水文课程设计水利水电计划.docx
- 文档编号:27634632
- 上传时间:2023-07-03
- 格式:DOCX
- 页数:39
- 大小:464.05KB
水文课程设计水利水电计划.docx
《水文课程设计水利水电计划.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水文课程设计水利水电计划.docx(39页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水文课程设计水利水电计划
课程设计(综合实验)报告
(--年度第学期)
名称:
工程水文水利计算课程设计
题目:
赋石水库水利水电计划
院系:
班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
设计周数:
成绩:
日期:
2021年1月15日
一、设计任务
在太湖流域的西苕溪上,拟修建赋石水库,因此要进行水库计划的水文水利的计算,其具体任务是:
1选择水库死水位
2选择正常蓄水位
3计算电站保证出力和连年平均发电量
4选择水电站装机容量
5推求设计标准和校核标准的设计洪水进程线
6推求洪水特点水位和大坝坝顶高程
二、流域自然地理简况,流域水文气象资料概况
1流域和水库情形简介
西苕溪为太湖流域一大水系(图KS2-1),流域面积为2260km2,发源于浙江省安吉县天目山,干流全长150km,上游陡坡流急,安城以下堰塘遍及,河道曲折,排泄不顺畅,易遭洪涝灾害,又因流域拦蓄工程较少,浇灌水源不足,易受旱灾。
图KS2-1西苕溪流域水系及测站散布
赋石水库是一座防洪为主,结合发电、浇灌、航运及水产养殖的综合利用水库,位于安吉县丰城西10km,操纵西苕溪要紧支流西溪,坝址以上流域面积328km2。
流域内气候温和、湿润,连年平均雨量1450km。
流域水系及测站散布见图KS2-1。
2水文气象资料情形
在坝址下游1Km处设有潜渔水文站,自1954年开始有观测的流量资料。
通过频率计算,得各设计频率的设计年径流量,选择典型年,计算缩放比,功效见表KS2-3。
典型年径流进程见表KS2-4。
依照调查1922年9月1日在坝址周围发生一场大洪水,推算得潜渔站洪峰流量为1350m3/s。
这场洪水是发生年份至今最大的一次洪水。
缺测年分内,没有大于1160m3/s的洪水发生。
三、设计年径流量及其年内分派
1设计年径流量的计算
先进行年径流量频率计算,求出频率为85%、50%、15%的年径流量。
见表一:
表一设计年径流量及典型年径流量
代表年
设计频率
设计年径流量
(m3/s)
典型年
典型年径流量
(m3/s)
缩放倍比
枯水年
P=85%
1973
中水年
P=50%
1957
丰水年
P=15%
1967
2设计年径流量的年内分派
依照年、月径流资料和代表年的选择原那么,确信丰、中、枯三个代表年。
并按设计年径流量为操纵用同倍例如式缩放各代表年的逐月年内分派。
丰、中、枯水三个代表年的逐月年内分派如下表二:
表二丰、中、枯代表年的逐月年内分派
月份
设计枯水年
设计中水年
设计丰水年
枯水典型年
缩放倍比
设计枯水年
中水典型年
缩放倍比
设计中水年
丰水典型年
缩放倍比
设计丰水年
3
14
4
5
23
6
7
23
8
9
10
11
12
1
2
四、选择水库死水位
1绘制水库水位容积曲线和水电站下游水位流量关系曲线。
水位容积曲线
水位(m)
48
50
52
55
60
65
70
75
80
81
容积(106m3)
0
8
18
水位(m)
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
容积(106m3)
120
129
170
207
水库水位容积曲线如下:
图1水位容积曲线
水位流量关系曲线
水位(m)
流量(m3/s)
0
水电站下游水位流量关系曲线如图二:
图2下游水位流量关系曲线
2依照泥沙资料计算水库的淤积体积和水库相应的淤积高程。
水库年淤积体积为:
50年后的总淤积容积为:
由
可查得水位容积曲线得相应库水位,即为淤沙需要的死水位,查得h淤积=。
在此基础上加上平安值2m,Z死=+2=。
3依照水轮机的情形确信水库的最低水死水位
取最大的流量作为设计流量,现在对应的下游水位为。
在此基础上加上水轮机的最小水头,取得Z死’=+16=。
4综合各方面的情形确信水库死水位
选择较高者作为设计水库的死水位,因此Z=,现在对应的死库容为×106m3。
五、选择正常蓄水位
依照本地域的兴利要求,发电发面要求保证出力不低于800kW,发电保证率为85%,浇灌及航运任务不大,都可利用发电尾水位取得知足,因此,初步确信正常蓄水位为,假设通过水能计算后能知足保证出力要求就作为确信的正常蓄水位。
六、保证出力和连年平均发电量的计算
1对丰、中、枯三个代表年以月为时段进行水能计算,计算出各月的水流出力。
出力系数A=,预留水头损失HF=。
对应正常蓄水位Z=的库容为×106m3,因此兴利库容为,对应为30m3/s·月。
表三枯水年水库出力计算
月份
天然来水
发电用水
余水量
不足水量
月末水库蓄水
平均蓄水
月平均水位
下游水位
水头损失
水头
出力
流量
水量
流量
水量
2
1380
3
1720
3100
2240
1171
4
2910
6010
4555
1514
5
3268
9278
7644
1841
6
850
8428
8853
1121
7
1449
8428
8428
1286
8
1230
7198
7813
1072
9
1192
6006
6602
76
29
1009
10
1130
4876
5441
936
11
750
4126
4501
873
12
1040
3086
3606
804
1
1050
2036
2561
713
2
656
1380
1708
616
表四中水年水库出力计算
月份
天然来水
发电用水
余水量
不足水量
月末水库蓄水
平均蓄水
月平均水位
下游水位
水头损失
水头
出力
流量
水量
流量
水量
3
1380
4
1380
1380
883
5
3756
5136
3258
1312
6
212
5348
5242
1564
7
23
4027
9375
7362
30
1773
8
458
8917
9146
1804
9
755
8162
8540
1755
10
1146
7016
7589
1683
11
1575
5441
6228
1561
12
928
4513
4977
26
1439
1
1666
2847
3680
1284
2
1328
1519
2183
1063
3
139
1380
1450
915
表五丰水年出力计算
月份
天然来水
发电来水
余水量
不足水量
月末水库蓄水
平均蓄水
月平均水位
下游水位
水头损失
水头
出力
流量
水量
流量
水量
2
1380
3
1380
1380
1380
4
1380
1380
1581
5
2260
3640
2510
47
2331
6
3420
7060
5350
47
3077
7
860
6200
6630
76
1610
8
1620
4580
5390
1493
9
2220
6800
5690
47
3147
10
6800
6800
1745
11
1560
5240
6020
75
1555
12
1880
3360
4300
1369
1
1730
1630
2495
1124
2
250
1380
1505
931
2取设计枯水年供水期的平均出力为保证出力
保证出力:
3作出出力历时曲线(以36个月出力值计算)并以装机年利用小时数h装=3440h,推求出装机容量和连年平均发电量。
作出月平均出力历时曲线,如图3所示。
(计算表格见附图四)
图3月平均出力历时曲线
别离求出枯、中、丰水年的平均出力,并取平均值。
显然N装大于枯、中、丰任一年中的月平均出力,因此月平均出力均能用来发电。
七、推求各类设计标准的设计洪水进程线
1用年最大值选样方式在实测资料当选取最大洪峰流量及各历时洪量,依照洪水特点和防洪计算的要求,确信设计历时为7d,操纵历时为1d和3d,因此可得洪峰和各历时的洪量系列。
2用相关分析方式插补延长7d洪量
用单相关变量法插补延长,别离计算7d洪量与洪峰、1d洪量、3d洪量的相关系数,通过比较相关系数来确信因变量。
年份
洪峰Qm(m3/s)
24小时洪量W(106m3)
三天洪量W(106m3)
七天洪量W(106m3)
1954
702
1955
284
1956
748
36
1957
402
1958
200
1959
237
1960
478
1961
659
1962
585
1963
1160
1964
409
1965
510
27
1966
232
14
1967
244
19
28
1968
167
1969
387
1970
305
1971
500
1975
108
1973
484
1974
287
1975
166
1976
119
1977
238
7d洪量与洪峰的相关分析如以下图:
7d洪量与1d洪量相关分析
7d洪量与3d洪量相关分析
可知:
7d洪量与3d洪量的相关性最好,因此以3d洪量为因变量,7d洪量为倚变量,取得:
利用该公式,可得缺测年份的7d洪量。
3对洪峰和各时段洪量系列进行频率计算,(洪峰频率计算要考虑特大值处置),从而可得各设计频率的洪峰和洪量值。
(1)洪峰频率计算
将1922和1963年的洪峰看做调查期内的特大洪水,采纳统一样本法计算洪峰系列的体会频率:
表五洪峰频率计算
序号
洪峰流量
PM
Pm
M
m
Ⅰ
1350
Ⅱ
1160
1
748
2
702
3
659
4
585
5
510
6
500
7
484
8
478
9
409
10
402
11
387
12
305
13
287
14
284
15
244
16
238
17
237
18
232
19
200
20
167
21
166
22
119
23
108
参数估量:
用试线法配线:
参数
频率P(%)
1
5
10
20
50
75
90
95
99
Qp
画出的理论频率曲线见附图一。
(2)1d洪量频率计算
表六1d洪量频率计算
年份
1d洪量
序号
由大到小排列
模比系数
Ki-1
(Ki-1)
频率
1954
1
1955
2
1956
3
1957
4
1958
5
1959
6
1960
7
1961
8
1962
9
1963
10
1964
11
1965
12
1966
13
1967
14
1968
15
1969
16
1970
17
1971
18
1975
19
1973
20
1974
21
1975
22
1976
23
1977
24
合计
参数估量:
参数
频率P(%)
1
5
10
20
50
75
90
95
99
画出的理论频率曲线见附图二。
(3)3d洪量计算
表七3d洪量频率计算
年份
3d洪量
序号
由大到小排列
模比系数
Ki-1
频率
1954
1
1955
2
1956
36
3
1957
4
1958
5
1959
6
1960
7
1961
8
36
1962
9
1963
10
1964
11
1965
12
1966
14
13
1967
19
14
1968
15
1969
16
1970
17
1971
18
1975
19
19
1973
20
1974
21
1975
22
14
1976
23
1977
24
合计
参数估量:
参数
频率P(%)
1
5
10
20
50
75
90
95
99
画出的理论频率曲线见附图三。
(4)7d洪量计算
表八7d洪量频率计算
年份
7d洪量
序号
由大到小排列
模比系数
Ki-1
Ki-1^2
频率
1954
1
1955
2
1956
3
1957
4
1958
5
1959
6
1960
7
1961
8
1962
9
1963
10
1964
11
1965
27
12
1966
13
1967
28
14
1968
15
1969
16
1970
17
1971
18
1975
19
28
1973
20
27
1974
21
1975
22
1976
23
1977
24
合计
参数估量:
参数
频率P(%)
1
5
10
20
50
75
90
95
99
由p3曲线可查得P=5%,1%,%时的洪峰和洪量,如下表:
表九各设计频率下的洪峰、洪量
设计频率P
5%
1%
%
洪峰(m3/s)
1d洪量(106m3)
3d洪量(106m3)
7d洪量(106m3)
5选择典型洪水进程线,并算出典型洪水进程线的洪峰和各时段的洪量值。
画出典型洪水进程线,有图可求得以下特点值:
洪峰流量Qm=1160m3/s;
1d最大洪量为17h至41h,W1d=×106m3;
3d最大洪量为7h到79h,W3d=×106m3;
所给的数据只有99h对应的流量,故99h后的流量按基流计算,及均取0h对应的流量,W7d=×106m3。
6用分段同频率放大法推求设计洪水进程线(包括5%、1%、%的洪水)。
表十各设计频率下的放大的倍比
项目
放大倍比
P=5%
P=1%
P=%
洪峰(m3/s)
洪量(106m3)
一日
2
三日
七日
对应各大放大倍比,推求设计洪水进程线如下:
表十一各设计频率下洪水进程线计算表
时段
典型流量
P=5%
P=1%
P=%
放大倍比
放大流量
修匀流量
放大倍比
放大流量
修匀流量
放大倍比
放大流量
修匀流量
0
6
11
12
8
8
0
6
1
7
13
12
9
9
0
6
2
7
13
15
9
10
0
10
3
8
15
20
11
11
0
18
4
15
28
30
20
20
1
25
5
23
43
45
31
31
1
32
6
34
63
50
45
45
1
40
7
43
80/42
52
57/41
50
2/57
57
8
57
42
60
55
55
76
76
9
73
54
70
70
70
97
97
10
100
74
85
96
96
133
133
11
130
96
100
124
124
173
173
12
171
126
130
164
164
227
227
13
230
170
170
220
220
305
305
14
260
192
200
249
249
345
440
15
317
234
230
303
303
421
520
16
335
248
250
321
321
445
640
17
362
268/301
300
346/448
420
2
480/724
724
18
373
310
310
461
461
2
746
746
19
350
291
290
433
433
2
700
700
20
330
274
275
408
408
2
660
660
21
315
262
262
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水文 课程设计 水利水电 计划