水资源规划及利用.ppt
水资源规划与管理教材.pptx
动态规划是用来解决多阶段决策过程最优化的一种数量方法 。其特点在于，它可以把一个n 维决策问题变换为几个一维最优 化问题，从而一个一个地去解决。
决策
决策
状态 1
状态
2 状态
状态 决策 n
3
C1
2 B1 3
1
A
1 2
3
C2
3
D
4 B2 1
4
渠道最短路径问题
C3
状态转移方程如下（一般形式）
• 2、付国伟，程声通．水质管理信息系统的 系统分析．北京：中国环境科学出版社， 1988
• 3、朱党生，王超，程晓冰．水资源保护规 划理论及技术．北京：中国水利水电出版 社，2001
第五章 水资源系统分析方法
5.1 模型化和最优化
5.1.1 数学模型
（一）数学模型是一组描述和代表真实系统的方程。
水资源管理
水资源规划1
水资源规划2
教材书目
• 1、 李广贺、刘兆昌、张旭，水资源利用 工程与管理，清华大学出版社，2002
• 2、汪承杰．水资源计算与评价．南京：南 京大学出版社，1992
• 3、Adamson，A．W．水资源系统规划与分 析．北京：科学出版社，1984
参考书目1
• 1、 现代水资源管理概论。吴季松。2002 年10月第1版。北京：中国水利水电出版社
∴ f3 (A) = min
d(A, B1 )＋ f2 ( B1 ) d(A, B2 )＋ f2 ( B2 )
= min｛6,7｝=6
(最短路线为A→B1→C1 →D)
从水库A的调水到水库D，可以经过B、C水库调节。图示输水 渠道情况下，确定最短供水渠道。
《北京市的水资源》课件
工业用水
工业用水量
北京市的工业用水量也较大，主要用于冷 却、洗涤和锅炉等用途。
节水技术
工业企业采用各种节水技术，如循环冷却 、中水回用等，以降低用水量和排放量。
水资源管理
加强水资源管理，确保工业用水的合理使 用和排放。
城市用水
城市用水量
北京市的城市用水量逐年增加，主要用于 居民生活、公共设施和商业用途等。
《北京市的水资源》ppt课件
CONTENTS
• 北京市水资源概况 • 水资源利用现状 • 水资源管理政策 • 水资源面临的问题与挑战 • 水资源可持续发展的对策与建
议
01
北京市水资源概况
水资源总量
01
北京市水资源总量约为26.8亿立 方米，其中地表水约16.8亿立方 米，地下水约10亿立方米。
北京市水质状况在不同地区和不同水体存在差异，部分水体 存在富营养化问题，而饮用水源地的水质基本达标。
02
水资源利用现状
农业用水
农业用水量
北京市的农业用水量较大 ，主要用于灌溉和养殖业
。
节水农业
为了提高农业用水的利用 效率和降低浪费，北京市 正在推广节水农业，如滴
灌、喷灌等。
水资源保护
加强水资源保护，确保农 业用水的质量和安全。
谢谢善水资源保护法律法规
01
制定更加严格的水资源保护法规，明确水资源保护责任和义务
。
加强执法力度
02
加大对违法行为的查处力度，强化执法监督，确保法律法规的
有效执行。
推进水资源保护宣传教育
03
加强水资源保护宣传教育，提高公众的水资源保护意识。
促进水资源循环利用
推广节水技术
鼓励企业和居民采用节水器具和 节水技术，提高用水效率。
水资源规划第2章 水资源综合利用
我国已建的浙江富春江和湖北 葛洲坝水电站等，就是这种布置 形式。
河床式水电站布置方式
1.3. 坝内式水电站
如果坝址河道很窄，也可 将发电厂房设在坝体内部。
这种水电站称为坝内式水电 站。
我国已建的湖南风滩水电站
等就是这种布置形式。
三、河川水能资源的基本开发方式
落差是单位重量水体的位能，而河段中流过的水 体重量又与河段平均流量成正比。
集中水能的方法就表现为： （1）集中落差 （2）引取流量
通常采用的集中水能的方式主要有： • 坝式: 坝后式、河床式、坝内式、坝旁式 • 引水式 • 混合式 • 其他方式: 跨流域开发方式、集水网道式、潮汐式、
失相对不大，有可能筑中、高 坝抬水，来获得较大的水头。
这时因水电站厂房本身不能 挡水，就应将其布置在坝下游 侧，与挡水坝分开，用压力引 水管连接坝和厂房。
这是最通常的坝式开发方式。 如黄河上的刘家峡水电站、 长江上的三峡水电站等。
坝后式水电站布置方式
1.2 河床式水电站
采用坝式开发时，若地形、地 质等条件不允许筑高坝，也可筑 低坝或水闸来获得较低水头。
在电力工业中，电站发出的电力功率称为出力， 因而也用河川水流出力来表示水能资源。
水流出力是单位时间内的水能。所以，在图1-1中 所表示的河段上，水流出力为：
N 1 2 E1 2 9.81QH1-2 T
(2-4)
（2-4）常被用来计算河流的水能资源蕴藏量。
二、河川水能资源蕴藏量估算和我国水能资源概况
断面处 流Qi
（m3/s）
河段平 均流量
Q0 （m3/s）
河段水 流出力 N0（kW）
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
27/38
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
28/38
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
20/38
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。
6/38
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
4-水资源规划与利用-第四章(兴利调节)
第四章兴利调节(综合利用水库)4.1 水库特性4.2 兴利调节分类4.3 设计保证率4.4 设计代表期4.5 兴利调节计算的原理和方法4.6 兴利调节计算的时历列表法4.7 兴利调节时历图解法4.8 多年调节计算的概率法本章思考题及课外延伸兴利调节：以水库的容积V 兴，控制和改变河川的时程分配，以满足（或适应）国民经济各用水部门的需要。
兴利调节的中心任务：研究天然来水——各部门用水——V 兴关系QtQ~tq~t+∆V-∆V蓄水期供水期§4.1 水库特性一。
水库面积特性和容积特性1.水库面积特性——指水库水位与水面面积的关系曲线020040060080010001200140010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位（米）面积（平方米）水库水位周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010GPS定位水库面积遥感影象图上量测地形图上量测2.水库容积特性——指水库水位与容积的关系曲线是面积曲线的积分⎰=zz dzz F V 0)(02040608010012010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位（米）库容（亿立方米）（1）静库容曲线——设水库库面水平，水库水流流速u=0 时的z~V 关系曲线（2）动库容曲线——实际上，库面非水平，u 0,V = V 静+ V 附加——山谷水库，用于研究水库淹没，梯级衔接，水库移民V 静V 附加Z二。
水库的特征水位和特征库容特征水位——水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容——相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
图6.2.1 特征水位与特征库容示意图1—死水位；2—防洪限制水位；3—正常蓄水位；4—防洪高水位； 5—设计洪水位；6—校核洪水位；7—坝顶高程；8—兴利库容； 9—死库容；10—防洪库容；11—调洪库容；12—重叠库容；13—总库容6 5 4 32 1131110 12897（1）死水位（Z 死）和死库容（V 死）在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位，称死水位。
6-水资源规划与利用-第六章(水能利用)
第六章水能利用§6.1 水能计算原理及水电站开发方式§6.2水电站水能计算§6.3电力系统负荷及装机容量§6.4 水电站在电力系统中的运行方式§6.5 水电站装机容量选择§6.6 水库特征水位选择本章思考题及课外延伸一、水能计算的基本原理如图，河段首尾断面分别为断面1-1和断面2-2，取水平面0-0为基准面。
设断面流量为Q（m3/s），T（s）时段内流经断面的水体为W=QT（m3）12v1v212Z1Z2H12Q河流水面河底河段水能计算示意图6.1水能计算原理及水电站开发方式根据水力学中的能量方程，水体在断面1-1和断面2-2处的能量分别为：式中，、为断面的水面高程；、为断面的大气压强；为水的容重；、为断面流速的不均匀系数；、为断面的平均流速。
2111112P v E Z Wr r g α⎛⎫ ⎪=++ ⎪⎝⎭2222222P v E Z Wr r g α⎛⎫ ⎪=++ ⎪⎝⎭1Z 2Z 2P 2v 2α1P 1v 1αr水体在河段两断面的能量差为：在不太长的河段中，大气压强和近似相等，流速水头和也相差不大，则两断面的水流能量差近似为：式中，为断面1-1和断面2-2之间的水头差（也称落差）；t 为时间，单位为秒。
()22121122121212[]2P P v v E E E Z Z Wrr gαα--=-=-++g v 2222α()12121212E E E r Z Z W rQtH =-=-=12H 1P 2P g v 2211α在电力系统中，能量单位习惯上采用kW·h ，取水的容重为9807 N/m 3，1 kW·h=3.6×106J ，则在T 小时内两断面的水流能量差为：此即为该河段所蕴藏的水能资源。
单位时间内的水能称为水流功率，在电力系统中，称为水流出力。
水流出力计算式为：此式常被用来计算河流的水能资源蕴藏量。
水资源规划及利用
2020年2月17日星期一
14
坝后式水电站：power station at dam toe
? 当水头较大时，厂房本身抵抗不了水的推力，将厂房移到坝后，由大坝挡水。 ? 坝后式水电站一般修建在河流的中上游。 ? 库容较大，调节性能好。 ? 举世瞩目的三峡水电站就是坝后式水电站。
2020年2月17日星期一
2020年2月17日星期一
4
水资源开发利用
水资源综合利用
从功能和用途方面考虑综
合利用
一
水
多
单项工程的综合利用
用
，
一
从地域方面考虑应讲求综
库
合利用
多
用
提高水资源重复利用率
水资源可持续利用
支
持
人
水资源的供需平衡类社会经水资源的合理配置济
可
持 续
水资源的节约和保护
发
展
水资源的动态平衡
2020年2月17日星期一
引取流量
2020年2月17日星期一
12
根据开发河段的自然条件不同，集中水能的方式主要有以下几类：
（一）坝式（抬水式）:
拦河筑坝或闸抬高开发河段水位，获得水电站水头。
2020年2月17日星期一
坝式取水的基本示意图
13
输电电线，将 电力传送到住 户或商厦
水坝，作储 水用 水门，将水 送至涡轮机
发电机，被 涡轮机推动 而发电
5
? 水资源利用（water resources utilization）：是指通过水资源 开发为各类用户提供符合质量要求的地表水和地下水可用水源以及 各个用户使用水的过程。
水资源利用分类：
按利用方式 ： 渔业
河道内用水 航运 水上娱乐 生态用水
水资源规划及利用(3)
拦 洪 库 容
26/58
（六）校核洪水位（Z校洪）和调洪库容（V调洪） 校核洪水位：当遇到大坝校核标准洪水时，水库经调洪后，坝前达到的最高 水位。 调洪库容：校核洪水位与防洪限制水位之间的水库容积。
27/58
校核洪水位 设计洪水位
防洪高水位 防洪限制水位
死水位
拦 洪 库 容
28/58
（七）总库容（V总）和有效库容（V效）
库群调节则是指河流上有多个水库时，如何研究它们的联合运行，以最 有效地满足各用水部门的要求。显然，这是最高形式的径流调节，也是 开发和治理河流的发展方向。
用水 部门
42/58
第三节水库兴利库容设计保证率
一、设计保证率的含义
在多年工作期间，用水部门的正常用水得到保证的程度，用正常用 水保证率表示。由于此值是在水利水电工程设计时予以规定，故称 为设计正常用水保证率，简称设计保证率。
29/58
水库特征水位举例：
❖ 大伙房水库： ❖ 死水位108m， ❖ 防洪限制水位126.4m， ❖ 正常蓄水位131.5m， ❖ 设计洪水位136.63m， ❖ 校核洪水位139.32m， ❖ 坝顶高程139.8m， ❖ 以上数值均为高程。最大坝高48m。 ❖ 下游保护防洪对象为抚顺、沈阳两座城市，抚顺防洪标准为100年一遇，沈阳城市防
结合库容（共用库容（V共）、重迭 库容）：防洪限制水位与正常蓄水 位之间的库容。因为它在汛期是防 洪库容的一部分，在汛后又是兴利 库容的一部分。
防洪限制水位动态制定 防洪限制水位，可根据洪水特性、 防洪要求和水文预报条件，在汛期不同 时段分期拟定。例如按主汛期、非主汛 期，或按分期设计洪水分别拟定不同的 防洪限制水位。
确定正常蓄水位考虑的因素：