《水利水能规划》――总复习PPT课件
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水利水能规划总复习
1水资源的综合利用是使宝贵的水资源得到比较充分的利用，以较少的代价取得较大的综合效益。
水资源的综合利用包括水力发电、防洪、治涝、灌溉、航运、给水、渔业等很多方面。
以上的各个方面，给人类活动带来了很多方便。
兴水利，除水害，人们通过开发水资源，使自己的生产生活更加方便。
而且能够抵抗自然灾害，如水灾旱灾等。
总之，水资源的综合利用是人类改造自然的重要成果。
2但是由于人们认识的局限性、片面性，以及囿于局部利益等原因，人们在开发利用水资源是会出现很多问题，过度开发水资源，使自然环境和生态环境遭到破坏，某些水库忽视了过航、过木和过鱼的要求；有些水电站的水库没有兼顾灌溉或下游防洪等。
修建水库等水利工程，必然会对河流的水文情况产生重大影响、水库诱发地质灾害等等都是水资源开发中存在的问题。
3解决以上可能出现的问题，我们必须从当地的客观自然条件和各用水部门的实际出发，抓主要矛盾，从国民经济利益最大的角度考虑，同时因地制宜来制定水能规划，并且应该进行各种评估，尤其是环境的影响评估，使在水资源利用的全过程中，水利工程的施工、运行期间不对其他行业、环境等产生负面影响。
1.水资源的特点：①流动性②多用途性③公共性④永续性⑤利与害的两重性2.水利水能规划的任务和内容：它的任务是让学生在掌握工程水文知识的基础上，学习水资源规划及利用的基本理论和基本知识，初步掌握有关的分析计算方法，以使学生毕业后，经过一段生产实际的锻炼，能从事这方面的技术工作和管理工作。
主要内容包括水资源综合利用概述，水库兴利调节计算，水库洪水调节计算，水能计算及水电站在电力系统中的运行方式，水电站及水库主要特征参数选择，河流综合利用规划及水库群的水利水能计算，水库调度，水资源评价与水资源供需平衡分析以及水资源管理与保护等。
3.水利水能规划的原则：①综合利用②经济效益最优4.径流调节：兴利调节、洪水调节径流调节：修建专门的水工建筑物，对天然径流进行重新分配，使它满足国民经济建设各部门的需求，这种措施的总称。
水利水能规划-课件——总复习
流动性 多用途性 公共性 永续性 利与害的两重性
我国的水资源和水能资源
我国水资源的分布特点
地区分布不均匀 年内分布不均匀 年际变化大
2019/11/26
西华大学能源与环境学院
除水害 兴水利
3
水资源的综合利用
水力发电
——只利用水并不消耗水量
灌溉
——消耗大量水量，用水年内变化大，有季节性
W 入 W 出 W 末 W 初 W ( 或 V )
水库兴利调节计算的课题
根据用水要求，确定兴利库容——时历列表法 根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水
平（调节流量） 根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程
2019/11/26
西华大学能源与环境学院
14
多年调节计算
2019/11/26
西华大学能源与环境学院
9
校核洪水位
设计洪水位 防洪高水位
正常蓄水位 防洪限制水位
死水位
坝顶高程
防洪库容
调洪库容
结合库容 重叠库容
兴利库容
总库容
2019/11/26
西华大学能源与环境学院
死库容
10
水库的水量损失
蒸发损失
W 蒸 (h水 h陆 )F (库 f)
渗漏损失
通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损 失
航运
——不消耗水量，要求有一定的水深
给水
——用水较均匀
防洪
——要求水库蓄水，以调节径流
2019/11/26
西华大学能源与环境学院
4
水力发电
基本原理
E 1 231.6 1H 1 7 2 Q 9 t.8H 1 1 2 Q (ktW h )
水利水能规划兴利调节培训课件
1、水库面积特性
是指水库的库水位与水库水面面积之间的关系，一 般用曲线表示，称为水库水位~面积曲线（Stage~area Curve)，简称水库的面积曲线。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
3
115 110 105 100
坝址 图 2-1 水库面积
（dam site）
特性示意图
Z(m)
115
110
1/26/2021
Z蓄 Z限
h消
Z死
V共 V兴
V死
水利水能规划兴利调节
18
水库下游有防洪任务时，当遇到下游防护对象 的设计洪水时，水库为了下游防洪，控制下泄流量 而拦蓄洪水，在坝前达到的最高洪水位。
V防（Flood-control Stage)： Z防与Z限之间的库容。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
9
用途：
库容曲线是水库设计中最重要的基础资料之一。 库容曲线用来确定水库的容积，即蓄水量的大小，是 确定水库各种特征库容和特征水位的依据。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
10
二、水库特征水位和特征库容（Characteristic Water Level & Storage Capacity of Reservoir）
1/26/2021
Z蓄
h消
V兴
Z死
V死
水利水能规划兴利调节
14
Z蓄是水库设计中最重要的参数之一，它决定了水 库的规模、投资、效益和调节方式；它也决定了水工 建筑物的尺寸，型式和水库的淹没损失；也是大坝结
构设计、大坝稳定性 及强度计算的依据。
大中型水库 Z蓄
的选择是工程设计中
Z蓄
是指水库的库水位与水库水面面积之间的关系，一 般用曲线表示，称为水库水位~面积曲线（Stage~area Curve)，简称水库的面积曲线。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
3
115 110 105 100
坝址 图 2-1 水库面积
（dam site）
特性示意图
Z(m)
115
110
1/26/2021
Z蓄 Z限
h消
Z死
V共 V兴
V死
水利水能规划兴利调节
18
水库下游有防洪任务时，当遇到下游防护对象 的设计洪水时，水库为了下游防洪，控制下泄流量 而拦蓄洪水，在坝前达到的最高洪水位。
V防（Flood-control Stage)： Z防与Z限之间的库容。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
9
用途：
库容曲线是水库设计中最重要的基础资料之一。 库容曲线用来确定水库的容积，即蓄水量的大小，是 确定水库各种特征库容和特征水位的依据。
1/26/2021
水利水能规划兴利调节
10
二、水库特征水位和特征库容（Characteristic Water Level & Storage Capacity of Reservoir）
1/26/2021
Z蓄
h消
V兴
Z死
V死
水利水能规划兴利调节
14
Z蓄是水库设计中最重要的参数之一，它决定了水 库的规模、投资、效益和调节方式；它也决定了水工 建筑物的尺寸，型式和水库的淹没损失；也是大坝结
构设计、大坝稳定性 及强度计算的依据。
大中型水库 Z蓄
的选择是工程设计中
Z蓄
最新《水利水能规划》课件
混合式（mixed hydropower station）
当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游 坡降陡且有条件集中较大落差时，采用混合式 开发较经济
2020/10/26
5
防洪与治涝
洪灾与涝灾的区别和联系
洪灾
由于江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决， 使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾 害外，还会造成工业甚至生命财产的损失
省水、增产，但投资较高且需要消耗动力，灌 水质量受风力影响较大
滴灌
省水、省地、省肥，但投资较高
2020/10/26
7
水库特性
水库面积特性
水库容积特性
水库的特征水位和特征库容
死水位（Z死）和死库容（V死） 正常蓄水位（Z蓄）和兴利库容（V兴） 防洪限制水位（Z限）和结合库容（V结） 设计洪水位（Z设洪）和拦洪库容（V拦） 校核洪水位（Z校核）和调洪库容（V调洪） 总库容（V总）和有效库容（V效） 坝顶高程
费用与效益
费用和可以获得的效益，评价建设 项目的经济合理性
费用
国民经济为项目建设所需投入的全部代价
水利建设项目投资
达到项目设计效益所需的全部一次性投资，包括主体工程投资 和相应的配套工程投资
水利建设项目的年运行费
项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用，一般 包括：材料和燃料动力费、维修费、大修理费、管理费及其他 费用
若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库，则 除了滞洪作用还有蓄洪作用
影响因素
入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的 控制运用方式以及下游的防洪要求
方法
列表试算法
半图解法
2020/10/26
15
水库调洪计算的原理 水量
水利水能规划课件
方法
采用定性和定量相结合的方法， 包括文献资料收集、现场调查、
预测模型建立等。
具体实施
根据规划项目的特点，选择合适 的环境影响评价方法，对可能的 环境影响进行深入分析，提出有
效的预防和减缓措施。
水利水能规划环境影响评价程序和要求
01
程序
包括准备阶段、初步调查阶段、详细调查阶段、评价报告编制阶段和决
经济潜力评估
分析水利水能资源开发的经济效益， 包括发电、灌溉、供水等方面的收益 。
水利水能资源开发利用现状分析
已开发利用情况
分析现有水利水能资源的开发利 用程度，包括已建成的电站、水
库等设施的数量和规模。
开发利用方式
研究水利水能资源的开发利用方式 ，如水电站发电、灌溉、供水等。
存在的问题和挑战
分析当前水利水能资源开发利用中 存在的问题和挑战，如水资源短缺 、生态环境保护等。
水利水能规划课件
目录
• 水利水能规划概述 • 水利水能资源评估 • 水利水能规划方案设计 • 水利水能规划环境影响评价 • 水利水能规划实施与管理
01
水利水能规划概述
水利水能规划的定义
水利水能规划是指根据国家或地区的水资源条件、社会经济 发展需求以及生态环境保护要求，对水资源进行合理配置、 开发、利用、节约和保护的综合性规划。
它旨在满足人类生产、生活和生态用水需求，促进经济社会 的可持续发展。
水利水能规划的目的和意义
保障水资源安全
促进经济发展
通过合理的水利水能规划，可以确保水资 源供应的稳定性和安全性，满足生产和生 活的用水需求。
水利水能资源的合理开发利用可以为经济 发展提供支撑，促进产业结构的优化和升 级。
保护生态环境
水利水能规划洪水调节(2024版)
4 一般城市
一般的
<30 20～10 10～5
3.2 水库调洪计算原理
水库防洪调节计算即水库调洪计算。
➢常见的防洪调节计算情况 ➢调洪计算的任务 ➢水库调洪计算的主要过程 ➢入库洪水与坝址洪水
调洪计算原理
➢水库调洪计算的方法
2024年11月12日12时6分
4
3.3 水库调洪计算的列表试算法(trial method)
时间 t(h)
入库洪水
流量 Q(m3/s)
时段平均入
库流量 Q(m3/s)
下泄流量 q(m3/s)
时段平均下
泄流量 q(m3/s)
时段内水库存
水量变化 ΔV(万m3)
水库存水 量V(万m3)
水库水位 z(m)
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
18 174 21 340 24 850 27 1920 30 1450 33 1110 36 900 39 760 42 610 45 460 48 360 51 290
④ 然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算得相
应的V2值，由V2在q~V曲线上查得q2；
⑤ 假设两者相等，q2即为所求。否那么应重设q2，
重复上述计算过程，直到二者相等为止。
3.3 水库调洪计算的列表试算法
③将上时段末的V2、q2值作为下一时段的起始
条件，重复上述试算过程，最后即可得出水库 下泄流量过程线q〔t〕。
⑴ ⑵ ⑶⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾
18 173.9 38 6450 173.9 21 340 38.4 6950 248 257 211
6450 50 6500 180 38.04
水利水能规划第一章
第三节 综合需水图
各用水部门需水及综合需水图 (a)工业及民用给水;(b)航运放水;(c)灌溉需水;(d)年综合需水
第三节 综合需水图
利用埋在地下的管道，将灌 溉水引至田间作物根系吸水层， 主要靠毛细管作用湿润土壤， 供植物吸收。 优点：土壤湿润均匀、不破坏 土壤结构、无板结层、地面蒸 发少、省水、灌溉效率较高、 可同时进行其它作业等优点， 被认为是最用发展前综合利用的途径
水资源包括：水量、水质、水能、水域
水环境保护： 1、防治水域污染 2、生态保护 3、水利有关的自然资源合理利用与保护
第一节 水资源综合利用的途径
1.4 生态用水（ecological water use） 定义：广义上讲，生态用水是指“特定区域、特定时 段、特定条件下生态系统总利用的水分”，包括一部分 水资源量和一部分常常不被水资源量计算包括在内的水 分。 狭义上讲，生态用水是指“特定区域、特定时段、特定 条件下生态系统总利用的水资源总量”。
农业用水（agricultural water use） 定义：农业用水是农、林、牧、副、渔等各 部门和乡镇、农场、企事业单位及农村居民生产 用水的总称。
农业用水的供水系统： 蓄水工程 自流灌溉引水渠首工程 提水灌溉工程
灌溉渠系
水力发电（hydroelectric power） 定义：水力发电是利用河流中水流所蕴藏的水能， 生产电能，为人类用电服务。
水资源利用的分类：
2005年我国用水组成示意图
按利用方式可分为河道 内用水和河道外用水； 根据消耗状况可分为消 耗性用水和非消耗性用 水； 按用途可分为生活、农 业、工业、水力发电、 航运、生态等用水。
工业 22.80%
全国总用水量 5633.0亿m3
水利水能规划第一章水资源的综合利用.pptx
全国 总计
47331 8418 6408 1213 3005 1230
67605
70.0 12.5 9.5 1.8 4.4 1.8
100.0
23234 4194 6744 1199 1790 692
37853
67.8 9.9 按发电量 15.5 计算占全 2.0 国比重 3.6 1.2
100.0
缺台湾省资 料
（2）在流量及河流纵比降有较大变化处，单独划分河段。 （3）计算中，流量取河段首尾断面流量的平均值。 （4）根据多年平均流量Q0计算所得的水流出力N0，称水能资源
蕴藏量。
9
表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例
断面 序号
高程 Z(m)
落差 间距
断面处 流量
河段平 均流量
河段水 流出力
单位长度 水流出力
16
（二）引水式(diversion hydropower station)
1. 概念：沿河修建引水道，以使原河段的落差集中到 引水道末厂房处，从而获得水电站的水头，所引取的 平均流量为河段首处的平均流量。
12
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
13
万家寨坝后式水电站
坝后厂房
河床式电站
湖北葛洲坝、浙江富春江水电站属于河床式
15
3. 坝式开发的特点： ① 水头相对较小； ② 一般能形成蓄水库，电站引用流量大， 综合利用效益高； ③ 投资大，工期长，通常单位造价高，且 上游形成淹没区。
4. 坝式开发的适用条件： 适于流量大，坡降缓，且有筑坝建库条件 的河段。
3. 航运—— 不耗水量，要求有一定的水深。
4. 给水—— 用水较均匀。 5. 防洪—— 要求水库蓄水，以调节径流。
47331 8418 6408 1213 3005 1230
67605
70.0 12.5 9.5 1.8 4.4 1.8
100.0
23234 4194 6744 1199 1790 692
37853
67.8 9.9 按发电量 15.5 计算占全 2.0 国比重 3.6 1.2
100.0
缺台湾省资 料
（2）在流量及河流纵比降有较大变化处，单独划分河段。 （3）计算中，流量取河段首尾断面流量的平均值。 （4）根据多年平均流量Q0计算所得的水流出力N0，称水能资源
蕴藏量。
9
表1-1 某河水能资源蕴藏量计算示例
断面 序号
高程 Z(m)
落差 间距
断面处 流量
河段平 均流量
河段水 流出力
单位长度 水流出力
16
（二）引水式(diversion hydropower station)
1. 概念：沿河修建引水道，以使原河段的落差集中到 引水道末厂房处，从而获得水电站的水头，所引取的 平均流量为河段首处的平均流量。
12
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
13
万家寨坝后式水电站
坝后厂房
河床式电站
湖北葛洲坝、浙江富春江水电站属于河床式
15
3. 坝式开发的特点： ① 水头相对较小； ② 一般能形成蓄水库，电站引用流量大， 综合利用效益高； ③ 投资大，工期长，通常单位造价高，且 上游形成淹没区。
4. 坝式开发的适用条件： 适于流量大，坡降缓，且有筑坝建库条件 的河段。
3. 航运—— 不耗水量，要求有一定的水深。
4. 给水—— 用水较均匀。 5. 防洪—— 要求水库蓄水，以调节径流。
水利水能规划
水利水能规划
水利水能规划是指对水资源进行科学合理的规划和管理，以实现水资源的高效利用和可持续发展。
水利水能规划涵盖了水资源调查、水资源评价、水资源开发利用等方面，是保障国家水资源安全和促进经济社会可持续发展的重要工作。
本文将从水利水能规划的重要性、内容、方法、实施和监测五个方面进行详细阐述。
一、水利水能规划的重要性
1.1 提高水资源利用效率
1.2 保障水资源安全
1.3 促进经济社会可持续发展
二、水利水能规划的内容
2.1 水资源调查和评价
2.2 水资源开发利用规划
2.3 水资源保护和管理规划
三、水利水能规划的方法
3.1 综合评价和分析
3.2 制定规划方案
3.3 统筹协调各方利益
四、水利水能规划的实施
4.1 落实规划方案
4.2 加强监督和评估
4.3 推动规划的落实和完善
五、水利水能规划的监测
5.1 监测水资源利用情况
5.2 监测水资源保护措施
5.3 定期评估规划实施效果
综上所述，水利水能规划是保障水资源安全和促进经济社会可持续发展的重要工作。
只有科学规划和有效实施，才能实现水资源的高效利用和可持续发展。
希望相关部门和专家学者密切合作，共同推动水利水能规划工作的深入开展，为我国水资源可持续利用和经济社会发展做出更大贡献。
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我国的水资源和水能资源
我国水资源的分布特点
地区分布不均匀 年内分布不均匀 年际变化大
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
除水害 兴水利
3
水资源的综合利用
水力发电
——只利用水并不消耗水量
灌溉
——消耗大量水量，用水年内变化大，有季节性
航运
——不消耗水量，要求有一定的水深
给水
——用水较均匀
方法
列表试算法
半图解法
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
16
水库调洪计算的原理 水量
Q q 1 2 (Q 1 Q 2 ) 1 2 (q 1 q 2 ) V 2 tV 1 V t
平衡 方程
基本原理
逐时段地联立求解水库的水量平 V2、q2
衡方程和水库的蓄泄方程
qf(V)
闸门开度不变条 件下水库蓄水量与 泄洪量之间的关系
防洪
——要求水库蓄水，以调节径流
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
4
水力发电
基本原理
E 1 231.6 1H 1 7 2 Q 9 t.8H 1 1 2 Q (ktW h )
N12ET 129.8Q 1 1H 2(kW )
水力发电的任务
利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能
河川水能资源蕴藏量
水库兴利调节计算的课题
根据用水要求，确定兴利库容——时历列表法 根据兴利库容，确定设计保证率条件下的供水水
平（调节流量） 根据兴利库容和水库操作方案，求水库运用过程
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
14
多年调节计算
多年调节水库兴利库容
多年库容V多 ——调整年际径流
概率法计算
年库容V年 ——调节年内径流
水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区
12.11.2020
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12
设计保证率
工作保证率
年保证率
多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比
蓄水式电站、灌溉用水等采用
P正 运常 行工 总 作 1年 0% 年 0 数 运 数 行运 总 工 行 年作 总 数遭 年破 数坏年
历时保证率
多年期间正常工作历时（日、旬、月）占总历时的 百分比
喷灌
省水、增产，但投资较高且需要消耗动力，灌 水质量受风力影响较大
滴灌
省水、省地、省肥，但投资较高
12.11.2020
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8
水库特性
水库面积特性
水库容积特性
水库的特征水位和特征库容
死水位（Z死）和死库容（V死） 正常蓄水位（Z蓄）和兴利库容（V兴） 防洪限制水位（Z限）和结合库容（V结） 设计洪水位（Z设洪）和拦洪库容（V拦） 校核洪水位（Z校核）和调洪库容（V调洪） 总库容（V总）和有效库容（V效） 坝顶高程
12.11.2020
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9
校核洪水位
设计洪水位 防洪高水位
正常蓄水位 防洪限制水位
死水位
坝顶高程
防洪库容
调洪库容
结合库容 重叠库容
兴利库容
总库容
12.11.2020
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死库容
10
ห้องสมุดไป่ตู้
水库的水量损失
蒸发损失
W 蒸 (h水 h陆 )F (库 f)
渗漏损失
通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损 失
径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用 水部分采用
P'正 运常 行工 总 (日 (作 日 年 、 历 、 数 旬 时 旬 )) 、 1 、 0% 月 0 月
12.11.2020
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13
兴利调节计算
径流调节计算的基本依据 ——水量平衡原理 W 末W 初 W 入 W 出
W 入 W 出 W 末 W 初 W ( 或 V )
通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失 由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失
结冰损失
12.11.2020
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11
水库淤积及淹没、浸没
水库淤积
纵向淤积形态
横向淤积形态
水库淤积防治
水力排沙
水力冲刷
机械清淤
水库淹没区的划分
经常淹没区——正常蓄水位以下库区
临时淹没区——正常蓄水位以上一定标准的洪
水利水能规划
总复习
12.11.2020
1
主要内容
水资源的综合利用 兴利调节 洪水调节 水利水电经济计算与评价 水能计算及水电站在电力系统中的运行方式 水电站及水库的主要参数选择 水库群的水利水能计算 水库调度
12.11.2020
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2
绪论
水资源的涵义和特点
流动性 多用途性 公共性 永续性 利与害的两重性
3
1
qmB 2gh2 q 2gh2
12.11.2020
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17
基本计算公式
一次收付期值公式
F P(1i)n F P(F / P,i,n)
一次收付现值公式 P F (1 i) n F (P /F ,i,n )
分期等收（付）期值公式 FA(1i)n1A(F/A,i,n) i
落差和流量
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
5
河川水能资源的基本开发方式
坝式（dam hydropower station）
坝后式水电站——厂房布置在坝的后面
河床式水电站——厂房成为挡水建筑物一部分
引水式（diversion hydropower station）
有压引水式
无压引水式
涝灾
由于本地降水过多，地面径流不能及时排除，农 田积水超过作物耐淹能力，造成农业减产的灾害
共同的特点
均为地表积水（或径流）过多
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
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灌水方法
地面灌溉
投资省、技术简单，但用水量较大，易引起地 表土壤板结
地下灌溉
土壤湿润均匀，避免板结，节约用水，但资金 及田间工程量较大
混合式（mixed hydropower station）
当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件，下游 坡降陡且有条件集中较大落差时，采用混合式 开发较经济
12.11.2020
西华大学能源与环境学院
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防洪与治涝
洪灾与涝灾的区别和联系
洪灾
由于江、河、湖、库水位猛涨，堤坝漫溢或溃决， 使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾 害外，还会造成工业甚至生命财产的损失
时历法计算
12.11.2020
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洪水调节
任务
当水库有下游防洪任务时，其作用主要是削减下 泄洪水流量，使其不超过下游河床的安全泄量
若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库，则 除了滞洪作用还有蓄洪作用
影响因素
入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的 控制运用方式以及下游的防洪要求