工作任务4描述：在水库设计来水一定的前提下，兴利调节计算具有两个递进关系的工作任务。其一，任意一年，已知供（用）水过程，求兴利库容；或反之。第一个工作任务中的计算技能是完成第二个工作任务的基础，也是工作任务6水能计算的基础；第二个工作任务是兴利调节计算的最终目标，通过分析计算，合理确定设计兴利库容、保证的供水量等，这是实现水资源合理开发与利用的前提。......
2023-06-21
时历法计算水库余亏水量及兴利库容评价
【摘要】：G4.8.1.1列表法某坝址断面具有40年流量资料，根据用水要求已求得逐年各月的余或亏水量。表G4.10中列出了其中前6年。表G4.10某水库历年各月余、亏水量单位：m3/s·月计算过程如下。将表G4.11第、栏各时段余、亏水量，按时序计算累积值，见表G4.11中第栏。G4.8.1.3计入损失多年调节计算多年调节水库计入损失，一般采用近似法。图G4.14水量差累积曲线法确定逐年兴利库容G4.8.1.4对时历法的评价时历法具有设计保证率概念明确、适用性强等优点。
时历法，也称长系列法，该方法与年调节水库兴利计算类似，首先根据长系列来、用水资料求逐年的兴利库容，然后绘出库容频率曲线，由设计保证率在库容频率曲线上查得设计兴利库容。由于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多年。在这种情况下，枯水年的兴利库容取决于连续枯水年组的亏水量，其兴利调节计算方法与年调节是不同的。以下将重点介绍确定逐年兴利库容的列表法和水量差累积曲线法。
G4.8.1.1 列表法
【例G4.7】某坝址断面具有40年流量资料，根据用水要求已求得逐年各月的余或亏水量。表G4.10中列出了其中前6年。试确定逐年所需兴利库容。
表G4.10 某水库历年各月余、亏水量 单位：m3/s·月
计算过程如下。
1.计算逐年最大累积余水量和亏水量（或各连续时段的余、亏水量）
根据逐月余或亏水量进行计算，其结果见表G4.11。例如，1960～1961年水利年，2月和4月余水量同时小于前、后亏水段的亏水量，则供水期为12月至次年5月，可算得最大累积亏水量为75.6m3/s·月，必须注意要把连续亏水统计完整；而前面5～11月则为最大累积余水量对应的时期，相应累积余水量为113.9m3/s·月。又如，对于1962～1963年水利年，由于最大累积亏水量发生在第一个亏水段，则需将该年两回运用的各余、亏水段的余、亏水量分别统计出来。
2.确定逐年兴利库容
对于丰水年，本年度最大累积亏水量即为该年所求库容。例如，1958～1959年、1960～1961年、1962～1963年水利年。
对于枯水年，为满足该年用水要求，需与前面的丰水年一起分析。首先确定能满足该年用水的范围，即∑W余≥∑W亏的范围，然后计算该范围内的最大累积亏水量，即该枯水年所求库容。
例如，1959～1960水利年余水量小于亏水量，为枯水年。易知，1958～1959年和1959～1960年两年的余水量之和大于两年的亏水量之和，故只要对这两年的水量进行调节，就能满足1959～1960年水利年的用水要求，类似于年调节中两回运用求库容的方法，可得1959～1960年水利年库容为113.7＋240.3-87.8＝266.2（m3/s·月）。又如，1961～1962年枯水年，满足该年用水的范围为1958～1959年至1961～1962年共4个水利年。类似于年调节中多回运用求库容的逆推法，可求得该范围内的最大累积亏水量为284.3m3/s·月，即1961～1962年枯水年所需库容。
G4.8.1.2 水量差累积曲线法
仍以［例G4.7］为例，介绍水量差累积曲线法确定逐年兴利库容。
（1）将表G4.11第（3）、（4）栏各时段余、亏水量，按时序计算累积值，见表G4.11中第（6）栏。各时刻累积水量，记
，t0为起始时刻，t为计算时刻。
表G4.11 某水库历年各月余、亏水量 单位：m3/s·月
（2）以
为纵坐标，以时刻t为横坐标，点绘曲线，如图G4.14所示。该曲线称为水量差累积曲线。
（3）确定逐年兴利库容：①在水量差累积曲线上，由每年的供水期末向前作水平线，该水平线与水量差累积曲线第一次相交即停止；②在供水期末至交点之间的范围内，水平线与水量差累积曲线之间的最大纵坐标差值，即该年所需兴利库容。
显然，上述作图步骤①就是判定为满足各年的用水需要进行水量调剂的范围，从供水期末所作水平线与水量差累积曲线第一次相交，即表明此范围∑W余＝∑W亏；步骤②中最大纵坐标差值即最大累积亏水量。
［例G4.7］中逐年所需库容，如图G4.14所示。
利用水量差累积曲线确定逐年兴利库容，方法直观，清晰。
G4.8.1.3 计入损失多年调节计算
多年调节水库计入损失，一般采用近似法。首先确定不计损失时设计保证率相应的兴利库容，在此基础上再计算多年平均蓄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，然后将逐月用水量与逐月损失水量相加，得逐月毛用水量，将其与来水配合重新进行调节计算。也可以在来水量中扣除损失水量，重新进行调节计算。
图G4.14 水量差累积曲线法确定逐年兴利库容
G4.8.1.4 对时历法的评价
时历法具有设计保证率概念明确、适用性强等优点。当来、用水资料的代表性较高时，计算成果精度较高。《水利工程水利计算》（SL 104—95）规范中明确，采用时历法，应具有30年以上的径流系列及相应的用水系列。当资料系列不足或代表性较差时，采用时历法会产生较大的误差。特别是枯水年所需库容与来水的丰、枯排列顺序有关，根据不长的资料进行计算，将带有很大的偶然性，不能正确反映水库未来工作的一切可能情况。为弥补时历法的不足以及解决无资料情况下多年调节计算问题，引出数理统计法。
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2023-06-21
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