第一篇：《水資源規劃及利用》部分課后答案

第一章

1、什么是水資源的綜合利用和可持續發展？

答：水資源綜合利用的原則是按照國家對環境保護、人水和諧、社會經濟可持續發展戰略方針，充分合理地開發利用水資源，來滿足社會各部門對水的需求，盡可能獲取最大的社會、經濟和環境綜合效益；水資源的可持續發展就是能夠支持人類社會和經濟可持續發展的水資源開發利用。河川水能資源的基本開發方式有哪幾種？有何特點？（P12）

答：方式表現為集中落差和引用流量的方式。根據集中落差的方式可分為：壩式（蓄水式）水電站、引水式水電站、混合式水電站、潮汐式和抽水蓄能式水電站。

壩式水電站的特點是：優點：攔河筑壩，形成水庫，抬高上游水位，集中河段落差，能調節水量，提高徑流利用率。缺點：基建工程較大，且上游形成淹沒區。

引水式水電站的特點：優點：不會形成大的水庫，淹沒損失小，工程量小 缺點是飲水量較小，水量利用率較低。

混合式水電站：綜合利用水能，比較經濟。防洪的工程措施和非工程措施有哪些？（P17）

答：工程措施：修筑堤壩、河道整治、開辟分洪道和分蓄洪區、水庫攔洪、水土保持。

非工程措施：建立洪水預警系統和洪水警報系統、洪泛區管理、洪水保險、防洪調度。第二章

什么是徑流調節？分哪幾類？（P28）

答：為了消除或減輕洪水災害或是滿足興利需要，通過采取能夠控制和調節徑流的天然狀態，解決供需矛盾，達到興利除害目的的措施稱為徑流調節。

徑流調節分為兩大類：為興利而利用水庫提高枯水徑流的徑流調節，興利調節：為削減洪峰流量而利用水庫攔蓄洪水，以消除或減輕下游洪澇災害的調節，洪水調節。水庫特征水位和特征庫容有哪些？其含義是什么？

答：水庫工程在不同時期有不同任務，為滿足興利要求和保證防洪安全，需要一些控制性的水位和庫容，我們把這些決定水庫調節能力，其限定作用的控制水位和庫容，稱水庫的特征水位、特征庫容。它包括：

（1）死水位和死庫容：在正常運用情況下，水庫都有一個允許消落的最低水位，將其稱為死水位。死水位以下的庫容成為死庫容。

（2）正常蓄水位和興利庫容：水庫在正常運行的情況下，為滿足興利部門枯水期的正常用水，水庫興利蓄水的最高水位稱為正常蓄水位。正常水位與死水位之間的庫容，是水庫實際可用于調節徑流以保證興利的庫容，稱為興利庫容。

（3）防洪限制水位和結合庫容：水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位，稱為防洪限制水位。防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫容，稱為結合庫容。

（4）防洪高水位和防洪庫容：水庫從防洪限制水位起調，壩前達到的最高庫水位稱為防洪高水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為防洪庫容。

（5）設計洪水位和攔洪庫容：當發生大壩設計標準洪水時，從防洪限制水位經水庫調節后所達到的壩前最高水位稱為設計洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為攔洪庫容。

（6）校核洪水位和調洪庫容：當發生大壩校核標準洪水時，從防洪限制水位經水庫調節后，壩前達到的最高水位稱為校核洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為調洪庫容（7）總庫容：校核洪水位以下的全部水庫容積即為水庫的總庫容。

什么是水庫的調節周期？按調節周期分類，徑流調節有幾種類型？（P35）

答：水庫從死水位開始蓄水一直到正常蓄水位再放水到死水位，經歷一個完整的蓄放水過程所需的時間。

按調節周期分類，可分為日、周、年、多年調節。

什么是完全年調節、反調節、補償調節、梯級調節和徑流電力補償調節？（P37）答：完全年調節：能把年內全部來水量按用水要求重新分配而不發生棄水的年徑流調節

按水庫作用分類的調節：

補償調節：根據區間來水量控制水庫實行補充放水的調節方式 梯級調節：利用同一條河流上的一系列梯級水庫進行水量調節

徑流電力補償調節：通過電力聯系調節徑流，使系統中水電站群的總保證出力和發電量最大的徑流調節

反調節：在水電站下游修建水庫再次調節徑流滿足不同部門用水需求的徑流調節。設計保證率的含義是什么？有哪幾種表示方法？（P38）

答：在設計水庫時，預先選定水庫在多年工作期間對用水部門的正常用水保證程度。

有三種表示方法，保證用水的數量、保證用水的歷時、保證用水的年數。調節流量、興利庫容及設計保證率三者之間的關系？（P53）答：當調節流量一定時，提高保證率，則意味著要增加調節庫容；

當興利庫容一定時，提高保證率，則調節流量的保證值會減小。當設計保證率一定時，增大興利庫容，則可增大調節流量。水庫興利調節計算的基本原理是什么？

答：興利調節計算是指利用水庫的調蓄作用，將河川徑流豐水期或豐水年的多于水量蓄存起來，供枯水期或枯水年利用，以提高水資源的利用率，滿足興利部門的用水要求而進行的計算，實質上就是水庫蓄水量變化過程的計算。在計算中，把調節周期劃分為若干較小的計算時段，逐時段根據水量平衡原理計算。興利調節計算的研究課題和計算方法有哪些？

答：興利調節計算的課題有：（1）在來水、用水及設計保證率已定的情況下計算所需要的興利庫容；（2）在來水、興利庫容、設計保證率已知的情況下，核算水庫實際供水能力；（3）在來水、興利庫容、供水能力已定的情況下，核算水庫供水所能達到的保證率。

興利調節的計算方法有：時歷法，數理統計法，隨機模擬法。第三章 第三章

水庫調洪計算的試算法和輔助線法的基本原理是否相同？它們各自的適用情況如何？

答：（1）水庫調洪計算的試算法和輔助線法的基本原理是相同的，都是在水量平衡與動力平衡的原理下進行的，從起調開始，逐時段連續求解水庫的水量平衡方程和蓄泄方程，即可由入庫流量過程Q~t，求得出庫流量過程q~t。（2）列表試算法是一種最基本的、用途較廣的水庫調洪計算方法，針對于無閘控制自由泄流的情況，水庫溢洪道由閘門控制（有時是控制泄流，有時是閘門全開自由泄流）的情況均可以使用。輔助線法式可減少試算法的工作量，但其使用范圍不如試算法廣泛。例如，單輔助線法只適用于自由泄流（無閘或閘門全開）和△t固定的情況。無閘溢洪道和有閘溢洪道的調洪計算相比較，各有何特點？

答：利用閘門控制下泄流量時，調洪計算的基本原理和不用閘門時類似。不同點在于，水庫運行方式多種多樣，要按需要隨時調整閘門的開度，包括開啟的閘孔數目和每個閘孔的開啟高度。因此，利用閘門控制下泄流量時的調洪計算手續更復雜。在這種情況下，用半圖解法調洪計算時，需要針對不同的泄流情況作出若干不同的輔助曲線，計算相當麻煩，也失去了半圖解法簡便迅速的優越性。因此，對于利用閘門控制下泄流量的調洪計算，采用列表試算法更適宜。

對于設閘而閘門全開的計算，和無閘門控制的雷同在溢洪道型式、尺寸一定的情況下，取決于堰頂水頭H，即 其q=f(H)。對于無閘或閘門全開的表面式溢洪道，下泄流量按堰流公式計算；深水式泄洪洞的下泄流量按有壓管公式計算。

簡述列表試算法解題步驟和水庫調洪計算的原理。

答：列表試算法主要步驟：（1）根據水庫容積曲線V=f(Z)和泄洪建筑物的泄洪能力，應用式（3-2）或（3-3）求出泄流能力與庫容的關系曲線，即水庫蓄泄曲線q-V；（2）根據水庫汛期的控制運用方式，確定調洪計算的起始條件，即確定起調水位和相應的庫容、下泄流量；（3）選取合適的計算時段，由入庫洪水過程線摘錄Q1，Q2…；（4）從第一時段開始，逐時段進行泄流量q的計算；（5）將入庫洪水過程線Q-t和計算所得的泄流過程線q-t繪在同一張紙上，若計算所得的最大泄流量qm正好是兩線的交點，說明計算的qm正確。否則應縮短附近的計算時段，重新進行試算，直至計算的qm正好是兩線的交點為止；（6）由qm查q-V關系線，可得最高洪水位時的庫容Vm。由最高洪水位時的庫容Vm減去起調水位相應庫容即得水庫為調節該次入庫洪水所需的調洪庫容V洪。再由Vm查水位庫容曲線，就可得到最高洪水位Zm。

水庫調洪計算的原理：水庫調洪是在水量平衡和動力平衡的原理下進行的。水量平衡可表示為水庫水量平衡方程，動力平衡可由水庫蓄泄方程來反映。從起調開始，逐時段連續求解這兩個方程即可由入庫流量過程Q－t，求得出庫流量過程q-t，這就是水庫調洪計算所遵循的基本原理。第四章

水能計算有哪幾種方法？（P92）

答：時歷法和數理統計法兩大類；時歷法：列表法（按等流量調節的水能計算列表法、按已知出力調節的列表試算法）、圖解法、半圖解法。

電力系統裝機容量有哪幾部分組成？（P105）

答：電力系統裝機容量由必需容量和重復容量組成，其中必需容量由 最大工作容量 備用容量組成。備用容量由負荷備用容量 事故備用容量 檢修備用容量 組成。（P105）什么是水電站保證出力和多年平均發電量？水能計算的目的是什么？

答：水電站保證出力指水電站在一定供水時段內所能發出的，相應于設計保證率的時段平均出力，它決定著水電站能夠有保證地承擔電力系統負荷的工作容量。

水電站多年平均發電量指水電站在多年工作時期內，平均每年所能生產的電能量。它反映水電站多年平均動能效益，是決定電站效益的重要指標。

確定水電站動能指標的計算，稱為水能計算。水能計算的目的是：就是確定水電站的保證出力和多年平均年發電量指標以及水電站的工作情況。無調節、日調節、年調節水電站保證出力如何計算？

答：無調節水電站保證出力指符合設計保證率要求的日平均出力。計算步驟如下：

1）根據實測徑流資料的日平均流量變動范圍，將流量劃分為若干個流量等級； 2）統計各級流量出現的次數；

3）計算各級流量的平均值，查水位流量關系曲線，求得相應的下游水位Z下； 4）計算各級流量相應的水電站凈水頭H=Z上-Z下-△H； 5）計算電站的出力N=KQH。

日調節水電站的保證出力計算方法與無調節水電站基本相同。區別僅在于無調節水電站的上游水位固定不變，而日調節水電站的上游水位則在正常蓄水位和最低水位之間有小幅度變化，計算時采用其平均水位。

年調節水電站保證出力指符合設計保證率要求的供水期平均出力。計算方法有長系列法和設計枯水年法

（1）長系列法：

①對實測徑流資料逐年進行供水期的水能計算，求出各年供水期的平均出力；

②將供水期的平均出力從大到小排列，計算其經驗頻率，并繪制供水期平均出力保證率曲線； ③根據已知的設計保證率在曲線上查處相應的供水期平均出力即為年調節水電站的保證出力。

（2）設計枯水年法：

①根據實測年徑流系列統計計算成果與年徑流頻率曲線，按已知的設計保證率求得年徑流量； ②選年徑流與設計年徑流相近，年內分配不利的年份作為典型年；

③用設計年徑流量與典型年徑流量之比表示的年內分配系數推求設計枯水年的徑流年內分配； ④最后根據給定的Z蓄、Z死及相應的興利庫容求出供水期的調節流量，進而求出供水期的平均出力。長系列法和設計枯水年法都可采用簡化等流量法、逐時段等流量法和等出力法計算供水期平均出力。日負荷圖的三個特征值、三個分區分別是什么？

答：日負荷圖:指電力系統負荷在一晝夜24小時的變化情況。三個特征值：最大負荷N〃、平均負荷N、最小負荷N’；三個區域：峰荷區、腰荷區及基荷區。電力系統裝機容量由哪幾部分組成？

答：從設計的角度看，電力系統裝機容量由必須容量和重復容量組成，必須容量包含最大工作容量和備用容量，備用容量又可分為負荷備用、事故備用和檢修備用。水、火電站工作特性有哪些？ 答：水電站的工作特性：

1）水電站的電力生產情況受河川徑流隨機性的影響和制約；

2）具有綜合利用任務的水電站，其工作方式受其它部門用水的影響；

3）水能是再生性能源，水電站的年運行費用與所生產的電能量無關，因此在豐水期內應盡可能多發水電，少發火電，以節省系統的燃料消耗，降低電量成本；

4）水電站機組開停靈便、迅速，適宜擔任系統的調峰、調頻和事故備用等任務； 5）水電站的建設地點要受水能資源、地形、地質等條件的限制。

火電站的工作特性：

1）只要保證燃料供應，火電站就可以全年按額定出力工作，不像水電站那樣受天然來水的制約； 2）火電站啟動慢；

3）火電站高溫高壓機組的技術最小出力約為額定出力的75％，如果連續不斷地在接近滿負荷的情況下運行，則可以獲得最高的熱效率和最小的煤耗。中溫中壓機組可以擔任變動負荷，即可以在系統負荷圖上的腰荷和峰荷部分工作，但單位電能的煤耗要增加較多； 4）電能成本高，運行費包括燃料費、環保費等。

第五章

水電站裝機容量應從哪幾方面進行合理性分析？（P124）

答：

1、裝機容量年利用小時數（指多年平均年發電量和裝機容量的比值）

2、徑流利用系數（指多年平均的年利用水量與年徑流量的比值）

3、水電站過水能力的協調。

4、考慮其他因素，如水電站在設計水平年內，負荷結構、綜合利用及電站聯合運用的變化，對裝機容量進行靈敏度分析，以探求裝機容量選擇是否合理及穩定程度。

綜合利用水庫死水位選擇原則：

1、保證自流灌溉必要的飲水高程

2、考慮水庫泥沙淤積的要求

3、滿足水電站最低水頭要求

4、滿足其他用水部門的要求。

第二篇：《水資源規劃及利用》期末考卷問答及詳情答案

1、什么是水資源的綜合利用？

水資源（可供利用的大氣降水、地表水和地下水的總稱）綜合利用的原則是按照國家對環境保護、人水和諧、非工程措施是指通過法律、行政、經濟手段以及直接運用防洪工程以外的其它手段來減少洪災損失的措施。社會經濟可持續發展戰略方針，充分合理地開發利用水資源，來滿足社會各部門對水的需求，盡可能獲取最大的社會、經濟和環境綜合效益；

河川水能資源的基本開發方式有哪幾種？有何特點？

答：方式表現為集中落差和引用流量的方式。根據集中落差的方式可分為：壩式（蓄水式）水電站、引水式水電站、混合式水電站、潮汐式和抽水蓄能式水電站。壩式水電站的特點是：優點：攔河筑壩，形成水庫，抬高上游水位，集中河段落差，能調節水量，提高徑流利用率。缺點：基建工程較大，且上游形成淹沒區。引水式水電站的特點：優點：不會形成大的水庫，淹沒損失小，工程量小 缺點是飲水量較小，水量利用率較低。混合式水電站：綜合利用水能，比較經濟。

防洪的工程措施和非工程措施有哪些？兩者的區別？

工程措施：修筑堤壩、河道整治、開辟分洪道和分蓄洪區、水庫攔洪、水土保持。

非工程措施：建立洪水預警系統和洪水警報系統、洪泛區管理、洪水保險、防洪調度。

工程措施是指利用水利工程攔蓄調節洪量、削減洪峰或分洪、滯洪等，以改變洪水天然運動狀況,達到控制洪水、減少損失的目的（非工程措施是指通過法律、行政、經濟手段以及直接運用防洪工程以外的其它手段來減少洪災損失的措施）

什么是徑流調節？分哪幾類？（P28）

為了消除或減輕洪水災害或是滿足興利需要，通過采取能夠控制和調節徑流的天然狀態，解決供需矛盾，達到興利除害目的的措施稱為徑流調節。

徑流調節分為兩大類：為興利而利用水庫提高枯水徑流的徑流調節，興利調節：為削減洪峰流量而利用水庫攔蓄洪水，以消除或減輕下游洪澇災害的調節，洪水調節。

水庫特征水位和特征庫容有哪些？其含義是什么？

水庫工程在不同時期有不同任務，為滿足興利要求和保證防洪安全，需要一些控制性的水位和庫容，我們

把這些決定水庫調節能力，其限定作用的控制水位和庫容，稱水庫的特征水位、特征庫容。它包括：

（1）死水位和死庫容：在正常運用情況下，水庫都有一個允許消落的最低水位，將其稱為死水位。死水位以下的庫容成為死庫容。

（2）正常蓄水位和興利庫容：水庫在正常運行的情況下，為滿足興利部門枯水期的正常用水，水庫興利蓄水的最高水位稱為正常蓄水位。正常水位與死水位之間的庫容，是水庫實際可用于調節

徑流以保證興利的庫容，稱為興利庫容。

（3）防洪限制水位和結合庫容：水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位，稱為防洪限制水位。防洪限制水位與正常蓄水位之間的庫容，稱為結合庫容。

（4）防洪高水位和防洪庫容：水庫從防洪限制水位起調，壩前達到的最高庫水位稱為防洪高水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為防洪庫容。

（5）設計洪水位和攔洪庫容：當發生大壩設計標準洪水時，從防洪限制水位經水庫調節后所達到的壩前最高水位稱為設計洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為攔洪庫容。

（6）校核洪水位和調洪庫容：當發生大壩校核標準洪水時，從防洪限制水位經水庫調節后，壩前達到的最高水位稱為校核洪水位。它與防洪限制水位之間的庫容稱為調洪庫容

（7）總庫容：校核洪水位以下的全部水庫容積即為水庫的總庫容。

什么是水庫的調節周期？按調節周期分類，徑流調節有幾種類型？（P35）

答：水庫從死水位開始蓄水一直到正常蓄水位再放水到死水位，經歷一個完整的蓄放水過程所需的時間。按調節周期分類，可分為日、周、年、多年調節。

什么是完全年調節、反調節、補償調節、梯級調節和徑流電力補償調節？（P37）

答：完全年調節：能把年內全部來水量按用水要求重新分配而不發生棄水的年徑流調節

按水庫作用分類的調節：

補償調節：根據區間來水量控制水庫實行補充放水的調節方式

梯級調節：利用同一條河流上的一系列梯級水庫進行水量調節

徑流電力補償調節：通過電力聯系調節徑流，使系統中水電站群的總保證出力和發電量最大的徑流調節 反調節：在水電站下游修建水庫再次調節徑流滿足不同部門用水需求的徑流調節。

設計保證率的含義是什么？有哪幾種表示方法？（P38）

設計保證率是：因河川徑流具有隨機性，所以，各用水部門用水得到滿足的情況也是隨機的，在多年工作期間，用水部門正常工作得到的保證程度稱為工作保證率。工作保證率通常有年保證率P年和歷時保證率P歷時兩種表示形式。要求研究各用水部門允許減小供水的可能性及合理范圍，即預先選定在多年工作期間用水部門應當達到的工作保證率，并以此作為水利水電工程規劃設計時的重要依據。因這一工作保證率是在規劃設計水庫時預先選定的，故稱之為設計工作保證率，簡稱設計保證率。

調節流量、興利庫容及設計保證率三者之間的關系？（P53）

當調節流量一定時，提高保證率，則意味著要增加調節庫容；

當興利庫容一定時，提高保證率，則調節流量的保證值會減小。

當設計保證率一定時，增大興利庫容，則可增大調節流量。

水庫興利調節計算的基本原理是什么？

答：興利調節計算是指利用水庫的調蓄作用，將河川徑流豐水期或豐水年的多于水量蓄存起來，供枯水期或枯水年利用，以提高水資源的利用率，滿足興利部門的用水要求而進行的計算，實質上就是水庫蓄水量變化過程的計算。在計算中，把調節周期劃分為若干較小的計算時段，逐時段根據水量平衡原理計算。興利調節計算的研究課題和計算方法有哪些？

興利調節計算的課題有：（1）在來水、用水及設計保證率已定的情況下計算所需要的興利庫容；（2）在來水、興利庫容、設計保證率已知的情況下，核算水庫實際供水能力；（3）在來水、興利庫容、供水能力已定的情況下，核算水庫供水所能達到的保證率。

興利調節的計算方法有：時歷法，數理統計法，隨機模擬法。

水庫調洪計算的試算法和輔助線法的基本原理是否相同？它們各自的適用情況如何？

（1）水庫調洪計算的試算法和輔助線法的基本原理是相同的，都是在水量平衡與動力平衡的原理下進行的，從起調開始，逐時段連續求解水庫的水量平衡方程和蓄泄方程，即可由入庫流量過程Q~t，求得出庫流量過程q~t。（2）列表試算法是一種最基本的、用途較廣的水庫調洪計算方法，針對于無閘控制自由泄流的情況，水庫溢洪道由閘門控制（有時是控制泄流，有時是閘門全開自由泄流）的情況均可以使用。輔助線法式可減少試算法的工作量，但其使用范圍不如試算法廣泛。例如，單輔助線法只適用于自由泄流（無閘或閘門全開）和△t固定的情況。

簡述列表試算法解題步驟和水庫調洪計算的原理。

答：列表試算法主要步驟：（1）根據水庫容積曲線V=f(Z)和泄洪建筑物的泄洪能力，應用式（3-2）或（3-3）求出泄流能力與庫容的關系曲線，即水庫蓄泄曲線q-V；（2）根據水庫汛期的控制運用方式，確定調洪計算的起始條件，即確定起調水位和相應的庫容、下泄流量；（3）選取合適的計算時段，由入庫洪水過程線摘錄Q1，Q2…；（4）從第一時段開始，逐時段進行泄流量q的計算；（5）將入庫洪水過程線Q-t和

計算所得的泄流過程線q-t繪在同一張紙上，若計算所得的最大泄流量qm正好是兩線的交點，說明計算的qm正確。否則應縮短附近的計算時段，重新進行試算，直至計算的qm正好是兩線的交點為止；（6）由

qm查q-V關系線，可得最高洪水位時的庫容Vm。由最高洪水位時的庫容Vm減去起調水位相應庫容即得水

庫為調節該次入庫洪水所需的調洪庫容V洪。再由Vm查水位庫容曲線，就可得到最高洪水位Zm。

水庫調洪計算的原理：水庫調洪是在水量平衡和動力平衡的原理下進行的。水量平衡可表示為水庫水量平衡方程，動力平衡可由水庫蓄泄方程來反映。從起調開始，逐時段連續求解這兩個方程即可由入庫流量過程Q－t，求得出庫流量過程q-t，這就是水庫調洪計算所遵循的基本原理。

水能計算有哪幾種方法？（P92）

時歷法和數理統計法兩大類；時歷法：列表法（按等流量調節的水能計算列表法、按已知出力調節的列表試算法）、圖解法、半圖解法。

水能計算任務

瓦時作為計算單位。水電站發電量則為一定時段內水電站全部發電機組發出的電量之和，其值等于電站出力與相應時間乘積，一般以千瓦時作為計算單位。

設計水平年：在規劃水電站的興建時間與規模時，應研究起所在電力系統某一遠景年份預測的電力負荷平均的要求。這個遠景年份就稱作水電站設計負荷水平年，簡稱水電站設計水平年。

典型年：在有實測資料的年份中，選出水情特征具有代表性的某些年作為典型，概括長期的徑流變化特征，并以此作為計算的依據。

電力系統裝機容量有哪幾部分組成？（P105）

電力系統裝機容量由必需容量和重復容量組成，其中必需容量由 最大工作容量 備用容量組成。備用容量由負荷備用容量 事故備用容量 檢修備用容量 組成。

什么是水電站保證出力和多年平均發電量？

水電站保證出力：指水電站在一定供水時段內所能發出的，相應于設計保證率的時段平均出力，它 確定著水電站能夠有保證地承擔電力系統負荷的工作容量。

水電站多年平均發電量：指水電站在多年工作時期內，平均每年所能生產的電能量。它反映水電站多年平均動能效益，是決定電站效益的重要指標。

年最大負荷圖反映出力要求，為系統電力平衡的依據年平均負荷圖反映電能要求，為系統電量平衡的依據。電力系統最大工作容量：為了滿足系統最大負荷要求而設置的容量。

確定水電站動能指標的計算，稱為水能計算。

水能計算的目的是：就是確定水電站的保證出力和多年平均年發電量指標以及水電站的工作情況。無調節、日調節、年調節水電站保證出力如何計算？

無調節水電站保證出力指符合設計保證率要求的日平均出力。計算步驟如下：

1）根據實測徑流資料的日平均流量變動范圍，將流量劃分為若干個流量等級； 2）統計各級流量出現的次數；）計算各級流量的平均值，查水位流量關系曲線，求得相應的下游水位Z下； 4）計算

各級流量相應的水電站凈水頭H=Z上-Z下-△H；5）計算電站的出力N=KQH。

日調節水電站的保證出力計算方法與無調節水電站基本相同。區別僅在于無調節水電站的上游水位固定不變，而日調節水電站的上游水位則在正常蓄水位和最低水位之間有小幅度變化，計算時采用其平均水位。年調節水電站保證出力指符合設計保證率要求的供水期平均出力。計算方法有長系列法和設計枯水年法

（1）長系列法：（2）典型年法（3）簡化法

①對實測徑流資料逐年進行供水期的水能計算，求出各年供水期的平均出力；

②將供水期的平均出力從大到小排列，計算其經驗頻率，并繪制供水期平均出力保證率曲線；

③根據已知的設計保證率在曲線上查處相應的供水期平均出力即為年調節水電站的保證出力。

（2）設計枯水年法：

①根據實測年徑流系列統計計算成果與年徑流頻率曲線，按已知的設計保證率求得年徑流量；

②選年徑流與設計年徑流相近，年內分配不利的年份作為典型年；

③用設計年徑流量與典型年徑流量之比表示的年內分配系數推求設計枯水年的徑流年內分配；

④最后根據給定的Z蓄、Z死及相應的興利庫容求出供水期的調節流量，進而求出供水期的平均出力。

長系列法和設計枯水年法都可采用簡化等流量法、逐時段等流量法和等出力法計算供水期平均出力。日負荷圖的三個特征值、三個分區分別是什么？

日負荷圖:指電力系統負荷在一晝夜24小時的變化情況。三個特征值：最大負荷N〃、平均負荷N、最小負荷N’；三個區域：峰荷區、腰荷區及基荷區。

電力系統裝機容量由哪幾部分組成？

從設計的角度看，電力系統裝機容量由必須容量和重復容量組成，必須容量包含最大工作容量和備用容量，備用容量又可分為負荷備用、事故備用和檢修備用。

水、火電站工作特性有哪些？

水電站的工作特性：

1）水電站的電力生產情況受河川徑流隨機性的影響和制約；2）具有綜合利用任務的水電站，其工作方式受其它部門用水的影響；3）水能是再生性能源，水電站的年運行費用與所生產的電能量無關，因此在豐水期內應盡可能多發水電，少發火電，以節省系統的燃料消耗，降低電量成本；4）水電站機組開停靈便、迅速，適宜擔任系統的調峰、調頻和事故備用等任務；5）水電站的建設地點要受水能資源、地形、地質等條件的限制。

火電站的工作特性：

1）只要保證燃料供應，火電站就可以全年按額定出力工作，不像水電站那樣受天然來水的制約；2）火電站啟動慢；3）火電站高溫高壓機組的技術最小出力約為額定出力的75％，如果連續不斷地在接近滿負荷的情況下運行，則可以獲得最高的熱效率和最小的煤耗。中溫中壓機組可以擔任變動負荷，即可以在系統負荷圖上的腰荷和峰荷部分工作，但單位電能的煤耗要增加較多；4）電能成本高，運行費包括燃料費、環保費等。

水力發電的原理：以以水具有的重力勢能轉變成動能的水沖水輪機，水輪機即開始轉動，若我們將發電機連接到水輪機，則發電機即可開始發電。如果水位提高來沖水輪機，可發現水輪機轉速增加。水位差愈大則水輪機所得動能愈大，可轉換電能愈高。這就是水力發電的基本原理。

水電站裝機容量應從哪幾方面進行合理性分析？（P124）

1、裝機容量年利用小時數（指多年平均年發電量和裝機容量的比值）

2、徑流利用系數（指多年平均的年利用水量與年徑流量的比值）

3、水電站過水能力的協調。

4、考慮其他因素，如水電站在設計水平年內，負荷結構、綜合利用及電站聯合運用的變化，對裝機容量進行靈敏度分析，以探求裝機容量選擇是否合理及穩定程度。

綜合利用水庫死水位選擇原則：

1、保證自流灌溉必要的飲水高程

2、考慮水庫泥沙淤積的要求

3、滿足水電站最低水頭要求

4、滿足其他用水部門的要求。

水電站的運行方式：1.無調節水電站的一般工作特性:任何時刻的出力主要決定于河流天然流量的大小，電站一般不承擔電力系統的變動負荷 2.日調節水電站的一般特性：除棄水期外，在任何一日內所產生的能量，與天然來水量扣除水庫水量損失及其他用水部門從水庫取水后的凈水量所能發出的電量相等。作用：一般情況下總是擔任峰荷，讓火電站擔任基荷。2.在一定保證出力情況下，工作容量大，能更多的取代火電站的容量。3.在每年的豐水期，充分發揮日調節水電站裝機容量的作用，增加水電站的發電量，減少消耗，降低運行費用。

第三篇：水資源利用情況

水資源利用可持續發展概論

摘要:當今世界普遍關注水危機問題，20世紀80年代以來，聯合國水資源大會曾向世界各國多次警告:由于缺水，全球經濟和社會的持續發展，肯定將受到制約，水不久將成為一場深刻的社會危機。世界缺水，中國也缺水。面對21世紀中國的水危機，研究水資源的合理配置，實施可持續發展的戰略，使有限的水資源既滿足當代人的需求又不危害后代的需求就顯得尤為重要。

關鍵詞： 水資源

短缺

合理配置

可持續發展

水資源是一種寶貴的自然資源，是人類生存和發展的物質基礎，是生態環境的基本要素;同時，水又是戰略性經濟資源，是一個國家綜合國力的有機組成部分。因此，可以說水是社會、經濟可持續發展的基礎，做好水資源的開發、利用、治理、配置、節約和保護，實現水資源的可持續發展是我國實施可持續發展戰略的必然要求。一．全球水資源情況

從數量上看,地球上的水量是非常豐富的。地球71%的面積被水覆蓋,水的總量估計為1·39×1010億m3,其中海洋水體約占97·41%,冰帽和冰河水體約占1·984%,地下水約占0·592%,湖泊水體約占0·007%,土壤水體約占0·005%,大氣中水蒸氣約占0·001%,河流水體約占0·0001%,生物體中水約占0·0001%。但這些水體中淡水總量僅為0·036×1010億m3。[1]除冰川和冰帽外,可利用的淡水總量不到全球總儲水量的1%。這部分淡水與人類的關系最為密切,具有極其重要的社會、經濟和環境價值。雖然淡水在較長時間內可以保持平衡,但在一定時間、空間范圍內,它的數量卻是有限的,并不像有些人想象的那樣可以取之不盡,用之不竭。從未來的發展趨勢看,由于社會對水的需求不斷增加,而自然界所能提供的可利用的水資源又有一定限度,突出的供需矛盾使水資源己成為社會經濟發展的重要制約因素。種種跡象表明,水的問題即將或已經成為嚴重的社會問題。20世紀60年代后期和70年代初期,非洲撒哈拉地區發生大干旱,造成了非洲大饑荒;1976~1977年美國大旱及1988年北美大旱,影響波及美國60%的地區,使人們對水資源的問題有了深切的認識。

目前,印度、中國耗用水量分別達到最大可利用量和安全極限量的70%;阿拉伯地區22個地處沙漠的國家,水資源利用率已超過85%;埃及和以色列基本上已使用了可以利用的全部水資源量。據聯合國預測,水將成為本世紀最有爭議的城市問題之一。全世界將有10多億得不到清潔的飲用水,17億人缺乏起碼的公共用水衛生設施。水量短缺嚴重,供需矛盾尖銳將是全球水資源的主要表現之一。1992年初,有156個國家代表參加的“世界水資源與環境 大會”提出了警告:“水資源短缺已成為當今人類面臨的最嚴峻挑戰之一。至本世紀末及21世紀初,此種情況更令人憂慮。”2000年3月17日,國際水問題聯合會在荷蘭召開了“世界水問題論壇”會議,就水的安全性問題進一步向人們提出警告,各國政府提出了明確的行動綱領。一方面水資源日益短缺,而另一方面水資源浪費現象又特別嚴重。統計結果表明,從1900年到 1975年,世界人口大約翻了一番,年用水量則由約4×1011m3增加到3×1012m3,增長了約6·5倍,其中農業用水約增加了5倍;城市生活用水約增長12倍;工業用水約增加了20倍。特別是從20世紀60年代開始,由于城市人口的增長,耗水量大的新興工業的建立,全世界用水量增長約1倍。農業灌溉一直采用粗放式的漫灌方式,嚴重浪費水資源。隨著社會、經濟、技術和城市化的發展,排放到環境中的污染物量日益增多,造成水體污染日益嚴重。水資源污染造成的“水質型缺水”加劇了水資源短缺的矛盾，加劇了居民生活用水的緊張和不安全性。二． 我國水資源概況

我國水資源并不豐富,水資源總量約為28 124億m3,其中河川年平均總徑流量約為27115億m3,排在世界第6位,繼巴西69500億m3、前蘇聯65400億m3、美國30560億m3、加拿大29114億m3和印尼28113億m3之后。我國人均占有河川年徑流量約2327m3,僅相當于世界人均占有量的1/4,美國人均占有量的1/6,前蘇聯人均占有量的1/8。世界人均占有年徑流量最高的國家是加拿大,人均占有年徑流量高達14·93萬m3,是我國人均占有年徑流量的近64倍。[2] 1．空間分布特征

1· 1降水、河流分布的不均性

我國水資源空間分布的特征主要表現為:降水和河川徑流的地區分布不均,水土資源組合很不平衡。北方水資源貧乏,南方水資源較豐富,南北相差懸殊。長江及其以南地區的流域面積占全國總面積的36·5%,卻擁有占全國80·9%的水資源總量;西北內陸地區及額爾齊斯河流域面積占全國的33·5%,擁有的水資源量僅占全國的4·6%。按面積平均,北方的水資源量均低于全國平均水平。據水利部水資源調查評價估算,我國各省、自治區和直轄市的水資源量,最多的是西藏、四川、云南和廣西等省區,年擁有的水資源量均在1 800億m3以上;寧夏、天津、上海、北京、山西、河北和甘肅等省市區,年擁有的水資源量均在280億m3以下,寧夏最低,年水資源量僅10億m3。1·2 地下水資源分布的不均勻性

作為水資源重要組成部分的地下水資源量的分布受地形及其主要補給來源———降水量的制約。我國是一個地域遼闊、地形復雜、多山分布的國家,山丘區約占全國面積的69%,平原和盆地約占31%。地形特點是西高東低,定向山脈縱橫交織,構成了我國地形的基本骨架。北方分布的大型平原和盆地成為地下水儲存的良好場所。東西向排列的昆侖山—秦嶺山脈,成為我國南北方的分界線,對地下水資源量的區域分布產生了深刻影響。正是地形上、降水上的分布差異性,使我國不僅在地表水資源上表現為南多北少的局面,而且地下水資源仍具有南方豐富、北方貧乏的空間分布特征。占全國總面積60%的北方地區,地下水天然資源量約260 km3/a,約占全國地下水天然資源量的30%,不足南方的1/2。而北方地下水開采資源約140km3/a,占全國地下水開采量的49%。特別是占全國約1/3面積的西北地區,水資源量僅有220km3/a,只占全國的8%,地下水天然資源量和開采資源量分別為110 km3/a和30km3/a,均占全國地下水天然資源量和開采資源量的13%。而東南及中南地區,面積僅占全國的13%,但水資源量占全國的38%,地下水天然資源量和開采資源量分別為260km3/a和26km3/a,均約占全國地下水天然資源量和開采資源量的30%。南、北地區在地下水資源量上的差異十分明顯。2．時間分布特征

我國水資源受降水影響,其時間分布具有年內、年際變化大,枯水年和豐水年連續發生的特點。許多河流發生過3~8a的連豐、連枯期,如黃河在1922~1932年連續11年枯水,1943~1951年連續9年豐水。我國最大年降水量與最小年降水量之間相差懸殊。南方地區最大年降水量一般是最小年降水量的2~4倍,北方地區則達3~6倍。長江以南地區由南往北雨季為3~6月至4~7月,降水量占全年的50%~60%。長江以北地區雨季為6~9月,降水量占全年的70%~80%。水資源年際變化大,年內分配不均,不僅是我國經常發生季節性缺水,而且是許多河流發生災難性水環境問題的原因。水資源的上述特點,導致我國國土的大部分地區都出現水資源短缺和水環境問題,并成為制約21世紀中國社會經濟持續發展的重要因素之一。因此,認識我國水資源特點,有效地加以調控和保護,以促進水資源與人口、社會、經濟和環境的協調發展,是解決21世紀我國水問題的關鍵。

3．水資源與人口和耕地分布不匹配的特征

我國水資源空間上分布的不平衡性與全國的人口和耕地分布上的差異性,構成了水資源與人口和耕地不匹配的基本特征。3．1 水資源與人口組合特征 北方地區人口占全國總人口的2/5強,但水資源占有量不足全國水資源總量的1/5;南方地區人口占全國的3/5,而水資源量為全國的4/5。北方地區人均水資源擁有量為1127m3,僅為南方地區人均的1/3。在全國人均水量不足1000m3的10個省區中,北方地區占了8個,而且主要集中在華北區;在全國人均水量超過2000m3的13個省區中,南方地區占了10個,而北方地區只有3個;人均水量在1000~2000m3的6個省區中,南、北兩方各有3個。在南、北兩地區中,北方地區的華北區人口稠密,其人口占全國的26%,但水資源量僅占全國的6%,人均水量僅為556m3,只有西北區的1/5和東北區的1/3強,不足全國人均的1/4,因此該區目前已成為 全國缺水最嚴重的地區之一;南方地區的西南區人口不足全國的20%,而水資源量卻占全國的46%,全區人均水量高達5722m3,是華北區的10倍。3·2 水資源與耕地組合特征

北方地區耕地面積占全國耕地面積的3/5,而水資源總量僅占全國的1/5;相反,南方地區耕地面積占全國的2/5,而水資源量卻占全國的4/5。南方地區耕地水量28695m3/hm2,而北方地區只有9465m3/hm2,前者是后者的3倍。在全國耕地水量不足1500m3/hm2的15個省區中,北方地區占了13個;耕地水量超過30000m3/hm2的11個省區中,北方地區僅有1個;耕地水量為15000~30000m3/hm2的有3個省區,北方地區占了1個。綜上所述,我國水資源與人口和耕地組合狀況很不理想。尤其是北方地區耕地資源和人口稠密,而水資源占有量低,同時,稠密的人口和社會經濟發展帶來大量的污染物,造成有限的水資源質量下降。可見水資源是我國許多地區今后社會經濟持續發展的主要限制因素,應全面深入開展水資源優化配置和水資源保護規劃的研究工作,確保社會經濟對水資源的需求。三．我國未來水資源面臨的主要問題

水資源是人類生存和經濟社會發展的物質基礎,是不可替代的重要自然資源。人口劇增,灌溉農業擴大,工業化和城市化發展,城鄉居民生活水平提高,人類社會對水的需求急劇增長。同時由于城鄉污水大量排放,地表水和地下水源不斷受到污染,可供人類利用的水源日益短缺。部分地區河道斷流,湖泊干涸,地下含水層接近疏干,地面下沉,生態環境不斷惡化。我國水資源面臨著洪澇災害、水資源短缺和水污染加劇3大問題。因此,水資源的問題已引起全世界的普遍關注。洪澇災害、干旱缺水、水污染和生態環境惡化,成為我國經濟社會持續發展的重要制約因素[3]。

四．水資源可持續發展的概念及涵義

按照可持續發展的含義，本文認為水資源可持續發展可以定義如下:在維護和改善生態環境的前提下，合理有效地配置水資源，盡可能提高水資源的開發利用效率，在滿足當代人用水需求的同時，不危及后代人對水資源需要的能力。具體而一言，水資源可持續發展主要包括以下五個方面的涵義和要求: 1.實現水資源與社會經濟的協調發展

把水資源與國民經濟和社會發展緊密聯系起來，進行綜合開發、科學管理，按水資源狀況確定國民經濟發展布局和規劃。加快水利事業的發展，努力提高我國抗御洪澇、干旱災害的能力，減少災害損失，改善水環境，為工農業生產、人民生活提供足量的、適當水質的水資源，實現水資源、水環境與經濟、社會的協調發展。2.優化水資源的配置

搞好水資源的優化配置，處理好水資源與社會經濟發展和生態環境的關系，使水資源在整體上發揮最大的經濟效益，社會效益與環境效益。一方面對天__上水、地表水、地下水，主水、客水，跨地區跨流域調水等統籌安排，在開發上實現水資源的優化配置:另一方面對工業、農業、生活、環境、生態等不同的用水需求，區別對待，保證重點，在使用上實現水資源的優化配置，從而使水資源滿足社會經濟可持續發展的全面要求。3.提高水資源的利用效率 加強科學研究，依靠科學進步，最大程度地提高水資源開發利用的綜合效率，開源節流，提高用水的效率。大力提倡并推行節約用水，努力建立節水型農業、節水型工業、節水型社會。充分體現水資源的價值，促進水利企業的產業化進程，促進水權交易，加快水市場建設，構建科學規范的水價體系，實現水資源開發利用和水利經濟的良性循環，逐步實現不同空間區域公平用水以及在時間上水資源永續利用的目的。4.保護和改善水環境

按照人與自然和諧共處的要求，處理好水質和其他水環境有關的問題，協調好生活、生產與生態用水。采取切實措施保證生態環境用水，特別是生態脆弱地區的生態用水。加強水資源保護，對地下水嚴重超采地區實行地下水限采或禁采;對污染嚴重的江河湖海進行重點治理;對重點污染源實行達標排放;實施排污許可證制度;改進水環境監測手段，分清污染責任，按“零污染”(上游不對下游造成任何污染)的原則，對河流的污染實行有效的防治。搞好城市河湖水系的綜合治理，為廣大人民群眾提供優美的水環境。在對水資源開發、利用、治理的同時，要更加注重對其的配置、保護，使水資源得到優化配置和良好保護，使水環境符合生態要求。

5.更新觀念，創新管理，健全保障機制

水資源的可持續發展，要求人們學會運用綜合的觀點、系統的觀點、經濟的觀點來統籌思考水資源的問題。要建立、健全、完善與水資源可持續利用相關的法律、法規、政策體系，建立可持續發展的水資源信息系統，逐步形成一個完整的全國水資源信息網絡;建立綜合決策系統，實現水量、水質、水能的統一配置、統一調度、統一管理;注重公眾水資源可持續發展意識的提高。

五．我國水資源可持續管理的主要對策

1． 樹立節水觀念和可持續利用水資源的觀念

在傳統觀念中，水一直被視為是大自然賜給人類的取之不盡、用之不竭的資源，人們據此而未能對水資源進行有償的、有計劃的、合理的開，發和利用，保護水資源的觀念極其淡薄。江澤民總書記一記在關于我國水資源問題的重要批示中指出:當今水資源為世界各國所關注，我國水資源大為短缺，我們過去的認識很不夠，必須引起全黨的十分重視，要認真做好水資源開發和利用工作，在全民上下形成珍惜水資源的新觀念。2.改革水資源管理體制

為對我國的水資源進行有效的管理水資源管理體制改革勢在必行從機構設置來看，一是必須要有一個國家級的統一管理機構。目前，歐洲許多國家和美國都建立了國家水資源管理委員會，或者有的委托中央有關部門統一管理。我國目前是由國家委托水利部行使水行政權。“水利”一詞是中國的一個特有名詞，在英文中很難找到一個可以與之相匹配的詞。追其根本水利著重于水量的調控、利用和開發，而水資源的管理包括水量和水質兩方面，且不可分割。這樣由于國人對于水利的傳統理解不可能在短期內改變，水利部門的決策專家也在短期內不能調整其專業知識背景、部門利益傾向和決策慣性，使其決策并不能導致水資源整體的實際有效管理。因此，有必要成立一個國家水資源管理委員會，該委員會應由水利部和國家環保局以一個合理的比例參與決策規劃與管理。二是分級、分工管理須賦予新的含義。由于我國長期以來實行高度集權的計劃經濟體制，因此，分級、分工管理很容易被理解為按行政區、分部門管理，事實上我國目前的水資源管理確實是這樣的現狀。然而，在新形勢下，分級、分工管理應當是按水系、流域或地理區域劃分的行政區和部門之間的協調、分工與合作。這樣的機構設置應該是，在國家水資源管理機構中設立國家流域管理委員會，在七大流域下設七個一級區的流域管理機構，然后，在一級區的流域管理機構下，再設其各自分區的流域管理機構，各流域所涉及的地方行政區和水資源相關的職能部門在這些流域管理機構的制約下開展各自的工作。這些流域管理機構的主要職能應該包括:制訂、實施規劃，監督、保護，狀況分析，設計方案，審核、檢查，控制排污以及提出訴訟等。

從決策機制來看，水資源管理應采取傘型的決策方法并積極促進公眾參與。水資源涉及到洪澇干旱防治、基建發電、水質檢測、污染防治、農田灌溉、水土保持、森林涵養等多學科的綜合性知識，其決策往往需要不同專業知識背景的專家協商合作，但這不僅僅是這些專家決策的簡單復合，而是在專家決策共事基礎上的創造集成，就如同一把傘，它由不同的輻條支撐，但它在此基礎上又有自己的支撐主軸，因此，可以形象地稱之為傘型決策。

從協調機制來看，我國目前迫切需要加強協調機構的集中統一管理。在這種背景下，要逐步實現城鄉水務協調管理一體化，以歸口協調和管理水資源的開發和利用。水務局協調管理體制的興起，就是為適應這種形勢的改革產物。從職能來看，水務局具體負責以下十個方面的工作:統一法規、統一政策、統一規劃、統一監測、統一調度、統一治理、統一制定水定額、統一制定水價、統一發放和吊銷取水許可證、統一征收水資源費。3.構建科學規范的水價體系

隨著水資源供需矛盾的加劇，水資源的有限性、稀缺性和商品性逐漸被人們所一識，于是，改革水費制度，建立科學合理的水價體系，已成為各國實施水資源可續管理的重要措施。論是發達國家還是發展中國家，其水費政策和水價標準都圖利用經濟手段進行需求管理，并相應制訂了“基本水費”和“超量水費”制度，行“基本水價”、“累進水價”和“高峰水價”等價格政策。許多國家把制定水費策和水價標準同水資源管理、調節水的供求關系聯系起來，在他們頒布的水資源規中，都規定了對用戶收取水費的章程和條款，建立了有區別的水費政策和水費準。他們不僅依據成本，在定價上對工業、農業和居民生活用水等有不同的標準，且還考慮到地區、時間差異，拉開差價，并實行超額用水累進收費的制度。4.健全法制保障

必須建立完善的水資源管理法律體系，通過健全的法制體系保障水資源的可持續發展。法制保障建設包括水的立法、水行政執法和水行政司法三個方面。在水資源管理的立法上要制定自然資源綜合法，從整體上協調各種自然資源的開發、利用和保護:要制定流域管理機構法，以法律的形式規范流域管理機構的職能、工作程序，賦予其行政、經濟方面的權力，以保證統一管理與分級、分工管理相結合;要設立專門的地下水保護法，連同地表水法以及《水法》構成完整的水法體系;要設立公眾參與法，對我國公民參與環境管理的程序、規則給予規范;對現有的法律法規要適時進行條款的補充、增加和刪減。如隨著我國市場經濟的發展，對于水質、水量引起的邊界沖突處理，給水、排水的收費管理，水服務質量的管理 等方面，還應進一步完善現有法律;有些法律法規只涉及到原則，不夠具體，缺乏可操作性，需要加以修訂。要借鑒發達國家的成功經驗，建立有效的水環境監測標準體系，并使之成為一項重要的法規細則，對水環境質量定期進行監督和評價。要加大執法力度，開展多種形式的執法監督，并結合多種有效手段，真正做到“有法可依、有法必依、執法必嚴、違法必究”，切實運用法律武器保障水資源的可持續發展。六．總結

面對21世紀的競爭，我國水資源管理在其改革發展過程中必然會遇到各種各樣 的問題和挑戰。但是只要從可持續發展的戰略高度出發，更新觀念、改革體制、創 新機制、健全法制、加強宣傳，就可以逐步解決其中的問題和矛盾，實現水資源的 可持續發展，從而達到保障我國社會、經濟可持續發展的目的。

參考文獻：

1.馬克·德維利耶著.嚴維明譯.水迫在眉睫的生存危機.上海:上海譯文出版社，2000 2.《中國水利快報》

2002 3.劉昌明,陳志愷.中國水資源現狀評價和供需發展趨勢分析[M].北京:中國水利水電出版社,2001.

第四篇：繼電保護課后部分習題答案

電力系統繼電保護

張保會 尹項根主編

1.2繼電保護裝置在電力系統中所起的作用是什么? 答:繼電保護裝置就是指能反應電力系統中設備發生故障或不正常運行狀態,并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置.它的作用包括:1.電力系統正常運行時不動作;2.電力系統部正常運行時發報警信號,通知值班人員處理,使電力系統盡快恢復正常運行;3.電力系統故障時,甄別出發生故障的電力設備,并向故障點與電源點之間、最靠近故障點斷路器發出跳閘指令,將故障部分與電網的其他部分隔離。1.3繼電保護裝置通過哪些主要環節完成預定的保護功能,各環節的作用是什么? 答:繼電保護裝置一般通過測量比較、邏輯判斷和執行輸出三個部分完成預定的保護功能。測量比較環節是冊來那個被保護電器元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據比較的結果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質的一組邏輯信號，從而判別保護裝置是否應該啟動。邏輯判斷環節是根據測量環節輸出的邏輯信號，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘。執行輸出環節是根據邏輯部分傳來的指令，發出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應的動作信息、發出警報或不動作。1.6線路上裝設兩組電流互感器，線路保護和母線保護應各接哪組互感器？

答：線路保護應接TA1，母線保護應接TA2。因為母線保護和線路保護的保護區必須重疊，使得任意點的故障都處于保護區內。1.8后備保護的作用是什么？

答：后備保護的作用是在主保護因保護裝置拒動、保護回路中的其他環節損壞、斷路器拒動等原因不能快速切除故障的情況下，迅速啟動來切除故障。

2.6為什么定時限過電流保護的靈敏度、動作時間需要同時逐級配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級配合？

答：定時限過電流保護的整定值按照大于本線路流過的最大負荷電流整定，不但保護本線路的全長，而且保護相鄰線路的全長，可以起遠后備保護的作用。當遠處短路時，應當保證離故障點最近的過電流保護最先動作，這就要求保護必須在靈敏度和動作時間上逐級配合，最末端的過電流保護靈敏度最高、動作時間最短，每向上一級，動作時間增加一個時間級差，動作電流也要逐級增加。否則，就有可能出現越級跳閘、非選擇性動作現象的發生。由于電流速斷只保護本線路的一部分，下一級線路故障時它根本不會動作，因而靈敏度不需要逐級配合。

2.11在雙側電源供電的網絡中，方向性電流保護利用了短路時電氣量的什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的問題？

答：在雙側電源供電網絡中，利用電流幅值特征不能保證保護動作的選擇性。方向性電流保護利用短路時功率方向的特征，當短路功率由母線流向線路時表明故障點在線路方向上，是保護應該動作的方向，允許保護動作。反之，不允許保護動作。用短路時功率方向的特征解決了僅用電流幅值特征不能區分故障位置的問題，并且線路兩側的保護只需按照單電源的配合方式整定配合即可滿足選擇性。

2.12功率方向判別元件實質上是在判別什么？為什么會存在“死區”？什么時候要求它動作最靈敏？ 答：功率方向判別元件實質是判別加入繼電器的電壓和電流之間的相位[cos(，并且根據一定關系+a)是否大于0]判別初短路功率的方向。為了進行相位比較，需要加入繼電器的電壓、電流信號有一定的幅值（在數字式保護中進行相量計算、在模擬式保護中形成方波），且有最小的動作電壓和電流要求。當短路點越靠近母線時電壓越小，在電壓小雨最小動作電壓時，就出現了電壓死區。在保護正方向發生最常見故障時，功率方向判別元件應該動作最靈敏。

2.14為了保證在正方向發生各種短路時功率判別元件都能動作，需要確定接線方式及內角，請給出90°接線方式正方向短路時內角的范圍。

答：(1)正方向發生三相短路時，有0°

(2)正方向發生兩相短路，當短路點位于保護安裝處附近，短路阻抗Zd《Zs時，0°

綜合三相和各種兩相短路的分析得出，當0°<的條件應為30°

<90°時，使方向繼電器在一切故障情況下都能動作2.17在中性點直接接地系統中，發生接地短路后，試分析、總結：(1)零序電壓、電流分量的分布規律；(2)負序電壓、電流分量的分布規律；(3)正序電壓、電流分量的分布規律。

答：(1)零序電壓——故障點處零序電壓最高，距故障點越遠零序電壓越低，其分布取決于到大地間阻抗的大小。零序電流——由零序電壓產生，由故障點經線路流向大地，其分布主要取決于送電線路的零序阻抗和中性點接地變壓器的零序阻抗，與電源點的數目和位置無關。(2)負序電壓——故障點處負序電壓最高，距故障點越遠負序電壓越低，在發電機中性點上負序電壓為零。負序電流的分布取決于系統的負序阻抗。(3)正序電壓——越靠近電源點正序電壓數值越高，越靠近短路點正序電壓數值越低。正序電流的分布取決于系統的正序阻抗。

2.23圖2.59所示系統中變壓器中性點全部不接地，如果發生單相接地，試比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。

答：零序電流：在非故障線路中流過的電流其數值等于本身的對地電容電流，在故障線路中流過的零序電流數值為全系統所有非故障元件對地電容電流之和。零序電壓：全系統都會出現量值等于相電壓的零序電流，各點零序電壓基本一樣。零序功率方向：在故障線路上，電容性無功功率方向為線路流向母線；在非故障線路上，電容性無功功率方向為母線流向線路。

3.1距離保護是利用正常運行與短路狀態間的哪些電氣量的差異構成的？

答：電力系統正常運行時，保護安裝處的電壓接近額定電壓，電流為正常負荷電流，電壓與電流的比值為負荷阻抗，其值較大，阻抗角為功率因數角，數值較小；電力系統發生短路時，保護安裝處的電壓變為母線殘余電壓，電流變為短路電流，電壓與電流的比值變為保護安裝處與短路點之間一段線路的短路阻抗，其值較小，阻抗角為輸電線路的阻抗角，數值較大，距離保護就是利用了正常運行與短路時電壓和電流的比值，即測量阻抗之間的差異構成的。3.2什么是保護安裝處的負荷阻抗？

答：負荷阻抗是指在電力系統正常運行時，保護安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負荷電流）的比值。因為電力系統正常運行時電壓較高、電流較小、功率因數較高（即電壓與電流之間的相位差較小），負荷阻抗的特點是量值較大，在阻抗復平面上與R軸之間的夾角較小。3.6在本線路上發生金屬性短路，測量阻抗為什么能夠正確反應故障的距離？

答：電力系統發生金屬性短路時，在保護安裝處所測量Um降低，Im增大，它們的比值Zm變為短路點與保護安裝處之間短路阻抗Zk;對于具有均勻參數的輸電線路來說，Zk與短路距離Lk成正比關系，即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,為單位長度線路的復阻抗)，所以能夠正確反應故障的距離。3.7距離保護裝置一般由哪幾部分組成？簡述各部分的作用。

答：距離保護一般由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成，它們的作用分述如下：

(1)啟動部分：用來判別系統是否發生故障。系統正常運行時，該部分不動作；而當發生故障時，該部分能夠動作。通常情況下，只有啟動部分動作后，才將后續的測量、邏輯等部分投入工作。

(2)測量部分：在系統故障的情況下，快速、準確地測定出故障方向和距離，并與預先設定的保護范圍相比較，區內故障時給出動作信號，區外故障時不動作。

(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統發生振蕩時，距離保護的測量元件有可能誤動作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區分振蕩和故障。在系統振蕩的情況下，將保護閉鎖，即使測量元件動作，也不會出口跳閘；在系統故障的情況下，開放保護，如果測量元件動作且滿足其他動作條件，則發出跳閘命令，將故障設備切除。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時，將會造成保護測量電壓的消失，從而可能使距離保護的測量部分出現誤判斷。這種情況下應該將保護閉鎖，以防止出現不必要的誤動。

(5)配合邏輯部分：用來實現距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合。(6)出口部分：包括跳閘出口和信號出口，在保護動作時接通跳閘回路并發出相應的信號。3.8為什么阻抗繼電器的動作特性必須是一個區域？

動保護中，通道中傳送的是線路兩端電流的信息，可以是用幅值、相角或實部、虛部表示的相量值，也可以是采樣得到的離散值。在縱聯電流相位差動保護中，通道中傳送的是表示兩端電流瞬時值為正（或負）的相位信息，例如，瞬時值為正半周時有高頻信息，瞬時值為負半周時無高頻信息，檢測線路上有高頻信息的時間，可以比較線路兩端電流的相位。不同的通道有不同的工作方式，對于載波通道而言，有三種工作方式，即正常無高頻電流方式、正常有高頻電流方式和移頻方式。對于光纖及微波通道，取決于具體的通信協議形式。

4.12輸電線路縱聯電流差動保護在系統振蕩、非全相運行期間，會否誤動，為什么？

答：系統振蕩時，線路兩側通過同一個電流，與正常運行及外部故障時的情況一樣，差動電流為量值較小的不平衡電流，制動電流較大，選取適當的制動特性，就會保證不誤動作。非全相運行時，線路兩側的電流也為同一個電流，電流縱聯差動保護也不誤動作。

4.14為什么縱聯電流差動保護要求兩側測量和計算的嚴格同步，而方向比較式縱聯差動保護原理則無兩側同步的要求？

4.20什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么保護必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大小對保護有何影響？ 4.21什么是相繼動作，為什么會出現相繼動作，出現相繼動作對電力系統有何影響？ 答：在輸電線路保護中，一側保護先動作跳閘后，另一側保護才能動作的現象稱為相繼動作。

隨著被保護線路的增長，為了保證區外故障時不誤動作，要求保護的閉鎖角增大，從而使動作區域變小，內部故障時有可能進入保護的不動作區。由于在內部故障時高頻信號的傳輸延時對于電流相位超前側和滯后側的影響是不同的，對于滯后的N側來說，超前側M發出的高頻信號經傳輸延遲后，相當于使兩者之間的相位差縮小，高頻信號的間斷角加大，有利于其動作，所以N側是可以動作的；但對于超前的M側來說，N側發來的信號經延時后相對于加大了兩側電流的相位差，使M側感受到的高頻信號的間斷角變得更小，有可能小于整定的閉鎖角，從而導致不動作。為解決M端不能跳閘問題，當N側跳閘后，停止發高頻信號，M側只能收到自己發的高頻信號，間隔180°，滿足跳閘條件隨之跳閘。出現相繼動作后，保護相繼動作的一端故障切除的時間變慢。5.2何為瞬時性故障，何謂永久性故障？

答:當故障發生并切除故障后，經過一定延時故障點絕緣強度恢復、故障點消失，若把斷開的線路斷路器再合上就能夠恢復正常的供電，則稱這類故障是瞬時性故障。如果故障不能自動消失，延時后故障點依然存在，則稱這類故障是永久性故障。

5.3在超高壓電網中使用三相重合為什么要考慮兩側電源的同期問題，使用單項重合閘是否需要考慮同期問題？

答：三項重合閘時，無論什么故障均要切除三項故障，當系統網架結構薄弱時，兩側電源在斷路器跳閘以后可能失去同步，因此需要考慮兩側電源同期問題；單相故障時只跳單相，使兩側電源之間仍然保持兩相運行，一般是同步的；因此，單相重合閘一般不考慮同期問題。5.5如果必須考慮同期合閘，重合閘是否必須裝檢同期元件? 答：如果必須考慮同期合閘，也不一定必須裝檢同期元件。當電力系統之間聯系緊密(具有三個以上的回路)，系統的結構保證線路兩側不會失步，或當兩側電源有雙回路聯系時，可以采用檢查另一線路是否有電流來判斷兩側電源是否失去同步。5.12什么是重合閘前加速保護？

答：所謂前加速就是當線路第一次故障時，靠近電源端保護無選擇性動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再有選擇性的切除故障。5.13什么是重合閘后加速保護？

答：所謂后加速就是當線路第一次故障時，保護有選擇性的動作，然后進行重合。如果重合于永久性故障上，則在斷路器合閘后，再加速保護動作瞬時切除故障，而與第一次動作是否帶有時限無關。6.1變壓器可能發生哪些故障和不正常運行狀態？它們與線路相比有何異同？

答：變壓器故障可以分為油箱外和油箱內兩種故障，油箱外得故障主要是套管和引出線上發生相間短路和接地短路。油箱內的故障包括繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。

(2)比率制動。

令差動電流為Id= I`1+I`2 制動電流為Ires=|(I`1-I`2)/2| 則比率制動式縱差保護的動作方程為 Id＞K(Ires-Ires.min)+Id.min，當Ires＞Ires.mim Id＞Id.min，當Ires≤Ires.min

式中，Ires.min成為拐點電流；Id.min為啟動電流；K為制動線斜率.7.4發電機的完全差動保護為何不反應匝間短路故障，變壓器差動保護能反應嗎？

答；發電機的完全差動保護引入發電機定子機端和中性點的全部相電流I1和I2，在定子繞組發生同相匝間短路時兩側電流仍然相等，保護將不能夠動作。變壓器匝間短路時，相當于增加了繞組的個數，并改變了變壓器的變比，此時變壓器兩側電流不再相等，流入差動繼電器的電流將不在為零，所以變壓器縱差動保護能反應繞組的匝間短路故障。8.2試述判別母線故障的基本方法。

答：(1)全電流差動原理判別母線故障。在正常運行以及母線范圍以外故障時，在母線上所有連接元件中，流入的電流和流出的電流相等，或表示為∑Ipi=0；當母線上發生故障時，所有與母線連接的元件都向故障點供給短路電流或流出殘留的負荷電流，按基爾霍夫電流定律，有∑Ipi=Ik(短路點的總電流)。

(2)電流相位差動原理判別母線故障。如從每個連接元件中電流的相位來看，則在正常運行以及外部故障時，則至少有一個元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的，具體說來，就是電流流入的元件和電流流出的元件這兩者的相位相反。而當母線故障時，除電流等于零的元件以外，其他元件中的電流是接近同相位的。

8.6簡述何謂斷路器失靈保護。

答：所謂斷路器失靈保護，是指當故障線路的繼電保護動作發出跳閘脈沖，但其斷路器拒絕跳閘時，能夠以較短的時限切除與其接在同一條母線上的其他斷路器，以實現快速后備同時又使停電范圍限制為最小的一種后備保護。

第五篇：水資源利用方案

一、工程概況和用水水源情況： 1.本工程位于

二、節水用水量計算：

根據《民用建筑節水設計標準》GB50555-2010的規定：

序號123合計表一：生活用水節水（平均日）用水量計算表定額用水量數量L/人*d人/m2用水部位用水天數L/m2*d平均日全年住宅配套商業物業服務用房271015502594.***6.9086.20.625263.7393771.422263218.7596253.17備注表二：中水原水量計算表回收部位給水量收集部用水量高日用水計算排位用水數量定額水量折分項百人/m2序號回收部位用水天數L/人*d減系數分數平均日全年L/m2*次0.9*0.9=0.81127101500.810.38365125.1245669.06住宅2配套商業155050.810.43650.000.003物業服務用房25300.810.43500.000.004合計125.1245669.06表二注：小公建為污廢合流，不進行原水收集。

備注序號表三：生活中水節水（平均日）用水量計算表定額用水量數量L/人*d人/m2用水部位L/m2*次用水天數平均日全年m3/m2*a2710住宅停車庫地面沖洗水220008411.67綠地灌溉4788.78道路沖洗25.220.280.236520-3068.294416.820.96130.0724926.588802355.2728.7328190.5803備注1234合計

三、給排水系統說明：

1、生活給水住宅1~3層由市政供水管直接供水，充分利用市政供水壓力；4~15層為中區供水，16層至28層為高區，公建二層及以下層為低區，由市政給水管網直接供給，三層及三層以上由中區加壓泵供水，加區由變頻泵組加水箱供水,系統分區內最低部位保證靜水壓力不超過0.45MPa。其中公建配水橫管供水壓力不大于0.15MPa，住宅入戶管供水壓力值均采取不大于0.20Mpa的措施。住宅保證最不利點出水壓力不小于0.10MPa，給水計量分為三級計量，進小區時做生活給水總表，加壓水各樓設置單元水表間，各樓市政給水進戶時設置水表井，各層管道井內設置分戶水表。運行階段提供用水量計量情況和管網漏損檢測、整改的報告。

2、項目中水原水收集優質雜排水（淋浴和洗臉盆、洗手盆廢水）。處理達到國家標準《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB／T 18920)的規定后接至小區室外管網，分區同生活給水。計量方式為小區總表及管井內各分戶水表。中水用于沖廁、綠化灌溉、道路沖洗、車庫沖洗等。

3、生活熱水，4#住宅樓D單元熱源：太陽能；輔助熱源：燃氣。其他部分住宅樓熱源：燃氣。每戶：熱水定額60L/人*d，設計（最高）小時耗熱量8299.18kJ/h，設計日耗熱量：199180.32kJ。屋頂太陽能集熱器總有效面積：51.8m2，儲熱水箱有效容積：4.5m3，太陽能保證率：0.5,太陽能滿足平均日熱水定額30L/人*d標準熱水用量要求，當熱水用量增大達到熱水定額60L/人*d時，太陽能系統提供每戶一半的熱水量(60℃)0.09m3/d，其余0.09m3/d由燃氣加熱提供。

4、集中熱水供應保證用水點處冷、熱水供水壓力平衡的措施，最不利用水點處冷、熱水供水壓力差不大于0.02MPa,本項目采用支管減壓閥保持壓力；熱水系統保證干管和立管中的熱水循環，不循環配水支管長度在2m以內。

5、本工程無空調冷卻水系統（無冷卻塔系統）。

6、室外綠地澆灑等采用中水，設水表單獨計量。均采用節水灌溉方式，不應采用噴灌方式，而應采用微噴灌、滴灌等方式。

7、本工程無景觀用水。

8、采取有效措施減少管網漏損：

1）室內冷水給水管、中水管（主立管、橫干管）采用襯塑鋼管，DN≤65mm者螺紋連接，DN≥80mm者溝槽連接。支管采用PP-R塑料管，熱熔連接。與金屬管和用水器具連接采用螺紋。冷水PP-R管道的管系列為S4。熱水PP-R管道的管系列為S2。塑料管材，承壓不小于工作壓力的1.5倍，同時需要滿足各管材相應承壓規范；管件與管道宜配套提供；

閥門:D≤50mm采用銅質截止閥;D>50mm采用閘閥或蝶閥。所有水龍頭為瓷芯節水型材料。

2）民用建筑的給水、熱水、中水等給水管道設置計量水表應符合下列規定： 用水按使用用途分別設置用水計量裝置，統計用水量；同時按付費或管理單元，分別設置用水計量裝置。

住宅入戶管上應設計量水表； 公共建筑應根據不同使用性質及計費標準分類分別設計量水表；住宅小區及單體建筑引入管上應設計量水表；

加壓分區供水的貯水池或水箱前的補水管上宜設計量水表；采用高位水箱供水系統的水箱出水管上宜設計量水表；

公共建筑中的廚房、洗衣房、公共浴池、中水貯水池或水箱補水等的補水管上應設計量水表；

機動車清洗用水管上應安裝水表計量； 8 灌溉、綠化用水管上應安裝水表計量；空調系統用水安裝水表計量；

9、選用性能高的閥門，零泄漏閥門等，如在沖洗閥、消火栓、排氣閥前增設軟密封閉閥或蝶閥。

10、管道敷設要求：埋地管道除塑料管外均需采取防腐措施，埋設于凍土層之下，管道基礎采用標準圖上相關做法。室外管道采取有效措施避免管網滲漏。做好室外管道基礎處理和覆土，控制管道埋深，加強管道工程施工監督，把好施工質量關。

11、水池、水箱溢流報警和進水閥門自動聯動關閉。

12、選用性高靈敏度計量水表，并根據水平衡測試標準安裝分級計量水表，計量水表安裝率達100%。具體要求為下級水表的設置應覆蓋上一級水表的所有出流量，不得出現無計量支路。

給水水表分級示意圖

13、水泵及電機應符合《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》GB18613-2012及《清水離心泵能效限定值及節能評價值》GB19762-2007的節能評價值要求。

四、節水器具：

1.衛生器具和配件應符合《節水型生活用水器具》CJ/T164-2014的有關要求。滿足《節水型產品技術條件與管理通則》GB18870的規定，依據《水嘴用水效率限定值及用水效率等級》GB25501-2010、《坐便器用水效率限定值及用水效率等級》GB25502-2010，《小便器用水效率限定值及用水效率等級》GB28377-2012、《淋浴器用水效率限定值及用水效率等級》GB28378-2012、《便器沖洗閥用水效率限定值及用水效率等級》GB28379-2012等，100%的衛生器具用水效率等級達到二級.2.公共場所衛生間的洗手盆宜采用感應式水嘴或自閉式水嘴等限流節水裝置.3.公共場所衛生間的小便器宜采用感應式或延時自閉式沖洗閥。

五、非傳統水源利用(一)中水利用 1.中水收集范圍:住宅及公建優質雜排水（淋浴和洗臉盆、洗手盆廢水），用于沖廁用水（大便器、小便器）、綠地、道路澆灑用水、車庫沖洗等。T:建筑物每日用水時間，t：設備運行時間

1）中水原水平均日可收集水量Q1=150*0.9*0.9*38%*2710*0.001=125.12 m3/d 2）中水平均日用水量Q3=130.07 m3/d 3）中水設備平均日處理水量Q2=(1+n)Q3=1.1*130.07=143.1 m3/d,中水設備日處理時間：t=10h，設備處理規模：Q2h= Q2/t=14.31 m3/h。4）自來水補水量（補在中水貯存池）：Qb=Q3-Q1/（1+n）=16 m3/d。

5）平衡計算結果分析：收集的原水量Q1=125.12 m3/d小于設備處理量Q2=143.1 m3/d，通過補充自來水滿足平均日中水用水量要求。6）原水調節池的調節容積：W1=1.5*Q1h*（24-t）=1.5*（1+n）*Q3*（T-t）/T=125.2 3m

7）中水貯存池容積：W2=1.2*T*(Q2h-Q3h)=1.2*Q3*[(1+n)T-t]/T=106.7 m3

3.中水各用水點均需注明“不得飲用”等字樣，中水管道應采取下列防止誤接、誤用、誤飲的措施：

1)中水管道外壁應按有關標準的規定涂色和標志；

并應符合現行國家標準《建筑中水設計規范》GB50336、《建筑小區雨水利用工程技術規范》GB50400的要求。

2)水池(箱)、閥門、水表及給水栓、取水口均應有明顯的“中水”標志； 3)公共場所及綠化的中水取水口應設帶鎖裝置； 4)工程驗收時應逐段進行檢查，防止誤接。5)中水管道嚴禁與生活飲用水給水管道連接.(二)雨水控制與利用

1)、室外采取下凹式綠地設計等，其中雨水篦子比草地高5~10CM。不增加建設區域內雨水涇流系統數和雨水外排水量。外排雨水總量不大于開發前水平、外排雨水峰值流量不大于市政管網的接納能力。

2)、本項目硬化面積4651.01m2，配建雨水調蓄設施，總有效容積300m3，滿足

3新建工程按每千平米硬化面積配建不小于30m的雨水調蓄設施標準及硬化面積達1萬平方米及以上，按每萬平米硬化面積須配建不小于500立米的雨水調蓄設施標準。雨水經調蓄后排向市政雨水管網。雨水調蓄池設計詳見室外雨水總平面圖。

3)、雨水控制與利用設施應與主體工程同時設計、同時施工、同時使用。