中小型水库的兴利调节计算

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1、第十三章中小型水库的兴利调节计算控制和调节径流的措施，称为“径流调节”。水库，是最常见的蓄水工程之一；建造水库调节河川径流，是解决来水与需水之间矛盾的一种常用的、积极的方法。第一节水库特性曲线、特征水位及特征库容1.水库特性曲线库容，既与坝高有关，又与库区内的地形有关。用来反映水库地形特性的曲线，称为“水库特性曲线”；分为“水库水位与面积关系曲线”和“水库水位与容积关系曲线”，简称“水库面积曲线”及“水库容积曲线”，它们是径流调节计算不可或缺的基本资料1)水库特性曲线面积曲线可根据库区地形图，用求积仪或数方格法，在等高线与坝轴线所围成的闭合地形图上量计不同高程的水库面积，并以水

2、位为纵坐标，以水库面积为横坐标，点绘成水位~面积关系曲线。在平原河流及山区河流上建水库，因库盆形状及河道坡度不同，其Z~A曲线的性质也不相同——平原河流水库面积随水位增加而很快增加，面积曲线的坡度较小；山区河流水库面积随水位增加较慢，面积曲线的坡度较大。2)水库容积曲线l静库容水库容积曲线，是面积曲线的积分曲线，即水位Z与累积容积（库容）V的关系曲线。分别计算各相邻高程间隔内的部分容积，自河底向上累加得相应水位的累计容积，即可绘制出水位~容积曲线。用上述方法计算的水库容积，是假定入库流量为零时，水库水面为水平的情况，称为“静水容积（简称静库容）”。静库容，能满足一般水库规划设计

3、要求，对于大的湖泊式水库，流速甚小时，水面曲线接近水平，仅回水尾端上翘，故以静库容计算，误差不大。l动库容对于大型河川式水库，回水影响甚远，在洪水调节计算及淹没计算中，因入库流量大、流速大而形成的水面面积并非水平，故不可按静库容方法计算；动水容积，除静库容外，还有一部分楔形蓄量。由这样上翘的实际水面线与坝前水位水平线所构成的容积为动水库容（即楔形蓄量），简称“动库容”。动库容曲线的绘制方法：在可能出现的洪水范围内拟定各种入库流量，对某一入库流量假定不同的坝前水位，根据水力学公式，推求出一组以入库流量为参数的水面曲线，并计算相应的库容，计算至回水末端止，然后以水位为纵坐标，以入库

4、流量为参数，以库容为横坐标，绘制动库容曲线。2.水库的特征水位和特征库容反映水库工作状况的水位，称为特征水位特征水位及其相应库容，体现着水库利用和正常工作的各种特定要求，是规划设计阶段确定主要水工建筑物尺寸（如坝高、溢洪道宽度）及估算工程效益的基本依据这些特征水位和相应库容如下：l死水位（Z死）和死库容（V死）死水位：正常运行情况下，允许水库消落的最低水位。死水位以下的库容，为死库容死库容，一般不能动用；除非特殊干旱年份，为保证紧要供水或发电，经慎重研究，才允许临时动用死库容部分存水l正常蓄水位（Z蓄）和兴利库容（V兴）正常蓄水位：指水库在正常运行的情况下，为满足兴利部门枯水期

5、的正常用水，在供水期开始时应蓄到的水位。正常蓄水位与死水位之间的库容，是水库实际可用于调节径流的库容，称为“兴利库容”。正常蓄水位与死水位之间的深度，称为“消落深度”。l防洪限制水位（Z限）和结合库容（V结）水库在汛期洪水未到前允许蓄水的上限水位，称为“防洪限制水位”。这个水位以上的库容，是作为滞蓄洪水的库容，只有在发生洪水时，为了滞洪，水库水位才允许超过防洪限制水位，当洪水消退时，如汛期未过，水库应尽快泄洪，使水库水位迅速回降到防洪限制水位。在进行水库设计时，通常应根据洪水特性和水文预报条件，尽可能把防洪限制水位定在正常蓄水位之下，腾出部分兴利库容以容纳洪水，并在汛末拦蓄部分

6、洪水尾巴以蓄满兴利库容。在这种情况下，防洪限制水位与正常蓄水位之间的库容，称为“结合库容”，兼做防洪与兴利之用，以减少专门的防洪库容。这样，水库溢洪道上装设闸门是设置结合库容的必要条件。l防洪高水位（Z防）和防洪库容（V防）当水库下游有防洪要求时，下游防洪要求的设计洪水从防洪限制水位经水库调节后所达到的最高库水位，称为“防洪高水位”。它至防洪限制水位之间的库容，称为“防洪库容”。l设计洪水位（Z设）当发生大坝设计标准洪水时，从防洪限制水位经水库调节后所达到的坝前最高水位，称为设计洪水位。l校核洪水位（Z校）和调洪库容（V调）当发生大坝校核标准设计洪水时，水库坝前所达到的最高水位

7、，称为“校核洪水位”。它至防洪限制水位之间的库容，称为“调洪库容”。校核洪水位加上风浪高及安全超高，便是坝顶的高程。l总库容在防洪与兴利部分结合的情况下，水库总库容为V总=V死+V兴-V结+V调小型水库，特别是溢洪道上不设闸门的水库，正常蓄水位与防洪限制水位相同，没有结合库容，这时总库容为V总=V死+V兴+V调第二节中小型水库设计标准为了避免不合理的耗费，一般不要求在将来水库使用的全部时间内都保证绝对正常用水；所以，确定水库规模必须有一个设计标准。我国现行的灌溉标准有以下两种——灌溉设计保证