水利水能规划课程设计报告gifu.docx

水利水水能规划划课程设计计学生姓名名：学 号：专业班级级：指导教师师：年 月月 日日目录35671015151826291.概述述 一一、工程程特性表表 二二、流域域自然地地理状况况（包括括社会经经济概况况 三三、工程程概况 2.设计计过程及及设计成成果 一一、设计计年径流流 二二、设计计洪水 三三、正常常蓄水位位选择 四四、死水水位选择择 五五、水能能设计（1）保保证出力力、保证证电能计计算（2）装装机容量量选择与与多年平平均发电电量计算算 六六、设计计洪水位位、校核核洪水位位确定3. 报告总结结 一、工 程 特特 性 表一、河流流特性序号 项 目 单位 数数量 备备 注注 1坝址以上上流域面面积 kkm2524338 2主河道长长度 kkm541 3主河道比比降0.588 4多年平均均气温oC19.66 5多年平均均降水量量 mmm17588 6多年平均均流量 m33/s17288 7多年平均均径流量量 亿mm3545 8多年平均均径流深深 mmm10399 9CV0.244 100CS0.488 111枯水期平平均流量量 m33/s870.5 122CV0.299 133CS0.588 144实测最大大流量 m33/s302000 155实测最小小流量 m33/s117 166年最大洪洪峰流量量均值 m33/s174557.224 177CV0.3002 188CS0.9006 199年最大三三天洪量量均值 亿mm333.117 200CV0.322 211CS0.966 222年最大七七天洪量量均值 亿mm358.115 233CV0.311 244CS0.933 255设计洪峰峰流量 m33/s398330 266校核洪峰峰流量 m33/s467552 277设计三天天洪量 亿mm377.5595 288校核七天天洪量 亿mm3156.4799二、水库库特性序号 项 目目 单位 数量量 备备 注注 1正常蓄水水位 mm65 2死水位 mm53.552 3淤沙水位位 mm27 4汛期限制制水位 mm61 5设计洪水水位 mm65.11 6校核洪水水位 mm67.446 7堰顶高程程 mm43 8坝顶高程程 mm70 9总库容 亿mm325.9977 100兴利库容容 亿mm39.388 111死库容 亿mm314 122库容系数数 %1.722 133水库调节节性能差 144拦河坝坝坝型混凝土重重力坝 155最大坝高高 mm100 166坝顶长度度 mm783 177溢洪道型型式坝顶溢洪洪道 188溢洪道孔孔数12 199闸门尺寸寸（宽××高）、形形式 mm15*222 200消能方式式 mm鼻坎挑流流 211泄水底孔孔孔数2 222闸门尺寸寸（宽××高）、形形式 mm5*8 233最大下泄泄流量 m3/s373993 设计计 244最大下泄泄流量 m33/s435669 校核核三、电站站特性序号 项项 目 单位位 数数量 备备 注注 1装机容量量 万kWW140 2机组台数数7 3单机容量量（水轮轮机） 万kWW20 4多年平均均发电量量万kW-h52.88 5装机年利利用小时时数 hh38000 6保证出力力 万kWW23.667水轮机型型式型号号ZZ-LLJ-8800 8发电机型型式型号号Sf2000-556/1119550 9第一台机机组发电电日期19933.6.30 100七台机组组全部发发电日期期19955.5.31 111最大水头头 mm57.44 122最小水头头 mm46.8825 133平均水头头 mm15.999 144设计水头头 mm51.11 155设计流量量 m33/s35988 166引水建筑筑物型式式埋藏式压压力管道道 177引水管数数量7 188钢管内径径 mm11.444 199厂房型式式坝后式地地面厂房房 200水量利用用系数 %0.755二.流域域自然地地理状况况（包括括社会经经济概况况）自然地理理状况：闽江流域域形状呈呈扇形，支流与干流多直交成方格状水系。水量丰富，年径流量621亿立方米，水力蕴藏量632万瓩。 南平以下是重要的水运通道，马尾是福州的内河港。 闽江支流众多，水量丰富，多年平均径流量为1980立方米/秒，流域面积在中国主要河流中居第十二位，年平均径流量居全国第七位。流域面积比闽江大11倍多的黄河，水量只及闽江的92。闽江上游游有三支支：北源源建溪，中中源富屯屯溪，正正源沙溪溪。三大大溪流蜿蜿蜒于武武夷山和和戴云山山两大山山脉之间间，最后后在南平平附近相相会始称称闽江，以以下又分分为中游游剑溪尤尤溪段和和下游水水口闽江江段。上上游水系系发达，流流域面积积占整个个闽江流流域的770，水水量占整整个闽江江水量的的75。支流 南平平以上：沙溪、富富屯溪、崇崇阳溪、南南浦溪、松松溪、建建溪。 南平以以下：尤尤溪、古古田溪、梅溪、大樟溪。 中、上游滩多水急，水力资源丰富，理论蕴藏量641.8万千瓦，占全省河流水力资源理论蕴藏量的60%。可开发水力装机容量约468万千瓦。目前闽江流域已建成大中型水电站 23个，装机容量达316万千瓦。社会经济济概况：闽江是是我省最最长的河河流，闽闽江流域域历史悠悠久，文文化繁荣荣，经济济发达，是是我省重重要的经经济区之之一。但但是，闽闽江流域域的环境境污染和和生态破破坏正日日益加剧剧，已经经威胁到到流域人人民生活活条件和和身体健健康，影影响流域域改革开开放的形形象和流流域经济济的持续续发展。闽闽江流域域拥有全全省一半半的国土土，三分分之一的的人口，五五分之二二的经济济总量和和大量的的资源。闽闽江流域域的经济济和社会会发展，对对全省经经济和社社会发展展有决定定性影响响。闽江江流域自自然资源源丰富。森森林蓄积积量2.86亿亿立方米米，占全全省的666.55%。毛毛竹蓄积积量5.9亿根根，约占占全省毛毛竹总积积蓄量88.400亿根的的3/44。主要要矿产有有煤、铁铁、石灰灰石、硫硫铁矿、重重晶石及及钨、铌铌、钽等等有色、稀稀有金属属。闽江江水系可可供发电电的装机机容量4468万万千瓦，已已开发的的有古田田溪水电电站、沙沙溪口水水电站和和水口水水电站，后后者装机机容量为为1400万千瓦瓦。闽江江系山区区型河流流，航道道滩多流流急，航航槽窄，弯弯曲半径径小，航航运能力力较低。闽江上游及主要支流只能通行小型机帆船。南平至水口通60吨客货轮，莪洋至马尾通300吨顶推船队，马尾以下通6000吨海轮。三、工程程概况1. 概概述水口水电电站是福福建闽江江干流上上的一座座大型水水电站，是是国家“七五”重点建建设项目目，是以以发电为为主，兼兼有航运运等综合合效益的的大型水水利水电电工程。闽江是福福建省最最长的河河流，发发源于闽闽赣交界界的武夷夷山脉，上上游有建建溪富屯溪溪和沙溪溪三大支支流，于于南平附附近汇合合后称为为闽江。南南平以下下沿程纳纳尤溪古田溪溪梅溪大樟溪溪等支流流，最后后流经福福州马尾尾入海。干干支流流流经322个县市市，流域域面积6609992kmm2，河长长5411km。水口水电电站位于于闽清县县上游114kmm处，坝坝址上游游距南平平市944km，下下游距福福州市884kmm。2水文文与气象象坝址以上上集水面面积5224388km22，全流流域多年年平均降降水量117588mm，坝坝址处多多年平均均流量117288m3/s，年年径流总总量5445亿mm3，实测测最大流流量3002000m3/s，实实测最小小流量1117mm3/s。多多年平均均气温119.66OC，极极端最高高气温440.33OC，极极端最低低气温-5.00OC。多多年平均均相对湿湿度788%。 坝址断断面下游游竹岐水水文站，集集水面积积545500kkm2，具有有19334 19977年年实测年年、月径径流和洪洪水资料料，并具具有19900、118777、17750、116099年调查查考证洪洪水资料料。3地形形与地质质地形 坝址址两岸地地形基本本对称，山山体雄厚厚。常水水位河面面宽约3380mm。左岸岸岸坡220O，右岸岸岸坡在在70mm高程以以下为330O，以上上略平缓缓。两岸岸山坡大大部分基基岩裸露露，河床床基岩面面存在两两个深槽槽，砂卵卵石冲击击层一般般厚510mm，最深深达299m。库库区为狭狭长河道道型库区区。地质 坝址址处基岩岩主要为为黑云母母花岗岩岩，岩性性致密，坚坚硬，完完整。由由于后期期岩浆活活动，有有少量岩岩脉侵入入。岩脉脉主要为为细晶花花岗岩，花花岗斑岩岩，辉绿绿岩等。所所有岩脉脉与黑云云母花岗岗岩接触触紧密，胶胶接良好好。坝址址区在构构造上属属于相对对稳定区区，未发发现较大大的断层层，仅有有较小断断裂及挤挤压破碎碎带，倾倾角陡。4枢纽纽布置及及主要建建筑物电站枢纽纽由大坝坝、发电电厂房、三三级船闸闸、升船船机和开开关站组组成。大大坝坝型型为混凝凝土重力力坝，最最大坝高高1000m，坝坝顶长度度7833m。溢溢洪道布布置在河河中，为为坝顶溢溢洪道，共共12孔孔，设弧弧形闸门门，尺寸寸（宽××高）为为：155×22mm，消能能方式为为鼻坎挑挑流。两两侧各设设置一个个泄水底底孔，设设弧形闸闸门，尺尺寸（宽宽×高）为为：5××8m。发发电厂房房位于坝坝后河床床，为坝坝后式地地面厂房房，主厂厂房尺寸寸（长××宽）3004.22×34.5。水水轮机型型式型号号为轴流流转桨ZZZ-LLJ-8800，发发电机型型式型号号为伞式式SF2200-56/119950。引引水建筑筑物采用用埋藏式式压力钢钢管，每每台机组组单独一一条引水水钢管。5500TT级三级级船闸和和5000T垂直直升船机机布置靠靠右岸，船船闸闸室室尺寸（长长×宽×水深）1135××12×3m，升升船机承承船箱尺尺寸（长长×宽×水深）1124××12×2.55m。2220千千伏开关关站和预预留5000千伏伏变电站站布置在在左岸发发电厂房房下游的的山坡上上。工程于119877年3月月9日开开工建设设，第一一台机组组于19993年年6月330日发发电，全全部机组组于19995年年5月331日建建成并网网发电。二.设计计过程及及设计成成果1.设计计年径流流根据实测测年径流流资料，用用同倍比比法推求求设计丰丰水年和和设计中中水年，用用同频率率法推求求设计枯枯水年。设设计保证证率P=90%。步骤：对年平均均流量系系列和枯枯水期平平均流量量系列（103月）进行频率分析，求出符合设计保证率的设计年径流量和设计枯水期流量设计年径径流及枯枯水期平平均流量量频率分分析后可可得年平平均径流流分析图（1）枯水期平平均流量量分析可可得图（二）选择代表表年，用用同倍比比法和同同频率法法推求设设计代表表年年内内分配：设计中水水年、丰丰水年（同同倍比法法）：设计枯水水年（同同频率法法）：枯水期：汛期：将将缩放倍倍比分别别乘以对对应代表表年的各各月流量量，即为为设计代代表年。计算时段段均值CvCv/CCsP=100%P=500%P=900%12个月月172880.244222766.22216944.94412222.366枯水期六六个月870.50.2992566.67丰水年中水年枯水年枯水年代代表年年年总和枯水年年代表年年设计枯枯水年1601115433.677 5666.667设计枯水水年K枯=Q枯PP/Q枯DD=5666.667/5543.67=1.0042K讯=112*QQP-Q枯PP*T枯/122*QDD-Q枯DD*T枯=12222.336*112-5566.67*6/（1160111-5543.67*6）=0.8884K枯=1.0042K汛=0.8844丰水年代代表年平平均设计丰丰水年2288022276.22K丰=QQP/QD=22280*12/22776.222*112=11.0002K丰=1.0022中水年代代表年平平均设计中中水年1730016994.44K中=QQP/QD=17730*12/16994.44*122=1.0211K中=1.0211枯水、中中水、丰丰水年缩缩放后如如下K枯=11.0442枯水年(*)KK讯=0.8844中水年K中=11.0221丰水年K丰=11.0002 四20600*18221.0042160022055.3663600036077.2 五28000*24775.223150032166.1556720067333.444 六40900*36115.5564890049922.6996550065633.1 七10700*9455.8883300033699.31720017233.444 八18200*16008.8881460014900.6661280012822.566 九909*8033.555699410144.87741210012122.422 十549572.05881100011233.1491491.9822十一458477.23661020010411.422402402.8044十二436454.3122509519.6899371371.7422 一551574.1422434443.1144686687.3722 二340354.28386394.10661330013322.666 三928966.97661290013177.0992960029655.9222、设计计洪水设计洪水水标准：设计标标准P = 00.1%校核标标准P = 00.011%步骤：对对竹岐水水文站实实测及调调查的洪洪水资料料（洪峰峰流量、三三天洪量量、七天天洪量）进进行频率率分析（需需作特大大值处理理），求求出洪水水的统计计参数：及相应应的CV、CS值，并推求符符合设计计洪水标标准的设设计值：进行洪水水频率分分析时有有五个特特大洪水水序号实实测值PMaa 洪峰流流量P配线成成果416600.0002700 均值: 1174557.2241342200.0005411 Cv: .3302302200.0008111Cv/Cs: 33.0302200.0110811 294400.0113511对洪峰峰流量分分析 图（三三）枯水期期三天洪洪量频率率计算计计算成果果样本均值值 Exx=333.177变差系数数 Cvv=0.32偏态系数数 Css=0.96倍比系数数 Css/Cvv=3三天洪量量分析图（四）七天洪量量分析七天洪洪量频率率计算计计算成果果样本均值值 Exx=588.155变差系数数 Cvv=0.31偏态系数数 Css=0.93倍比系数数 Css/Cvv=3图（五）推求出 洪洪峰 三天洪洪量 七天洪洪量设计(00.1%) 4006011.7002 80.66 1338.003校核（00.011%） 4776666.2998 95.43 1662.666利用竹岐岐水文站站典型洪洪水过程程推求典典型洪水水过程线线图（六）利用竹岐岐典型洪洪水过程程线，用用同频率率法推求求设计洪洪水过程程线，放放大倍比比：上述求出出的是竹竹岐水文文站的放放大倍比比，还需需换算到到坝址断断面：洪峰 ： FF坝=524438kkm2 F竹竹=545500kkm2 n=0.55洪量： 经缩放后后校核、设设计洪水水过程图（七）3、正常常蓄水位位Z蓄选择Z蓄= 65 m4、死水水位Z死选择（消消落深度度h消的选择择）死水位选选择需考考虑以下下因素：动能最最优判别调节类型 水电为主电网年调节：设计枯水年；多年调节：设计枯水系列 火电为主电网年调节：设计中水年；多年调节：设计中水系列下流流量量水位曲曲线图（八）水库面积积容积特特性曲线线图（九）使用简算算法：序号1234Z蓄（mm）65656565h消（mm）5101520Z死（mm）=60555045V兴（mm3/ss）=4.6998.36611.66114.223B兴(%)=0.8660555045587221.53339444955412.13302775222942.6111000917743QH（mm3/ss）= 511.745566554558.2600240081599.4511622231632.6588212293Z下（mm）8.13313773755628.23303440933798.31179882177518.3888633449956V死+VV兴/2亿mm321.003519.2217.557516.2265Z上（mm）62.5560.6658.5556.33N（Kww）2364494.7244922485505.1377072556694.3811962576647.910047E供（KKW·hh）34522822298.3854422262250.1955999706696.556422489923.93求得E供供h消图（十）H消=114m Z死死1=665-114=551m水轮机机正常运运行对消消落深度度的限制制h消= （20 330）% HHmaxx下游生态态流量为为3000m/ss 查表表得下游游最小水水位为77.6mmHmaxx=655-7.6=557.44 h消=577.4*0.22=111.488 Z死死2=553.552m淤沙水水位对取取水口高高程的限限制h1：底槛厚厚度，取取0.55 1.00 mh2：淹没水水深，取取1.55 2.00 mD ：压压力管经经济管径径求D;设设计流量量（最大大引用流流量）：确定压力力管径时时，水口口电站采采用每台台机单独独一条引引水管，故故计算时时应采用用单机最最大引用用流量。装机容量量用装机机年利用用小时数数估算：h装= 35000h多年平均均发电量量用下式式估算：E=0.00002722*利*W电*H=5044786666666.77Kw··h 利=0.75Ny=EE/h装装=144422247.6199KwV经济=5m/s D=111.444m淤积水位位确定：水库使用用T年后泥泥沙淤积积总库容容V总淤：V总淤=VV年淤TV年淤=VV悬移+VV推移式中V总总淤-水水库使用用T年后泥泥沙淤积积总量，m3V年淤-多年平平均年淤淤沙容积积，m3/aV悬移-多年平平均悬移移质泥沙沙淤积容容积，m3/aV推移-多年平平均推移移质泥沙沙淤积容容积，mm3/aT -设设计淤积积年限为为1000年V悬移=（0W0m）/(1-PP)V推移= V悬移移0 -多年平平均悬移移质含沙沙量，kkg/mm3 ，由由实测资资料确定定；W0 -多多年平均均径流量量，m3m -悬悬移质泥泥沙沉积积率，与与库容大大小有关关，水库库越大，下下泄沙量量越少。P -悬移移质泥沙沙孔隙率率，一般般为0.300.4 -悬移质质泥沙干干容重，26002700 kg/m3 -推移质质和悬移移质泥沙沙沉积量量的比值值，一般般平原地地区为00.0110.05，丘丘陵地区区为0.050.115，山山区0.150.3300=00.1443kgg/m33W0=5445亿mm3 =26000kgg/m33 m=0.5 =0.2V悬移=0.0024998 亿亿m3V推移=0.0005000 亿亿m3V年於=V推移移+V悬移移=0.029998 亿m33 V总於=1000*V年年於=22.9998 亿亿m3 查查水位库库容曲线线可得 Z於=277mh2= 1.5 mm h1=0.5 mmZ死3=27+11.44+1.55+0.5=440.444 mmZ死=MMax（ZZ死1、ZZ死2、ZZ死3）=Maxx（511m、553.552m、440.444m）=53.52mm5、保证证出力NNP 和保保证电能能EP 计算算等出力调调节（图图解法），需需考虑水水量损失失和水头头损失。水量损失失：（各各月取一一样）渗漏：（按按中等地地质条件件考虑）蒸发：年年蒸发水水深水头损失失：H损= 00.044H毛H净= HH毛 H损= 00.966H毛K0.922W损月=W渗月月+W蒸月月（m3）2172257442.6667h水Maax（mmm）11722.4448W渗=11%V（mm3）1869900000h陆=XX-Y （mmm）718.7877825562Q损月（mm3/s）8.2667022536679年降雨量量X （mmm）17588Y （mmm）10399.211 h年蒸（mmm）453.66 W蒸年（mm3）3642289112.000 W蒸月（mm3）303557422.677 月份Qe（mm3/s）Q净（mm3/s）月份Qe（mm3/s）Q净（mm3/s）四18211.04418122.7773十572.0588563.7911五24755.224666.9333十一477.2366468.9699六36155.56636077.2993十二454.3122446.0455七945.88937.6133一574.1422565.8755八16088.88816000.6113二354.28346.0133九803.5566795.2899三966.9766958.7099取六个月月为供水水期计算Qhh=5990m33/s·月 查得下下游水位位Z下=8.2988m Z上上=600mH毛=551.770m h净净=499.6333mNp=AAQ净H 简算Npp=244.911万Kww等出力调调节计算算保证出出力NP（图解解法）：先用简算算法估算算出NP，然后后根据NNP的大小小在其上上下假定定3各方案案，NP1=22万万KwNP2=23万万KwNP3=24万万Kw。取坐标标系统及及作水库库工作曲曲线作固定定出力线线假定：图（十一一）图（十二二）图（十三三）求得死水水位与保保证出力力关系图（十四四）死水位553.552m =5332.33 mm3/s·月 故故保证出出力为223.66万Kww6、装机机容量及及多年平平均发电电量计算算不供不蓄蓄期Q净= QQe Q损月列表法：然后将336个月月出力NNi从大到到小排列列，作出出力历时时曲线。t = 7330h n = 3图（十六六）作关系图图。图（十七七）技术设计计阶段：电力电电量平衡衡Ny=N工+N备+N重(1) 最大大工作容容量=NN工电力电量量平衡原原理，水水口电站站按承担担峰荷确确定。方方法：试试算法假定NN工，划分分水电、火火电和其其它电站站的工作作范围求水电电站供水水期各月月峰荷工工作容量量（峰荷荷出力）图（十八八）求供水水期系统统峰荷总总需电量量E供需供水期系系统峰荷荷总需电电量为：电量平平衡确定定最大工工作容量量如果，则则即为所所求；如果，重重新假设设，返回回。图（十九九）解得N工工E供需需15014116.335 （100万Kw·h）1006977.144 （1000万Kww·h）703346.44 （1000万Kww·h）501174.63 （1000万Kww·h）图（二十十）Np=223.66万Kww EEp=Np*T供=10034（1000万Kww·h）由图可得得N工=1220万KKw(2) 备用容容量N备= N负荷荷+ NN事故+ N检修修N负荷系系= 55% NN系”，由靠靠近负荷荷中心，调调节性能能较好的的水电站站承担；N事故系系= 110% N系”，但不不得小于于系统中中最大的的单机容容量（福福建最大大单机335万kW （设计计时）。N检修：在负荷荷图上平平衡确定定。此次只考考虑 N事故故=0.1*1120=12万万KwN必= N工”+ NN备=1332万KKw(3) 重复容容量N重复重复容量量用重复复容量经经济利用用小时数数h经济确定定：经验确定定：蓄水水式: 20000 30000 h径流式: 30000 440000 h在出力持持续曲线线上，由由h经济在N必之上确确定N重复。图（二十十一）(4) 求装机机容量及及多年平平均发电电量Ny最终终选择1140万万Kw 水电电站共有有七台机机组则单机容量量20万万Kw * 77=Nyy=1440万KKw 由关系曲曲线图（十十七）可可得 h装=38000h 多年平均均发电量量 E=552.88 亿KKw·h7、设计计洪水位位Z设和校核核洪水位位Z校计算水口电站站溢洪道道共122孔，B = 115 mm，弧形形闸门：H = 222 m。Z堰= 443.00 m ，Z限= 661.00 m = 00.900，m=00.5002q=mm（2gg）2H3/22 推求出ZZV Zq 曲线图图（二十十二）求得设计计洪水调调洪过程程图（二十十三）图图（二十十四）图（二十十五）图（二十十六） 设计洪洪水位为为：655.1 m 设计洪洪水最大大下泄量量：3773933 m33/s 出现在在1022小时一一分钟校核洪水水位为：67.46mm校核洪水水最大下下泄量：435569 m3/s出现在1102小小时100分钟3. 报告总结结经过一周周多的水水利水能能规划课课程设计计，其中中有顺利利，也有有曲折，返返工自是是不在话话下，虽虽然返工工很麻烦烦，但是是不得不不压迫自自己继续续下去，终终于熬到到了结束束的是时时刻，经经过课程程设计，对对以前所所学的工工程水文文学及水水利水能能规划都都有了一一个清晰晰的概念念，大致致了解了了设计求求解水电电站基本本参数所所要经历历的步骤骤，总算算没有白白费所发发的时间间。