| 论文首页哲学论文经济论文法学论文教育论文文学论文历史论文理学论文工学论文医学论文管理论文艺术论文 |
4.2 典型年法
以伏尔基河水库为例叙述典型年法计算可供水量的具体方法和步骤。伏尔基河水库是一座为下游农田供的年调节水库，集水面积80km2，总库容890万m3，兴利库容500万m3，死库容390万m3，水库特性曲线、水量损失等资料为已知，设计灌溉面积0.8万亩，设计供水保证率为75%。
(1) 来水量、用水量和可供水量三者间的关系
以w来表示月进库水量，w可供表示水库的可供水量， m需表示用水户月需水量，△v表示由水库调节库容补充的月需水量，根据可供水量的定义，当w来≥m需时，水库的可供水量按“以需定供”考虑，w可供= m需；当w来＜m需时，水库的可供水量按“以供定需”考虑，w可供=w来+△v。
(2) 不同保证率可供水量计算
①保证率p=50%可供水量：供水保证率50%，低于水库设计供水保证率，灌区灌溉需水量低于设计保证率需水量，因此水库不需要完全年调节，只动用水库部分兴利库容就可满足该保证率灌溉用水的要求，此时水库的可供水量可按“以需定供”的原则确定，即保证率50%的可供水量等于相应保证率的灌区需水量，灌区设计灌溉面积0.8万 亩，毛灌溉定额632.8m3/亩，需水量 505.6万m3，则保证率为50%的可供水量为 505.6万m3。
②保证率p=75%可供水量：伏尔基水库设计供水保证率为75%与可供水量计算的保证率一致，因此当水库淤积量较小，水库的兴利库容基本不变时，来水经水库调节后能够满足灌区的需水要求，此时供需平衡，水库的可供水量等于灌区的需水量，保证率75%时灌区设计灌溉面积0.8万亩，毛灌溉定额711.9 m3/亩，需水量为 569.5万m3，则水库保证率为75%的可供水量为569.5万m3。
③保证率p=95%可供水量：保证率95%高于水库供水设计保证率，此时的水库的供水可能出现以下三种情况：一是当来水量大于用户需水量且水库具有足够调节能力时，水库供水虽然超过了设计保证率，但灌区的需水要求仍能得到全部保障，这说明该水库供水能力较大，在保证率75%时水库的供水潜力尚未完全发挥，这是一种极端的情况，在水资源比较贫乏的北方，此类现象并不多见；二是当水库来水量小于用户需水量时，受来水量的限制，灌区的需水无法全部满足，水库供水量只能保证设计灌溉面积的一部分，在水库完全年调节的情况下，来水量将全部利用，此时水库的可供水的大小取决于年来水量的多少；三是水库年来量虽然小于年需水量，但由于来水量月际间变化较大，水库调蓄能力有限，年来水量不能完全调节、全部利用，此时水库的可供水量的大小既受来水量的制约又受水库调节能力的影响，需要通过调节计算才能确定。综上所述，保证率p=95%时，水库的可供水量与来水、需水、工程供水能力之间的关系非常复杂，按简单的“以需定供”和“以供定需”难以计算水库的可供水量，须选择典型年通过调节试算才能确定水库的可供水量。具体步骤为：①计算代表典型年的现状逐月来水量；②根据灌区毛灌溉用水定额推求逐月用水过程；③假定灌溉面积，计入损失调节计算，求兴利调节库容，其值等于工程兴利库容或虽小于兴利库容但来水已全部利用时，假定的灌溉面积即为所求；④对所求得灌溉面积进行判断，当灌溉面积大于设计灌溉面积时取设计灌溉面积，当所求面积小于设计灌溉面积取保证灌溉面积；⑤用通过试算法求得的保灌面积乘以年毛灌溉定额计算出灌区年用水量，此值即为水库该保证率的可供水量。选择1978年9月～1979年8月为代表典型年调节计算伏尔基河水库的可供水量，计算结果如表2。 （科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
表2 伏尔基水库保证率95%可供水量调节计算成果表
由表2可知，水库供水属第二种情况，水库来水量小于灌区设计需水量，经水库完全年调节后来水量全部被利用，此时灌区的可保证灌溉面积为0.462万亩，占灌区总面积0.8万亩的58%，水库的可供水量与来水量和用水量相等，为367万m3。
4.3 简化计算法
流域内各小型水利工程中除新一水库、伏尔基水库外其它水库的集水面积都非常小，由于水库上游没有水文站控制，工程控制点的来水量的只能要通过移用相邻流域的水文资料间接获得，由于和代表站的集水面积相差太大，采用水文比拟法或降水径流相关法计算的来水量势必会存在较大的误差，加上个别水库又没有实测的用水资料，因此采用兴利调节的方法逐座计算水库可供水量不但难于进行，而且并不提高精度，对于这些水库采用简化计算法估算可供水量即可。小型水库中，天水湖水库是为满足城市的生态环境和库区旅游的景观用水的生态用水水库，除相向库区少量的生活用水外，水库不为工业和农业等用水户提供河道外用水。库区的水位观测资料比较齐全，库区生活用水量也容易调查统计。除天水湖水库外，流域内其它小型水库仅为下游水稻灌区供水（保证率75%），因水库负担的灌溉面积较小，灌区逐年的实灌面积和灌溉定额易于调查获得。本文根据以上水库的供水情况和资料条件，采用实际用水量法估算可供水量，即用不同保证率代表年用水户的实际用水量代替水库相应保证率的可供水量。
(1) 农业用水水库的可供水量
由于水库的供水保证率为75%，可供水量保证率为50%和75%时，灌区的用水能够得到保证，按照“以需定供”的原则，取设计用水量作为水库的可供水量。灌区的设计用水量可根据设计灌溉面积、设计净灌溉定额和渠系水利用系数，由下列公式计算求得：
w用水=f设m设/η （6）
式中：w用水为保证率50%、75%的用水量(可供水量)；f实为灌区保证率50%、75%的设计灌溉面积；m设为保证率50%、75%的设计净灌溉定额；η为渠系水利用系数。
计算保证率95%可供水量时，由于其保证率高于水库的设计供水保证率，水库供水遭到破坏，灌区的实际灌溉面积将小于设计灌溉面积，而且在非充分供水的情况下灌区的实际灌溉定额也会低于作物的设计灌溉定额，灌区的实灌面积通过调查获得，在非充分供水条件实际灌溉定额按保证率95%的设计灌溉定额消减10%考虑，此时可供水量的计算公式如下：
w用水=0.9f实m设/η （7）
式中：w为保证率95%时水库用水量（可供水量）；f实为保证率95%时灌区的实际灌溉面积。
(2)生态用水水库的可供水量
天水湖水库属生态用水型水库，不向河道外提供调节水量，所消耗的水量包括库区的水面蒸发、水库的渗漏和少量的库区生活用水，水库的可供水量就是为满足上述水量消耗所补充的水量，不同保证率的可供水量用典型年法按如下公式计算：
（8）
式中：w可供为水库可供水量；f为水库月平均水面面积；e为水库月水面蒸发损失深度；s为水库月渗漏损失深度；w生活为库区年生活用水量。
5 流域蓄水工程可供水总量
梧桐河流域面积4338km2，属中等流域，蓄水工程均分布在梧桐河右岸各河流上游的山丘区，工程所在区域多年平均降水量变化在550～600mm之间，多年平均径流深变化在200～250mm之间，降水和径流的空间分布变化不大，加之各蓄水工程位于同一气候区，其径流的年际和年内变化具有较好的同步性，因此本文采用同频组合的方法计算流域内蓄水工程的可供水总量，即将各蓄水工程的可供水量进行同频相加，求得不同保证率的可供水总量。经计算，梧桐河流域蓄水工程保证率50%、75%、95%现状可供水总量为7342.3 万m3、7187.7 万m3、4759.2 万m3 。
6 结语
(1)本文综合考虑梧桐河流域蓄水工程的来水、用水资料条件及供水对象的重要程度等因素，分别采用了长系列时历列表调算法、典型年法和实际用水量法计算流域各蓄水工程的供水量，计算方法实用，计算结果精度较高，为本流域的水资源供需分析和水资源规划提供了依据。
(2)流域内水文站点数量不足，一些水库没有库水位、出入库流量观测资料或资料不齐全，给本次的可供水量计算带来极大的不便，影响了计算结果的精度。建议有关部门加强此方面工作，适当增加水文站网密度，增设水库专用观测站，为本流域的水资源规划和管理积累翔实可靠的基础数据。
(3)本文计算的蓄水工程可供水总量，系由单项工程可供水量同频相加求得，此法在流域面积较小、各区间来水同步性较好时是合适的。对于面积较大的流域，由于各区间来水组合情况复杂，上下游、干支流有密切的水量联系，各项工程、各种水源之间可能存在水量补偿关系，此时可供水总量计算不能采用简单的同频相加，应将供水和用水视为整体系统，按照一定的调度原则，从上游到下游逐级进行水量调节平衡计算，从而求得全流域不同保证率的可供水总量。
共3页: 2
论文出处(作者):