水利水能规划复习思考题2016.11..

一、填空题 当水库为两次运用时，在总余水大于总缺水的条件下，若两亏水量之和减去中间的中间余水期的余水量同时小于两个亏水量，则兴利库容余水 为 。 等出力调节（也称定流量操作）是指 。 整个供水期调节流量使出力保持不变的径流调节。 等流量调节（也称定流量操作）是指 。 整个供水期均匀供水的径流调节 平均发电量 反映水电站动能效益的两个主要动能指标水电站的保证出力和多年是 。 评价阶段采用影子价格， 评价阶段采用国民经济，财务 市场价格。 确定装机容量中的最大工作容量是以 和保证电保证出力 能为依据的。 日保证电能等于 。 日保证出力×日小时数 日调节和年调节水电站确定装机容量中的最大工作容量保证出力、保证电能 主要取决于 和 。 水电站装机容量中的季节容量又可称为 。 重复容量 刻tx期间的水量差积值tx 水量累积曲线上 代表该时刻的瞬时任意一点的切线斜率 流量。 水能计算与径流调节计算的主要区是 。 前者不仅考虑流量和水量，还要考虑水头因素 水资源从广义上讲包括四个方水量、水能、水质、水体， 面： 、 、 、 ，联合国教科文组可资利用或有可能被利用织提出水资源是指 。 的水源，这种水源应当有足够的数量和可用的质量，并在某一地点为满足某种用途而得以利用。 无调节（即径流式）水电站总是工作在日负荷图的 ，基荷、峰荷位置 而调节好的水电站在枯水期又总是工作在日负荷图的 。 在水利水能规划中无论是时历列表试算还是图解法其基水量 水量差积曲线上任一时刻tx的纵坐标表示 。 从起始时刻t0到该时即 定QtQt0t0txt本原理都是依据 平衡原理。 二、判断题 保证出力是指符合于水电站设计保证率要求的枯水期的最小出力。×， （ ） 保证电能一定大于多年平均电能（即多年平均发电量）。（ ） 并联水电站库群具有天然的水力联系，故可以进行径流补偿。（ ） 财务评价采用影子价格，（国民）经济评价采用市场价格。 串联水电站或水库群即为梯级水电站或梯级水库群。 并联水电站或水库群即为梯级水电站或梯级水库群。（ ） ×， × × √ × 串联水库群之间没有天然的水文和水力联系，只有他们共同承担下游的×， 防洪、灌溉、发电等任务时才使它们之间产生某种联系。（ ） 当电力系统内有较多高温高压火电站与核电站，而水电站所占比重较小√ 时，应考虑修建抽水蓄能电站 。( ) 校核洪水位与防洪限制水位之间的库容称为调洪库容。( ) √ 当水库为两次运用时，在总余水大于总缺水的条件下，若中间余水期的×余水量不同时小于前后两个亏水期的亏水量，则兴利库容为两亏水量之大值。（ ） 当水库为两次运用时，在总余水大于总缺水的条件下，若中间余水期的√ 余水量同时小于前后两个亏水期的亏水量，则兴利库容为两亏水之和减去中间的余水。（ ） 等流量调节是指整个供水期均匀供水的径流调节。（ ） √ 调节系数α是反映水库兴利调节的能力，等于兴利库容与坝址处多年平×均年径流量的比值。 反映水电站效益的主要动能指标是指水电站的瞬时出力和某年的发电量。（ ） 河床式水电站适应于低水头、大流量，而且厂房本身是挡水建筑物的一√ 部分。（ ） 河床式水电站适应于高水头，小流量。( ) 具有低坝库容较小的水电站往往调节性能较好。 具有高坝大库的水电站往往调节性能较差。 ×， × × × 库容系数β是反映水库兴利调节的能力，等于设计枯水年供水期调节流×，参考P34 量与多年平均流量的比值。（ ） 库容系数β是反映水库兴利调节的能力，等于兴利库容与坝址处多年平√ 均年径流量的比值。（ ） 水电站水库死水位越低，水电站平均发电量越大。 水电站最大工作容量的确定与水电站的调节性能有关。（ ） 水量累积曲线上任意一点的切线斜率代表该时刻的瞬时流量。（ ） 梯级开发中理想的方案是具有高坝大库的水电站位于下游。（ ） × √ √ × 无闸门控制的表面溢洪道泄流时，当入库流量大于出库流量时，水库出×现最高洪水位和最大下泄流量。（ ） 有闸门控制的表面溢洪道泄流时，当入库流量大于出库流量时，水库出×现最高洪水位和最大下泄流量。 在经济计算中，静态分析与动态分析的本质差别是考虑了资金的时间价√ 值。（ ） 在开发水能的过程中，流量和水位是决定水能资源蕴藏量的两项要素。×， （ ） 资金的现值就是将资金折算到计算基准年的价值。（ ） 三、简答题 什么是水库的特征水水库的特征水位是指水库工作状况的各种水位，水库的位？水库有哪些特征水特征水位及其相应库容体现着水库利用和正常工作的各种位和特征库容？ 特定要求，是规划设计阶段确定主要水工建筑物尺寸及估算工程效益的基本依据。参考P27~P28 √ 水量累积曲线和水量差水量累积曲线上纵坐标则表示从计算起始时刻t0(坐标原点)积曲线有何不同？哪种到相应时刻t之间的总水量，它是流量过程线的积分曲线；而水量差积曲线从流量过程线上减去一常数流量值，例如Q曲线更实用？为什么？ 定，然后把各单位时段的差量（Q-Q定）累积之，则得差积曲线的各纵标值。 水量差积曲线更实用。因为水量累积曲线在纵坐标上是随着时间的增加而无限增大的，在实际绘图中需要很大的幅面才能使得刻度更精确，而水量差积曲线则是随着时间的增加而围绕水平轴上下波动的，更容易绘制，读数更精确。 什么是调节系数？在水将设计枯水年供水期调节流量（多年调节时为设计枯水库规划中它具体起到什系列调节流量）与多年平均流量的比值称为调节系数。调节么作用？ 已知水库水位容积关系曲线V＝f(Z)和蓄泄方程系数主要用以度量径流调节的程度。 (1)第一时段中的Q1、Q2、q1、V1为已知。先假定第一q2值，由水量平衡方程q =f (V) ，如果知道调洪时段末一个第一时段的Q1、Q2、V1、q1，请描述怎样推求水库Qq(Q1Q2)(q1q2)V2V1求出V值，然后按此V值2222t的下泄洪水过程线q~t、在q ~V上查出q2值，若与假定的q2不相等，则要重新假定水库蓄水量过程线V ~t、一个q2值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止。水库蓄水位过程线由q2查q ~V得V2，这样多次演算求得的q2、V2值就是下一Z~t ？ 时段的q1、V1值，可依据此值进行下一时段的试算。逐时段依次试算即得所需下泄流量过程线q~t； (2) 将入库洪水过程线Q~t和计算的q~t线点绘在一张图上，根据前面的分析，若计算的最大下泄流量qm正好是二线的交点，则计算的qm是正确的。否则，说明计算的qm有误差，此时应改变计算时段Δt进行试算，直到计算的qm正好上二线的交点为止； (3)由每个时段末q2的查q ~V得V2，由V2查V＝f(Z)得Z2。这样依次计算即得所需V ~t 、Z ~t 。 在方案比较时，当二个工二方案应选定同一基准年，同一生产期，同一折现率 程的开工时间不同时，或 生产期不同时，怎样满足时间价值的可比性？ 水电站装机容量是由哪水电站装机容量是由最大工作容量、备用容量和季节容量组些容量组成？季节容量成。 又叫重复容量，为何这部因为水电站装机容量包含季节容量，同时电力系统的其它电分容量必须重复？ 站（如火电站或核电站）装机容量也必须包含这部分季节容量，否则在枯水期没有电站承担住部分装机容量。 什么是日电能累积曲是日负荷图的出力值与其相应的电量之间的关系。 线？ 一个工程项目是否会出会出现。因为评价体系不同，出发点、角度和采用价格不同。现经济评价合理，而财务经济评价：从宏观考虑，考虑直接和间接效益（含社会效益），评价不可行？为什么？ 采用影子价格； 而财务评价：从微观（本部门财务）考虑收入和支出，采用市场价格。 抽水蓄能电站并未增加因为可利用/吸收夜间多余的能量，抽水到上库，将电能以水电力系统总发电量，为何能的形式储存起来，待用电高峰期法规发电，以调峰调频 还要修建抽水蓄能电站？ 甲乙依次串联，怎样确定第一级同频率出库流量过程线 - 所耗用的水量 + 甲乙区下游乙库的入库流量过间同频率流量过程线 程线（考虑保证率）？ 利用日电能累计曲线可确定最大工作容量，请指出线段AB和 BC各等于什么？ 解答： AB=日保证电能=保证出力×日小时数；BC=最大工作容量。 什么是设计保证率？设 在进行水利水电工程设计时，规定多年工作期中，用水计保证率的表示方法有部门的正常用水得到保证的程度，称为设计正常用水保证哪几种？各是怎样计算率，简称设计保证率。 的？ 设计保证率一般有以下两种不同的衡量方式：即按保证正常用水的年数和按保证正常用水的历时来衡量。两者都是以多年工作期中的相对百分数表示。 参考P35 已知某水库设计调节流量为28m3/s，①指明哪一时段为供水期？②试在图中标出兴利库容？ 解答 ①bc段为供水期；②兴利库容如图示。 b Q调 V兴 Q调 c 请根据下列水库调洪过程，画出入库洪水过程线 Q~t，下泄洪水过程线q~t，水库蓄水位过程线Z~t的示意图。 水库调洪过程：当t1 时刻洪水开始进入水库时，水库水位处于堰顶高程，此时溢洪道的泄水流量为零。随后，入流渐增，库水位随之增高，溢洪道开始泄流，随着库水位的增高，下泄流量增大。当洪峰过去后，入库流量开始减小，直到t 2 时刻入库流量等于出库流量时，水库出现最高洪水位和最大下泄流量，此后，入库流量开始小于出库流量，库水位亦随之下降，直到回落至堰顶高程。 解答 如图所示 因为水电站和火电站什么叫水电站装机容电站所有机组铭牌出力/额定容量之和。的最大工作容量/装机容量重复这部分容量 量？季节容量为何又叫重复容量？ 什么叫水电站的保证出保证出力是指符合于水电站设计保证率要求的供水期的平均出力。而出力则是随机的，不含有保证率的 力？出力与保证出力的区别？ 消落深度越大，发电平均水头低，试说明以发电为主的水因为对发电为主的水电站，使得不蓄电能减小 电站并非消落深度越大越好。 结合下面的日电能累计曲线说明水电站在电力系统的工作位置不同，其最大工作容量/装机容量有何不同？为什么？ 解答： 由日电能累计曲线，曲线上部曲率大，因为日保证电能不变，工作位置越高最大工作容量越大。 请根据入库洪水过程线 Q~t，下泄洪水过程线q~t，水库蓄水位过程线Z~t来描述水库调洪过程。 解答： a图：当t1 时刻洪水开始进入水库时，水库水位处于堰顶高程，此时溢洪道的泄水流量为零。随后，入流渐增，库水位随之增高，溢洪道开始泄流，随着库水位的增高，下泄流量增大。当洪峰过去后，入库流量开始减小，直到t 2 时刻入库流量等于出库流量时，水库出现最高洪水位和最大下泄流量，此后，入库流量开始小于出库流量，库水位亦随之下降，直到回落至堰顶高程。 b图：当洪水开始进入水库时，水库水位处于堰顶高程以下，从此时刻到t1 时刻，充蓄洪水至堰顶高程，之后与a图泄洪过程一样。 什么是设计枯水年，设设计枯水年是指与设计保证率P设有一定对应关系的年份，用计枯水年是如何进行选该年的径流资料进行调节计算求得的成果恰好满足设计保证择的？ 率要求的工程兴利情况。 设计枯水年的选择，视计算要求和简化程度的不同，通常可采用下列方法之一： a) 枯水季水量选年法 参考P38 b) 调节流量选年法 参考P38 评分标准：任写一种即可 什么是水库的特征水位水库的特征水位是指水库工作状况的各种水位，两特征和特征库容？水库有哪水位之间的库容为特征库容。参考P27~P28 些特征水位和特征库容？ 何谓防洪高水位？相应当遇下游防护对象的设计标准洪水时，水库为控制下泄流量而的特征库容是什么？在拦蓄洪水，这是在坝前达到的最高水位称为防洪高水位。相应什么情况下水库的特征特征库容为防洪库容。当水库不承担下游防洪任务时，就无需水位中无需设计防洪高设计防洪高水位 水位？ 四、计算题 某拟建水库坝址处多年平均流量为Q＝22.5m3／s，多年平均来水量W年=709.2×106m3。按设计保证率P设＝90％选定的设计枯水年流量过程线如表1所示。初定兴利库容V兴＝120×106m3，试计算调节流量和调节系数。 表1 设计枯水年的月流量资料 月份 7 8 9 24 10 10 11 7 12 6 1 4 2 4 3 8 4 7 5 5 6 4 年平均 13 流量29 48 （m3/s） 简答： (1)判定水库调节性能 水库库容系数β=（120×106）／（709.2×106）≈16.9%，初步认定为年调节水库。 进一步分析设计枯水年进行完全年调节的情况，以确定完全年调节所需兴利库容，其步骤为： 1）计算设计枯水年平均流量 Q设年＝13.0 m3／s 2）定出设计枯水年枯水期。进行完全年调节时，调节流量为Q设年，由题中图可见，其丰、枯水期十分明显，即当年10月到次年6月为枯水期，共计9个月，则: T枯=9×2.63×106=23.67×106（s） 3）求设计枯水年枯水期总水量 W设枯＝55×2.63×106=144.65×106（m3） 4）确定设计枯水年进行完全年调节所需兴利库容V完。根据式（3-5）得 V完=（13.0×23.67—144.65）×106=163.06×106（m3） 已知兴利库容小于V完，判定拟建水库是年调节水库。 (2) 按已知兴利库容确定调节流量（不计水量损失） 先假定11月到次年6月为供水期，则: Q调=（120×106+45×2.63×106）／（8×2.63×106）≈11.3（m3／s） 计算得的Q调大于10月份天然流量，故10月份也应包含在供水期之内，即实际供水期应为9个月。按此供水期再进行计算，得 Q调=（120×106+55×2.63×106）／（9×2.63×106） ≈11.2（m3／s）

计算得的Q调小于9月份天然流量，说明供水期按9个月计算是正确的。 该水库所能获得的调节流量为11.2m3／s。 (3) 求调节系数 调节系数为aQ设/Q11.2/22.50.51 某水库在一次充蓄条件下，当不计水量损失时，所需兴利库容V兴=1.69×108m3。当计入水量损失时，各月损失水量如表1所示，水库供水期为当年的10月份到次年的6月份，试计算计入水量损失后水库所需兴利库容为多少？ 表1 月份 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 水量损失(106m3) 1.82 2.6 2.6 2.2 1.5 1.2 1.2 1.3 1.9 2.2 2.3 1.6 简答： 水库供水期为当年的10月份到次年的6月份，由于计入水量损失后水库所需兴利库容为不计水量损失后水库所需兴利库容与供水期水量损失之和，故： 计入水量损失后水库所需兴利库容 ＝（1.69＋0.022+0.015+0.012+0.012+0.013+0.019+0.022+0.023+0.016）×108m3＝1.844×108m3 某水利工程，建设期为8年，平均每年投资800万元，规划生产期为30年，平均每年净收益为500万元，假设社会折现率为12%，求： 1）绘出该方案资金流程图； 2）按动态经济计算方法分析评价修建该工程是否合理？ 3）按传统的静态经济计算再分析评价修建该工程是否合理？ 简答： 1）资金流程图略； 2）按动态经济计算方法 设基准年为建设期末 (10.12)819839.8 （万元） 总投资为 8000.12(10.12)3014027.8 （万元） 总净收益为 500300.12(10.12)总投资远远大于总净收益，从经济上看修建该工程并非有利。 3）按传统的静态经济计算方法 总投资为 80086400 （万元） 总净收益为 5003015000 （万元） 从而得出经济上十分有利的错误结论。 五、图解题 给出下列曲线的名称，说明其用途，结合曲线说明水电站在电力系统的工作位置不同，其最大工作容量有何不同？为什么？ 解答：P113, P126, 曲线的名称：日电能累积曲线。 用途是用图解法确定水电站最大工作容量。 若水电站在电力系统的峰荷位置工作，其最大工作容量最大；若在基荷工作，其最大工作容量最小。 因为保证出力不变，日保证电能不变，即横坐标AB一定，而曲线上部曲率大，下部曲率小，故水电站位于上部峰荷时纵坐标BC最大，即担任峰荷时工作容量最大。 给出下列左右曲线的各自名称，说明其用途。某水电站所在电力系统以火电站为主，需要水电站在枯水期尽可能担任峰荷，但该水电站因水库库容不够大，无法担任第一调峰电站，应如何确定该水电站的工作位置？这样以来水电站的最大工作容量较担任第一调峰电站的最大工作容量有何变化？ 解答： 左图：日负荷图；右图：日电能累积曲线。用途是用图解法确定水电站最大工作容量。（5分） 为了使该水电站在枯水期尽可能担任峰荷，应该选择调节性能比本水电站好的水电站担任第一调峰电站，该水电站的工作位置下移至第二或第三调峰电站。此时，与担任第一调峰电站的最大工作容量相比较，该水电站的最大工作容量会减小。（5分）