水利水能规划课程设计 计算成果说明书
题 目： 青山水库年调节计算 姓 名： 学 号： 指导教师：
时 间： 2012.3.6
兰州交通大学土木工程学院水利水电工程系1
《水利水能规划》课程设计 ——青山水库年调节计算
一、任务
由设计来水和用水过程，推求青山水库兴利库容和正常蓄水位。 二、资料
青山水库位于湖北省青山河上游，水库控制流域面积441平方公里，两岸陡峻，属大山区，植被良好，集水面积成扇形。降雨、径流资料如下：
1、根据多年降雨、径流资料，求得P=90%的设计年径流量如表1-1所示。
表1-1 青山水库设计年径流量年内分配表 单位：万m
月份 W来 10 578 11 1239 12 988 1 556 2 313 3 1839 4 3726 5 6 7 781 8 353 9 1971 3
10293 2073 2、设计年灌溉用水过程如表1-2所示。
表1-2 青山水库设计年灌溉用水过程表 单位：万m
月份 10 W用 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 3
2830 0 4055 5302 4520 2890 19597 3、设计保证率P=90%。 4、水库特性曲线见表1-3。
表1-3 青山水库水位-面积、水位-容积关系
水位Z（m） 面积F（km2） 库容V（亿m3） 水位Z（m） 面积F（km2） 库容V（亿m3） 水位Z（m） 面积F（km2） 库容V（亿m3） 105 9.15 1.19 114 13.45 2.22 123 18.45 3.6 106 9.5 1.29 115 14.0 2.37 124 19.0 3.79 107 9.9 1.39 116 14.4 2.5 125 19.7 4.0 108 10.3 1.49 117 15.0 2.64 126 20.3 4.2 109 10.75 1.6 118 15.6 2.78 127 20.9 4.4 110 11.35 1.71 119 16.2 2.92 128 21.5 4.6 111 11.65 1.83 120 16.7 3.09 129 22.15 4.81 112 12.35 1.96 121 17.35 3.25 130 22.8 5.02 113 12.9 2.09 122 17.9 3.42 5、死水位及死库容的确定。
由于崇阳灌溉面积分布在105m高程以下，为满足自流灌溉要求，确定死水位为107m，相应死库容为1.39亿m3。本流域植被良好，泥沙极少，此高程完全能满足淤积要求。 6、库区蒸发量资料
2
（1）水面蒸发资料如表1-4所示。
表1-4 青山水库水面蒸发资料 单位：mm 月份 蒸发量 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 62.7 42.2 37.7 42.9 64.7 67.4 72.7 109.1 141.4 166.4 188.9 138.7 1134.8 注：水面蒸发按商标数字的0.8计。
（2）从“湖北省水文手册”中查得库区多年平均降水量X0=1530mm，多年平均径流深Y0=800mm。
7、库区月渗漏量按当月平均蓄水量的1%计。 三、成果说明
1、根据表1-3所给资料，点绘水库Z~F、Z~V关系曲线。
本次绘制青山水库库容特性与面积特性曲线时，利用MATLAB7.0软件完成。过程中，先进行数据点绘制，再对曲线进行高幂次拟合；同时由于该软件可以在图中查找范围内任一点相应坐标值，为后续任务（计入水量损失的年调节列表计算中，时段内平均水面面积的确定）的完成有一定的帮助；进行相关设置，绘制水库特性曲线如下图：
2、按不计水库水量损失列表法，推求V兴。
青山水库为年调节水库，其调节年度系由当年10月初到次年9月末。其中3~5月为丰水期，6月初到次年2月末为枯水期。
3
计算一般从供水期开始，由天然径流量和灌溉用水量相对大小可确定，6月份用水量大于来水量，要求水库供水，依次算出供水期6~9共四个月各月不足水量并累加，即求出设计枯水年供水期总不足水量1.1589亿m3 。显然，水库必须在丰水期结束前存蓄1.1589亿m3的水量，以补足供水期天然来水的不足。
故满足设计保证率P=90%的水库兴利库容V兴=1.1589亿m3,查得相应的正常蓄水位为116.3m。库容系数??V兴/W年?V兴/(1000FR年)?115.89?106/(1000?441?800)?32.8%
表1-5 水库年调节时历列表计算（未计水库水量损失）
天然来水 时段 (月) 流量3(m/s) (1) 丰水期 5 (2) 水量3(E6m) (3) 灌溉用水 流量3(m/s) (4) 多于或不足水量 弃水 时段末 出库 兴利库总流流量容蓄水量 3(m3量(m/s/s) 3(E6m) ) (9) (10) 55.13 64.09 ??水量水量多余 不足 3(E6m333(E6m) (E6m) (E6m) ) (5) 0 (6) 18.39 8.96 102.93 (7) 19.82 45.21 41.67 (8) 备注 0.0 (13) 3 4 7.0 18.39 0.0 14.2 37.26 10.8 28.3 102.939.1 3 0.0 0 水库10.8 蓄水 库满 51.13 19.4 115.89 19.4 有弃水 96.07 50.86 9.19 15.4 水库20.2 供水17.2 期、水位逐月下11.0 降九月末放 空 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 十月初 水库开始蓄水 6 7 8 7.9 20.73 15.4 40.55 3.0 7.81 20.2 53.02 1.3 3.53 17.2 45.2 枯9 水期 7.5 19.71 11.0 28.9 9.19 0 10 11 12 1 2 合计 平均 2.2 5.78 3.8 9.88 2.1 5.56 1.2 3.13 7.8 0.0 0.0 0.0 0.0 6.2 0 0 0 0 0 5.78 12.39 9.88 5.56 3.13 5.78 18.17 28.05 33.61 36.74 4.7 12.39 0.0 94.0 247.1 74.5 195.97 167.02 115.89 51.13 计算表明，青山水库9月末放空至死水位，10月份天然来水大于灌溉用水，水库从10月初开始蓄水，直至次年5月水库水位升至正常蓄水位并有弃水，6月初水库开始供水直至9月末，此时兴利库容正好放空，准备迎蓄下月多余水量。
3、按计入水库水量损失列表法，推求V兴。（只算一次）
4
（一）水库水量损失
水库蓄水后，改变了河流的天然状态和库内外水力关系，从而引起额外水量损失。青山水库水量损失主要包括蒸发损失和渗漏损失。
1）蒸发损失
水库建成后，库区原有陆地变成了水面，原来的陆地蒸发也就变成了水面蒸发，由此而增加的蒸发量构成水库蒸发损失。各时段的蒸发损失按下式计算 W蒸?（??E水?E陆）?F库（m3）式中 E水——计算时段内库区水面蒸发深度(m) E陆——计算时段内库区陆面蒸发深度(m) F库——计算时段内平均水库水面面积(m2)
——经验折减系数
从青山水库库区蒸发资料分析：
<1>水面蒸发的计算采用经验公式法，即以库区及其附近地区蒸发皿观测的蒸发深度（面积加权平均值），乘以某一经验性折减系数（此处为0.8）求得。
<2>对于陆面蒸发尚无成熟的计算方法，但从“湖北省水文手册”中查得库区多年平均降水量X0=1530mm，多年平均径流深Y0=800mm，采用多年平均降雨和多年平均径流深之差，作为陆面蒸发的估算值，即设计年陆面蒸发量为730mm；将年陆面蒸发量按与水面蒸发量相同的年内分配系数分配到各月，以计算各时段的水库蒸发损失。
表1-6 调整后的水库蒸发损失(mm)如下表：
月份 水面蒸62.7 42.2 37.7 42.9 64.7 67.4 72.7 109.1 141.4 166.4 188.9 138.7 1134.8 发量 水面蒸发折减 陆面蒸发量 蒸发损
??10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 50.2 33.8 30.2 34.3 51.8 53.9 58.2 87.3 113.1 133.1 151.1 111.0 907.8 40.3 27.1 24.3 27.6 41.6 43.4 46.8 70.2 91.0 107.0 121.5 89.2 730.0 9.8 6.6 5.9 6.7 10.1 10.6 11.4 17.1 22.2 26.1 29.6 21.7 177.8 5
水利水能课程设计任务书及成果
