水利計算

水利計算的主要內容主要如下

①綜合考慮各方面提出的用水、用電、防洪、防凌、排澇、航運、漂木、養殖、衞生和環境保護等要求，結合工程具體條件，選擇可能的方案與相應的洪水調節、徑流調節的方式及替代措施，並作為計算的基礎。

②進行各方案的徑流調節計算、水庫調洪計算、水能計算、水庫回水計算和洪水演進計算；分析工程建成後上下游水位、流量情勢的變化；闡明工程效益和多年運行特徵；分析工程對環境、生態的影響，並對不利影響提出可能的處理措施。

③進行各方案的技術經濟評價，選擇工程規模及其主要參數與特徵值。當工程上下游或同一供水、供電系統中有已建和擬建工程時，需同時對有關工程聯合運行方式和規模、參數的影響進行研究。

④擬定工程的運行方式，作為工程興建後製定運行規程及實際運用的依據。

⑤進行閘壩上下游衝淤計算與工程使用年限估算，分析可能的河牀演變情況。對建在多沙河流上的閘壩工程，還需研究有利排沙清淤的調度方式等。

⑥必要時需進行下列專門研究：水電站日調節非恆定流對上下游河道航運和取水口、排水口的影響；水庫放空及潰壩洪水計算；水庫和河道冰凌情況分析計算；水庫初期蓄水調節計算及分期發揮效益的運用方案；跨流域調水計算；感潮河段水力計算；平原河網地區水力計算等。 ^[1] 

一、 按水資源開發治理規劃的水利計算分類

一項水利措施和水利設施規劃中的水利計算。如為工業給水、灌溉、水電站等進行的水庫規劃中的計算，目的是闡明水利工程設施可能提供的水利效益。為此，要計算用水部門的需水量和電量等，為選定實現上述效益的建築物基本尺寸準備必需的資料，提供合理選擇的依據。

河流開發治理規劃中的水利計算。這種計算的目的是為了有效地調節河川徑流，建造恰當的水利設施，為各種水利設施的大小、位置和工作情況提出經濟合理的設計。計算分析的內容包括水文情況、用水需要、徑流調節方式和經濟論證等。這類計算是水利計算的主要內容。全流域規劃中的水利計算。這種水利計算的目的是根據水資源的特性、地區條件和國民經濟需要，協調各種矛盾，擬定流域水資源整體開發的各種方案。其內容包括：分析研究幹、支流各處的開發方式；擬定全河流梯級水庫羣的佈置和其他重要水利工程的佈局；分析計算每一方案中各用水部門的開發規模、總投資和經濟效益。

二、按服務目的分類

按服務目的，水利計算分為防洪水利計算、灌溉工程的水利計算、水電站的水能計算和綜合利用（防洪、發電、灌溉、航運、給水等）水庫的水利計算。

水利計算還包括由於水利工程的建設而引起的一些派生現象或後果的分析計算，如水庫的回水淹沒、水庫淤積、水庫蒸發、壩下衝刷、庫區生態影響等分析計算；也包括一些水利設計的專門問題，如水庫日調節對航運的影響和潰壩洪水的計算等。 ^[2] 

水利計算技術自19世紀末期開始發展，但在較長時間內多歸附於應用水文學與工程水力學。作為一門專門的學科，是隨有關學科分支特別是徑流調節理論的發展，於20世紀中葉在蘇聯逐漸形成的。這方面較有代表性的專著是1952年出版的，由C.H.克里茨基與M.φ.明凱里合著的《水利計算》。此後，由於應用數學、電子計算機技術以及其他有關學科的迅速發展，又在計算理論和實踐上取得許多新成就，主要表現為進一步完善了徑流調節理論；引入並廣泛應用了以徑流調節、經濟分析為基礎的系統分析方法；提出了水庫、河道非恆定流及泥沙運動計算方面的許多新解法，包括應用一維明渠非恆定流計算，求解水庫調洪、水庫回水和河道洪水演進等問題；應用二維、三維水流運動數學模型，求解涉及環境水力學、感潮河段及河網水力學、河流動力學等方面的複雜問題。

中國水利建設有悠久的歷史，但較系統的水利計算工作是20世紀50年代後，在吸取外來經驗的基礎上，通過一系列江河流域規劃以及水利水電工程的設計和運用才逐漸開展起來的。自50年代以來，先後出版了一系列有關水利計算的專著、計算手冊及規程規範，均較完整地總結了在此以前的理論與實踐經驗。中國在防洪規劃水利計算、防洪效益分析計算、防洪與興利相結合的調節計算、綜合利用水庫調節計算、水庫羣調節計算等方面提出了一些適合本國特點的方法，在非恆定流計算方面也有不少發展。80年代以來，隨着電子計算機的廣泛應用，在應用隨機過程理論描述徑流、應用現代數學和系統分析方法進行單庫或庫羣規劃及水利計算等方面，也進行了不少探索。 ^[1] 

水利計算的發展趨勢主要如下：

1、進一步應用數學方法，結合成因分析，完善對徑流的描述和預測；

2、應用現代數學與計算技術，更好地解決水庫和河流動力學中的一些問題；

3、結合水利規劃的發展需要，開展水庫羣和水利規劃系統分析的研究，為擬定河流開發治理的合理方案、確定工程最佳參數與特徵值、編制工程的優化運行方式，提供更科學的依據。 ^[1]