水利水電規(guī)劃課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、作業(yè)任務(wù)2</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)年徑流及其年分配2</p><p>　　1、設(shè)計(jì)年年徑流的計(jì)算2</p><p>　　2、設(shè)計(jì)年內(nèi)分配3</p><p>　　三、水庫(kù)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(kù)容計(jì)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(jì)算7</p><p>　　五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的推求

3、16</p><p>　　1、設(shè)計(jì)洪峰及洪量計(jì)算16</p><p>　　2、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的推求16</p><p>　　六、水庫(kù)防洪特征水位及壩頂高程的計(jì)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(jì)算31</p><p>　　3、設(shè)

4、計(jì)洪水位計(jì)算31</p><p>　　4、校核洪水位計(jì)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(kù)，

5、因而要進(jìn)行水庫(kù)規(guī)劃的水文水利計(jì)算，其具體任務(wù)是：</p><p>　　1.設(shè)計(jì)年徑流及其年內(nèi)分配。</p><p>　　2.選擇水庫(kù)死水位。</p><p>　　3.選擇正常蓄水位。</p><p>　　4.計(jì)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(jì)年徑流及其年分配</p><p>　　1、設(shè)計(jì)年年徑流的計(jì)算</p><p>　?、賹?duì)流量資料進(jìn)行處理,進(jìn)行年徑流量頻率計(jì)算。</p><p>　?、诶L制年徑流頻率曲線（見(jiàn)圖1），由所得頻率曲線得到標(biāo)準(zhǔn)頻率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)值，（見(jiàn)表1）。</p><

7、p>　　表1 標(biāo)準(zhǔn)頻率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)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(jì)年徑流量。有如下結(jié)果：</p><p>　　當(dāng)P=20%時(shí)，得豐水年年徑流量為23.619m3/s；</p><p>　　當(dāng)P=50%時(shí)，得平水年年徑流量為19.034m3/s；</p&g

8、t;<p>　　當(dāng)P=80%時(shí)，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(jì)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(guò)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(duì)豐、平、枯年份個(gè)月份

10、按流量進(jìn)行縮放可得設(shè)計(jì)年各月分配表(見(jiàn)表)。</p><p>　　表 2 設(shè)計(jì)年徑流各月分配 單位（m3/s）</p><p>　　三、水庫(kù)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、　　①有泥沙淤積計(jì)算</b></p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p>　　表3 泥沙淤積確定死水位計(jì)算表</p><p>　?、谟伤啓C(jī)運(yùn)行允許最低水頭計(jì)算死庫(kù)容（見(jiàn)表4）</p><p>　　表4 由水輪機(jī)運(yùn)行允許最

12、低水頭計(jì)算死庫(kù)容</p><p>　　在泥沙淤積確定的死水位及水輪機(jī)運(yùn)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(kù)容計(jì)算</b></p><p><b>　　興利庫(kù)容計(jì)算見(jiàn)表4</b></p><p>　　表4

13、 興利庫(kù)容確定 （m3/s）</p><p>　　3、正常蓄水位的選擇</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)保證率為80%，選取枯水年對(duì)應(yīng)的年內(nèi)分配為來(lái)水量；</p><p>　　（2）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>　?。?）來(lái)水量減去用水量得余水量或缺水量；</p><p>　　（4）求得總?cè)彼?，其絕對(duì)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(jì)算得興利庫(kù)容為64.96百萬(wàn)m³；</p><p>　?。?）根據(jù)水位庫(kù)容曲線查得死庫(kù)容為17.12百萬(wàn)m³</p&g

15、t;<p>　?。?）死庫(kù)容加上興利庫(kù)容得正常蓄水位所對(duì)應(yīng)的庫(kù)容：80.08百萬(wàn)m³</p><p>　?。?）根據(jù)（8）中求得的結(jié)果及水位庫(kù)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(jì)算</p><p>　?。?）選取豐水年對(duì)應(yīng)的年內(nèi)分

16、配進(jìn)行水能計(jì)算（見(jiàn)表5）</p><p>　?、俑鶕?jù)來(lái)水量及興利用水量，對(duì)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(lái)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(kù)死庫(kù)容、各月天然來(lái)水入庫(kù)量及水庫(kù)放水量確定月末水庫(kù)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>　　⑤根據(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(jì)算出各月的水流出力。</p><p>　　（2）用同樣的方法對(duì)平水年和枯水年進(jìn)行

18、出力計(jì)算（見(jiàn)表6、7）</p><p>　　（3）取設(shè)計(jì)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(shí)數(shù)法計(jì)算裝機(jī)容量</p><p>　　①將豐、平、枯三年（36個(gè)月）的出力列入表中，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算，并將其視作一年的出力情況進(jìn)行持續(xù)時(shí)間的計(jì)算（見(jiàn)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(shí)曲線（見(jiàn)圖5—9）；</p><p>　?、塾?jì)算出力增量，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?jì)算平均持續(xù)時(shí)間，即每行的持續(xù)時(shí)間與下一行持續(xù)時(shí)間的均值，最后一行持續(xù)時(shí)間即為本行平均持續(xù)時(shí)間；</p><p>　?、萦?jì)算電量增量，即出力增量乘以平均持續(xù)時(shí)間；</p><p>　

20、?、抻?jì)算累計(jì)電量，最后一行出力即為本行累計(jì)電量，然后將本行累計(jì)電量加上上一行的電量增量即為本行的累計(jì)電量（本列數(shù)據(jù)由下向上計(jì)算）；</p><p>　?、邔⒗塾?jì)電量除以出力即得年利用小時(shí)數(shù)；</p><p>　?、嗬谜{(diào)試法求得當(dāng)年利用小時(shí)數(shù)為3440h時(shí)，裝機(jī)容量為6119kW，由于單機(jī)容量為1250kW，則裝機(jī)臺(tái)數(shù)為5，總裝裝機(jī)容量為6250kW，多年平均發(fā)電量2150萬(wàn)kW·

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

22、 平水年水能計(jì)算表</p><p>　　表8 出力計(jì)算表</p><p>　　圖5 出力～保證率曲線</p><p>　　圖6 出力～歷時(shí)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(shí)數(shù)～發(fā)電量曲線</p><p>　　圖9 裝機(jī)容量～年利用小時(shí)數(shù)曲線</p><p>　　五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的推求</p><p>　　1、設(shè)計(jì)

24、洪峰及洪量計(jì)算</p><p><b>　　（1）設(shè)計(jì)洪峰計(jì)算</b></p><p>　?、侔凑摘?dú)立樣本法對(duì)洪峰進(jìn)行頻率估計(jì)（見(jiàn)表9）；</p><p>　?、诶L制洪峰頻率曲線（見(jiàn)圖10）；</p><p>　?、圻x取設(shè)計(jì)頻率分別為3％、1％和0.1％對(duì)應(yīng)的洪峰（見(jiàn)表10）；</p><p>　

25、?、芨鶕?jù)設(shè)計(jì)洪峰及實(shí)測(cè)洪峰求出相應(yīng)的放大倍比（見(jiàn)表11）。</p><p><b>　　（2）設(shè)計(jì)洪量計(jì)算</b></p><p>　　分別繪制一天、三天和七天洪量頻率曲線（見(jiàn)圖10-12），找到設(shè)計(jì)頻率為3％、1％和0.1％所對(duì)應(yīng)的洪量，求出相應(yīng)的放大倍比（見(jiàn)表11）。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的推求</p>&l

26、t;p>　　根據(jù)同頻率放大法對(duì)典型洪水過(guò)程線進(jìn)行放大（表12），繪制洪水過(guò)程線（見(jiàn)圖13—15）</p><p>　　表9 標(biāo)準(zhǔn)頻率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)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(jì)頻率對(duì)應(yīng)的洪峰洪量</p><p>　　表11 各設(shè)計(jì)洪水對(duì)應(yīng)的放大比</p><p>　　

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

29、征水位及壩頂高程的計(jì)算</p><p>　　1、調(diào)洪規(guī)則及起調(diào)水位</p><p><b>　　①調(diào)洪規(guī)則</b></p><p>　　1）對(duì)不超過(guò)下游設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防洪限制水位開(kāi)始，根據(jù)水庫(kù)下游防洪要求，來(lái)多少泄多少，但不超過(guò)下游安全流量(調(diào)節(jié)流量+12)。</p><p>　　2）對(duì)不超過(guò)水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防

30、洪限制水位開(kāi)始，先參考第二條。待蓄至防洪高水位后，即打開(kāi)溢洪道閘門(mén)和泄洪洞閘門(mén)，自由泄流。</p><p>　　3）對(duì)不超過(guò)水庫(kù)效核標(biāo)準(zhǔn)的洪水，從防洪限制水位開(kāi)始，先參考第三條。待蓄至設(shè)計(jì)洪水位后，再加開(kāi)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(jì)算</b></p><p>　　用下游防洪過(guò)程線過(guò)程線，除下泄(調(diào)節(jié)流量+12)外，其余蓄在水庫(kù)，總蓄水量加在防洪限制水位上，則可得防洪高水位（見(jiàn)表13）。</p><p>　　計(jì)算得防洪高水位為87.31m.</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算</b></p><p>　　用設(shè)計(jì)洪

32、水過(guò)程線，從防洪限制水位開(kāi)始，先按(調(diào)節(jié)流量+12)下泄，其余蓄在水庫(kù)里，待蓄至防洪高水位后，即打開(kāi)溢洪道閘門(mén)和泄洪洞閘門(mén)，自由泄流，通過(guò)調(diào)洪演算，得設(shè)計(jì)洪水位、攔洪庫(kù)容和相應(yīng)最大下泄流量（見(jiàn)表14）。</p><p>　　計(jì)算得最大下泄流量為469.695m³/s，攔洪庫(kù)容為163.67百萬(wàn)m³，設(shè)計(jì)洪水位為87.42m。</p><p><b>　　4、校

33、核洪水位計(jì)算</b></p><p>　　方法與設(shè)計(jì)洪水計(jì)算相同，只是用設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線來(lái)進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)表16）。</p><p>　　計(jì)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(kù)為大（2）型水庫(kù)，工程等別為Ⅱ等，永久性水工建筑級(jí)別為2級(jí)。壩

34、頂高程應(yīng)在正常運(yùn)用最高水位上加1.0m，即88.31m；或者在非常運(yùn)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(jì)算表</p><p>　　圖16防洪高水位調(diào)洪過(guò)程</p><p>　　表14 設(shè)計(jì)水位計(jì)算表&l

35、t;/p><p>　　圖17 設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪過(guò)程</p><p>　　表15 校核洪水位計(jì)算表</p><p><b>　　七、結(jié)論</b></p><p>　　1、水庫(kù)死水位64.56m，死庫(kù)容17.12百萬(wàn)m³百萬(wàn)m³。<

36、/p><p>　　2、正常蓄水位80.08m，興利庫(kù)容64.96百萬(wàn)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(wàn)kW?h。</p><p>　　4、防洪高水位87.31m m，防洪庫(kù)容162.267百萬(wàn)m³；</p><p>　　設(shè)計(jì)洪水位87.42m，攔洪庫(kù)容163.6

37、7百萬(wàn)m³；</p><p>　　校核洪水位88.32m m，調(diào)洪庫(kù)容173.674百萬(wàn)m³。</p><p><b>　　5、感言</b></p><p>　　寫(xiě)感言的時(shí)候已經(jīng)是凌晨4點(diǎn)了，最近的半個(gè)多月里，一直都在為大作業(yè)忙活著，在這段時(shí)間里有喜也有憂，幾乎每天都是起早貪黑的。在作業(yè)開(kāi)始的幾天里，總是出一些問(wèn)題，現(xiàn)在回想

38、起哪些問(wèn)題，主要是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的了解程度不夠以及對(duì)課堂知識(shí)掌握不夠，在作業(yè)的過(guò)程中也碰到了許許多多的問(wèn)題，通過(guò)問(wèn)老師以及和同學(xué)交流都一一解決了，在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中也切實(shí)學(xué)到了不少的東西，無(wú)論是專業(yè)方面的還是其他方面的。</p><p>　　通過(guò)此次作業(yè)我認(rèn)為這樣的大作業(yè)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)確實(shí)是很有必要的，在書(shū)上學(xué)到的東西都是一些籠統(tǒng)的零碎的知識(shí)點(diǎn)，大把一些碎的東西綜合到一塊讓學(xué)生們有一個(gè)系統(tǒng)的全面的應(yīng)用！</p&

39、gt;<p>　?。ㄗⅲ罕救嗽O(shè)計(jì)任務(wù)中的保證流量通過(guò)老師由原來(lái)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