多年调节水库兴利调节计算的长系列法

第１８卷第２期　２０１２年２月　水利科技与经济　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｖｏ１．１８　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．，２０１２　多年调节水库兴利调节计算的长系列法　张永利　，彭　龙　（１．黑龙江省宝泉岭管理局延军农场水务局，黑龙江萝北黑龙江萝北１５４２３１）　１５４２３１；２．黑龙江省宝泉岭管理局普阳农场水利公司，　［摘要］　为了充分利用水资源，当用水量（灌溉、发电、供水等用水要求）超过了设计枯水年的　年来水量时，年调节水库就不能满足兴利需要，因此就必须增大兴利库容，将丰水年或丰水年　组的余水量蓄存起来，满足枯水年或枯水年组缺水量的要求。选用最优兴利多年调节计算方　法．以保证水库合理利用水资源。　［关键词］　多年调节水库；兴利调节计算；长系列法　［中图分类号】￥１５７　［文献标识码］　Ｂ　［文章编号］　１００６—７１７５（２０１２）０２—００７７—０３　第３年的余、亏水情况一起分析考虑。即第３、第４年２　ａ　组成一个大调节年，然后用相当于２　ａ运用情况的分析，即　中间余水期的余水量同时小于前后两个亏水期的亏水　量，所以第４年的兴利库容为三者（两个亏水量和其中余　水量）的代数和，即　＝　＋（　一　），确定第５年的兴　１　多年调节计算长系列法的基本概念　多年调节计算长系列法的基本原理和步骤与年调节　计算相似，即先通过逐年调节计算，求得每年所需的库　容，再进行频率计算，以求得满足设计保证率要求的兴利　库容。只是多年调节水库要经过若干个连续丰水年才能　蓄满，经过若干个连续枯水年才能放空。因此，完成一次　蓄泄循环往往需要很多年。在这种情况下，确定某些年　份所需的兴利库容时，不能只以本年度缺水期的不足水　量来定库容，还必须联系前一年或前几年的不足水量情　利库容，要和前面第３、第４年的余、亏水情况一起考虑，　相当于三回运用的情况，其中　同时小于前后两个亏水　量　、　。，所以第５年的　）。同理，第６年的　（Ｖ，　一　），第７年的　＝　＋（　—　）＋（　。一　＝　＋（　一　）＋（　。一　）＋　＝　＋（　—　）＋（　。。一　）＋　况进行分析，即取决于连续枯水年组的总亏水量。为此，　用时历法进行多年调节计算时，所需要的水文资料远较　年调节为长，一般应具有３０　ａＭ上，且是能较好地代表多　年变化情况的径流资料，否则所得结果不可靠。　图１绘出了多年的来水过程线和相应的用水过程线。　（Ｖｊ２一Ｖ１１）＋（　ｌ４一Ｖｌ３）。　２计算逐年兴利库容　如某水库具有２４　ａ实测年径流资料，经分析此年径流　系列具有一定的代表性。应该注意，调节年度的划分不　应硬性规定，须视每年的余、亏水情况分析定…。如１９７０　～１９７１年调节年的蓄泄过程只有１１个月，其中１９７１年８　９月份为缺水段。如１９９０～１９９１年调节年的蓄泄过程　～守　有１３个月，其中１９９１年８～９月份为缺水段。又如１９７６　～畦　＾　１９７７调节年原为１３个月，但因该年余水８５４．９×１０　ｍ　小于亏水１０　２６１．９×１０　ｍ’，故应将１９７５～１９７６年一起考　虑，并由１９７６年９月一１９７７年１１月这个连续缺水段来计　・　帐　ｌ　０　ｌ　２　３　４　ｔｌａ　５　６　７　算该年所需要的库容Ｖ＝（１０　２６１．９＋３　２７９．７—　８５４．９）×１０　ｍ　＝１２　６８６．７×１０　ｍ　。但因１９７５～１９７６年　余水量１２　３３４．０×１０　ｍ　小于此库容的１２　６８６．７×１０　ｍ　，　不能满足１９７６～１９７７年缺水的需要，故仍需往前考虑到　１９７４—１９７５年。因该年余水量也小于亏水量，又需往前　考虑到１９７３—１９７４年。因为１９７３～１９７４年有剩余水量　（１７　７８１．１～２　１５９．２）×１０　ｍ　＝１５　６２１．９×１０　ｍ　，足够　图１　多年来水过程线及其相应的用水过程线　由图１可知，第１、２、３调节年度是丰水年，来水大于　用水，各年所需兴利库容分别为　、　、　，而第４～第７　年为连续枯水年组。确定第４年的兴利库容时，应与前面　［收稿日期］２０１１—１１—０２　［作者简介］　张永利（１９７５一），男，山东日照人，工程师；彭补充以后几年的亏水，故１９７３～１９７７年为连续４　ａ的多年　龙（１９７９一），男，山东平度人，助理工程师　一７７—　第１８卷第２期　水利科技与经济　Ｖ０１．１８　Ｎｏ．２　２０１２年２月　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｆｅｂ．，２０１２　调节。　期。　３　计算逐年兴利库容的差积曲线法　（２）求各年余水期的余水量和亏水期的亏水量，并按　时序计算累积值。　又如已知某水库２４　ａ来水、来水系列，用差积曲线求　（３）以∑（来水量一用水量）为纵坐标，以时序为横坐　各年的兴利库容。　标，点绘水量的差积曲线，见图２。　（１）根据来用水量，将各水利年划分为余水期和亏水　宣　乏　嘲　畦　Ｉ　豳ｌ　坩　０　图２　多年来、用水量的差积曲线　（４）在差积曲线上，每年从亏水期末向前作水平线与　数，计算供水保证率Ｐ，见图３。　差积曲线第一次相交即停止；在水平线与差量累积曲线　间的最大纵坐标差值，即为该年所需库容。　显然，上述作图步骤就是判别余水量和亏水量的过　程，所作水平线与差积曲线交在何处，即表明此处为止，　余水量已大于∑亏水量，不需要再向前考虑，其最大纵坐　标差值就是最大累积亏水量。　４　试算法　在多年调节的长系列时历法中，为了避免逐年分析　库容的麻烦，除可使用上述差积曲线法外，还可以使用试　０　尸　算法。试算法是先假定一个兴利库容，适时段连续调节　计算，统计用水被破坏的年数来计算保证率，如果计算的　图３　一Ｐ曲线　保证率与规定的设计保证率相符，则假定的库容就是多　Ｐ＝（计算总年数一破坏年数）／（计算总年数＋１）×　年调节的兴利库容。这种方法称为试算法，计算的表格　１００％　与年调节时历法基本相同。这种计算方法，一般是从水　若计算的供水保证率不等于设计保证率，则令假定　库蓄满（正常蓄水位）或水库放空（死水位）开始，逐月进　库容，重复上述计算过程，直到两者相等为止。　行水量平衡计算，遇到余水就蓄，蓄满了还有余水就作弃　再如某多年调节水库，具有１９７０年７月～１９９３年６　水处理，遇亏水就供水，直到　放空时还缺水，就算这年　月来、用水资料，已知死库容为７　０００×１０　ｍ　，用试算法　供水不足遭受破坏，然后从下一年的蓄水期开始再继续　求Ｐ＝７５％的设计兴利库容：①将历年来、用水资料按时　进行计算，直到全系列操作完，统计出供水被破坏的年　历列表逐月计算出余水量及亏水量，表１中的第（４）、第　一７８一　张永利，等：多年调节水库兴利调节计算的长系列法　（５）栏；②假定库容为５６　６００×１０　ｍ　，从１９７０年７月初水　库蓄水量为０（即死库容）开始起调，计算各月蓄水量如表　中摘录。表Ｉ中１９８６年５～６月蓄水为一２　５７８×１０　及　一第２期　库基本相同），然后在水库用水系列中，逐年逐月加入这　一水量损失，即得历年毛用水系列；最后以来水系列与毛　用水系列相配合，逐年计算出水库的兴利库容，再作库容　频率曲线，按设计保证率求得计入水量损失的兴利库容。　也可在来水中扣除，重新进行调节计算，方法同前。　１０　２１６×１０　ｍ　，即指水库放空后尚差的水量，经７—８　月水库蓄水，至９月库满后还有多余水量，所以产生废弃　水量为（５４　０２３×１０　＋４　９３３×１０　一５６　６００×１０　）＝　２　３５６×１０　ｍ　；③统计２４　ａ中蓄水量为负值的年数为５　ａ，　计算保证率：　Ｐ＝（２４—５）／（２４＋１）×１００％＝７６％　６　对多年调节长系列时历法的评价　利用时历法进行多年调节计算的优点是：概念清楚、　８　７　４　３　４　ｌ　７　６　８　８　７　４　推理简便，能直接求出多年调节的兴利库容及水库的蓄、　泄水过程，适用于不同的用水情况。当具有较长系列（资　料年数ｎ＞３０　ａ）的来、用水资料时，计算成果精度较高。　大、中型灌溉水库的规划、设计及管理阶段常采用这种方　法，但当资料系列较短或代表性较差时，会产生较大的误　计算保证率等于或接近等于设计保证率７５％，所以　该多年调节水库的设计兴利库容为５６　６００×１０　ｍ　。　跳Ⅲ　渤瑚渤　嘲　５　多年调节水库损失的计算　多年调节水库的水量损失计算，一般采用近似计算　法。首先以不计水量损失时初定的兴利库容，计算水库　多年平均库水容积及多年平均水面面积，并计算出多年　平均的逐月蒸发损失和渗漏损失（计算方法与年调节水　差，在这种情况下，可以利用确定性流域水文模型由降雨　资料展延各年各月的径流量系列，在考虑灌溉用水时，也　利用这些降雨资料，考虑作物生长期的耗水量，推求各年　各月的灌溉用水量系列。　表１　长系列时历列表计算法部分计算表　／１０　ｍ　１９８５年６月　１９８５年７月１９８５年８月　１９８５年９月　１９８５年ｌＯ月　１９８５年１１月　４４８　７　６７０　９２１　７８０　３８３　３　９ｌ７　２　９３１　¨¨ｍ¨４　７　７６７　啪螂　Ｏ　３　ｌ　４　３　１　５　５　５　７；　１　５　３　０　㈣跏　蚴鲫　３　７７２　ｌ　５７６　２２０　１９０　１９８５年１２月　１９８６年１月　１９８６年２月　２２０　１３０　１６０　１９８６年３月　１９８６年４月　１９８６年５月　１９８６年６月　１９８６年７月　１９８６年８月　１９８６年９月　１９８６年ｌ０月　１９８６年１１月１９８６年１２月６２２　１７０　１１３　１　１３０　５０　７１０　１９　０００　９　７７１　１　９４０　８９３　４７０　４２　４９５　ｌ１　５２８　４　９３３　１　７７１　６　３０９　６　８３６　７　６３８　供水被破坏　供水被破坏　２　３５６　蓄满弃水　３　２６２　１　５０６　１１０　１９８７年１月　１９８７年２月　２４０　［参考文献］　［１］张子贤．综合利用水库兴利调节计算中若干问题　［Ｊ］．海河水利，１９９５，（６）１３一ｌ７．　长江工程职业技术学院学报，２００４，（３）：１—３，１０．　［３］王淑丽，许淑红，郝淑艳．四丰山水库溃坝洪水淹没　损失分析［Ｊ］．黑龙江水专学报，２００２，（１）：４２—４３．　（编辑：赵琳琳）　［２］方崇惠，徐高洪．漳河水库分期设计洪水研究［Ｊ］．　．－－－——７９．．－．——