水库库容
水库特征水位和特征库容
水库特征水位和特征库容水库是一种人工建造的水利工程，旨在储存水源、调节水流量、供应灌溉和发电等多种用途。
而水库特征水位和特征库容则是衡量一个水库重要参数的两个指标。
本文将从以下几个方面进行详细阐述。
一、什么是水库特征水位？1.1 定义水库特征水位是指一个周期内，该水库的平均蓄水位，这个周期可以是年度、季度或月度等。
1.2 意义特征水位反映了一个周期内该水库储存的有效蓄水量，也是衡量一个水库规模大小的重要指标。
同时，它还与调节洪峰、供应灌溉和发电等相关。
1.3 计算方法计算特征水位需要根据实际情况选择不同的计算方法。
以年度为例，特征水位= ∑(每个月份蓄积容积× 月份天数) ÷ (365 × 特征库容)其中，“每个月份蓄积容积”指该月末时刻该水库的蓄积容积，“月份天数”指该月份实际天数，“365”表示一年总共有365天，“特征库容”是指该水库的特征库容。
二、什么是水库特征库容？2.1 定义水库特征库容是指在一个周期内，该水库储存的平均有效蓄水量，也就是说，这个周期内该水库所能储存的最大有效蓄水量。
2.2 意义特征库容是衡量一个水库规模大小的重要指标，它反映了该水库储存有效蓄水量的能力。
同时，它还与调节洪峰、供应灌溉和发电等相关。
2.3 计算方法计算特征库容需要根据实际情况选择不同的计算方法。
以年度为例，特征库容= ∑(每个月份蓄积容积× 月份天数) ÷ (365 × 12)其中，“每个月份蓄积容积”指该月末时刻该水库的蓄积容积，“月份天数”指该月份实际天数，“365”表示一年总共有365天，“12”表示一年总共有12个月。
三、影响水位和特征库容的因素3.1 水文因素降雨和径流是影响水位和特征库容最主要的因素之一。
水库的特征水位和特征库容都与降雨和径流量有关，通常情况下，降雨量越大、径流量越大，水库的特征水位和特征库容也会相应增加。
3.2 工程因素水库的建设和运营也会影响其特征水位和特征库容。
水库特征水位及其库容
水库的特征水位及其库容
1、校核洪水位。
水库遇大坝的校核洪水时在坝前达到的最高水位。
2、设计洪水位。
水库遇大坝的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
3、防洪高水位。
水库遇下游保护对象的设计洪水时在坝前达到的最高水位。
4、正常蓄水位（正常高水位、设计蓄水位、兴利水位）。
水库在正常运用的情况下，为满足设计的兴利要求在供水期开始时应蓄到的最高水位。
5、防洪限制水位（汛前限制水位）。
水库在汛期允许兴利的上限水位，也是水库汛期防洪运用时的起调水位。
6、死水位。
水库在正常运用的情况下，允许消落到的最低水位。
它在取水口之上并保证取水口有一定的淹没深度。
保证取水口有一定的淹没深度。
7、校核洪水位以下的全部静库容称为总库容。
注：a、正常蓄水位与死水位间的水库深度称消落库容或工作深度，其间的库容称兴利库容或调节库容（V兴），V兴与多年平均年径流量之比称库容系数β。
一般可进行年调节的水库，其β值约为0.08~0.30。
b、正常蓄水位与防洪限制水位之间的库容是兼作兴利和防洪用的共用库容（V共）。
c、防洪高水位与防洪限制水位间的库容称为防洪库容（V防洪）。
d、设计洪水位与防洪限制水位间的库容称为拉洪库容（V拦）。
e、校核洪水与防洪限制水位间的库容称为调洪库容（V调）。
f、总库容与死库容之差称有效库容（V效）。
详细如下图表示：。
水库库容计算.
图4.3.8 水库的淹没面积
2018/9/20
图4.3.8 水库的淹没面积
2018/9/20 工程测量 3
• 计算库容一般用等高线 法。 • 先求出图4.3.8中阴影部 分各条等高线所围成的 面积，然后计算各相邻 两等高线之间的体积， 其总和即18/9/20 工程测量 4
• 设S1为淹没线高程的等高线 所围成的面积，S2、S3、 ……Sn、Sn+1 为淹没线以下 各等高线所围成的面积，
当的方法和工具量算。
– 用地形横断面图量算的精度较低，适用于小型水库或大 中型水库的概算。 – 以中小比例尺地形图作为量算库容的资料，精度较高， 适用于大中型水库。
2018/9/20 工程测量 2
• 进行水库设计时，如坝 的溢洪道高程已定，就 可以确定水库的淹没面 积，如图4.3.8中的阴 影部分，淹没面积以下 的蓄水量（体积）即为 水库的库容。
水库库容计算
• 水库的蓄水量称为库容 量，即水库蓄水位面以 下的容积。简称库容。 • 在水文学中，水库库容
可分为总库容、设计库
容、正常库容、调洪库 容、校核库容、调节库 容、兴利库容、重复库 容。
2018/9/20 工程测量 1
• 水库库容以ｍ3为库容的基本计算单位，在实用上
以亿ｍ3为单位。
• 水库库容可以根据地形横断面图或地形图，采用适
V1 1 ( S1 S 2 ) h 2 1 V2 ( S 2 S 3 ) h 2 Vn
…………………………
V V1 V2 ...... Vn Vn
图4.3.8 水库的淹没面积
2018/9/20 工程测量
1 ( S n S n 1 ) h 2 1 Vn S n 1 h （库底体积） 2
水库工程知识.
水库工程一、水库工程基本知识（一）基本概念大（一）型水库：是指总库容大于10亿立方米的水库。
大（二型）水库：总库容为1—10亿立方米的水库。
中型水库：总库容大于1000万立方米，小于1亿立方米的。
小型水库：总库容大于10万立方米，小于1000万立方米的水库。
总库容100—1000万立方米为小㈠型。
10—100万立方米为小㈡型。
总库容小于10万立方米的为塘坝。
“水库三大件”：是指大坝、溢洪道、放水建筑物。
坝坡：大坝临水的一面称为迎水坡或叫内坡。
背水面称背水坡或叫做外坡。
一类坝：实际抗御洪水标准达到部颁规范规定。
大坝性态正常，能按设计要求发挥功能，或者存在某些问题，不影响大坝整体安全，能按设计正常运行的坝。
二类坝：实际抗御洪水标准不低于部颁近期运用标准，大坝性态正常，能按设计正常运行，或者工程存在某些质量问题，但不影响大坝整体安全的坝。
三类坝：实际抗御洪水标准低于部颁标准，或者是工程存在较严重的质量问题，影响大坝整体安全，不能正常运行的坝。
集雨面积：在分水线范围的流域面积称集雨面积或来水面积。
死水位和死库容：水库在正常运行情况下，允许消落的最低水位叫死水位。
在死水位以下的库容叫死库容。
兴利水位和兴利库容：在正常情况下，蓄水位至满库时的水位，称兴利水位或正常蓄水位，兴利水位与死水位之间的库容称兴利库容或有效库容。
最高洪水位和滞洪库容：按设计洪水位确定的洪水位，称为设计洪水位；按校核洪水位确定的最高洪水位，称为校核洪水位，在正常蓄水位之间的库容，称为滞洪库容。
总库容：是指校核洪水位以下的库容。
（二）土石坝1、结构形式①均质土质均质土坝坝体由透水性较小，性质基本相近的粘性土料筑成，通常采用壤土或砂质粘土。
因为土料本身具有较高防渗性，所以不再设防渗体。
②心墙坝心墙坝是在坝体中部设置有粘土做的心墙作为防渗体，两侧坝壳则为透水性较大的土料（如砂砾料、石碴料、风化料等）碾压而成或块石堆筑（砌筑）而成。
在心墙与坝壳两种不同的材料之间设置有反滤过渡层。
水库的分类标准
水库的分类标准大型水库：总库容在1亿立方米以上；中型水库：总库容在1000万立方米以上；小（一）型水库：总库容在100万立方米以上；小（二）型水库：总库容在10万立方米以上。
大中小型水库划分标准是什么?根据水库所在地区；的地貌、库床及水面的形态，可将水库分为四类：(1)平原湖泊型水库在平原、高原台地或低洼区修建的水库。
形状与生态环境都类似于浅水湖泊。
形态特征水面开阔，岸线较平直，库湾少，底部平坦，岸线斜缓，水深一般在10米以内，通常无温跃层。
渔业性能优良。
如山东省的峡山水库、河南省的宿鸭湖水库。
(2)山谷河流水库建造在山谷河流间的水库。
形态特征库岸陡峭，水面呈狭长形，水体较深但不同部位差异极大，一般水深20-30米，最大水深可达30-90米，上下游落差大，夏季常出现温跃层。
如重庆市的长寿湖水库、浙江省的新安江水库等。
(3)丘陵湖泊型水库在丘陵地区河流上建造的水库。
形态特征介于以上两种水库之间，库岸线较复杂，水面分支很多，库弯多。
库床较复杂，渔业性能良好。
如浙江省的青山水库、陕西省的南沙河水库等。
(4)山塘型水库在小溪或洼地上建造的微型水库，主要用于农田灌溉，水位变动很大。
江苏省溧阳市山区塘马水库、宋前水库、句容的白马水库、安徽广德县和郎溪县这种类型的水库较多，用于灌溉农田。
根据水质的肥度同样可将水库分为贫营养型、中营养型和富营养型三类。
水库大小的划分标准：1998年第九期"中国钓鱼"湖北钓友的文章。
他专们说明了我国水库大小的划分标准：1：容量大于1亿立方米的为大型水库。
2：容量1000万至1亿立方米的为中型水库。
3：容量在10万至1000万立方米的称为小型水库。
其中100万至1000万立方米的称为小(一)型水库。
10万至100万立方米的称为小(二)型水库。
4：容量小于10万立方米的称为堰塘，不能称为水库。
5：转摘目的是让我们广大的钓鱼爱好者对所钓的大、中、小型水库及堰塘有一个新的标准与认识：还有小于1000立方米的称为凼凼。
水库的等级划分
水库的等级划分大型水库：总库容在10亿方以上为大（1）型总库容在1-10亿方以内为大（2）型中型水库：总库容在1亿立方以下千万方以上。
小型水库：总库容在千万方以下，百万方以上为小（1）型。
总库容在10万方以上，百万方以下为小（2）型。
库容在10万方以下的为堰塘。
水库的特征水位正常蓄水位：水库在正常情况下，为满足兴利要求应蓄到的高程水位，又称正常高水位，兴利水位或设计蓄水位。
死水位：水库在正常运用情况下，允许消落到的最低水位。
防洪限制水位：水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位。
有的水库由于各种客观原因，如主体工程不完善或存在质量问题尚待处理，为保证水库安全，汛期把水库蓄水限制在一定高程，低于正常蓄水位，又称水库汛期限制水位，简称汛限水位。
防洪高水位：水库遇到下游防护对象的设计标准洪水时，在坝前达到的最高水位。
只有水库承担下游防洪任务时，才需确定这一水位。
设计洪水位：水库遇到大坝的设计洪水时，在坝前达到的最高水位。
校核洪水位：水库遇到大坝的校核洪水时，在坝前达到的最高水位。
水库库容总库容：指校核洪水位以下的水库静库容容积。
防洪库容：防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积，用以满足水库下游防护对象的防洪要求。
调洪库容：指设计洪水位（或校核洪水位）至汛限水位之间的库容。
正常库容：指正常高水位以下的水库库容，即兴利库容加死库容。
兴利库容：指正常高水位至死水位之间的库容。
死库容：指死水位以下的库容。
关于水库防洪2010年08月17日07:50山西新闻网字号：T|T水库防洪是利用水库调蓄洪水，承担下游防洪任务的工程措施。
水库防洪一般分为两类：一是综合利用水库承担防洪任务，二是专用于防洪的水库。
水库根据下游防洪需要及统一的防洪规划，可以合理调蓄入库洪水，降低出库洪峰流量，拦蓄下游成灾水量，错开下游洪水高峰，使下游河道水位（或流量）在设计防洪水位（或河道安全泄量）以下，以保证防洪安全。
水库的作用、分类及库容介绍
水库的作用、分类及库容介绍一、水库的作用防洪、发电、灌溉、供水、航运、养鱼、旅游等。
二、水库的分类按水库总库容大小分大型、中型和小型水库。
1.小型水库小（二）型：10～100万立米小（一）型：100～1000万立米2.中型水库1000万立米～1亿立米3.大型水库大（二）型：1～10亿立米大（一）型：大于10亿立米注：总库容小于10万立米时称为塘坝三、水库的库容介绍1.库容坝上游水位水平面以下的水库容积。
2.静库容坝上游水平面以下或两特征水位水平面之间的水库容积。
注：水库的静库容只有当水库内水流流速很小时才能成立，当水库水流较大时，在水库末端产生回水，使水库水面形成壅水曲线，而不呈水平面，考虑回水影响则有动库容概念。
3.动库容（楔形库容）水库实际水面与坝上游水位水平面之间的容积。
4.库容曲线水库水位与库容的关系曲线。
5.水库特征水位及特征库容水库特征水位是水库在不同时期为完成不同任务，需控制达到或允许消落的各种库水位。
如正常蓄水位、死水位、防洪限制水位、防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等。
水库特征库容是水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积，如总库容、死库容、兴利容、防洪库容、调洪库容等。
6.死水位和死库容死水位：水库在正常运用情况下，允许消落的最低水位。
死库容：死水位以下的水库容积。
确定死水位应考虑的主要因素：保证水库有足够的能发挥正常效用的使用年限，特别应考虑部分库容供泥沙淤积；保证水电站所需要的最低水头和自流灌溉必要的引水高程；库区航运和渔业的要求。
7.正常蓄水位和兴利库容正常蓄水位：在正常运用条件下，水库为了满足设计的兴利要求，在开始供水时应蓄到的水位，又称正常高水位。
兴利库容：正常蓄水位与死水位之间的库容，是水库可用于兴利径流调节的库容，又称调节库容或有效库容。
正常蓄水位与死水位之间的深度，称为消落深度或工作深度。
8.防洪限制水位和结合库容防洪限制水位：水库在汛期为兴利蓄水允许达到的上限水位，又简称汛限水位。
水库库容主要类型
主要类型1.死库容死水位以下的水库容积，又称垫底库容。
一般用于容纳水库淤沙，抬高坝前水位和库区水深。
在正常运用中不调节径流，也不放空。
只有因特殊原因，如排沙、检修和战备等，才考虑泄放这部分容积;在特殊枯水年水库已消落到死水位仍需紧急供水或动用水电站事故备用容量时，也可视情况动用部分死库容供水、发电。
2.兴利库容亦称调节库容，指正常蓄水位至死水位之间的水库容积，用以调节径流，提高水库的供水量或水电站的出力，又称调节库容。
3.防洪库容防洪高水位至防洪限制水位之间的水库容积，用以控制洪水，满足水库下游防洪保护对象的防洪要求。
当汛期各时段分别拟定不同的防洪限制水位时，这一库容指其中最低的防洪限制水位至防洪高水位之间的水库容积。
4.调洪库容指校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积。
校核洪水位至防洪限制水位之间的水库容积，用以保证大坝安全。
当汛期各时段分别拟定不同的防洪限制水位时，这一库容指其中最低的防洪限制水位至校核洪水位之间的水库容积。
5.重叠库容指正常蓄水位至防洪限制水位之间的水库容积。
这部分库容既可用于防洪，也可用于兴利。
防洪库容与兴利库容完全重叠时，正常蓄水位即为防洪高水位。
防洪库容与兴利库容完全分开时，正常蓄水位即为防洪限制水位。
此库容在汛期腾空作为防洪库容或调洪库容的一部分，汛后充蓄，作为兴利库容的一部分，以增加供水期的保证供水量或水电站的保证出力。
在水库设计中，根据水库特性及水文特性，有防洪库容和兴利库容完全重叠、部分重叠、不重叠等3种形式。
在中国南方河流上修建的水库，多采用前两种形式，以达到防洪和兴利的最佳结合，实现一库多利的目的。
6.总库容指校核洪水位以下的水库容积。
它是一项表示水库工程规模的代表性指标，作为划分水库等级、确定工程安全标准的重要依据。
运用上述各项库容，均指坝前水位水平面以下或两特征水位水平面之间的水库容积，常称为静库容。
在水库运用中，特别是洪水期的调洪过程中，库区水面线呈抛物线形状，这时实际水面线以下、水库末端和坝址之间的水库容积，称为动库容，其中实际水面线与坝前水位水平面之间的容积，称为楔形库容。
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1. 断面法： 断面法是一种常规的计算方法，应用比较广泛，但有一定的局限性。主要适 用于典型的河槽式河流， 断面法计算模型建立在把水体沿水流流程分割成 n 个梯 形，整体库容由 n 个梯形体体积积分所得。考虑梯形体的不规则性，其数学模型 为： V=
n 1 i=0 3
A������ + A������ +1 + A������ ∗ A������ +1 ∗ ∆L������
n i=1 PS [H-（h������
+ h������ +1 + h������ +2 + h������ +3 ）/4]
式中：V——库容，m3 ； PS ——单个 DEM 格网的面积值，m2 ； H——指定水位的高程面 ，m； h������ ——格网角点高程面，m；
n ——（ h������ + h������ +1 + h������ +2 + h������ +3 ） /4 小于 H 的 DEM 格网个数，当 （h������ + h������ +1 + h������ +2 + h������ +3 ）/4 大于 H 时，该格网不参与计算
式中：V——库容，m3 ； A������ ——第 i 个横断面面积，m2 ； ∆L������ ——第 i ~ i+1 个横断面之间间距，m
2. 等高线容积法 等高线容积法计算水库库容是一种计算精度较高的方法之一， 该计算模型建 立在把水体按不同高程面微分成 n 层梯形体， 整体库容由 n 层梯形体体积积分求 得。考虑梯形体的不规则性，其等高线容积法计算水库库容数学模型为： V=
Y: 690.4871 Z: 1170.7874 主力矩与质心的 X-Y-Z I: 1.0154E+12 J: 8.4601E+11 K: 1.8571E+12 沿 沿 沿 方向: -0.3857 0.9226 0.0091 0.0153] -0.0035] 0.9999]
[0.9225 [0.3858 [-0.0127
n 1 i=0 3
S������ + S������ +1 + S������ ∗ S������ +1 ∗ ∆h������
式中：V——库容，m3 ； S������ ——第 i 根等高线面积，m2 ； ∆h������ ——第 I ~ i+1 根等高线之间的高程差，m
3. 方格网法 方格网法是利用已建成的库区数字高程模型（DEM） ，将水体微分成若干个 小正方体，通过对每个小正方体的体积空间积分，即可求得整个水库库容。且计 算公式之一为： V=
计算公式之二为 V=
n i=1 PS （H-h������ ）
式中：V——库容，m3 ； PS ——单个 DEM 格网的面积值，m2 ； H——指定水位的高程面 ，m； h������ ——高程小于指定水位的格网高程值，m； n——高程小于 H 的 DEM 格网个数
4. 三角网格法 三角网格法是利用已建立的库区数字高程模（DEM） ，根据实际库底形态 特征将水体微分成 n 个三棱柱体， 通过对每个三棱柱体的体积求和， 即可求得整 个水库库容。其数学模型为 V=
库大坝的位置，可以采用切割的办法，将库区以外的水体切掉，余下的就是库区 的水体，使用的命令是“区域剖切(保留内部)”,切割出来的图形如图 1(c) 示, 然后将三维大坝实体放置在三维地形实体上。 所
三维水体生成以后,可以计算水库库容，可以直接使用 ACAD 查询命令，在“工具” －“查询”－“面域／质量特性”,选择三维水体， 计算出三维水体的数据如下： 质量: 体积: 边界框: 16171672.3729 16171672.3729 X: 201.2266 ---1347.9703
由于地形的复杂，在地形等高线图上计算水库库容，一般采用的方法是：一是地 形等高线法，二是四棱方柱法，三是三角棱柱法，以上三种方法，都需要划分网 格，计算各点高程，分块计算面积和体积，然后累加，过程繁琐直观性差，而且 精度不高。在三维地形实体模型上，进行水库库容的计算，就变得非常的简单快 捷和准确，使用以下步骤生成三维水体：在三维地形实体模型上，输入一个蓄水 位高程，自动生成一个三维水体 X 此时绘制的三维水体，是在整个图面上绘制的,如图 1 (b)所示，如果确定了水
n i=1 PS [H-（h������
+ h������ +1 + h������ +2 ）/3]
式中：V——库容，m3 ； PS ——单个 DEM 格网的面积值，m2 ； H——指定水位的高程面 ，m； h������ ——DEM 三角格网角点高程面，m； n——DEM 三角格网个数
以上计算出的体积 s，是按照图面坐标计算出来的，真正的水库库容 S 需根据比 例尺进行转换。 为了设计上的方便，常常将不同高程的等高线包括的水库面积和 体积计算出来， 以便选取适当的坝高。 程序提示选择三维水体、 正常蓄水位高程、 死水位高程和高程间距，提示计算结果保存的数据文件名，然后自动进行计算， 由死水位开始， 按照高程间距， 每一个高程计算一组数据， 包括当前高程、 面积、 当前层体积、累计体积等，计算出的数据存入用户指定的文件，可以用电子表格 编辑修改，进而绘制高程－库容曲线，高程－面积曲线。 系统提供了动态显示水位变化的功能，分为填（蓄水）、挖（放水）两项，按照 用户选定的高程间距自动显示水位的变化。
Y: 130.6133 Z: 109.8245 质心: X:
1414.9682 171.8000
631.3634
Y: 925.9050 Z: 155.8049 惯性矩: X: 1.5247E+13
Y: 7.7102E+12 Z: 2.2167E+13 惯性积: XY: 9.5141E+12
YZ: 2.3247E+12 ZX: 1.6013E+12 旋转半径: X: 970.9867