)部分。水電站的出力計(jì)算可應(yīng)用公式（3-4）。設(shè)發(fā)電流量為Q（）。在△t秒內(nèi)，有水體W=Q△t通過(guò)水輪機(jī)流入下游，則由公式（3-4）可得水量W下降H所做的功：由物理概念，單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率，故水流的功率是單位為kgf*m/s。一般的電力計(jì)算中，把功率叫出力，并用kW作為計(jì)算單位：1kW=102kgf*m/s。通過(guò)變換可得：上面兩個(gè)式子都是計(jì)算出力的理論公式，但運(yùn)行中由于這樣那樣的水頭損失實(shí)際出力要小一些。這些水頭損失△H也可以用水力學(xué)公式來(lái)計(jì)算，所以凈水頭此外，由水能變?yōu)殡娔勰軌虻倪^(guò)程中也都有能量損失，令為總效率系數(shù)（包羅水輪機(jī)、傳送帶和發(fā)電機(jī)效率），則：由此可知水電站出力大小與n、Q、H有關(guān)。我們可以看出，水能計(jì)算不是一般的水利計(jì)算，首先他并不是單純利用水量，而是利用水量與落差的乘積所代表的能量，有一個(gè)水頭利用問(wèn)題。其次，水能計(jì)算必須考慮到落差和效率的影響，效率系數(shù)不是固定不變動(dòng)的，他與出力、水頭、下泄流量等有關(guān)。下圖為某類(lèi)型水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性圖。1、表明H一定時(shí)，隨N而變化，其間有一個(gè)效率最高值，當(dāng)出力不變時(shí)，也隨H而變，其間也偶有一個(gè)最大值。2、圖中為額定水頭，它表示在該水頭以上，機(jī)組可以可以發(fā)出額定出力（也稱(chēng)額定容量）。在額定水頭以下，機(jī)組可以發(fā)出的最大出力隨H之減小而減小。這是因?yàn)?、水頭越小，受阻容量越大，因此在運(yùn)行時(shí)水頭有一定范圍，在次范圍內(nèi)水輪機(jī)效率較高，出力受阻較小。這個(gè)范圍一般以最小水頭不小與最大水頭的60%~70%來(lái)控制。應(yīng)該指出，各種型號(hào)的水輪機(jī)有不同的運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特性曲線。但是考慮水頭損失和不同效率的水能計(jì)算，往往相當(dāng)復(fù)雜，所以實(shí)際計(jì)算中，通常把機(jī)組效率作為常數(shù)來(lái)近似處理。這樣，水能計(jì)算基本方程式可寫(xiě)成（3-8）K為機(jī)組效率的一個(gè)綜合效率系數(shù)，稱(chēng)為出力系數(shù)，由水輪機(jī)模型實(shí)驗(yàn)提供，也可以參考下表選用類(lèi)型大型水電站中型水電站小型水電站直接連用皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)兩次轉(zhuǎn)動(dòng)出力系數(shù)8.58.07.0~7.56.56.0二、水能計(jì)算內(nèi)容在前面我們已經(jīng)知道，徑流調(diào)節(jié)計(jì)算的任務(wù)是解決來(lái)水、需水，設(shè)計(jì)保證率和庫(kù)容四者之間的關(guān)系。水能計(jì)算的任務(wù)，廣義的說(shuō)，和徑流調(diào)節(jié)一樣，也是解決這四者之間的關(guān)系。經(jīng)常遇到的水能計(jì)算任務(wù)是確定電站效益與工程規(guī)模之間的關(guān)系。由于用戶需要的是電能，因此除供水量外尚需考慮水頭因素，它比一般的徑流調(diào)節(jié)計(jì)算要復(fù)雜一點(diǎn)。

電站效益通常用保證出力和多年平均電能兩指標(biāo)來(lái)衡量，而工程規(guī)模則以水庫(kù)正常蓄水位和有效庫(kù)容、引水渠道尺寸及電站裝機(jī)容量為指標(biāo)。它們之間的關(guān)系由于影響因素多比較復(fù)雜，通常難以用數(shù)學(xué)方程式來(lái)表達(dá)。所以在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，總是先擬訂若干個(gè)不同正常蓄水位方案來(lái)分別計(jì)算。首先根據(jù)地形、地質(zhì)、淹沒(méi)條件，對(duì)可能考慮的水庫(kù)正常蓄水位擬訂幾個(gè)方案，然后對(duì)每個(gè)方案分別進(jìn)行水能計(jì)算，確定最有利的死水位，保證出力，裝機(jī)容量，多年平均電能等。顯然，正常蓄水位越高，調(diào)節(jié)庫(kù)容越大，保證出力、裝機(jī)容量，多年平均電能也越大，起發(fā)電效益也越顯著，然而水電站投資也越大。這樣可以通過(guò)不同方案的綜合經(jīng)濟(jì)比較來(lái)選定合理的正常蓄水位，保證出力，裝機(jī)容量和多年平均電能，這些就是水能計(jì)算或水能設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。三、水能計(jì)算的基本方程和主要方法

水能計(jì)算最基本的任務(wù)就是計(jì)算水電站動(dòng)能指標(biāo)----保證出力和多年平均電能。水電站出力公式為：如果考慮水頭損失，則該水頭損失值也是q的函數(shù)。因此，上式又可以表示為：（3-9）下游水位在無(wú)棄水的情況下，與下泄流量q是固定關(guān)系，一般用下游水位~流量關(guān)系曲線表示，次曲線為便于分析或電算，也可以用指數(shù)函數(shù)來(lái)選配，如：（10）a跟n是常數(shù)。Q和水庫(kù)水位的關(guān)系，則可以用水量平衡方程來(lái)表達(dá)，即：（3-11）如果庫(kù)容曲線也可以庫(kù)水位h的函數(shù)形式表示，列如3次多項(xiàng)式：（3-12）則把關(guān)系式（10）（11）（12）代入（9）即可以的出按時(shí)序t作水能調(diào)節(jié)計(jì)算之基本微分方程式：（3-13）h是自庫(kù)底起算之庫(kù)水位高程或落差；Ho是下游水位基準(zhǔn)點(diǎn)距庫(kù)底之高差如圖：因有：（3-14）其中A表示水庫(kù)面積故利用（12）（14）可將微分方程式（13）寫(xiě)成下列最終形式：當(dāng)Q（t），N（t）的函數(shù)形式（即它們的年內(nèi)變化過(guò)程）已經(jīng)給出，及A（h）為已知時(shí)，結(jié)合以知h的邊界（起始）條件來(lái)求解上述微分方程，就可得出全年水庫(kù)蓄泄曲線h（t）的解析式。但是，一般情況下，上述非線性微分方程的求解過(guò)程是困難的。因此實(shí)際計(jì)算中，常不得不用其他方法，如數(shù)值解法和列表試算法、圖解法等來(lái)求解。（1）數(shù)值計(jì)算法。這是解微分方程的一種近似解，有歐拉法、梯形法、龍格—庫(kù)塔法等（可以參看有關(guān)書(shū)籍）。此種方法要多次迭代，計(jì)算工作量頗大，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，它還是挺有前途的。（2）列表試算法。這是一種試算方法，她不是直接用積分求解出力微分方程，而是通過(guò)求解水量平衡微分方程式（11）及式（9）、（10）（12）來(lái)代替。由于式（9）（11）為隱函數(shù)，故須試算求解，具體解法是先將微分方程式（11）改為有限差：通過(guò)假定某個(gè)位置的q平均，逐步求解各個(gè)方程式。如果與假定值不符，再重新假定（如表）。列表試算法K=8.3時(shí)段△t月天然流量Q電站出力N發(fā)電流量Q水庫(kù)蓄放流量△Q水庫(kù)初末蓄水量V水庫(kù)棄水量Q棄水庫(kù)平均蓄水量*月上游平均水位（m）下游平均水位（m）平均落差H計(jì)算出力電量12345678910111213假定94.052559.520055149012125219260.19.9552559.518867161012725319260.99.56以下數(shù)據(jù)略（3）圖解法為減少工作量，避免試算，常用圖解法。這類(lèi)方法很多，有馬絲砌司機(jī)等的圖解法，半圖解法和通用工作曲線圖等等，各有特點(diǎn)。下面介紹一種比較簡(jiǎn)便的半圖解法。水能調(diào)節(jié)計(jì)算一般是在已給各時(shí)段出力下，連續(xù)的聯(lián)解水量平衡方程和動(dòng)力方程式（3-8）。設(shè)以V1代表時(shí)段初水庫(kù)蓄水量，V代表時(shí)段平均庫(kù)蓄水量，則水量平衡方程可改寫(xiě)成下式：將已知變量移向左端，未知變量移向右端，得：（3-16）根據(jù)以給定的N值由動(dòng)力方程式B=kqH，結(jié)合庫(kù)容曲線V=f(h)和下游Z~q關(guān)系線來(lái)求解。這一隱函數(shù)求解步驟，一般需要試算，為避免這一點(diǎn)，故宜先列表計(jì)算出各種N、q值下的（V/△t+q/2）值并繪成（V/△t+q/2）~N~q關(guān)系曲線，以供查用。此曲線組（如圖）稱(chēng)水能計(jì)算工作曲線，也可稱(chēng)動(dòng)力方程曲線。利用式（16）和圖就可以方便的進(jìn)行水能調(diào)節(jié)計(jì)算。如需要逆時(shí)序計(jì)算時(shí)，其水量平衡方程式