【正文】 ???????? 20 3 防洪計(jì)算 ???????????????????????? 24 水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算????????????????????? 24 壩頂高程的確定????????????????? ??? 26 4 經(jīng)濟(jì)計(jì)算 ???????????????????????? 29 方案一工程費(fèi)用 ???????????????????? 29 其它方案工程費(fèi) ???????????????????? 32 防洪效益 ??????????????????????? 39 經(jīng)濟(jì)比較 ??????????????????????? 40 附表 ??????????????????????????? 45 附圖 ??????????????????????????? 70 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 3 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 4 1 基本情況 流 域概況 五強(qiáng)溪水電站位于湖南省沅陵縣境內(nèi)，上離沅陵縣城 73km，下距常德市 130km。具備了修筑高壩的自然條件。 2．防洪 沅水下游赤山以西的桃源、常德、漢壽三縣及常德市所屬平原河網(wǎng)地區(qū)，統(tǒng)稱沅水尾閭。五強(qiáng)溪水庫(kù)靠近沅水尾閭，控制全流域面積的 93%，解決尾閭防洪問(wèn)題，是它的基本防洪任務(wù)。下游航道，確定五強(qiáng)溪航運(yùn)基荷按 10 萬(wàn) kw 相應(yīng)流量考慮，枯水流量加大，上、下游航道均可改善。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．水電站死水位選擇及保證出力 NP 計(jì)算； 2．水電站裝機(jī)容量選擇； 3．繪制水電站調(diào)度圖的防破壞線，加大出力輔助線，確定汛期限制水位； 4．求重復(fù)容量，計(jì)算水電站多年平均 電能； 5．進(jìn)行防洪計(jì)算，確定各種防洪特征水位及壩頂高程； 6．求水利指標(biāo)； 7．經(jīng)濟(jì)計(jì)算，比較方案優(yōu)劣。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 10 表 各方案投資估算表（樞紐土建） 最大壩高（ m） 104 投資估算（萬(wàn)元） 61850 56350 53817 21019 （ 2）機(jī)電設(shè)備各方案投資估算見(jiàn)表 。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 11 2 興利計(jì)算 沅水五強(qiáng)溪水電站水庫(kù)正常蓄水位共有 120m、 115m、 108m、 100m四個(gè)方案，本次設(shè)計(jì)將對(duì)這四個(gè)方案進(jìn)行比較，并選定最優(yōu)方案。本次設(shè)計(jì)對(duì)死水位的確定采用簡(jiǎn)化處理的辦法，主要考慮水庫(kù)的使用壽命及泥沙淤積；灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖及旅游等綜合利用要求；水輪機(jī)最小水頭的限制三個(gè)因素。 最小發(fā)電流量取 q（ 0） =800 m3/s，查表得下游水位 Z 下 （ 0） =。 3．水輪 機(jī)最小水頭的限制，水庫(kù)削落深度不大于水電站最大水頭的 35%。即死水位為 ，相應(yīng)死庫(kù)容 億 m3。 最小發(fā)電流量取 q（ 0） =644m3/s，查表得下游水位 Z 下 （ 0） =。 3．水輪機(jī)最小水頭的限制，水庫(kù)削落深度不大于水電站最大水頭的 35%。即死水位為 ，相應(yīng)死庫(kù)容 億 m3。 3．若 |Ve－ V 死 |＜ε 2，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 。 2．方案二：正常庫(kù)容 億 m3，死庫(kù)容 億 m3，興利庫(kù)容 億 m3。 4．方案四：正常庫(kù)容 億 m3，死庫(kù)容 億 m3，興利庫(kù)容 億 m3。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 17 表 各方案?jìng)溆萌萘勘? 方 案 Ⅰ 120m Ⅱ 115m Ⅲ 108m Ⅳ 100m N 備 （萬(wàn) kw） 30 25 20 15 電站必需工作容量 經(jīng)計(jì)算，沅水五強(qiáng)溪水電站各方案必需工作容量見(jiàn)表 。（從原始系統(tǒng)中剔除來(lái)水小于設(shè)計(jì)枯水年的年份） 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 18 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(kù)蓄水量過(guò)程線。 經(jīng)采用程序計(jì)算，各方案防破壞線的結(jié)果見(jiàn)表 。根據(jù)五強(qiáng)溪水電站洪水資料分析，該庫(kù)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 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 20 防洪線上的坐標(biāo)值。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)。 4 i 各方案計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 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。假設(shè)重復(fù)容量 N 重 等于 0、 1 20 萬(wàn) 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，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。 根據(jù)表 和表 中計(jì)算結(jié)果，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(wàn) kw；方案三 N 重 = 萬(wàn) kw。 方案一： E=－ = 億 ； 方案二： E=－ 0= 億 ； 方案三： E= 億 ； 方案四： E= 億 ； 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 25 3 防洪計(jì)算 水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 五強(qiáng)溪水庫(kù)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。 2．當(dāng)水庫(kù)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(lái)水量水庫(kù)水位維持在汛期水位不變。 溢洪設(shè)備的選擇本身是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)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。 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(kù)容。安全超高由規(guī)范據(jù)壩質(zhì)、壩型而規(guī)定（ ～）。壩頂高程 =max｛壩頂高 程 1，壩頂高程 2｝ =。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 29 表 水 利指標(biāo)成果統(tǒng)計(jì)表 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 指 標(biāo) 方案一 方案二 方案三 方案四 1 正常高水位 m 120 115 108 100 2 設(shè)計(jì)洪水位 m 3 校核洪水位 m 4 死水位 m 5 防洪限制水位 m 120 115 6 防洪高水位 m 7 總庫(kù)容 108m3 8 興利庫(kù)容 108m3 9 防洪庫(kù)容 108m3 10 結(jié)合庫(kù)容 108m3 0 0 11 設(shè)計(jì)洪水最大泄流量 m3/s 35574 40732 43993 49205 12 校核洪水最大泄流量 m3/s 42940 50267 53290 59004 13 保證出力 104kw 14 工作容量 104kw 15 備用容量 104kw 30 25 20 15 16 重復(fù)容量 104kw 0 6 0 17 重復(fù)容量年利用小時(shí) h 0 2500 2500 0 18 徑流利用系數(shù) 19 裝機(jī)容量 104kw 20 多年平均發(fā)電量 21 庫(kù) 容系數(shù) 22 調(diào)節(jié)系數(shù) 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 30 4 經(jīng)濟(jì)計(jì)算 投資、運(yùn)行費(fèi)、效益是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的三大主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 由于不同工程規(guī)模生產(chǎn)電力、電量是不同的，為滿足方案的可行性，必需選擇最優(yōu)等效代替方案，本設(shè) 計(jì)選用火電站作為代替措施。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 31 永久性建筑物、機(jī)電及臨時(shí)工程、預(yù)備費(fèi)用等的總和稱為總投資，總投資的逐年分配比例見(jiàn)表 。補(bǔ)償投資為每年年初支出。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 32 2．大修費(fèi) u2 大修費(fèi)包括水工建筑物、房屋交通工程和機(jī)電設(shè)備三部分組成。 u2= u21+ u22+ u23=362++= 萬(wàn)元。 表 初期運(yùn)行階段各年運(yùn)行費(fèi)表 年 份 9 10 11 12 Et/E0 20% 70% 90% 100% Et（ ） 運(yùn)行費(fèi)（萬(wàn)元） 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 33 其它方案工程費(fèi)用 工程投資 方案二：工程最大壩高 ，永久建筑物投資估算 59386 萬(wàn)元；裝機(jī)容量 萬(wàn) kw，機(jī)電設(shè)備 投資估算 26680 萬(wàn)元；臨時(shí)工程、其它工程和費(fèi)用（包括施工機(jī)械、其它費(fèi)用）、預(yù)備費(fèi)用 65816 萬(wàn)元，合計(jì) 151882 萬(wàn)元。 工程投資為每年年初支出，設(shè)備回收殘值為年末收回。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 34 表 總投資的逐年分配表（其它方案） 年份 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合計(jì) 方案二（萬(wàn)元） 投資比例 100% 投資額 18985 17922 12910 21871 8202 18378 20200 21871 8050 3493 151882 設(shè)備回收額 0 0 0 0 0 0 0 0 0 31288 31288 小計(jì) 18985 17922 12910 21871 8202 18378 20200 21871 8050 27794 120594 方案三（萬(wàn)元） 投資比例 100% 投資額 18604 17150 13226 18895 10465 18023 17587 15552 7994 7849 145343 設(shè)備回收額 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30377 30377 小計(jì) 18604 17150 13226 18895 10465 18023 17587 15552 7994 22528 114966 方案四（萬(wàn)元） 投資比例 100% 投資額 13804 13172 10116 14331 7692 14015 15595 10748 4742 1159 105373 設(shè)備回收額 0 0 0 0 0 0 0 0 0 23182 23182 小計(jì) 13804 13172 10116 14331 7692 14015 15595 10748 4742 22023 82191 表 補(bǔ)償投資總值逐年分配表（其它方案） 年 份 3 4 5 6 7 8 合計(jì) 方案二（萬(wàn)元） 分配比例 100% 補(bǔ)償投資額 57093 方案三（萬(wàn)元） 分配比例 100% 補(bǔ)償投資額 38547 方案四（萬(wàn)元） 分配比例 100% 補(bǔ)償投資額 24989 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 35 工程年運(yùn)行費(fèi) 工程正常年運(yùn)行費(fèi)包括電站運(yùn)行費(fèi)、大修費(fèi)、水庫(kù)補(bǔ)償提成三個(gè)部分。 方案四： u1=運(yùn)行費(fèi)定額裝機(jī)容量 =2 元 /kw 104kw=萬(wàn)元。 方案四： u22= 萬(wàn)元。 則各方案大修費(fèi)分別為： 方案二： u2= u21+ u22+ u23=++= 萬(wàn)元。 方案三： u3= 萬(wàn)元。 方案四： u= u1+ u2+ u3=++= 萬(wàn)元。替代電站的發(fā)電量差值為五強(qiáng)溪電站多年平均電能差值的 倍（電能差值應(yīng)考慮各方案對(duì)風(fēng)灘電站的影響） 。三個(gè)方案計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 。本次設(shè)計(jì)將防洪效益作為“負(fù)費(fèi)用”計(jì)入資金流程中，并按多年平均效益計(jì)算。本次設(shè)計(jì)將防洪效益作為 “負(fù)費(fèi)用”計(jì)入資金流程中，并按多年平均效益 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 41 計(jì)算。 最后，衷心感謝河海大學(xué)老師的辛勤教育和悉心指導(dǎo)！ 42 表 方案一經(jīng)濟(jì)計(jì)算表 年份 項(xiàng)目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 正常運(yùn)行 永久、機(jī)電、臨時(shí)投資（％） 永久、機(jī)電、臨時(shí)投資（萬(wàn)元） 20618 19482 13150 17534 11364 18345 23541 18670 15748 3409 32632 水庫(kù)補(bǔ)償投資（％） 水庫(kù)補(bǔ)償投資（萬(wàn)元） 10000 10000 13360 13040 13040 10320 10240 替代火電站投資（％） 替代火電站投資（萬(wàn)元） 煤礦額外投資（％） 煤礦額外投資（萬(wàn)元） 水電站初期運(yùn)行（ %） 20 70 90 水電站初期運(yùn)行（萬(wàn)元） 493 1726 2219 2466 火電站初期運(yùn)行費(fèi)（％）