水利計算案例分析.doc

年調節(jié)水庫興利調節(jié)計算案例分析 要求：根據(jù)已給資料推求興利庫容和正常蓄水位。 資料:(1) 設計代表年(P=75%)徑流年內分配、綜合用水過程及蒸發(fā)損失月分配列于下表1，滲漏損失以相應月庫容的1%計。 (2) 水庫面積曲線和庫容曲線如下表2。 (3) V死 =300萬m3。 表1 水庫來、用水及蒸發(fā)資料 (P=75%)表2 水庫特性曲線解：由表2可以繪出水位和面積特性曲線，水位和庫容特性曲線，見下圖1、2。圖1 水位與庫容特性曲線圖2 水位與水面面積特性曲線 1，先考慮無損失情況下，將表1中的來水量和用水量分別列入表3的（2）、（3）列。2，由來水量和用水量計算出該月份的余、缺水，列入第（4）、（5）列中。3，由表中數(shù)據(jù)可以看出該年為二次運用，且V3V2，V3V2，V3V4 所以V興= V2 +V4 -V3=4460（萬m3）總庫容V=4760（萬m3）。12，將考慮損失后的蓄水量和棄水量分別列入（16）、（17）列。13，校核檢查結果是否正確。水庫經(jīng)過充蓄和泄放到6月末水庫興利庫容應該放空即放到死庫容300萬m3 由表3可知計算正確。再根據(jù)水量平衡方程W來-W用-W損-W棄=0進行校核即（2）-（3）-（12）-（17）=0，經(jīng)校核計算結果正確。14，根據(jù)所得興利庫容是水庫的水位，查表3水庫特性曲線可得V興=4761（萬m3）由圖1水位與庫容特性曲線可以查出Z正=867m。水庫調洪演算案例分析 要求:(1)推求攔洪庫容；(2)最大泄流量 qm 及相應時刻；(3)水庫最高蓄水位；(4)繪制來水與下泄流量過程線資料：開敞式溢洪道設計洪水過程線如下表1，水庫特征曲線如表2，堰頂高程140m，相應容305104m3，頂寬10m，流量系數(shù)m=1.6，汛期水電站水輪機過水流量QT=5m3/s，計算時段t采用1h或0.5h。表1 洪水過程線 (P=1%)時間 t/h 01234567流量/(m3/s) 5.0 30.3 55.5 37.5 25.2 15.0 6.7 5.0 表2 水庫特性曲線水庫水位 H/m 140140.5141141.5142142.5143庫容 /(104m3) 305325350375400425455解：（1）通過表2，畫出水庫水位-庫容曲線，水庫水位-庫容曲線如下圖1圖1 水庫水位-庫容曲線（2） 根據(jù)已知條件計算并繪制q=f（V）關系曲線，由，根據(jù)不同庫水位計算H與q，再由表2 水庫特性曲線得相應V并將結果列于下表，繪制q=f（V）關系曲線如圖2。圖2 關系曲線 （3）曲線計算表中第一行為堰頂高程以上的不同庫水位；第二行堰頂水頭H，等于庫水位Z減去堰頂高程；第三行溢洪道下泄流量由，求得第四行為發(fā)電量為；第五行為總的下泄流量；第六行為相應的庫水位Z的庫容V，見下表3表3 某水庫關系曲線計算表庫水位Z(m)140140.5141141.5142142.5143溢洪道堰頂水頭（H）00.511.522.53溢洪道泄量q溢（m3/s）0.00 5.66 16.00 29.39 45.25 63.25 83.14 發(fā)電洞泄量q電（m3/s）5555555總泄流量q（m3/s）5 11 21 34 50 68 88 庫容V（萬m3）305325350375400425455 （2）確定調洪起始條件。由于本水庫溢洪道無閘門控制因此起調水位亦即防洪限制水位取為與堰頂高程齊平，即。相應庫容為，初始下泄流量為發(fā)電流量。（3） 計算時段平均入庫流量和時段入庫水量。將洪水過程線劃分計算時段，初選計算時段填入表5第一列，表5中第二列為按計算時段摘錄的入庫洪水流量，計算時段平均入流量和時段入庫水量，分別填入三四列。例如第一時段平均入庫流量，入庫水量為： （4）逐時段試算求泄流過程qt。 因時段末出庫流量q2與該時段內蓄水量變化有關， 假設 q2=6.05 m3/s， 則。 第一時段蓄水量變化值，時段末水庫蓄水量。查V=f（Z）曲線得Z2=140.13（m），查上圖q=f（V）關系曲線，得q2=6.05 m3/s。與原假設相符。如果不等需要重新假設，只到二者相等。以第一時段末V2，q2作為第二時段初V1,，q1，重復類似試算過程。如此連續(xù)試算下去，即可得到以時段為1h作為間隔的泄流過程qt。由V查圖1 V=f（Z）關系分別將試算填入表5中。第01h試算過程見表4。表4 （第01h）試算過程時間 051403051017.655.5254.365130.3140.16309.3656.056.05 （5）根據(jù)表5中（1）、（5）欄可繪制下泄流量過程線；第（1）、（9）欄可繪制水庫蓄水過程線；第（1）、（10）欄可繪制水庫調洪后的水庫水位過程。表5 水庫調洪計算表時間 入庫洪水流量 時段平均入庫流量 時段入 庫水量 下泄流量時段平均下泄流量時段下泄水量 時段內水庫存水量變化水庫存水量 水庫 水位 （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）05.0 17.65 6.4 5.00 5.53 2.0 4.4 305 140130.3 6.05 309 140.16255.5 42.90 15.4 9.65 7.85 2.8 12.6 322 140.41337.5 46.50 16.7 14.14 11.90 4.3 12.5 334 140.66425.2 31.35 11.3 16.53 15.34 5.5 5.8 340 140.7774.421.0 23.10 3.3 16.93 16.73 2.4 0.9 341 140.79534.619.0 20.00 1.4 17.00 16.97 1.2 0.2 341 140.79974.817.0 18.00 1.3 17.06 17.03 1.2 0.1 341 140.8011515.0 16.00 1.2 17.02(17.06) 17.04 1.2 -0.1 341 140.799666.7 10.85 3.9 16.10 16.56 6.0 -2.1 339 140.758675.0 5.85 2.1 14.70 15.40 5.5 -3.4 336 140.6900（6）繪制Qt，qt曲線，推求最大下泄流量初步計算時段，以表5中第（1）、（2）、（5）欄相應數(shù)值，繪制Qt，qt曲線，如圖3。由圖可知，以，求得的未落在Qt曲線上（見圖虛線表示的qt段），也就是說在Qt與qt兩曲線得交點并不是值。說明計算時段在五時段取得太長。將計算時段在與之間減小為與，重新進行試算。則得如表5中的第（6）欄相應、的泄流過程。以此最終成果重新繪圖，即為圖3以實線表示的qt過程。最大下泄流量發(fā)生在時刻，正好是qt曲線與Qt曲線得交點即為所求。圖3 水庫設計洪水過程線與下泄流量過程線 （7）推求設計調洪庫容和設計洪水位。利用表5中的第（9）欄各時段末的庫容值V，由庫容曲線上即可查得各時段末的相應水位Z，即表中第（10）欄。的庫容為減去堰頂高程以下庫容，即：。而相應于341.41萬m3的庫水位，即為小型水電站水能計算案例分析 某以發(fā)電為主的年調節(jié)水電站，其設計枯水年各月來水量如表1所示，該水庫的興利庫容為110（m3/s）月，供水期上游平均水位為40m，下游平均水位20m，A=7，出力倍比系數(shù)C=3.0。每月可按30.4d計算。（1） 推求水庫供水期和蓄水期的調節(jié)流量（不計損失）。（2） 該水電站保證出力是多少？（3） 水電站得裝機容量是多少（100kw的倍數(shù)）？（4） 3月份的發(fā)電量是多少？表11-10 設計枯水年河流各月平均來水流量表月份678910111212345流量（m3/s）708080201055555510解：（1）根據(jù)表11-10，推求推求水庫供水期和蓄水期的調節(jié)流量(不計損失)。水庫按等流量調節(jié)，先假定供水期為9月至次年4月份，供水期8個月的調節(jié)流量為： 此供水期的調節(jié)流量與來水流量相比發(fā)現(xiàn)其明顯大于5月份的來水流量，故假設供水期為9月至次年5月份，供水期9個月的調節(jié)流量為：此流量與天然來水量比較發(fā)現(xiàn)和九月份天然流量一樣，所以供水期為10月至次年5月，供水期調節(jié)流量為?，F(xiàn)設9月為不蓄不供期，6、7、