《水库设计与规划》讲义

水库设计与规划

水库设计与规划

第一节概述 ■水库工程是一项重要的水利工程设施,它可以根据人们的需 要改变河流中的流量变化过程,有效地拦蓄洪水,提高枯水 径流,达到防洪、兴利、综合利用水资源的目的 水库类型 按作用分:防洪水库:以防洪为主,下游有重要城镇、 企业、交通干线 灌溉水库:以灌溉为主 发电水库:以发电为主 综合利用水库:防洪、灌溉、发电、航运、养殖 按容积大小分: 大型水库:库容1亿立方米以上 中型水库:库容1000万—1亿立方米 小型水库:一型:100-1000万立方米 二型:100万立方米以下

第一节 概述  水库工程是一项重要的水利工程设施，它可以根据人们的需 要改变河流中的流量变化过程，有效地拦蓄洪水，提高枯水 径流，达到防洪、兴利、综合利用水资源的目的。  一、水库类型  按作用分：防洪水库：以防洪为主，下游有重要城镇、 工企业、交通干线  灌溉水库：以灌溉为主  发电水库：以发电为主  综合利用水库：防洪、灌溉、发电、航运、养殖  按容积大小分：  大型水库：库容1亿立方米以上  中型水库：库容1000万—1亿立方米  小型水库：一型：100—1000万立方米  二型：100万立方米以下

二、水库规划任务 ■1、正确分析水库对所承担各项任务可满足 程度 对各种水位和库容进行分析和计算 ■3、确定水库工程规模及主要建筑物的尺寸 4、估算或预算水库工程投资及水库效益

二、水库规划任务：  １、正确分析水库对所承担各项任务可满足 程度  ２、对各种水位和库容进行分析和计算  ３、确定水库工程规模及主要建筑物的尺寸  ４、估算或预算水库工程投资及水库效益

水库特性曲线 水库的特征曲线是描述水库库区地形特征的 包括: 1、水库水位~面积曲线H~f(A) 2、水库水位与容积曲线Hf(V)(V=∑Ah=∑AF,而A=(A1+A2)

三、水库特性曲线  水库的特征曲线是描述水库库区地形特征的， 包括： 1、水库水位~面积曲线 H~f（A） 2、水库水位与容积曲线 H~f（V）（V＝   H H A V 0 0 h＝ － ，而 2 1 ＝ － A （A1+A2）

四、水库特征水位和库容 1、死库容与死水位:放水口以下高程,或水库允许降落的 最低水位;死水位以下的库容称死库容。 2、兴利库容与兴利水位:为兴利目的需要达到的水位称兴 利水位,兴利水位与死水位间的库容称兴利库容 3、防洪库容与防洪水位:为保障水库本身安全及解除下游 地区的灾害,水库所需拦蓄一定设计标准的洪水,此库容称 防洪库容,相应水位为设计洪水位 4、校核洪水位和超高库容:在设计洪水位以上,水库遇到 比设计洪水标准更高的大洪水(称校核洪水)时,水库出现 的最高洪水位,称校核洪水位;校核洪水位与设计洪水位之 间的库容称超高库容

四、水库特征水位和库容  1、死库容与死水位：放水口以下高程，或水库允许降落的 最低水位；死水位以下的库容称死库容。  2、兴利库容与兴利水位：为兴利目的需要达到的水位称兴 利水位，兴利水位与死水位间的库容称兴利库容。  3、防洪库容与防洪水位：为保障水库本身安全及解除下游 地区的灾害，水库所需拦蓄一定设计标准的洪水，此库容称 防洪库容，相应水位为设计洪水位。  4、校核洪水位和超高库容：在设计洪水位以上，水库遇到 比设计洪水标准更高的大洪水（称校核洪水）时，水库出现 的最高洪水位，称校核洪水位；校核洪水位与设计洪水位之 间的库容称超高库容

水库总库容:V总=V死+Vx+V防+V超,最 后根据水库水位与容积曲线图上查出相应∨总 时的水位,加安全超高和风浪爬高,即得水 库坝顶高程

 水库总库容：V总＝V死+V兴+V防+V超，最 后根据水库水位与容积曲线图上查出相应V总 时的水位，加安全超高和风浪爬高，即得水 库坝顶高程

第二节死库容与死水位确定 ■死库容确定因素: 泥沙因素、发电需求、灌溉要求、综合利用 按泥沙因素确定死库容 1、年淤积体积:V淤年=FsF/r 其中,Fs:年淤积量模数,以吨表示,根据环保部门、水土保持 部门的资料得到 F:承面面积(Km2) r:泥沙的淤积容量,一般为11~1.6吨/立方米 2、根据水库规划使用年限确定死库容 死一V淤年 一般中小型水库N为30~50年

第二节 死库容与死水位确定  死库容确定因素：  泥沙因素、发电需求、灌溉要求、综合利用  一、按泥沙因素确定死库容  １、年淤积体积： V淤年 = Fs F / r  其中，Fs ：年淤积量模数，以吨表示，根据环保部门、水土保持 部门的资料得到  F：承面面积 （Km2）  r ：泥沙的淤积容量，一般为1.1~1.6吨/立方米  2、根据水库规划使用年限确定死库容  V死 = V淤年 N  一般中小型水库 N 为30~50年

3、无泥沙观测资料时,可按下式估算 Jn=a.F.F,(万米3) 其中:Y一一多年平均径流深(mm),可由水文手册等值线图查得。 F——水库承雨面积(Km2) 1换算系数 a—一系数,根据各地土壤侵蚀水士流失程度而定。(由水土保持或环保部门 提供)如:湖北,一般水土流失地区a=0.02:江西,一般采用a=001;严重地区a 0015:一般a=001~003

3、无泥沙观测资料时，可按下式估算： 1 0 1 V Y F － 垫 ＝ （万米 3） 其中： － Y ——多年平均径流深（mm），可由水文手册等值线图查得。 F——水库承雨面积（Km2） 10 1 ——换算系数  ——系数，根据各地土壤侵蚀水土流失程度而定。（由水土保持或环保部门 提供）如：湖北，一般水土流失地区 ＝0.02；江西，一般采用 ＝0.01；严重地区 ＝ 0.015；一般 ＝0.01～0.03

根据灌溉要求确定 根据灌区规划的自流灌溉要求选择的典型点进行水位推算至水库引 水涵洞处时的高程 三、发电要求 根据规划的发电量所需最低水头的坝前高程,该水位以下的库容为 死库容。 四、综合利用 养殖水深大于2米, 航运要求: 按规划航运终点航船要求的枯水季的吃水深度,该水位以下的为死 库容 五、确定:方案比较后确定最后库容,根据库容査H-f(w 曲线,得出相应水位的死库容

 二、根据灌溉要求确定  根据灌区规划的自流灌溉要求选择的典型点进行水位推算至水库引 水涵洞处时的高程。  三、发电要求  根据规划的发电量所需最低水头的坝前高程，该水位以下的库容为 死库容。  四、综合利用  养殖水深大于2米，  航运要求：  按规划航运终点航船要求的枯水季的吃水深度，该水位以下的为死 库容  五、确定：方案比较后确定最后库容，根据库容查 H -- f (w) 曲线，得出相应水位的死库容

第三节水库兴利库容及兴利水位确定 水库兴利调节的概念 来水量和用水量配合之后,将河流的流量在时间上重新分配, 补充用水不足水量,这种调节方式称水库兴利调节。水库一般 是钱 调节 年来水>年用水:多年调节:设计年来水 计年用水,但多年设计年来水>多年设计年用水。 年调节计算 调节计算的原理是把调节周期分为若干个计算时段,并 按时序进行逐时段的水库水量平衡计算 1、计算公式 士△V=(Qx-q1t(万米 ΔV:计算时段Δ内水库蓄水量增减值 Q入,q出:计算时段内流入、流出水库的流量,At一计算时段

第三节水库兴利库容及兴利水位确定  一、水库兴利调节的概念  来水量和用水量配合之后，将河流的流量在时间上重新分配 ， 补充用水不足水量,这种调节方式称水库兴利调节。水库一般 是年调节，年调节前提：年来水＞年用水，多年调节：设计年来水 ＜设计年用水，但多年设计年来水＞多年设计年用水。  二、年调节计算  调节计算的原理是把调节周期分为若干个计算时段，并 按时序进行逐时段的水库水量平衡计算。  １、计算公式  （万米3）  ：计算时段 内水库蓄水量增减值  Q入，q出：计算时段内流入、流出水库的流量， —计算时段  V = (Q入 - q 出 )t t t V