水力計(jì)算案例分析.docx

案例一 年調(diào)節(jié)水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算要求：根據(jù)已給資料推求興利庫(kù)容和正常蓄水位。 資料: (1) 設(shè)計(jì)代表年(P=75%)徑流年內(nèi)分配、綜合用水過(guò)程及蒸發(fā)損失月分配列于下表1，滲漏損失以相應(yīng)月庫(kù)容的1%計(jì)。 (2) 水庫(kù)面積曲線和庫(kù)容曲線如下表2。 (3) V死 =300萬(wàn)m3。 表1 水庫(kù)來(lái)、用水及蒸發(fā)資料 (P=75%)表2 水庫(kù)特性曲線解：本題為考慮水庫(kù)水量損失時(shí)計(jì)算興利庫(kù)容和正常蓄水位的列表見(jiàn)表3計(jì)損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算表，下面是表的各列數(shù)據(jù)來(lái)源的說(shuō)明1， 先不考慮損失情況，水庫(kù)的興利調(diào)節(jié)計(jì)算。將表1中的來(lái)水量和用水量分別列入表3的第（2）、（3）列。2，根據(jù)來(lái)水量和用水量計(jì)算出該月份的余、缺水分別列入第（4）、（5）列中。2， 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出該年為二次運(yùn)用，且V3V2，V3V2，V3V4 所以V興= V2 +V4 -V3=4430.03（萬(wàn)m3）。12，將考慮損失后的蓄水量和棄水量分別列入（16）、（17）列。13，校核檢查結(jié)果是否正確。水庫(kù)經(jīng)過(guò)充蓄和泄放到6月末，水庫(kù)興利庫(kù)容應(yīng)該放空，即放到死庫(kù)容300萬(wàn)m3 。由表3可知計(jì)算正確。再根據(jù)水量平衡方程W來(lái)-W用-W損-W棄=0進(jìn)行校核，即（2）-（3）-（12）-（17）=0，經(jīng)校核計(jì)算結(jié)果正確。14，根據(jù)所得興利庫(kù)容4430.03（萬(wàn)m3）查表2水庫(kù)特性曲線圖1可得正常蓄水位為865m。所以V興=4430.03（萬(wàn)m3） H正=865m案例二 水庫(kù)調(diào)洪演算要求: (1)推求攔洪庫(kù)容； (2)最大泄流量 qm 及相應(yīng)時(shí)刻； (3)水庫(kù)最高蓄水位； (4)繪制來(lái)水與下泄流量過(guò)程線資料：開(kāi)敞式溢洪道設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線如下表1，水庫(kù)特征曲線如表2，堰頂高程140m，相應(yīng)容305104m3，頂寬10m，流量系數(shù)m=1.6，汛期水電站水輪機(jī)過(guò)水流量QT=5m3/s，計(jì)算時(shí)段t采用1h或0.5h。表1 洪水過(guò)程線 (P=1%)時(shí)間 t/h 01234567流量/(m3/s) 5.0 30.3 55.5 37.5 25.2 15.0 6.7 5.0 表2 水庫(kù)特性曲線庫(kù)水位 H/m 140140.5141141.5142142.5143庫(kù)容 /(104m3) 305325350375400425455解：通過(guò)表2，畫(huà)出水庫(kù)水位-庫(kù)容曲線如下圖1圖1.水庫(kù)水位-庫(kù)容曲線計(jì)算并繪制qVt+q2輔助線。為了提高圖解得精度，計(jì)算中V值用的堰上庫(kù)容，計(jì)算時(shí)段t=1h。，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表3，表3 輔助曲線計(jì)算表水庫(kù)水位Z（m）總庫(kù)容V總（萬(wàn)m3）堰頂以上庫(kù)容V（萬(wàn)m3）Vt(m3/s)q(m3/s)q2(m3/s)Vt+q2(m3/s)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）1403050052.52.5140.5325202010.75.325.314135045452110.555.5141.5375707034.417.287.2142400959550.325.1120.1142.542512012068.234.1154.114345515015088.144.1194.1利用表中第（5）、（7）欄的相應(yīng)數(shù)據(jù)繪制的輔助線如圖2所示。q(m3/s)圖2 qVt+q2輔助線根據(jù)表3中水庫(kù)水位z和流量，繪制出水庫(kù)水位與下泄流量曲線，水庫(kù)水位與下泄流量曲線如圖3.q（m3/s）Z（m）圖3 水位線與下泄流量的關(guān)系去線圖調(diào)洪計(jì)算求q-t過(guò)程和水庫(kù)水位過(guò)程。調(diào)洪的起始條件為為已知條件q=5m/s。Vt+q2=2.55m/s，水位Z=140m 。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表，表4表4 半圖解發(fā)調(diào)洪計(jì)算表時(shí)間 t（h）入庫(kù)流量Qm3/s平均入庫(kù)流量Q平m3/sVt+q2（m/s)q（m/s)水庫(kù)水位Z(m)0517.72.55140130.315.27.9140.3255.542.950.219140.91337.546.577.730.1141.35425.231.478.930.8141.3851520.168.226141.266.710.953.120.1140.98755.938.815140.74對(duì)于第一時(shí)段，Q1=5m3/s，Q2=30.3m3/s,q1=5m3/s,于是由q1查圖2輔助曲線得（Vt+q2）=2.5m3/s，代入式子V2t+q22=V1t+q12+Q平-q1可以求得（Vt+q2）=15.2m3/s，以此查圖2得q2=7.9m3/s，用同樣的方法以此類推，可以求出其他時(shí)段的泄量，并計(jì)入表4中。由表4中的時(shí)間和來(lái)水流量、時(shí)間和下泄流量，在同一圖中，繪制出入庫(kù)流量與時(shí)間的曲線和下泄流量與時(shí)間的曲線，繪制的曲線如圖4.圖4 入庫(kù)流量與時(shí)間的曲線和下泄流量與時(shí)間的曲線圖4中，兩條曲線的交點(diǎn)既是下泄流量最大點(diǎn)，也是水位最高點(diǎn)，由圖查的qm=31.4 m/sT=3.45h。在圖查的qm=31.4 m/s用此值可在圖3中即可查的最高蓄水位Zm=141.4 m。有在圖3中查的的最高蓄水位Zm=141.4 m，用此值可在圖1中查得攔洪庫(kù)容V=370萬(wàn)m。案例三 小型水電站的水能計(jì)算115.某以發(fā)電為主的年調(diào)節(jié)水電站，其設(shè)計(jì)枯水年各月來(lái)水量如表1110所示，該水庫(kù)的興利庫(kù)容為110(m3/s）月，供水期上游平均水位40m,下游平均水位20m，A=7，出力倍比系數(shù)C=3.0.每月可按30.4d計(jì)算。（1）推求水庫(kù)供水期和蓄水期的調(diào)節(jié)流量（不計(jì)損失）。（2）該水電站保證出力是多少？（3）水電站的裝機(jī)容量是多少（100KW的倍數(shù)）？（4）3月份發(fā)電量是多少？表1110 設(shè)計(jì)枯水年河流各月平均來(lái)水流量表月份678910111212345流量（m3/s)708080201055555510解：（1）水庫(kù)按等流量調(diào)節(jié)，先假定供水期為11月份至次年4月份供水期為6個(gè)月的調(diào)節(jié)流量為QP供=W供+V興T供=5+5+5+5+5+5+1106=23.33m3/s次流量與天然來(lái)水量比較，發(fā)現(xiàn)9、10、次年5月的天然流量還是小于QP供，所以應(yīng)該重新計(jì)算供水期為9月到次年5月共9個(gè)月，則調(diào)節(jié)流量為QP供=W供+V興T供=20+10+5+5+5+5+5+5+10+1109=20m3/s現(xiàn)將6、7、7、8月設(shè)為蓄水期，蓄水期也按等流量調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)流量為QP蓄=W蓄-V興T蓄=70+80+80-1103=40m3s（2）保證出力的確定由已知得供水期上游平均水位40m,下游平均水位20m。所以HP=Z上-Z下=40-20=20m由公式 NP=AQPHP 得NP=72020=2800kw（3）裝機(jī)容量的確定用保證出力倍比法來(lái)確定裝機(jī)容量。倍比系數(shù)C=3.0，故裝機(jī)容量為N裝=CNP=3.02800=8400kw因?yàn)檠b機(jī)容量為100