水资源规划与利用期末卷(附答案解析)

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）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1100×106m3，多年平均流量为36m3/s。属于年调节水库，6～8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（月）天然来水各部门综合用水流量(m3/s)水量(106m3)流量(m3/s)水量(106m3)丰水期61.5824100.81021071.4193800.82122081.7174600.747200枯水期90.8102100.849220100.7091900.821220110.6941800.887230120.7842100.82122010.7472000.82122020.8492200.96525030.5971600.85923040.5791500.92624050.5601500.859230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）012345678910入库流量(m3/s)034068010208757295834372911460表2水库水位容积关系曲线水位z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61容积V（106m3）1010.5411.9914.0915.9516.9118.18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水库水位容积关系曲线水位z（m）168170172174176178180容积V（108m3）3.716.349.1412.2015.8319.9225.20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计算给定数据时段t月（1）910111212天然来水流量Q天m3/s（2）1158570625652各种流量损失Q损（3）201510988下游各部门用水流量Q用（4）10092125607078发电需要流量Q电（5）150150154159150150四．计算题（3小题，共36分）1.计算结果表如下，得到V兴=390×106m3时段（月）天然来水各部门综合用水多余或不足水量弃水时段末兴利库容蓄水量(106m3)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)丰水期71.5824100.8102102000020081.4193800.8212201600036091.7174600.747200260230390枯水100.8102100.84922010380110.7091900.82122030350120.6941800.8872305030010.7842100.82122010290期20.7472000.8212202027030.8492200.9652503024040.5971600.8592307017050.5791500.926240908060.5601500.859230800合计0.92129200.84926906203902302.解（1）由已知公式计算得到q=f(Z)关系，如下表水位Z（m）31.6332.1232.9533.7534.2934.4534.61库容V(106m3)1010.5411.9914.0915.9516.9118.18下泄流量q(m3/s)039.44174.40354.98498.91544.59591.59（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）水库存水量（万m3）水库水位（m）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)V’2(106m3)q’2(m)Z’2(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)268032.9511.99174.40850264.692.113102033.7514.09354.9814.09354.9833.75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)V’2(106m3)q’2(m)Z’2(m)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)3102033.7514.09354.98947.5426.9451.86487534.2915.95498.9115.95498.9134.293.解时段t月（1）910111212天然来水流量Q天m3/s（2）1158570625652各种流量损失Q损（3）201510988下游各部门用水流量Q用（4）10092125607078发电需要流量Q电（5）150150154159150150水库供水流量-Q（6）-55-77-94-106-102-106水库供水量-W亿m3（7）-1.445-2.023-2.469-2.784-2.683-2.784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（10）23.75521.73219.26318.47915.79613.012时段初上游水位Z初m（11）180.00179.56178.78177.72176.32175.98时段末上游水位Z末（12）179.56178.78177.72176.32175.98174.45月平均上游水位Z上（13）179.78179.17178.25177.02176.15175.22月平均下游水位Z下（14）117.00117.00117.25117.50117.00117.00水电站平均水头H（15）62.7862.1761.0059.5259.1558.22月平均出力N万Kw（16）7.857.787.837.897.407.28月发电量E万Kwh（17）573156795716576054025314一．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“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）水环境污染四、计算题：（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。调节年度由当年6月到次年5月，其中，6~9月为丰水期，10~5月为枯水期。试推求V兴。月份678910111212346来水流量m3/s1.5821.4191.7171.1960.7090.6940.7840.7470.8490.5970.5790.560水量104m3410380460310190180210200220160150150用水流量m3/s0.8100.8210.7470.8490.8210.8870.8210.8210.9650.8590.8870.821水量104m3210220200220220230220220250230230