第5讲 河川径流与 及调节计算 水能利用 .ppt

第5讲 河川径流与调节计算 内 容 一、河川径流 二、规划设计时要了解用户需求 三、进行径流调节 命题一：根据用户需求，确定工程规模 命题二：由一定的工程规模，确定用户需求的程度 四、进行水能计算 一、河川径流 1、描述流域形状特征的几个指标 2、描述河川径流的几个指标 3、河川径流基本特性 4、年径流分析 一、河川径流 （在河槽里运动的水流） 在我国，径流多由降雨所形成。河川径流形成的过程非常复杂，一般要经历降水、 蓄渗（入渗）、产流和汇流几个阶段 1、描述流域形状特征的几个指标 河源、河口、干流、支流： 流域面积F:流域的封闭分水线内，区域在平面上的投影面积。 流域长度L:流域的轴线长度。以流域出口为中心画许多同心圆，由每个同心圆与分水线相交作割线，各割线中点顺序连线的长度即为流域长度。流域长度通常可用干流长度代替。 实例：某坝址控制的流域面积为380km2，多年平均降雨量788 mm。有控制站的历年系列实测水文资料，计算水文参数如下： 多年平均流量Q= 5.51 m3/s 多年平均径流量W＝ 5.51*365*24*3600 =173778232.13 （m3） 近似1.738亿m3 径流深R＝ 173778232.13/(1000*380) =457.3 mm 径流系数α= 457.3/788=0.58 3、河川径流基本特性 多变的（随机的） 河川径流年与年之间的变化是很大的。我们把年平均流量较大的那些年份称为丰水年，年平均流量较小的那些年份称为枯水年，年平均流量接近于多年平均值的那些年份称为中水年，径流的这种变化称为年际变化。 具有季节性的变化规律 降水在年内分配是不均匀的，有多雨季节和少雨季节，径流也随之呈现出丰水期和枯水期，或汛期与非汛期。径流在一年内的这种变化称为年内变化。 不重复的 明显的地区性规律 在同一水文区域内，同一时期，相邻河流的径流变化具有一定的相似性，称为水文同步性。 4、年径流分析 （1）资料审查 可靠性、一致性、代表性 （2）年度选择 水利年度：丰枯水交替循环的年，汛期开始作为一个水利年度的起始点，以跨日历年的形式，至下一个汛期开始前结束。 以水利年度建立起一个新的年径流系列，并统计年径流量W （3）年径流量的频率分析计算 将年径流量按从大到小的顺序排列，然后按以下的经验频率公式计算系列中各项的频率，称为经验频率P。 P= m/(n+1)×100％ 以年径流量W为纵坐标，以经验频率P为横坐标，点绘经验频率点据，根据点群趋势绘出一条平滑的曲线，称为经验频率曲线 二、设计标准和设计代表年 （了解用户需求） （一）设计水平年 1、定义 作为确定水利工程规模的依据，选定国民经济达到某个发展水平的未来某一年份，即为设计水平年。对该年各用水部门的用水量作出预测，并以此作为工程的设计依据。 2、表示形式： 设计水平年：作为水利工程的设计依据 远景水平年：作为水利工程的校核依据 1、定义 多年期间用水部门能保持正常供水不受 破坏的机率。 2、表示形式： 年保证率：指多年期间正常工作年数（即运行年数与允许破坏年数之差）占总运行年数的百分比。 所谓破坏年数，包括不能维持正常工作的任何年份，不论该年内缺水时间的长短和缺水数量的多少。 历时保证率：指多年期间正常工作的历时(日、旬或月)占总运行历时的百分比. （二）设计保证率 3、设计保证率的选择 以上公式主要用于计算实际运行时多年达到的工作保证率。设计时，保证率的选择按表2.1～2.2等预先选定的 。 确定有利的保证率，涉及的因素非常复杂。要求经济可行。因此，目前是参照《水利水利工程水利动能设计规范（试行）》中的规定来选择的。 （三） 设计代表年（期）的选择 1、为什么要选择一些代表年或代表期的径流资料进行调节计算？ 2、设计代表年的选择： 在规划设计中常用的设计代表年有设计枯水年、中水年和丰水年 设计枯水年 指与设计保证率有一定对应关系的年份，即用该年的径流资料进行调节计算求得的成果可满足设计保证率P的要求。 设计中水年 指年径流接近于多年平均情况的年份（50％），对该年径流资料进行调节计算所得的成果用于反映水利工程的多年平均效益 。 设计丰水年 一般选年径流频率相当于1－P的年份为代表，对该年径流资料进行调节计算所得的成果反映丰水条件下的兴利情况 设计枯水年的选择，视计算要求和简化程度的不同，采用方法不同。 例 （3）选择典型年 选择设计保证率为P 若