当前课程知识点：水能与水资源利用 > 第四章 兴利调节 > 第三节 设计保证率和设计代表期 > 第三节 设计保证率和设计代表期
同学们
大家好！上一节我们学习了不同调节周期的水库
那么如何选择这些水库入库径流有的典型年和代表期呢
这一节中我们将通过了解设计保证率
这一概念来选择设计典型年和设计代表期
前面介绍了河川径流的年际变化
各年的年径流量都不相同
这时可将各年年径流量按从大到小的顺序排列
绘出年径流量的经验频率曲线
即年径流量的保证率曲线
由曲线可知
保证率越高
年径流量值越小
保证率越小
年径流量越大
如在特殊枯水年份也要保证各用水部分的正常用水
则需修建相当大的水库
显然在技术上和经济上都不合理
为此
允许用水部门在一定程度上断水或减少用水
那么各用水部门有没有必要确定正常用水的保证程度呢
答案是肯定的
用水部门根据自己的用水特点
确定设计保证率定出多年工作期间
用水部门正常用水的保证程度
设计保证率有不同的表示形式
一种是按正常工作相对年数计算的年保证率
即多年期间正常工作的年数占运行总年数的百分比
另一种是按照正常工作相对历时计算的历时保证率
即多年期间正常工作的历时（日、旬或月）
占运行总历时的百分比
设计保证率采用哪种形式跟什么因素有关呢
用水特性、水库调节性能、设计要求等
这些决定设计保证率的采用形式
径流式电站、航运部分及不进行
径流调节的用水部门一般采用历时保证率
年调节电站
多年调节水电站和灌溉部门一般用年保证率
对一个水利工程的规划设计而言
设计保证率是非常重要的依据之一
若设计保证率选得太低
则正常工作遭受破坏的几率加大
造成国民经济损失和不良后果
相反
选得太高
则工程投资和其他费用将增加
或减少工程效益
所以
设计保证率应通过技术经济比较分析
如何选择设计保证率呢
目前
设计保证率主要根据生产实践累积的经验
通过一般分析
并参照规程推荐数字来选择
通常还要考虑装机规模、系统水电比重
系统重要用户
正常工作遭破坏时损失程度、
河川径流变化程度、水库调节性能等因素
一般来说
水电站装机规模越大
系统中水电比重越大
重要用户越多、河川径流变化越剧烈、
水库调节性能越好
其保证率就应大些
对于大中型水电站其水电站设计
保证率的取值范围可参照左边表格
对于灌溉部门而言
其设计保证率的选择需考虑灌区水、
土资源情况、作物组成、气象与水文条件、
水库调节性能
国家对农业生产要求、地区工程建设和经济条件等因素
如左表所示
根据缺水地区和水源丰富地区的
不同灌溉设计保证率不同
农作物以旱作物为主或水稻为主其灌溉保证率也不同
我们再来看看工业和城市民用供水的保证率
一般为95%~99%
为什么会这么高呢
这是因为工业和城市供水非常重要
应优先满足
且较高大城市或重要工矿区可达99%-100%
通航部门的用水保证率则根据航道
等级结合其它因素综合分析比较
一般要保证最低通航水位
在水电站规划设计中
需进行多方案的大量水利水能计算
若根据长系列水文资料进行计算
必然会获得精确结果
为什么在实际工作中确常采用简化方法呢
这是因为从水文资料中选择若干
典型年份或代表期进行计算
其成果精度一般也能满足规划设计要求
可通过年水量、枯水期水量和
调节流量来选择设计典型年
对于无调节、日调节或年调节水电站
常按如下方法选择设计典型年
根据年水量保证率曲线
按已定的设计保证率
选择代表性的丰水年、中水年、枯水年
来看左图
图中电站的设计保证率P0=90%
根据10%、50%和90%的设计频率在
年水量保证率曲线上找到水量接近的典型丰水年、
中水年和枯水年
是典型丰水年、中水年还是枯水年能
满足年调节水电站设计保证率的要求呢
答案是设计枯水年
根据供水期水量如何选择设计枯水年呢
根据水文系列径流资料的用水要求
划分各年一致的供水期
计算各年供水期水量
绘制供水期水量保证率曲线Wd —P
如左图所示
根据一定的电站设计保证率P0=90%
可查出供水期水量保证值（2.3亿m3）和它相应年份
即为所选的设计枯水年
由于径流年内丰、枯季在时间的分布上不稳定
各年供水期的起止时间不一致
不一定能根据供水期水量来选择设计枯水年
下面介绍另一种选择设计枯水年的方法
根据供水期调节流量选择设计枯水年
方法如下
水库的调节库容
计算各年供水期的调节流量
绘出调节流量保证率曲线Qp — P
根据电站的设计保证率P0=90%定出
调节流量保证值（Qp=42m3/s）及相应的年份
该年即为设计枯水年
对多年调节水电站
我们不选择设计枯水年
而是选择设计代表期
从长系列资料中选出的一个有代表性的短系列
选择时应考虑以下条件
1、代表期连续径流资料的年数至少
应有一个或几个完整的调节周期
2、代表期的年径流平均值等于或接近多年平均值
3、代表期内应包括丰水年、中水年和枯水年
他们的权数应与长系列资料的相当
同学们
今天有关设计保证率和设计代表期的
相关知识就讲到这里
谢谢同学们的观看学习！
-第一节 水资源与水能资源
--水资源与水能资源
-第二节 水能资源的分布及特点
-第一节 水资源的综合利用
-第二节 水力发电
--第二节 水力发电
-第三节 水能资源的开发方式
--小节测试
-第四节 河流的综合利用规划和梯级开发
-第一节 水文的基本概念
-第二节 累积频率计算
-第三节 设计年径流量推求
--讨论：为什么不能直接利用经验频率曲线进行设计年径流量的推求？
-章节测试
-第一节 水库特性
--第一节 水库特性
-第二节 兴利调节的作用及分类
-第三节 设计保证率和设计代表期
-第四节 径流调节计算
-第一节 水能计算的目的和方法
-第二节 水电站保证出力和多年平均发电量
-第三节 电力系统负荷及容量组成
--第三节小节测试
-第四节 各类电站工作特性
-第五节 水电站在电力系统中的运行方式
-第一节 水电站最大工作容量的确定
--讨论：说说电站除了设置最大工作容量为何还要设置备用容量才能满足正常供电的要求？
-第二节 电力系统备用容量的确定
-第三节 水电站重复容量的选定
-第四节 水电站装机容量的选择
-第五节 以发电为主的水库特征水位的选择
-第一节 水电站群的分类及补偿特性
-第二节 梯级水电站群的径流调节和补偿调节
-第三节 并联水电站群的补偿调节
-第四节 水电站群参数选择
-第一节 水电站水利枢纽概述
-第二节 水电站挡水建筑物
-第三节 水电站引水建筑物
-第四节 泄水建筑物和其他建筑物
-章节测试
-第一节 水电站厂房的任务、组成及类型
-第二节 水电站厂区枢纽布置
-第三节 厂房设备及布置
-第四节 水电站厂房的建设流程
-第五节 主厂房的轮廓尺寸
