2022年水资源规划及利用期末卷.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 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：利用各水库调剂性能的差异,而进行的补偿；选调剂性能好的水库作为补 偿水库,调剂性能差的水库作为被补偿水库；转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,共同满意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牢靠电能2. 电力系统为什么需要设置负荷备用容量？哪些电站相宜担任负荷备用？（1）在实际运行状态下,电力系统的日负荷是常常处在不断的变化之中,随时有可能显现 突荷；这是由于系统中总有一些用户的负荷变化是非常猛烈而急促,这种不能猜测的突荷 可能在一昼夜的任何时刻显现,也有可能恰好显现在负荷的尖峰时刻,使此刻最大负荷的 尖峰更高,因此,电力系统必需随时预备部分备用容量；当这种突荷显现时,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,应挑选引水道比较短的电路；当缺乏水电站时,也可挑选火电站；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：在正常运用的情形下,答应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：当遇到特别枯水年份或者发生特别情形（例如水库清底检修、战 备、地震等）时,水库运行水位答应比设计死水位仍低一些,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、旅行、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方案性,提高各水利部门的工作牢靠性和水量利用率,更好地发挥水库的综合利用作用；同时也可 用来合理打算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）1名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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？以及可能显现 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 显现的问题；解决这些问题的建议；四、 运算题 （3 小题,共 36 分）1. 某拟建水库坝址处多年平均径流量为1100× 106m3,多年平均流量为36m3/s ；属于年调剂水库,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；时段 自然来水 各部门综合用水流量 流量水量 106m3 水量 106m3（月）m3/s m3/s丰 6 1.582 410 0.810 2107 1.419 380 0.821 220水8 1.717 460 0.747 200期9 0.810 210 0.849 22010 0.709 190 0.821 220枯 11 0.694 180 0.887 23012 0.784 210 0.821 220水 1 0.747 200 0.821 2202 0.849 220 0.965 250期 3 0.597 160 0.859 2304 0.579 150 0.926 2405 0.560 150 0.859 2302. 已知某水库 P=1%的设计洪水过程线如下表 1；溢洪建筑物采纳河岸溢洪道,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）012345678910入库流量 m3/s03406801020 8757295834372911460表 2 水库水位容积关系曲线水位 z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.612名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 容积 V（106m3）1010.5411.9914.0915.9516.9118.183. 某水电站的正常蓄水位为 180m,某年供水期各月平均的自然来水量 Q天、各种流量缺失 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 平均出力及发电量；表 1 水库水位容积关系曲线2；水电站效率 =0.85 ；试求水电站各月水位 z（ m）168170172174176178180容积3.716.349.1412.2015.8319.9225.20V（108m3）表 2 水电站下游水位与流量的关系流量（ m3/s ）130140150160170180下游水位（ m）115.28116.22117.00117.55118.06118.50表 3 水电站出力及发电量运算给定数据时段 tQ用月（ 1） 910111212自然来水流量Q天m3/s（ 2） 1158570625652各种流量缺失Q损（ 3） 201510988下游各部门用水流量（ 4） 10092125607078发电需要流量Q电（ 5） 150150154159150150四运算题（ 3 小题,共 36 分）1. 运算结果表如下,得到V 兴=390× 106m3余外或不足水弃 水流量时段末兴时段自然来水各部门综合用水量水量利库容蓄（月） 流量水量流量水量余外不足水量m3/s106m3m3/s106m3106m3106m3106m3m3/s106m3200丰71.5824100.8102102000081.4193800.82122016000360水23039026091.7174600.747200期38010枯10 0.8102100.84922011 0.7091900.8212203035012 0.6941800.887230503003名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 水10.7842100.8212201029020.7472000.82122062020230270期30.8492200.9652503024040.5971600.8592307017050.5791500.926240908060.5601500.859230800合 计 0.92129200.84926903902. 解（1）由已知公式运算得到 q=fZ 关系,如下表水位 Z31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61（m）库容 V1010.5411.9914.0915.9516.9118.18106m3下泄流量q039.44174.40354.98498.91544.59591.59m3/s（2）选取运算时段t=1 小时,列表运算如下：时段内水库存水水库存水水库水位Z2时间入库洪水流时段平均下泄流量时段平均量（万th量 Qm3/s入库流量qm3/s下泄流量量变化（万m3）（m）m3）00170019.720.541031.63134051039.44106.921.4510.5432.122680850174.40264.692.1011.9932.9531020947.5354.98426.951.8614.0933.754875802498.91523.221.0415.9534.29试算过程： t=3小时平均水库库V2q2时入库水库水库库下泄平均间 t洪水水位容流量入库下泄容变化106mmm流量流量 q V10hQm3/ZmV106 q Q7310116m3smm3/s136892454名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 268032.911.99174.4850264.62.11 31020514.090354.99914.0354.933.733.7试算过程： t=45885小时时入库水库水库下泄平均平均下水库库V2q2Z2间洪水水位库容流量入库泄流量容变化106mmmt流量q V10Qm3/ZmV106 q Q310116m3hsmm3/s736891245 31020533.714.098354.95947.5426.941.86515.91498.934.2 4875934.215.951498.993. 解时段 tV 初月（1） 910111212自然来水流量Q天m3/s（2） 1158570625652各种流量缺失Q损（3） 201510988下游各部门用水流量（4） 10092125607078Q用发电需要流量Q电亿 m3（5） 150150154159150150水库供水流量 -Q（6） -55-77-94-106-102-106水库供水量 -W（7） -1.445-2.023-2.469-2.784-2.683-2.784弃水量（8） 000000时段初水库存水量（9） 25.20023.75521.73219.26318.47915.796时段末水库存水量V 末（1023.75521.73219.26318.47915.79613.012）时段初上游水位Z 初m（11180.00179.56178.78177.72176.32175.98）时段末上游水位Z 末（12179.56178.78177.72176.32175.98174.45）月平均上游水位Z 上（13179.78179.17178.25177.02176.15175.22）5名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 月平均下游水位Z 下（14117.00117.00117.25117.50117.00117.00）水电站平均水头H（1562.7862.1761.0059.5259.1558.22）月平均出力N万 Kw（167.857.787.837.897.407.28）月发电量 E万 Kwh （17573156795716576054025314）一说明以下概念（每道题 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“扣除答应破坏年数法” 的确定方法；1 为了运算水库运用多年连续枯水状况,挑选的设计枯水系列；在实测资料中挑选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答应破坏年数,就得到设计枯水系列；（2）先运算答应破坏年数 T 破：T 破=n-P 设n+1在实测资料中挑选出最严峻的连续枯水年组,并从该年组最末一年起逆时序扣除答应破坏年数,就得到设计枯水系列；2简述水电站最大工作容量挑选的原就？原就：电力平稳原就 电量平稳原就 系统容量平稳原就3 对于不同调剂类型（指无调剂、日调剂、年调剂、多年调剂）水库,依据兴利需求,要求水库何时应当蓄到正常蓄水位？a 多年调剂水库 在连续丰水年后才能蓄到正常蓄水位；b 年调剂水库 在每年供水期前蓄到正常蓄水位；c 日调剂水库 每天在水电站调剂峰荷以前蓄到正常蓄水位；d 无调剂水电站 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）洪水灾难（ 3）水环境污染6名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四、运算题：（每题 12 分,共 36 分）1. 某水库 V 死=60× 104m3,设计枯水年来水量及用水量如下表；调剂年度由当年46 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；6月份6789101112123流量来m3/s1.5821.4191.7171.1960.7090.694 0.7840.747 0.8490.597 0.5790.560水 水量410380460310190180210200220160150150104m3流量用m3/s0.8100.8210.7470.8490.8210.887 0.8210.821 0.9650.859 0.8870.821水 水量210220200220220230220220250230230220104m32. 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：在洪水来暂时,先用闸门掌握 q 使等于 Q,水库保持防洪限制水位（38.0m）不变；当 Q连续加大,使闸门达到全开,以后就不用闸门掌握,q 随着 Z 的上升而加大,流态为自由泄流,qmax也不限制,情形与无闸门掌握一样；已知水库容积特性 V=fZ ,并依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=fZ ,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；用列表试算法运算在t=21 小时、 t=24 小时的水库水位、下泄流量；表 1 某水库 V=fZ 、q=fZ 曲线（闸门全开）水位 Zm36.0 36.537.037.538.038.539.039.540.040.541.0库容 V万 m34330 4800 531058606450708077608540942010250 11200下泄流量022.555.0105.0173.9267.2378.3501.9 638.9786.1 946.0qm3/s表 2 入库洪水流量过程时间 th 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51入库洪水流量 Qm3/s 174 340 850 1920 1450 1110 900 760 610 460 360 2903. 某水电站的正常蓄水位为 180m,某年供水期各月平均的自然来水量 Q天、各种流量缺失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7名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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）168170172174176178180容积3.716.349.1412.2015.8319.9225.20V（108m3）表 2 水电站下游水位与流量的关系流量（ m3/s ）130140150160170180下游水位（ m）115.28116.22117.00117.55118.06118.50表 3 水电站出力及发电量运算给定数据时段 tQ用月（ 1） 910111212自然来水流量Q天m3/s（ 2） 1158570625652各种流量缺失Q损（ 3） 201510988下游各部门用水流量（ 4） 10092125607078发电需要流量Q电（ 5） 150150154159150150四运算题（ 3 小题,共 36 分）1. 解丰水期9枯水期1212345合计月份6781011来流量 m3/s1.581.411.711.190.700.690.780.740.840.590.570.56380297694479790水水量 104m3410380 460310190180210200220160150150用流量 m3/s0.810.820.740.840.820.880.820.820.960.850.880.82017917115971水水量 104m3210220 200220220230220220250230240230余外余外 104m3200160 260903050102030709080或不不足 104m3足弃水流量 m 3/s024090350300290270240170800水量 104m30时段末兴利库容200360 380380蓄水量 104m3兴利库容 V 兴=380× 104 m32. 解8名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算结果表时间 t入库洪水流时段平均下泄流量时段平均时段内水库存水水库存水量水库水位（h）量 Qm3/s入库流量qm3/s下泄流量量变化（万m3）（万 m3）（m）12（3）（4）（5）6（7）（8）173.9180.538.01817425783645021340595187224.5400653338.1248501385262343.51125693338.4试算过程： t=21小时下泄流量平均入库平均下泄水库库容变V2q2Z2时间入库洪水库水水库库容t水位 q 流量流量 q 平化 V万hQm3/sZmV 万Q平均均m3 万 m3mmm3/sm312345678910111817438.06450173.92572115018238.062134038.26690211192.670652038.16530187平均入库180.583653318738.10试算过程： t=24小时下泄流量平均下泄水库库容变V2时间入库洪水库水水库库容q2Z2t水位 q 流量流量化 V万hQm3/sZmV 万Q平均q 平均m3 万 m3mmm3/sm312345678910112134038.16533187595255.09122.376655204.3 38.42485038.36828323.1838.46954248.54285.86111.296644204.0 38.43. 解时段 t月（1） 910111212自然来水流量Q天m3/s（2） 1158570625652各种流量缺失Q损（3） 201510988下游各部门用水流量（4） 10092125607078Q用发电需要流量Q电亿 m3（5） 150150154159150150水库供水流量 -Q（6） -55-77-94-106-102-106水库供水量 -W（7） -1.445-2.023-2.469-2.784-2.683-2.7849名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 弃水量（8） 000000时段初水库存水量V 初（9） 25.20023.75521.73219.26318.47915.796时段末水库存水量V 末（1023.75521.73219.26318.47915.79613.012）时段初上游水位Z 初m（11180.00179.56178.78177.72176.32175.98）时段末上游水位Z 末（12179.56178.78177.72176.32175.98174.45）月平均上游水位Z 上（13179.78179.17178.25177.02176.15175.22）月平均下游水位Z 下（14117.00117.00117.25117.50117.00117.00）水电站平均水头H（1562.7862.1761.0059.5259.1558.22）月平均出力N万 Kw（167.857.787.837.897.407.28）月发电量 E万 Kwh （17573156795716576054025314）一、基本概念1.水资源：水资源可以被懂得为人类长期生存、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：为社会和国民经济供应用水量的全部水力工程,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.供水才能：水利工程在特定条件下,具有肯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：在正常运用情形下,答应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,为了满意兴利部门枯水期的正常用水,水库在供水开头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剂的库容,称为兴利库容,又称调剂库容；7.防洪限制水位：水库在汛期答应蓄水的上限水位,又称为汛期限制水位；10名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8.防洪高水位：当水库下游有防洪要求时,遇到下游防护对象的设计标准洪水时,水库经 调洪后前达到的最高水位,称为防洪高水位；9.防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位间的水库容积称为防洪库容；10.实际洪水位：当遇到大坝设计标准洪水时,水库经调洪后,坝前达到的最高水位,称为 设计洪水位；11.设计保证率水利工程多年工作期中,用水部门的正常用水得到保证的程度,它常用正常 用水保证率来表示；由于它是在进行水利水电工程设计时予以规定的,故也称为设计正常 用水保证率,简称设计保证率；12.结合库容：当防洪限制水位低于正常蓄水位时,防洪限制水位到正常蓄水位 之间的库容即可用于兴利,又可以用于防洪,成为公用库容或结合库容；13.固定资产投资：是指项目达到规模所需要投入的全部运行费用；14.年运行费：是指项目在运行初期和正常运行期每年所需支出的全部运行费用；15.经济静态评判方法：指不考虑资金的时间价值,运算静态经济效益指标的方法；16.经济动态评判方法：是指考虑资金时间价值,运算动态经济效益的方法,如净现值法、内部收益率法；17.水电站出力：指发电机组的出线段送出的功率；18.水电站的发电量：指水电站的出力与相应时间的乘积；19.水电站保证出力：是水电站在长期工作中符合设计保证率要求的枯水期内的平均出力；20.电力系统：如干个电站及用户之间用输电线联结为一个共同的电力网,称为电网或叫电 力系统；21.电力负荷：电力用户对电力系统中提出的处理要求,称为电力负荷；22.日调剂水电站：假如水电站能够利用水库（或日调剂池）的调剂库容是自然来水在一昼 夜24h 内重新安排,即把低谷负荷时余外的水量蓄积起来,供高峰负荷时用,这样的水电 站叫做日调剂水电站；23.水电站最大工作容量：是指设计水平年电力系统负荷最高时水电站能担负的 最大发电 容量；24.水库群：为了从全流域的角度讨论防灾和兴利的双重目的,需要在河流的干支流上布置 一系列的水库,形成肯定程度上能相互协作、共同调剂径流,满意流域整体中各部门的多 种需要；这样一群共同工作的水库整体即称为水库群；11名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 25.水库调度图：在水库入流无长期预报条件下,确定年内各时刻库水位 或蓄水量 来决策水库蓄泄过程,以确保设计要求的实现如：正常供电水和削减丰水期弃水量、综合利用各部门关系和谐等,这样确定的库水位 或蓄水量 过程线,称水库调度图；26.水资源评判：水资源评判一般是针对某一特定区域,在水资源调查的基础上,讨论特定区域内的降水、蒸发、径流等要素的变化规律和转化关系,阐明地表水、地下水资源数量、质量及其时空分布持点、开展需水量调查和可供水量的运算,进行水资源供需分析,寻求水资源可连续利用最优方案,为区域经济和社会进展和国民经济各部门供应服务；27.水资源规划：就是以水资源利用、调配为对象,在肯定区域内为开发水资源、防治水患、爱护生态环境、提高水资源综合利用效益而制定的总体措施方案与支配；（1）防洪限制水位：水库在汛期答应兴利蓄水的上限水位；（2） 年保证率：是指多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比；（3）设计枯水系列：为了运算水库运用多年连续枯水状况,挑选的设计枯水系列；在实测资料中挑选出最严峻的连续枯水年组,并从该年组最末一年起逆时序扣除答应破坏年数,就得到设计枯水系列；（4）水电站保证出力：是指水电站在长期工作中符合水电站设计保证率要求的枯水期（供水期）内的平均出力；（5）电力系统最大工作容量：为了满意系统最大负荷要求而设置的容量；（6）重复容量：在汛期,为了削减弃水额外增大水电站的容量,使在丰水期多发电；由于这部分加大的容量不能当作工作容量,因而称重复容量；（7）水库群：一群共同工作的水库整体（群体）；（8）防洪库容：防洪高水位与防洪限制水位间的库容；用以拦蓄洪水,满意下游防护对象的防洪要求；（1）防洪高水位：当遇下游防护对象的设计标准洪水时,水库为掌握下泄流量而拦蓄洪水,这时在坝前达到的最高水位；（2）历时保证率：指多年期间正常工作历时（日、旬或月）占总历时的百分比；（3）设计代表期：在水利水电工程规划设计过程中,要进行多方案大量的水利水能运算,依据长系列水文资料进行运算,可获得较精确的结果,但工作量大；在实际工作中可采纳简化方法,即从水文资料中挑选如干典型年份或典型多年径流系列作为设计代表期；（4） 电力系统负荷图：电力系统中全部用户所需出力N（负荷）随着时间t 的变化曲线；12名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - （5） 电力系统必需容量：电力系统中最大工作容量和备用容量之和,称（6） 水库调度图：是由一些基本调度线组成,这些调度线是具有掌握性意义的水库蓄水 量（或水位）变化过程线,是依据过去水文资料和枢纽的综合利用任务绘制出的；（7） 死水位：在正常运用的情形下,答应水库消落的最低水位；（8）拦洪库容：设计洪水位与防洪限制水位之间的库容,称拦洪库容13名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页