五强溪水库水资源规划毕业设计(编辑修改稿)

五强溪水库水资源规划毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

线以上时，使时段水位尽可能向防破坏线上靠，同时要考虑装机容量的限制。 4．当满装机发电，且水位超过 Z 防限 或 Z 正 时，才允许弃水。 现以方案一计算重复容量的选择及多年平均电能计算。 假设重复容量 N 重 等于 0、 1 20 万 kw 时，分别计算新系列多年平均发电量 E 及重复容量年利用小时数 h，计算结果见表。 因重复容量年利用小时数 h 均小于 h 经济 =2500h，故方案一重复容量为 0。 表 重复容量计算表（方案一） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 5 20xx 10 2020 15 2120 20 1800 其余三个方案的 多年平均发电量 E及重复容量年利用小时数 h计算结果见表 ~表。 从表 可以看出，方案四的 重复容量年利用小时数 h 均小于 h 经济=2500h，故方案四重复容量为 0。 根据表 和表 中计算结果，点绘 N 重 ～ h 利 曲线，再根据 h 经济=2500h 确定方案二 N 重 =6 万 kw；方案三 N 重 = 万 kw。 沅水五强溪水库水利计算 22 表 重复容量计算表（方案二） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 2 122. 05 2300 4 2550 6 2500 8 2100 表 重复容量计算表（方案三） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 10 3400 20 4280 30 2280 40 20xx 表 重复容量计算表（方案四） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 2 2200 4 2100 6 20xx 8 1900 沅水五强溪水库水利计算 23 装机容量的确定 装机容量由必须容量和重复容量确定，但由于回水对上游风滩电站的影响，应在方案一和方案二中扣除风滩电站的多年平均减少电能。 各方案的装机容量分别为： 方案一： Ny=N 必 +N 重 =+0= 万 kw； 方案二： Ny=N 必 +N 重 =+6= 万 kw； 方案三： Ny=N 必 +N 重 =+= 万 kw； 方案四： Ny=N 必 +N 重 =+0= 万 kw。 多年平均电能计算 利用上述计算结果点绘 Ny（ Ny=N 必 +N 重 ）～ E 的 关系图，查得各方案多年平均发电量。 方案一： E=－ = 亿 ； 方案二： E=－ 0= 亿 ； 方案三： E= 亿 ； 方案四： E= 亿 ； 沅水五强溪水库水利计算 24 3 防洪计算 水库调洪计算 五强溪水库工程等别为一等，按 P=%洪水标准设计、 P=%洪水标准校核。 水库下游防洪标准为 P=5%，安全泄洪量 q 安 =20xx0m3/s。 本次设计防洪计算的任务包括上述三种洪水标准的调洪计算。 利用五强溪水库入库典型洪水，调洪计算采用多级 调节方法，具体的调洪规则如下： 1．起调水位为汛前限制水位。 2．当水库洪水流量小于汛前限制水位相应的下泄能力，且小于安全泄量时，控制闸门，让泄流量等于来水量水库水位维持在汛期水位不变。 3．当水库入流量超过汛前限制水位相应的下泄能力，而小于下游安全泄量时，打开闸门自由泄流，水库水位上升，下泄量随之增大。 4．当自由泄流量超过安全泄量时，控制 qt=q 安 ，直至调节计算结束，所得最高水位为防洪高水位。 5．当水库水位不及防洪高水位时，控制 qt=q 安 ，当水库水位升高至防洪高水位时，闸门全开，自由泄流，得调洪后的最 高水位。 溢洪设备的选择本身是一个经济问题，它是权衡上下游洪灾损失的重要参数，而且泄洪设备还受材料最大应力强度及闸门结构限制、下游岩基状况及消能设备情况的影响。 自由泄流时采用公式： Q=； 沅水五强溪水库水利计算 25 孔口出流是采用公式： Q=nωμ (2gH)1/2； μ =－ 对于千年一遇洪水调节计算得设计洪水水位及相应最大下泄流量，对万年一遇洪水进行调节计算得校核水位及相应最大下泄流量，并根据求得的校核洪水位，确定总库容。 在调洪计算过程中，对闸门控制泄流情形，利用水量平衡方程式推求求得，但 对于自由泄流情形则需求解隐式方程组。 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t q=f(v) 本次设计按如下步骤试算求解： ①、假定 qt=q(0)； ②、 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t； ③、由 Vt 查 q=f(v) 曲线得相应下泄流量 q(1) ； ④、若 |q(0)－ q(1)| ε，转下时段，否则假定 q(0)=q(1)重新进行计算。 ⑤、确定防洪高水位、设计洪水位及校核洪水位，确定相应库容。 各方案水库调洪计算结果见表。 各方案水库调洪计算详细结果见附表。 沅水五强溪水库水利计算 26 表 水库各方案调洪计算成果表 项 目 单位 方案一 方案二 方案三 方案四 正常蓄水位 m 120 115 108 100 正常库容 亿 m3 汛限水位 m 120 115 汛限库容 亿 m3 死水位 m 死库容 亿 m3 防洪高水位 m 防洪库容 亿 m3 设计洪水位 m 校核洪水位 m 调洪库容 亿 m3 总库容 亿 m3 坝顶高程的确定 坝顶高程计 算公式如下： 坝顶高程 1=设计洪水 +风浪高 +安全超高 1 坝顶高程 2=校核洪水 +风浪高 2+安全超高 2 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ 风浪高的计算公式； Δ h=式中 V 为风速，以 m/s 计，设计风速 12m/s，校核洪水时风速乘以； D 为吹程，为 15km 计。 安全超高由规范据坝质、坝型而规定（ ～）。 设计洪水时取 ，校核洪水时取。 沅水五强溪水库水利计算 27 经计算：Δ h 设计 =；Δ h 校核 =。 则各方案坝顶高程为： 方案一：坝顶高程 1=；坝顶高 程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案二：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案三：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案四：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 五强溪水电站各项水利指标见表。 沅水五强溪水库水利计算 28 表 水利指标成果统计表 序号 项 目 单位 指 标 方案一 方案二 方案三 方案四 1 正常高水位 m 120 115 108 100 2 设计洪水位 m 3 校核洪水位 m 4 死水位 m 5 防洪限制水位 m 120 115 6 防洪高水位 m 7 总库容 108m3 8 兴利库容 108m3 9 防洪库容 108m3 10 结合库容 108m3 0 0 11 设计洪水最大泄流量 m3/s 35574 40732 43993 49205 12 校核洪水最大泄流量 m3/s 42940 50267 53290 59004 13 保证出力 104kw 14 工作容量 104kw 15 备用容量 104kw 30 25 20 15 16 重复容量 104kw 0 6 0 17 重复容量年利用小时 h 0 2500 2500 0 18 径流利用系数 19 装机容量 104kw 20 多年平均发电量 21 库容系数 22 调节系数 沅水五强溪水库水利计算 29 4 经济计算 投资、运行费、效益是进行经济分析的三大主要经济指标。 经济建设追求的目标是净经济效益最大化。 当不同工程方案的效益相同时，该目标等价于费用最小。 根据“电力工程经济分析条例”规定，水电工程的经济比较采用年费用最小法，即在同时满足向电网提供的电力、电量要求和其它综合效益的前提下，所选最优方案的投资、运行费的总费用为最小。 由于不同工程规模生产电力、电量是不同的，为满 足方案的可行性，必需选择最优等效代替方案，本设计选用火电站作为代替措施。 本次毕业设计要求考虑资金的时间价值，采用折现率 r0=；对代替火电站使用寿命与水电站不一样长，采用等额重置处理。 本工程计算资金流程是进行经济分析的主要内容，以年费用最小为经济比较准则，通常以效益最大方案为基准，效益最大的方案只需计算本方案本身的投资与运行费；而对其它效益较小的方案，不仅要计算本方案本身的投资与运行费，而且要计算等效代替措施的投资和运行费。 方案一工程费用 工程投资 本工程最大坝高 ，永久建筑物投资估算 63388 万元；装机容量 万 kw，机电设备投资估算 27628 万元；临时工程、其它工程和费用（包括施工机械、其它费用）、预备费用 71333 万元，合计 162349万元。 沅水五强溪水库水利计算 30 永久性建筑物、机电及临时工程、预备费用等的总和称为总投资，总投资的逐年分配比例见表。 表 总投资的逐年分配表（方案一） 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计 投资比例 100% 投资额 （万元） 162349 设备回收额（万元） 小计（万元） 工程投资为每年年初支出，设备回收残值为年末收回。 水库补偿投资 水库淹没及移民补偿投资 80000 万元。 水库补偿投资于第一台机组发电前一年结束，施工第二年开始移民，补偿投资总值逐年分配见表。 补偿投资为每年年初支出。 表 补偿投资总值逐年分配表（方案一） 年份 2 3 4 5 6 7 8 合计 分配比例 100% 补偿投资额（万元） 10000 10000 13360 13040 13040 10320 10240 80000 工程年运行费 工程正常年运行费包括电站运行费、大修费、水库补偿提成三个部分。 运行费为年末投入。 1．水电站运行费 u1 u1=运行费定额装机容量 =2 元 /kw 104kw=287 万元。 沅水五强溪水库水利计算 31 2．大修费 u2 大修费包括水工建筑物、房屋交通工程和机电设备三部分组成。 ①水工建筑物大 修费 u21 查毕业设计提供的基础资料得 u21=362 万元。 ②房屋、交通工程大修费 u22 查毕业设计提供的基础资料得 u22= 万元。 ③机电设备大修费 u23 查毕业设计提供的基础资料得 u23= 万元。 u2= u21+ u22+ u23=362++= 万元。 3．水库补偿提成费 u3 查毕业设计提供的基础资料得 u3=1328 万元。 则工程年运行费 u= u1+ u2+ u3=287++1328= 万元。 水电站初期运行费 本工程初始运行期为 三年，在第十一年末进入正常运行期，初期运行阶段各年的发电量为正常运行时发电量的比例及初期运行费见表。 表 初期运行阶段各年运行费表 年 份 9 10 11 12 Et/E0 20% 70% 90% 100%。