【正文】 表 各方案防洪效益計算成果表 方 案 Δ W（億 m3） F（萬畝） B（萬元） 方案二 5837 方案三 5954 方案四 5938 經(jīng)濟(jì)比較 各方案經(jīng)濟(jì)計算見表 ~表 。 表 流域歷史較大洪水所需攔洪量表 年份 1933 1931 1935 1949 1969 1954 1970 1974 1938 攔洪量 (億 m3) 待算 頻率(%) 防洪效益的計算方法如下： （ 1）作歷史洪水的攔洪量頻率曲線； （ 2）將建庫前頻率曲線下移 V 防 ； （ 3）將圖中的陰影面積（減少的攔洪量）均推到 100%中得多年平均減少的水庫攔洪量Δ w； （ 4）計算耕地淹沒面積； F=5+Δ w=5+ = 萬畝 （ 5）計算防洪效益 B=1000F=1000 =6110 萬元。計算結(jié)果見表 。方案 i 與方案一必需容量差值為Δ Ni；多年平均電能的差值為Δ E，則替代電站的投資為： 1．方案二 36 Δ N2=(－ )－ (－ )= 萬 kw； Δ E2=－ = 億 =43920 萬 ； K 電 2=750Δ N2 =750 = 萬元； K 礦 2=Δ E2 =43920 = 萬元； 2．方案三 Δ N3=(－ )－ = 萬 kw； Δ E3=－ = 億 =67220 萬 ； K 電 3=750Δ N3 =750 = 萬元； K 礦 3=Δ E3 =67220 = 萬元； 3．方案四 Δ N4=(－ )－ = 萬 kw； Δ E4=－ = 億 =406420 萬 ； K 電 4=750Δ N4 =750 = 萬元； K 礦 4=Δ E4 =406420 = 萬元； 此三個方案替代工程的投資流程見表 。 35 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% 方案二 Et（ ） 運(yùn)行費(fèi)（萬元） 方案三 Et（ ） 運(yùn)行費(fèi)（萬元） 方案四 Et（ ） 運(yùn)行費(fèi)（萬元） 替代火電站方案投資 以方案一為基準(zhǔn)，其它各方案與方案一發(fā)電效益之差需要由系統(tǒng)中修建火電站來替代。 則工程年運(yùn)行費(fèi)分別為： 方案二： u= u1+ u2+ u3=++= 萬元。 方案四： u2= u21+ u22+ u23=++= 萬元。 方案三： u23= 萬元。 ①水工建筑物大修費(fèi) u21 查畢業(yè)設(shè)計提供的基礎(chǔ)資料得： 方案二： u21= 萬元； 方案三： u21= 萬元； 方案四： u21= 萬元； ②房屋、交通工程大修費(fèi) u22 查 畢業(yè)設(shè)計提供的基礎(chǔ)資料得： 方案二： u22= 萬元。 1．水電站運(yùn)行費(fèi) u1 方案二： u1=運(yùn)行費(fèi)定額 裝機(jī)容量 =2 元 /kw 104kw=萬元。水庫補(bǔ)償投資于第一臺機(jī)組發(fā)電前一年結(jié)束，施工第二年開始移民，補(bǔ)償投資總值逐年分配見表 。 方案四：工程最大壩高 ，永久建筑物投資估算 41609 萬元；裝機(jī)容量 萬 kw，機(jī)電設(shè)備投資估算 7736 萬元；臨時工程、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 56028 萬元，合計 105373萬元。 則工程年運(yùn)行費(fèi) u= u1+ u2+ u3=287++1328= 萬元。 ②房屋、交通工程大修費(fèi) u22 查畢業(yè)設(shè)計提供的基礎(chǔ)資料得 u22= 萬元。運(yùn)行費(fèi)為年末投入。 水庫補(bǔ)償投資 水庫淹沒及移民補(bǔ)償投資 80000 萬元。 本工程計算資金流程是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析的主要內(nèi)容，以年費(fèi)用最小為經(jīng)濟(jì)比較準(zhǔn)則，通常以效益最大方案為基準(zhǔn)，效益最大的方案只需計算本方案本身的投資與運(yùn)行費(fèi)；而對其它效益較小的方案，不僅要計算本方案本身的投資與運(yùn)行費(fèi)，而且要計算等效代替措施的投資和運(yùn)行費(fèi)。當(dāng)不同工程方案的效益相同時，該目標(biāo)等價于費(fèi)用最小。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｝ =。 26 經(jīng)計算：Δ h 設(shè)計 =；Δ h 校核 =。 各方案水庫調(diào)洪計算詳細(xì)結(jié)果見附表。 在調(diào)洪計算過程中，對閘門控制泄流情形，利用水量平衡方程式推求求得，但 對于自由泄流情形則需求解隱式方程組。 4．當(dāng)自由泄流量超過安全泄量時，控制 qt=q 安 ，直至調(diào)節(jié)計算結(jié)束，所得最高水位為防洪高水位。本次設(shè)計防洪計算的任務(wù)包括上述三種洪水標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)洪計算。 各方案的裝機(jī)容量分別為： 方案一： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬 kw； 方案二： Ny=N 必 +N 重 =+6= 萬 kw； 方案三： Ny=N 必 +N 重 =+= 萬 kw； 方案四： Ny=N 必 +N 重 =+0= 萬 kw。 表 重復(fù)容量計算表（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 (億 ) 年發(fā)電量差值 (億 ) △ E 利用小時數(shù) (h) 0 5 2021 10 2020 15 2120 20 1800 其余三個方案的 多年平均發(fā)電量 E及重復(fù)容量年利用小時數(shù) h 計算結(jié)果見表 ~表 。 4．當(dāng)滿裝機(jī)發(fā)電，且水位超過 Z 防限 或 Z 正 時，才允許棄水。 本次設(shè)計 N 重 采用經(jīng)濟(jì)利用小時數(shù) h 經(jīng)濟(jì) =2500h。 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） 19 V1t（億 m3） V2t（億 m3） V3t（億 m3） 由表 繪出加大出力輔助線。 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。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。 其具體求解流程如下： （ 1）設(shè) qt=q(0)； （ 2） Vt1=Vt－ (Qt－ qt)Δ t (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。 防破壞線 防破壞線按下列步驟計算確定。 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。 3．方案三：正常庫容 億 m3，死庫容 億 m3，興利庫容 億 m3。 計算結(jié)果 本次設(shè)計采用程序計算，各方案具體參數(shù)及結(jié)果如下： 1．方案一：正常庫容 億 m3，死庫容 億 m3，興利庫 14 容 億 m3。 計算方法 對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)下時段；否則 qt=q(0)+(tNp－ Nt)/[K(Z 上 － Z 下 )]，轉(zhuǎn)（ 2）步驟計算。 最小發(fā)電流量取 q（ 0） =568m3/s，查表得下游水位 Z 下 （ 0） =。即死水 12 位為 ，相應(yīng)死庫容 億 m3。 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%。 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 ，相應(yīng)死庫容 億 m3。 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%。灌溉用水按 5 月下旬至 9 月下旬的灌溉季節(jié)每月扣除 35 m3/s（ 5 月扣除 m3/s，七、八月扣除 35 m3/s， 9 月扣除 ）； 船閘運(yùn)行用水按每月 10 m3/s 的流量扣除，從而得到新 的年平均發(fā)電流量表（附表三）。 表 各方案投資估算表（其它費(fèi)用） 方 案 Ⅰ (120m) Ⅱ (115m) Ⅲ (108m) Ⅳ (100m) 投資（萬元） 71333 65816 62854 56028 8 （ 4）水庫補(bǔ)償（移民及淹沒補(bǔ)償）各方案投資估算見表 。壩底高程 30m。 設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計任務(wù)是對五強(qiáng)溪水電站的諸方案（即正常蓄水位）已給的情況下，進(jìn)行水庫的興利與防洪計算，確定各方案水利設(shè)備的參數(shù)，水 3 庫的調(diào)節(jié)操作方式及計算水利指標(biāo)，并通過經(jīng)濟(jì)分析，比較方案之優(yōu)劣。 沅水是湘西的水上交通動脈，其干流全長 1550km，通航里程為640km，但航道險灘很多。全靠提防保護(hù)，共保護(hù)人口106 萬，農(nóng)水 159 萬畝。 開發(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 2 利用工程。壩址控制流域面積 83800km2，占沅水總流域面積的 93%，流域雨量充沛，水量豐富，壩址多年平均流量 2060m3/s，年水量 649108m3，并有 1925 年以來的水文資料和核實的歷史洪水資料。壩址位于沅水干流最后一段峽谷出口處，巖性堅硬，地形地質(zhì)條件良好。其開發(fā)任務(wù)分述如下： 1．發(fā)電 五強(qiáng)溪水電站建成后投入華中電網(wǎng)，主要供電范圍為湖南省?，F(xiàn)有河道的泄洪能力 20210m3/s，如遇 192193 193 193 194 194 195 1969 等年洪水重現(xiàn)，河道均不能完全承泄，防洪標(biāo)準(zhǔn)僅為 5 年一遇。五強(qiáng)溪水庫修建以后，壩址以上，沅水以下河段成為常年深水區(qū)，其險灘都將淹沒。 設(shè)計前提 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； 2．水電站參加系統(tǒng)工作，發(fā)電設(shè)計保證率 P=%（按年份計）； 3．水電站的備選方案（正常蓄水位）見表 ； 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 4．本水利樞紐根據(jù)國家規(guī)定屬一級，以千年一遇洪水為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，萬年一遇洪水為校核標(biāo)準(zhǔn)，電站使用年限為 50 年計； 5．水庫庫區(qū)蒸發(fā)滲漏等水量損失不大，故在初步設(shè)計階段暫時不考慮； 6．水庫下游有防洪要求，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇洪水，安全泄洪流量 q 安 =20210m3/s。各方案投資估算見表 。 表 各方案投資估算表（補(bǔ)償費(fèi)用） 方 案 Ⅰ (120m) Ⅱ (115m) Ⅲ (108m) Ⅳ (100m) 補(bǔ)償費(fèi)（萬元） 80000 57093 38547 24989 14．泥沙資料 壩址多年平均含沙量 ，多年平均輸沙率 513kg/s，風(fēng)灘建庫后，五強(qiáng)溪壩址多年含沙量 ，年淤積 669 萬 m3。 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。 （ 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 115m 方案（方案二） 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=。 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)長系列計算各年供水期調(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） 。 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