第九章 兴利调节计算
第一节 概述
第二节 水库特征曲线及特征水位
第三节 设计保证率的概念及其选择
第四节 水库的水量损失
第五节 水库死水位的确定
第六节 年调节水库兴利调节计算
第七节 多年调节水库兴利调节计算
第一节 概 述
? 水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，
水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于
用水时，再放水补充，以满足兴利部门的
用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的
变化而变化。
? 由库空到蓄满，再到放空，循环一次所经
历的时间；称为调节周期。按调节周期的
长短可分为,
日调节、周调节、年调节和多年调节
第二节 水库特征曲线及特征水位
? 用来反映水库库区地形特性的曲线，称水
库特征曲线，有水库的水位 —— 面积曲线
和水位 —— 容积曲线两种，也可简称为面
积曲线和容积曲线；
? 用来反映水库工作状况的水位，称水库特
征水位，与特征水位相应的库容称水库特
征库容。
一、水库特性曲线
二、水库特征水位与特征库容
1、死水位与死库客 Z死, V死
? 水库正常运用情况下，允许消落的最低水位，称
为死水位，死水位以下的库容称为死库容或垫底
库容。死库容除遇特殊干旱年份外，一般是不能
动用的。
2、正常蓄水位和兴利库客 Z正, V兴
? 水库正常运用情况下，为满足设计兴利要求在供
水期开始时应蓄到的水位，称正常蓄水位 (Z正 )。
它与死水位之间的库容称兴利库容 (V兴 )。它与死
水位之间的深度称消落深度。
? 3、防洪特征水位和防洪特征库容
所谓防洪待征水位和防洪特征库容，是指
与水库洪水调节有关的相应水位和相应库
存。它包括防洪限制水位、防洪高水位、
设计洪水位、校核洪水位相相应的防洪库
容与调洪库容。
? 防洪限制水位,简称汛限水位 (Z汛 )。它是
汛期洪水来，临前允许兴利苦水的上限水
位。
? 防洪高水位 (Z防 )，是指在水库下游有防洪
要求时，水库遇到相应于下游防护对象的
设计洪水，按下游安全泄量控制进行洪水
调节，坝前达到的最高水位。它与汛限水
位之间的库容称为防洪库容 （ V防 ）
? 设计洪水位 (z设 )，是指当水库遇到枢纽的
设计洪水时，水库自汛限水位对该洪水进
行调节，正常泄洪设施全部打开，坝前达
到的最高水位。它与汛限水位之间的库容，
是为调蓄枢纽设计洪水用的，一般称为调
洪库容 (V设调 )。
? 校核洪水位 (V校 )．是指当水库遇到枢纽的
校核洪水时，水库自汛限水位对该洪水进
行调节，正常泄洪设施与非常泄洪设施先
后投入运用，在泄流规模有限的情况下，
库水位超过设计洪水位，所达到的坝前最
高水位。与汛限水位之间的库容，也称为
调洪库容 (V校调 )。
? V总 =V死 +V兴 +V校调 –V结
第三节 设计保证率的概念及其选择
? 设计保证率，是指多年期间，用水部门的
正常用水得到保证的程度。它是设计的正
常用水保证率的简称。以 P％来表示。
? 设计保证率通常有年保证率和历时保证
率两种表示方法。即
第四节 水库的水量损失
一、水库的蒸发损失
? 建库前，只有河道有水面蒸发，其余库
区都是陆而蒸发，且这部分陆而蒸发量已
反映在坝址断面处的实测径流资料中。建
库后，库区由陆面变为水面的这部分面积
上，因水面蒸发大于陆面蒸发而额外增加
了蒸发量。这额外增加的蒸发量，就是水
库的蒸发损失，以 ΔW表示。即
二、水库的渗漏损失
? 建库蓄水后，由于水压力的作用，库中
蓄水可通过库床、库岸、坝身和坝端产生
渗漏。渗漏量的大小与库区、坝址的地质
及水文地质条件，以及坝的施工质量有关。
由于难以用理论公式计算，在生产实践中，
常根据库区、坝址的地质与水文地质情况，
选用经验指标进行估其。常用的经验指标
如表 10— 6。
第五节 水库死水位的确定
水库死水位是水位
正常运行的最低水
位。死水位以下的
死库容是不能用来
进行径流调节的。
死库容的作用，主
要是淤积部分泥沙
和抬高库水位。
? 一、满足自流灌溉引水要求
? 二、满足水库泥沙淤积要求
? 三、满足水电站最低水头要求
? 四、满足其他兴利部门的要求
第六节 年调节水库兴利调节计算
? 一、水库兴利调节计算原理 ——水量平衡
计算时段内进出水库的水量差，等于水库蓄水量
的变化。可用如下水量平衡方程式表示,
? 水库的蓄泄过程称水库的运用。在整个调节年度
内，按照来水和用水过程的配合情况，年调节水
库可分为一回运用、两次运用和多回运用。
一回运用
两次运用
多回运用
? 当水库在一个调节年度内，蓄泄次数多于
两次时，称多回运用。此时，调节库容的
判定可采用逆时序 累加余缺水量的方法进
行 。即由调节年度末水库放空时刻起，逆
时序往前进行水量平衡计久也就是见缺水
就加，见余水就减，减后若小于零即取为
零，求出各时段末的应蓄水量，其中的最
大值，为累积最大缺水量，也就是该年度
所需的调节库容。这种确定调节库容的方
法．同样可用于一回运用或两回运用。
二、列表法调节计算
? 列表法调节计算是年调节水库兴利调节计
算的方法之一。该法是在来水、用水已知
的情况下，用列表的方式，适时段求解水
量平衡方程，以求得水库蓄泄过程和所需
的兴利调节库容。由于它可以较为严格细
致地考虑各种水量损失，因此是一种最常
用的方法。根据是否计入水量损失，又分
为以下两种情况。
? (一 )不计损失列表法
? 蓄水期的蓄水和弃水可以有多种方式。最极端的
两种方式，就是所谓的早蓄方案和晚蓄方案。前
者是从调节年度初库空起，即蓄水期一开始，顺
时序有余水即蓄，直到蓄满调节库容后，多余水
量才作为弃水。到缺水时就供水，库水位降落，
直至调节年度末水库重新放空。后者则由蓄水期
的某一时刻起才开始苦水，在此之前，有余水即
作为弃水。但也到供水期初蓄满调节库容。晚蓄
方案可以由调节年度未库空开始，逆时序反向用
水量平衡方法式 (10— 9)进行水库蓄水与弃水计，
直至蓄水期开始蓄水时止而得到。采用晚蓄方
案,
(二 )计入损失列表法
? 水库在兴利调节过程中，不可避免地会产生水量
损失。因此水库应适当增大库容，以抵偿损耗的
水量，来保证正常供水。但由于水量损失无论是
蒸发还是渗漏都与库水位有关，所以严格来讲，
计入损失的调节计算应进行试算。鉴于试算过程
十分繁琐，故常采用逐次逼近的方法来进行。该
方法是在不计损失计算的基础上，先近似求得各
时段的蓄水情况，然后以时段平均蓄水量 (包括死
库容 )求出各时段的损失水量，并将各时段损失水
量由来水过程中减掉，或加入用水过程，再以水
量平衡原理逐时段求得余缺水量，求得考虑水量
损失的调节库容和水库蓄水过程。
(三 )计入损失的简算法
当水量损失占总水量比重不大，或初步规
划时，可采用简算的方法来考虑水量损失。
即将个计损失求得的调节库容的一半，加
上死库容，得水库供水期的平均库容，由
平均库容得相应的平均水面面积，以此平
均库容与平均水面面积可计算供水期的渗
漏与蒸发损失水量，将损失水量与原得的
调节库容相加，即为计入水量损失的调节
库容。
三、设计兴利库容与正常蓄水位的确定
? 在某一年的来水与用水过程给定的情况下，
可以来用前述的列表法，确定当年所需调
节库容。但出于天然来水量各年不同，年
内分配也不一样，因此即便用水过程完全
相同，每年所需的调节库容也不一样。那
末水库的兴利库容究竟修多大才合适呢?这
就是如何求水库的设计兴利库容的问题。
通常可根据资料情况及对成果要求的不同，
采用长系列法或代表年法来确定水库的设
计兴利库容。
(一 )长系列法
? 长系列来水资科，即设计的长期年、月径
流量系列时，对每一年进行年调节计算，
得到调节库容。将此调节库容，从小到大
排列，进行库容保证率计算,
(二 )代表年法
所谓代表年法，指的是选择一个合适的年型作为
代表年，以该代表年的来水过样和用水过程进调
节计算，求得的年调节库容即为设计兴利库容。
? 1．实际代表年法
实际代表年法，所选样的代表年来、用水过程是
符合设计保证率的某种年型的实测来水过程和用
水过程。
? 2．设计代表年法
设计代表年法，所选择的代表年来、用水过程是
符合设计保证率的设计年径流过程、设计年用水
过程。
第七节 多年调节水库兴利调节计算
? 为了保证正常供水，需要把丰水年的多余
水量蓄起来，以补足少水年的水量不足，
即水库需要进行跨年度调节、也就是多年
调节。
? 由于多年调节水库的调节周期可长达若
干年，因此，兴利调节库容的大小，将决
定于连续枯水年组的总亏水量。兴利调节
计算的基本原理与方法，则与年调节计算
相类似。
一、长系列时历列表法
? 1、判定各年度所需的调节库容
2、利用调节库容保证率曲线求多年调节兴
利库容
二、数理统计法
本章小结
? (1 ) 掌握水库特征曲线及特征水位
? (2)掌握设计保证率的概念及其选择方法
? (3)掌握水库的水量损失估算方法
? (4)掌握水库死水位的确定方法
? (5)掌握年调节水库兴利调节计算方法、步骤
(6) 掌握多年调节水库兴利调节计算方法
第一节 概述
第二节 水库特征曲线及特征水位
第三节 设计保证率的概念及其选择
第四节 水库的水量损失
第五节 水库死水位的确定
第六节 年调节水库兴利调节计算
第七节 多年调节水库兴利调节计算
第一节 概 述
? 水库的兴利调节，就是当来水大于用水时，
水库将多余的水蓄存起来，等到来水小于
用水时，再放水补充，以满足兴利部门的
用水要求。水库的蓄泄，随来水与用水的
变化而变化。
? 由库空到蓄满，再到放空，循环一次所经
历的时间；称为调节周期。按调节周期的
长短可分为,
日调节、周调节、年调节和多年调节
第二节 水库特征曲线及特征水位
? 用来反映水库库区地形特性的曲线，称水
库特征曲线，有水库的水位 —— 面积曲线
和水位 —— 容积曲线两种，也可简称为面
积曲线和容积曲线；
? 用来反映水库工作状况的水位，称水库特
征水位，与特征水位相应的库容称水库特
征库容。
一、水库特性曲线
二、水库特征水位与特征库容
1、死水位与死库客 Z死, V死
? 水库正常运用情况下，允许消落的最低水位，称
为死水位，死水位以下的库容称为死库容或垫底
库容。死库容除遇特殊干旱年份外，一般是不能
动用的。
2、正常蓄水位和兴利库客 Z正, V兴
? 水库正常运用情况下，为满足设计兴利要求在供
水期开始时应蓄到的水位，称正常蓄水位 (Z正 )。
它与死水位之间的库容称兴利库容 (V兴 )。它与死
水位之间的深度称消落深度。
? 3、防洪特征水位和防洪特征库容
所谓防洪待征水位和防洪特征库容，是指
与水库洪水调节有关的相应水位和相应库
存。它包括防洪限制水位、防洪高水位、
设计洪水位、校核洪水位相相应的防洪库
容与调洪库容。
? 防洪限制水位,简称汛限水位 (Z汛 )。它是
汛期洪水来，临前允许兴利苦水的上限水
位。
? 防洪高水位 (Z防 )，是指在水库下游有防洪
要求时，水库遇到相应于下游防护对象的
设计洪水，按下游安全泄量控制进行洪水
调节，坝前达到的最高水位。它与汛限水
位之间的库容称为防洪库容 （ V防 ）
? 设计洪水位 (z设 )，是指当水库遇到枢纽的
设计洪水时，水库自汛限水位对该洪水进
行调节，正常泄洪设施全部打开，坝前达
到的最高水位。它与汛限水位之间的库容，
是为调蓄枢纽设计洪水用的，一般称为调
洪库容 (V设调 )。
? 校核洪水位 (V校 )．是指当水库遇到枢纽的
校核洪水时，水库自汛限水位对该洪水进
行调节，正常泄洪设施与非常泄洪设施先
后投入运用，在泄流规模有限的情况下，
库水位超过设计洪水位，所达到的坝前最
高水位。与汛限水位之间的库容，也称为
调洪库容 (V校调 )。
? V总 =V死 +V兴 +V校调 –V结
第三节 设计保证率的概念及其选择
? 设计保证率，是指多年期间，用水部门的
正常用水得到保证的程度。它是设计的正
常用水保证率的简称。以 P％来表示。
? 设计保证率通常有年保证率和历时保证
率两种表示方法。即
第四节 水库的水量损失
一、水库的蒸发损失
? 建库前，只有河道有水面蒸发，其余库
区都是陆而蒸发，且这部分陆而蒸发量已
反映在坝址断面处的实测径流资料中。建
库后，库区由陆面变为水面的这部分面积
上，因水面蒸发大于陆面蒸发而额外增加
了蒸发量。这额外增加的蒸发量，就是水
库的蒸发损失，以 ΔW表示。即
二、水库的渗漏损失
? 建库蓄水后，由于水压力的作用，库中
蓄水可通过库床、库岸、坝身和坝端产生
渗漏。渗漏量的大小与库区、坝址的地质
及水文地质条件，以及坝的施工质量有关。
由于难以用理论公式计算，在生产实践中，
常根据库区、坝址的地质与水文地质情况，
选用经验指标进行估其。常用的经验指标
如表 10— 6。
第五节 水库死水位的确定
水库死水位是水位
正常运行的最低水
位。死水位以下的
死库容是不能用来
进行径流调节的。
死库容的作用，主
要是淤积部分泥沙
和抬高库水位。
? 一、满足自流灌溉引水要求
? 二、满足水库泥沙淤积要求
? 三、满足水电站最低水头要求
? 四、满足其他兴利部门的要求
第六节 年调节水库兴利调节计算
? 一、水库兴利调节计算原理 ——水量平衡
计算时段内进出水库的水量差，等于水库蓄水量
的变化。可用如下水量平衡方程式表示,
? 水库的蓄泄过程称水库的运用。在整个调节年度
内，按照来水和用水过程的配合情况，年调节水
库可分为一回运用、两次运用和多回运用。
一回运用
两次运用
多回运用
? 当水库在一个调节年度内，蓄泄次数多于
两次时，称多回运用。此时，调节库容的
判定可采用逆时序 累加余缺水量的方法进
行 。即由调节年度末水库放空时刻起，逆
时序往前进行水量平衡计久也就是见缺水
就加，见余水就减，减后若小于零即取为
零，求出各时段末的应蓄水量，其中的最
大值，为累积最大缺水量，也就是该年度
所需的调节库容。这种确定调节库容的方
法．同样可用于一回运用或两回运用。
二、列表法调节计算
? 列表法调节计算是年调节水库兴利调节计
算的方法之一。该法是在来水、用水已知
的情况下，用列表的方式，适时段求解水
量平衡方程，以求得水库蓄泄过程和所需
的兴利调节库容。由于它可以较为严格细
致地考虑各种水量损失，因此是一种最常
用的方法。根据是否计入水量损失，又分
为以下两种情况。
? (一 )不计损失列表法
? 蓄水期的蓄水和弃水可以有多种方式。最极端的
两种方式，就是所谓的早蓄方案和晚蓄方案。前
者是从调节年度初库空起，即蓄水期一开始，顺
时序有余水即蓄，直到蓄满调节库容后，多余水
量才作为弃水。到缺水时就供水，库水位降落，
直至调节年度末水库重新放空。后者则由蓄水期
的某一时刻起才开始苦水，在此之前，有余水即
作为弃水。但也到供水期初蓄满调节库容。晚蓄
方案可以由调节年度未库空开始，逆时序反向用
水量平衡方法式 (10— 9)进行水库蓄水与弃水计，
直至蓄水期开始蓄水时止而得到。采用晚蓄方
案,
(二 )计入损失列表法
? 水库在兴利调节过程中，不可避免地会产生水量
损失。因此水库应适当增大库容，以抵偿损耗的
水量，来保证正常供水。但由于水量损失无论是
蒸发还是渗漏都与库水位有关，所以严格来讲，
计入损失的调节计算应进行试算。鉴于试算过程
十分繁琐，故常采用逐次逼近的方法来进行。该
方法是在不计损失计算的基础上，先近似求得各
时段的蓄水情况，然后以时段平均蓄水量 (包括死
库容 )求出各时段的损失水量，并将各时段损失水
量由来水过程中减掉，或加入用水过程，再以水
量平衡原理逐时段求得余缺水量，求得考虑水量
损失的调节库容和水库蓄水过程。
(三 )计入损失的简算法
当水量损失占总水量比重不大，或初步规
划时，可采用简算的方法来考虑水量损失。
即将个计损失求得的调节库容的一半，加
上死库容，得水库供水期的平均库容，由
平均库容得相应的平均水面面积，以此平
均库容与平均水面面积可计算供水期的渗
漏与蒸发损失水量，将损失水量与原得的
调节库容相加，即为计入水量损失的调节
库容。
三、设计兴利库容与正常蓄水位的确定
? 在某一年的来水与用水过程给定的情况下，
可以来用前述的列表法，确定当年所需调
节库容。但出于天然来水量各年不同，年
内分配也不一样，因此即便用水过程完全
相同，每年所需的调节库容也不一样。那
末水库的兴利库容究竟修多大才合适呢?这
就是如何求水库的设计兴利库容的问题。
通常可根据资料情况及对成果要求的不同，
采用长系列法或代表年法来确定水库的设
计兴利库容。
(一 )长系列法
? 长系列来水资科，即设计的长期年、月径
流量系列时，对每一年进行年调节计算，
得到调节库容。将此调节库容，从小到大
排列，进行库容保证率计算,
(二 )代表年法
所谓代表年法，指的是选择一个合适的年型作为
代表年，以该代表年的来水过样和用水过程进调
节计算，求得的年调节库容即为设计兴利库容。
? 1．实际代表年法
实际代表年法，所选样的代表年来、用水过程是
符合设计保证率的某种年型的实测来水过程和用
水过程。
? 2．设计代表年法
设计代表年法，所选择的代表年来、用水过程是
符合设计保证率的设计年径流过程、设计年用水
过程。
第七节 多年调节水库兴利调节计算
? 为了保证正常供水，需要把丰水年的多余
水量蓄起来，以补足少水年的水量不足，
即水库需要进行跨年度调节、也就是多年
调节。
? 由于多年调节水库的调节周期可长达若
干年，因此，兴利调节库容的大小，将决
定于连续枯水年组的总亏水量。兴利调节
计算的基本原理与方法，则与年调节计算
相类似。
一、长系列时历列表法
? 1、判定各年度所需的调节库容
2、利用调节库容保证率曲线求多年调节兴
利库容
二、数理统计法
本章小结
? (1 ) 掌握水库特征曲线及特征水位
? (2)掌握设计保证率的概念及其选择方法
? (3)掌握水库的水量损失估算方法
? (4)掌握水库死水位的确定方法
? (5)掌握年调节水库兴利调节计算方法、步骤
(6) 掌握多年调节水库兴利调节计算方法
