水利水電規(guī)劃課程設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、作業(yè)任務(wù)2</b></p><p>　　二、設(shè)計年徑流及其年分配2</p><p>　　1、設(shè)計年年徑流的計算2</p><p>　　2、設(shè)計年內(nèi)分配3</p><p>　　三、水庫死水位與正

2、常蓄水位的選擇6</p><p>　　1、死水位的選擇6</p><p>　　2、興利庫容計算6</p><p>　　3、正常蓄水位的選擇7</p><p>　　四、裝機(jī)容量及多年平均發(fā)電量.7</p><p>　　1、代表年的水能計算7</p><p>　　五、設(shè)計洪水過程線的推求

3、16</p><p>　　1、設(shè)計洪峰及洪量計算16</p><p>　　2、設(shè)計洪水過程線的推求16</p><p>　　六、水庫防洪特征水位及壩頂高程的計算30</p><p>　　1、調(diào)洪規(guī)則及起調(diào)水位30</p><p>　　2、防洪高水位計算31</p><p>　　3、設(shè)

4、計洪水位計算31</p><p>　　4、校核洪水位計算31</p><p>　　5、壩頂高程選擇31</p><p><b>　　七、結(jié)論39</b></p><p><b>　　一、作業(yè)任務(wù)</b></p><p>　　在太湖流域的西苕溪支流西溪上，擬修建一水庫，

5、因而要進(jìn)行水庫規(guī)劃的水文水利計算，其具體任務(wù)是：</p><p>　　1.設(shè)計年徑流及其年內(nèi)分配。</p><p>　　2.選擇水庫死水位。</p><p>　　3.選擇正常蓄水位。</p><p>　　4.計算保證出力和多年平均發(fā)電量。</p><p>　　5.選擇水電站裝機(jī)容量。</p><p&

6、gt;　　6.推求各種洪水特征水位和確定大壩高程。</p><p>　　二、設(shè)計年徑流及其年分配</p><p>　　1、設(shè)計年年徑流的計算</p><p>　?、賹α髁抠Y料進(jìn)行處理,進(jìn)行年徑流量頻率計算。</p><p>　?、诶L制年徑流頻率曲線（見圖1），由所得頻率曲線得到標(biāo)準(zhǔn)頻率對應(yīng)的設(shè)計值，（見表1）。</p><

7、p>　　表1 標(biāo)準(zhǔn)頻率對應(yīng)的設(shè)計值</p><p>　　由表查出頻率為20%、50%、80%的豐、平、枯年份的年徑流量，即為設(shè)計年徑流量。有如下結(jié)果：</p><p>　　當(dāng)P=20%時，得豐水年年徑流量為23.619m3/s；</p><p>　　當(dāng)P=50%時，得平水年年徑流量為19.034m3/s；</p&g

8、t;<p>　　當(dāng)P=80%時，得枯水年年徑流量為15.264m3/s。</p><p>　　圖1 年 徑 流 頻 率 曲 線</p><p><b>　　2、設(shè)計年內(nèi)分配</b></p><p>　?、俚湫湍甑倪x擇：根據(jù)典型年的選擇原則可選擇典型年。選擇過程如下： </p>

9、<p>　　圖2 枯水年選擇</p><p>　　圖3 豐水年選擇</p><p>　　圖4 平水年選擇</p><p>　　由上可以選擇出典型枯水年為1979年，典型豐水年為1993年，典型平水年為1984年。對豐、平、枯年份個月份

10、按流量進(jìn)行縮放可得設(shè)計年各月分配表(見表)。</p><p>　　表 2 設(shè)計年徑流各月分配 單位（m3/s）</p><p>　　三、水庫死水位與正常蓄水位的選擇</p><p><b>　　1、死水位的選擇</b></p><p><b>

11、　?、儆心嗌秤俜e計算</b></p><p><b>　　計算公式：</b></p><p>　　表3 泥沙淤積確定死水位計算表</p><p>　?、谟伤啓C(jī)運行允許最低水頭計算死庫容（見表4）</p><p>　　表4 由水輪機(jī)運行允許最

12、低水頭計算死庫容</p><p>　　在泥沙淤積確定的死水位及水輪機(jī)運行允許最低水頭確定的死水位中選擇較大者，定為最終死水位，即泥沙淤積確定的死水位：64.56m。</p><p><b>　　2、興利庫容計算</b></p><p><b>　　興利庫容計算見表4</b></p><p>　　表4

13、 興利庫容確定 （m3/s）</p><p>　　3、正常蓄水位的選擇</p><p>　?。?）設(shè)計保證率為80%，選取枯水年對應(yīng)的年內(nèi)分配為來水量；</p><p>　?。?）興利要求調(diào)節(jié)流量不低于7.5m³/s，則將用水量定為7.5m³/s；</p>

14、;<p>　　（3）來水量減去用水量得余水量或缺水量；</p><p>　?。?）求得總?cè)彼?，其絕對值即為興利用水量，即23.938 m³/s；</p><p>　?。?）根據(jù)（4）中求得的結(jié)果可計算得興利庫容為64.96百萬m³；</p><p>　?。?）根據(jù)水位庫容曲線查得死庫容為17.12百萬m³</p&g

15、t;<p>　?。?）死庫容加上興利庫容得正常蓄水位所對應(yīng)的庫容：80.08百萬m³</p><p>　?。?）根據(jù)（8）中求得的結(jié)果及水位庫容曲線查得正常蓄水位為77.9m。</p><p>　　四、裝機(jī)容量及多年平均發(fā)電量.</p><p>　　1、代表年的水能計算</p><p>　?。?）選取豐水年對應(yīng)的年內(nèi)分

16、配進(jìn)行水能計算（見表5）</p><p>　?、俑鶕?jù)來水量及興利用水量，對發(fā)電用水進(jìn)行調(diào)試，確定12～3月為供水期，7～8月為蓄水期；</p><p>　?、诟鶕?jù)天然來水量及發(fā)電用水量求得各月份余水量及不足水量；</p><p>　?、鄹鶕?jù)水庫死庫容、各月天然來水入庫量及水庫放水量確定月末水庫蓄水量，并求得月平均蓄水量；</p><p>　　

17、④根據(jù)月平均蓄水量及水位容積曲線求得月平均水位；</p><p>　?、莞鶕?jù)發(fā)電用水量及水位流量曲線求得下游水位；</p><p>　?、拊缕骄粶p去下游水位及預(yù)留水頭損失（0.5m）即得到水頭差；</p><p>　?、叱隽ο禂?shù)為7.5，則根據(jù)水電站出力公式計算出各月的水流出力。</p><p>　?。?）用同樣的方法對平水年和枯水年進(jìn)行

18、出力計算（見表6、7）</p><p>　?。?）取設(shè)計枯水年供水期的平均出力為保證出力：保證出力為1374kW.</p><p>　?。?）裝機(jī)利用小時數(shù)法計算裝機(jī)容量</p><p>　?、賹⒇S、平、枯三年（36個月）的出力列入表中，進(jìn)行經(jīng)驗頻率計算，并將其視作一年的出力情況進(jìn)行持續(xù)時間的計算（見表8）；</p><p>　?、诶L制年平均

19、出力頻率曲線及年平均出力歷時曲線（見圖5—9）；</p><p>　?、塾嬎愠隽υ隽?，即每行的出力減去下一行出力，最后行出力為本行出力值；</p><p>　?、苡嬎闫骄掷m(xù)時間，即每行的持續(xù)時間與下一行持續(xù)時間的均值，最后一行持續(xù)時間即為本行平均持續(xù)時間；</p><p>　?、萦嬎汶娏吭隽?，即出力增量乘以平均持續(xù)時間；</p><p>　

20、?、抻嬎憷塾嬰娏?，最后一行出力即為本行累計電量，然后將本行累計電量加上上一行的電量增量即為本行的累計電量（本列數(shù)據(jù)由下向上計算）；</p><p>　?、邔⒗塾嬰娏砍猿隽吹媚昀眯r數(shù)；</p><p>　?、嗬谜{(diào)試法求得當(dāng)年利用小時數(shù)為3440h時，裝機(jī)容量為6119kW，由于單機(jī)容量為1250kW，則裝機(jī)臺數(shù)為5，總裝裝機(jī)容量為6250kW，多年平均發(fā)電量2150萬kW·

21、;h。</p><p>　　表5 豐水年水能計算表</p><p>　　表6 枯水年水能計算表</p><p>　　表7

22、 平水年水能計算表</p><p>　　表8 出力計算表</p><p>　　圖5 出力～保證率曲線</p><p>　　圖6 出力～歷時曲線</p><

23、p>　　圖7 出力～發(fā)電量曲線</p><p>　　圖8 裝機(jī)年利用小時數(shù)～發(fā)電量曲線</p><p>　　圖9 裝機(jī)容量～年利用小時數(shù)曲線</p><p>　　五、設(shè)計洪水過程線的推求</p><p>　　1、設(shè)計

24、洪峰及洪量計算</p><p><b>　?。?）設(shè)計洪峰計算</b></p><p>　?、侔凑摘毩颖痉▽榉暹M(jìn)行頻率估計（見表9）；</p><p>　?、诶L制洪峰頻率曲線（見圖10）；</p><p>　?、圻x取設(shè)計頻率分別為3％、1％和0.1％對應(yīng)的洪峰（見表10）；</p><p>　

25、?、芨鶕?jù)設(shè)計洪峰及實測洪峰求出相應(yīng)的放大倍比（見表11）。</p><p><b>　?。?）設(shè)計洪量計算</b></p><p>　　分別繪制一天、三天和七天洪量頻率曲線（見圖10-12），找到設(shè)計頻率為3％、1％和0.1％所對應(yīng)的洪量，求出相應(yīng)的放大倍比（見表11）。</p><p>　　2、設(shè)計洪水過程線的推求</p>&l

26、t;p>　　根據(jù)同頻率放大法對典型洪水過程線進(jìn)行放大（表12），繪制洪水過程線（見圖13—15）</p><p>　　表9 標(biāo)準(zhǔn)頻率對應(yīng)的設(shè)計值</p><p>　　圖10 洪峰流量頻率曲線</p><p>　　圖11 一日洪量頻率曲線&

27、lt;/p><p>　　圖12 三日洪量頻率曲線</p><p>　　圖12 七日洪量頻率曲線</p><p>　　表10 各設(shè)計頻率對應(yīng)的洪峰洪量</p><p>　　表11 各設(shè)計洪水對應(yīng)的放大比</p><p>　　

28、表12 各設(shè)計洪水過程線計算表</p><p>　　圖13 典型洪水過程線及下游防洪標(biāo)準(zhǔn)洪水過程線</p><p>　　圖14典型洪水過程線及設(shè)計洪水過程線</p><p>　　圖15 典型洪水過程線及校核洪水過程線</p><p>　　六、水庫防洪特

29、征水位及壩頂高程的計算</p><p>　　1、調(diào)洪規(guī)則及起調(diào)水位</p><p><b>　?、僬{(diào)洪規(guī)則</b></p><p>　　1）對不超過下游設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防洪限制水位開始，根據(jù)水庫下游防洪要求，來多少泄多少，但不超過下游安全流量(調(diào)節(jié)流量+12)。</p><p>　　2）對不超過水庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防

30、洪限制水位開始，先參考第二條。待蓄至防洪高水位后，即打開溢洪道閘門和泄洪洞閘門，自由泄流。</p><p>　　3）對不超過水庫效核標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防洪限制水位開始，先參考第三條。待蓄至設(shè)計洪水位后，再加開非常泄洪道100 m3/s。</p><p>　?、谄鹫{(diào)水位（防洪限制水位）＝正常蓄水位－1 m=77.9-1=76.9m</p><p><b>　　2

31、、防洪高水位計算</b></p><p>　　用下游防洪過程線過程線，除下泄(調(diào)節(jié)流量+12)外，其余蓄在水庫，總蓄水量加在防洪限制水位上，則可得防洪高水位（見表13）。</p><p>　　計算得防洪高水位為87.31m.</p><p><b>　　3、設(shè)計洪水位計算</b></p><p>　　用設(shè)計洪

32、水過程線，從防洪限制水位開始，先按(調(diào)節(jié)流量+12)下泄，其余蓄在水庫里，待蓄至防洪高水位后，即打開溢洪道閘門和泄洪洞閘門，自由泄流，通過調(diào)洪演算，得設(shè)計洪水位、攔洪庫容和相應(yīng)最大下泄流量（見表14）。</p><p>　　計算得最大下泄流量為469.695m³/s，攔洪庫容為163.67百萬m³，設(shè)計洪水位為87.42m。</p><p><b>　　4、校

33、核洪水位計算</b></p><p>　　方法與設(shè)計洪水計算相同，只是用設(shè)計洪水過程線來進(jìn)行計算（見表16）。</p><p>　　計算得校核洪水位為88.32m 。</p><p><b>　　5、壩頂高程選擇</b></p><p>　　本水庫為大（2）型水庫，工程等別為Ⅱ等，永久性水工建筑級別為2級。壩

34、頂高程應(yīng)在正常運用最高水位上加1.0m，即88.31m；或者在非常運用最高水位上加0.5m，即88.82m。兩者應(yīng)取最大值，則壩頂高程為88.82m。</p><p>　　表13 防洪高水位計算表</p><p>　　圖16防洪高水位調(diào)洪過程</p><p>　　表14 設(shè)計水位計算表&l

35、t;/p><p>　　圖17 設(shè)計洪水調(diào)洪過程</p><p>　　表15 校核洪水位計算表</p><p><b>　　七、結(jié)論</b></p><p>　　1、水庫死水位64.56m，死庫容17.12百萬m³百萬m³。<

36、/p><p>　　2、正常蓄水位80.08m，興利庫容64.96百萬m³。</p><p>　　3、保證出力1374kW，裝機(jī)容量6250kW，多年平均發(fā)電量2150萬kW?h。</p><p>　　4、防洪高水位87.31m m，防洪庫容162.267百萬m³；</p><p>　　設(shè)計洪水位87.42m，攔洪庫容163.6

37、7百萬m³；</p><p>　　校核洪水位88.32m m，調(diào)洪庫容173.674百萬m³。</p><p><b>　　5、感言</b></p><p>　　寫感言的時候已經(jīng)是凌晨4點了，最近的半個多月里，一直都在為大作業(yè)忙活著，在這段時間里有喜也有憂，幾乎每天都是起早貪黑的。在作業(yè)開始的幾天里，總是出一些問題，現(xiàn)在回想

38、起哪些問題，主要是對設(shè)計任務(wù)的了解程度不夠以及對課堂知識掌握不夠，在作業(yè)的過程中也碰到了許許多多的問題，通過問老師以及和同學(xué)交流都一一解決了，在解決這些問題的過程中也切實學(xué)到了不少的東西，無論是專業(yè)方面的還是其他方面的。</p><p>　　通過此次作業(yè)我認(rèn)為這樣的大作業(yè)對學(xué)生來說確實是很有必要的，在書上學(xué)到的東西都是一些籠統(tǒng)的零碎的知識點，大把一些碎的東西綜合到一塊讓學(xué)生們有一個系統(tǒng)的全面的應(yīng)用！</p&

39、gt;<p>　?。ㄗⅲ罕救嗽O(shè)計任務(wù)中的保證流量通過老師由原來6改為7.5） 肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈腿芄薁螄膈蕆莄螀膇膆蝕蚆螃艿蒃薂螂莁蚈袀螂肁蒁螆螁膃蚆螞袀芅葿薈衿莇節(jié)袇袈肇蕆袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁荿薁裊膄薄袀襖芆莇螆羃莈薂螞羂肈蒞薈羈芀薁薃羀莃蒃袂羀肂蠆螈罿膅蒂蚄羈芇蚇薀羇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈蟻肄莃芁蚇肄肅薇薃肅膅荿袁肂羋薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈腿芄薁螄膈蕆莄螀膇膆蝕蚆螃艿蒃薂螂莁蚈袀螂肁蒁螆螁膃蚆螞

40、袀芅葿薈衿莇節(jié)袇袈肇蕆袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁荿薁裊膄薄袀襖芆莇螆羃莈薂螞羂肈蒞薈羈芀薁薃羀莃蒃袂羀肂蠆螈罿膅蒂蚄羈芇蚇薀羇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈蟻肄莃芁蚇肄肅薇薃肅膅荿袁肂羋薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈腿芄薁螄膈蕆莄螀膇膆蝕蚆螃艿蒃薂螂莁蚈袀螂肁蒁螆螁膃蚆螞袀芅葿薈衿莇節(jié)袇袈肇蕆袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁荿薁裊膄薄袀襖芆莇螆羃莈薂螞羂肈蒞薈羈芀薁薃羀莃蒃袂羀肂蠆螈罿膅蒂蚄羈芇蚇薀羇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈蟻肄莃芁蚇肄肅薇薃肅膅荿袁肂羋薅螇肁莀莈蚃