水利工程水资源综合利用.ppt
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1、2024/3/181水利水能规划水利水能规划2024/3/18西华大学能源与环境学院2主要内容主要内容水资源的综合利用水资源的综合利用兴利调节兴利调节洪水调节洪水调节水利水电经济计算与评价水利水电经济计算与评价水能计算及水电站在电力系统中的运行方式水能计算及水电站在电力系统中的运行方式水电站及水库的主要参数选择水电站及水库的主要参数选择水库群的水利水能计算水库群的水利水能计算水库调度水库调度2024/3/183绪论绪论水资源的涵义和特点水资源的涵义和特点n n流动性流动性流动性流动性n n多用途性多用途性多用途性多用途性n n公共性公共性公共性公共性n n永续性永续性永续性永续性n n利与害的
2、两重性利与害的两重性利与害的两重性利与害的两重性我国的水资源和水能资源我国的水资源和水能资源n n我国水资源的分布特点我国水资源的分布特点我国水资源的分布特点我国水资源的分布特点w w地区分布不均匀地区分布不均匀地区分布不均匀地区分布不均匀w w年内分布不均匀年内分布不均匀年内分布不均匀年内分布不均匀w w年际变化大年际变化大年际变化大年际变化大除水害除水害兴水利兴水利2024/3/184水资源的综合利用水资源的综合利用水力发电水力发电只利用水并不消耗水量只利用水并不消耗水量只利用水并不消耗水量只利用水并不消耗水量灌溉灌溉消耗大量水量,用水年内变化大,有季节性消耗大量水量,用水年内变化大,有季
3、节性消耗大量水量,用水年内变化大,有季节性消耗大量水量,用水年内变化大,有季节性航运航运不消耗水量,要求有一定的水深不消耗水量,要求有一定的水深不消耗水量,要求有一定的水深不消耗水量,要求有一定的水深给水给水用水较均匀用水较均匀用水较均匀用水较均匀防洪防洪要求水库蓄水,以调节径流要求水库蓄水,以调节径流要求水库蓄水,以调节径流要求水库蓄水,以调节径流2024/3/185水力发电水力发电基本原理基本原理水力发电的任务水力发电的任务n n利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能利用这些被无益消耗掉的水能来生产电能河川水能资源蕴藏量
4、河川水能资源蕴藏量n n落差和流量落差和流量落差和流量落差和流量2024/3/186河川水能资源的基本开发方式河川水能资源的基本开发方式坝式(坝式(dam hydropower station)n n坝后式水电站坝后式水电站坝后式水电站坝后式水电站厂房布置在坝的后面厂房布置在坝的后面厂房布置在坝的后面厂房布置在坝的后面n n河床式水电站河床式水电站河床式水电站河床式水电站厂房成为挡水建筑物一部分厂房成为挡水建筑物一部分厂房成为挡水建筑物一部分厂房成为挡水建筑物一部分引水式(引水式(diversion hydropower station)n n有压引水式有压引水式有压引水式有压引水式n n无压
5、引水式无压引水式无压引水式无压引水式混合式(混合式(mixed hydropower station)n n当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件,下游当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件,下游当河段上游坡降较缓且有筑坝建库条件,下游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,采用混合式坡降陡且有条件集中较大落差时,采用混合式坡降陡且有条件集中较大落差时,采用混合式坡降陡且有条件集中较大落差时,采用混合式开发较经济开发较经济开发较经济开发较经济2024/3/18西华大学能源与环境学院7防洪与治涝防洪与治涝洪灾与涝灾的区别和联系洪灾与涝灾的区别和联系n n洪灾洪灾洪灾洪灾w
6、w由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾使客水入境而造成的灾害。除对农业造成重大灾害外,还会造成工业甚至生命财产的损失害外,还会造成工业甚至生命财产的损失害外,还会造成工业甚至生命财产的损失害外,还会造成工业甚至生命财产的损失n n涝灾涝灾涝灾涝灾w w由于本地降水过多,地面径流不能及时排除,农由于本地降水过多,地面径流不能及时排除,
7、农由于本地降水过多,地面径流不能及时排除,农由于本地降水过多,地面径流不能及时排除,农田积水超过作物耐淹能力,造成农业减产的灾害田积水超过作物耐淹能力,造成农业减产的灾害田积水超过作物耐淹能力,造成农业减产的灾害田积水超过作物耐淹能力,造成农业减产的灾害n n共同的特点共同的特点共同的特点共同的特点w w均为地表积水(或径流)过多均为地表积水(或径流)过多均为地表积水(或径流)过多均为地表积水(或径流)过多2024/3/18西华大学能源与环境学院8灌水方法灌水方法地面灌溉地面灌溉n n投资省、技术简单,但用水量较大,易引起地投资省、技术简单,但用水量较大,易引起地投资省、技术简单,但用水量较大
8、,易引起地投资省、技术简单,但用水量较大,易引起地表土壤板结表土壤板结表土壤板结表土壤板结地下灌溉地下灌溉n n土壤湿润均匀,避免板结,节约用水,但资金土壤湿润均匀,避免板结,节约用水,但资金土壤湿润均匀,避免板结,节约用水,但资金土壤湿润均匀,避免板结,节约用水,但资金及田间工程量较大及田间工程量较大及田间工程量较大及田间工程量较大喷灌喷灌n n省水、增产,但投资较高且需要消耗动力,灌省水、增产,但投资较高且需要消耗动力,灌省水、增产,但投资较高且需要消耗动力,灌省水、增产,但投资较高且需要消耗动力,灌水质量受风力影响较大水质量受风力影响较大水质量受风力影响较大水质量受风力影响较大滴灌滴灌n
9、 n省水、省地、省肥,但投资较高省水、省地、省肥,但投资较高省水、省地、省肥,但投资较高省水、省地、省肥,但投资较高2024/3/18西华大学能源与环境学院9水库特性水库特性水库面积特性水库面积特性水库容积特性水库容积特性水库的特征水位和特征库容水库的特征水位和特征库容n n死水位(死水位(死水位(死水位(Z Z Z Z死死死死)和死库容()和死库容()和死库容()和死库容(V V V V死死死死)n n正常蓄水位(正常蓄水位(正常蓄水位(正常蓄水位(Z Z Z Z蓄蓄蓄蓄)和兴利库容()和兴利库容()和兴利库容()和兴利库容(V V V V兴兴兴兴)n n防洪限制水位(防洪限制水位(防洪限制
10、水位(防洪限制水位(Z Z Z Z限限限限)和结合库容()和结合库容()和结合库容()和结合库容(V V V V结结结结)n n设计洪水位(设计洪水位(设计洪水位(设计洪水位(Z Z Z Z设洪设洪设洪设洪)和拦洪库容()和拦洪库容()和拦洪库容()和拦洪库容(V V V V拦拦拦拦)n n校核洪水位(校核洪水位(校核洪水位(校核洪水位(Z Z Z Z校核校核校核校核)和调洪库容()和调洪库容()和调洪库容()和调洪库容(V V V V调洪调洪调洪调洪)n n总库容(总库容(总库容(总库容(V V V V总总总总)和有效库容()和有效库容()和有效库容()和有效库容(V V V V效效效效)n
11、 n坝顶高程坝顶高程坝顶高程坝顶高程2024/3/18西华大学能源与环境学院10死水位死水位死库容死库容正常蓄水位正常蓄水位兴利库容兴利库容防洪限制水位防洪限制水位防洪高水位防洪高水位设计洪水位设计洪水位校核洪水位校核洪水位坝顶高程坝顶高程结合库容结合库容重叠库容重叠库容防洪库容防洪库容调洪库容调洪库容总库容总库容2024/3/18西华大学能源与环境学院11水库的水量损失水库的水量损失蒸发损失蒸发损失渗漏损失渗漏损失n n通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损通过坝身及水工建筑物止水不严实处的渗漏损失失失失n n
12、通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失通过坝基及绕坝两翼的渗漏损失n n由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失由坝底、库边流向较低水层的渗漏损失结冰损失结冰损失2024/3/18西华大学能源与环境学院12水库淤积及淹没、浸没水库淤积及淹没、浸没水库淤积水库淤积n n纵向淤积形态纵向淤积形态纵向淤积形态纵向淤积形态n n横向淤积形态横向淤积形态横向淤积形态横向淤积形态水库淤积防治水库淤积防治n n水力排沙水力排沙水力排沙水力排沙n n水力冲刷水力冲刷水力冲刷水力冲刷n n机械清淤机械清淤
13、机械清淤机械清淤水库淹没区的划分水库淹没区的划分n n经常淹没区经常淹没区经常淹没区经常淹没区正常蓄水位以下库区正常蓄水位以下库区正常蓄水位以下库区正常蓄水位以下库区n n临时淹没区临时淹没区临时淹没区临时淹没区正常蓄水位以上一定标准的洪正常蓄水位以上一定标准的洪正常蓄水位以上一定标准的洪正常蓄水位以上一定标准的洪水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区水回水和风浪、冰塞壅水等淹没地区2024/3/18西华大学能源与环境学院13设计保证率设计保证率工作保证率工作保证率n n年保证率年保证率年保证率年保证率w w多年期间正常工作年数占运行总
14、年数的百分比多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比多年期间正常工作年数占运行总年数的百分比w w蓄水式电站、灌溉用水等采用蓄水式电站、灌溉用水等采用蓄水式电站、灌溉用水等采用蓄水式电站、灌溉用水等采用n n历时保证率历时保证率历时保证率历时保证率w w多年期间正常工作历时(日、旬、月)占总历时的多年期间正常工作历时(日、旬、月)占总历时的多年期间正常工作历时(日、旬、月)占总历时的多年期间正常工作历时(日、旬、月)占总历时的百分比百分比百分比百分比w w径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用径流式电站、
15、航运用水和其他不进行径流调节的用径流式电站、航运用水和其他不进行径流调节的用水部分采用水部分采用水部分采用水部分采用2024/3/18西华大学能源与环境学院14兴利调节计算兴利调节计算径流调节计算的基本依据径流调节计算的基本依据 水量平衡原理水量平衡原理水库兴利调节计算的课题水库兴利调节计算的课题n n根据用水要求,确定兴利库容根据用水要求,确定兴利库容根据用水要求,确定兴利库容根据用水要求,确定兴利库容时历列表法时历列表法时历列表法时历列表法n n根据兴利库容,确定设计保证率条件下的供水水根据兴利库容,确定设计保证率条件下的供水水根据兴利库容,确定设计保证率条件下的供水水根据兴利库容,确定设
16、计保证率条件下的供水水平(调节流量)平(调节流量)平(调节流量)平(调节流量)n n根据兴利库容和水库操作方案,求水库运用过程根据兴利库容和水库操作方案,求水库运用过程根据兴利库容和水库操作方案,求水库运用过程根据兴利库容和水库操作方案,求水库运用过程2024/3/18西华大学能源与环境学院15多年调节计算多年调节计算多年调节水库兴利库容多年调节水库兴利库容n n多年库容多年库容多年库容多年库容V V V V多多多多 调整年际径流调整年际径流调整年际径流调整年际径流w w概率法计算概率法计算概率法计算概率法计算n n年库容年库容年库容年库容V V V V年年年年 调节年内径流调节年内径流调节年
17、内径流调节年内径流w w时历法计算时历法计算时历法计算时历法计算2024/3/18西华大学能源与环境学院16洪水调节洪水调节任务任务n n当水库有下游防洪任务时,其作用主要是削减下当水库有下游防洪任务时,其作用主要是削减下当水库有下游防洪任务时,其作用主要是削减下当水库有下游防洪任务时,其作用主要是削减下泄洪水流量,使其不超过下游河床的安全泄量泄洪水流量,使其不超过下游河床的安全泄量泄洪水流量,使其不超过下游河床的安全泄量泄洪水流量,使其不超过下游河床的安全泄量n n若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库,则若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库,则若水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库,则若
18、水库是防洪与兴利相结合的综合利用水库,则除了滞洪作用还有蓄洪作用除了滞洪作用还有蓄洪作用除了滞洪作用还有蓄洪作用除了滞洪作用还有蓄洪作用影响因素影响因素n n入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的入库洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水库的控制运用方式以及下游的防洪要求控制运用方式以及下游的防洪要求控制运用方式以及下游的防洪要求控制运用方式以及下游的防洪要求方法方法n n列表试算法列表试算法列表试算法列表试算法n n半图解法半图解法半图解法半图解法2024/3/18西华大学能源与环境学院17水库调洪计算的原理
19、水库调洪计算的原理基本原理基本原理n n逐时段地联立求解水库的水量平逐时段地联立求解水库的水量平逐时段地联立求解水库的水量平逐时段地联立求解水库的水量平衡方程和水库的蓄泄方程衡方程和水库的蓄泄方程衡方程和水库的蓄泄方程衡方程和水库的蓄泄方程水量水量平衡平衡方程方程 闸门开度不变条闸门开度不变条闸门开度不变条闸门开度不变条件下水库蓄水量与件下水库蓄水量与件下水库蓄水量与件下水库蓄水量与泄洪量之间的关系泄洪量之间的关系泄洪量之间的关系泄洪量之间的关系2024/3/18西华大学能源与环境学院18基本计算公式基本计算公式分期等收(付)期值公式分期等收(付)期值公式基金存储公式基金存储公式分期等付(收)
20、现值公式分期等付(收)现值公式本利摊还(资金回收)公式本利摊还(资金回收)公式一次收付期值公式一次收付期值公式一次收付现值公式一次收付现值公式2024/3/18西华大学能源与环境学院19国民经济评价国民经济评价费用与效益费用与效益费用与效益费用与效益n n费用费用费用费用w w国民经济为项目建设所需投入的全部代价国民经济为项目建设所需投入的全部代价国民经济为项目建设所需投入的全部代价国民经济为项目建设所需投入的全部代价w w水利建设项目投资水利建设项目投资水利建设项目投资水利建设项目投资n n达到项目设计效益所需的全部一次性投资,包括主体工程投资达到项目设计效益所需的全部一次性投资,包括主体工
21、程投资达到项目设计效益所需的全部一次性投资,包括主体工程投资达到项目设计效益所需的全部一次性投资,包括主体工程投资和相应的配套工程投资和相应的配套工程投资和相应的配套工程投资和相应的配套工程投资w w水利建设项目的年运行费水利建设项目的年运行费水利建设项目的年运行费水利建设项目的年运行费n n项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用,一般项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用,一般项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用,一般项目建成投产后在运行管理中每年所需支付的各项费用,一般包括:材料和燃料动力费、维修费、大修理费、管理费及其他包括:材料和燃料动力费、维修费、大修
22、理费、管理费及其他包括:材料和燃料动力费、维修费、大修理费、管理费及其他包括:材料和燃料动力费、维修费、大修理费、管理费及其他费用费用费用费用n n效益效益效益效益w w项目为国民经济所作出的全部贡献项目为国民经济所作出的全部贡献项目为国民经济所作出的全部贡献项目为国民经济所作出的全部贡献n n水电效益水电效益水电效益水电效益包括水电站容量与电量效益以及水库防洪、灌溉、城包括水电站容量与电量效益以及水库防洪、灌溉、城包括水电站容量与电量效益以及水库防洪、灌溉、城包括水电站容量与电量效益以及水库防洪、灌溉、城镇供水、航运等综合利用效益镇供水、航运等综合利用效益镇供水、航运等综合利用效益镇供水、航
23、运等综合利用效益n n火电效益火电效益火电效益火电效益包括发电效益,并计及其对环境污染等的负效益包括发电效益,并计及其对环境污染等的负效益包括发电效益,并计及其对环境污染等的负效益包括发电效益,并计及其对环境污染等的负效益w w水利建设项目的效益按功能分类水利建设项目的效益按功能分类水利建设项目的效益按功能分类水利建设项目的效益按功能分类n n防洪效益、治涝效益、灌溉效益、城镇供水效益、水力发电效防洪效益、治涝效益、灌溉效益、城镇供水效益、水力发电效防洪效益、治涝效益、灌溉效益、城镇供水效益、水力发电效防洪效益、治涝效益、灌溉效益、城镇供水效益、水力发电效益、航运效益等益、航运效益等益、航运效
24、益等益、航运效益等从全社会国民经济的角度出发,分从全社会国民经济的角度出发,分析用影子价格计算项目所需投入的析用影子价格计算项目所需投入的费用和可以获得的效益,评价建设费用和可以获得的效益,评价建设项目的经济合理性项目的经济合理性2024/3/18西华大学能源与环境学院20国民经济评价指标和评价准则国民经济评价指标和评价准则经济内部收益率(经济内部收益率(经济内部收益率(经济内部收益率(EIRREIRREIRREIRR)n n项目在计算期内的经济净现值累计等于零时的折现率,项目在计算期内的经济净现值累计等于零时的折现率,项目在计算期内的经济净现值累计等于零时的折现率,项目在计算期内的经济净现值
25、累计等于零时的折现率,反映项目对国民经济所作贡献的相对指标反映项目对国民经济所作贡献的相对指标反映项目对国民经济所作贡献的相对指标反映项目对国民经济所作贡献的相对指标n n当经济内部收益率大于或等于社会折现率时,该项目在当经济内部收益率大于或等于社会折现率时,该项目在当经济内部收益率大于或等于社会折现率时,该项目在当经济内部收益率大于或等于社会折现率时,该项目在经济上是合理的经济上是合理的经济上是合理的经济上是合理的经济净现值(经济净现值(经济净现值(经济净现值(ENPVENPVENPVENPV)n n用社会折现率将项目计算期内各年的净效益,折算到计用社会折现率将项目计算期内各年的净效益,折算
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