【文章內(nèi)容簡介】 時段內(nèi)水庫的供需平衡進行計算，求出供水量、水電站出力、水庫水位、蓄水量、棄水量及損失水量等水利水能要素的時間過程以及調(diào)節(jié)流量、興利庫容和計算保證率三者之間的關系，作為確定工程規(guī)模、效益和運行方式的依據(jù)。興利調(diào)節(jié)計算方法可分為三類 ： ① 時歷 法 ② 概率 法 ③ 隨機模擬法。本次課程設計是用第一種方法。 時歷 法以實測徑流資料為基礎，按歷時順序逐時段進行水庫水量蓄泄平衡的徑流調(diào)節(jié)計算，并給出調(diào)節(jié)流量、水庫蓄水量等計算結(jié)果。 2. 興利計算原則 梅山水庫與龍河口水庫的興利計算原則已經(jīng)在 節(jié) 設計方案 中詳細說明，現(xiàn)在不再做詳細敘述，下面重點討論興利計算所用 到 的時歷列表法方法。 時歷列表法 （以梅山水庫為例） 步驟 :①繪出表格， 將各個典型年的天然來水量和各部門綜合用水量填入 表中 圖 3 – 3 梅山水庫時歷列表法表頭 ② 由已知的天然來水量 W 來 、用水量 W 用 ，做水量平衡計算。從而可以得到每旬的多余或不足水量 △ W。 其中計算結(jié)果為正值則為多余水量，計算結(jié)果為負值則為不足水量； △ W=W 來 W 用 (31) W 來 為 計算時段 來 水量； W 用 為 為各部門綜合用水量。 ③ 徑流調(diào)節(jié)計算的基本依據(jù)是水量平衡方程。計算時段的水庫水量平衡方 程為： W 末 =W 初 +W 來 W 用 W 棄 (32) 式中： W 末 為 計算時段末水庫蓄水量 。W 初 為 計算時段初水庫蓄水量； W 來 為 計算 11 時段 來 水量； W 用 為各部門綜合用水量 ， 即 為需水量。 W 棄 為 棄水量。 利用 公式 (31)和 (32)以及 已知的正常蓄水位 128m，由庫容（ V）～水位（ Z）關系查到正常蓄水位對應的庫容是 V 初 =135880 萬 m3，分別計算出各個 時段末對應的水庫水量，填入表中 。 注 ： ⑴ W 棄 的確定要根據(jù)相應時段前后來水量、用水量和水庫的當前 的蓄水量來確定。 當某一時間段的段末水量超過 V 初 =135880 萬 m3 時，即發(fā)生棄水現(xiàn)象。當?shù)竭_ 5 月末即 5 月下旬時，需要保證水位在汛限水位之下。當在此時水位仍超過汛限水位時要有集中棄水，以保證汛期來臨時有足夠的庫容蓄水。 同時，應該考慮水庫的泄水能力，適當選擇泄水量。 ⑵ 枯水年各部門用水會比較多，水庫會放水，水位不斷降低，但要保證 在死水水位以上才行。梅山水庫死水位為 94m，對應死庫容為 12601 萬 m3。 如圖 3 4 圖 3 – 4 枯水年水位控制在死水位截圖 ④ 計算出庫水量和出庫流量以及發(fā)電流量； 由公式 棄用來出 WWWW ??? 計算時段的出庫水量（式中： 出W 為時段的出庫水量； 出Q 為時段的出庫流量； T 為時段的時長； 發(fā)Q 為時段的發(fā)電流量）。由 TWQ /出出 ? 計算時段的出庫流量， 發(fā)Q 一般等于 出Q ， 梅山水庫現(xiàn)有 4 臺發(fā)電機組，單機最大過水流量 ， 發(fā)電機最大總過流量為 m3/s。電站主要結(jié)合灌溉供水或利用泄洪棄水發(fā)電，原則上不單獨為發(fā)電目的而放水入橫排頭水庫。因此，當水庫出庫總流量小于 m3/s，發(fā)電機總過流量即為出庫總流量；當水庫出庫總流量大于 m3/s 時，發(fā)電機的總過流量為發(fā)電機的最大總過流量。 ⑤ 計算發(fā)電出力和發(fā)電量；由公 式 E 發(fā) =W 發(fā) /k 計算發(fā)電量；式中 : 發(fā)E 為發(fā) 12 電量 ； k 為耗水率，其值可查尋《 梅山水庫逐月耗水率統(tǒng)計表 》 ； W 發(fā) =T* 發(fā)Q 為發(fā)電水量， T 為時段時間，單位 s。 ⑥按時段末水庫蓄水量對照所給資料中的水庫水位庫容關系表查找對應的水位 Z。此次課設中由于沒有給出水庫下游的水位資料，無法使用水庫上游水位值單獨求算發(fā)電水頭 H，因此在梅山水庫中采用耗水率求算發(fā)電量，在龍河口水庫采用平均水頭 H=。 ⑦按照上述方法與原則，計算出各個典型年 不同方案的發(fā)電量，進行比較。 （ 梅山水庫與龍河口水庫興利 計算表格參見 附表 3 到 附表 14） 興利計算結(jié)果和結(jié)論 表 3 – 3 梅山水庫發(fā)電量 1987 年 豐水年 1971 年 中水年 2020 年 枯水年 方案 1 萬 kW h 萬 kW h 萬 kW h 方案 3 萬 kW h 萬 kW h 萬 kW h 表 3 – 4 龍河口水庫發(fā)電量 1975 豐水年 1986 中水年 2020 枯水年 方案 2 萬 kW h 萬 kW h 萬 kW h 方案 3 萬 kW h 萬 kW h 萬 kW h 梅山水庫在豐水年采用方案 1 發(fā)電量比較多，經(jīng)濟效益比較大，在中水年兩方案 方案 1比較大 ，枯水年的話， 兩 方案 一樣 。但任何事情都有其兩面性， 用于發(fā)電的水量多，則用于其他方面的水量一定會相應減少，如航運、漁業(yè)等效益必將減少?，F(xiàn)實工作中，不能只考慮發(fā)電 效益。在抓住主要矛盾的同時，要綜合考慮各方面的利益，充分考慮各個方案，一定要使大壩安全運行，使整體效益最大化。 龍河口 水庫豐水年和中水年方案發(fā)電相差不大，枯水年用方案 1 略好，但龍河口水電站是以灌溉為主，發(fā)電所占比重不大，首先必須滿足灌溉要求，才能考慮其他方面的效益。 13 第 4 章 防洪調(diào)度計算 調(diào)洪計算原理 當水庫有下游防洪任務時，它的作用主要是消減下泄洪水流量，使其不超過下游河床的安全流量。水庫的任務有（ 1）滯洪（ 2）錯峰（ 3）蓄洪。多數(shù)情況下，水庫對下游承擔的防洪任務常常是蓄洪。當水位超過防洪高水 位的時候，此時應該顧及水庫本身的安全，以當時水位情況最大下泄流量下泄洪水。 調(diào)洪演算所采用的方法是列表試算法 。 原理： ① 水量平衡方程 靜庫容法僅考慮壩前水位水平面以下的庫容對洪水進行調(diào)節(jié)，連續(xù)性方程可以寫成有限差形式的水量平衡方程： 21()V Q q t V V? ? ? ? ? ? （ 41） Q ———— 計算時段的平均入庫流量，單位為 3/ms； q ———— 時段的平均下泄流量，單位 3/ms； t? ———— 計算時段，以秒為單位 ； 2V 、 1V ———— 分別為計算時段初、末水庫的蓄水