水利水能规划课程设计

水利水能规划课 程 设 计学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 年 月 日目录1.概述一、工程特性表 二、流域自然地理状况（包括社会经济概况 三、工程概况 2.设计过程及设计成果一、设计年径流 二、设计洪水 三、正常蓄水位选择 四、死水位选择 五、水能设计 （1）保证出力、保证电能计算（2）装机容量选择与多年平均发电量计算六、设计洪水位、校核洪水位确定 3.报告总结 水位、校核洪水位确3567101515182629一、工 程 特 性 表一、河流特性序号 项 目 单位 数量 备 注1 坝址以上流域面积 km2 524382 主河道长度 km 5413 主河道比降 0.584 多年平均气温 oC 19.65 多年平均降水量 mm 17586 多年平均流量 m3/s 17287 多年平均径流量 亿 m3 5458 多年平均径流深 mm 10399 CV 0.2410 CS 0.4811 枯水期平均流量 m3/s 870.512 CV 0.2913 CS 0.5814 实测最大流量 m3/s 3020015 实测最小流量 m3/s 11716 年最大洪峰流量均值 m3/s 17457.2417 CV 0.30218 CS 0.90619 年最大三天洪量均值 亿 m3 33.1720 CV 0.3221 CS 0.9622 年最大七天洪量均值 亿 m3 58.1523 CV 0.3124 CS 0.9325 设计洪峰流量 m3/s 3983026 校核洪峰流量 m3/s 4675227 设计三天洪量 亿 m3 77.59528 校核七天洪量 亿 m3 156.479二、水库特性序号 项 目 单位 数量 备 注1 正常蓄水位 m 652 死水位 m 53.523 淤沙水位 m 274 汛期限制水位 m 615 设计洪水位 m 65.16 校核洪水位 m 67.467 堰顶高程 m 438 坝顶高程 m 709 总库容 亿 m3 25.97710 兴利库容 亿 m3 9.3811 死库容 亿 m3 1412 库容系数 % 1.7213 水库调节性能 差14 拦河坝坝型 混凝土重力坝15 最大坝高 m 10016 坝顶长度 m 78317 溢洪道型式 坝顶溢洪道18 溢洪道孔数 1219 闸门尺寸（宽高） 、形式 m 15*2220 消能方式 m 鼻坎挑流21 泄水底孔孔数 222 闸门尺寸（宽高） 、形式 m 5*823 最大下泄流量 m3/s 37393 设计24 最大下泄流量 m3/s 43569 校核三、电站特性序号 项 目 单位 数量 备 注1 装机容量 万 kW 1402 机组台数 73 单机容量（水轮机） 万 kW 204 多年平均发电量 万 kW-h 52.85 装机年利用小时数 h 38006 保证出力 万 kW 23.67 水轮机型式型号 ZZ-LJ-8008 发电机型式型号 Sf200-56/119509 第一台机组发电日期 1993.6.3010 七台机组全部发电日期 1995.5.3111 最大水头 m 57.412 最小水头 m 46.82513 平均水头 m 15.9914 设计水头 m 51.115 设计流量 m3/s 359816 引水建筑物型式 埋藏式压力管道17 引水管数量 718 钢管内径 m 11.4419 厂房型式 坝后式地面厂房20 水量利用系数 % 0.75二.流域自然地理状况（包括社会经济概况）自然地理状况：闽江流 域 形状呈扇形，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 有三支：北源建 溪 ，中源富 屯 溪 ，正源沙 溪 。三大溪流蜿蜒于武 夷 山 和戴 云 山 两大山脉之间，最后在南平附近相会始称闽江，以下又分为中游剑溪尤溪段和下游水口闽江段。上游水系发达，流域面积占整个闽江流域的 70，水量占整个闽江水量的 75。支流 南平以上：沙溪、富屯溪、崇阳溪、南浦溪、松溪、建溪。 南平以下：尤溪、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。社会经济概况： 闽江是我省最长的河流，闽江流域历史悠久，文化繁荣，经济发达，是我省重要的经济区之一。但是，闽江流域的环境污染和生态破坏正日益加剧，已经威胁到流域人民生活条件和身体健康，影响流域改革开放的形象和流域经济的持续发展。闽江流域拥有全省一半的国土，三分之一的人口，五分之二的经济总量和大量的资源。闽江流域的经济和社会发展，对全省经济和社会发展有决定性影响。闽江流域自然资源丰富。森林蓄积量 2.86 亿立方米，占全省的 66.5%。毛竹蓄积量 5.9 亿根，约占全省毛竹总积蓄量 8.40 亿根的 3/4。主要矿产有煤、铁、石灰石、硫铁矿、重晶石及钨、铌、钽等有色、稀有金属。闽江水系可供发电的装机容量 468 万千瓦，已开发的有古田溪水电站、沙溪口水电站和水口水电站，后者装机容量为 140 万千瓦。闽江系山区型河流，航道滩多流急，航槽窄，弯曲半径小，航运能力较低。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、工程概况1. 概述水口水电站是福建闽江干流上的一座大型水电站，是国家“七五”重点建设项目，是以发电为主，兼有航运等综合效益的大型水利水电工程。闽江是福建省最长的河流，发源于闽赣交界的武夷山脉，上游有建溪富屯溪和沙溪三大支流，于南平附近汇合后称为闽江。南平以下沿程纳尤溪古田溪梅溪大樟溪等支流，最后流经福州马尾入海。干支流流经 32 个县市，流域面积 60992km2，河长 541km。水口水电站位于闽清县上游 14km 处，坝址上游距南平市 94km，下游距福州市 84km。2水文与气象坝址以上集水面积 52438km2，全流域多年平均降水量 1758mm，坝址处多年平均流量1728m3/s，年径流总量 545 亿 m3，实测最大流量 30200m3/s，实测最小流量 117m3/s。多年平均气温 19.6OC，极端最高气温 40.3OC，极端最低气温-5.0 OC。多年平均相对湿度 78%。坝址断面下游竹岐水文站，集水面积 54500km2，具有 1934 1977 年实测年、月径流和洪水资料，并具有 1900、1877、1750、1609 年调查考证洪水资料。3地形与地质 地形 坝址两岸地形基本对称，山体雄厚。常水位河面宽约 380m。左岸岸坡 20O，右岸岸坡在 70m 高程以下为 30O，以上略平缓。两岸山坡大部分基岩裸露，河床基岩面存在两个深槽，砂卵石冲击层一般厚 510m，最深达 29m。库区为狭长河道型库区。 地质 坝址处基岩主要为黑云母花岗岩，岩性致密，坚硬，完整。由于后期岩浆活动，有少量岩脉侵入。岩脉主要为细晶花岗岩，花岗斑岩，辉绿岩等。所有岩脉与黑云母花岗岩接触紧密，胶接良好。坝址区在构造上属于相对稳定区，未发现较大的断层，仅有较小断裂及挤压破碎带，倾角陡。4枢纽布置及主要建筑物电站枢纽由大坝、发电厂房、三级船闸、升船机和开关站组成。大坝坝型为混凝土重力坝，最大坝高 100m，坝顶长度 783m。溢洪道布置在河中，为坝顶溢洪道，共 12 孔，设弧形闸门，尺寸（宽高）为：1522m，消能方式为鼻坎挑流。两侧各设置一个泄水底孔，设弧形闸门，尺寸（宽高）为：58m。发电厂房位于坝后河床，为坝后式地面厂房，主厂房尺寸（长宽）304.234.5。水轮机型式型号为轴流转桨 ZZ-LJ-800，发电机型式型号为伞式SF200-56/11950。引水建筑物采用埋藏式压力钢管，每台机组单独一条引水钢管。500T 级三级船闸和 500T 垂直升船机布置靠右岸，船闸闸室尺寸（长 宽水深）135123m，升船机承船箱尺寸（长宽水深）124122.5m。 220 千伏开关站和预留 500 千伏变电站布置在左岸发电厂房下游的山坡上。工程于 1987 年 3 月 9 日开工建设，第一台机组于 1993 年 6 月 30 日发电，全部机组于1995 年 5 月 31 日建成并网发电。二.设计过程及设计成果1.设计年径流根据实测年径流资料，用同倍比法推求设计丰水年和设计中水年，用同频率法推求设计枯水年。设计保证率P=90%。步骤：对年平均流量系列和枯水期平均流量系列（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 设计年径流及枯水期平均流量频率分析后可得年平均径流分析图（1）枯水期平均流量分析可得图（二）选择代表年，用同倍比法和同频率法推求设计代表年年内分配：设计中水年、丰水年（同倍比法）： DPQK中 （ 丰 ）设计枯水年（同频率法）：枯水期： DPQK枯枯枯 枯枯 枯枯汛 TDPP12汛期： 将缩放倍比分别乘以对应代表年的各月流量，即为设计代表年。枯水年代表年年总和 枯水年代表年 设计枯水年16011 543.67 566.67 设计枯水年 K枯 =Q枯P /Q枯D =566.67/543.67=1.042K讯 =12*QP-Q枯P *T枯 /12*QD-Q枯D *T枯=1222.36*12-566.67*6/（16011-543.67*6）=0.884K枯 =1.042 K汛 =0.884丰水年代表年平均 设计丰水年2280 2276.22 K丰 =QP/QD=2280*12/2276.22*12=1.002 K丰 =1.002中水年代表年平均 设计中水年1730 1694.4K中 =QP/QD=1730*12/1694.4*12=1.021 K中 =1.021枯水、中水、丰水年缩放后如下K 枯 =1.042枯水年 (*)K 讯=0.884 中水年 K 中 =1.021 丰水年 K 丰 =1.002四 2060 *1821.04 2160 2205.36 3600 3607.2五 2800 *2475.2 3150 3216.15 6720 6733.44六 4090 *3615.56 4890 4992.69 6550 6563.1七 1070 *945.88 3300 3369.3 1720 1723.44八 1820 *1608.88 1460 1490.66 1280 1282.56九 909 *803.556 994 1014.874 1210 1212.42十 549 572.058 1100 1123.1 491 491.982十一 458 477.236 1020 1041.42 402 402.804十二 436 454.312 509 519.689 371 371.742一 551 574.142 434 443.114 686 687.372二 340 354.28 386 394.106 1330 1332.66三 928 966.976 1290 1317.09 2960 2965.92计算时段 均值 Cv Cv/Cs P=10% P=50% P=90%12个月 1728 0.24 2 2276.22 1694.94 1222.36枯水期六个月 870.5 0.29 2 566.67丰水年 中水年 枯水年2、设计洪水设计洪水标准：设计标准 P = 0.1% 校核标准 P = 0