水庫興利調(diào)節(jié)計算

第十一章水庫興利調(diào)節(jié)第一節(jié)水庫及其特性一、水庫特性曲線水庫是指在河道、山谷等處修建水壩等擋水建筑物形成蓄集水的人工湖泊。水庫的作用是攔蓄洪水，調(diào)節(jié)河川天然徑流和集中落差。一般地說，壩筑得越高，水庫的容積（簡稱庫容）就越大。但在不同的河流上，即使壩高相同，其庫容相差也很大，這主要是因為庫區(qū)內(nèi)的地形不同造成的。如庫區(qū)內(nèi)地形開闊，則庫容較大；如為一峽谷，則庫容較小。此外，河流的坡降對庫容大小也有影響，坡降小的庫容較大，坡降大的庫容較小。根據(jù)庫區(qū)河谷形狀，水庫有河道型和湖泊型兩種。一般把用來反映水庫地形特征的曲線稱為水庫特性曲線。它包括水庫水位?面積關(guān)系曲線和水庫水位?容積關(guān)系曲線，簡稱為水庫面積曲線和水庫容積曲線，是最主要的水庫特性資料。（一）水庫面積曲線水庫面積曲線是指水庫蓄水位與相應水面面積的關(guān)系曲線。水庫的水面面積隨水位的變化而變化。庫區(qū)形狀與河道坡度不同，水庫水位與水面面積的關(guān)系也不盡相同。面積曲線反映了水庫地形的特性。繪制水庫面積曲線時，一般可根據(jù)l/10 000?l/50 00比例尺的庫區(qū)地形圖，用求積儀（或2－1所示。按比例尺數(shù)方格）計算不同等高線與壩軸線所圍成的水庫的面積 （高程的間隔可用l，2或2－1所示。然后以水位為縱座標，以水庫面積為橫坐標，點繪出水位?面積關(guān)系曲線，如圖

5OSO11OO111]35OSO11OO111]3JFFF圖2—1水庫面積特性曲線繪法示意（二）水庫容積曲線水庫容積曲線也稱為水庫庫容曲線。它是水庫面積曲線的積分曲線，即庫水位 Z與累積容積V的關(guān)系曲線。其繪制方法是：首先將水庫面積曲線中的水位分層，其次，自河底向上逐層公位水庫1公位水庫1Fi Fii 水面面積F庫(106mi)水庫容積V（106m3圖2-2水庫容積特性和面積特性1 —水庫面積特性；2 —水庫容積特性假設(shè)水庫形狀為梯形臺，則各分層間容積計算公式為:(2—1)TOC\o"1-5"\h\zVFiFi1(2—1)3式中： V――相鄰高程間庫容（m）;__2Fi、Fii——相鄰兩高程的水庫水面面積（ m）；Z――高程間距（m）?；蛴幂^精確公式：V（Fi,FiFi1Fii）Z/3 （2―2）然后自下而上按nV Vi （2—3）i1依次疊加，即可求出各水庫水位對應的庫容，從而繪出水庫庫容曲線。水庫總庫容V的大小是水庫最主要指標。通常按此值的大小，把水庫劃分為下列五級：大I型一3大于I0億m;大n型—I?10億m;中型一?1億m;小I型一?億m;小n型一小于億m。水庫容積的計量單位除了用 m表示外，在生產(chǎn)中為了能與來水的流量單位直接對應，便于調(diào)節(jié)計算，水庫容積的計量單位常采用 （m3/s） t表示?！鱰是單位時段，可取月、旬、日、時。如1m3s?月表示Im3.s的流量在一個月（每月天數(shù)計為天）的累積總水量，即I m3s?月 24X3600=x106ni前面所討論的水庫特性曲線，均建立在假定入庫流量為零時，水庫水面是水平的基礎(chǔ)上繪制的。這是蓄在水庫內(nèi)的水體為靜止 （即流速為零）時，所觀察到的水靜力平衡條件下的自由水面，故稱這種庫容為靜水庫容。如有一定入庫流量 （水流有一定流速）時，則水庫水面從壩址起沿程上溯的回水曲線并非水平，越近上游，水面越上翹，直到入庫端與天然水面相交為止。因此，相應于壩址上游某一水位的水庫庫容，實際上要比靜庫容大，其超出部分如圖 2—3中斜影線所示。靜庫容相應的壩前水位水平線以上與洪水的實際水面線之間包含的楔形庫容稱為動庫容。以入庫流量為參數(shù)的壩前水位與計入動庫容的水庫容積之間的關(guān)系曲線，稱為動庫容曲線。一般情況下，按靜庫容進行徑流調(diào)節(jié)計算，精度已能滿足要求。但在需詳細研究水庫回水淹沒和浸沒問題或梯級水庫銜接情況時應考慮回水影響。對于多沙河流，泥沙淤積對庫容有較大影響，應按相應設(shè)計水平年和最終穩(wěn)定情況下的淤積量和淤積形態(tài)修正庫容曲線。二、水庫的特征水位及其相應庫容表示水庫工程規(guī)模及運用要求的各種庫水位，稱為水庫特征水位。它們是根據(jù)河流的水文條件、壩址的地形地質(zhì)條件和各用水部門的需水要求，通過調(diào)節(jié)計算，并從政治、技術(shù)、經(jīng)濟等因素進行全面綜合分析論證來確定的。這些特征水位和庫容各有其特定的任務和作用，體現(xiàn)著水庫運用和正常工作的各種特定要求。它們也是規(guī)劃設(shè)計階段，確定主要水工建筑物尺寸（如壩高和溢洪道大?。?，估算工程投資、效益的基本依據(jù)。這些特征水位和相應的庫容，通常有下列幾種，分別標在圖2－3中。（一）死水位和死庫容水庫在正常運用情況下，允許消落的最低水位，稱為死水位 Z死。死水位以下的水庫容積稱為死庫容V死。水庫正常運行時蓄水位一般不能低于死水位。除非特殊干旱年份，為保證緊要用水，或其他特殊情況，如戰(zhàn)備、地震等要求，經(jīng)慎重研究，才允許臨時泄放或動用死庫容中的部分存水。確定死水位應考慮的主要因素是：（1） 保證水庫有足夠的能發(fā)揮正常效用的使用年限（俗稱水庫壽命），特別應考慮部分庫容供泥沙淤積。（2） 保證水電站所需要的最低水頭和自流灌溉必要的引水高程。（3） 庫區(qū)航運和漁業(yè)的要求。（二）正常蓄水位和興利庫容在正常運用條件下，水庫為了滿足設(shè)計的興利要求，在開始供水時應蓄到的水位，稱為正常蓄水位Z蓄，又稱正常高水位。正常蓄水位到死水位之間的庫容，是水庫可用于興利徑流調(diào)節(jié)的庫容，稱為興利庫容，又稱調(diào)節(jié)庫容或有效庫容。正常蓄水位與死水位之間的深度，稱為消落深度或工作深度。

溢洪道無閘門時，正常蓄水位就是溢洪道堰頂?shù)母叱?；當溢洪道有操作閘門時，多數(shù)情況下正常蓄水位也就是閘門關(guān)閉時的門頂高程。正常蓄水位是水庫最重要的特征水位之一，它是一個重要的設(shè)計數(shù)據(jù)。因為它直接關(guān)系到一些主要水工建筑物的尺寸、投資、淹沒、綜合利用效益及其他工作指標；大壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度和穩(wěn)定性計算，也主要以它為依據(jù)。因此，大中型水庫正常蓄水位的選擇是一個重要問題,動庫窘“ 0 -Tb動庫窘“ 0 -Tb?呱1■丄J 吾段汁洪水位水位\aftm制水位?111I，綜合分析確定。往往牽涉到技術(shù)、經(jīng)濟、政治、社會、環(huán)境等方面的影響，需要全面考慮，綜合分析確定。圖2-3水庫特征水位及其相應庫容示意圖（三）防洪限制水位和結(jié)合庫容水庫在汛期為興利蓄水允許達到的上限水位稱為防洪限制水位，又稱為汛期限制水位，或簡稱為汛限水位。它是在設(shè)計條件下，水庫防洪的起調(diào)水位。該水位以上的庫容可作為滯蓄洪水的容積。當出現(xiàn)洪水時，才允許水庫水位超過該水位。一旦洪水消退，應盡快使水庫水位回落到防洪限制水位。興建水庫后，為了汛期安全泄洪和減少泄洪設(shè)備，常要求有一部分庫容作為攔蓄洪水和削減洪峰之用。防洪限制水位或是低于正常蓄水位，或是與正常蓄水位齊平。若防洪限制水位低于正常蓄水位，則將這兩個水位之間的水庫容積稱為結(jié)合庫容，也稱共用庫容或重疊庫容。汛期它是防洪庫容的一部分，汛后又可用來興利蓄水，成為興利庫容的組成部分。若汛期洪水有明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，經(jīng)論證，對主汛期和非主汛期可分別采用不同的防洪限制水位。（四）防洪高水位和防洪庫容水庫遇到下游防護對象的設(shè)計標準洪水時，壩前達到的最高水位稱為防洪高水位 Z防。該水位至防洪限制水位間的水庫容積稱為防洪庫容V防。（五） 設(shè)計洪水位和攔洪庫容當遇到大壩設(shè)計標準洪水時，水庫壩前達到的最高水位，稱為設(shè)計洪水位 z設(shè)。它至防洪限制水位間的水庫容積稱為攔洪庫容V攔或設(shè)計調(diào)洪庫容V設(shè)。設(shè)計洪水位是水庫的重要參數(shù)之一，它決定了設(shè)計洪水情況下的上游洪水淹沒范圍，它同時又與泄洪建筑物尺寸、類型有關(guān)；而泄洪設(shè)備類型（包括溢流堰、泄洪孔、泄洪隧洞）則應根據(jù)地形、地質(zhì)條件和壩型、樞紐布置等特點擬定。（六） 校核洪水位和調(diào)洪庫容當遇到大壩校核標準洪水時，水庫壩前達到的最高水位，稱為校核洪水位 Z校。它至防洪限制水位間的水庫容積稱為調(diào)洪庫容V調(diào)或校核調(diào)洪庫容V校。校核洪水位以下的全部水庫容積就是水庫的總庫容。設(shè)計洪水位或校核洪水位加上一定數(shù)量的風浪高值和安全超高值，就得到壩頂高程。三、水庫的水量損失水庫建成蓄水后，因改變河流天然狀況及庫內(nèi)外水力條件而引起額外的水量損失，主要包括蒸發(fā)損失和滲透損失，在寒冷地區(qū)還有可能有結(jié)冰損失。（一）水庫的蒸發(fā)損失水庫蓄水后，使庫區(qū)形成廣闊水面，原有的陸面蒸發(fā)變?yōu)樗嬲舭l(fā)。由于流入水庫的徑流資料是根據(jù)建庫前壩址附近觀測資料整編得出，其中已計入陸面蒸發(fā)部分。因此，計算時段△ t（年、月）水庫的蒸發(fā)損失是指由陸面面積變?yōu)樗婷娣e所增加的額外蒸發(fā)量 w蒸（以m計）,即WB1000E水E陸F庫f （2-4）式中：E7K――計算時段厶t內(nèi)庫區(qū)水面蒸發(fā)強度，以水層深度（mn）計；（3（3）水文地質(zhì)條件較差， 20%?40%/年或％?3%/月。E陸一一計算時段厶t內(nèi)庫區(qū)陸面蒸發(fā)強度，以水層深度（ mn）計；2F庫——計算時段厶t內(nèi)水庫平均水面面積（km）；f——建庫以前庫區(qū)原有天然河道水面及湖泊水面面積（ km2）；1000——單位換算系數(shù)，1mm?km2=106/103m3=103m3。水庫水面蒸發(fā)可根據(jù)水庫附近蒸發(fā)站或氣象站蒸發(fā)資料折算成自然水面蒸發(fā)，即E水 E器 （2—5）式中：E器——水面蒸發(fā)皿實測水面蒸發(fā) （mm）;――水面蒸發(fā)皿折算系數(shù)，一般為?。陸面蒸發(fā)，尚無較成熟的計算方法，在水庫設(shè)計中常采用多年平均降雨量 h0和多年平均徑流深y0之差，作為陸面蒸發(fā)的估算值。E陸hoyo （2—6）（二）滲漏損失建庫之后，由于水庫蓄水，水位抬高，水壓力的增大改變了庫區(qū)周圍地下水的流動狀態(tài)，因而產(chǎn)生了水庫的滲漏損失。水庫的滲漏損失主要包括下面幾個方面：（l）通過能透水的壩身（如土壩、堆石壩等）的滲漏，以及閘門、水輪機等的漏水；（2）通過壩基及繞壩兩翼的滲漏；（3）通過庫底、庫周流向較低的透水層的滲漏。一般可按滲漏理論的達西公式估算滲漏的損失量。計算時所需的數(shù)據(jù)（如滲漏系數(shù)、滲徑長度等）必須根據(jù)庫區(qū)及壩址的水文地質(zhì)、地形、水工建筑物的型式等條件來決定，而這些地質(zhì)條件及滲流運動均較復雜，往往難以用理論計算的方法獲得較好的成果。因此，在生產(chǎn)實際中，常根據(jù)水文地質(zhì)情況，定出一些經(jīng)驗性的數(shù)據(jù)，作為初步估算滲漏損失的依據(jù)。若以一年或一月的滲漏損失相當于水庫蓄水容積的一定百分數(shù)來估算時， 則采用如下數(shù)值：（l）水文地質(zhì)條件優(yōu)良（指庫床為不滲水層，地下水面與庫面接近)，0?10%/年或0?1%/月。（2）透水性條件中等，10%?20%/年或1%?%/月。在水庫運行的最初幾年，滲漏損失往往較大 （大于上述經(jīng)驗數(shù)據(jù)），因為初蓄時，為了濕潤土壤及抬高地下水位需要額外損失水量。水庫運行多年之后，因為庫床泥沙顆粒間的空隙逐漸被水內(nèi)細泥或粘土淤塞，滲漏系數(shù)變小，同時庫岸四周地下水位逐漸抬高，滲漏量減少。（三）結(jié)冰損失結(jié)冰損失是指嚴寒地區(qū)冬季水庫水面形成冰蓋，隨著供水期水庫水位的消落，一部分庫周的冰層將暫時滯留于庫周邊岸，而引起水庫蓄水量的臨時損失。這項損失一般不大，可根據(jù)結(jié)冰期庫水位變動范圍的面積及冰層厚度估算。四、庫區(qū)淹沒、浸沒和水庫淤積（一）庫區(qū)淹沒、浸沒在河流上建造水庫將帶來庫區(qū)的淹沒和庫區(qū)附近土地的浸沒，使庫區(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，造成一定的損失。在規(guī)劃設(shè)計水庫時，要十分重視水庫淹沒問題。我國地少人多，筑壩建庫所引起的淹沒問題往往比較突出，對淹沒問題的考慮和處理就更需周密慎重。淹沒通常分為經(jīng)常性淹沒和臨時性淹沒兩類。經(jīng)常性淹沒區(qū)域，一般指正常蓄水位以下的庫區(qū)，由于經(jīng)常被淹，且持續(xù)時間長，因此，在此范圍內(nèi)的居民、城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、通信及輸電線路、交通設(shè)施等大多需搬遷、改線，土地也很少能被利用；臨時性淹沒區(qū)域，一般指正常蓄水位以上至校核洪水位之間的區(qū)域，被淹沒機會較小，受淹時間也短暫，可根據(jù)具體情況確定哪些遷移，哪些進行防護，區(qū)內(nèi)的土地資源大多可以合理利用。所有遷移對象或防護措施都將按規(guī)定標準給予補償。此補償費用和水庫淹沒范圍內(nèi)的各種資源的損失統(tǒng)稱為水庫淹沒損失，計入水庫總投資內(nèi)。水庫淹沒范圍的確定，應根據(jù)淹沒對象的重要性，按不同頻率的入庫洪水求得不同的庫水位，并由回水計算結(jié)果從庫區(qū)地形圖上查得相應的淹沒范圍。淹沒范圍內(nèi)淹沒對象的種類和數(shù)量，應通過細致的實地調(diào)查取得。在多沙河流上，水庫淹沒范圍還應計及水庫尾部因泥沙淤積水位壅高及回水曲線向上游延伸等的影響。浸沒是指庫水位抬高后引起庫區(qū)周圍地區(qū)地下水位上升所帶來的危害，如可能使農(nóng)田發(fā)生次生鹽堿化，不利于農(nóng)作物生長；可能形成局部的沼澤地，使環(huán)境衛(wèi)生條件惡化；還可能使土壤失去穩(wěn)定，引起建筑物地基的不均勻沉陷，以致發(fā)生裂縫或倒塌。水庫周圍的浸沒范圍一般可采用正常蓄水位或一年內(nèi)持續(xù)兩個月以上的運行水位為測算依據(jù)。淹沒和浸沒損失不僅是經(jīng)濟問題，而且是具有一定社會和政治影響的問題。是規(guī)劃工作中的一個重要課題。（二）水庫的淤積在天然河流上筑壩建庫后，隨著庫區(qū)水位的抬高，水面加寬，水深增大，過水斷面擴大，水力坡降變緩，水流速度減小。原河道水力特性的這種變化，降低了水流挾沙能力，也改變了原河道的泥沙運動規(guī)律，導致大量泥沙在庫區(qū)逐漸沉淀淤積。這一情況說明，水庫的建造，帶來河流泥沙的淤積。我國華北的黃河和海河水系，水流含沙量大，如黃河三門峽水庫，多年平均含沙量達kg/m3,因此自I960年至1970年間，水庫共淤積泥沙億t，使庫水位335m以下的3庫容損失43%。又如海河流域永定河上的官廳水庫,多年平均含沙量高達 kg/m3,水庫運用6年后,泥沙淤積導致庫容損失達%。即使含沙量較小的長江水系,干支流上修建的水庫也有泥沙淤積問題。泥沙淤積對水庫運用和上下游河流產(chǎn)生的不良影響是多方面的。淤積使水庫調(diào)節(jié)庫容減少,降低水庫調(diào)節(jié)水量的能力和綜合利用的效益。壩前淤積,使電站進水口水流含沙濃度增大,泥沙粒徑變粗,引起對過水建筑物和水輪機的磨損,影響建筑物和設(shè)備的安全和壽命。庫尾淤積體向庫區(qū)推進的同時,也向上游延伸,即所謂“翹尾巴”,因而抬高庫尾水位,擴大庫區(qū)的淹沒和浸沒損失。水庫下游則由于泄放清水,水流夾沙能力增大,引起對下游河床的沖刷,水位降低,甚至河槽變形。影響水庫淤積的因素很多,主要有水庫的入庫水流的含沙量多少及其年內(nèi)分配、庫區(qū)地形、地質(zhì)特性以及水庫的運用方式等。從已建水庫的大量觀測資料分析,我國水庫泥沙淤積的縱向形態(tài)可分為三種基本類型：（1）三角洲淤積形態(tài)。庫內(nèi)泥沙淤積體的縱剖面呈三角形形狀的稱為三角形淤積。當河流含沙量大時,庫區(qū)開闊,庫容較大,庫水位變幅小,泥沙易于在庫尾淤積形成三角洲,并且隨著水庫淤積的發(fā)展,三角洲逐漸向壩前靠近,所以這類淤積有相當部分的泥沙淤積是在有效庫容內(nèi),如官廳水庫和劉家峽水庫就屬于這種類型。2）錐形淤積。常見于多沙河流上的中小型水庫。由于庫區(qū)較短,庫容小,水深不大,底

坡較陡，庫內(nèi)行近流速比較大，泥沙淤積首先靠近大壩，以后淤積逐漸向上游發(fā)展，呈錐形淤積。（3）帶狀淤積形態(tài)。當水庫來沙少，庫區(qū)狹長，水位變幅較大時，淤積從庫尾到壩前分布較均勻，呈帶狀縱剖面，淤積前后河底平均比降變化不大，對有效庫容影響較小。如豐滿水庫就屬于這種類型。以上三種水庫淤積形態(tài)中，帶狀淤積影響較??；三角洲淤積侵占水庫有效庫容影響最大；錐體淤積對于壩前淤積高程、進水口工作條件以及粗粒泥沙對過水建筑物和水輪機的磨損影響較為嚴重。因此，在多沙河流上修建水庫，調(diào)節(jié)徑流，必須考慮泥沙的影響，甚至將其作為一個專門問題在規(guī)劃設(shè)計中加以研究解決。一般河流上修建水庫，在規(guī)劃設(shè)計階段也應認真分析水、沙資料，力求正確地估算沙量，以便確定淤積庫容、淤積年限，并盡可能采取對策減輕淤積帶來的不利影響。水庫淤積年限或淤積庫容的計算，嚴格的說應根據(jù)水庫泥沙運動規(guī)律及淤積過程進行。但目前由于水庫泥沙資料不全，計算方法欠完善，故難以得出精確的計算結(jié)果。一般情況下多采用較簡單的方法來核算，例如采用下面介紹的簡算法和沙莫夫法等。簡算法假定水庫泥沙淤積呈水平增長。 把水庫開始運行到泥沙全部淤滿死庫容 V死，并開始影響有效庫容時為止的這段時間，稱為水庫的使用年限，或稱淤積年限 Tn。設(shè)水庫年淤積量為wm。其中w為年徑流總量（m3）； 為年平均含沙量（kg/m3）；m為入庫泥沙留在水庫中的相對值，視庫容相對大小或水庫調(diào)節(jié)程度而定。由此，水庫年淤積體積為：(2—7)V(2—7)1p式中：p――淤積的空隙度； 泥沙的比重（kg/m3）；(2—8)當水庫的死庫容己定時，可求得水庫的使用年限 (2—8)TnV死/V年淤或當水庫的使用年限Tn已定時，可求得水庫所需的淤積庫容 V總淤為VV總淤V年淤?Tn (2—9)上述簡算法僅適用于懸移質(zhì)泥沙，對于推移質(zhì)泥沙，因觀測資料不足，尚難確切估算。對VtVoat于推移質(zhì)多的河流，應有專門的觀測資料作為估算的基礎(chǔ)。但是，這種方法無法了解水庫的淤積過程。為此沙莫夫根據(jù)前蘇聯(lián)水庫的淤積資料提出了計算水庫淤積的經(jīng)驗公式。此法設(shè)想水庫中由于泥沙的淤積，庫容會逐年減小，經(jīng)過 t年后，剩余庫容（即未淤的庫容）VtVoat(2—10)式中：V。一一沖淤平衡時，水庫的最大淤積庫容（淤滿了 V。的容積后，進庫和出庫泥沙相平衡，水庫不再增加淤積）V。 V1Ot經(jīng)過的年數(shù)；V。 V1O(2—11)(2—12)(2—13)G――年輸沙量（體積）；Go――第一年泥沙淤積的體積;V——水庫的總庫容；Fp――建庫前，河流橫斷面面積。通常情況下，相當于最大流量時的斷面面積的 3/4;Fn——建庫后靠近壩址的斷面面積；m——指數(shù)，為一經(jīng)驗數(shù)字，一般可?。??1/31?1/3之間變動。當坡降小于1時，n=?；當坡降為1?時，n=?；當坡降為?時，nn=求得Go和V之后，即可由公式（2—10），求得不同年份t的剩余庫容V或淤積庫容（V0Vt）。沙莫夫的計算方法，同樣也未考慮推移質(zhì)泥沙，因此所得淤積年限一般偏大。以上兩法都只宜在庫容較大，含沙量不大的河流上采用。這兩種方法的另一不足之處是只能求得總的淤積年限或淤積庫容，不能求得淤積過程，更不能求出具有重要意義的回水尾端區(qū)的淤積發(fā)展過程。在多沙河流上規(guī)劃設(shè)計水庫時，除了對淤積庫容需作慎重考慮外，還必須針對設(shè)計水庫的具體情況，提出減輕水庫淤積的措施。最根本的措施是做好流域的水土保持工作，但是不能把遠景治理效果作為近期規(guī)劃的依據(jù)；其次在壩底或壩身的不同高程上設(shè)置泄水孔，以便把較細的沙粒，在未來得及沉淀于庫底前，就隨水流排往下游。此外，結(jié)合水庫運行調(diào)度，可采取蓄清排渾的運行方式，即在汛期主要來沙季節(jié)，選擇一段時間作為排沙期，排沙期后蓄水興利；或抓住洪峰前后出現(xiàn)高含沙量的特點，采取洪峰前后排沙，洪峰過后蓄水。以避開攔截沙峰入庫，減輕淤積數(shù)量。這些都是多沙河流水庫調(diào)度的專門問題。第二節(jié)設(shè)計標準和設(shè)計代表期任何水資源工程從規(guī)劃設(shè)計到投入使用，總有一個時間過程。較大的工程往往長達幾年或十幾年，工程投入使用后的正常使用期一般可達幾十年或上百年。在這期間隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活水平的提高，生產(chǎn)和生活對水資源的需求量也隨之擴大，而水資源本身又是隨機多變的。因此，在規(guī)劃設(shè)計水資源工程時，首先要解決的是，在什么樣的來水情況下滿足不同時候的需水要求，以及滿足這種需水要求的保證程度。這就是所謂設(shè)計代表期、設(shè)計水平年和設(shè)計保證率的問題。其中設(shè)計水平年和設(shè)計保證率可概括為興利方面的設(shè)計標準問題。一、設(shè)計水平年設(shè)計水平年是指與電力系統(tǒng)的電力負荷水平相應的未來某一年份，并以該年的國民經(jīng)濟狀況與社會背景下的綜合用水需求作為水利水電樞紐規(guī)劃設(shè)計的依據(jù)。各用水部門的需水量隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展而逐年增長；而水利工程從規(guī)劃到建成，再從投入運行到正常運行，往往需要長達十幾年或更長的時間。因此，必須通過論證，合理選定未來的某一年份作為設(shè)計水平年，對該年各用水部門的用水量作出預測，并以此作為確定水利工程規(guī)模的依據(jù)。

水利工程的設(shè)計水平年，應根據(jù)其重要程度和工程壽命確定。一般的水利工程，可采用設(shè)計水平年和遠景水平年兩種需水量水平。設(shè)計水平年作為水利工程的依據(jù)，并按遠景水平年進行校核。對于特別重要工程規(guī)模的確定，應盡量考慮得更長遠一些。水電工程一般采用第一臺機組投入后的5?10年作為設(shè)計水平年。所選設(shè)計水平年應與國民經(jīng)濟五年計劃分界年份相一致。綜合利用水利樞紐應先論證、擬定各需水部門的設(shè)計水平年。對于以發(fā)電為主的綜合利用樞紐，設(shè)計水平年的選擇應根據(jù)地區(qū)的水力資源比重、水庫調(diào)節(jié)性能及水電站的規(guī)模等情況綜合分析確定。例如對于水力資源不豐富、水電比重小的地區(qū)，當設(shè)計水電站的規(guī)模較大，調(diào)節(jié)性能較高時，考慮到遠景系統(tǒng)調(diào)峰的需要，設(shè)計水平年應適當選得遠一些。承擔灌溉任務的水利樞紐，在考慮其設(shè)計水平年時，必須結(jié)合灌區(qū)規(guī)劃考慮其近期水平及灌區(qū)達到最終規(guī)模的需水水平。對于航運和給水部門的設(shè)計水平年的確定，主要是考慮航運最終發(fā)展的客運、貨運規(guī)模和船只的噸位、城市人口發(fā)展和工礦企業(yè)的最終生產(chǎn)能力等因素。確定綜合利用工程規(guī)模應以主要需水部門的設(shè)計水平年為依據(jù)，并考慮其他需水部門在該水平年的需水要求，然后再結(jié)合遠景水平年的確定，適當考慮各需水部門的遠景需水要求。二、設(shè)計保證率由于河川徑流具有多變性，如果在稀遇的特殊枯水年份也要保證各興利部門的正常用水需要，勢必要加大水庫的調(diào)節(jié)庫容和其他水利設(shè)施。這樣做在經(jīng)濟上是不合理的，在技術(shù)上也不一定行得通。為了避免不合理的工程投資，一般不要求在將來水庫使用期間能絕對保證正常供水，而允許水庫可適當減少供水量。因此，必須研究各用水部門允許減少供水的可能性和合理范圍，定出多年工作期間用水部門正常工作得到保證的程度，即正常供水保證率，或簡稱設(shè)計保證率。由此可見，設(shè)計保證率是指工程投入運用后的多年期間用水部門的正常用水得到保證的程度，常以百分數(shù)表示。設(shè)計保證率通常有年保證率和歷時保證率兩種形式。年保證率P設(shè)指多年期間正常工作年數(shù)（即運行年數(shù)與允許破壞年數(shù)之差） 占總運行年數(shù)的百分比，即正常工作年數(shù)運行總年數(shù)100%(2正常工作年數(shù)運行總年數(shù)100%(2—14)所謂破壞年數(shù)，包括不能維持正常工作的任何年份，不論該年內(nèi)缺水時間的長短和缺水數(shù)量的多少。歷時保證率P設(shè)是指多年期間正常工作的歷時 （日旬或月）占總運行歷時的百分比，即(2—(2—15)采用什么形式的保證率，可視用水特性、水庫調(diào)節(jié)性能及設(shè)計要求等因素而定。如灌溉水由于它們的正常工作是以日數(shù)表示的,庫的供水保證率常采用年保證率；航運和徑流式水電站,故一般采用歷時保證率。由于它們的正常工作是以日數(shù)表示的,設(shè)計保證率是水利水電工程設(shè)計的重要依據(jù)，其選擇是一個復雜的技術(shù)經(jīng)濟問題。若選得過低，則正常工作遭破壞的機率將會增加，破壞所引起的國民經(jīng)濟損失及其不良影響也就會加重；相反，如選得過高，用水部門的破壞損失雖可減輕，但工程的效能指標就會減小 （如庫容一定時，保證流量就減?。?，或工程投資和其他費用就要增加（如用水要求一定時，庫容要加大）。所以，應通過技術(shù)經(jīng)濟比較分析，并考慮其他影響，合理選定設(shè)計保證率。由于破壞損失及其他后果涉及許多因素，情況復雜，難以確定，目前在設(shè)計中主要根據(jù)生產(chǎn)實踐積累的經(jīng)驗，并參照規(guī)范選用設(shè)計保證率。選擇水電站設(shè)計保證率時，要分析水電站所在電力系統(tǒng)的用戶組成和負荷特性、系統(tǒng)中水電容量比重、水電站的規(guī)模及其在系統(tǒng)中的作用、河川徑流特性及水庫調(diào)節(jié)性能，以及保證系統(tǒng)用電可能采取的其他備用措施等。一般地說，水電站的裝機容量越大，系統(tǒng)中水電所占比重越大，系統(tǒng)重要用戶越多，河川徑流變化越劇烈，水庫調(diào)節(jié)性能越高，水電站的設(shè)計保證率就應該取大一些?？蓞⒄毡?—1提供的范圍，經(jīng)分析選定水電站的設(shè)計保證率。表2—1水電站設(shè)計保證率電力系統(tǒng)中水電站容量比重（ %25以下25?5050以上水電站設(shè)計保證率（%80?9090?9595?98注：表中數(shù)據(jù)引自我國水利部頒布的《水利水電工程水利動能設(shè)計規(guī)范》 SDJ11—77選擇灌溉設(shè)計保證率，應根據(jù)灌區(qū)土地和水利資源情況、農(nóng)作物種類、氣象和水文條件、水庫調(diào)節(jié)性能、國家對該灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要求以及工程建設(shè)和經(jīng)濟條件等因素進行綜合分析。大型灌區(qū)比中、小型灌區(qū)高般地說，灌溉設(shè)計保證率在南方水源較豐富地區(qū)比北方地區(qū)高,大型灌區(qū)比中、小型灌區(qū)高豐水年一般選年徑流頻率相當于 豐水年一般選年徑流頻率相當于 1-P殳的年份為代表，對該年徑流資料進行調(diào)節(jié)計算所得的成自流灌溉比提水灌溉高 ，遠景規(guī)劃工程比近期工程高。 可參照表2-2,適當選定灌溉設(shè)計保證率。表2-2灌溉設(shè)計保證率地區(qū)特點農(nóng)作物種類年設(shè)計保證率（%缺水地區(qū)以旱作物為主50?75以水稻為主70?80水源豐富地區(qū)以旱作物為主70?80以水稻為主75-95注：表中數(shù)據(jù)引自我國水利部頒布的《灌溉排水渠系設(shè)計規(guī)范》 SDJ217-84由于工業(yè)及城市居民給水遭到破壞時，將會直接造成生產(chǎn)上的嚴重損失，并對人民生活有極大影響，因此，給水保證率要求較高，一般在 95%-99%（年保證率），其中大城市及重要的工礦區(qū)可選取較高值。即使在正常給水遭受破壞的情況下，也必須滿足消防用水、生產(chǎn)緊急用水及一定數(shù)量的生活用水。航運設(shè)計保證率是指最低通航水位的保證程度 ，用歷時（日）保證率表示。航運設(shè)計保證率一般按航道等級結(jié)合其他因素由航運部門提供。一般一、二級航道保證率為 97%-99%三、四級航道保證率為95%-97%五、六級航道保證率為90%-95%三、設(shè)計代表年和代表期的選擇由設(shè)計保證率的概念可知，正常供水的保證程度是相對某一水庫多年運用結(jié)果而言的。 在詳細設(shè)計階段，一般可根據(jù)長系列水文資料，通過逐時段的調(diào)節(jié)計算求得正常供水量、調(diào)節(jié)庫容及相應設(shè)計保證率之間的關(guān)系。但在初步規(guī)劃階段，未定因素較多，為了減少進行多方案比較的計算工作量，常從長系列的水文資料中選擇一些代表年或代表期的徑流資料進行調(diào)節(jié)計算。（一）設(shè)計設(shè)表年在規(guī)劃設(shè)計中常用的設(shè)計代表年有設(shè)計枯水年、中水年和豐水年。設(shè)計枯水年是指與設(shè)計保證率P設(shè)有一定對應關(guān)系的年份，即用該年的徑流資料進行調(diào)節(jié)計算求得的成果 （所需的興利庫容或所提供的調(diào)節(jié)流量）可反映設(shè)計保證率的要求；設(shè)計中水年指年徑流接近于多年平均情況的年份，對該年徑流資料進行調(diào)節(jié)計算所得的成果用于反映水利工程的多年平均效益。設(shè)計果反映豐水條件下的興利情況。設(shè)計枯水年的選擇，視計算要求和簡化程度的不同，通?？刹捎孟铝蟹椒ㄖ弧Ｋ窟x年法以設(shè)計枯水年為例，根據(jù)歷年徑流資料，分別繪制年水量（或枯季水量）頻率曲線，在曲線上查得與設(shè)計保證率P殳相應的年水量（或枯季水量）。用《工程水文學》的方法可從實測徑流系列中選出年水量接近的年份推出設(shè)計枯水年年內(nèi)分配情況。一般地講，枯水期水量的多少與供水期正常供水的情況關(guān)系更為密切。類似地，對設(shè)計中水年和豐水年，則可分別以多年平均水量（或 p=50%和（1—P設(shè)）相應的年水量選擇年內(nèi)分配。調(diào)節(jié)流量選年法因為供水期起始日期除與徑流年內(nèi)分配有關(guān)外，還與有效庫容的大小有關(guān)，因此，按每年固定劃分的枯水期徑流頻率曲線選擇設(shè)計枯水年可能不確切。按水庫供水期的調(diào)節(jié)流量選擇設(shè)計枯水年，可以更準確地反映設(shè)計保證率。當水庫興利庫容為已知量時，采用徑流調(diào)節(jié)簡化計算法對年徑流系列可求得各年的供水期調(diào)節(jié)流量，經(jīng)統(tǒng)計計算求得與各年調(diào)節(jié)流量相應的經(jīng)驗頻率值，繪出調(diào)節(jié)流量與經(jīng)驗頻率的關(guān)系曲線。 據(jù)此曲線即可選出頻率相當于設(shè)計保證率 p設(shè)的年份作為設(shè)計枯水年，相應的調(diào)節(jié)流量即為設(shè)計調(diào)節(jié)流量。（二）設(shè)計代表期設(shè)計代表期是指一個長達若干年的代表性時期，可用該時期徑流資料進行徑流調(diào)節(jié)計算的成果來近似地反映長系列徑流調(diào)節(jié)計算的結(jié)果。與設(shè)計代表年類似，設(shè)計代表期也是徑流調(diào)節(jié)的一種簡化法，它適用于多年調(diào)節(jié)水庫。設(shè)計枯水年組及中水代表期是常采用的兩種代表期。設(shè)計枯水年組多年調(diào)節(jié)水庫調(diào)節(jié)周期為若干年。一般情況下，由于水文資料的限制，能獲得的完整調(diào)節(jié)周期數(shù)是不多的。因此，很難通過枯水年系列頻率分析來選定設(shè)計枯水年組，通常采用扣除允許破壞年數(shù)的方法加以確定，即T破np殳（n1） （2—16）式中：T破一一允許破壞年數(shù);n——水文系列總年數(shù)；P設(shè)一一設(shè)計保證率。按式（2－l6）計算在設(shè)計保證率條件下正常工作允許破壞的年數(shù)，然后在實測水文系列中選出最嚴重的連續(xù)枯水年組，逆時序從該枯水年組末扣除允許破壞年數(shù)，余下的即為所選的設(shè)計枯水年組。還必須對其他枯水年組進行校核，若其他年組出現(xiàn)破壞， 則應從T破中扣除其他年組的破壞年數(shù)。用設(shè)計枯水年組進行多年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)計算可近似地反映興利庫容、調(diào)節(jié)流量與供水保證率之間的關(guān)系。中水代表期采用中水代表期進行徑流調(diào)節(jié)計算的目的是推求水庫的多年平均效益指標。選擇中水年組時應考慮以下條件：（1） 代表期應有豐、中、枯水年，至少有一個完整的調(diào)節(jié)周期；（2） 代表期的平均流量與長系列徑流資料的多年平均流量相近；（3）代表期的年徑流變差系數(shù)Cv與長系列相近。第三節(jié)徑流調(diào)節(jié)的作用及分類一、徑流調(diào)節(jié)的涵義廣義的徑流調(diào)節(jié)是指整個流域內(nèi)，人類對地面及地下徑流的自然過程的一切有意識的干涉。例如，群眾性的農(nóng)田水利工程，包括塘堰、閘壩、河網(wǎng)等蓄水、攔水、引水措施，以及各種農(nóng)、林措施和水土保持工程等。這些措施改變了徑流形成的條件，對天然徑流起一定的調(diào)節(jié)作用，有利于防洪興利。狹義的徑流調(diào)節(jié)是指河川徑流在時間和地區(qū)上的重新分配，即通過建造和運用水資源工程（樞紐等），將汛期過多的河川徑流量蓄存起來，待枯水期來水不足時使用；在地區(qū)上根據(jù)需要進行水量余缺調(diào)配，如引黃（河）濟衛(wèi)（海河支流衛(wèi)河）、引灤（河）濟津（天津）以及正在研究并已局部實施的南水北調(diào)工程等。地區(qū)間的徑流調(diào)配調(diào)節(jié) ，其影響范圍和經(jīng)濟意義更大，工程投資也更為可觀。00二、徑流調(diào)節(jié)的作用眾所周知，河川徑流在一年之內(nèi)或者在年際之間的豐枯變化都是很大的。我國河流年內(nèi)洪水季的水量往往要占全年來水總量的 70%-80%河川徑流的劇烈變化，給人類帶來很多不利的后果，如汛期大洪水容易造成災害，而枯水期水少，不能滿足興利需要。因此，無論是為了消除或減輕洪水災害，還是為了滿足興利需要，都要求采取措施，對天然徑流進行控制和調(diào)節(jié)。為興利而提高枯水徑流的水量調(diào)節(jié)，稱為興利調(diào)節(jié)，或稱枯水調(diào)節(jié)；為削減洪峰流量，利用水庫攔蓄洪水，以消除或減輕下游洪澇災害的調(diào)節(jié)，稱為洪水調(diào)節(jié)。洪水調(diào)節(jié)將在第三章中討論。利用水庫調(diào)節(jié)徑流，是河流綜合治理和水資源綜合開發(fā)利用的一個重要技術(shù)措施。通過徑流調(diào)節(jié)，消除或減輕洪災和干旱災害，更有效地利用水資源，充分發(fā)揮河流水資源在國民經(jīng)濟建設(shè)中的重大作用綜上所述，徑流調(diào)節(jié)的作用就是：協(xié)調(diào)來水與用水在時間分配上和地區(qū)分布上的矛盾，以及統(tǒng)一協(xié)調(diào)各用水部門需求之間的矛盾。三、徑流調(diào)節(jié)的分類徑流調(diào)節(jié)總體上分為兩大類：枯水調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)。因枯水調(diào)節(jié)來水與用水之間矛盾具體表現(xiàn)形式并不相同，需要作進一步的劃分，以便在調(diào)節(jié)計算中掌握其特點。（一）按調(diào)節(jié)周期長短劃分日調(diào)節(jié)，而用戶的需水在一晝夜內(nèi)，河中天然流量一般幾乎保持不變（只在洪水漲落時變化較大），而用戶的需水t(h)要求往往變化較大。如圖2-4所示，水平線Q表示河中天然流量，曲線q為負荷要求發(fā)電引用流量的過程線。對照來水和用水可知，在一晝夜里某些時段內(nèi)來水有余（如圖上橫線所示）t(h)圖2-4日調(diào)節(jié)2.周調(diào)節(jié)t（星期）圖2-5周調(diào)節(jié)水災害；而枯水期流量很小，不能滿足綜合用水的要求。利用水庫將洪水期內(nèi)的一部分（或全部）多余水量蓄存起來，到枯水期放出以提高供水量。這種對年內(nèi)豐、枯季的徑2.周調(diào)節(jié)t（星期）圖2-5周調(diào)節(jié)水災害；而枯水期流量很小，不能滿足綜合用水的要求。利用水庫將洪水期內(nèi)的一部分（或全部）多余水量蓄存起來，到枯水期放出以提高供水量。這種對年內(nèi)豐、枯季的徑流進行重新分配的調(diào)節(jié)就叫做年調(diào)節(jié)，它的調(diào)節(jié)周期為一年。圖2-6為年調(diào)節(jié)示意圖。圖上表明，只3Q(m/S)需一部分多余水量將水庫蓄滿（圖中橫線所t（月）圖2-6年調(diào)節(jié)可蓄存在水庫里；而在其他時段內(nèi)來水不足（如圖上豎線所示），水庫放水補給。這種徑流調(diào)節(jié),水庫中的水位漲落在一晝夜內(nèi)完成一個循環(huán)，即調(diào)節(jié)周期為 24h，故稱日調(diào)節(jié)。日調(diào)節(jié)的特點是將均勻的來水調(diào)節(jié)成變動的用水，以適應電力負荷的需要。所需要的水庫調(diào)節(jié)庫容不大，一般小于枯水日來水量的一半。在枯水季節(jié)里，河中天然流量在一周內(nèi)的變化也是很小的，而用水部門由于假日休息，用水量減少，因此，可利用水庫將周內(nèi)假日的多余水量蓄存起來，在其他工作日用（如圖2-5）。這種調(diào)節(jié)稱周調(diào)節(jié)，它的調(diào)節(jié)周期為一周，它所需的調(diào)節(jié)庫容一般不超過一天的來水量。周調(diào)節(jié)水庫一般也可進行日調(diào)節(jié)，這時水庫水位除了一周內(nèi)的漲落大循環(huán)外，還有日變化。年調(diào)節(jié)在一年內(nèi)，河川流量有明顯的季節(jié)性變化，洪水期流量很大，水量過剩，甚至可能造成洪示）,其余的多余水量（斜線部分），只能由溢洪道棄掉。圖中豎影線部分表示由水庫放出的水量，以補充枯水季天然水量的不足，其總水量相當于水庫的調(diào)節(jié)庫容。水庫的興利庫容能夠蓄納設(shè)計枯水年豐水期的全部余水量時，稱為完全年調(diào)節(jié)；若興利庫

容相對較小，不足以蓄納設(shè)計枯水年豐水期的全部余水量而產(chǎn)生棄水時，稱為不完全年調(diào)節(jié),或季調(diào)節(jié)。這是規(guī)劃設(shè)計中劃分水庫調(diào)節(jié)性能所采用的界定。必須指出，從水庫實際運行看，這種劃分是相對的，完全年調(diào)節(jié)遇到比設(shè)計枯水年徑流量更豐的年份，就不可能達到完全年調(diào)節(jié)。年調(diào)節(jié)水庫一般都同時可進行周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。多年調(diào)節(jié)當水庫容積大，豐水年份蓄存的多余水量，不僅用于補充年內(nèi)供水，而且還可用以補充相鄰枯水年份的水量不足，這種能進行年與年之間的水量重新分配的調(diào)節(jié)，叫做多年調(diào)節(jié)。這時水庫可能要經(jīng)過幾個豐水年才蓄滿， 所蓄水量分配在幾個連續(xù)枯水年份里用掉 （如圖2-7）。因此，多年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期長達若干年，而且不是一個常數(shù)。多年調(diào)節(jié)水庫，同時也進行年調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)和日調(diào)節(jié)。水庫屬何種調(diào)節(jié)類型，可用水庫庫容系數(shù) 來初步判斷。水庫庫容系數(shù) 為水庫庫容調(diào)節(jié)與多年平均年水量Wo的比值，即V興/W。。具體可參照下列經(jīng)驗系數(shù)判斷調(diào)節(jié)類型：>30%?50%多屬多年調(diào)節(jié)；3%-5%cv20%-25%多屬年調(diào)節(jié)； <22%3%屬日調(diào)節(jié)。（二）按兩水庫相對位置和調(diào)節(jié)方式劃分1.補償調(diào)節(jié)區(qū)間入流顯著而不受水庫控制,水庫至下游用水部門取水地點之間常見有較大的區(qū)間面積,為了充分利用區(qū)間來水量，水庫應配合區(qū)間流量變化補充放水，盡可能使水庫放水流量與區(qū)間入流量的合成流量等于或接近于下游用水要求。這種視水庫下游區(qū)間來水流量大小，控制水庫補充放水流量的調(diào)節(jié)方式，稱為補償調(diào)節(jié)，如圖2-8所示。區(qū)間入流顯著而不受水庫控制,圖2—8補償調(diào)節(jié)水庫示意圖梯級調(diào)節(jié)布置在同一條河流上多座水庫，其形狀像是由上而下的階梯，稱為梯級水庫（如圖 2—9所示）。 梯級水庫的特點是水庫之間存在著水量的直接聯(lián)系（對水電站來說有時還有水頭的影響，稱水力聯(lián)系），上級水庫的調(diào)節(jié)直接影響到下游各級水庫的調(diào)節(jié)。在進行下級水庫的調(diào)節(jié)計算時，必須考慮到流入下級水庫的來水量是由上級水庫調(diào)節(jié)和用水后而下泄的水量與上下兩級水庫間的區(qū)間來水量兩部分組成。梯級調(diào)節(jié)計算一般自上而下逐級進行。當上級調(diào)節(jié)性能好，下級水庫調(diào)節(jié)性能差時，可考慮上級水庫對下級水庫進行補償調(diào)節(jié)，以提高梯級總的調(diào)節(jié)水量。對梯級水庫進行的徑流調(diào)節(jié)，簡稱梯級調(diào)節(jié)。圖2—9梯級調(diào)節(jié)水庫示意圖

徑流電力補償調(diào)節(jié)位于不同河流上但屬同一電力系統(tǒng)聯(lián)合供電的水電站群，可以根據(jù)它們所在流域的水文特性及各自的調(diào)節(jié)性能差別，通過電力聯(lián)系來進行相互之間的徑流補償調(diào)節(jié)，以提高水庫群總的水利水電效益。這種通過電力聯(lián)系的補償調(diào)節(jié)就叫做徑流電力補償調(diào)節(jié)。反調(diào)節(jié)為了緩解上游水庫進行徑流調(diào)節(jié)時給下游用水部門帶來的不良影響，在下游適當?shù)攸c修建水庫對上游水庫的下泄流量過程進行重新調(diào)節(jié)，稱為反調(diào)節(jié)，又稱再調(diào)節(jié)。河流綜合利用中，經(jīng)常出現(xiàn)上游水庫為水力發(fā)電進行日調(diào)節(jié)造成下泄流量和下游水位的劇烈變化而對下游航運帶來不利影響；水電站年內(nèi)發(fā)電用水過程與下游灌溉用水的季節(jié)性變化不一致，修建反調(diào)節(jié)水庫有助于緩解這些矛盾。四、徑流調(diào)節(jié)計算所需基本資料為完成徑流調(diào)節(jié)計算任務所需的基本資料有：（1）徑流資料，調(diào)節(jié)計算所需的徑流資料，隨調(diào)節(jié)程度的高低有不同要求。日和周調(diào)節(jié)需要有10年左右的歷年日平均流量資料；年調(diào)節(jié)需要有20年以上的歷年月平均流量和汛期旬平均流量資料；多年調(diào)節(jié)需要30年以上的年、月徑流資料，以及年徑流頻率曲線和統(tǒng)計特征值資料。（2）水庫特性資料，即水庫水位與水庫面積、容積關(guān)系曲線；（3）用水資料，包括各部門正常用水保證率，正常用水量及其分配過程。五、徑流調(diào)節(jié)計算中的常用術(shù)語在徑流調(diào)節(jié)計算中，為簡化計算又便于比較，常把來水、用水及調(diào)節(jié)庫容用相對值表示。（一） 調(diào)節(jié)系數(shù)（）調(diào)節(jié)系數(shù)由保證調(diào)節(jié)流量和多年平均來水流量的比值表示：Qp/Q0 （2－17）WpWp/W02－18）

式中：Qp——保證調(diào)節(jié)流量，m3/s；3Q0——多年平均來水流量，m3/s；3Wp——保證年供水量，m；W0——多年平均年來水量，或年徑流量，m3。（二） 庫容系數(shù)（）庫容系數(shù)以調(diào)節(jié)庫容（或稱有效庫容、興利庫容）與多年平均年年來水量，或年徑流量之比值表示：Vp/W0 （2－19）式中：Vp——調(diào)節(jié)庫容，m。（三） 年徑流量模比系數(shù)（K）年徑流量模比系數(shù)（年徑流量相對值），表示各年徑流量與多年平均年徑流量之比：KiQi/Q0 （2－20）或KiWi/W0 （2－21）式中：Qi——第i年平均流量，m3/s；3W――第i年年徑流量，m。（四） 徑流利用系數(shù)（）徑流利用系數(shù)表示徑流利用程度，以下式表示：M/W0 （2－22）式中：M――平均年供水量，m3。第四節(jié)徑流調(diào)節(jié)原理一、徑流調(diào)節(jié)計算基本原理徑流調(diào)節(jié)計算的基本原理是水庫的水量平衡。將整個調(diào)節(jié)周期劃分為若干個計算期一般徑流調(diào)節(jié)計算的基本原理是水庫的水量平衡。將整個調(diào)節(jié)周期劃分為若干個計算期一般取月或旬），然后按時歷順序進行逐時段的水庫水量平衡計算。某一計算時段厶 t內(nèi)水庫水量平衡方程式可由式（2－23）表示，即W1W2 V （2－23）式中：W1―—時段△3t內(nèi)的入庫水量，m；W2―—時段△3t內(nèi)的出庫水量，m；V—時段△t內(nèi)水庫蓄水容積的增減值， m3當用時段平均流量表示時，則式（2－23）可改寫為QIQPV/tQV或 V（QIQP）t （2－24）式中：QI——天然入庫流量，m3/s；3QP——調(diào)節(jié)流量，即用水流量，m3/s；3Qv——取用或存入水庫的平均流量，簡稱"水庫流量” ，m/s。上述水庫水量平衡公式屬最簡單的情況。當考慮水庫的水量損失，出庫水量為幾個部門所分用以及當水庫已蓄滿將產(chǎn)生棄水時，則可進一步表達為：QIQL（QP1QP2）QSV/t （2－25）式中：QL——水庫水量損失，包括蒸發(fā)和滲漏等損失；Qpi,Qp2 各部門分用的調(diào)節(jié)流量；Qs――水庫棄水流量，即通過泄水建筑物棄泄的流量。二、徑流調(diào)節(jié)周期中水庫運用情況分析徑流調(diào)節(jié)周期是指水庫從死水位開始蓄水，達到正常蓄水位后又消落到死水位的歷時。不同調(diào)節(jié)性能的水庫具有不同的調(diào)節(jié)周期，如日調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期為一日（ 24h）,年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期為一年。必須注意到由于水庫來水流量過程Q?t與供水流量過程q?t配合情況不同，調(diào)節(jié)周期中水庫的蓄水、供水過程有不同的組合。比如說，調(diào)節(jié)周期中可能只有一次連續(xù)蓄水過程和一次供水過程，也可能出現(xiàn)多次蓄水、供水的變化過程。必須分析調(diào)節(jié)周期水庫的運用情況，以便正確確定水庫的興利庫容。

(一)水庫一次運用2-10所示。(一)水庫一次運用水庫在調(diào)節(jié)周期內(nèi)只有一次連續(xù)蓄水、供水的情況，叫做水庫一次運用，如圖O圖2—10水庫一次運用水庫在調(diào)節(jié)周期內(nèi)只有一次連續(xù)蓄水、供水的情況，叫做水庫一次運用，如圖O(二) 水庫二次運用當水庫在一個調(diào)節(jié)周期內(nèi)連續(xù)供水、蓄水有二次時，叫做水庫二次運用，如圖 2—11所示。假設(shè)第一次運用余水量為W1，缺水量為W2，第二次運用余水量為W3，缺水量為W4，此時調(diào)節(jié)庫容的確定可分為下列幾種情況：當W1>W2,W3>W4時，表明兩次運用之間無水量聯(lián)系，此時當W3<W2,W3<W4時，表明兩次運用之間有水量聯(lián)系，此時V興maxW2,W4。V興 W2 W4W3。Q,(3)當V興maxW2,W4。V興 W2 W4W3。Q,圖2—11水庫二次運用(三)水庫多次運用水庫多次運用情況更為復雜，調(diào)節(jié)庫容的確定難以通過圖形表達，下面通過例子來解釋多次運用情況調(diào)節(jié)庫容的確定。［例2—1］假設(shè)圖2—12中W1=20萬m,W2=3萬m,W3=4萬m,W4=5萬m,W5=3萬m,w6=4萬m,求興利庫容。［解］由于訊3沁，用W3完全可以補充W2的缺水，因此，W2缺水不影響后面時段的缺水。又由于受興利庫容限制， W3也不可能影響后面時段的余缺水。由此可見， Wi,W4,W5,W6組成新的二次運用情況。由二次運用判斷準則，可得：V興 maxW2,W4WeW5max3,543 6(萬卅)三、徑流調(diào)節(jié)計算研究課題如前所述，徑流調(diào)節(jié)的任務就是借助水庫的調(diào)節(jié)作用， 按用水要求重新分配河川天然 徑流。調(diào)節(jié)計算主要是研究天然來水、各部門的用水與水庫庫容三者之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)計算的實質(zhì)是進行來水和用水的對照和平衡：當來水大于用水時，水庫蓄水；當來水小于用水時，水庫供水。從分析水庫水量平衡式可以看出，徑流調(diào)節(jié)計算可概括為如下三類課題：根據(jù)用水部門的要求，求所需興利庫容；根據(jù)已定的興利庫容，求所能提供的保證調(diào)節(jié)流量。找出天然來水、各部門用水與興利庫容三者之間的關(guān)系，或是找出保證率、調(diào)節(jié)流量與與興利庫容三者之間的關(guān)系。四、徑流調(diào)節(jié)計算方法徑流調(diào)節(jié)計算的方法，根據(jù)所應用的河川徑流特性可分為兩大類。 第一類是利用徑流 的時歷特性進行計算的方法，叫做時歷法；第二類是利用徑流的統(tǒng)計（頻率）特性進行計算的方法，叫做數(shù)理統(tǒng)計法。時歷法采用按時序排列的實測徑流系列作為入庫徑流過程進行水庫徑流調(diào)節(jié)計算，其特點是利用已出現(xiàn)的徑流過程的時序特性反映未來的徑流變化。 時歷法又分為列表法和模擬計算法：列表法是直接利用過去觀測到的徑流資料（即流量過程） ，以列表形式進行計算的方法；模擬計算法則是在電子計算機上進行模擬運行的調(diào)節(jié)計算法。在水庫徑流調(diào)節(jié)計算實踐中，廣泛地采用時歷法。時歷法的計算結(jié)果，給出調(diào)節(jié)后的利用流量、水庫存蓄水量、棄水量以及水庫水位等因素隨時序的變化過程。它具有簡易直觀，便于考慮較復雜的用水過程和計入水量的損失等優(yōu)點。數(shù)理統(tǒng)計法多用于多年調(diào)節(jié)計算，計算的結(jié)果直接以調(diào)節(jié)水量、水庫存水量、多余和不足水量的頻率曲線的形式表示出來。第五節(jié)徑流調(diào)節(jié)時歷列表法徑流調(diào)節(jié)時歷列表計算法是時歷法的一種基本方法。它計算簡單，實用性強，是規(guī)劃設(shè)計中最常用的方法。列表計算法既可用于年調(diào)節(jié)計算，也可用于多年調(diào)節(jié)計算。無論是對設(shè)計代表年、設(shè)計代表期，還是對長系列的徑流調(diào)節(jié)計算一般都采用列表計算法。下面討論不同調(diào)節(jié)計算課題的列表計算法。本節(jié)主要以年調(diào)節(jié)為對象，所介紹的計算方法也適用于多年調(diào)節(jié)的徑流調(diào)節(jié)計算。一、已知用水求庫容的列表計算法根據(jù)興利用水要求確定必需的興利庫容是水庫規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。由于調(diào)節(jié)流量為已知值，根據(jù)天然來水流量不難定出水庫補充放水的起止時間（即供水期） 。針對供水期逐時段進行水量平衡計算，可求出各時段的不足水量（個別時段可能有余水） ，然后依次累加供水期不足水量（扣除局部回蓄水量），即可求出該供水期所需興利庫容。本節(jié)以年調(diào)節(jié)水庫為例，具體說明徑流調(diào)節(jié)時歷列表計算方法。年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)周期為一年，計算時段一般采用月（或旬）。根據(jù)已知的調(diào)節(jié)流量和某年天然來水流量，按水量平衡公式求供水期各月不足水量，累加之，即得所需興利庫容。顯然，調(diào)節(jié)流量一定時，針對不同來水流量，求得的興利庫容是不同的。把各天然來水年份需要的興利庫容按由小到大順序排列，計算每個庫容值的頻率，然后繪制庫容頻率曲線；再根據(jù)規(guī)定的設(shè)計保證率，即可在該庫容頻率曲線上求出欲求的興利庫容。為了簡化計算，可僅對設(shè)計枯水年進行調(diào)節(jié)計算，求出該年滿足興利用水的興利庫容。（一）不計水量損失的年調(diào)節(jié)計算現(xiàn)舉例說明不計水量損失的年調(diào)節(jié)時歷列表法的計算。［例2-2］某壩址處的多年平均年徑流量為 1X106m，多年平均流量為35m3/s，死庫容為50X106m3。設(shè)計枯水年的天然來水過程及各部門綜合用水過程分別列入表 2-3中第（2）、（3）欄和（4）、（5）欄。本例年調(diào)節(jié)水庫的調(diào)節(jié)年度由當年 7月初始到次年的6月末止。其中7至9月為豐水期，10月初到次年6月末為枯水期，求所需的調(diào)節(jié)庫容。［解］ （1）列表計算。時歷列表法的計算一般從供水期開始。 10月份天然來水量為X106m3,興利部門綜合用水量為X106m3,,用水量大于來水量，要求水庫供水， 10月份不足水量為X106m3，將該值填入表2-3中第（7）欄，即（7）=（5）-（3）。依次算出供水期各月不足水量。將10月份到次年6月份的9個月的不足水量累加起來，即求出設(shè)計枯水年供水期總不足水量為X 106m3,填入第（7）欄合計項內(nèi)。顯然，水庫必須在豐水期存蓄X10 6m3水量，才能補足供水期天然來水之不足，故水庫興利庫容應為X106卅。由于本例針對設(shè)計枯水年天然徑流進行調(diào)節(jié)計算，故求得的興利庫容使各部門用水得到滿足的保證程度與設(shè)計保證率基本一致。再對豐水期進行調(diào)節(jié)計算。 7月份天然流量為X106m3，興利部門綜合用水量為X106m3,多余水量X166m3全部存入水庫［見第（6）欄］。8月份來水量為X106m3，用水量為X106m3,多余水量為X106m3,但由于興利庫容X106m3中到7月份末已蓄水X106m3,只剩下X106m3庫容待蓄，故8月份來水除將興利庫容蓄滿外，尚有棄水X106m,填入第（8）欄。9月份來水量為X106卅，這時興利庫容已蓄滿，天然來水量雖大于興利部門需水，但仍小于最大用水量，為減少棄水,水庫按天然來水供水（見表 2-3注解）。,即得興分別累計（6）、（7）兩欄,并扣除棄水（逐月計算時以水庫蓄水為正,供水為負）

,即得興利庫容內(nèi)蓄水量變化情況，填入第(10)欄。此算例表明，水庫6月末放空至死水位，7月初開始蓄水，8月份庫水位升達正常蓄水位并有棄水， 9月份維持滿蓄，10月初水庫開始供水直至次年6月末為止，這時興利庫容正好放空，準備迎蓄來年豐水期多余水量。水庫興利庫容由空到滿，又再放空，正好是一個調(diào)節(jié)年度。表2-3中第(11)欄［(4)、(8)兩欄之和］給出了各時段出庫總流量，它就是各時段下游可應用的流量值，同時，由它確定下游水位。水庫調(diào)節(jié)性能的判別。圖2—13繪出了水庫蓄水年變化過程， 圖中標明水庫死庫容為50X106mi,興利庫容為X10卅。已知壩址處多年平均年徑流量 W年為1X106m3，則庫容系數(shù)為：V興/W年152.29106/1104.60106 13.8%由值可以判斷，該水庫屬于年調(diào)節(jié)水庫。成果圖示。11)棄L_ 1—111QilU11)棄L_ 1—111QilU■-/i[?OA位rUM二事申蒼牌趾餐一圖2-13年調(diào)節(jié)過程表2-3水庫年調(diào)節(jié)時歷列表計算（未計水庫水量損失）時段（月）天然來水各部門綜合用水多余或不足水量棄水時段末興利庫容蓄水 量（10鬧出庫總流量3（m/s）備注流量(m3/s)水量（106m）流量(m3/s)水量(106mi)流量(m3/s)水量（106m）流量(m3/s)水量(106mi)(1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）豐700水庫畜水水8庫滿有棄水期9*保持滿庫10水庫供水11期，庫水位枯12逐月下降。1六月末興水2利庫容放空期34560合計225.2593.35192.5506.30平均18.816.09月份原計劃要求用水流量為 20m3/s，由于庫滿，可按天然來水運行，提高水量利用率。注：1. (3) (5) (8)，可用以校核計算;2. (6) (7) (8)，可用以校核計算。（二）考慮水量損失的年調(diào)節(jié)計算水庫的蒸發(fā)損失和滲漏損失與水庫水面面積、蓄水量有關(guān)；而后二者是隨時間變化的。因此，只能采用逐次漸近的方法進行計算。其做法是將不計入損失的計算成果作為第一次近似計算的起點，采用該成果中水庫蓄水變化過程作為近似計算水庫水量蒸發(fā)的依據(jù)；然后再以第一次近似計算的成果作為第二次近似計算的起點。循此漸進，直至前后兩次計算成果的差異滿足允許誤差要求?，F(xiàn)以上述算例為例說明計入水量損失的徑流調(diào)節(jié)列表計算過程（見表 2－4）。［例2－3］計入水量損失的列表調(diào)節(jié)計算［解］表2－4共分16欄。（1）至（6）欄為未計入水量損失的調(diào)節(jié)計算項目。（1）至（3）欄可直接填入；第（4）欄為表2－3中的第（10）欄加上死庫容而得；第（5）欄為第（4）欄月初和月末蓄水量的平均值；第（ 6）欄為水庫各月平均水面面積，由第（ 5）欄的數(shù)值查水庫庫容曲線、水庫面積曲線而得。（7）至（11）欄為損失水量計算項目。第（7）欄為各月蒸發(fā)深度；第（8）欄為各月蒸發(fā)損失水量，由各月蒸發(fā)深度乘相應月份水庫平均水面面積而得，即（ 8）=（6）X（7）;滲漏損失水量按當月平均庫存水量的 1%十，即（10）=（5）X1%第（11）欄為蒸發(fā)損失量與滲漏損失量的合計。（12）至（16）欄為十入水量損失后的調(diào)節(jié)庫容和水庫蓄水過程的推算項目。第（ 12）欄為十入水量損失后的毛用水量，即（12）=（3）+（11）；然后逐時段進行水量平衡，將第（2）欄減第（12）欄的正值記入第（13）欄，負值記入第（14）欄；最后累十整個供水期不足水量，即求得所需興利庫容 V興=m3，此值比不計水量損失所需興利庫容增加X106m3,增值恰等于供水期水量損失之和。應該指出，表 2－4仍有近似性，這是由于十算水量損失時采用了不計水量損失時的水面面積。為了修正這種誤差，可在第一次計算的基礎(chǔ)上，按上述同樣步驟和方法再算一次。上述時歷列表法計算也可由供水期末開始，采用逆時序進行逐月試算。年調(diào)節(jié)水庫供水期末（本例為6月末）的水位應為死水位，這時，先假定月初水位，根據(jù)月末死水位及假定進而計的月初水位算出該月平均水位，然后由水庫面積特性曲線查出相應的平均水面面積，進而計算月?lián)p失水量；再根據(jù)該月天然來水量、用水量和損失水量，計算6月初水庫應有蓄水量及其相應水位，若此水位與假定的月初水位相符，則說明原假定是正確的，否則重新假定，試算到相符為止。然后對供水期倒數(shù)第二個月（本例為5個月）進行試算。依次逐月遞推，便可求出供水期初的水位（即正常蓄水位），該水位和死水位之間的庫容即為所求的興利庫容。在中小型水庫的設(shè)計工作中，為簡化計算，可按下述方法考慮水量損失：首先不計水量損失算出興利庫容，取此庫容之半加上死庫容，作為水庫全年平均蓄水量，從水庫特性曲線中查出相應的全年平均水位及平均水面面積，據(jù)此求出年損失水量，并平均分配在12個月份。不計損失時的興利庫容加上供水期總損失水量，即為考慮水量損失后的興利庫容近似解。現(xiàn)仍沿用前述表2-3的算例加以說明，對應于全年蓄水量X106m3的水庫水面面積為x106m3,則年損失水量為 1720xx106/1000=X106m3，每月?lián)p失水量約為X106m3,供水期9個月總損失水量為X106m。因此，計入水量損失后所需興利庫容為 （+）X106=170X1063m。表2-4 計入水量損失的年調(diào)節(jié)列表計算天然未計入水量損失情況水量損失計入水量損失情況CJ來水量用水量時段末水時段平時段內(nèi)平均^蒸八、、發(fā)滲漏水量損毛用多余不足時段末興棄水量(106m)（1o6m）庫蓄水量（106m）均蓄水量（106m）水面面積（106m）深度(mm)水量（106m）強度（%）水量（1o6m）失值（1o6m）水量（1o6m）水量（106m）水量（106m）利庫容蓄水量106m）（1o6m）(1)（2）（3）（4）（5）（6）⑺(8)（9）(10（11）（12）（13）（14）(15)(16)按豐水7130當0期8115月990枯水1075庫1135存期1220水115

230量380的41101%51506150計合計1000算二、根據(jù)興利庫谷確定調(diào)節(jié)流量在水庫規(guī)劃設(shè)計階段常擬定若干個正常蓄水位為不同的比較方案。 進行方案比較時必須針對任一正常蓄水位初定死水位，得出其相應的興利庫容，并根據(jù)已知興利庫容推求其供水期調(diào)節(jié)流量及其他效益指標，以供方案比較。在解決這類問題時，由于調(diào)節(jié)流量為未知值，難以確定蓄水期和供水期，常需通過試算求解。這時，為減少試算工作量可先假定若干個供水期調(diào)節(jié)流量方案，對每個方案采用上述方法求出所需興利庫容，然后點繪成圖 2—14所示的Q調(diào)?V曲線。在該曲線上根據(jù)給定的興利庫容v興。即可查定所求的供水期調(diào)節(jié)流量Q調(diào)?！狿Q—PQ量流節(jié)調(diào)圖2—14調(diào)節(jié)流量與興利庫容關(guān)系曲線對于年調(diào)節(jié)水庫，也可直接用下式計算供水期調(diào)節(jié)流量，即Q調(diào) W設(shè)供 W供損V興/T供 （2—26）式中：w殳供——設(shè)計枯水年供水期來水總量（m）3W共損——供水期總水量損失（m）；T供——供水期歷時（s）。用上式求已知興利庫容的調(diào)節(jié)流量，應注意以下兩個問題：（1）水庫調(diào)節(jié)性能問題。首先應確定水庫是否屬年調(diào)節(jié)水庫， 因只有年調(diào)節(jié)水庫的V興才是當年蓄滿且存蓄的水全部用于該調(diào)節(jié)年度的供水期內(nèi)。一般庫容系數(shù) 3%~30%時為年調(diào)節(jié)水庫， 30%為多年調(diào)節(jié)水庫，這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)可作為初步判定水庫調(diào)節(jié)性能的參考。 通常還以對設(shè)計枯水年按等流量進行完全年調(diào)節(jié)所需興利庫容V完為界限，當實際興利庫容大于V完時，水庫可進行多年調(diào)節(jié)，否則為年調(diào)節(jié)。顯然，令各月用水量均等于設(shè)計枯水年平均月水量，對設(shè)計枯水年進行列表計算，即能求出V完值。按其含義，V完也可直接用公式計算，例如：V完Q設(shè)年T枯 W設(shè)枯 （2—27）式中：q設(shè)年一一設(shè)計枯水年平均天然流量（m/s）；3W殳枯——設(shè)計枯水年枯水期來水總量（m）;T枯一一設(shè)計枯水年枯水期歷時（s）。當判斷結(jié)果水庫屬于多年調(diào)節(jié)類型時，則應按徑流多年調(diào)節(jié)計算方法求調(diào)節(jié)流量。（2）劃定蓄、供水期的問題。應用公式（ 2—26）計算供水期調(diào)節(jié)流量時，需正確劃分蓄、供水期。前面已經(jīng)提到，徑流調(diào)節(jié)供水期系指天然來水流量小于用水流量，需由水庫補充放水的時期。水庫在調(diào)節(jié)年度內(nèi)一次充蓄、一次供水的情況下，供水期開始時刻應是天然流量開始小于調(diào)節(jié)流量之時，而終止時刻則應是天然流量開始大于調(diào)節(jié)流量之時?？梢?，供水期長短是相對的，調(diào)節(jié)流量愈大，要求供水的時間愈長。但在此課題中，調(diào)節(jié)流量是待求值，故不能很快地定出供水期， 通常需試算。先假定供水期，待求出調(diào)節(jié)流量后進行核對，如不小于則重新假定后再算?，F(xiàn)通過一個算例介紹公式（2—26）的應用?！纠?—4】某擬建水庫壩址處多年平均流量為 Q22.25m3/s，多年平均年水量W年710.1106m3。按設(shè)計保證率P設(shè)=90%選定的設(shè)計枯水年各月平均流量過程如表 2—5所示。初定興利庫容V興=120X106m3,試計算調(diào)節(jié)流量和調(diào)節(jié)系數(shù)。表2—5設(shè)計枯水年流量過程月份789101112123456月平均流量3050251086448764［解］1.判定水庫調(diào)節(jié)性能。水庫庫容系數(shù) 120106/710.11060.16，初步判別定為年調(diào)節(jié)水庫。 進一步分析設(shè)計枯水年進行完全年調(diào)節(jié)的情況，以確定完全年調(diào)節(jié)所需興利庫容，其步驟為:（1）計算設(shè)計枯水年平均流量和年水量： Q設(shè)年13.5m3/s,W殳年426.1106（斥）。（2）定出設(shè)計枯水年枯水期：進行完全調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)流量為 Q設(shè)年，由表2-4可見,其豐、枯水期十分明顯，即當年10月到次年6月為枯水期，T枯 23.67106s。（3）求設(shè)計枯水年枯水期總水量： W殳枯572.63106149.90106m'。（4）確定設(shè)計枯水年進行完全調(diào)節(jié)所需興利庫容 V完：根據(jù)式（2-26）,V完 13.523.67149.9106169.6106m3已知興利庫容小于V完，最后判定擬建水庫是年調(diào)節(jié)水庫。2.按已知興利庫容確定調(diào)節(jié)流量（不計水量損失） 。該調(diào)節(jié)流量一定比Q設(shè)年小，先假定當年11月到次年6月為供水期，由式(2-26)得:Q調(diào) (120106472.63106)/(82.63106)11.6m3/sQ調(diào)大于10月份天然流量，故10月份也應包含在供水期之內(nèi)，即實際供水期應為 9個月。按此供水期再進行計算，得：Q調(diào)(120106 572.63106)/(92.63106) 11.4m3/s計算得到的Q調(diào)小于9月份天然流量，說明供水期按 9個月計算是正確的。三、設(shè)計保證率、調(diào)節(jié)庫容與調(diào)節(jié)流量的關(guān)系按上述方法，對于任一給定的水庫興利庫容V興可利用徑流系列資料逐年進行計算,求得各年供水期的調(diào)節(jié)流量,然后按其大小次序排列，推求其經(jīng)驗頻率曲線，作出調(diào)節(jié)流量保證率曲線 定的水庫興利庫容V興可利用徑流系列資料逐年進行計算,求得各年供水期的調(diào)節(jié)流量,然后按其大小次序排列，推求其經(jīng)驗頻率曲線，作出調(diào)節(jié)流量保證率曲線 Qp?P。改變rV興值，通過同樣的計算方法,可作出另一條Qp?P。因此,以V興為參數(shù)(不同的常數(shù))，可作出如圖2-15所示的一組調(diào)節(jié)流量保證率曲線。這組曲線綜合了調(diào)節(jié)庫容V興、調(diào)節(jié)流量Qp和保證率P三者之間的關(guān)系。當調(diào)節(jié)庫容一定時，提高保證率，則調(diào)節(jié)流量的保證值減?。划斦{(diào)節(jié)流量一定時，提高保證率，則意味著要增加水庫的調(diào)節(jié)庫容；當保證率一定時，加大調(diào)節(jié)庫容，則可增大調(diào)節(jié)流量的保證值。在給定設(shè)計保證率Po條件下在圖2-15上可查得每個V興相應的Qp值，點繪出如圖2—16所示的F0下的V興?Qp線。第六節(jié)徑流調(diào)節(jié)模擬計算法徑流調(diào)節(jié)模擬計算法與前述列表計算法同屬于時歷法的范疇。 由前述已知，時歷法的特點是采用已發(fā)生過的徑流過程描述未來將出現(xiàn)的徑流過程。這種反映未來徑流過程的作法，稱為確定性徑流描述。列表計算法基于其直觀及對復雜來、用水關(guān)系的適應性的優(yōu)點，至今仍是一種被廣泛使用的基本方法。不難看出，對長系列或較長的代表期而言，列表計算就顯得冗長而繁瑣，利用電算技術(shù)來完成列表法是當前生產(chǎn)實踐中普遍關(guān)注的方向?？墒菍τ诓煌畮鞆碗s的來、用水關(guān)系還很難編制出具有通用性的電算程序。本節(jié)介紹的徑流調(diào)節(jié)模擬計算法的特點是用計算機來模擬水庫運行，能高效地執(zhí)行水庫長系列運行的模擬計算。一、水庫的簡化運行策略執(zhí)行水庫模擬運行必須以預先制定的運行規(guī)則為指導，徑流調(diào)節(jié)模擬計算法提供了一種簡化運行策略，它以當前水庫蓄水狀態(tài)和面臨時段入庫水量為依據(jù)作出水庫的供水決策。 圖2—17為水庫簡化運行策略示意圖。圖中Dt表示時段t的水庫實際供水量；Mt表示時段t的額定供水量；St為t時段初水庫蓄水量；Xt為時段t的入庫水量。abed為水庫調(diào)度函數(shù)線，它即為指導水庫供水決策的函數(shù)關(guān)系Dtf（Stxj。（StXt）為水庫時段初蓄水量與面臨時段入庫水量之和，可理解為可用水量。由此可見，簡化運行策略的特點是以面臨時段可用水量（SXt）為依據(jù)來作出該時段的供水決策?；趫D中abcd調(diào)度指示線，可以對其相應的調(diào)度規(guī)則作如下具體表述：StXtMt,Dt St Xt,St10MtStXtMt v興,DtM「，Sti St XtMt(2—28)StXtMtV興,Dt StXtV興,Sti V興不難看出，上述第條規(guī)則與指示線ab段相對應,其特點是可用水量（StXt)小于所要求的額定供水量Mt，水庫只能按可用水量供水，使時段末水庫水位不致于消落至死水位以下。由此可見， ab段即為限制供水段，它反映了水庫限制供水的調(diào)度規(guī)則。第二條規(guī)則與圖中be段相對應，它反映當可用水量大于所要求的額定供水量 Mt時，水庫在滿足正常供水的同時，有多余水量充蓄水庫?？梢?be段屬于正常供水段。第三條供水規(guī)則與 ed段相對應，它反映面臨時段t的可用水量除滿足額定供水量 Mt和充蓄有效庫容V興之外，仍有余水?？梢詫⒂嗨糜诩哟蠊┧?，超出供水設(shè)施的最大過水能力的余水量只能由泄洪建筑物棄水。ed段可稱為加大供水段。a 圖2-17水庫簡化運行策略示意圖 （StXt）二、水庫模擬運行計算按上述簡化運行簡略，通過計算機模擬運行計算可求解上述三類調(diào)節(jié)計算課題。（一）已知正常供水量M（或Qp）和保證率P殳求有效庫V興首先，根據(jù)擬建水庫可行的正常水位方案和初步確定的死水位方案， 列出相應的若干有效庫容方案，如V興1,V興2…。其次，對已知的每一個V興和正常供水量M，用簡化運行策略所編寫的程序，在計算機上對全部實測徑流系列進行長系列模擬計算，可以輸出相應于每一個有效庫容V興的供水量保證率P及運行特征成果；并由各個V興與相應的P（在M或Qp給定下的情況下）點繪出關(guān)系曲線V興?P，如圖2-18所示。最后，再由設(shè)計保證率P殳即可查得設(shè)計興利庫容V興。也可對程序稍加修正，直接輸出相應于 P殳的V興。（二）已知有效庫容V興和供水保證率P殳求正常供水量M根據(jù)擬建水庫的來水情況和提供用水的可能范圍，列出正常供水的若干可行方案 M1,M2,…（或相應的調(diào)節(jié)流量Qpi,Qp2,…）。對每一M（Qp）和有效庫容V興，進行長系列模擬運行計算，便可輸出相應于每一個M的保證率P及運行特性成果；并由各個M（或Qp）與相應的P（在給定的V興下）點繪關(guān)系曲線Qp?P,如圖2-19所示。再由P殳即可查得相應的M（或Q）o當然也可直接輸出相應于R殳的M（或Q設(shè)）。

（三）推求調(diào)節(jié)流量、有效庫容、設(shè)計保證率三者之間的關(guān)系圖2-19調(diào)節(jié)流量頻率曲線和正常供水量各取n圖2-19調(diào)節(jié)流量頻率曲線和正常供水量各取n個和m個值，組成nm個計算方案，對每一方案進行一次模擬運行,輸出相應的保證率p,或者一次對每個方案模擬運行至結(jié)束， 輸出各方案的相應保證率卩耳。V興V興（Z興）Qp（M）?P曲線，如圖2-20所示。第七節(jié)多年調(diào)節(jié)概率演算法概述概述前面幾節(jié)著重介紹了水庫徑流調(diào)節(jié)計算時歷法。 該法的基本特點以實測的徑流系列描述未來的入庫徑流過程（通常稱之為確定性徑流描述），并依據(jù)這一徑流過程進行水庫的徑流未來的入庫徑流過程（通常稱之為確定性徑流描述），并依據(jù)這一徑流過程進行水庫的徑流調(diào)節(jié)計算。時歷法的優(yōu)點是概念直觀，便于計算；而且用于計算的實測徑流系列在一定程度上隱含著河川徑流的變化規(guī)律，如徑流時間序列的周期性和持續(xù)性。可是對于多年調(diào)節(jié)水庫而言，它的調(diào)節(jié)周期可能長達幾年甚至幾十年，用僅有觀測長度（如 30?50年）的徑流系列進行水庫的徑流計算，不足以充分地反映水庫的長期運行特征。隨機分析法是與時歷法并行的另一徑流調(diào)節(jié)計算的途徑。與時歷法不同，它的出發(fā)點是把入庫徑流過程看成是隨機過程。對河川徑流過程的這種描述方法稱之為徑流的隨機描述。實際徑流調(diào)節(jié)計算中往往取年或月為計算時段，與此相應，可以把徑流隨機過程表達為時間離散的隨機過程（概率論中常把時間離散的隨機過程稱之為隨機序列） 。徑流隨機過程乃是一簇以時間為參數(shù)的時段徑流隨機變量的集合。這些隨機變量可能是彼此相關(guān)的，因此，用概率分布函數(shù)來表達徑流隨機過程時，其函數(shù)形式屬于多維聯(lián)合分布。為避免采用比較復雜的多維聯(lián)合概率分布函數(shù)來描述徑流， 實際徑流調(diào)節(jié)隨機分析計算中往往根據(jù)徑流隨機變量的相關(guān)關(guān)系的情況作出一些簡化的