【正文】 方案四：壩頂高程 1=；壩頂高程 2=。設(shè)計(jì)洪水時(shí)取 ，校核洪水時(shí)取 。 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； 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 25 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(wàn)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(kù)容。水庫(kù)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)為 P=5%，安全泄洪量 q 安 =20210m3/s。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。 表 各方案加大出值計(jì)算表 正常水位 120m 115m 108m 100m Np(萬(wàn) kw) Ny(萬(wàn) kw) N1(萬(wàn) kw) N2(萬(wàn) kw) N3(萬(wàn) 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(chēng)它為重復(fù)容量。 經(jīng)計(jì)算并查水庫(kù)水位庫(kù)容曲線，各方案防洪限制水位和相應(yīng)庫(kù)容分別為： 方案一：防洪限制水位為 ，庫(kù)容為 億 m3； 方案二：防洪限制水位為 ，庫(kù)容為 億 m3； 方案三： 防洪限制水位為 ，庫(kù)容為 億 m3； 方案四： 防洪限制水位為 ，庫(kù)容為 億 m3。具體求解方程組： 式中符號(hào)意義同前。設(shè)計(jì)保證出力 Np= 萬(wàn) kw。 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。 （ 1）任意假定最小發(fā)電流量 q（ 0） ，并相應(yīng)下游 Z 下 （ 0） 。 正常蓄水位 108m 方案（方案三） 1．水庫(kù) 的使用壽命及泥沙淤積 水庫(kù)在使用年限內(nèi)滿(mǎn)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(kù)削落的最低水位不得小于 Z2=。 （ 2） 極限削落深度 hm=（ Z 正 － Z 下 （ 0） ） 35%=(120－ ) 35%= 死水位： Z3=Z 正 － hm=120－ = （ 3） Z 死 (0)=max(Z1， Z2， Z3)=max(， ， )=； （ 4）根據(jù) Z3(0)長(zhǎng)系列計(jì)算各年供水期調(diào)節(jié)流量 qp= m3/s，并滿(mǎn)足 | q（ 0） － qp|= m3/s＜ε =1m3/s，則 Z 死 =Z 死 （ 0） =。 基本資料整理 設(shè)計(jì)原始資料給定的流量是壩址斷面歷年平均流量，考慮工程實(shí)際，現(xiàn)對(duì)其平均流量（附表一）數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：扣除灌溉和船閘用水。 沅水是湘西的水上交通動(dòng)脈，其干流全長(zhǎng) 1550km，通航里程為 640km，但航道險(xiǎn)灘很多。 開(kāi)發(fā)任務(wù) 五強(qiáng)溪水電站是以發(fā)電為主、兼有防洪、航運(yùn)和灌溉等效益的綜合利用工程。壩址位于沅水干流最后一段峽谷出口處，巖性堅(jiān)硬，地形地質(zhì)條件良好。現(xiàn)有河道的泄洪能力 20210m3/s，如遇 192 193193 193 194 194 195 1969 等年洪水重現(xiàn)，河道均不能完全承 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 5 泄，防洪標(biāo)準(zhǔn)僅為 5 年一遇。 設(shè)計(jì)前提 1．本水利樞紐是以發(fā)電、防洪為主要目標(biāo)的綜合利用水庫(kù)； 2．水電站參加系統(tǒng)工作，發(fā)電設(shè)計(jì)保證率 P=%（按年份計(jì)）； 3． 水電站的備選方案（正常蓄水位）見(jiàn)表 ； 表 備選方案正常蓄水位表 方 案 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 正常蓄水位（ m） 120 115 108 100 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 6 4．本水利樞紐根據(jù)國(guó)家規(guī)定屬一級(jí)，以千年一遇洪水為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，萬(wàn)年一遇洪水為校核標(biāo)準(zhǔn)，電站使用年限為 50 年計(jì)； 5．水庫(kù)庫(kù)區(qū)蒸發(fā)滲漏等水量損失不大，故在初步設(shè)計(jì)階段暫時(shí)不考慮； 6．水庫(kù)下游有防洪要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇洪水，安全泄洪流量 q 安 =20210m3/s。 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%。 最小發(fā)電流量取 q（ 0） =733 m3/s，查表得下游水位 Z 下 （ 0） =。即死水位為 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 13 ，相應(yīng)死庫(kù)容 億 m3。 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)Δ t (當(dāng) Vt＞ V 興 +V 死 ，取 Vt=V 興 +V 死 ) （ 3）由 V 均 =(Vt+Vt1)/2 查水位庫(kù)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|＜ε 1,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。 3．方案三：正常庫(kù)容 億 m3，死庫(kù)容 億 m3，興利庫(kù)容 億 m3。 防破壞線 防破壞線按下列步驟計(jì)算確定。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。 表 各方案加大出力輔助線參數(shù)表 正常水位 120m 115m 108m 100m 死水位（ m） 汛限水位（ m） Z1t（ m） Z2t（ m） Z3t（ m） V1t（億 m3） V2t（億 m3） V3t（億 m3） 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 20 由表 繪出加大出力輔助線。 4．當(dāng)滿(mǎn)裝機(jī)發(fā)電，且水位超過(guò) Z 防限 或 Z 正 時(shí)，才允許棄水。 各方案的裝機(jī)容量分別為： 方案一： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬(wàn) kw； 方案二： Ny=N 必 +N 重 =+6= 萬(wàn) kw； 方案三： Ny=N 必 +N 重 =+= 萬(wàn) kw； 方案四： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬(wàn) kw。 4．當(dāng)自由泄流量超過(guò)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。 各方案水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)附表。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 28 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) 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 29 附表 1~附表 24 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 30 附表 1 壩址斷面歷年月平均流量表 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 31 附表 2 五強(qiáng)溪水庫(kù)入庫(kù)洪水 1970 年洪水典型《合成流量法》 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 32 附表 3 壩址斷面扣除灌溉與船閘 用水后歷年月平均流量表 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 33 附表 4 正常蓄水位 120m 調(diào)節(jié)流量計(jì)算表（方案一） m3/ 年份 供水期初 供水期末 供水期 來(lái)水量 興利庫(kù)容 調(diào)節(jié)流量 頻率 1951 8 1 6 1952 11 2 4 1953 12 3 4 1954 10 2 5 1955 9 3 7 5018 1956 9 1 5 1957 9 2 6 1958 11 1 3 1407 1959 8 2 7 75 1960 9 2 6 1961 7 10 4 25 1962 12 3 4 1963 9 2 6 1964 11 2 4 50 1965 11 3 5 1966 8 2 7 1967 12 2 3 1968 12 3 4 1969 12 3 4 1970 10 3 6 1971 10 2 5 902 1972 7 9 3 2127 1973 10 3 6 1974 11 3 5 1975 8 2 7 5401 1976 8 2 7 1977 12 3 4 1978 8 3 8 1979 10 2 5 1980 11 3 5 1981 8 1 6 4504 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 34 附表 5 正常蓄水位 115m 調(diào)節(jié)流量計(jì)算表（方案二） m3/ 年份 供水期初 供水期末 供水期 來(lái)水量 興利庫(kù)容 調(diào)節(jié)流量 頻率 1951 8 1 6 1952 11 2 4 25 1953 12 3 4 1954 10 2 5 1955 10 2 5 897 1956 9 1 5 1957 9 2 6 50 1958 11 1 3 1407 1959 8 2 7 75 1960 9 2 6 1961 7 10 4 1962 1 3 3 1963 9 2 6 1964 11 2 4 1965 12 3 4 1966 8 1 6 1967 12 2 3 1968 12 3 4 1969 12 2 3 1970 10 1 4 1971 10 2 5 1972 7 9 3 2127 1973 11 3 5 1974 11 3 5 1975 8 2 7 5401 1976 12 2 3 1977 12 3 4 1978 12 3 4 1979 10 2 5 1980 11 2 4 1981 8 1 6 4504 水資源規(guī)劃及利用課程設(shè)計(jì) 35 附表 6 正常蓄水位 108m 調(diào)節(jié)流量計(jì)算表（方案三） m3/ 年份 供水期初 供水期末 供水期 來(lái)水量 興利庫(kù)容 調(diào)節(jié)流量 頻率 1951 8 1 6 25 1952 12 2 3 1953 8 9 2 1954 10 2 5 1955 12 2 3 1956 9 1 5 1957 9 11 3 1958 11 1 3 1407 1959 8 2 7 1960 9 1 5 1961 7 10 4 1962 1 3 3 1963 9 10 2 1964 12 2 3 1965 1 3 3 19