【正文】 08－=（3）Z死(0)=max(Z1，Z2，Z3)=max(，)=；（4）根據(jù)Z3(0)長系列計(jì)算各年供水期調(diào)節(jié)流量qp= m3/s，并滿足| q（0）－ qp|= m3/s＜ε=1m3/s，則Z死=Z死（0）=。 正常蓄水位100m方案（方案四）1．水庫的使用壽命及泥沙淤積水庫在使用年限內(nèi)滿足防淤要求的死水位Z1=；2．灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖及旅游等綜合利用要求，水庫削落的最低水位不得小于Z2=。3．水輪機(jī)最小水頭的限制，水庫削落深度不大于水電站最大水頭的35%。（1）任意假定最小發(fā)電流量q（0），并相應(yīng)下游Z下（0）。最小發(fā)電流量取q（0）=568m3/s，查表得下游水位Z下（0）=。（5） 極限削落深度hm=（Z正－Z下（0））35%=(100－) 35%=死水位：Z3=Z正－h(huán)m=100－=（3）Z死(0)=max(Z1，Z2，Z3)=max(，)=；（4）根據(jù)Z3(0)長系列計(jì)算各年供水期調(diào)節(jié)流量qp= m3/s，并滿足| q（0）－ qp|= m3/s＜ε=1m3/s，則Z死=Z死（0）=。 保證出力計(jì)算本次設(shè)計(jì)要求長系列等出力操作；用試算法逐年求解以下方程組：Vt=Vt1+(Qt－qt) ΔtNp=KqtHtV0=V死VtI,Vt——t時(shí)段初、末水庫蓄水量；Qt——t時(shí)段平均入庫流量（新系列）；qt —— t時(shí)段平均發(fā)電流量；Ht ——t時(shí)段平均水頭；Vt——供水期末水庫蓄水量。 計(jì)算方法對(duì)某一特定年份求解步驟如下：1．設(shè) Np=N(0)（1）設(shè)qt=q(0) (qt為t時(shí)段發(fā)電流量)；（2）Vt=Vt1+(Qt－qt)Δt (當(dāng)Vt＞V興+V死，取Vt=V興+V死)（3）由 V均=(Vt+Vt1)/2查水位庫容曲線得到Z上；由qt查壩址下游水位流量關(guān)系曲線得到Z下；（4）Nt=Kqt(Z上－Z下)（5）若|Nt－Np|＜ε1,轉(zhuǎn)下時(shí)段；否則qt=q(0)+(tNp－Nt)/[K(Z上－Z下)]，轉(zhuǎn)（2）步驟計(jì)算。2．求年最小水庫蓄水量Ve。3．若|Ve－V死|＜ε2，轉(zhuǎn)下一年；否則Np=N(0)+K[(Z正+Z死)/2－Z下](Z死－Ve)/T供轉(zhuǎn)（1）步驟計(jì)算。求出各年的供水期平均出力后，據(jù)設(shè)計(jì)保證率可求出Np。 計(jì)算結(jié)果本次設(shè)計(jì)采用程序計(jì)算，各方案具體參數(shù)及結(jié)果如下：1．方案一：。設(shè)計(jì)保證出力Np=。2．方案二：。設(shè)計(jì)保證出力Np=。3．方案三：。設(shè)計(jì)保證出力Np=。4．方案四：。設(shè)計(jì)保證出力Np=。 水電站必需容量選擇必需容量包括工作容量與備用容量兩部分。 工作容量計(jì)算本設(shè)計(jì)缺少電力平衡的資料，采用經(jīng)驗(yàn)方法確定工作容量如下（按方案一計(jì)算）：1．保證出力中部分擔(dān)任航運(yùn)基荷：N工基=10 （萬kw）2．N峰為擔(dān)任峰荷工作容量N峰= Np－ N工基=－10= （萬kw）3．按以下關(guān)系確定峰荷工作容量N工峰= ＋7= （萬kw）4．水電站工作容量N工= N工峰＋N工基=＋10= （萬kw） 備用容量計(jì)算本設(shè)計(jì)電站擔(dān)任系統(tǒng)負(fù)荷用及事故備用容量。 各方案備用容量表方 案Ⅰ120mⅡ115mⅢ108mⅣ100mN備（萬kw）30252015 電站必需工作容量經(jīng)計(jì)算。 各方案必需工作容量表方 案Ⅰ120mⅡ115mⅢ108mⅣ100mN工基（萬kw）10101010N工峰（萬kw）N工（萬kw）N備（萬kw）30252015N必需（萬kw） 水電站調(diào)度圖繪制本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求從興利要求出發(fā)對(duì)水電站調(diào)度要求作兩條線，一條是基本調(diào)度線——防破壞線；一條是加大出力輔助線。 防破壞線防破壞線按下列步驟計(jì)算確定。1．擇設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)的徑流系列（新系列）資料。（從原始系統(tǒng)中剔除來水小于設(shè)計(jì)枯水年的年份）2．年從供水期水期末開始，按Np等出力逆時(shí)序操作，求得各年遲蓄方案水庫蓄水量過程線。具體求解方程組：Vt1=Vt－(Qt－qt)ΔtNp=KqtHt式中符號(hào)意義同前。其具體求解流程如下：（1）設(shè)qt=q(0)；（2）Vt1=Vt－(Qt－qt)Δt (Vt起始值為V死) （當(dāng)Vt1＜V死，取Vt1=V死）；（3） V均=(Vt+Vt1)/2查水庫水位庫容曲線得到Z下；（4）Nt=Kqt(Z上－Z下)；（5）若|Nt－Np| ＜ε，轉(zhuǎn)前時(shí)段，否則qt=q(0)+(Np－Nt)/〔K(Z上－Z下)〕，轉(zhuǎn)（２）步驟3．將各年遲蓄方案水庫蓄水量過程線點(diǎn)在一張圖，并取其外包線，即為防破壞線。此外包線，實(shí)際上是各條蓄水量過程線的同時(shí)縱坐標(biāo)最大值，在具體操作時(shí)，可在計(jì)算機(jī)算完第（２）步后，直接給出外包線各點(diǎn)坐標(biāo)，當(dāng)然最后采用值，還應(yīng)輸出結(jié)果作適當(dāng)分析修正，使防破壞線更可靠。經(jīng)采用程序計(jì)算。 各方案防破壞線計(jì)算結(jié)果表月份水庫蓄水量（m3/）方案一方案二方案三方案四34567891011183012123 防洪限制水位確定防洪限制水位是體現(xiàn)防洪與興利相互結(jié)合的重要參數(shù)。選擇恰當(dāng)，可在不影響興利可靠性前提下，降低大壩高度，節(jié)省投資。本設(shè)計(jì)以獲得最大結(jié)合庫容為原則選擇。根據(jù)五強(qiáng)溪水電站洪水資料分析，該庫洪水最遲發(fā)生在７月底，８月初：故防洪限制水位取值為７月底，８月初防洪線上的坐標(biāo)值。經(jīng)計(jì)算并查水庫水位庫容曲線，各方案防洪限制水位和相應(yīng)庫容分別為：方案一：，；方案二：，；方案三：，；方案四：。防洪限制水位作為調(diào)洪演算的起調(diào)水位，并據(jù)此可求出結(jié)合庫容。 加大出力輔助線的繪制在防破壞圖中，在汛期防洪限制水位與破壞線間，為加大出力區(qū)，但加大出力范圍較大，為減少操作的任意性，在該區(qū)中增加三條輔助線，采用簡化的方法確定該組輔助線。具體如下：Zit=Z死+（Z防限－ Z死）i/4式中：Zit為第i條加大出力線t時(shí)刻的坐標(biāo)。 各方案加大出力輔助線參數(shù)表正常水位120m115m108m100m死水位（m）汛限水位（m）Z1t（m）Z2t（m）Z3t（m）V1t（億m3）V2t（億m3）V3t（億m3）。三條輔助線將加大出力值計(jì)算公式如下：Ni=Np+（Ny－Np）247。4i。 各方案加大出值計(jì)算表正常水位120m115m108m100mNp(萬kw)Ny(萬kw)N1(萬kw)N2(萬kw)N3(萬kw) 重復(fù)容量選擇與多年平均電能計(jì)算 重復(fù)容量選擇水電站在洪水期往往會(huì)產(chǎn)生大量棄水，為了利用棄水增發(fā)季節(jié)性電能，節(jié)省火電站的燃料消耗，增加一部分裝機(jī)容量，由于它不能替代火電站的工作容量，因而稱它為重復(fù)容量。本次設(shè)計(jì)N重采用經(jīng)濟(jì)利用小時(shí)數(shù)h經(jīng)濟(jì)=2500h。補(bǔ)充千瓦利用小時(shí)數(shù)計(jì)算是確定重復(fù)容量的關(guān)鍵，但其核心是計(jì)算不同重復(fù)容量的多年平均電能，多年平均電能的計(jì)算與調(diào)度圖或調(diào)度規(guī)劃有關(guān)，本次設(shè)計(jì)調(diào)度按以下規(guī)則操作：1．當(dāng)時(shí)段初水位位于防破壞線內(nèi)時(shí)，時(shí)段出力Nt=Np。2．汛期時(shí)段初水位位于加大出力區(qū)時(shí)，按加大出力線工作，即Nt=Ni。3．段初水位在防破壞線以上時(shí)，使時(shí)段水位盡可能向防破壞線上靠，同時(shí)要考慮裝機(jī)容量的限制。4．當(dāng)滿裝機(jī)發(fā)電，且水位超過Z防限或Z正時(shí)，才允許棄水?，F(xiàn)以方案一計(jì)算重復(fù)容量的選擇及多年平均電能計(jì)算。假設(shè)重復(fù)容量N重等于0、120萬kw時(shí)，分別計(jì)算新系列多年平均發(fā)電量E及重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù)h。因重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù)h均小于h經(jīng)濟(jì)=2500h，故方案一重復(fù)容量為0。 重復(fù)容量計(jì)算表（方案一）必需容量(萬kw)重復(fù)容量(萬kw)裝機(jī)容量(萬kw)多年平均發(fā)電量()年發(fā)電量差值()△E利用小時(shí)數(shù)(h)052000102020152120201800~。，方案四的重復(fù)容量年利用小時(shí)數(shù)h均小于h經(jīng)濟(jì)=2500h，故方案四重復(fù)容量為0。，點(diǎn)繪N重～h利曲線，再根據(jù)h經(jīng)濟(jì)=2500h確定方案二N重=6萬kw；方案三N重=。 重復(fù)容量計(jì)算表（方案二）必需容量(萬kw)重復(fù)容量(萬kw)裝機(jī)容量(萬kw)多年平均發(fā)電量()年發(fā)電量差值()△E利用小時(shí)數(shù)(h)02122. 052300425506250082100 重復(fù)容量計(jì)算表（方案三）必需容量(萬kw)重復(fù)容量(萬kw)裝機(jī)容量(萬kw)多年平均發(fā)電量()年發(fā)電量差值()△E利用小時(shí)數(shù)(h)0103400204280302280402010 重復(fù)容量計(jì)算表（方案四）必需容量(萬kw)重復(fù)容量(萬kw)裝機(jī)容量(萬kw)多年平均發(fā)電量()年發(fā)電量差值()△E利用小時(shí)數(shù)(h)022200421006200081900 裝機(jī)容量的確定裝機(jī)容量由必須容量和重復(fù)容量確定，但由于回水對(duì)上游風(fēng)灘電站的影響，應(yīng)在方案一和方案二中扣除風(fēng)灘電站的多年平均減少電能。各方案的裝機(jī)容量分別為：方案一：Ny=N必+N重=+0=；方案二：Ny=N必+N重=+6=；方案三：Ny=N必+N重=+=；方案四：Ny=N必+N重=+0=。 多年平均電能計(jì)算利用上述計(jì)算結(jié)果點(diǎn)繪Ny（Ny=N必+N重）～E的關(guān)系圖，查得各方案多年平均發(fā)電量。方案一：E=－=；方案二：E=－0=；方案三：E=；方案四：E=；3 防洪計(jì)算 水庫調(diào)洪計(jì)算五強(qiáng)溪水庫工程等別為一等，按P=%洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、P=%洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。水庫下游防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=5%，安全泄洪量q安=20000m3/s。本次設(shè)計(jì)防洪計(jì)算的任務(wù)包括上述三種洪水標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)洪計(jì)算。利用五強(qiáng)溪水庫入庫典型洪水，調(diào)洪計(jì)算采用多級(jí)調(diào)節(jié)方法，具體的調(diào)洪規(guī)則如下：1．起調(diào)水位為汛前限制水位。2．當(dāng)水庫洪水流量小于汛前限制水位相應(yīng)的下泄能力，且小于安全泄量時(shí)，控制閘門，讓泄流量等于來水量水庫水位維持在汛期水位不變。3．當(dāng)水庫入流量超過汛前限制水位相應(yīng)的下泄能力，而小于下游安全泄量時(shí)，打開閘門自由泄流，水庫水位上升，下泄量隨之增大。4．當(dāng)自由泄流量超過安全泄量時(shí)，控制qt=q安，直至調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)束，所得最高水位為防洪高水位。5．當(dāng)水庫水位不及防洪高水位時(shí)，控制qt=q安，當(dāng)水庫水位升高至防洪高水位時(shí)，閘門全開，自由泄流，得調(diào)洪后的最高水位。溢洪設(shè)備的選擇本身是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，它是權(quán)衡上下游洪災(zāi)損失的重要參數(shù)，而且泄洪設(shè)備還受材料最大應(yīng)力強(qiáng)度及閘門結(jié)構(gòu)限制、下游巖基狀況及消能設(shè)備情況的影響。自由泄流時(shí)采用公式：Q=；孔口出流是采用公式：Q=nωμ (2gH)1/2；μ=－對(duì)于千年一遇洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得設(shè)計(jì)洪水水位及相應(yīng)最大下泄流量，對(duì)萬年一遇洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算得校核水位及相應(yīng)最大下泄流量，并根據(jù)求得的校核洪水位，確定總庫容。在調(diào)洪計(jì)算過程中，對(duì)閘門控制泄流情形，利用水量平衡方程式推求求得，但對(duì)于自由泄流情形則需求解隱式方程組。 Vt=Vt－1+[(Qt+Qt－1)/2－(qt+qt－1)/2]Δt q=f(v)本次設(shè)計(jì)按如下步驟試算求解：①、假定qt=q(0)；②、Vt=Vt－1+[(Qt+Qt－1)/2－(qt+qt－1)/2]Δt；③、由Vt查q=f(v) 曲線得相應(yīng)下泄流量q(1) ；④、若|q(0)－q(1)| ε，轉(zhuǎn)下時(shí)段，否則假定q(0)=q(1)重新進(jìn)行計(jì)算。⑤、確定防洪高水位、設(shè)計(jì)洪水位及校核洪水位，確定相應(yīng)庫容。各方案水庫調(diào)洪計(jì)算詳細(xì)結(jié)果見附表。 水庫各方案調(diào)洪計(jì)算成果表項(xiàng) 目單位方案一方案二方案三方案四正常蓄水位m120115108100正常庫容億m3汛限水位m120115汛限庫容億m3死水位m死庫容億m3防洪高水位m防洪庫容億m3設(shè)計(jì)洪水位m校核洪水位m