某水庫兩次運用興利庫容計算公式的改進建議

王寧娟

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，石家莊050081）

1 問題的提出

興利庫容是正常蓄水位與死水位之間的庫容，用以調(diào)節(jié)徑流，提高枯水時的供水量。根據(jù)用水要求確定水庫興利庫容是水庫規(guī)劃設(shè)計的重要內(nèi)容，按照水庫來水和用水的配合，水庫可分為1 次運用、2次運用。2 次運用即水庫在一個調(diào)節(jié)周期內(nèi)連續(xù)蓄水、供水2 次。河海大學、清華大學、天津大學等聯(lián)合編寫了《水利水能規(guī)劃（第二版）》，給出了水庫2 次運用興利庫容的計算公式。本文對書中提出的相關(guān)公式進行了質(zhì)疑與論證，進而提出了改進建議。

2 計算公式

《水利水能規(guī)劃（第二版）》中將水庫2 次運用分為兩種情況，如圖1～圖2。

圖2 第2 次運用

圖1表示運用過程中各次水庫供水量均小于前期蓄水量，即W供1＜W蓄1，W供2＜W蓄2，這時，每次供水前水庫均能單獨存蓄所需水量，故2 次供水量中較大者即為所需興利庫容，故圖1中V興=max（W供1，W供2）。

圖2中第1 次供水量小于前面的蓄水量，第2次供水量大于前面的蓄水量，即W供1＜W蓄1，W供2＞W(wǎng)蓄2，這時，為了滿足興利用水要求，應在水庫中為第2 次供水預留水量W供2-W蓄2，故V興=W供1+W供2-W蓄2。

3 計算公式的改進

在工程實踐中，常用逆時序推算法，假定年末所需蓄水為零，逆時序往前計算，遇缺水相加，遇余水相減，減后若小于零即取為零，這樣便可求得各特征時刻水庫應蓄水量，取其大者，作為該年所需興利庫容。流量～時間關(guān)系曲線如圖3。

圖3 流量～時間關(guān)系曲線

用逆時序推算法對《水利水能規(guī)劃（第二版）》中公式進行驗證如下：

在圖3中，當t=t4時，應蓄水量W4=0；當t=t3時，應蓄水量W3=W4+W供2=0+W供2=W供2；當t=t2時，應蓄水量W2=W3-W蓄2=W供2-W蓄2；當t=t1時，應蓄水量W1=W2+W供1=W供2-W蓄2+W供1；當t=t0時，應蓄水量W0=W1-W蓄1=W供2-W蓄2+W供1-W蓄1；則V興=max（W0，W1，W2，W3，W4）。故①當W供1＜W蓄1，W供2＜W蓄2時，V興=max（W0，W1，W2，W3，W4）=max（0，W供1，0，W供2，0）=max（W供1，W供2）；②W供1＜W蓄1，W供2＞W(wǎng)蓄2時，V興=max（W0，W1，W2，W3，W4）=max（W供2-W蓄2+W供1-W蓄1，W供2-W蓄2+W供1，W供2-W蓄2，W供2，0）=max（W供2-W蓄2+W供1，W供2）。

經(jīng)分析與驗證，《水利水能規(guī)劃（第二版）》中將水庫2 次運用分為兩種情況：

第1 種情況，運用過程中各次水庫供水量均小于前期蓄水量，興利庫容為2 次供水量中較大者，是正確的。

第2 種情況即W供1＜W蓄1，W供2＞W(wǎng)蓄2，則V興=W供1+W供2-W蓄2，說法是欠妥的。第2 種情況應作如下改進：當W供1＜W蓄1，W供2＞W(wǎng)蓄2時，分2 種情況：①當W供1＞W(wǎng)蓄2時，V興=max （W供2-W蓄2+W供1，W供2）=W供2-W蓄2+W供1；②當W供1＜W蓄2時，V興=max（W供2-W蓄2+W供1，W供2）=W供2。

4 應用舉例

利用《水利水能規(guī)劃（第二版）》公式及改進公式對某年調(diào)節(jié)水庫分別進行2 次運用調(diào)節(jié)計算，求興利庫容。

某水庫壩址處某年的年徑流量236 萬m3，庫區(qū)總引水量228 萬m3，水庫死庫容10 萬m3，來、用水過程如表1和表2所示。試求該年所需興利庫容（本例的調(diào)節(jié)年度為當年7月初到次年的6月末）。

（1）根據(jù)公式：V興=W供1+W供2-W蓄2=47 萬m3。調(diào)節(jié)過程如表1，很明顯，6月底月末蓄水量應為死庫容10 萬m3，而調(diào)蓄結(jié)果為7 萬m3，偏?。磺腋鶕?jù)水量平衡，年來水量應等于年用水量與棄水量之和，而調(diào)蓄結(jié)果來水量小于用水量與棄水量之和，棄水量偏多，不符合水量平衡原理。

表1 水庫興利調(diào)節(jié)計算 單位：萬m3

（2）根據(jù)改進公式：當W供1＜W蓄1，W供2＞W(wǎng)蓄2，W供1＜W蓄2時，V興=max（W供2-W蓄2+W供1，W供2）=W供2=50 萬m3。調(diào)節(jié)過程如表2。根據(jù)調(diào)節(jié)結(jié)果：6月底月末蓄水量為死庫容10 萬m3，且年棄水量（8）=年來水量（236）-年用水量（228）=余水量（61）-缺水量（53），符合水量平衡原理。

表2 水庫興利調(diào)節(jié)計算 單位：萬m3

5 結(jié)語

用逆時序推算法對《水利水能規(guī)劃（第二版）》中有關(guān)水庫2 次運用的興利庫容計算公式進行了驗證，指出了其公式的缺陷，進而提出了改進后的計算方法。并利用公式及改進公式結(jié)合實例進行了對比分析，證明了改進方法的可行性，可用于指導工程實踐。

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