水利水能課程設計

1、水利水能規(guī)劃課程設計 水利水能規(guī)劃課程設計學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 目 錄第一章 流域自然地理概況2 1. 概述2 2. 地貌2 3. 氣候、水文2 4. 水資源3第二章 工程概況3 1. 概述3 2. 水文與氣象3 3. 地形與地質(zhì)3 4. 樞紐布置及主要建筑物4第三章 設計年徑流4 1. 年徑流頻率分析42. 設計年徑流及其年內(nèi)分配6第四章 設計洪水7 1. 洪水頻率分析7 2. 推求洪水過程線9第五章 正常蓄水位選擇11第六章 死水位選擇111. 動能最優(yōu)112. 水輪機正常運行對消落深度的限制13 3. 泥沙淤積及進水口布置對死水位的限制15第七章 設計洪水位校核洪

2、水位確定16 1. 泄流方案的擬定162. 水庫調(diào)洪計算173. 下泄流量過程線17 4. 調(diào)洪計算成果19 5. 特征水位和特征庫容的確定21第八章 水能設計22 1. 保證出力和保證電能計算22 2. 裝機容量選擇與多年平均發(fā)電量計算27第九章 結束語40附錄41第一章 流域自然地理概況11 概述 閩江是福建省最長的河流，發(fā)源于閩贛交界的武夷山脈，上游有建溪富屯溪和沙溪三大支流，于南平附近匯合后稱為閩江。南平以下沿程納尤溪，古田溪，梅溪，大樟溪等支流，最后流經(jīng)福州馬尾入海。干支流流經(jīng)32個縣市，流域面積60992km2，河長541km。12  地貌  閩江流域位于東經(jīng)1

3、16。23'119。35'，北緯25。23'28。16'。流域地勢西北高東南低，呈波浪式下降。西部西北部一線中山帶為武夷山脈，北連仙霞嶺，南接九連山，走向NNE，蜿蜒閩贛邊界，全長約530km，平均高度約1000l100m，是閩江水系與鄱陽湖水系、汀扛水系的分水嶺。其支脈向東南伸向閩浙邊境，成為閩江水系與錢塘江、甌扛水系的分水嶺。流域中部中低山帶，北段為鷲峰山脈，南段為戴云山脈，全長約400km，山峰高度在10001200m，成為閩江水系與閩東諸河和晉江、九龍江的分水嶺。由于山脈走向多與海岸線大致平行，造成閩江許多支流與干流相垂直。  

4、60; 閩江流域境內(nèi)支流流經(jīng)地區(qū)，由于構造和巖性不同，以及外力作用的差異，河網(wǎng)呈格子狀，河谷盆地似串珠狀，形成內(nèi)陸地區(qū)的河谷盆地既與峽谷相間排列，又與山丘陵地相交錯。山嶺聳峙、丘陵起伏，地勢自西北向東南傾斜降落，其中中低山區(qū)面積占59，丘陵面積占31平原河谷僅占10。福州平原面積489km2為流域內(nèi)最大的平原區(qū)。13 氣候、水文  閩江流域由陸海之間的熱力差異而造成季風氣候十分顯著，年平均溫度1720'C，表現(xiàn)在隨季節(jié)有明顯的風向、冷熱、干濕變化。冬半年閩江流域適處高空東亞大槽的西南部，地面蒙古冷高壓的東南側(cè)，氣候特征是北風多、氣溫低、雨量少；夏半年則相反，氣壓形勢場東面高、

5、西南低，閩江流域介于地面印度低壓和高空太平洋副熱帶高壓之間，南風多、氣溫高、雨量多，氣候四季分明，高溫高濕同期，降水有明顯的季節(jié)變化。多年平均降雨量為1700mm，山區(qū)最大達2200mm。全流域徑流深達1029mm，年際變化較小，但年內(nèi)分配不均，3日月占全年765。降水的時空分布，主要是受到氣候和地形的影響。武夷山脈加強了夏半年暖濕空氣的降水，因而在流域河源地帶形成了高雨區(qū)，建陽縣坳頭雨量站多年平均年降水深2672mm，為全流域最大值。隨著流域地勢高程從西北向東南方向遞減，年降水深也隨之遞減。閩江下游地區(qū)則為低雨區(qū)，長樂梅花雨量站多年平均年降水深只有1189mm，為全流域最小值，兩地相差超過一

6、倍。全流域降水的年內(nèi)分配比較集中，汛期(49月)降水量占年降水量的70%-80，其余半年時間降水量只占年降水量的2030。    福州上游竹岐實測最大洪水為29400m3s(1968年6月)，歷史記載的最大洪水在1609年，流量約3850041600m3s。相當于300年一遇；一般洪水持續(xù)僅5lld。14 水資源  閩江全流域地表水資源586億m3(19561979年)，徑流量年際變化相對不大，但徑流量年內(nèi)分配比較集中。水能資源理論蘊藏量為632萬kW，可能開發(fā)的水電站裝機容量為463萬kW。已開發(fā)18。此外還有500kW以下的小水電總蘊藏量226萬kW

7、。第二章 工程概況21 概述 水口水電站是福建閩江干流上的一座大型水電站，是國家“七五”重點建設項目，是以發(fā)電為主，兼有航運等綜合效益的大型水利水電工程。水口水電站位于閩清縣上游14km處，壩址上游距南平市94km，下游距福州市84km。2. 2 水文與氣象 壩址以上集水面積52438km2，全流域多年平均降水量1758mm，壩址處多年平均流量1728m3/s，年徑流總量545億m3，實測最大流量30200m3/s，實測最小流量117m3/s。多年平均氣溫19.6OC，極端最高氣溫40.3OC，極端最低氣溫-5.0OC。多年平均相對濕度78%。 壩址斷面下游竹岐水文站，集水面積54500km2

8、，具有1934 1977年實測年、月徑流和洪水資料，并具有1900、1877、1750、1609年調(diào)查考證洪水資料。2. 3 地形與地質(zhì) 地形 壩址兩岸地形基本對稱，山體雄厚。常水位河面寬約380m。左岸岸坡20O，右岸岸坡在70m高程以下為30O，以上略平緩。兩岸山坡大部分基巖裸露，河床基巖面存在兩個深槽，砂卵石沖擊層一般厚510m，最深達29m。庫區(qū)為狹長河道型庫區(qū)。 地質(zhì) 壩址處基巖主要為黑云母花崗巖，巖性致密，堅硬，完整。由于后期巖漿活動，有少量巖脈侵入。巖脈主要為細晶花崗巖，花崗斑巖，輝綠巖等。所有巖脈與黑云母花崗巖接觸緊密，膠接良好。壩址區(qū)在構造上屬于相對穩(wěn)定區(qū)，未發(fā)現(xiàn)較大的斷層，

9、僅有較小斷裂及擠壓破碎帶，傾角陡。24 樞紐布置及主要建筑物 電站樞紐由大壩、發(fā)電廠房、三級船閘、升船機和開關站組成。大壩壩型為混凝土重力壩，最大壩高100m，壩頂長度783m。溢洪道布置在河中，為壩頂溢洪道，共12孔，設弧形閘門，尺寸（寬×高）為：15×22m，消能方式為鼻坎挑流。兩側(cè)各設置一個泄水底孔，設弧形閘門，尺寸（寬×高）為：5×8m。發(fā)電廠房位于壩后河床，為壩后式地面廠房，主廠房尺寸（長×寬）304.2×34.5。水輪機型式型號為軸流轉(zhuǎn)槳ZZ-LJ-800，發(fā)電機型式型號為傘式SF200-56/11950。引水建筑物采用埋

10、藏式壓力鋼管，每臺機組單獨一條引水鋼管。500T級三級船閘和500T垂直升船機布置靠右岸，船閘閘室尺寸（長×寬×水深）135×12×3m，升船機承船箱尺寸（長×寬×水深）124×12×2.5m。220千伏開關站和預留500千伏變電站布置在左岸發(fā)電廠房下游的山坡上。工程于1987年3月9日開工建設，第一臺機組于1993年6月30日發(fā)電，全部機組于1995年5月31日建成并網(wǎng)發(fā)電。第三章 設計年徑流3.1 年徑流頻率分析對年平均流量系列 和枯水期平均流量系列 （103月）進行頻率分析，求出符合設計保證率的設計年徑流量和

11、設計枯水期流量。將各水文年的平均流量（枯水期平均流量）按從大到小的順序重新排列，得到頻率分析所需的年徑流系列，在此基礎上按 計算系列中每一項的經(jīng)驗頻率。式中：m為系列中每一項按從大到小排列的序號，m=1,2,3, ，n；n為樣本系列的容量，本設計中n=42；P為第m項對應的經(jīng)驗頻率。將系列中的年平均流量（枯水期平均流量）值與其對應的經(jīng)驗頻率值點繪到概率格紙上，繪出年平均流量（枯水期平均流量）經(jīng)驗頻率曲線。圖3-1 年平均流量頻率曲線圖3-2 枯水期平均流量頻率曲線 3.2 設計年徑流及其年內(nèi)分配按照年徑流量接近及年內(nèi)分配對工程不利的選擇典型年的原則，本設計從水文年平均流量系列中，選出水口水電站

12、壩址斷面設計豐、中、枯水年的代表年分別為：豐水年代表年35-36年；中水代表年38-39年；枯水代表年71-72年。其相應的年平均流量分別為：；用同倍比法和同頻率法推求設計代表年年內(nèi)分配：設計豐水年（同倍比法）： 設計中水年（同倍比法）： 設計枯水年(同頻率法)：枯水期: 汛期： 將各代表年逐月流量分別乘以相應的縮放倍比，即得設計豐，中，枯水年的代表年，見表3-3。表3-3 水口水電站設計代表年逐月流量表（）月份456789設計枯水年15862300219711732065758設計中水年221732335019338714991020設計豐水年359567116541171812781208

13、月份101112123設計枯水年671705343727907441設計中水年112910475224453961324設計豐水年49040137068513282956第四章 設計洪水4.1 洪水頻率分析對竹岐水文站實測及調(diào)查的洪水資料（洪峰流量、三天洪量、七天洪量）進行頻率分析（洪峰流量作特大值處理），求出洪水的統(tǒng)計參數(shù)。將各水文年的洪峰流量（三天洪量、七天洪量）按從大到小的順序重新排列，得到頻率分析所需的年徑流系列，在此基礎上按 計算系列中每一項的經(jīng)驗頻率。式中：m為系列中每一項按從大到小排列的序號，m=1,2,3, ，n；n為樣本系列的容量，P為第m項對應的經(jīng)驗頻率。將系列中的洪峰流量

14、（三天洪量、七天洪量）值與其對應的經(jīng)驗頻率值點繪到概率格紙上，繪出年洪峰流量（三天洪量、七天洪量）經(jīng)驗頻率曲線。圖4-1 洪峰流量頻率曲線對于洪峰流量，經(jīng)過多次配線和調(diào)整參數(shù)，選擇：樣本均值 Ex=17449變差系數(shù) Cv=0.32，偏態(tài)系數(shù) Cs=0.73，倍比系數(shù) Cs/Cv=2.38。設計洪水標準：設計標準P=0.1%；校核標準P=0.01%。根據(jù)擬合的洪峰流量頻率曲線，求得設計洪水為：；。對于三天洪量，經(jīng)過多次配線和調(diào)整參數(shù)， 選擇：樣本均值 Ex=33.17；變差系數(shù) Cv=0.32；偏態(tài)系數(shù) Cs=0.77；倍比系數(shù) Cs/Cv=2.41。設計洪水標準：設計標準P=0.1%；校核標

15、準P=0.01%。根據(jù)擬合的洪峰流量頻率曲線，求得設計洪水為：；。圖4-3 七日洪量頻率曲線對于七天洪量，經(jīng)過多次配線和調(diào)整參數(shù)， 選擇：樣本均值 Ex=58.15；變差系數(shù) Cv=0.31；偏態(tài)系數(shù) Cs=0.74；倍比系數(shù) Cs/Cv=2.39。設計洪水標準：設計標準P=0.1%；校核標準P=0.01%。根據(jù)擬合的洪峰流量頻率曲線，求得設計洪水為：；。4.2 推求洪水過程線利用竹岐典型洪水過程線，用同頻率法推求設計洪水過程線，放大倍比：設計 校核： 上述求出的是竹岐水文站的放大倍比，還需換算到壩址斷面：洪峰：，閩江干流用實測資料分析為0.50.設計：洪量： 圖4-4 水口電站水庫壩址斷面設

16、計洪水過程線表4-1 水口電站水庫壩址斷面設計洪水過程 (流量單位：，時段長度：3h)時間0123456789P=0.1%洪水538055235523552355235631573975781045915422P=0.01%洪水622363896389638963896513663787661209817838時間10111213141516171819P=0.1%洪水18291211602205622056197301740415077162731806720017P=0.01%洪水21157244762551325513228772024217606190022109623373時間202

17、12223242526272829P=0.1%洪水21966237212515026418276852885530414321703392435484P=0.01%洪水25650276982936930848323283369435515375643961341435時間30313233343536373839P=0.1%洪水37044387003756437173360043346930934309012886026818P=0.01%洪水43255447004386343407420423908236122360753369231309時間40414243444546474849P=0.1

18、%洪水24777245502432424096238702198920109182271634715507P=0.01%洪水28926285952826527936276062543023255210791890417932時間50515253545556P=0.1%洪水14666138261298512613122411186811496P=0.01%洪水16960159901501814587141561372513295第五章 正常蓄水位選擇本設計取正常蓄水位為70m。第六章 死水位選擇死水位選擇（即消落深度的選擇）應考慮如下因素：6.1 動能最優(yōu)其中出力系數(shù)A=8.5；假定死水位：65

19、,60,55,50m四個方案，應為為70米，相應的h消為：5，10,15,20m,通過查水位-庫容曲線，求出相應的興利庫容，判別調(diào)節(jié)類型：水電為主電網(wǎng)年調(diào)節(jié)：設計枯水年；多年調(diào)節(jié)：設計枯水年系列?；痣姙橹麟娋W(wǎng)年調(diào)節(jié)：設計中水年；多年調(diào)節(jié)：設計中水年系列。水口電站屬于火電為主的電網(wǎng)，取設計中水年進行計算。調(diào)節(jié)流量：，供水期取十二、一、二月，求得。通過下游水位與流量關系曲線，查出對應的；年調(diào)節(jié)：，通過水位-庫容關系曲線，查出對應的；平均水頭：出力：電能：表6-1 動能最優(yōu)計算表方案123470707070h消5101520Z死（m）65605550V興（m3/s）5.289.9713.6416.8

20、9興(%) 0.9688 1.8294 2.5028 3.0991 QH（m3/s）513.27 572.71 619.23 660.42 Z下8.1358.2618.368.448V死+V興/226.0223.67521.8420.215Z上67.565.2863.3661.63H平均59.36557.0195553.182N供(萬)25.900 27.757 28.949 29.854 E（萬）56721.032 60788.846 63398.690 65380.996 作-的關系，如果有最大值，則取對應的作為初選死水位方案。若無最大值，一般取-曲線增率變小附近相應的作為備選方案。記動能

21、最優(yōu)選擇的死水位為。圖6-1 -關系曲線從圖中可以得=70-18.22=51.78m。6.2 水輪機正常運行對消落深度的限制按此要求選擇的死水位記為，?。?6.3 泥沙淤積及進水口布置對死水位的限制其中泥沙淤積年限取100年。圖6-2 死水位位置圖：底檻厚度，取0.5-1.0m，本設計取0.80m。：淹沒水深，取1.5-2.0m，本設計取1.80m。：壓力管經(jīng)濟管徑6.3.1確定 D參數(shù)選擇階段 ，確定壓力鋼管時，水口電站采用每臺機單獨一條引水管，故計算時應采用單機最大引用流量，本設計初定水口電站為7臺機組。裝機容量用裝機年利用小時數(shù)估算：，本設計取，多年平均發(fā)電量估算：上式中：:壩址斷面多年

22、平均徑流量545億， ：水量利用系數(shù)，年調(diào)節(jié)取0.8-0.9；季調(diào)節(jié)取0.7-0.8.本設計取0.75。 ：平均水頭，由確定，所以： ，本設計取 6.3.2淤積水位確定水庫使用T年后泥沙淤積總庫容V總淤：V總淤=V年淤T；V年淤=V懸移+V推移。 式中 V總淤-水庫使用T年后泥沙淤積總量， V年淤-多年平均年淤沙容積， V懸移-多年平均懸移質(zhì)泥沙淤積容積， V推移-多年平均推移質(zhì)泥沙淤積容積，T -設計淤積年限， 一般中小型水庫20-50年，大型水庫50-100年 ，本設計淤積年限取100年。-多年平均懸移質(zhì)含沙量， ，由實測資料確定； -多年平均徑流量，；m -懸移質(zhì)泥沙沉積率，與庫容大小有

23、關，水庫越大，下泄沙量越少。P -懸移質(zhì)泥沙孔隙率，一般為0.3-0.4 -懸移質(zhì)泥沙干容重，2600-2700 -推移質(zhì)和懸移質(zhì)泥沙沉積量的比值，一 般平原地區(qū)為0.01-0.05，丘陵地區(qū)為 0.05-0.15，山區(qū)0.15-0.30。本設計中、，取m=0.5、P=0.35、=2650=0.25.通過查水位-庫容曲線，得對應的。所以綜上所訴： 查水位-庫容曲線得，。第七章 設計洪水位、校核洪水位確定7.1 泄流方案的擬定電站樞紐由大壩、發(fā)電廠房、三級船閘、升船機和開關站組成。大壩壩型為混凝土重力壩，最大壩高100m，壩頂長度783m。溢洪道布置在河中，為壩頂溢洪道，共12孔，設弧形閘門，尺

24、寸（寬×高）為：15×22m，消能方式為鼻坎挑流。兩側(cè)各設置一個泄水底孔，設弧形閘門，尺寸（寬×高）為：5×8m。7.2 水庫調(diào)洪計算調(diào)洪計算原理，水庫調(diào)洪計算公式： 式中分別為計算時段初、末的入庫流量（）； 計算時段中的平均入庫流量（）；它等于分別為計算時段初、末的下泄流量（）； 計算時段中的平均下泄流量（），即分別為計算時段初、末水庫的蓄水量（）； 為之差； 計算時段，一般取16 小時，需化為秒數(shù)。 式中系數(shù)，取0.9；m 系數(shù)，取0.502；B 堰寬為15mH 為庫水位Z 與堰頂高程之差；7.3 下泄流量過程線采用列表試算法進行水庫調(diào)洪計算，具體步

25、驟如下：（1） 根據(jù)已知的水庫水位容積關系曲線和泄洪建筑物方案，列出水位容積關系用上面公式和表求出下泄流量與庫容的關系曲線圖7-1 水庫水位-面積、容積關系曲線（2） 選取合適的計算時段t=3h。列出修勻后的不同頻率對應的設計洪水過程線的流量時間關系表7-1 水口電站水庫壩址斷面設計洪水過程 (流量單位：，時段長度：3h)時間0123456789P=0.1%洪水538055235523552355235631573975781045915422P=0.01%洪水622363896389638963896513663787661209817838時間10111213141516171819P=0

26、.1%洪水18291211602205622056197301740415077162731806720017P=0.01%洪水21157244762551325513228772024217606190022109623373時間20212223242526272829P=0.1%洪水21966237212515026418276852885530414321703392435484P=0.01%洪水25650276982936930848323283369435515375643961341435時間30313233343536373839P=0.1%洪水37044387003756437

27、173360043346930934309012886026818P=0.01%洪水43255447004386343407420423908236122360753369231309時間40414243444546474849P=0.1%洪水24777245502432424096238702198920109182271634715507P=0.01%洪水28926285952826527936276062543023255210791890417932時間50515253545556P=0.1%洪水14666138261298512613122411186811496P=0.01%洪水1

28、6960159901501814587141561372513295（3） 決定開始計算的時刻和此時刻的， 值，然后列表計算。計算過程中對每一計算時段的、 值都要進行試算。計算過程中，每一時段中的、 均為已知，先假定一個 值，代入上面公式，求出值。然后按此 值利用內(nèi)插方法在曲線q=f（V）上求出值，將其與假定的值相比較。若兩值不相等，則重新假定一個值，重復上述試算過程，直到兩者相等或很接近為止。這樣多次演算求得的，值就是下一時段的，值，可依據(jù)此值進行下一時段的試算。逐時段依次試算的結果即為調(diào)洪計算的成果。（4） 當出現(xiàn)時，一定是q=Q，此時Z、V 均達到最大值，通過不斷試算，確定時間，使q=Q

29、，則得出。（5） 將Q（t）和q（t）兩條曲線點繪在一張圖上，在曲線交點處。7.4 調(diào)洪計算成果表7-2 水庫水庫設計洪水調(diào)洪計算表（列表試算）時間t（h）入庫洪水Q(m3/s)平均入庫Q均(m3/s)下泄流量q (m3/s)平均下泄Q均(m3/s)水量變化V(萬m3)水庫存水V(萬m3)水庫水位Z(m)75288552749524.4466783041429634.528016.6227755.810.20289924.642966.20 81321703129228710.0128363.320.31629824.959266.50 84339243304729634.6529172.33

30、0.41846425.3776666.89 87354843470430723.6830179.170.48868225.8663467.35 90370443626431946.31313350.53233226.3986867.86 93387003787233258.0732602.190.56913926.9678168.40 96375643813234339.8533798.960.46796827.4357868.84 993717337368.535034.2434687.050.28959727.7253869.11 1023600436588.535383.1735208.

31、710.14901827.874469.26 1053346934736.535233.4935308.33-0.0617627.8126469.20 1083093432201.534537.7834885.63-0.2898927.5227568.92 1113090130917.533748.3634143.07-0.3483627.1743968.59 1142886029880.532867.5733307.97-0.3701726.8042368.24 117268182783931753.4832310.52-0.4829226.321367.79 1202477725797.5

32、30438.3331095.9-0.5722325.7490767.24 1232455024663.529235.5129836.92-0.5587325.1903566.71 126243242443728210.8528723.18-0.4629124.7274466.28 129240962421027358.6927784.77-0.3860724.3413665.91 表7-3 水庫水庫設計洪水調(diào)洪計算表（列表試算）時間t（h）入庫洪水Q(m3/s)平均入庫Q均(m3/s)下泄流量q (m3/s)平均下泄Q均(m3/s)水量變化V(萬m3)水庫存水V(萬m3)水庫水位Z(m)662

33、93692749524.4466693084830108.528118.327806.650.248624.688666.24 72323283158828861.4928489.90.33459525.0231966.56 75336943301129728.8329295.160.40131125.4245166.94 783551534604.530795.1630261.990.46899125.893567.38 813756436539.532042.8731419.020.55301226.4465167.90 843961338588.533502.9232772.90.628

34、08527.0745968.50 87414354052435084.0234293.470.67289727.7474969.14 90432554234536739.7835911.90.69477528.4422769.79 934470043977.537659.0437199.410.73203429.174370.49 964386344281.538199.3737929.210.68604829.8603571.14 99434074363538634.3538416.860.56355930.4239171.67 1024204242724.538959.4338796.89

35、0.42418230.8480972.07 105390824056239088.739024.060.16609731.0141872.23 108361223760238182.8638635.78-0.1116530.9025472.12 1113607536098.538805.3638494.11-0.2587330.6438171.88 1143369234883.538487.1738646.27-0.4063830.2374371.49 1173130932500.538009.0538248.11-0.6207429.6166970.91 1202892630117.5373

36、98.637703.83-0.8193228.7973770.13 1232859528760.535583.0736490.84-0.8348827.9624969.34 126282652843033969.7734776.42-0.6854127.2770868.69 1292793628100.532672.933321.33-0.5638526.7132368.16 132276062777131585.0732128.98-0.4706626.2425667.71 135254302651830485.8231035.44-0.4878825.7546867.25 13823255

37、24342.529165.2629825.54-0.5921725.1625166.69 141210792216727680.128422.68-0.6756124.486966.05 1441890419991.526063.0626871.58-0.7430523.7438565.34 分別繪制設計洪水、校核洪水的調(diào)洪結果圖qmax=38353.17m3/s圖7-2 設計洪水調(diào)洪結果圖qmax=39088.7m3/s圖7-3 校核洪水調(diào)洪結果圖7.5 特征水位和特征庫容的確定當入庫流量Q 和下泄流量q 相等時，即可得，此時Z，V 均達到最大值，為不同防洪標準下的特征水位，對應的減去堰頂高

38、程庫容即為不同防洪標準下的特征庫容。最后得出各特征水位及特征庫容列表如下：表7-4 特征水位、特征庫容特征水位（m）死水位正常蓄水位設計洪水位校核洪水位防洪限制位57.597069.2672.2366特征庫容（億）死庫容興利庫容防洪庫容調(diào)洪庫容總庫容有效庫容16.93711.723.9636.64526.27312.475第八章 水能設計8.1 保證出力和保證電能計算根據(jù)已確定出的興利庫容和設計枯水年，用等出力調(diào)節(jié)計算水電站的保證出力和保證電能。需考慮水量損失和水頭損失，其中滲漏損失按中等地質(zhì)條件考慮，蒸發(fā)器折算系數(shù)0.92，水頭損失按毛水頭的4%計。水量損失：滲漏損失：蒸發(fā)損失：則水量損失：

39、由下游水位流量關系曲線查得，水頭損失：簡算法估算：根據(jù)的大小，在其上下假定3-4個方案，記為、.圖解法：1.取坐標系統(tǒng)及做水庫工作曲線橫坐標為發(fā)電流量Q（），縱坐標為水庫蓄水量W()，交點為（0，）。2.做固定出力線假定：本設計假定為46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57。計算結果見下表：表8-1 方案一、假設H毛（m）464748495051Q凈（m3/s）772.59756.15740.40725.29710.78696.85Z下（m）8.678.648.618.588.558.52Z上（m）54.6755.6456.6157.5858.5559.52W（億

40、m3）14.8115.5116.2717.0217.7718.52H毛（m）525354555657Q凈（m3/s）683.45670.55658.13646.17634.63623.50Z下（m）8.508.478.448.428.398.37Z上（m）60.5061.4762.4463.4264.3965.37W（億m3）19.1620.0720.9821.9022.8123.77表8-2 方案二、假設H毛（m）464748495051Q凈（m3/s）799.23782.23765.93750.30735.29720.88Z下（m）8.728.698.668.638.608.57Z上（m）

41、54.7255.6956.6657.6358.6059.57W（億m3）14.8415.5516.3017.0517.8118.56H毛（m）525354555657Q凈（m3/s）707.01693.67680.83668.45656.51644.99Z下（m）8.548.528.498.468.448.41Z上（m）60.5461.5262.4963.4664.4465.41W（億m3）19.2020.1121.0321.9422.8523.82表8-3 方案三、H毛（m）464748495051Q凈（m3/s）825.87808.30791.46775.31759.80744.91Z下（

42、m）8.788.748.718.688.658.62Z上（m）54.7855.7456.7157.6858.6559.62W（億m3）14.8715.5916.3417.0917.8418.59H毛（m）525354555657Q凈（m3/s）730.58716.80703.52690.73678.40666.49Z下（m）8.598.568.548.518.498.46Z上（m）60.5961.5662.5463.5164.4965.46W（億m3）19.2420.1621.0721.9822.9023.873.圖解計算（順時序）從供水期初開始，逐時段圖解計算至供水期末。設某時段初水庫蓄水量

43、為（已知），圖解計算求出時段末水庫蓄水量V末 。逐時段圖解計算至供水期末，水庫蓄水量為。同理可得方案、的水庫蓄水量、。圖8-1圖解計算結果求得4.求保證出力建立關系，由已知的從關系曲線上讀出相應的。圖8-2 關系曲線 從圖8-2中可以看出，對應的8.2 裝機容量選擇與多年平均發(fā)電量計算可按下列二種方法確定：8.2.1規(guī)劃初設階段 此階段可采用裝機年利用小時數(shù)法或保證出力倍比法確定裝機容量。用設計豐中枯水年按等流量調(diào)節(jié)，計算水流出力（考慮水量損失和水頭損失），繪制出力持續(xù)曲線，計算并繪制裝機容量 多年平均發(fā)電量，裝機容量 裝機年利用小時數(shù)關系曲線。再用選定的裝機年利用小時數(shù)確定裝機容量和多年平均

44、發(fā)電量?；蚣俣ㄑb機容量與保證出力的倍比數(shù)（26倍），即可定出裝機容量，并在裝機容量 多年平均發(fā)電量關系曲線上求出多年平均發(fā)電量。現(xiàn)采用繪制出力持續(xù)曲線的方法，如下：設計豐水年：供水期： 蓄水期： 不供不蓄期：設計中水年：供水期： 蓄水期： 不供不蓄期：設計枯水年：供水期： 蓄水期： 不供不蓄期：列表法求：，計算結果如下表表8-4 設計豐水年T（月）456789Qe（m3/s）359567116541171812781208Q損（m3/s）101010101010Q電（m3/s）358561656531170812681198Q（m3/s）446W（億m3）11.72類別不供不蓄蓄水不供不蓄不供不蓄不供不蓄不供不蓄V末（億m3）16.9428.6628.6628.6628.6628.66V均（億m3）16.9422.828.6628.6628.6628.66Z上（m）57.6265.6070707070Z下（m）12.6115.1415.4410.159.549.42H凈（m）45.0150.4654.5659.8560.4660.58N（萬kW）137.16264.43302.8786.8865.1661.69