赵守卫，鲁 臣

(黑龙江省胜利农场水务局，黑龙江建三江156324)

1 引言

在河流上拦河筑坝形成人工的水池用来进行径流调节，这就是水库。一般地说，坝筑得越高，水库的容积(简称库容)就越大。但在不同的河流上，即使坝高相同，其库容也很不相同、这主要与库区内的地形有关。如库区内地形开阔。则库容较大，如为一峡谷，则库容较小。此外，河流的纵坡对库容大小也有影响，坡降小的库容较大，坡降大的库容较小。水库的形体特征，其定量表示主要就是水库水位～面积关系和水库水位～容积关系。

水库的水面面积和容积是随水位变化的，对于每一个水库来讲，水位愈高则水库面积愈大，库容愈大。不同水体有相应的不同水库面积和库容，对径流调节直接有关。因此，在设计时，必须先作出水库水位一面积以及水库水位一库容关系曲线，这两者是最主要的水库特性资料。

2 水库面积曲线

绘制水库水位一面积曲线可根据库区地形图，一般可采用1∶10 000～1∶5 000比例尺的地形图，用求积仪(或按比例尺数方格法)，在等高线与坝轴线所围成的闭合地形图上量计不同高程的水库面积。见图1所示，以水位为纵坐标，水库面积为横坐标，点绘成水库水位一面积曲线，如图2中的Z～F线。

图1 水库库区地形示意图

图2 水库特性曲线示意图

在平原河流及山区河流上建水库，因库盘形状及坡度不同，其Z－F线的变化性质不同、平原河流水库面积随水位增加而很快增加，面积曲线的坡度较小;山区河流水库面积随水位增加较缓，面积曲线的坡度较大。

3 水库容积曲线

水库容积曲线是面积曲线的积分曲线，即水位Z与累积容积，即库容V的关系线。绘制水库水位～库容关系曲线，亦可根据1∶10 000～1∶5 000比例尺的地形图，分别计算各相邻高程之间的部分容积，自河底向上累加得相应水位的库容，即可画出水位一库容的关系曲线，如图2中的Z～V曲线。相邻高程间的部分容积可按下式计算:

式中:ΔV为相邻高程间(即相邻两水位间)的容积，万m3;F1、F2为相邻上、下水位相应的水库面积，万m2;ΔZ为高程间隔(相邻水位差)，m。

前面所讨论的面积特性曲线和容积特性曲线，均建立在假定入库流量为零时，水面是水平的基础上。这是蓄在水库内的水体为静止(即流速为零)时，所观察到的水静力平衡条件下自由水面，因此，这种库容称为静水库容。如有一定入库流量(水流有一定流速)时，则水库水面从坝址起沿程上溯的回水曲线并非水平，越近上游，水面越上翘，直到入库端与天然水面相交为止;静库容以上与洪水的水面线之间包含的水库容积为楔形蓄量(图3的阴影部分)。静库容与楔形蓄量的总和为动库容。以入库流量为参数的坝前水位与相应动库容的关系曲线，为动库容曲线，见图4。

当研究水库回水淹没和浸没的确实范围、或作库区洪水演进计算时，或当动库容数值占调洪库容比重较大时，必须考虑和研究动库容的影响。

动库容可按不稳定流计算方法逐段进行洪水演算后求得，但这种方法工作量较大，实际应用常采用回水曲线法和近似法。回水曲线法中，回水曲线的形状是由坝上水位与沿库区的流量分配而定的。因此为了绘制水库的动库容曲线，首先须假定某一入库流量Ql和若干坝前不同水位，然后根据水力学公式，求出一组以某一入库流量为参数的水面曲线。其次，将水库全长分成若干段，在每段水库中求出相应于每一回水曲线的平均水位位置。根据每段平均水位的位置定出该段相应的水面面积.这样可以求出不同回水曲线每段的容积。最后，将各段水库容积相加，即得以某一入库流量为参数的总的动库容曲线(图4，Ql曲线)。假定不同的入库流量Q2，Q3，…，按同上步骤计算，分别求得不同的入库流量为参数的水库动库容曲线。图4中Q入=0的曲线也就是前面所说的静库容曲线。从图4可以看出，坝前水位不变时，入库流量愈大，则动库容总值也愈大。应该指出，动库容曲线的计算;需要的资料多，比较麻烦，为了简便起见，一般的调节计算仍多采用静库容曲线。

图3 水库动容示意图

图4 水库动库容曲线示意图

4 结语

掌握运用水库特性曲线绘制方法，可以确保提高曲线的精度，也可以客观真实的反映水库的特性，这对于基层从事水库管理工作的人员来说具有重要的意义。

[1]陈开德.调洪演算的有限差分法[J].长江职工大学学报，1999(5).

[2]高飞，李荣云，陈亚芝.洪水特征值与频率相关曲线在中小型水库防洪调度中的应用[J].水利科技与经济，2002(3).

[3]郭永鑫.盘石头水库实时洪水调度系统的开发研究[J].太原理工大学学报，2004(4).