水利水能規(guī)劃總復(fù)習(xí)

水利水能規(guī)劃總復(fù)習(xí)2/1/20231西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院主要內(nèi)容水資源的綜合利用興利調(diào)節(jié)洪水調(diào)節(jié)水利水電經(jīng)濟(jì)計算與評價水能計算及水電站在電力系統(tǒng)中的運行方式水電站及水庫的主要參數(shù)選擇水庫群的水利水能計算水庫調(diào)度2/1/20232西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院緒論水資源的涵義和特點流動性多用途性公共性永續(xù)性利與害的兩重性我國的水資源和水能資源我國水資源的分布特點地區(qū)分布不均勻年內(nèi)分布不均勻年際變化大除水害興水利2/1/20233西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水資源的綜合利用水力發(fā)電——只利用水并不消耗水量灌溉——消耗大量水量，用水年內(nèi)變化大，有季節(jié)性航運——不消耗水量，要求有一定的水深給水——用水較均勻防洪——要求水庫蓄水，以調(diào)節(jié)徑流2/1/20234西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水力發(fā)電基本原理水力發(fā)電的任務(wù)利用這些被無益消耗掉的水能來生產(chǎn)電能河川水能資源蘊(yùn)藏量落差和流量2/1/20235西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院河川水能資源的基本開發(fā)方式壩式（damhydropowerstation）壩后式水電站——廠房布置在壩的后面河床式水電站——廠房成為擋水建筑物一部分引水式（diversionhydropowerstation）有壓引水式無壓引水式混合式（mixedhydropowerstation）當(dāng)河段上游坡降較緩且有筑壩建庫條件，下游坡降陡且有條件集中較大落差時，采用混合式開發(fā)較經(jīng)濟(jì)2/1/20236西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院防洪與治澇洪災(zāi)與澇災(zāi)的區(qū)別和聯(lián)系洪災(zāi)由于江、河、湖、庫水位猛漲，堤壩漫溢或潰決，使客水入境而造成的災(zāi)害。除對農(nóng)業(yè)造成重大災(zāi)害外，還會造成工業(yè)甚至生命財產(chǎn)的損失澇災(zāi)由于本地降水過多，地面徑流不能及時排除，農(nóng)田積水超過作物耐淹能力，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的災(zāi)害共同的特點均為地表積水（或徑流）過多2/1/20237西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院灌水方法地面灌溉投資省、技術(shù)簡單，但用水量較大，易引起地表土壤板結(jié)地下灌溉土壤濕潤均勻，避免板結(jié)，節(jié)約用水，但資金及田間工程量較大噴灌省水、增產(chǎn)，但投資較高且需要消耗動力，灌水質(zhì)量受風(fēng)力影響較大滴灌省水、省地、省肥，但投資較高2/1/20238西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫特性水庫面積特性水庫容積特性水庫的特征水位和特征庫容死水位（Z死）和死庫容（V死）正常蓄水位（Z蓄）和興利庫容（V興）防洪限制水位（Z限）和結(jié)合庫容（V結(jié)）設(shè)計洪水位（Z設(shè)洪）和攔洪庫容（V攔）校核洪水位（Z校核）和調(diào)洪庫容（V調(diào)洪）總庫容（V總）和有效庫容（V效）壩頂高程2/1/20239西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院死水位死庫容正常蓄水位興利庫容防洪限制水位防洪高水位設(shè)計洪水位校核洪水位壩頂高程結(jié)合庫容重疊庫容防洪庫容調(diào)洪庫容總庫容2/1/202310西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫的水量損失蒸發(fā)損失滲漏損失通過壩身及水工建筑物止水不嚴(yán)實處的滲漏損失通過壩基及繞壩兩翼的滲漏損失由壩底、庫邊流向較低水層的滲漏損失結(jié)冰損失2/1/202311西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫淤積及淹沒、浸沒水庫淤積縱向淤積形態(tài)橫向淤積形態(tài)水庫淤積防治水力排沙水力沖刷機(jī)械清淤水庫淹沒區(qū)的劃分經(jīng)常淹沒區(qū)——正常蓄水位以下庫區(qū)臨時淹沒區(qū)——正常蓄水位以上一定標(biāo)準(zhǔn)的洪水回水和風(fēng)浪、冰塞壅水等淹沒地區(qū)2/1/202312西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院設(shè)計保證率工作保證率年保證率多年期間正常工作年數(shù)占運行總年數(shù)的百分比蓄水式電站、灌溉用水等采用歷時保證率多年期間正常工作歷時（日、旬、月）占總歷時的百分比徑流式電站、航運用水和其他不進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)的用水部分采用2/1/202313西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院興利調(diào)節(jié)計算徑流調(diào)節(jié)計算的基本依據(jù)——水量平衡原理水庫興利調(diào)節(jié)計算的課題根據(jù)用水要求，確定興利庫容——時歷列表法根據(jù)興利庫容，確定設(shè)計保證率條件下的供水水平（調(diào)節(jié)流量）根據(jù)興利庫容和水庫操作方案，求水庫運用過程2/1/202314西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院多年調(diào)節(jié)計算多年調(diào)節(jié)水庫興利庫容多年庫容V多——調(diào)整年際徑流概率法計算年庫容V年——調(diào)節(jié)年內(nèi)徑流時歷法計算2/1/202315西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院洪水調(diào)節(jié)任務(wù)當(dāng)水庫有下游防洪任務(wù)時，其作用主要是削減下泄洪水流量，使其不超過下游河床的安全泄量若水庫是防洪與興利相結(jié)合的綜合利用水庫，則除了滯洪作用還有蓄洪作用影響因素入庫洪水、泄流建筑物型式及尺寸、汛期水庫的控制運用方式以及下游的防洪要求方法列表試算法半圖解法2/1/202316西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫調(diào)洪計算的原理基本原理逐時段地聯(lián)立求解水庫的水量平衡方程和水庫的蓄泄方程水量平衡方程閘門開度不變條件下水庫蓄水量與泄洪量之間的關(guān)系2/1/202317西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院基本計算公式分期等收（付）期值公式基金存儲公式分期等付（收）現(xiàn)值公式本利攤還（資金回收）公式一次收付期值公式一次收付現(xiàn)值公式2/1/202318西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院國民經(jīng)濟(jì)評價費用與效益費用國民經(jīng)濟(jì)為項目建設(shè)所需投入的全部代價水利建設(shè)項目投資達(dá)到項目設(shè)計效益所需的全部一次性投資，包括主體工程投資和相應(yīng)的配套工程投資水利建設(shè)項目的年運行費項目建成投產(chǎn)后在運行管理中每年所需支付的各項費用，一般包括：材料和燃料動力費、維修費、大修理費、管理費及其他費用效益項目為國民經(jīng)濟(jì)所作出的全部貢獻(xiàn)水電效益包括水電站容量與電量效益以及水庫防洪、灌溉、城鎮(zhèn)供水、航運等綜合利用效益火電效益包括發(fā)電效益，并計及其對環(huán)境污染等的負(fù)效益水利建設(shè)項目的效益按功能分類防洪效益、治澇效益、灌溉效益、城鎮(zhèn)供水效益、水力發(fā)電效益、航運效益等從全社會國民經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，分析用影子價格計算項目所需投入的費用和可以獲得的效益，評價建設(shè)項目的經(jīng)濟(jì)合理性2/1/202319西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院國民經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)和評價準(zhǔn)則經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率（EIRR）項目在計算期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值累計等于零時的折現(xiàn)率，反映項目對國民經(jīng)濟(jì)所作貢獻(xiàn)的相對指標(biāo)當(dāng)經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率大于或等于社會折現(xiàn)率時，該項目在經(jīng)濟(jì)上是合理的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值（ENPV）用社會折現(xiàn)率將項目計算期內(nèi)各年的凈效益，折算到計算期初的現(xiàn)值之和，反映項目對國民經(jīng)濟(jì)所作貢獻(xiàn)的絕對指標(biāo)當(dāng)經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值大于或等于零時，該項目在經(jīng)濟(jì)上是合理的經(jīng)濟(jì)效益費用比（EBCR）項目效益現(xiàn)值與費用現(xiàn)值之比，反映項目單位費用為國民經(jīng)濟(jì)所作貢獻(xiàn)的一項相對指標(biāo)當(dāng)經(jīng)濟(jì)效益費用比大于或等于1.0時，該項目在經(jīng)濟(jì)上是合理的2/1/202320西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院財務(wù)評價費用支出總投資總投資=固定資產(chǎn)投資+建設(shè)期利息+流動資金年經(jīng)營成本包括經(jīng)營成本、折舊費、攤銷費和利息支出稅金包括增值稅、銷售稅金附加和所得稅財務(wù)收入電量效益容量效益年利潤總額根據(jù)現(xiàn)行財稅制度和現(xiàn)行財務(wù)價格，分析測算項目直接發(fā)生的實際收入和支出，編制財務(wù)報表，計算評價指標(biāo)，考察項目的盈利能力、清償能力等財務(wù)狀況，據(jù)以判別項目的財務(wù)可行性2/1/202321西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院清償能力分析電價測算構(gòu)成——成本、股息及紅利、盈余公積和公益金、還本利息和各種稅金借款償還期水電建設(shè)項目投產(chǎn)后用可用于還貸的資金償還固定資產(chǎn)投資借款的本息所需要的時間還貸資金還貸利潤=稅后發(fā)電利潤－盈余公積金－公益金－應(yīng)付利潤資產(chǎn)負(fù)債率2/1/202322西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院盈利能力分析財務(wù)內(nèi)部收益率（FIRR）衡量建設(shè)項目在財務(wù)上是否可行大于或等于規(guī)定的財務(wù)基準(zhǔn)收益率時財務(wù)上是可行的投資回收期（Pt）項目的凈收益抵償全部投資所需要的時間財務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）按行業(yè)的基準(zhǔn)收益率或設(shè)定的折現(xiàn)率，將項目計算期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到建設(shè)期初的現(xiàn)值之和大于或等于零的建設(shè)項目在財務(wù)上是可行的投資利潤率項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后的一個正常生產(chǎn)年份的年利潤總額與項目投資的比率年利潤總額=年收入－年成本－銷售稅金附加投資利稅率項目達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力后的一個正常生產(chǎn)年份的年利稅總額與項目總投資的比率年利稅總額=年收入－年成本+增值稅2/1/202323西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水能計算的目的與內(nèi)容水能計算的目的確定水電站的工作情況出力、發(fā)電量及其變化情況選擇水電站的主要參數(shù)水庫的正常蓄水位、死水位和水電站的容量等在電力系統(tǒng)中的運行方式主要內(nèi)容——水電站的出力與發(fā)電量水電站的出力概念：發(fā)電機(jī)組的出線端送出的功率（kW）水電站發(fā)電量概念：水電站出力與相應(yīng)時間的乘積（kW·h）2/1/202324西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站保證出力計算水電站保證出力是指水電站在長期工作中符合水電站設(shè)計保證率要求的枯水期（供水期）內(nèi)的平均出力多年平均年發(fā)電量是指水電站在多年工作時期內(nèi)，平均每年所能生產(chǎn)的電能量2/1/202325西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院電力系統(tǒng)及其用戶特性電力系統(tǒng)若干個電站及用戶之間用輸電線路聯(lián)結(jié)成為一個共同的電力網(wǎng)包括發(fā)電廠、變電站、輸電中、電力用戶用戶特性工業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電市政用電交通運輸用電2/1/202326西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院電力負(fù)荷圖日負(fù)荷圖負(fù)荷在一晝夜內(nèi)的變化過程線年負(fù)荷圖負(fù)荷在一年內(nèi)的變化過程線電力系統(tǒng)中各電站的出力過程和發(fā)電量必須與用電戶對出力的要求和用電量相適應(yīng)，這種對電力系統(tǒng)提出的出力要求稱為電力負(fù)荷電力生產(chǎn)就是利用電能發(fā)、供、用同時進(jìn)行的特點進(jìn)行的2/1/202327西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院電力系統(tǒng)的容量組成電力系統(tǒng)的容量組成裝機(jī)容量——所有電站裝機(jī)容量的總和，即銘牌出力必需容量最大工作容量：為了滿足系統(tǒng)最大負(fù)荷要求而設(shè)置備用容量：準(zhǔn)備額外的容量，由負(fù)荷備用容量、事故備用容量和檢修備用容量所組成重復(fù)容量

——利用棄水額外增發(fā)季節(jié)性電能所需額外增加的一部分容量，它不必增加水庫、大壩等水工建筑物的投資2/1/202328西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站的技術(shù)特性水電站的出力和發(fā)電量是隨天然徑流量和水庫調(diào)節(jié)能力變化而變化水庫具有綜合利用任務(wù)，但各部門的用水要求不同，水電站所承受的調(diào)節(jié)能力也有所不同水能是再生性能源，水電站的年運行費用與所生產(chǎn)的電能量無關(guān)，因此在豐水期內(nèi)應(yīng)盡可能多發(fā)水電，以節(jié)省系統(tǒng)燃料消耗水電站機(jī)組開停靈便，迅速，因此水電站適宜擔(dān)任系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用等任務(wù)水電站的建設(shè)地點要受水能資源、地形、地質(zhì)等條件的限制。水工建筑物工程量大，水庫淹沒損失較大，但水電站發(fā)電不需消耗燃料，故單位電能成本比火電站低2/1/202329西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院火電站的特點工作特點只要保證燃料供應(yīng)，火電站就可以全年按額定出力工作火電站適宜擔(dān)任電力系統(tǒng)的基荷，這樣單位煤耗較?。换痣娬緳C(jī)組啟動比較費時火電站高溫高壓機(jī)組可以獲得最高的熱效率和最小的煤耗火電站本身單位千瓦的投資比水電站的低火電站單位發(fā)電成本比水電站高2/1/202330西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站在電力系統(tǒng)中的運行方式水電站在電力系統(tǒng)中的運行方式無調(diào)節(jié)水電站任何時刻的出力主要決定于河中天然流量的大小日調(diào)節(jié)水電站除棄水期外，在任何一日內(nèi)所能生產(chǎn)的電能量，與該日天然來水量所能發(fā)出的電能量相等年調(diào)節(jié)水電站供水期、蓄水期、棄水期、不蓄不供期多年調(diào)節(jié)水電站徑流調(diào)節(jié)程度和水量利用率都比年調(diào)節(jié)水庫大2/1/202331西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站裝機(jī)容量選擇水電站裝機(jī)容量最大工作容量備用容量重復(fù)容量滿足電力系統(tǒng)正常工作的基本要求系統(tǒng)電力平衡系統(tǒng)電量平衡系統(tǒng)容量平衡2/1/202332西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院工作容量的確定水電站最大工作容量的確定電站的保證出力電站在電力系統(tǒng)中的工作位置不同調(diào)節(jié)型式水電站最大工作容量的確定電力系統(tǒng)各種備用容量的確定負(fù)荷備用容量事故備用容量檢修備用容量水電站重復(fù)容量的確定經(jīng)濟(jì)比較2/1/202333西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站裝機(jī)容量選擇收集基本資料確定水電站的最大工作容量確定水電站的備用容量確定水電站的重復(fù)容量選擇水電站裝機(jī)容量以上三項容量之和大致等于水電站的裝機(jī)容量根據(jù)水電站的水頭和出力變化范圍定出機(jī)組的型式、臺數(shù)、單位容量進(jìn)行系統(tǒng)容量平衡動能經(jīng)濟(jì)比較2/1/202334西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫正常蓄水位的選擇正常蓄水位與有關(guān)經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)問題隨著正常蓄水位的增高而產(chǎn)生的變化水利樞紐的投資和年運行費是遞增的水庫淹沒損失必然增加受壩址地質(zhì)及庫區(qū)巖性的制約因素愈多結(jié)論對綜合利用各水利部門效益的有利影響——受到投資、水庫淹沒、工程地質(zhì)等問題的制約對下游地區(qū)防洪的有利影響——對上游地區(qū)防洪的不利影響對下游地區(qū)灌溉的效益——特別是在耕地的淹沒與浸沒對上下游航運的效益——船筏過壩的不便2/1/202335西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院選擇正常蓄水位的步驟和方法擬定水庫的消落深度對各個方案采用較簡化的方法進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)和水能計算，求出各方案水電站的保證出力、多年平均年發(fā)電量、裝機(jī)容量以及其他水利動能指標(biāo)求出各個方案之間的水利動能指標(biāo)的差值計算各個方案的水利樞紐各部分的工程量、各種建筑材料的消耗量以及所需的機(jī)電設(shè)備計算各個方案的淹沒和浸沒的實物指標(biāo)和移民人數(shù)進(jìn)行水利動能經(jīng)濟(jì)計算2/1/202336西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院選擇死水位的步驟與方法在已定的正常蓄水位條件下，根據(jù)庫容特性、綜合利用要求、地形地質(zhì)條件、水工、施工、機(jī)電設(shè)備等要求，確定死水位的上、下限，然后在上、下限之間，擬定若干個死水位方案進(jìn)行比較根據(jù)水庫情況及統(tǒng)計數(shù)據(jù)確定最有利消落深度選擇水庫死水位的上限選擇水庫死水位的下限求出相應(yīng)的興利庫容和水庫消落深度，并利用設(shè)計枯水年或枯水年系列資料進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，得出各方案的調(diào)節(jié)流量和平均水頭對各個死水位方案，計算保證出力和多年平均年發(fā)電量，通過系統(tǒng)電力電量平衡，求出各個方案水電站的各種容量計算各方案的水工建筑物和機(jī)電設(shè)備的投資以及年運行費，求出不同死水位方案的年費用AC水求出不同死水位方案替代電站的補(bǔ)充年費用AC火根據(jù)系統(tǒng)年費用最小準(zhǔn)則，并考慮綜合利用要求以及其他因素，最終選擇合理的死水位方案2/1/202337西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水電站水庫群的布置方式梯級水庫群（串聯(lián)水庫群）位于同一條河流的上下游，以串聯(lián)方式連接而成的水庫群并聯(lián)水庫群在同一個電力系統(tǒng)中，位于不同河流上或位于同一河流的不同支流上的水庫群串并聯(lián)組合的混合水庫群位于同一河流或不同河流上串聯(lián)與并聯(lián)混合的水庫群形式2/1/202338西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院串聯(lián)水庫群串聯(lián)水庫（梯級水庫）一般的大江大河上，都分布著串聯(lián)水庫群理想的梯級水電站開發(fā)方式為下一級回水正好銜接到上一級的底水而形成梯級，即充分利用落差從發(fā)電角度來說，最理想的是在最上游找到一個調(diào)節(jié)性能好的水電站，它的調(diào)節(jié)可以給下游梯級帶來效益從防洪角度來說，最好是在最接近被保護(hù)地區(qū)有一大的防洪庫容，可以調(diào)節(jié)以上流域的全部洪水2/1/202339西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院水庫群之間的補(bǔ)償作用徑流補(bǔ)償調(diào)節(jié)的概念和作用徑流補(bǔ)償就是利用各個水庫的來水過程的不一致性和水庫調(diào)節(jié)性能的不一致性，互相配合工作，取長補(bǔ)短，以達(dá)到提高水庫群的總保證流量的目的徑流補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的就是各水庫聯(lián)合運用以達(dá)到比單獨運行更大的效益水文補(bǔ)償利用兩河（或兩支流）豐、枯水期的起迄時間不完全一致、最枯水時間相互錯開的特點，把它們聯(lián)系起來，共同滿足用水或用電需要，相互補(bǔ)充水量，提高兩河的保證流量庫容補(bǔ)償利用各水庫調(diào)節(jié)性能的差異，即庫容差異所進(jìn)行的徑流補(bǔ)償2/1/202340西華大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院梯級水庫的徑流補(bǔ)償梯級（串聯(lián)）水庫的徑流補(bǔ)償調(diào)節(jié)上游水庫調(diào)節(jié)性能差，下游好此時按一般梯級水庫徑流調(diào)節(jié)即可，上游單獨調(diào)節(jié)放水，加上區(qū)間入流，再對下游水庫進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計算上游水庫調(diào)節(jié)性能好，下游差進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)計算上下游水庫都有一定的調(diào)節(jié)性能也要進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)計算2/1/202341