《水 利 水 能 规 划》自学指导书(2014)
- 格式：doc
- 大小：204.50 KB
- 文档页数：22
1
《水 利 水 能 规 划》
学习指导书
2005年6月
2 第一部分 总 论
（一）本课程性质、教学目的及主要内容
本课程是水利水电工程专业的一门重要的专业必修课程。
本课程教学目的是使学生在修完水力学，工程测量、工程经济，工程水文学等专业基础课程学习的基础上，尤其是通过工程水文学的学习，掌握了工程运行期间的来水、洪水、泥沙等要素的分析预测原理与方法的基础上，进一步掌握合理确定水资源开发利用方式、开发规模和可能产生的效益，并初步拟定工程的调度运用方案的有关概念、原理与方法。为学生学习水工建筑物、水利工程施工等后续专业课程，以及今后从事流域水利规划及水利水电工程的规划、设计、施工与管理打好基础。
本课程的主要内容为兴利调节，洪水调节，水能计算，水电站及水库主要参数选择，水库调度等。
（二）本课程特点及学习要求
本课程是一门规划类课程，综合性强，涉及知识面广，密切联系生产实际。学习本课程，必须具有较好的水力学，工程测量、工程经济，工程水文学等基础，同时，努力了解水利生产实际，了解水利建设有关的国家政策及规范，培养系统的、整体的观念，培养综合问题与解决问题的能力。学习本课程过程中，应多看参考书、规范和生产实例，理解概念和方法思路，掌握计算原理和基本的计算方法，并对近年水利水能规划的新问题、新要求、新理论及方法有所了解。
（三）教材及参考书
1．教材
周之豪等编 《水利水能规划》（第二版），水利水电出版社 3 2．主要参考书
（1） 詹道江，叶守泽编《工程水文学》（第三版）
水利水电出版社，2000
（2）叶守泽编《水文水利计算》水利水电出版社，1992
（3）蒋金珠编《工程水文及水利计算》水利水电出版社，1992
（4）《水电工程水利计算规范》DT/T 5105－1999
（5）《水利工程水利计算规范》SL104－95
（6）《江河流域规划编制规范》SL 201－97
（7）《中小河流水能开发导则》SL 221－98
（8）《水利水电工程等级划分及设计标准》SL 252－2000
（9）《小水电水能设计规程》 SL 76－94
（四）教学时间安排
章节 名称 每章学时 面授学时 自学学时 备注
绪论 4 2 2
1 水资源综合利用 6 4 4
2 兴利调节 20 6 14
3 洪水调节 20 6 14
4 水利水电经济计算与评价 与《水利经济》课程重复，不作要求。
5 水能计算 20 4 16
6 水电站及水库主要参数选择 20 4 16
7 水库群水利水能计算 13 1 12
8 水库调度 11 1 10
合计 114 28 88
4 第二部分 各章自学指导
绪 论
学习要求
了解水资源的概念，我国水资源现状，水资源开发利用的原则，我国水利水电建设成就与展望。
重点与难点提示
水资源开发利用的主要原则（补充）
1、可持续开发利用
（1） 不掠夺性开发，保持代际水资源平衡；
（2） 与本地区经济、社会、生态、环境协调发展；
（3） 与上下游地区协调发展，优化配置水资源。
2、综合利用水资源；
3、尽量以最小投资获得最大的综合效益；
4、工程措施与非工程措施并重。
第一章 水资源的综合利用
学习要求
了解水资源开发利用的主要措施及有关的基本概念，国民经济各部门用水要求及矛盾协调，水利水能规划的主要内容。
重点与难点提示
一、目前水资源开发利用与保护的主要措施（补充）
1、工程措施
灌溉、水力发电、城镇及工业供水、防洪及治涝、航运、水产、水利旅游、生态保护、治污、水土保持、河道疏浚等。
2、非工程措施 5 水资源优化配置与管理、洪水预报预警、河库优化调度、洪旱灾害保险、国土规划、工农业结构调整、发展节水技术和治污技术等。
二、水力发电
1、基本原理及水能计算公式；
2、河川水能资源的基本开发方式。
三、防洪与治涝
原理及主要工程措施。
四、灌溉
1、灌溉工程。
2、灌溉用水量计算：灌溉制度、灌溉方式（灌水方法）、灌水定额、灌溉定额、毛灌水量、净灌水量、灌溉水利用系数等。
五、其它措施
任务、意义、措施。
六、水利水能规划的主要内容
1、主要内容
2、主要步骤
七、各水利部们间的矛盾及其协调
矛盾的主要方面，解决的一般原则。
认真研究教材所举实例。
思考题
1、目前水能开发有哪几种主要方式？各有何特点？
2、 目前防洪工程措施一般有那些？各自作用如何？堤防、水库、分洪蓄洪工程在一个防洪体系中一般启用顺序如何？
3、试分析水库防洪与兴利的矛盾，如何协调，谈谈你的看法。
第二章 兴利调节
学习要求
掌握水库特性、兴利调节分类等水利水能计算基本概念，理解兴利调节计算的任务及原理，掌握年调节水库兴利调节计算的时历列表法、多年调节水库兴利调节计算的概率法。
自学说明
本教材本章内容编得较杂乱，有大量篇幅介绍目前已很少采用的图解法；将第五章涉及的等出力计算亦提到本章讲述，故同学们自学有一定困难。
为便于同学们学习和理解，建议大家看“主要参考书（2）或（3）相应章 6 节”。本指导书对该章内容作适当调整，删去原第七节（图解法），增加对死水位选择等内容的简单介绍。
重点与难点提示
第一节 水库特性
一、库面积、容积特性曲线
曲线的绘制及其作用。
二、库特征水位及相应库容*
定义、作用、相互关系。
三、水库水量损失
蒸发损失、渗漏损失产生原因及一般估算方法。
四、水库淤积
南方少沙地区淤积估算常用方法（补充）：
1、多年平均年淤积量
V年淤＝塌岸VbpmW)1()1(00
式中：
0—— 坝址断面悬移质多年平均含沙量，3/mkg，实测资料计算或查水文手册获得；
0W—— 坝址断面多年平均年径流量，3m，实测资料计算或查水文手册获得；
m —— 入库泥沙沉积率，％；
p —— 淤积体空隙率，4.0~3.0p；
—— 泥沙干容重，3/mkg；
b —— 推移质年入库量与悬移质年入库量经验比值，％；
塌岸V——年塌岸量，3m，
2、淤积库容
V淤＝T·V年淤
式中：T—— 水库正常使用年限，一般规定小型水库20～30年，中型50年， 7 大型50～100年。
五、水库淹没与浸没
水库淹没与浸没概念，对国民经济、生态环境、工程投资等影响。
第二节 兴利调节分类
水库调节周期、日调节、年调节、多年调节概念，调节类型的判别。
水库调节性能判别一般有三种方法：
1、灌溉、供水水库根据来用水与设计保证率判别：
分析n年来用水资料中，可能进行年调节（数年来水大于用水）的年数，与设计保证率对比分析可判断水库调节类型。
例如：分析某灌溉水库50年来、用水资料，有40年来水大于用水。
若灌溉设计保证率取90％，则水库应建成 多年 调节水库？
若灌溉设计保证率取70％，则水库可建成 年 调节水库？
2、根据水库库容系数β（V兴/W。）初步判别：
β >30%可进行多年调节；8% ～30% 可进行年调节。
3、对发电水库，因用水与水库规模有关而事先无法确定，不能采用第一种方法。一般选择设计枯水年来水资料，计算完全年调节库容,即假设年平均用水流量等于年平均来水流量，推求供水期总缺水量或累计缺水量，即为完全年调节库容，若水电站水库拟定的兴利库容大于完全年调节库容（进行年调节要求的最大库容），则水库可进行多年调节。
第三节 设计保证率
年保证率、历时保证率概念，设计保证率的选择。
补充：水库死水位选择
选择原则：综合考虑泥沙淤积需要、灌溉引水和发电最小水头要求、库区航运和水产及生态环境对最小水深要求、工程投资及效益等因素，通过方案比较优选。
第四节 设计代表期
一、设计代表年的概念、用途、选择方法。
二、设计径流系列的概念、用途、选择方法。
第五节 兴利调节计算
一、任务 8 在来水条件一定的前提下，确定用水量（调节流量）、兴利库容、设计保证率三者之间的关系。为最终通过方案比较确定上述三个参数提供依据。
三类课题。
二、灌溉为主的水库兴利调节计算的一般程序（补充）
1、分析拟定若干可行的灌溉方案，计算用水量，并选择设计保证率；
2、对每一方案，在已知来水、用水、设计保证率和水库兴利调度方式的条件下推求兴利库容和水库蓄放水过程（水库运用过程）；
3、计算各方案投资、效益等经济技术指标，进行方案比较优选。
但在生产实际中，由于灌溉效益难以计算，一般对灌溉工程不做定量的经济技术方案比较，只根据当地农业发展需要及前期规划成果对灌溉范围做宏观分析，选择灌溉方案。
第六节 兴利调节时历列表法
一、根据用水、设计保证率确定兴利库容（以年调节为例）
长系列法：每年（调节年度）求一个兴利所需库容，对各年库容进行频率计算求得符合设计保证率的兴利库容。
代表年法：选择符合设计保证率的代表年（设计枯水年或实际枯水年）求该年兴利所需库容作为设计兴利库容。代表年的选择一般以年来水量或以年来水和灌溉期（或枯水期）来水同时控制经频率分析选年，灌溉水库一般选实际代表年（不缩放），供水水库选设计代表年（同倍比或同频率缩放）。代表年也可以根据用水选择。
对某一年度兴利所需库容的计算方法如下：
1、不计水量损失的年调节计算
⑴根据来水和用水组合情况判断确定兴利所需库容大小
兴利所需库容V等于年度内最大累计缺水量,可从年度末逆时序累加缺水量（遇缺水加、遇余水减，取累计过程中的最大值）。
⑵计算水库运用过程，即水库为满足兴利要求调节径流过程中，各月（旬）初、末水库蓄水量和各月（旬）弃水量。
水库运用过程不仅与来、用水及兴利库容大小有关，也与水库的兴利调度方式有关。兴利为主的水库，尤其是中小型水库较多采用早蓄方案，即：遇余水蓄，蓄满（兴利库容）弃、余缺水放。对这类水库，可按此蓄放水规则从年度初起逐月（旬）列表进行水量平衡计算，推求水库运用过程。
表格计算完毕后应进行校核计算。
2、考虑水量损失的年调节计算
水库蒸发与渗漏损失的存在相当于使来水减少或用水增加，因此，考虑水量损失后缺水量增加，需要的兴利库容较不考虑损失时大。
