1、第八章 水资源管理与保护,Zuo Qiting,目 录,水库运行调度,1,水资源保护,4,一。概述 1、水库调度的意义 运行阶段：因来水的随机性，带来了决策的盲目性：（Q q)t=V2 V1 如在汛期，q 大，V兴可能蓄不满，兴利不利；q 小，防洪不安全。因缺乏正确的水情预报，给运行调度带来了困难。解决途径：（1）提高水文气象预报的预见期与精度；（2）绘制水库调度图，指导水库运行。是科学管理水库，充分发挥工程效益的关键,7.1 水库运行调度,2、水库调度图 由若干调度线及相应的调度区组成的年运行图。它是水库调度工具。A区限制出力区 N N保 防弃水线 D区装机工作区 N=N装 E1、E2、E3
2、防洪调度区 q q安 正常运行；q q安 非正常运行,作用：蓄水落于何处，即按该区工作,3、绘制水库调度图依据的基本资料（1）有关水库调度运用的政策法令文件 如，规范、水法、通则、条例以及临时指示、文件等。（2）水库调度运用的主要参数及水利水电指标 1）校核洪水位、设计洪水位、防洪限制水位、正常蓄水位、综合利用部门要求的运用下限水位和死水位等 2）城镇、工业、农业供水量、水电厂保证出力及相应的保证率（3）水库调度的基本资料 自然地理；社会经济；水文气象（特别是来水径流资料）；库容曲线及水库淹没资料；设计洪水（设计洪水特征值、各种频率的洪峰、洪量、过程线）泄水建筑物、输水建筑物（过水能力、泄水特
3、征曲线）下游河道：安全泄流量,二。水库兴利调度,1、年调节水电站 水库基本调度线可按（1）供水期和蓄水期分别绘制；或（2）整个调节周期连续绘出,1）供水期基本调度线的绘制 根据水电站保证出力图与各年流量资料以及水库特性等 用列表法或图解法 由死水位逆时序进行水能计算 得到各种年份指导水库调度的蓄水指示线 上包线上调度线 下包线下调度线“基本调度线”,意义：只要供水期水库水位一直处在该范围内，则不论天然来水情况如何，水电站均能按保证出力工作,基本调度线的绘制步骤：（1）选择符合设计保证率的若干典型年，并进行必要的修正，各年流量过程（2）对各典型年（修正后的）来水过程，按保证出力图自供水期末死水位
4、开始进行逐时段(月)的水能计算，逆时序倒算至供水期初，求得各年供水期按保证出力图工作所需的水库蓄水指示线。（3）取各典型年指示线的上、下包线，即得供水期上、下基本调度线。,上基本调度线表示水电站按保证出力图工作时，各时刻所需的最高库水位，利用它就使水库管理人员在任何年供水期中特枯年例外有可能知道水库中何时有多余水量，可以使水电站加大出力工作，以充分利用水资源。下基本调度线表示水电站按保证出力图工作所需的最低库水位。当某时刻库水位低于该线所表示的库水位时，水电站就要降低出力工作。,为了防止由于汛期开始较迟，较长时间在低水位运行（引起水电站出力的剧烈下降）处理 将上下调度线结束于同一时刻方法：（1
5、）将下调度线水平移动至通过A点（2）将下调度线的上端与上调度线的下端连起来,2)蓄水期基本调度线的绘制 方法同上。得到上下调度线。,3)水库基本调度图 五个主要区：A区供水期出力保证区 B区蓄水期出力保证区 C区加大出力区 D区供水期出力减小区E区蓄水期出力减小区,2、多年调节水电站水库基本调度线（1）如果资料全、系列长、周期稳定 采用上述方法针对连续枯水系列、连续丰水系列绘制调度线（2）一般资料达不到要求 采用简便方法：只研究连续枯水系列的第一年和最后一年,1）计算典型年选择（1）枯水年系列的第一年 该年末多年库容仍能够蓄满（该年供水期不足水量可由其蓄水期多余水量补充，而且，来水正好满足按保
6、证出力图工作所需要水量）据此来水情况，绘出得到上调度线（2）枯水年系列的最后一年 该年年初水库多年库容已经放空、达到死水位，但没影响工作 绘制得到下调度线,2）基本调度线的绘制选择各计算典型年（1）对枯水年系列第一年的各计算典型年 先 自蓄水期正常蓄水位，逆时序倒算至蓄水期初的年消落水位 再 自供水期末从年消落水位，逆时序倒算至供水期初的正常蓄水位 得到 各年按保证出力图工作的水库蓄水指示线 上包线 上调度线,（2）对枯水年系列的最后一年的各计算典型年 供水期末自死水位开始按保证出力图，逆时序计算至蓄水期初，又回到死水位。下包线下调度线A区保证出力区；C加大出力区；D出力减小区,3、加大出力调
7、度 在水库实际运行中，实际库水位落于上调度线以上 说明水库可有多余水量“可调余水量”Z 加大出力 充分利用水资源一般有三种运用方式：（1）立即加大出力。使水库水位在时 段末ti+1就落在上调度线上(线)。（2）后期集中加大出力(线)。（3）均匀加大出力线),4、降低出力调度线 实际库水位落于下调度线以下 说明水库存水不足 降低出力 正常工作一般有三种运用方式：（1）立即降低出力。(线)。（2）后期集中降低出力(线)。（3）均匀降低出力 线),三。水库防洪调度,妥善解决防洪与兴利间的矛盾，使防洪库容与兴利库容尽量结合使用任务：（1）确定Z限；（2）绘制防洪调度线,按V防洪与V兴结合情况，分三种：
8、1.完全不结合 Z限=Z蓄 洪水猛涨猛落，发生日期变化无常，没有明显规律 不得不采用防洪库容和兴利库容分开,2.完全结合1）汛期防洪库容为常数（1）设计洪水可能出现的最迟日期 tk 在上调度线上对应b点，b点水位就是防洪限制水位；（2）调洪演算得调度线abc。C点汛期开始；abc以上区域 F防洪限制区,2）汛期防洪库容随时间变化分期洪水防洪调度问题假如，洪水前大后小，分期抬高Z限（1）推求分期设计洪水；（2）分期进行调洪演算，求防洪调度线及Z限防洪调度线abcde讯期防洪库容指示线，当超过此线时，应按下游防洪安全泄洪最大下泄,3.部分结合cb线同上1）作法。a 点上移到Z设，即a,四。水库优化
9、调度,前面介绍的水库调度图概念清楚、使用方便、易于操作 水的变化；但也存在缺点不能反映 来用水的变化；外界条件的改变 综合效益的变化如何充分利用水资源，进行水库优化调度，以获得最大效益？社会效益 经济效益 生态效益 水库优化调度,水库优化调度：（基本内容）根据水库的入流过程，遵照优化调度准则，运用最优化方法，寻找比较理想的水库调度方案，使发电、防洪、灌溉、供水等各部门在整个分析期内的总效益最大。目标函数：经济效益最大，发电量期望值最大，多目标 保证电能值最大,另加，社会效益、生态效益综合最大。,约束条件：工程规模 设备能力 限制条件 边界条件等优化模型：水资源系统分析、运筹学,定义：在流域或特
10、定的区域范围内，遵循有效性、公平性和可持续性的原则，利用各种工程措施与非工程措施，按照市场经济的规律和资源配置准则，通过合理抑制需求、保障有效供给、维护和改善生态环境质量等手段和措施，对多种可利用水源在区域间和各用水部门间进行的配置。,7.2 水资源合理配置,1 概念水资源管理（water resources management）是指对水资源开发、利用和保护的组织、协调、监督和调度等方面的实施。,7.3 水资源管理,包括：运用行政、法律、经济、技术和教育等手段，组织开发利用水资源和防治水害；协调水资源的开发利用和治理与社会经济发展之间的关系，处理各地区、各部门间的用水矛盾；监督并限制各种不合
11、理开发利用水资源和危害水源的行为；制定水资源的合理分配方案，处理好防洪和兴利的调度原则，提出并执行对供水系统及水源工程的优化调度方案；对来水量变化及水质情况进行监测与相应措施的管理等。,2 水资源管理的基本任务,（1）加强宣传，提高公众觉悟和参与意识（2）制定水资源合理利用措施（3）制定水资源管理政策（4）水资源统一管理（5）实时进行水量分配与调度,3 水资源管理的目的,通过水资源合理分配、优化调度、科学管理，以做到科学、合理地开发利用水资源，支持社会经济发展，改善自然生态环境，并达到水资源开发、社会经济发展及自然生态环境保护相互协调的目的。,4 水资源管理的工作流程和主要内容,5 水资源管理
12、的措施,措施之一：管理体制与公众参与,（1）改革水资源管理体制（2）加强宣传，鼓励公众广泛参与，是水资源管理制度落实的基础（3）水资源管理法制建设及执法能力建设,措施之二：经济运行机制,（1）水是有价值的，也是有价格的（2）水价可分为资源水价、工程水价和环境水价三个组成部分（3）以水价为经济调控杠杆，促使水资源有效利用（4）依效益合理配水，分层次动态管理（5）明晰水权，确定两套指标，保证配水方案实施,措施之三：水资源管理方案及实时调度,（1）制定水资源分配的具体方案（2）制定目标明确的国家、地区实施计划和投资方案（3）制定水价和水费征收政策（4）制定水污染保护与防治政策（5）制定突发事件的应急
13、对策（6）制定水资源管理方案实施的具体途径，包括宣传教育方式、公众参与途径以及方案实施中出现问题的对策等（7）实时进行水量分配与调度,行政手段：是指水资源行政管理部门利用法律赋予的行政权力，以行政命令或法规条例的形式对各种水资源活动进行直接干预，将行为主体、行为方式、产生后果等限制在一定的时间、空间范围内或一定的标准之内。经济手段：是指水资源行政管理部门利用价格、税收、水权等经济杠杆对各种与水资源相关的活动进行间接的激励或限制，从而实现预定的行政管理目标。法律手段：是指运用法律手段，将水资源管理纳入法制轨道，建立水资源管理法制体系，走“依法治水”的道路。宣传教育手段：是指运用报纸、广播电视、网
14、络、张贴标语等宣传工具，向广大群众宣传关于水的法律法规、基本政策以及节约用水、保护水资源的观点和措施（或技术），从而提高广大公众节约用水、保护水资源的意识和能力。,6 水资源管理的手段,概念：水资源保护是指为了防治水污染和合理利用水资源，采取行政、法律、经济、技术等综合措施，对水资源进行的积极保护与科学管理。,7.4 水资源保护,本章思考题及课外延伸,思考题：(1)什么叫水库调度图？编制水库调度图有何意义？(2)水资源合理配置的概念。(3)水资源管理的概念、任务、目的、流程、措施、手段。(4)水资源保护的概念。,课外延伸：（1）讨论：如何实现水库优化调度？应该考虑哪些方面？（2）进一步研究水库优化调度模型。（3）进一步学习中华人民共和国水法，论述水法规建设的意义。,
