水资源规划及利用期末卷附答案.doc

1、1二简答题（4 小题，共 28 分）1. 水库群联合工作时可以相互补偿，补偿作用有哪些？补偿的目的是什么？（1）水文补偿：不同河流或干支流，因水文不同步性，起到相互补充水量（也称径流补偿），提高总供水量或出力。（2）库容补偿：利用各水库调节性能的差异，而进行的补偿。选调节性能好的水库作为补偿水库，调节性能差的水库作为被补偿水库。改变补偿水库的运行方式，以提高总的保证出力或水量。（3）电力补偿：水电站水库在电力系统中联合工作，共同满足系统用户出力和电量要求因相互补偿使系统的保证出力提高，或将季节电能转化为可靠电能2. 电力系统为什么需要设置负荷备用容量？哪些电站适宜担任负荷备用？（1）在实际运行

2、状态下，电力系统的日负荷是经常处在不断的变化之中，随时有可能出现突荷。这是由于系统中总有一些用户的负荷变化是十分猛烈而急促，这种不能预测的突荷可能在一昼夜的任何时刻出现，也有可能恰好出现在负荷的尖峰时刻，使此刻最大负荷的尖峰更高，因此，电力系统必须随时准备部分备用容量。当这种突荷出现时，不致于因系统容量不足影响供电质量。（2）靠近负荷中心，具有大水库、大机组的坝后式水电站，应优先考虑；对于引水式水电站，应选择引水道比较短的电路；当缺乏水电站时，也可选择火电站。3. 何谓死水位（Z 死 ）和死库容（V 死 ）？为什么水库要设置死库容（或者说，死库容有何用）？为什么要设置极限死水位？死水位：在正常

3、运用的情况下，允许水库消落的最低水位。 死库容：死水位以下的水库容积。 极限死水位：当遇到特殊枯水年份或者发生特殊情况（例如水库清底检修、战备、地震等）时，水库运行水位允许比设计死水位还低一些，被称为死水位。设置死水位的作用：（1）垫底：保证兴利各种用水部门正常工作的最低要求。水位自流溢出，发电最小水头，航深，供水最低水位。水量水域养鱼、旅游、库区环境卫生。（2）容纳水库使用期间的泥沙淤积，保证 V 兴 正常运用。4 简述绘制水库调度图的意义。水库调度图不仅可用以指导水库的运行调度，增加编制各部门生产任务的预见性和计划性，提高各水利部门的工作可靠性和水量利用率，更好地发挥水库的综合利用作用；同

4、时也可用来合理决定和校核水电站的主要参数以及水电站的动能指标（出力、发电量）。三、论述题（1 小题，共 12 分）2从水资源的综合利用与开发谈起，说明水资源对人类活动的重要作用？以及可能出现的问题？通过这门课的学习，你对这些问题的解决有何建议？结合水资源的综合利用与开发；说明水资源对人类活动的重要作用；水资源利用可能出现的问题；解决这些问题的建议。四、计算题（3 小题，共 36 分）1.某拟建水库坝址处多年平均径流量为 1100106m3，多年平均流量为 36m3/s。属于年调节水库，68 月为丰水期，9 月到次年 5 月为枯水期。不计水库水量损失，其它已知数据如下表 1。求 V 兴 。 天然

5、来水 各部门综合用水时段（月）流量(m3/s) 水量(106m3) 流量(m3/s) 水量(106m3)6 1.582 410 0.810 2107 1.419 380 0.821 220丰水期8 1.717 460 0.747 2009 0.810 210 0.849 22010 0.709 190 0.821 22011 0.694 180 0.887 23012 0.784 210 0.821 2201 0.747 200 0.821 2202 0.849 220 0.965 2503 0.597 160 0.859 2304 0.579 150 0.926 240枯水期5 0.560

6、150 0.859 230 2.已知某水库 P=1%的设计洪水过程线如下表 1。溢洪建筑物采用河岸溢洪道，不设闸门，其堰顶高程为 31.63m，溢洪宽度为 65m，泄流公式 q= =115 （H 为水库水位与堰顶之间的水头差）。水库水位与容积关系如下表 2。并且已知 t=0、t=1 小时、t=2 小时的水库水位为 31.63m、32.12m、32.95m。用试算法进行调洪演算，推求t=3 小时、4 小时的水库水位、下泄流量。 表 1 设计洪水过程时间（小时） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10入库流量(m 3/s) 0 340 680 1020 875 729 583 437 291

7、 146 0表 2 水库水位容积关系曲线水位 z（m） 31.63 32.12 32.95 33.75 34.29 34.45 34.613容积 V（10 6m3） 10 10.54 11.99 14.09 15.95 16.91 18.18 3. 某水电站的正常蓄水位为 180m，某年供水期各月平均的天然来水量 Q 天、各种流量损失 Q 损、下游各部门用水流量 Q 用和发电需要流量 Q 电分别见下表 3。9 月份为供水期起始月，水位为正常蓄水位。此外，水库水位与库容的关系，如下表1。水库下游水位与流量的关系，见下表 2。水电站效率 =0.85。试求水电站各月平均出力及发电量。 表 1 水库水

8、位容积关系曲线水位 z（m） 168 170 172 174 176 178 180容积V（10 8m3） 3.71 6.34 9.14 12.20 15.83 19.92 25.20表 2 水电站下游水位与流量的关系流量（m 3/s） 130 140 150 160 170 180下游水位（m） 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50表 3 水电站出力及发电量计算给定数据时段 t 月 （1） 9 10 11 12 1 2天然来水流量 Q 天 （2） 115 85 70 62 56 52各种流量损失 Q 损 （3） 20 15 10 9 8 8下游各

9、部门用水流量 Q 用 （4） 100 92 125 60 70 78发电需要流量 Q 电m3/s（5） 150 150 154 159 150 150四计算题（3 小题，共 36 分） 1. 计算结果表如下，得到 V 兴 =390106m3天然来水 各部门综合用水 多余或不足水量 弃 水时段（月） 流量(m3/s)水量(106m3)流量(m3/s)水量(106m3)多余(106m3)不足(106m3)水量(106m3)流量(m3/s)时段末兴利库容蓄水量(106m3)7 1.582 410 0.810 210 200 0 0 2008 1.419 380 0.821 220 160 0 0 3

10、60丰水期9 1.717 460 0.747 200 260230 39010 0.810 210 0.849 220 10 38011 0.709 190 0.821 220 30 350枯12 0.694 180 0.887 230 50 30041 0.784 210 0.821 220 10 2902 0.747 200 0.821 220 20 2703 0.849 220 0.965 250 30 2404 0.597 160 0.859 230 70 1705 0.579 150 0.926 240 90 80水期6 0.560 150 0.859 230 80 0合 计 0.9

11、21 2920 0.849 2690 620 390 230 2. 解（1）由已知公式计算得到 q=f(Z)关系，如下表水位 Z（m）31.63 32.12 32.95 33.75 34.29 34.45 34.61库容 V(106m3)10 10.54 11.99 14.09 15.95 16.91 18.18下泄流量q(m3/s)0 39.44 174.40 354.98 498.91 544.59 591.59（2）选取计算时段 t=1 小时，列表计算如下：时间t(h)入库洪水流量 Q(m3/s)时段平均入库流量下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量时段内水库存水量变化（万 m3）水库存

12、水量（万m3）水库水位（m）0 0 170 0 19.72 0.54 10 31.631 340 510 39.44 106.92 1.45 10.54 32.122 680 850 174.40 264.69 2.10 11.99 32.953 1020 947.5 354.98 426.95 1.86 14.09 33.754 875 802 498.91 523.22 1.04 15.95 34.29试算过程： t=3 小时时间 t(h)入库洪水Q(m3/s)水库水位Z(m)水库库容V(106m)下泄流量q (m3/s)平均入库流量Q平均下泄流量 q水库库容变化V(106m3)V2(10

13、6m3)q2(m)Z2(m)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)52 680 32.9511.99 174.40850 264.692.11 3 1020 33.7514.09 354.9814.09354.9833.75试算过程： t=4 小时时间t(h)入库洪水Q(m3/s)水库水位Z(m)水库库容V(106m)下泄流量q (m3/s)平均入库流量Q平均下泄流量q水库库容变化V(106m3)V2(106m3)q2(m)Z2(m)(1)(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)3 1020 33.7

14、514.09 354.98947.5426.9451.86 4 875 34.2915.95 498.9115.95498.9134.293. 解时段 t 月 （1） 9 10 11 12 1 2天然来水流量 Q 天 （2） 115 85 70 62 56 52各种流量损失 Q 损 （3） 20 15 10 9 8 8下游各部门用水流量Q 用 （4） 100 92 125 60 70 78发电需要流量 Q 电 （5） 150 150 154 159 150 150水库供水流量- Qm3/s（6） -55 -77 -94 -106 -102 -106水库供水量- W （7） -1.445 -2.

15、023 -2.469 -2.784 -2.683 -2.784弃水量 （8） 0 0 0 0 0 0时段初水库存水量 V 初 （9） 25.200 23.755 21.732 19.263 18.479 15.796时段末水库存水量 V 末亿 m3（10）23.755 21.732 19.263 18.479 15.796 13.012时段初上游水位 Z 初 （11）180.00 179.56 178.78 177.72 176.32 175.98时段末上游水位 Z 末 （12）179.56 178.78 177.72 176.32 175.98 174.45月平均上游水位 Z 上m（13）1

16、79.78 179.17 178.25 177.02 176.15 175.226月平均下游水位 Z 下 （14）117.00 117.00 117.25 117.50 117.00 117.00水电站平均水头 H （15）62.78 62.17 61.00 59.52 59.15 58.22月平均出力 N 万 Kw （16）7.85 7.78 7.83 7.89 7.40 7.28月发电量 E 万 Kwh （17）5731 5679 5716 5760 5402 5314一解释下列概念（每小题 3 分，共 24 分）二简答题（4 小题，共 28 分）1 何谓设计枯水系列？简述设计枯水系列的“

17、扣除允许破坏年数法”的确定方法。1 为了计算水库运用多年连续枯水状况，选择的设计枯水系列。在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组，并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数，就得到设计枯水系列。（2）先计算允许破坏年数 T 破 ：T 破 =n-P 设 (n+1)在实测资料中选择出最严重的连续枯水年组，并从该年组最末一年起逆时序扣除允许破坏年数，就得到设计枯水系列。2 简述水电站最大工作容量选择的原则？原则：电力平衡原则 电量平衡原则 系统容量平衡原则3 对于不同调节类型（指无调节、日调节、年调节、多年调节）水库，按照兴利需求，要求水库何时应该蓄到正常蓄水位？a) 多年调节水库在连续丰水年后才能

18、蓄到正常蓄水位；b) 年调节水库在每年供水期前蓄到正常蓄水位；c) 日调节水库每天在水电站调节峰荷以前蓄到正常蓄水位；d) 无调节水电站任何时候在正常蓄水位。三、论述题：（共 12 分）当前，我国所面临的水资源问题主要有哪些？你是如何看待这些问题？（1）水资源短缺（2）洪水灾害（3）水环境污染7四、计算题：（每题 12 分，共 36 分）1.某水库 V 死 =60104m3，设计枯水年来水量及用水量如下表。调节年度由当年 6 月到次年 5 月，其中，69 月为丰水期，105 月为枯水期。试推求 V 兴 。月份 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 6流量m3/s1.582 1.41

19、9 1.717 1.196 0.709 0.694 0.784 0.747 0.849 0.597 0.579 0.560来水 水量104m3410 380 460 310 190 180 210 200 220 160 150 150流量m3/s0.810 0.821 0.747 0.849 0.821 0.887 0.821 0.821 0.965 0.859 0.887 0.821用水 水量104m3210 220 200 220 220 230 220 220 250 230 230 2202. 某水库的泄洪建筑物型式和尺寸已定，设有闸门。水库的运行方式是：在洪水来临时，先用闸门控制

20、q 使等于 Q，水库保持防洪限制水位（38.0m）不变；当 Q 继续加大，使闸门达到全开，以后就不用闸门控制，q 随着 Z 的升高而加大，流态为自由泄流，q max也不限制，情况与无闸门控制一样。已知水库容积特性 V=f(Z)，并根据泄洪建筑物型式和尺寸，算出水位和下泄流量关系曲线 q=f(Z)，见下表。堰顶高程为 36.0m。入库洪水流量过程线如下表，在 t=18 小时，水库达到防洪限制水位。用列表试算法计算在 t=21 小时、t=24 小时的水库水位、下泄流量。表 1 某水库 V=f(Z)、q=f(Z)曲线（闸门全开）水位 Z(m) 36.0 36.5 37.0 37.5 38.0 38.

21、5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0库容 V(万 m3) 4330 4800 5310 5860 6450 7080 7760 8540 9420 10250 11200下泄流量q(m3/s) 0 22.5 55.0 105.0 173.9 267.2 378.3 501.9 638.9 786.1 946.0表 2 入库洪水流量过程时间 t(h) 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51入库洪水流量 Q(m3/s) 174 340 850 1920 1450 1110 900 760 610 460 360 2903.某水电站的正常蓄水位为 18

22、0m，某年供水期各月平均的天然来水量 Q 天 、各种流量损失Q 损 、下游各部门用水流量 Q 用 和发电需要流量 Q 电 分别见下表 3。9 月份为供水期起始8月，水位为正常蓄水位。此外，水库水位与库容的关系，如下表 1。水库下游水位与流量的关系，见下表 2。水电站效率 =0.85。试求水电站各月平均出力及发电量。表 1 水库水位容积关系曲线水位 z（m） 168 170 172 174 176 178 180容积V（10 8m3） 3.71 6.34 9.14 12.20 15.83 19.92 25.20表 2 水电站下游水位与流量的关系流量（m 3/s） 130 140 150 160

23、170 180下游水位（m） 115.28 116.22 117.00 117.55 118.06 118.50表 3 水电站出力及发电量计算给定数据时段 t 月 （1） 9 10 11 12 1 2天然来水流量 Q 天 （2） 115 85 70 62 56 52各种流量损失 Q 损 （3） 20 15 10 9 8 8下游各部门用水流量 Q 用 （4） 100 92 125 60 70 78发电需要流量 Q 电m3/s（5） 150 150 154 159 150 150四计算题（3 小题，共 36 分）1. 解丰水期 枯水期 合计月份 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5

24、 流量 m3/s 1.5821.4191.7171.1960.7090.6940.7840.7470.8490.5970.5790.560 来水 水量 104m3410 380 460 310 190 180 210 200 220 160 150 150 流量 m3/s 0.8100.8210.7470.8490.8210.8870.8210.8210.9650.8590.8870.821 用水 水量 104m3210 220 200 220 220 230 220 220 250 230 240 230 多余 104m3200 160 260 90 多余或不足不足 104m3 30 50

25、10 20 30 70 90 80 380流量 m3/s 弃水水量 104m30 0 240 90 时段末兴利库容蓄水量 104m3 200 360 380 380 350 300 290 270 240 170 80 0 兴利库容 V 兴 =380104 m32. 解9计算结果表时间 t（h）入库洪水流量 Q(m3/s)时段平均入库流量下泄流量q(m3/s)时段平均下泄流量时段内水库存水量变化（万 m3）水库存水量（万 m3）水库水位（m）(1) (2) （3） （4） （5） (6) （7） （8）18 174 257 173.9 180.5 83 6450 38.021 340 595

26、187 224.5 400 6533 38.124 850 1385 262 343.5 1125 6933 38.4试算过程： t=21 小时时间t(h)入库洪水Q(m3/s)水库水位Z(m)水库库容V(万m3)下泄流量q (m3/s)平均入库流量 Q 平均平均下泄流量 q 平均水库库容变化V(万m3)V2(万 m3)q2(m)Z2(m)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)18 174 38.0 6450 173.9 257 211 50 21 340 38.2 6690 211 192.6 70 6520 182 38.0638.1 6

27、530 187 180.5 83 6533 187 38.10试算过程： t=24 小时时间t(h)入库洪水Q(m3/s)水库水位Z(m)水库库容V(万m3)下泄流量q (m3/s)平均入库流量 Q 平均平均下泄流量 q 平均水库库容变化V(万m3)V2(万 m3)q2(m)Z2(m)(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11)21 340 38.1 6533 187 595 24 850 38.3 6828 323.18 255.09 122.37 6655 204.338.438.4 6954 248.54 285.86 111.29 6644

28、 204.038.43. 解时段 t 月 （1） 9 10 11 12 1 2天然来水流量 Q 天 （2） 115 85 70 62 56 52各种流量损失 Q 损 （3） 20 15 10 9 8 8下游各部门用水流量Q 用 （4） 100 92 125 60 70 78发电需要流量 Q 电 （5） 150 150 154 159 150 150水库供水流量- Qm3/s（6） -55 -77 -94 -106 -102 -106水库供水量- W 亿 m3 （7） -1.445 -2.023 -2.469 -2.784 -2.683 -2.78410弃水量 （8） 0 0 0 0 0 0时段

29、初水库存水量 V 初 （9） 25.200 23.755 21.732 19.263 18.479 15.796时段末水库存水量 V 末 （10）23.755 21.732 19.263 18.479 15.796 13.012时段初上游水位 Z 初 （11）180.00 179.56 178.78 177.72 176.32 175.98时段末上游水位 Z 末 （12）179.56 178.78 177.72 176.32 175.98 174.45月平均上游水位 Z 上 （13）179.78 179.17 178.25 177.02 176.15 175.22月平均下游水位 Z 下 （14

30、）117.00 117.00 117.25 117.50 117.00 117.00水电站平均水头 Hm（15）62.78 62.17 61.00 59.52 59.15 58.22月平均出力 N 万 Kw （16）7.85 7.78 7.83 7.89 7.40 7.28月发电量 E 万 Kwh （17）5731 5679 5716 5760 5402 5314一、基本概念1.水资源：水资源可以被理解为人类长期生存、生活和生产过程中所需要的各种水，既包括了它的数量和质量，又包括了它的使用价值和经济价值。2.供水工程：为社会和国民经济提供用水量的所有水力工程，按类型可分为蓄水工程、引水工程、提水工程、地下水工程和其它水源工程。3.供水能力：水利工程在特定条件下，具有一定供水保证率的供水保证率的供水量，它与来水量、工程条件、需水特性和运行调度有关。4.死水位：在正常运用情况下，允许水库消落的最低水位。5.正常蓄水位：在水库正常运行条件下，为了满足兴利部门枯水期的正常用水，水库在供水开始时应蓄到的最高水位，成为正常蓄水位。6.兴利库容：正常蓄水位到死水位之间的库容，使水库实际可用于径流兴利调节的库容，称为兴利库容，又称调节库容。7.防洪限制水位：水库在汛期允许蓄水的上限水位，又称为汛期限制水位。