理论教育 年调节灌溉水库兴利调度图的编制与应用优化

年调节灌溉水库兴利调度图的编制与应用优化

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:水库的兴利统计调度图,简称兴利调度图。现着重介绍年调节水库兴利调度图的作用、绘制和使用。对溢洪道无闸的小型水库,防洪限制水位与正常蓄水位相同,以水利年度为时序的年调节水库兴利调度图最简单的形式如图9-14所示。具体计算与年调节水库兴利调节计算相似。

年调节灌溉水库兴利调度图的编制与应用优化

在缺乏长期水文、气象预报或只有定性预报的情况下,无法采用前面的方法推求水库当年计划调度线。这时,应充分发挥水库的兴利调节作用,避免在无预报条件下水库运行的盲目性,尽可能处理好来水、用水之间的矛盾,通常是应用兴利统计调度图来控制水库的蓄水和放水。

水库的兴利统计调度图,简称兴利调度图。它是根据过去的径流资料系列能够预估未来水文情势的假定,采用时历法兴利调节并结合统计分析的方法,得出不同时间的各种兴利蓄水指示线。现着重介绍年调节水库兴利调度图的作用、绘制和使用。

1.兴利调度图的作用

在确保大坝安全和满足下游防洪要求的前提下,年调节水库兴利调度图的作用有以下几方面:①在设计枯水年,应保证正常供水;②在平、丰水年,尽量减少弃水;③在高于设计保证率的特枯年份,应在充分利用水库有效蓄水的前提下,尽量减少遭受破坏的程度。由于作物对干旱有一定的耐受能力,故可采用减少供水的方式,并避免突然集中断水。

对溢洪道无闸的小型水库,防洪限制水位与正常蓄水位相同,以水利年度(或调节年度)为时序的年调节水库兴利调度图最简单的形式如图9-14所示。由图9-14可知,调度图内共有4个控制水位和2条曲线。即允许最高洪水位、防洪限制水位、正常蓄水位、死水位以及加大供水线和限制供水线。加大供水线和限制供水线是兴利运用的临界水位线,在蓄水期,只要各时期的实际水位不低于加大供水线,在入库径流相当于设计枯水年的来水时,可以保证在蓄水期末水库能蓄到正常蓄水位。在供水期,只要各时期的实际水位不低于加大供水线,可以正常供水并可避免水库提前放空。限制供水线表示,当水库的实际水位低于此临界水位时,应减少供水,并及早采取措施防止集中断水。下面介绍对这两条基本调度线的推求。

图9-14 某年调节水库兴利调度图

2.加大供水线和限制供水线的绘制

水库兴利库容是根据设计枯水年的来水、用水确定的,其相应的水库蓄水过程线在蓄水期末正好达到正常蓄水位,在供水期末放空,因此从满足兴利要求出发,可将它作为指导设计枯水年份供水期水库运用的依据。但是,由于径流年内分配的差异性,用不同典型年推求的设计枯水年蓄水过程线各有所不同,所以在绘制水库兴利调度图时,选取不同典型的设计枯水年蓄水过程线的上、下包线作为基本调度线。上包线称为加大供水线,下包线称为限制供水线,由统计手段归纳、调整后得到的上、下包线组成的调度图,称为兴利统计调度图。其计算步骤如下:

1)从实测资料中,选择与设计枯水年年来水量接近的若干个枯水典型年(如4~5个)来水过程,然后按K1=W来P/W来典的比例进行缩放,即得不同典型年内分配的设计枯水年来水过程。

2)按K2=W用P/W用典的比例将各典型年的用水过程进行缩放,得各设计代表年的用水过程。在干旱少雨地区,若灌区内有效降雨量与作物总需水量相比,其数量很小时,可采用固定灌溉定额方式,以简化计算。

3)对各设计年份的来水、用水过程自供水期末的死库容开始,逆时序(晚蓄方案)进行调节计算,遇亏水相加,遇余水相减,可求得各月月初所需的水库蓄水量,由水位—容积关系曲线,查得相应库水位。具体计算与年调节水库兴利调节计算相似。

4)将各设计年份的兴利蓄水过程线绘于同一张图上,取各年蓄水过程线的上包线即得加大供水线,取下包线即得限制供水线,如图9-15所示。为了防止某些典型年汛期开始较迟,在供水期,将上、下包线结束于同一点,该点相当于汛期第一场洪水最迟开始时刻,如图9-15中的B点。其方法是将下包线水平移至B点,或将下包线的末端与上包线的末端连起来,如图中BC线。在蓄水期,常将下包线水平移至供水开始最迟时刻A,或将AC相连。

图9-15 蓄水期、供水期调整调度线示意图

①—上包线;②—下包线;③—ACB线;④—②线平移至A、B

【例9-7】某灌溉水库兴利库容V=4400万m3,设计保证率为75%,水库有22年的径流资料,水库设计时已求出设计枯水年年径流量WP=10000万m3。要求绘制水库兴利调度图。

解 1)在实测资料中,选择与设计枯水年年径流量相近的3个典型年份,即1958~1959年、1961~1962年、1963~1964年,加上原设计枯水年(1968~1969年)共4个年份的资料。(www.daowen.com)

2)对各典型年进行缩放,得到不同年内分配的设计代表年来水资料,见表9-9。

表9-9 3个典型年份各月来水量计算表(万m3

3)水库水量损失按每月25万m3计,采用固定用水定额法,即各年同一月份用水量相同。见表9-10或表9-11。

表9-10 3个设计代表年逆时序调节计算表(万m3

续表

4)对各设计代表年,按已知兴利库容和考虑损失后的用水量,进行逆时序调节计算,得到各月月初的水库蓄水量,见表9-10、表9-11。在这两表中,各设计代表年份均从6月初死库容起算,遇亏水加,遇余水减逆时序计算到7月初。

表9-11 设计枯水年(1968~1969年)调度线计算表(万m3

5)将以上4个代表年的各年蓄水过程线绘于同一张图上,做出上包线即为加大供水线(它是这一组曲线各时段最高点的连线),概括了不同的年内分配条件下,为了正常供水应达到的最大蓄水量。因此,若水库实际蓄水量高于此线,就可以加大供水。同样,做这一组曲线的下包线,即为限制供水线,它是保证正常供水所允许的最小蓄水量,若水库实际蓄水量低于此线,就必须限制供水。由此可绘出兴利调度图,如图9-16所示。

图9-16 某灌溉水库兴利调度图

3.兴利调度图的应用

有了兴利调度图,在运行管理中,就可以根据当时实际库水位落在哪一区决定应该是正常供水、加大供水还是减少供水,做到尽量减少弃水,避免供水中断。

由此可见,兴利调度图是根据过去的来水、用水资料进行兴利调节计算后分析归纳绘出的。在水库的运行管理中,兴利调度图常与当年计划调度图一起,作为指导水库运行的依据。有条件时,应和中、短期水文气象预报结合,增加调度的可靠性,使水库兴利运用满足经济、安全的要求。

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