【正文】 12 1 2 3月份382620181624223230283634（億方）庫(kù)蓄水量Z2tZ3tZ限 105 .99mZ正 108mZ1t
。壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ =。 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。 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(mén)，讓泄流量等于來(lái)水量水庫(kù)水位維持在汛期水位不變。 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。 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。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)。 經(jīng)采用程序計(jì)算，各方案防破壞線的結(jié)果見(jiàn)表 。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 15 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 。 2．方案二：正常庫(kù)容 億 m3，死庫(kù)容 億 m3，興利庫(kù)容 億 m3。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%。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。 4．灌溉 每年自 5 月下旬至 9 月下旬為灌溉季節(jié)，在該季節(jié)自水庫(kù)上游直接引走的灌溉流量平均為 35m3/s。這個(gè)地區(qū)地勢(shì)低洼。0 水資源規(guī)劃 與利用 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 時(shí) 間： 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 1 目 錄 1 基本情況 ………………………………………………………………… 3 流域概況……………………………………………………………… 3 開(kāi)發(fā)任務(wù)………… …………………………………………………… 3 設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………… 4 設(shè)計(jì)前提……………………………………………………………… 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………… 5 設(shè)計(jì)原始資料………………………………………………………… 5 2 興利計(jì)算 ……………………………………………………………… 10 基本資料整理……………………………………………………… 10 死水位的確定……………………………………………………… 10 保證出力計(jì)算……………………………………………………… 13 水電站必需容量選擇……………………………………………… 15 水電站調(diào)度圖繪制………………………………………………… 16 重復(fù)容量選擇與多年平均電能計(jì)算……………………………… 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 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 2 附表 ……………………………… ……………………………………… 45 附圖 ……………………………………………………………………… 70 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 3 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。 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。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。 死水位的確定 死水位影響因素比較復(fù)雜，需考慮保證水庫(kù)灌溉要求、滿足泥沙淤積要求、保證水電站最低水頭要求以及航運(yùn)、養(yǎng)殖等其它要求。 正常蓄水位 115m 方案（方案二） 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=。 （ 1）任意假定最小發(fā)電流量 q（ 0） ，并相應(yīng)下游 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 － hm=100－ = （ 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，并滿足 | q（ 0） － qp|= m3/s＜ε =1m3/s，則 Z 死 =Z 死 （ 0） =。設(shè)計(jì)保證出力 Np= 萬(wàn) kw。 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(wàn) kw） 2． N 峰為擔(dān)任峰荷工作容量 N 峰 = Np－ N 工基 =－ 10= （萬(wàn) kw） 3．按以下關(guān)系確定峰荷工作容量 N 工峰 = 峰 ＋ 7= （萬(wàn) kw） 4．水電站工作容量 N 工 = N 工峰 ＋ N 工基 =＋ 10= （萬(wàn) 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，各方案取值見(jiàn)表 。 此 外包線，實(shí)際上是各條蓄水量過(guò)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。 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(jiǎn)化的方法確定該組輔助線。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。 從表 可以看出，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。 利用五強(qiáng)溪水庫(kù)入庫(kù)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。 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t 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]Δ t； 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。則各方案壩頂高程為： 方案一：壩頂高程 1=；壩頂高 程 2=。 五強(qiáng)溪水電站各項(xiàng)水利指標(biāo)見(jiàn)表 。 方案三：壩頂高程 1=；壩頂高程 2=。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 25 表 水庫(kù)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 m 120 115 108 100 正常庫(kù)容 億 m3 汛限水位 m 120 115 汛限庫(kù)容 億 m3 死水位 m 死庫(kù)容 億 m3 防洪高水位 m 防洪庫(kù)容 億 m3 設(shè)計(jì)洪水位 m 校核洪水位 m 調(diào)洪庫(kù)容 億 m3 總庫(kù)容 億 m3 壩頂高程的確定 壩頂高程計(jì) 算公式如下： 壩頂高程 1=設(shè)計(jì)洪水 +風(fēng)浪高 +安全超高 1 壩頂高程 2=校核洪水 +風(fēng)浪高 2+安全超高 2 壩頂高程 =max｛壩頂高程 1，壩頂高程 2｝ 風(fēng)浪高的計(jì)算公式； Δ h=式中 V 為風(fēng)速，以 m/s 計(jì)，設(shè)計(jì)風(fēng)速 12m/s，校核洪水時(shí)風(fēng)速乘以； D 為吹程，為 15km 計(jì)。 5．當(dāng)水庫(kù)水位不及防洪高水位時(shí)，控制 qt=q 安 ，當(dāng)水庫(kù)水位升高至防洪高水位時(shí)，閘門(mén)全開(kāi)，自由泄流，得調(diào)洪后的最 高水位。 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。 現(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。 三條輔助線將加大出力值計(jì)算公式如下： Ni=Np+（ Ny－ Np）247。本設(shè)計(jì)以獲得最大結(jié)合庫(kù)容為原則選擇。 1．擇設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)的徑流系列（新系列）資料。設(shè)計(jì)保證出力 Np= 萬(wàn) kw。 2．求年最小水庫(kù)蓄水量 Ve。 正常蓄水位 100m 方案（方案四） 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=。 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 11 （ 3） 極限削落深度 hm=（ Z 正 － Z 下 （ 0） ） 35%=(115－ ) 35%= 死水位： Z3=Z 正 － hm=115－ = （ 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，并滿足 | q（ 0） － qp|= m3/s＜ε =1m3/s，則 Z 死 =Z 死 （ 0） =。 （ 1）任意假定最小發(fā)電流量 q（ 0） ，并相應(yīng)下游 Z 下 （ 0） 。 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。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)。具備了修筑高壩的自然條件。 在沅 水規(guī)劃中，五強(qiáng)溪水電站為沅水干流最后第二個(gè)梯級(jí)，上游接虎皮溪及酉水的風(fēng)灘（已建成）梯級(jí)，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)效益的綜合利用水庫(kù)，系湖南省最大的水電電源點(diǎn)。 3．航運(yùn) 五強(qiáng)溪水電站的航運(yùn)效益為改善水庫(kù)區(qū)和壩下游河道的通航條件。 設(shè)計(jì)原始資料 1．壩址以上流域面積 F=83800km2； 2．壩址斷面歷年月平均流量資料（見(jiàn)附表一）； 3．水庫(kù)水位～面積、庫(kù)容曲線見(jiàn)表 ； 4．壩址下游水位流量關(guān)系曲線見(jiàn)表 ； 5．為改善下游通航條件，確定五強(qiáng)溪航運(yùn)基荷按 10kw 計(jì)； 6．船閘操作需要 耗用 10m3/s，此部分流量不能用來(lái)發(fā)電； 沅水五強(qiáng)溪水庫(kù)水利計(jì)算 6 表 水庫(kù)水位～面積、庫(kù)容曲線表 高程（ m） 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 面積（ km2） 0 容積 108m3 0 m3/s .月 0 表 壩址下游水位流量關(guān)系曲線表 水位 m 流量 m3/s 水位 m 流量 m3/s 水位 m 流量 m3/s 水位 m 流量 m3/s 204 3320 9470 25200 350 3360 10300 27200 545 4420 12021 29300 795 5040 13700 31600 1120 5720 15600 33800 1490 6450 17500 36000 1900 7200 19300 38300 2350 7950 21200 40300 2820 9700 23200 43400 7．每年 5 月下旬至 9 月下旬為灌