水利水能规划课程设计

水利水能规划课程设计目录工程特性表第一节基本概况一、流域概况二、基本资料第二节正常蓄水位方案的选择一、正常蓄水位方案的拟定二、消落深度的确定三、判断水库的调节性能 四、设计历时保证率的确定五、各方案水能计算六、初步确定各方案的装机容量七、多年平均发电量计算八、各方案经济计算九、综合分析及最优正常蓄水位方案的选定第三节死水位的选择第四节装机容量的最终确定第五节其他工作精品资料附图：1、 那岸水电站流域位置示意图(缺)2、 那岸水电站水库水位库容关系曲线（25*35 ） cm3、 那岸水电站水库水位流量关系曲线（25*35 ） cm4、 那岸水电站出力保证率曲线（50*75 ）cm5、 出力发电量曲线（50*75 ）cm6、 那岸水电站正常蓄水位枢纽建设总投资关系曲线（25*35 ）cm7、 那岸水电站正常蓄水位枢纽工程量关系曲线（25*35 ）cm备注工程特性序号1指标名称流域面积单位平方公里数量31802利用水文系列年243多年平均径流量亿立米26.0174代表性流量多年平均流量秒立米82.5实测最枯旬平均流秒立米5.46量设计洪峰流量秒立米校核洪峰流量秒立米5水库特征水位校核洪水位米设计洪水位米正常蓄水位米230.00死水位米228.006水库特征库容总库容万立米调洪库容万立米兴利库容万立米350死库容万立米30207库容系数1.33%8调节性能日调节9水量利用系数2.610水电站特性指标装机容量万千瓦保证出力万千瓦0.306多年平均年发电量亿度1.14年利用小时数小时5387.69多年平均电量 /装机容量11水电站水头51.105最大水头最小水头米米45.55012河道特征水位下游校核洪水位米下游设计洪水位正常尾水位米米q最低尾水位米p 台数相应下游水位q p 相应下游水位第一节基本概况一、流域概况黑水河发源于我国靖西县的新圩，经岳圩流入越南境内， 再从德天沿中越分界线流入我国大新县的硕龙镇，经那岸、太平流到崇左县的新和、屯峒汇入左江， 见那岸水电站流域示意图。黑水河上游坡陡水急， 水力资源丰富。 那岸水电站坝址位于河道中游，在大新县的太平乡那岸村王孟屯附近。坝址控制流域面积3180 平方公里（不包括越南境内面积），坝下游 4 公里处设有那岸水文站， 集雨面积 3210 平方公里，自 1957年至 1981 年有实测水文资料24 年 。二、基本资料1. 年径流资料： 表 1 给出那岸水文站历年 （ 1957-1981年）实测水文年（5-4 月） 旬平均流量 保证率统计表，经分析后能直接移用至坝址，其多年平均流量q=82.5 秒立米。 q m in =5.46m 3 /sq m ax =741 m 3 /s表 1 那岸水文站历年实测水文（5-4 月）旬平均流量分组大小排列累积出现次数（ m）和相应经验频率（p=mx100% ） n1qqq3（m/s）mp(%)3（ m/s）mp(%)3（ m/s）mp(%)15015317.697128733.181955263.8214116919.546131135.951759068.2113118421.275135040.461562972.7212119923.014138944.971369680.4611121224.513641547.981174085.5510123026.603144150.98979591.919124428.212648155.61784397.468126730.872152660.81586499.882. 坝址下游水位与流量关系曲线：那岸电站厂房尾水处原设置水尺，有短期（ 1975-1979 ）观测资料。根据观测的水位资料与对应时间那岸水文站观测流量资料比较，可绘制厂房尾水位与流量关系曲线，即坝址水位流量关系曲线。表 3-1那岸水电站坝址水位流量关系（高水部分）水位（米）180181182183184185186流量（秒199415655900115014301730立米）水位（米）187188189190191192流量（秒203023502700308035003950立米）表 3-2那岸水电站坝址水位流量关系（低水部分）水位178.8178.9179.0179.1179.2179.3179.41179.5（米）流量（秒立06.0014.525.338.051.867.086.0米）水位179.6179.7179.8179.9180.0180.1180.2（米）流量（秒立107.5130.0152.0175.5199.0200.0217.5米）3. 水位库容曲线： 由水库实测地形图计算而得。表 2那岸水电站水库水位库容关系表水位（米）190195200205210215220（万立200330500765108014701970米）水位（米）225230235240245250库容（万258033704370560070608540立米）4. 水库水量损失： 库区两岸高山陡峻，水库面积较小，水量损失不大。根据地质人员提供的资料水库渗漏量也很少，故电站进行水能计算时水量损失可以忽略不计。5.表 4那岸水电站正常蓄水位枢纽建设总投资关系表正常蓄水位205210215220225230240250（米）枢纽总投资28203080336036904060447055507000（万元）表 5那岸水电站正常蓄水位枢纽工程关系表正常蓄水位205210215220225230240250（米）枢纽工程量10.013.817.621.425.229.036.644.1（万立米）第二节正常蓄水位方案的选择一、正常蓄水位方案的拟定1. 正常蓄水位上限值的确定： 主要考虑以下因素：（1） ） 水库的淹没限制： 库区内只有王孟屯、 念底屯等人口稀少的居民点，较大的居民点为硕龙镇，但该高程为286米。所以正常蓄水位高程的选定应小于 286 米。（2） ） 地形地质条件：水库库区属石灰峰林谷地，山顶标高一般在400-600米左右，一般卡斯特化不甚强烈。漏斗、溶洞、暗河等一般规模不大，溶洞 分布在 270 米高程以上，暗河仅在沙屯出现一处，为250 米。所以正常蓄水位高程的选定应小于250 米 。（3） ） 施工条件： 那岸水电站由大新县组织施工，根据当地建筑材料情况，石料非常丰富，拟采取砌石大头坝，这种坝型的设计、施工经验不多，故不宜 修筑高坝（坝址处河床高程在175 米左右）。（4） ） 蒸发、渗漏损失：库区两岸高山陡峻，水库面积较小，水量损失不大。根 据地质人员提供的资料水库渗漏量也很少，故电站进行水能计算时水量损失可以忽略不计。综上，正常蓄水位上限值取250 米 。2. 正常蓄水位上限值的确定：（1） ）正常蓄水位上限值的确定：必须满足电力系统对电站提出的最低出力要求。根据初步规划，那岸水电站的最低出力为n m in =23 万千瓦（2） ）分析、计算过程：因为n m in =23 万千瓦=a q h m in所以hm in =n min = (2 3)10 4=（ 30.30345.455 ）（m）aq8.082.5m in由 q=5.46m 3 /s 查那岸水电站坝址水位流量关系曲线得下游水位的下限值z 下 =178.890m正常蓄水位的下限值z 下 限 = z 下 + h m in=178.890+ （30.30345.455 ）=（209.193224.345）(m)有正常蓄水位的上、 下限可得，正常蓄水位的取值范围为 （209.19250 ）选定方案：选定215.000m 、225.000m 、235.000m 、245.000m正常蓄水位共四个比较方案。二、消落深度的确定1.方案一： z正 =212.000m,z 下 =178.890mh max = z 正 - z 下 =212.000-178.890=33.110(m)（ 1） 若为多年调节： h 消 =0.30h maxh 消 =0.30h max =0.30 33.110=9.933(m)(2)若为年调节： h 消 =0.25h maxh 消 =0.25h max =0.25 33.110=8.278 （m）（3）若为日调节： h 消 =2.000m2.方案二： z 正 =222.000m,z 下 =178.890mh max = z 正 - z 下 =222.000-178.890=43.110(m)（ 1）若为多年调节：h 消 =0.30h maxh 消 =0.30h max =0.30 43.110=12.933(m)(2)若为年调节： h 消 =0.25h maxh 消 =0.25h max =0.25 43.110=10.778 （m）（ 3）若为日调节： h消 =2.000m3.方案三： z 正 =232.000m,z 下 =178.890mh max = z 正 - z 下 =232.000-178.890=53.110(m)（ 1）若为多年调节：h 消 =0.30h maxh 消 =0.30h max =0.30 53.110=15.933(m)(2)若为年调节： h 消 =0.25h maxh 消 =0.25h max =0.25 53.110=13.278 （m）（ 3）若为日调节： h消 =2.000m4.方案四： z 正 =242.000m,z 下 =178.890mh max = z 正 - z 下 =242.000-178.890=63.110(m)（ 1）若为多年调节：h 消 =0.30h maxh 消 =0.30h max =0.30 63.110=18.933(m)(2)若为年调节： h 消 =0.25h maxh 消 =0.25h max =0.25 63.110=15.778 （m）（ 3）若为日调节： h消 =2.000m三、判断水库调节性能1.方案一： z正 =212.000m ，查得 v 正 =1240 万立方米（ 1）若为多年调节：h消 =0.30h max =0.30 33.110=9.933(m)此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =212.000-9.933=202.067(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =600 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =1240-600=640 （万立方米）v兴640104库容系数：=w年100%=82.5122.63106100%=0.25%(2)若为年调节： h 消 =0.25h max =0.25 33.110=8.278 （m） 此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =212.000-8.278=203.722(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =680 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =1240-680=560 （万立方米）v兴库容系数=100%=56010 4100%=0.22%w年82.5122.6310 6（ 3）若为日调节： h消 =2.000m此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =212.000-2.000=210.000(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1080 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =1240-1080=160 （万立方米）v兴库容系数= w年100%=82.51601210 42.636 100%=0.06%102.方案二： z正 =222m ，查得 v 正 =2220 万立方米（ 1）若为多年调节：h消 =0.30h max =0.30 43.110=12.933(m)此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =222.000-12.933=209.067(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1010 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =2220-1010=1210 （万立方米）v兴1210104库容系数：=w年100%=82.5122.63106100%=0.46%(2)若为年调节： h 消 =0.25h max =0.25 43.110=10.778 （m）此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =222.000-10.778=211.222(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1168 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =2220-1168=1052 （万立方米）v兴年库容系数=w100%=82.51052121042.6310 6100%=0.40%（ 3）若为日调节： h消 =2.000m此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =222.000-2.000=220.000(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1970 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =2220-1970=250 （万立方米）v兴库容系数=100%=25010 4100%=0.10%w年82.5122.6310 63.方案三： z正 =232.000m ，查得 v 正 =3710 万立方米（ 1）若为多年调节：h消 =0.30h max =0.30 53.110=15.933(m)此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =232.000-15.933=216.067(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1480 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =3710-1480=2230 （万立方米）v兴库容系数：=100%=223010 4100%=0.86%w年82.5122.63106(2)若为年调节： h 消 =0.25h max =0.25 53.110=13.278 （m） 此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =232.000-13.278=218.722(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =1830 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =3710-1830=1880 （万立方米）v兴1880104年库容系数=w100%=82.5122.6310 6100%=0.72%（ 3）若为日调节： h消 =2.000m此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =232.000-2.000=230.000(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =3370 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =3710-3370=340 （万立方米）v兴库容系数=100%=34010 4100%=0.13%w年82.5122.6310 64.方案四： z正 =242.000m ，查得 v 正 =6200 万立方米（ 1）若为多年调节：h消 =0.30h max =0.30 63.110=18.933(m)此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =242.000-18.933=223.067(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =2310 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =6200-2310=3890 （万立方米）v兴389010 4年库容系数：=w100%=82.5122.63106100%=1.49%(2)若为年调节： h 消 =0.25h max =0.25 63.11=15.778 （m） 此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =242.000-15.778=226.222(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =2750 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =6200-2750=3450 （万立方米）v兴库容系数=100%=345010 4100%=1.33%w年82.5122.6310 6（3） ）若为日调节： h消 =2.000m此时，死水位z 死 = z 正 - h 消 =242.000-2.000=240.000(m)由那岸水电站水库水位库容关系曲线查得v 死 =5600 （万立方米） v 兴 = v 正 - v 死 =6200-5600=600 （万立方米）4v兴60010库容系数=100%=6100%=0.23%w82.512年2.6310综上，四个方案得出的水库特性均为日调节,消落深度为： h 消 =2m四、设计历时保证率的确定1. 根据电力系统中水电容量的比重，由规范确定。已知那岸水电站初步规划n=24万千瓦，近期在本县联网运行。目前大新县已建水电站有：中军潭水电站（ 1400 千瓦）、隘江水电站（ 196 千瓦）、下雷水电站（ 80 千瓦），远不能满足负荷要求。2. 设计历时保证率的确定n水（2 4)=n总0.140.01968.10.008=(26.76%51.45%)大部分落在区间2550上，设计保证率为90%95% 。水电站选取的保证率越高，则水电站的投资越大，故取下限值，即p 保 =90%五、各方案水能计算1. 按照那岸水文站全部实测平均流量系列，逐旬进行计算和绘制各方案出力保证率曲线。将全部实测旬平均流量系列，按其大小分组，统计计算各组出现的累积次数和相应的经验频率，将其电算结果列于表 1。2. 计算并绘制水电站出力 保证率曲线， n=aqh ，a=8。计算并绘制出力 发电量（ ne）关系曲线。根据各方案计算的分组流量相应出力，自小至大分层计算各出力之间的发电量 e 和累计发电量 e，并绘制 ne 关系曲线。各方案出力 保证率计算表qq 旬z旬下h 净 =z 上-z 下 -h 损（米）n 旬 =a q 旬h 净（万千瓦时）mp（%）p （%）（秒立米）（秒立米）（米）方案二方案三方案四方案一方案二方案三方案四42.2152.2162.211517.69方案一32.21150150.0179.79000003.8655.0656.2657.465317.69032.2242.2252.2262.221618.61141150145.5179.77377773.7514.9156.0797.243919.54532.2742.2752.2762.271820.40131140135.5179.72911113.4984.5825.6666.750421.27532.3242.3252.3262.3219225179.67911113.2454.2495.2536.257923.01032.3642.3652.3662.362123.76111120115.5179.63199992.9913.9154.8395.763224.51032.4042.4052.4062.402325.55101110105.5179.59288882.7353.5794.4235.267026.6532.4442.4452.4462.442427.409110095.5179.55199992.4793.2434.0074.771428.21532.5042.5052.5062.502629.54819085.5179.50000002.2232.9073.5914.275730.87032.5442.5452.5462.542832.02718075.5179.45644441.9662.5703.1743.778733.185617065.5179.39332.6042.6052.6062.601.7092.2332.7573.2813135.9534.5677771532.6742.6752.6762.673538.20516055.5179.33000001.4511.8952.3392.783040.46532.7442.7452.7462.743842.71415045.5179.26000001.1921.5561.9202.284944.97532.8042.8052.8062.804146.47364038.0179.20000000.9971.3011.6051.909547.98532.8342.8352.8362.834449.48313533.0179.16822220.8671.1311.3951.659150.98032.8642.8652.8662.864853.29263028.0179.13288880.7360.9601.1841.408155.61532.9242.9252.9262.925258.21212523.0179.08000000.6060.7900.9741.158660.81032.9542.9552.9562.955562.31192019.5179.05000000.5140.6700.8260.982263.82532.9642.9652.9662.965966.01171817.5179.03199990.4620.6020.7420.882068.21532.9842.9852.9862.986270.46151615.5179.01199990.4090.5330.6570.781977.72533.0043.0053.0063.006976.59131413.5178.99288880.3560.4640.5720.680680.460111211.5178.96333.0343.0353.0363.030.3040.3960.4880.5807485.5583.7377770033.0543.0553.0563.057988.739109.5178.94644440.2510.3270.4030.479591.91033.0743.0753.0763.078494.68787.5178.92199990.1980.2580.3180.378397.46533.1043.1053.1063.108698.67150150.0178.90000000.1460.1900.2340.278499.880方案一出力 发电量计算表方案一ep （%）t=8760 pe（万千瓦（%）（小时）n 旬 （万n 旬（万（万千瓦时）千瓦）千瓦）时）98.6708643.4920.1460.1461261.9501261.95094.6858294.4060.1980.053438.2271700.17788.7307772.7480.2510.053409.9072110.08383.7307334.7480.3040.053386.7612496.84576.5906709.2840.3560.053352.5462849.39170.4656172.7340.4090.053324.5453173.93666.0155782.9140.4620.053303.6173477.55362.3155458.7940.5140.052286.3363763.88858.2105099.1960.6060.092467.6374231.52553.2954668.6420.7360.131609.3294840.85449.4804334.4480.8670.131565.7395406.59346.4754071.2100.9970.130530.7035937.29742.7153741.8341.1920.195728.2216665.51738.2053346.7581.4510.259866.1817531.69834.5653027.8941.7090.258781.3758313.07332.0252805.3901.9660.257721.1289034.20129.5402587.7042.2230.257665.9269700.12727.4052400.6782.4790.256614.82210314.94925.5552238.6182.7350.256573.38110888.33023.7602081.3762.9910.256532.12511420.45522.1401939.4643.2450.254492.88111913.33720.4051787.4783.4980.253452.49612365.83318.6151630.6743.7510.253412.63612778.46917.6901549.6443.8650.114176.62412955.093方案二出力 发电量计算表t=8760 p（ %）（小p （%）方案二en 旬 （万千n 旬 （ 万e（万千时）瓦）千瓦）瓦时）时）98.6708643.4920.1900.1901642.2631642.26394.6858294.4060.2580.069570.9372213.200（万千瓦88.7307772.7480.3270.069534.2712747.47183.7307334.7480.3960.069504.1173251.58876.5906709.2840.4640.069459.8953711.48370.4656172.7340.5330.069423.3094134.79166.0155782.9140.6020.069396.1434530.93562.3155458.7940.6700.068373.6764904.61158.2105099.1960.7900.120610.4155515.02653.2954668.6420.9600.171796.0746311.10049.4804334.4481.1310.171739.1177050.21746.4754071.2101.3010.170693.5527743.76942.7153741.8341.5560.255952.7318696.50038.2053346.7581.8950.3391133.9229830.42234.5653027.8942.2330.3381023.60610854.02832.0252805.3902.5700.337945.55911799.58729.5402587.7042.9070.337872.94212672.52927.4052400.6783.2430.336806.87713479.40625.5552238.6183.5790.336752.47014231.87623.7602081.3763.9150.336698.63614930.51122.1401939.4644.2490.334648.03915578.55020.4051787.4784.5820.333595.49516174.04518.6151630.6744.9150.333543.09016717.13517.6901549.6445.0650.150232.41116949.546方案三出力 发电量计算表p （%）t=8760 p （%）n 旬（万千方案三en 旬 （万e（万千瓦（小时）（万千瓦瓦）千瓦）时）时）98.6708643.4920.2340.2342022.5772022.57794.6858294.4060.3180.085703.6482726.22588.7307772.7480.4030.085658.6353384.85983.7307334.7480.4880.085621.4734006.33376.5906709.2840.5720.085567.2434573.57670.4656172.7340.6570.085522.0735095.64866.0155782.9140.7420.085488.6705584.31862.3155458.7940.8260.084461.0176045.33558.2105099.1960.9740.148753.1926798.52753.2954668.6421.1840.211982.8207781.34749.4804334.4481.3950.211912.4958693.84246.4754071.2101.6050.210856.4009550.24342.7153741.8341.9200.3151177.24110727.48338.2053346.7582.3390.4191401.66212129.14634.5653027.8942.7570.4181265.83813394.98432.0252805.3903.1740.4171169.99014564.97429.5402587.7043.5910.4171079.95915644.93227.4052400.6784.0070.416998.93116643.86325.5552238.6184.4230.416931.56017575.42323.7602081.3764.8390.416865.14618440.56822.1401939.4645.2530.414803.19619243.76420.4051787.4785.6660.413738.49319982.25718.615