如何综合利用水库进行调节计算？

如第十一章第三节和第六节所述，径流调节的一般任务是确定调节流量、库容和保证率三者间的关系。经常遇到的实际调节计算问题是，在确定（或给定）了对水利设备未来天然来水的概率预估（如年水量概率分布函数及设计流量过程线等）条件下，根据用水部门要求的调节流量决定所需的水库有效库容；根据防洪部门要求的允许（安全）泄量决定所需的防洪库容；或者相反。其中，对调节计算而言，最重要的一个根本前提是：首先要提出（或给定）用水或防洪的标准，即用水保证率或防洪破坏率（均以概率的形式定义）。如果不以这种设计保证率为前提，径流调节便成了一般的水量平衡演算，失去了它在水利计算中应有特定意义。

但是，第十一章所涉及调节计算只属单级（单一的）用水调节，第十三章所涉及的防洪调节计算主要也只针对一种防洪对象，事实上，在综合利用水库中，调节计算的性质已发展为多级综合利用调节计算。因此，设计保证率、调节流量或安全下泄流量也不只是一个。设pi，qi分别为用水部门的设计保证率及正常用水量或泄洪流量。i=1，2，…，n，其中n为所有用水及防洪部门的个数。于是调节计算所确定相应的库容可用下式表示。

原则上来说，严格的多级径流调节计算还应该有给定的用水或泄洪规则为前提。换言之，作为多级调节计算解的上式，是同综合利用水库调度相联系的，不同的调度方案可以产生不同的解，即不同的式（14-1）函数形式。因而这就形成了逐步逼近的计算问题。通常为了确定初步的（或近似的）有效库容，常常作出某些简化的泄、用水规划：如分别按固定用水考虑；拟定一个泄、用水量与来水量的关系；对次要的用水部门不作硬性规定，初拟一个简单的水库调度规则或对多级保证率化算为单级保证率等。以下就二级调节计算的问题作扼要的介绍；超过二级调节的情况也可类同处理。

1.简便的化算保证率法

为了初步确定二级调节情况下所需的有效库容，按单级调节的思路，必须设法拟定出一个经过化算的保证率，以便同一个相当的调节流量一起作为已知条件，从而求出相应的有效库容。设水库的二级调节条件分别为

按此化算保证率P*及较大的调节流量q1进行单级调节计算，求出其相应的有效库容。

显然，这是一种按调节流量比例对设计保证率作线性内插的处理，没有严格的理论根据，无法判明其结果属于保守或冒进，直观上是一种折中的方案。

2.保守的库容挑大法

为了保证两级用水中每一种供水都能得到充分满足，水库的有效库容似乎应采用两者之中较大者。这样一来，满足其中之一，也就必然可满足其二，且有富余。根据这一考虑，可对上述两级供水分别作调节计算，求出有效库容，挑其大者作为设计的有效库容。

3.只考虑主要用水部门来选定库容

这种方法实质上是提高次要用水部门的设计保证率问题，其用水要求在调节计算中按全部是100%满足来处理。这一处理办法适用于次要用水部门用水量所占比重不大时。这时可将次要用水部门用水直接在来水中扣除，然后进行调节计算，求出所需库容。

现以灌溉为主兼顾发电的水库为例，进一步说明综合利用水库年调节计算的具体内容。设灌溉及发电设计保证率分别为P1=80%，P2=95%；已知在这二级用水保证率情况下的综合需水图（见图14-1）。灌溉用水在设计保证率（P=80%）以外的年份，允许缩减供水两成，即提供正常灌溉用水量的80%。(www.xing528.com)

在采用时历法进行年调节计算时，首先应拟定相当于P1=80%及P2=95%的设计年来水过程线，然后按第十一章所叙的计算方法进行列表或图解计算，分别求出相应于P1=80%及P2=95%的有效库容V80%及V95%，如图14-1阴影部分面积所示。挑其中较大者作为设计有效库容；此时若V80%较大，以此作为设计有效库容则发电保证率有可能进一步提高；或者在维持发电保证率不变的情况下，有可能进一步提高发电用水量或保证出力。相反，若V95%较大，按此作为设计有效库容，则灌溉保证率有可能超过80%，或者在维持灌溉保证率不变的情况下，有可能进一步提高灌溉用水量。

图14-1　综合利用水库库容计算

（a）正常供水；（b）缩减两成供水

因此，在有效库容已经初步确定情况下，可以进一步按设计保证率（二级）的要求调整正常综合需水图或缩减的综合需水图，以便最大限度地发挥有效库容的供水效能。因本例的综合利用水库是以灌溉为主兼顾发电，故首先考虑最大限度地满足灌溉用水的可能性。这时可假定一组（m个）正常情况下P1=80%的灌溉需水图，其相应的灌溉用水量分别为Wj，j=1，2，…，m。在有效库容给定的条件下，通过调节计算可以得到相应的P1=80%发电保证流量qej（见图14-2）。这时，qej的确定必须满足以下条件

式中　V*——给定的有效库容。

图14-2　已知库容求用水调节计算示意图

图14-3　灌溉与发电用水关系曲线（V*=常数）

根据计算结果可以建立灌溉与发电用水关系曲线（见图14-3）。图中P2=95%曲线的绘制方法与上述过程类似，即在拟定了P2=95%设计来水过程线的基础上，把刚才求出的qej及已经给定的有效库容V*作为已知条件，经试算确定灌溉用水量W′j及缩减比例，并得出P=80%时的灌溉用水量Wj（见图14-3）。这样作图的意义就在于考虑灌溉为主，即发电保证流量在P2=95%时保持不变的前提下，最大限度地发挥水库的调节作用，满足灌溉用水要求或使灌溉用水的破坏减至最小程度。

根据图14-3的成果，可以通过技术经济比较或其它方式确定最后采用的发电保证流量和相应的正常缩减综合需水图。

以上所述是针对坝下（或水库下游）引水灌溉而举出的一个例子。对于坝上（或水库上游）引水灌溉而言，由于灌溉用水不能同发电用水共用，这时，综合需水图中的需水量是灌溉需水量与发电用水量之和。