水资源规划及利用(9)
水资源规划和利用复习题.doc
D.浪费性缺水2•将水库库容1.5X10s m 3换算成流量单位为7.设计洪水三个要素是A. 设计洪水标准、设计洪峰流量、设计洪水历时一、选择题 1.水污染会导致 A.资源型缺水B.工程型缺水C.水质型缺水 A. 49.52 (m 3/s) •月 B. 60.3 (m 3/s) •月C. 52.23 (m 3/s) •月D. 57.1 (m'/s) •月3.下列哪个库容系数P 下的水库需进行多年调节? A. 0〜2% B. 2%〜8% C. 8%〜30%D.大于30%4.某水库的总库容为5亿n ）\则该水库工程规模为 A •大I 型 B.大II 型 C.中型D.小I 型5•某水库的总库容为0. 5亿nA 其主要建筑物的级别为 A. 1 B.2 C. 3D.46.下图为利用闸门控制下泄流量水库调洪类型，属于水工建筑物设计标准大于下游防洪标准的情况为（其中1线为入库洪水过程线；2线为下泄洪水过程线；3线为水库水位过程线） （B ）B.洪峰流量、洪水总量和洪水过程线C.设计洪峰流量、1天洪量、三天洪量D.设计洪峰流量、设计洪水总量、设计洪水过程线二、判断题1•因为自然界中的水不断循环运动，水资源是可以再生的，所以一个区域中的水资源是无限的。
（X）2.水库防洪标准分为两类，第一类是保证水工建筑物自身安全的防洪设计标准；第二类是保障下游防洪对象免除一定洪水灾害的防洪标准（V ）3.当按照水库实际蓄水位在水库调度图屮查得位置在正常工作区时，水电站按保证岀力工作。
（V ）4.水库调洪的起调线一般是防洪限制水位。
（V ）5.当遇到大坝设计标准洪水吋，水库经调洪后达到的最高水位为防洪高水位。
（X ）6.溢洪道无调节闸门的水库，正常蓄水位即防洪限制水位。
（X ）三、填空题1.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，称之为设计洪水位_______ 0它与防洪限制水位之间的水库库容称之为____________ 02.水库在汛期水位应不高于防洪限制水位_______________ ，到汛期结束后水库水位逐渐回升,供水期开始时水位需位于 ______________________________ 03.水电站的主要动力指标有两个，即保证出力和平均年发电量°4.无闸门溢洪道自由泄流公式q=MBh 2 ,公式中B为溢洪道堰顶净宽，h为溢洪道堰上水5.干旱指数是用來反映干湿程度的指标，以年蒸发能力和年降水量的比來表示。
水利水能规划第一章水资源的综合利用
第二节 水 力 发 电
（hydroelectricity generation）
一、水力发电的基本原理
势能(potential energy)
动能(kinetic energy)
水能
设T 秒时段内流过两段面
的水量为W m3
1P1 Z1 V1
Δ Δ
2 P2 Z2
V2
断面1-1处水流的总能量为:
1 河段的潜2在水能
N1-2=9.81QH1-2（千瓦）——水流出力计算公式
4
Δ Δ
A Z上 ΔHA ΔH引
1. 水量损失
2. 水头损失
H净=Z上－Z下－ΔH引
3. 功率损失
Q
水电站效率η=η水×η传×η电
η水——水轮机的效率
η传——传动设备的效率 η电——发电机的效率
N=9.81ηQH （kw）
水电站的出力公式为：N=9.81ηQ电 H净（kw）
4. 引水式开发的适用条件：
河道坡降陡，流量较小或地形、地质条件不允许筑坝 的河段。
43
Z上 5
Δ Δ
1—原河道； 2—明渠；
3—取水坝； 4—进水口； 5—前池； 6—压力水管； 7—水电站厂房。
2 1
水头H
6 7
Z下
19
（三）混合式水电站(mixed hydropower station)
1.概念：在一个河段上，用坝集中一部分落差 ，再通过有压引水道集中坝后河段的另一部分 落差。 2.开发条件：当河段上游坡降较缓且有筑坝建库 条件，下游坡降陡且有条件集中较大落差时，采 用混合式开发较经济。
11
有回水
湖北丹江口、浙江新安江水电站属于坝后式
12
水资源规划及利用ppt课件
北京十三陵抽水蓄能电站
（四）抽水蓄能电站(pumped storage power station)
天荒坪抽水蓄能电站
（五）潮汐电站( tidal energy power station)
人与水和谐共处！
安全泄量：河水不发生漫溢或堤防不发生溃决前提下，河床所 能安全通过的最大流量
洪水防治
防洪的主要任务：按照规定的防洪标准，因地制宜，采用恰当的 工程措施，以削减洪峰流量，或者加大河床的过水能力，保证安全 度汛。
防洪措施
工程措施 非工程措施
1 工程措施
2 3
增大河道泄洪能力 拦蓄洪水控制泄量 分洪、滞洪与蓄洪
引水式
无压引水式水电站： （free flow）
有压引水式水电站： （pressure flow）
无压引水式水电站： 沿河岸修筑坡度平缓的明渠或无压隧洞等来集中落差的 水电站。
无压引水式水电站
有压引水式水电站： 用有压隧洞或管道来集中落差的水电站。
有压引水式水电站
（三）混合式（mixed power plant）
增大河道泄洪能力
1
沿河筑堤
2
整治河道、
3
加宽河床断面
4
人工截弯取直、
5
消除河滩障碍
功能
洪量（增 量）如大 并，加河 加但大道 以无泄排 利法洪泄 用控流能 。制 力
拦蓄洪水控制泄量
主要是依靠在防护区上游筑坝建库而形成的多水库防 洪工程系统，是将防洪和兴利相结合的有效工程措施。
水库拦洪蓄水，一可削减下游洪峰洪量，免受洪水威 胁；二可蓄洪补枯，提高水资源综合利用水平。
水资源规划及利用课程设计
水资源规划及利用课程设计一、选题背景随着人口的增长和城市化进程的加快，水资源短缺和水污染问题日益成为世界性的难题，对于加强水资源的规划与管理、保护生态环境、提高经济社会效益具有重要意义。
因此，加强对水资源的规划及利用已成为当前国家发展的重要方向。
二、课程设计内容1.研究区域概况分析本课程设计的研究区域为中国西北地区的某个城市，首先需要对该城市的人口、发展状况、水资源状况等进行概况分析，为后续的规划工作提供依据。
2.水资源评价为了更好地了解所研究区域的水资源状况，需要对该地的水资源进行评价，包括水量、水质、水文环境等方面的考察和分析。
通过对水资源的评价，为后续的规划工作提供依据。
3.水资源规划与管理根据所研究区域的概况分析和水资源评价结果，进行水资源的规划和管理，主要包括水资源的合理利用、节约用水、水资源优化配置等方面的内容。
4.生态环境保护在水资源的规划和管理过程中，也需要兼顾生态环境的保护和修复。
通过对生态系统的保护，提高水资源的可持续利用能力，保障城市的可持续发展。
5.经济效益评估在水资源的规划和管理过程中，也需要考虑经济效益。
本部分主要涉及水资源规划与管理对经济发展的促进作用和效果的评估，分析对当地经济的贡献和实际收益。
三、课程设计目的本课程设计旨在通过实践环节的探索和实践，帮助学生深入了解水资源规划与利用的基本理论和实践方法，提高学生的综合分析能力和问题解决能力，为未来从事相关工作提供实用技能的培养。
四、课程设计要求1.学生需明确选题，建议选择与未来职业相关的研究课题。
2.学生需认真撰写文献综述和实践报告，提高实践能力和报告撰写水平。
3.学生需着重培养综合分析能力、问题解决能力和创新精神。
4.实践过程中，要注意实践过程的规范化、科学化和系统化，确保实践结果的科学性和可靠性。
五、结语本课程设计旨在培养学生的实践能力和创新精神，同时帮助学生进一步了解水资源规划和管理的重要性，提高他们的综合素质和市场竞争力。
水资源 规划及其利用课程设计
水资源规划及利用课程设计一 、课程设计题目：年调节水电站装机容量的选择课程设计 二 、课程设计的内容及任务：1、水电站的保证出力及相应的枯水期的保证电能。
2、水电站的最大工作容量3、选择水电站的备用容量4、重复容量的选择5、水电站多年平均发电量：（p=50%）6失球水电站的装机容量及机组台数（设单机容量为5万KW ） 7、绘制设计图纸和编写设计说明书三 、设计过程和设计说明（一）计算水电站的保证出力及相应枯水期的电能值（1）利用同倍比放大法对典型年各月平均流量进行放大表1 典型年各月平均流量有资料可知，该水库 设P =90%的年入库平均流量为170s /m 3，典型年平均流量177s /m 3，因此同倍比放大倍比：K=md mp Q Q =177170=0.96 其中m p Q 为设计频率为P 的年入库平均流量 ，m d Q 为典型年入库平均流量，下表为放大后的典型年各月平均流量其计算公式为Qi，=i Q K ，其中，Q i，为放大后的各月平均流量，iQ 放大之前的各月平均流量。
（2）计算兴利库容表3 水库水位-容积曲线表根据资料给出的表3，绘制水库水位-容积曲线的关系，其绘制见附表一，由已知已给出正常蓄水位为166m 和死水位147m ，查附表一水库水位-容积曲线可知V 蓄=15.35x108m 3，V 死=7.49x108m 3因此，可计算兴利库容：V 兴= V 蓄- V 死=15.35x108-7.49x108=7.86 x108m 3（3）计算调节流量由资料可知，该水电站供水期为1、2、9、10、11、12月，汛期为4、5、6、7、8月，其中供水期担任峰荷，汛期担任基荷，因此，供水期总的天然来水量（由表2放大后典型年各月平均流量可知）：W 天=（118+129+102+94+98+84）x 2.63 x 106=16.44 x 108m 3假设在供水期把水库的存水全部用来发电，直到水库水位降至死水位，因此，水库的调节流量：）（供兴天调s /m 154T V W Q 3=+=（4）计算供水期的平均水头和上游平均水位供水期水库的平均蓄水量：88m 10x 42.11V 21V V =+=兴死 由查附表一水库水位-容积曲线表可知，上游水库平均水位62.157Z =上m ，有资料可知，下游的平均水库水水位m 92Z =下，因此，供水期的平均水头为：=供H m 62.65z z =-下上（5）计算水电站的保证出力和其相应的电能因为其为年调节水电站，一般为中型水电站，因此，取水电站出力系数K=8.5 ，因此，水电站的保证出力为：）（供调保KW 58.8589662.65x 154x 5.8H KQ N === 水电站供水期的发电量：76.324x 4.30x6x 58.85896T N E ===供保保（亿KW h ∙）其中，30.4为一个月的平均天数，24为一天平均小时数枯水期的保证电能值：76.3E E ==保枯，保（亿KW h ∙）（二） 、计算水电站的最大工作容量（1） 由在第一个任务中，已经计算出水电站的保证电能值为76.3E E ==保枯，保（亿KW ）（2）由资料绘出年调节水电站年最大负荷曲线图（附表二）和各月典型日负荷图和日电能累计曲线（附表三）。
水资源规划及利用试题及答案
水资源规划及利用试题及答案一、选择题1.全国面积最大的水资源区是（）A.黄河流域B.淮河流域C.长江流域D.珠江流域答案：C2.人类生存最基本的条件是水，下列说法错误的是（）A.我国南方水资源相对充沛，北方缺乏B.我国水资源区域差异很大C.我国水资源开发利用技术比较先进D.我国有些地方水资源短缺答案：C3.下列节水措施不正确的是（）A.喷头洒水时不戴手套，喷头和手套非常搭配B.看到漏水就立即处理C.修好水龙头后要检查是否漏水D.浇花前，用水桶装满水，确保用水充足答案：A4.影响水资源数量的因素不包括（）A.气候因素B.地形因素C.矿产资源因素D.植被覆盖因素答案：C5.在水资源利用中，下列使用不当的是（）A.水产养殖过度，导致水体富营养化B.灌溉用水过度，引起土地盐渍化C.尽量利用雨水，减少自来水使用D.地下水开采和采矿活动，导致地下水位下降答案：A二、判断题1.水资源只有在供不应求的情况下才需要规划。
（）答案：错误2.干旱时期，人们应尽量减少日常生活用水。
（）答案：正确3.节约用水，是指人们尽量减少用水，实现最大程度的节水。
（）答案：正确4.地下水开采不会带来环境问题。
（）答案：错误5.开发水资源只要不造成生态环境问题就可以。
（）答案：错误三、简答题1.什么是水资源规划？答：水资源规划是根据国家和地方决策部署，考虑到水资源地区差异和开发利用条件，科学合理地确定水资源的开发和利用方向、目标和方式，编制水资源开发利用总体规划和专项规划，确保水资源开发和利用的可持续性和科学性。
2.我国水资源的状况如何？有哪些问题？答：我国地域辽阔，水资源分布不均，南水北调工程的实施带来了一定的改观。
但是，我国水资源开发利用中存在一些问题，比如对水资源开发利用的政策、法律法规、管理等方面存在缺陷；用水结构不合理，农业、工业用水占比过高，生活用水占比偏低；极端天气频繁出现，应对灾害能力不足等问题。
3.应如何保护水资源？答：应对水资源进行科学保护，包括从以下几个方面进行：降低用水量，提高用水效率；加强水资源开发利用管理；完善水资源保护管理政策、法律法规；加大水资源科学保护宣传力度等。
水资源规划及利用(9)
在相同的防洪库容条件下，有闸门控制泄流可以减小 最大下泄流量
23/38
图 有闸与无闸溢洪道调洪效果比较
有闸门控制的优点
24/38
1
可以错开洪峰遭遇，避免造成大洪水危害；
为综合利用水库兴利库容与防洪库容结合使用， 2 创造了有利条件
利用闸门控制 下泄流量q时
调洪计算的基本原理和方法与不用闸门控 制时类似
实线是有闸门控制出流；虚线是无闸门控制出流
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闸门开启与 防洪限制水
位齐平
泄量最大， 库水位最高
库水位降至 汛限水位
q=Q，保持 水位不变
闸门 全开
27
图 下游无防洪任务时的调洪示意图
有闸门控制无防洪要求条件下：
实线是有闸门控制出流；虚线是无闸门控制出流
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通过有闸控制出流和无闸控制出流过程的比 较可以得出结论： 在调洪最高水位和最大下泄流量都相同的情 况下，有闸门控制情况下可以把起调水位由 堰顶高程提高到防洪限制水位，减小调洪库 容增大兴利库容。
防洪
汛期要求库水位低一些， 以利防洪；
问兴题·利2
则要求库水位高一些， 以免汛后蓄水不足，影 响到兴利用水
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共用 库容
设置 闸门
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既可用于兴利，又可以用 于防洪，称为共用库容或结合库容。
可在主汛期之外分阶段提高防洪限制水位，拦蓄洪 水主峰后的部分洪量，使水库既发挥了防洪作用， 又能争取多蓄水兴利。
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基本原理和方法与按静库容考虑的 调洪计算基本相同
前者取用静库容曲线，而后者则应 用动库容曲线
考虑动库容曲线，则 q=f(V) 曲线，应换成 q=f(V，Q) 曲线
水资源规划及利用期末卷(附答案)
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）。
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基本原理和方法与按静库容考虑的 调洪计算基本相同
前者取用静库容曲线，而后者则应 用动库容曲线
考虑动库容曲线，则 q=f(V) 曲线，应换成 q=f(V，Q) 曲线
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若将水库水量平衡方程改写为
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
则 q=f(V，Q) 曲线可写成
考虑动库容的调洪演算
楔形库容 库流量为Q时的库容较大，当通过大洪水流量时，水库 表面常呈现明显的水面坡降。这种情况下，为减少误差提高精度，最 好以动库容曲线为基础来进行调洪计算。
考虑动库容的调洪演算
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从实际的防洪设计需要出发，动库容在一次洪水中所起 的作用，关键在于用动库容曲线进行调洪与用静库容曲线进 行调洪所得到的坝前最高洪水位（或最大下泄流量）有何差 别。
调洪计算结果中，凡是qm 大于q安 的溢洪道宽度方案不予考虑。
对于满足下游防洪要求的溢洪道宽度B的不同方案B1、B2 、……， 在对大坝防洪标准P2的设计洪水进行调洪计算，求出相应的防洪 库容V1、V2、……和最大下泄流量qm1、qm2……，然后根据求出的 参数进行经济比较。其余计算与无防洪要求的相同。
种设计
标准
一
二 （下游
要考 虑下游 的限制
防洪标 准和大 坝防洪 标准）
的洪水
分别进
行调洪
计算
一般情况下承担下游防洪任务的水库总是设闸门控制的。 此处所指为中小型水库无条件设闸门的情况。
溢洪道宽度选择具体计算步骤：
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先假定不同的溢洪道宽度B，对下游防洪标准P1的设计洪水进行调 洪计算，求出B和qm 的关系。
V2 Δt
+
q2 ) =
Q1
+
Q2
-
2qq=1 +f[
( 2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
逐时段联合求解上面两式，可得各时段的下泄流量q，即下泄 流量过程q~t。
考虑动库容的水库调洪计算原理：
8/38
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2q1
+
( 2V1 Δt
+
q1 )
2 ) = Q1 + Q2 -
2qq=1 +f[
(
2V1 Δt
+
q1 )
，Q]
( 2V2 Δt
+
q2 )
=
Q1 + Q2 -
2qq=1f+[
( 2V1 Δt
+
q1)，Q]辅助线的计算
V=f(Z，Q)查得
由坝前水位与堰顶高程求得
9/38
由泄流公式求得
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在实际问题中，由于水库地形复杂，入流断面也分布在各干支流上， 因此动库容的变化也将是复杂的，故必须要有较多的精度较高的资料， 才能使按动库容曲线进行的调洪演算得到正确的结果。
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Integrated water resources planning
第九讲 沈阳农业大学 水资源规划及利用课程组
本讲主要内容：
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第三章 水库洪水调节及计算
3
水库调洪计算的基本方法
一、列表试算法 二、半图解法 三、简化三角形法 四、考虑动库容的调洪演算 五、无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
设置闸门的作用？
2、下游有防洪要求溢洪道宽度的选择
水库担负 下游防洪 任务时
下游防护对 象的防洪标 准P1
大坝防洪标准 P2
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防洪高水位 设计洪水位
遇到下游防护对象的防洪标准洪水时，水库所达到的最高水 位称为防洪高水位，
遇到大坝设计标准洪水时，水库所达到的最高水位称为 设计洪水位。
14
下游有防洪要求与无防洪要求的不同之处主要有两点： 15/38 要对两
考虑动库容的调洪演算
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在以往的防洪调度的方法、模型研究中，大多没有考虑动 库容的影响，调洪演算只按静库容计算。
按静库容计算即近似地假定调洪时水库水面为水平并平行 升降。它能满足一般的水库（湖泊式）调洪计算的精度要求。
实际上，动库容是存在的，而且在某些情况下动库容对调 洪演算及防洪预报调度都产生了不可忽略的影响。因此研究水库 的动库容问题是非常必要的。
小型水库，总库容较小 调节洪水的能力较低
不设闸门，溢洪道的堰顶 与正常蓄水位齐平
节省投资，管理方便
当库水位超过溢洪道堰顶时，水库就自由泄洪。调洪计算的起调 水位为正常蓄水位，即防洪限制水位等于正常蓄水位。
1.下游无防洪要求溢洪道宽度的选择
下游无防洪要求，意味着下游对水库下泄流量没有明显的限 制，计算步骤大致分为：
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• 水库的运用方式、堰顶高程、起调水位一定；假设几种可能 拟定方案 的泄洪建筑物尺寸如溢洪道的宽度B
• 对每个溢洪道宽度Bi 的方案，利用库容曲线和泄洪公式，计 算并绘出以溢洪道宽度Bi为参数的一组蓄泄曲线。根据大坝
调洪计算
设计洪水分别对各溢洪道宽度方案进行调洪计算，求出对应 各方案（ Bi ）所相应的最大下泄流量和调洪库容。
鉴于动库容对调洪的影响实际上常有存在，在与推求入库设计洪水 问题联系在一起后，会使问题复杂化。因此，对重要的水库，尤其是平 原和浅丘地区河道入库段很长的水库，应深入分析入库洪水和动库容对 调洪的影响问题，以便在采用静库容调洪时，在应用计算成果上留有余 地。
10
无闸门控制时水库调洪计算中的几个问题
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16
第四节 其他情况下的水库调洪计算
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上节介绍的无闸门控制的调洪计算是 调洪计算中的基本的情况。工程实际中遇 到的情况常常要复杂的多。综合利用的水 库，溢洪道上一般都设有闸门控制。
设置闸门的作用？
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（1）在溢洪道上设置闸门，将有利于解决水库防洪与 兴利的矛盾，提高水库的综合效益。 防洪角度： 对于一定标准的洪水进行调蓄，所需水库库容 是一定的。因防洪限制水位是水库蓄洪水的起调水位，故 防洪限制水位取得越低，调蓄洪水过程中的最高水位就会 越低。对应于设计洪水，防洪限制水位降低可使水库设计 洪水位、校核洪水位以及相应的水库坝高降低。而坝高降 低会使整个工程的造价及淹没损失减少，故防洪限制水位 应尽可能降低。
• 溢洪道的最大下泄流量qm随着溢洪道宽度的增加而增大，而
设计调洪库容则随着溢洪道宽度的增加在减小。根据费用和 选定方案 设计要求选择方案。
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2
S1-溢洪道、消能设施 造价、下游堤防建设 以及管理维修费用 S2-大坝造价和淹没损 失以及管理维修费用 S-总费用
图 溢洪道宽度与库容、泄量关系