第一章徑流調節基本資料及水庫特征徑流調節：通過水庫操作使來水過程適應需水過程的要求。調節計算所需基本資料：

1.河川徑流特性

2.用水部門的需水特性

3.水庫特性第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第一節國民經濟各用水部門的需水特性及要求國民經濟各用水部門在利用河川徑流量方面有著多種形式：如居民及工業的給水，農業的灌溉，水電站的發電，天然河道及渠化河道的通航與木材的浮運，魚道和魚塘的操作，以及廢水凈化和水上游樂等。用水的需要是隨河流所在地區而不同。它主要取決于流域內的國民經濟主要形式，工礦、農業的分布及種類，水陸交通運輸情況，動力經濟狀況，城市和居民點分布，洪澇旱災情等。因此，需要了解這些部門的以及整個國民經濟的發展計劃，才能定出流域或水庫地區各用水部門的當前和未來的用水需要。由于水利措施非短期可建成，其服務年限也較久，故用水情況不是針對眼前情況，而應當充分估計未來用水需要的增長水平，定出工程完工投入運用后若干年的需求水平作為設計第一期工程的依據。同時，以工程運用更長一些年數后的需求水平作為設計校核和作為假想遠景發展的指導參考性數據。用水的需要，雖然各部門各有特點，不盡相同，但也有一些共同的基本特點：首先，很多用水部門，在某一定的用水量和供水程序條件下，工作是最有成效的，生產率是最高的。其次，需水量的多少常隨生產規模的擴大而有漸進性的變化再如，某些企業對需水有周期性變化的要求。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節給水的需水特性及要求給水：指城市或農村的民用給水與工業用水。給水的要求不但要有足夠的水量，而且應符合水質的要求。他的特點：（1）對水質要求較高。居民用水和以水為原料的工業用水，對水的氣味、溶解質的組成和含量，以及微生物的數量，都有一定要求，不應超過規定數量。（2）給水有日與年的周期變化。居民用水及工業用水有日周期的變化，它是靠水廠的蓄水池調節來適應的，而年內變化較小，一般夏天較多，冬天較少。（3）要求供水的保證程度高。因為供水的中斷會對人民生活造成很大不便，工業缺水會引起減產或停工。工業給水中，作為生產原料的用水，其比重通常不大，多為工藝用水，這些用水的特點是它們并不消耗水量。因此，在水源供應緊張地區，應考慮工業排放水的循環利用，特別是對一些用水量大的工廠，如造紙長等。這對于減輕水源的各種污染，保護水質，更具意義。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節農業灌溉水的需水特性及要求農作物的適宜水分的保持，除了大氣的有效降水補給之外，還需從農田水利措施中不斷提供補充，以彌補天然降水在時間和數量上的不足，著就是農業的灌溉用水。灌溉用水的特點：

1.具有明顯的季節性

2.灌溉用水量具有多變性

3.灌溉對缺水的適應性比其他用水部門大第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節水力發電用水特性1.電能變化特性日變化周變化年變化

N‘’---日最大負荷曲線

N‘---日最小負荷曲線

N---月平均負荷曲線年負荷圖第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節水力發電用水特性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——效率系數和單位換算常數的綜合，實際中取7.5~8.8。當有其他電源配合時可根據河川徑流豐枯程度，在較大范圍內變動用水量，水多時多用，少時少用。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節航運用水特性與鐵路、公路等其他運輸方式相比內河航運成本低、運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。利用水庫調節徑流，改善航運條件的方法：連續放水：水庫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計航深。斷續放水：每隔一定時間由水庫泄放一定水量，可以連續若干時日，利用泄放水量增加航深。利用渠化河道增加航深改善航運條件：筑壩抬高水庫上游水位形成回水。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節綜合需水圖根據個用水部門的年和逐月的需水圖，即可繪制綜合需水圖。水庫進行綜合利用時，主要從以下幾點編制綜合需水圖：1）取水地點和回泄地點；2）需水的水質；3）需水的年內各月分配和日內各小時的分配；4）需水保證率的不同。正常供水縮減供水第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率一.防洪標準

——指水利工程所能防御洪水的能力。一般用重現期T或累計頻率P表示：

P=1／T×100%

例如百年一遇洪水，重現期T=100年；累計頻率P=1%。防洪標準分為兩類：１.水工建筑物的防洪標準為保證大壩等水工建筑物自身安全而擬定的防洪標準。取決于：建筑物的規模、等級，并分為正常運用（設計標準）和非常運用（校核標準）兩種情況。２.下游防護對象的防洪標準當這種標準的洪水發生時，通過下游河道的最大泄量，不超過河道的允許泄量或控制水位。

取決于：對象的重要性、歷史洪水災害情況、工程的防洪能力及政治經濟影響，結合具體條件。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率二.興利用水標準

1.設計保證率的含義

研究各用水部門允許減少供水的可能性和合理范圍，定出多年工作期中，用水部門的正常用水得到保證的程度。

設計保證率的衡量方式：保證正常用水的年數（年保證率P）

P=正常工作年數/總年數×100%=（總年數-破壞年數）/總年數×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（歷時保證率P‘）

P’=正常工作歷時/總歷時×100%=（總歷時-破壞歷時）/總歷時×100%

保證正常用水的數量

設計保證率的選擇由用水部門特性、水庫調節性能及設計要求等因素決定。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率2.設計保證率的選擇

目前主要是根據各部門用水性質、要求、重要性，以及生產實踐所積累經驗來規定設計保證率。

1）灌溉設計保證率南方高于北方自流灌區高于提水灌區地區作物種類灌溉設計保證率（%）缺水地區以旱作物為主以水稻為主50~7070~80豐水地區以旱作物為主以水稻為主70~8075~95第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率2）水力發電的設計保證率根據水電站所在電力系統的負荷特性、系統中的水電容重的比重、水電站規模及其在電力系統中作用、河川徑流特性以及水庫調節程度等決定。

3）給水設計保證率一般采用95%~99%電力系統中水電容量的比重（%）25以下25~5050以上水電站設計保證率（%）80~9090~9595~98第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率3）航運設計保證率保證率頻率法：統計年限中各年內高于和等于某一水位的天數占全年天數的百分比。用各年該保證率的水位進行頻率計算，按表列保證率確定設計最低通航水位。綜合歷時曲線法：統計年限中各年內高于和等于某一水位的天數占總天數的百分比。航道等級保證率頻率法保證率（%）綜合歷時曲線法保證率（%）一~二98~99≥98三~四95~9895~98五~六90~9590~95第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第二節水庫的設計標準和設計保證率三.設計標準、設計保證率與可靠性、風險的關系

可靠度S：研究對象在規定條件下和規定時間內完成規定功能的概率。

風險度R：研究對象在規定條件下和時間內不能完成規定功能的概率。

S+R=1

在壩體安全設計中，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計洪水。而這些工作是以定量的風險評估為基礎的。要求估算出垮壩的可能性及在當前和預期未來條件下垮壩所造成的后果。

保證率是可靠度的一種特殊的簡化形式。設計保證率就是考慮到多年運行中這種供水失效風險，而事先規定的使正常供水得到滿足的可靠程度。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節公元1912年云南螳螂川上的石龍壩水電站建成，為中國大陸最早的水電站公元1960年浙江建德新安江水電站，中國第一座自己勘測、設計、施工和自制設備的大型水電站第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第三節水庫的特性曲線、特征水位和特征庫容一.水庫的特性曲線

在河流上攔河筑壩形成人工的水池用來進行徑流調節，這就是水庫。

?面積特性曲線：水庫水位~水庫面積關系

?容積特性曲線：水庫水位~水庫容積關系

水庫水位~面積~容積曲線第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第三節水庫的特性曲線、特征水位和特征庫容靜水庫容：水庫水體靜止，水面水平時的庫容。動庫容：有一定的入庫流量時，靜庫容與契形庫容的總和。

第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節第三節水庫的特性曲線、特征水位和特征庫容動庫容的計算：回水曲線法和近似法首先假定某一入庫流量Q1和若干壩前不同水位，根據力學公式，求出一組水面曲線；其次，將水庫分段，求出每段相應于回水曲線的平均水位位置。根據位置確定面積，這樣就可以求出不同回水曲線每段的容積。最后，將各段庫容相加，得到以某一入庫流量為參數的總的動庫容曲線。

第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節二.水庫的特征水位和特征庫容

1.死水位和死庫容

死水位：在正常運用情況下，允許水庫消落的最低水位。確定死水位時考慮因素：

1）保證水庫有足夠的、發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）庫區航運和漁業的要求2.正常蓄水位和興利庫容正常蓄水位：在正常運行條件下，為了滿足興利部門枯水期正常用水，水庫在供水開始時應蓄到的最高水位。

確定正常蓄水位時的考慮因素：

1）根據興利的實際需要

2）考慮淹沒、浸沒情況

3）考慮壩址及庫區地形地質條件

4）考慮河段上下游已建和擬建水庫樞紐情況第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節二.水庫的特征水位和特征庫容3.防洪限制水位和結合庫容防洪限制水位：水庫在汛期允許蓄水的上限。結合庫容：防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫容。4.防洪高水位和防洪庫容

防洪高水位：當水庫下游有防洪要求時，遇到下游防護對象的設計標準洪水時，水庫經調洪后，壩前達到的最高水位。防洪庫容：防洪限制水位與防洪高水位之間的庫容。第1章徑流調節基本資料及水庫特征1-3節二.水庫的特征水位和特征庫容