赋石水库水文水利计算课程设计说明书

1、水文水利计算课程设计水文水利计算课程设计 说明书说明书姓姓 名：名： 班班 级：级： 学学 号：号： 学学 院：院： 水利与环境学院水利与环境学院 指导老师：指导老师： 2012 年年 6 月月水文水力计算课程设计1一、设计任务一、设计任务 在太湖流域的西苕溪支流西溪上，拟修建赋石水库，因而要进行水库规划的工程水文及水利计算，其具体任务是： 1. 设计年径流分析计算； 2. 选择水库死水位； 3. 选择正常蓄水位； 4. 计算保证出力、多年平均发电量和选择装机容量； 5. 推求丰、中、枯设计年径流过程；6. 推求防洪标准、设计标准和校核标准的设计洪水过程线。二、基本资料二、基本资料1、流域和水库情况简介 西苕溪为太湖流域一大水系，流域面积为 2260，发源于浙江省安吉县天目山，2km干流全长 150，上游坡陡流急，安城以下堰塘遍布，河道曲折，排泄不畅，易遭洪km涝灾害，又因域拦蓄工程较少，灌溉水源不足，易受旱灾。根据解放后二十多年的统计，仅安吉县因洪涝旱灾每年平均损失稻谷 1500 万斤，严重的 19611963 年，连续三年洪水损失稻谷 9300 万斤，冲毁耕地万余亩。 赋石水库为根

2、治西苕溪流域水旱灾害骨干工程之一，位于安吉县丰城以西十公里，控制西苕溪主要支流西溪，坝址以上流域面积 328。流域内气候温和、湿润、多年2km平均雨量丰站为 1450，国民经济以农、林业为主，流域内大部为山区，小部为丘mm陵，平地较少。 水库以防洪为主，结合发电、灌溉、航运及水产，是一座综合利用水库。 库区位于区域的斜构造内，周边岩石多为不透水或弱透水的砂页岩，仅在局部地区有奥陶纪石灰岩及钙质页岩，但因层薄，并有砂页岩隔层，岩溶现象不甚发育，加之山体宽厚其高程一般均在 200 以上，故库区渗漏问题可以不考虑。m西苕溪流域受洪水灾害 25 万亩，其中安吉 9 万亩，长兴 15 万亩，吴兴 3 万亩，水库建成后，可使 20 年一遇洪水减轻到 5 年一遇以下，使圩区淹没面积 11.3 万亩减至4 万亩，使 3 万亩圩区农田免除洪水直接威胁，其它十几万亩可以不同程度的减轻洪水危害。水库兴建后，可灌溉赤坞、安城等地区的水田计 4 万亩，溪滩还田 3000 亩，河道整治还田 4000 亩，旱改水 3000 亩，共计可灌溉 5 万亩。 航运发电水产方面，可解决上游每年 200 万支毛竹的水路运输以及

3、水运康山的煤、化肥等。发电装机容量约 3750 千瓦，年发电量为 14000 度，补充电源不足，水库建成后，增加了 6000 亩水面面积，可以发展水产。 水文水力计算课程设计2库区包括有耕地 5766 亩，3310 户人家，征用地 5610 亩，迁移居民 1500 户，人口7400 人，房屋 6910 间，还有国家粮库、商店等房屋约 300 间，有两条公路需要改线，总长 11 公里。 2、水文气象资料情况 流域内有天锦堂、坑垓、权岱三个雨量站，分别从 1956 年、1961 年和 1962 年开始观测到今，流域附近有潜渔站 1954 年开始观测，章村站 1961 年开始观测，孝丰站有较长的资料，1922 年开始观测，但中间有缺测年份，因此可以利用孝丰站的雨量资料来延长流域雨量资料。在坝址下游 1 公里处设有潜渔水文站，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，计算缩放倍比，成果见表 1。通过典型缩放得丰（P=15） 、中 (P=50)、枯 (P=85)设计年径流过程，见表 2。 表表 1 设计年径流及典型年径流量设计年径流及典型年径流量

4、代表年设计频率P设计年径流量(m/s)典型年典型年径流量 （m/s)缩放 倍比枯水年85%5.5619735.351.039平水年50%7.5019577.111.055丰水年15%10.3719679.951.042表表 2 潜渔站设计年径流过程（单位：潜渔站设计年径流过程（单位：m /s）设计枯水年设计平水年设计丰水年月份典型年 Q设计年 Q典型年 Q设计年 Q典型年 Q设计年 Q314.0014.556.476.8211.1011.57418.6019.336.937.3112.8013.34519.5020.2720.8021.9423.0023.9761.311.368.248.6927.6028.7775.215.4121.8023.003.974.1480.060.065.505.801.241.2990.040.044.324.5623.2024.18100.410.432.812.967.657.97111.701.771.421.501.361.42120.750.783.603.800.440.4610.700.731.101.160.840.8821.881.9

5、52.332.466.116.37合计64.1666.6885.3290.00119.31124.35根据调查 1922 年 9 月 1 日在坝址附近发生一场大洪水，推算得潜渔站洪峰流量为 1350 。这场洪水是发生后至今最大的一次洪水。缺测年份内，没有大于 1160 3/ms的洪水发生。3/ms水文水力计算课程设计33、根据地区用电要求和电站的可能情况， 发电要求为保证出力不能低于800千瓦， 发电保证率为85， 灌溉和航运任务不大， 均可利用发电尾水得到满足。4、水库水位库容曲线 表表3 3 水位容积曲线水位容积曲线 水位(m)4850525560容积(106m3)00.10.62.38水位(m)6570758081容积(106m3)1835.760.394.4102.8水位(m)8283848586容积(106m3)111.3120129138.6148.3水位(m)8788899091容积(106m3)158.8170181.5194.52075、水电站下游水位流量关系曲线表表4 水位流量关系曲线水位流量关系曲线水位（m）46.046.246.446.646.847.047.2

6、流量（m/s）01.03.67.311.916.220.5三、计算及分析三、计算及分析1 1、选择水库死水位、选择水库死水位（1）泥沙资料计算水库的淤积体积和水库相应的淤积高程（按百年运用估计）泥沙资料计算水库的淤积体积和水库相应的淤积高程（按百年运用估计）水库使用 T 年后的淤积总容积：V沙，总(1)VTV沙，总沙，年年淤积量：(2)1 (W)(1V00 Pm 沙，年式中， 为水库正常使用年限(年)；为推移质淤积量与悬移质淤积量之比；T为多年平均年淤沙容积(m/年)；为多年平均含沙量(kg/年)；为多年平均V沙、年00W年径流量(m)；m 为库中泥沙沉积率(%)；P 为淤积体的孔隙率； 为泥沙颗粒的干容重(kg/m)。根据实测泥沙资料得多年平均含沙量，泥沙干容重，3 00.237kg / m31650kg / m泥沙沉积率 m90，孔隙率p0.3，推移质与悬移质淤积量之比值，用15P=50%的设计年的流量资料求得多年平均径流量63 07.5 365 24 36002365.23 10Wm水文水力计算课程设计4由公式（2）求得,取水库使用年限为 100 年3V=50231.32m沙、年

7、363V=100 50231.3250231325.023 10mm沙、总查水位容积曲线(见表 3)对应的水位为，加上安全超高即得水库死水位，57.389m。Z57.389259.389m死（2）水轮机的情况确定水库的最低死水位；）水轮机的情况确定水库的最低死水位；由下游流量关系曲线可知下游最低水位为46m，适应最小水头为 16m。mZ621646死（3）综合前几种情况得）综合前几种情况得Z死死=62m2 2、选择正常蓄水位、选择正常蓄水位初步给定正常蓄水位为79.9m，根据本地区的兴利要求，发电方面要求保证出力不低于800千瓦，所以要对正常蓄水位进行检验，若满足发电要求则正常蓄水位就确定为79.9m，若不满足发电要求则需要调整正常蓄水位。出力公式为 净AQHN 上式中，A 为出力系数，取 A=7.5，为调节流量，水头损失取QHHH净H0.5m。 HZZ下上假设正常蓄水位 79.9m 查水位容积曲线得库容为，查水位库容曲线6393.718 10 m。所以兴利库容36m1012死V363610718.81m1012. 8-71.93mVVV）（死正常兴)/(01.313600245 .3

8、010718.8136月兴smV在枯水年供水期为 6 月到次年 2 月共 9 个月 ，相应的调节流量为)/(40. 4901.3155. 83dsmTVQQp兴供用样，蓄水期为 3 到 5 月，相应的调节流量为)/(53. 7358.3118.54-3smTVQQpf兴蓄故枯水年水能计算表如下表 5 所示：水文水力计算课程设计5月份t (月份)设计年Q(m3/s)水电站引用流量Q(m3/s)水库蓄水流量Qv(m3/s)水库蓄水量V(106m3/s)弃水流量Qs(m3/s)时段初末水库存水量V(106m3/s)时段平均存水量(106m3/s)上游平均水位(m)下游水位(m)平均水头(m)出力(kw)314.56 7.537.03 18.8 11.0 20.4 6646.618.91067 419.34 7.5311.81 30.6 0.78 29.8 45.1 72.0246.624.91407 520.28 7.5312.75 34.1 3.54 60.4 77.5 77.546.630.41717 61.36 4.4-3.04 -7.9 94.6 90.7 79.446.432.51

9、073 71.42 4.4-2.98 -8.0 86.7 82.7 78.346.431.41036 80.06 4.4-4.34 -11.6 78.7 72.9 76.946.430990 90.04 4.4-4.36 -11.3 67.1 61.5 7546.428.1927 100.43 4.4-3.97 -10.6 55.8 50.5 72.946.426858 111.77 4.4-2.63 -6.8 45.2 41.8 71.246.424.3802 120.78 4.4-3.62 -9.7 38.4 33.5 6946.422.1729 10.73 4.4-3.67 -9.8 28.7 23.7 66.246.419.3637 21.96 4.4-2.44 -5.9 18.8 9.4 63.546.416.6548 则苦水年的平均出力,所以正常蓄水位为 79.9m。kwN800kw6 .9823、保证出力、多年平均发电量和装机容量的计算3.13.1 丰、中、枯三个代表年水能计算丰、中、枯三个代表年水能计算对枯水年的水能计算前面已经算出 平水年水能计算：平水年水能计算： 在平水年供水期为 7 月到次年 2 月共 8 个月 ，相应的调节流量为)/(10. 7858.3119.253dsmTVQQp兴供用样，蓄水期为 3 到 6 月，相应的调节流量为)/(3 . 3458.3176.44-3smTVQQpf兴蓄故平水年水能计算表如下表 6 所示：表表 6 6 设计平水年水能计算表设计平水年水能计算表月份设计年Q(m3/s)水电站引用流量Q(m3/s)水

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