《工程水文及水利计算》11第十一章 水库兴利调节计算

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1、第十一章水库兴利调节第一节水库及其特性一、水库特性曲线水库是指在河道、山谷等处修建水坝等挡水建筑物形成蓄集水地人工湖泊.水库地作用是拦蓄洪水,调节河川天然径流和集中落差.一般地说,坝筑得越高,水库地容积(简称库容)就越大.但在不同地河流上,即使坝高相同,其库容相差也很大,这主要是因为库区内地地形不同造成地.如库区内地形开阔,则库容较大；如为一峡谷,则库容较小.此外,河流地坡降对库容大小也有影响,坡降小地库容较大,坡降大地库容较小.根据库区河谷形状,水库有河道型和湖泊型两种.文档收集自网络，仅用于个人学习一般把用来反映水库地形特征地曲线称为水库特性曲线.它包括水库水位～面积关系曲线和水库水位～容

2、积关系曲线,简称为水库面积曲线和水库容积曲线,是最主要地水库特性资料.文档收集自网络，仅用于个人学习（一）水库面积曲线水库面积曲线是指水库蓄水位与相应水面面积地关系曲线.水库地水面面积随水位地变化而变化.库区形状与河道坡度不同,水库水位与水面面积地关系也不尽相同.面积曲线反映地水库地形地特性.文档收集自网络，仅用于个人学习绘制水库面积曲线时,一般可根据l/10000～l/5000比例尺地库区地形图,用求积仪(或按比例尺数方格)计算不同等高线与坝轴线所围成地水库地面积(高程地间隔可用l,2或5m),然后以水位为纵座标,以水库面积为横坐标,点绘出水位～面积关系曲线,如图2－1所示.文档收集自网络，

3、仅用于个人学习图2－1　水库面积特性曲线绘法示意（二）水库容积曲线水库容积曲线也称为水库库容曲线.它是水库面积曲线地积分曲线,即库水位与累积容积地关系曲线.其绘制方法是：首先将水库面积曲线中地水位分层,其次,－34－30自河底向上逐层计算各相邻高程之间地容积.文档收集自网络，仅用于个人学习库水位Z（m）　12　　　　△△0　　水面面积(106m2)水库容积(106m3)图2－2水库容积特性和面积特性1－水库面积特性;2－水库容积特性假设水库形状为梯形台,则各分层间容积计算公式为：　（2－1）式中：——相邻高程间库容（m3）;、——相邻两高程地水库水面面积（m2）;——高程间距（m）.或用较精

4、确公式：（2－2）然后自下而上按　（2－3）依次叠加,即可求出各水库水位对应地库容,从而绘出水库库容曲线.水库总库容地大小是水库最主要指标.通常按此值地大小,把水库划分为下列五级：大Ⅰ型——大于l0亿m3；大Ⅱ型——l～10亿m3；中型——0.1～l亿m3；小Ⅰ型——0.01～0.1亿m3；小Ⅱ型——小于0.01亿m3.水库容积地计量单位除地用m3表示外,在生产中为地能与来水地流量单位直接对应,便于调节计算,水库容积地计量单位常采用(m3/s)·Δ表示.Δ是单位时段,可取月、旬、日、时.如1表示l地流量在一个月（每月天数计为30.4天）地累积总水量,即文档收集自网络，仅用于个人学习－34－30

5、l＝30.4×24×3600＝2.63×106m3前面所讨论地水库特性曲线,均建立在假定入库流量为零时,水库水面是水平地基础上绘制地.这是蓄在水库内地水体为静止(即流速为零)时,所观察到地水静力平衡条件下地自由水面,故称这种库容为静水库容.如有一定入库流量(水流有一定流速)时,则水库水面从坝址起沿程上溯地回水曲线并非水平,越近上游,水面越上翘,直到入库端与天然水面相交为止.因此,相应于坝址上游某一水位地水库库容,实际上要比静库容大,其超出部分如图2－3中斜影线所示.静库容相应地坝前水位水平线以上与洪水地实际水面线之间包含地楔形库容称为动库容.以入库流量为参数地坝前水位与计入动库容地水库容积之

6、间地关系曲线,称为动库容曲线.文档收集自网络，仅用于个人学习一般情况下,按静库容进行径流调节计算,精度已能满足要求.但在需详细研究水库回水淹没和浸没问题或梯级水库衔接情况时应考虑回水影响.对于多沙河流,泥沙淤积对库容有较大影响,应按相应设计水平年和最终稳定情况下地淤积量和淤积形态修正库容曲线.文档收集自网络，仅用于个人学习二、水库地特征水位及其相应库容表示水库工程规模及运用要求地各种库水位,称为水库特征水位.它们是根据河流地水文条件、坝址地地形地质条件和各用水部门地需水要求,通过调节计算,并从政治、技术、经济等因素进行全面综合分析论证来确定地.这些特征水位和库容各有其特定地任务和作用,体现着水

7、库运用和正常工作地各种特定要求.它们也是规划设计阶段,确定主要水工建筑物尺寸(如坝高和溢洪道大小),估算工程投资、效益地基本依据.这些特征水位和相应地库容,通常有下列几种,分别标在图2－3中.文档收集自网络，仅用于个人学习（一）死水位和死库容水库在正常运用情况下,允许消落地最低水位,称为死水位.死水位以下地水库容积称为死库容.水库正常运行时蓄水位一般不能低于死水位.除非特殊干旱年份,为保证紧要用水