水電站項(xiàng)目畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告

目錄第一章設(shè)計(jì)概況 1一流域概況、開發(fā)任務(wù) 1二設(shè)計(jì)任務(wù) 2三設(shè)計(jì)前提 2四設(shè)計(jì)內(nèi)容 3五設(shè)計(jì)原始資料 3六設(shè)計(jì)成果 6表1-12：xx水電站工程特性表 7第二章興利計(jì)算 9一基本資料整理 9二死水位的確定 9三保證出力計(jì)算 11四水電站必須容量選擇 11五水電站調(diào)度圖繪制 12六重復(fù)容量選擇與多年平均電能計(jì)算 14表2-5xx水電站各方案水利指標(biāo) 18第三章防洪計(jì)算 19一水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算 19二壩頂高程的確定 20第四章經(jīng)濟(jì)計(jì)算 21一投資估算 22二年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算23三下游防洪效益計(jì)算（負(fù)費(fèi)用） 24四年費(fèi)用的計(jì)算及評(píng)價(jià) 25第五章設(shè)計(jì)小結(jié) 26第一章設(shè)計(jì)概況一、流域概況、開發(fā)任務(wù)xx水電站位于湖南省xx縣境內(nèi)，上離xx縣城73km，下距xx市130km。壩址控制流域面積83800km2，占xx總流域面積的93%，流域雨量充沛，水量豐富，壩址多年平均流量2060m3/s，年水量649×108m3，并有1925年以來的水文資料和核實(shí)的歷史洪水資料。壩址位于xx干流最后一段峽谷出口處，巖性堅(jiān)硬，地形地質(zhì)條件良好。具備了修筑高壩的自然條件。在xx規(guī)劃中，xx水電站為xx干流最后第二個(gè)梯級(jí)，上游接xx及xx的xx（已建成）梯級(jí)，是一個(gè)以發(fā)電為主，兼有防洪，航運(yùn)效益的綜合利用水庫(kù)，系湖南省xx的水電電源點(diǎn)。xx水電站開發(fā)的主要任務(wù)如下：1、發(fā)電xx水電站建成后投入華中電網(wǎng)，主要供電范圍為湖南省。2、防洪xx下游xx以西的xx、xx、xx三縣及xx市所屬平原河網(wǎng)地區(qū)，統(tǒng)稱xxxx。這個(gè)地區(qū)地勢(shì)低洼。全靠堤防保護(hù)，共保護(hù)人口106萬(wàn)，農(nóng)田159畝。現(xiàn)有河道的泄洪能力2000m3/s，如遇1927、1931、1933、1935、1943、1949、1954、1969等年洪水重現(xiàn)，河道均不能完全承泄，防洪標(biāo)準(zhǔn)僅約為5年一遇。xx水庫(kù)靠近xxxx，控制全面域面積的93%，解決xx防洪問題，是它的基本防洪任務(wù)。3、航運(yùn)xx水電站的航運(yùn)效益為改善水庫(kù)區(qū)和壩下游河道的通航條件。xx是xx的水上交通動(dòng)脈，其干流全長(zhǎng)1550km，通航里程為640km，但航道險(xiǎn)灘很多。xx水庫(kù)修建以后，壩址以上，xx以下河段成為常年深水區(qū)，其間險(xiǎn)灘都將淹沒。下游航道，確定xx航運(yùn)基荷按10萬(wàn)千瓦相應(yīng)流量考慮，枯水流量加大，上、下游航道均可得改善。4、灌溉每年自5月下旬至9月下旬為灌溉季節(jié)，在該季節(jié)自水庫(kù)上游直接引走的灌溉流量平均為35m3/s。二、設(shè)計(jì)任務(wù)本水利樞紐是以發(fā)電為主，兼有防洪、航運(yùn)和灌溉等效益的綜合利用工程。對(duì)于各方案（即正常蓄水位已給的情況下）進(jìn)行水庫(kù)的興利與防洪計(jì)算，確定各方案水利設(shè)備的參數(shù)，水庫(kù)的調(diào)度操作方式及計(jì)算水利指標(biāo)，并通過經(jīng)濟(jì)分析，比較分案之優(yōu)劣。三、設(shè)計(jì)前提1、本水利樞紐是以發(fā)電、防洪為主要目標(biāo)的綜合利用水庫(kù)；2、水電站參加系統(tǒng)工作，發(fā)電設(shè)計(jì)保證率P=87.5%（按年份計(jì)）；3、水電站的備選方案（正常蓄水位）；表1-1方案IIIIIIIV正常蓄水位（m）120115108100以下說明書對(duì)每方案簡(jiǎn)稱為方案I、方案II、方案III、方案IV。4、本水利樞紐根據(jù)國(guó)家規(guī)定屬一級(jí)，以千年一遇洪水為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，萬(wàn)年一遇洪水為校核標(biāo)準(zhǔn)，電站使用年限為50年計(jì)；5、水庫(kù)庫(kù)區(qū)蒸發(fā)滲漏等水量損失不大，故在初步設(shè)計(jì)階段暫時(shí)不考慮；6、水庫(kù)下游有防洪要求，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇、安全泄洪量q安=20000m3/s。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、水電站死水位選擇及保證出力Np計(jì)算；2、水電站裝機(jī)容量選擇；3、繪制水電站高度圖的防破壞線，加大出力輔助線，確定汛期限制水位；4、求重復(fù)容量，計(jì)算水電站多年平均電能；5、進(jìn)行防洪計(jì)算，確定各種防洪特征水位及壩頂高程；6、求水利指標(biāo)；7、經(jīng)濟(jì)計(jì)算，比較方案優(yōu)劣。五、設(shè)計(jì)原始資料1、壩址以上流域面積F=83800Km2。2、壩址斷面歷年月平均流量資料（見附表1-1）。3、水庫(kù)水位～面積、庫(kù)容曲線（表1-2）。高程(m)5060708090100110120130140面積（Km2）07.24020.50339.49164.988111.184187.915297.288462.987647.004容積108m300.2411.5924.5219.69218.49033.34657.34995.058151.578m3/s09.17560.65172.13369.0703.961269.572183.433619.115770.974、壩址下游水位流量關(guān)系曲線（表1-3）；水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）48.520453.0332057.5947066.02520049.035053.5336058.01030067.02720049.554554.0442059.01200068.02930050.079554.5504060.01370069.03160050.5112055.0572061.01560070.03380051.0149055.5645062.01750071.03600051.5190056.0720063.01930072.03830052.0235056.5795064.02120073.04030052.5282057.0970065.02320074.0434005、為改善下游通航條件，確定xx航運(yùn)基荷按10萬(wàn)千瓦計(jì)。6、船閘操作需要耗用流量10m3/s，此部分流量不能用來發(fā)電。7、每年5月下旬至9月下旬為灌溉季節(jié)，在該季節(jié)自水庫(kù)上游直接引起的灌溉流量平均為35.0m3/s，此部分流量亦不能用來發(fā)電。8、在xx規(guī)劃中，xx水電站上游將接干流的xx及xx的xx（已建成）梯級(jí)，其尾水水位分別為124米及114.2米，各正常蓄水位方案對(duì)上游xx的影響如下（表1-4）：方案（正常蓄水位位）I（120m）II(115m))III(108mm)IV(100m))減少xxN（萬(wàn)元）0.2840.0200E（億度）0.2280009、xxxx洪災(zāi)情況、洞庭湖部分分蓄洪堤垸基本情況：xxxx歷年洪災(zāi)情況（表1-5）年份xxxx流量（m3/s）洪災(zāi)情況192724800xx特大洪水，xxx未見災(zāi)情情記載。193129700xx淹田100萬(wàn)萬(wàn)畝，淹死3094人。193330400xx淹田11.44萬(wàn)畝，漢濤濤受災(zāi)11.5萬(wàn)人。193529900xx淹田93萬(wàn)余余畝，淹死3430人193820600黔陽(yáng)淹5萬(wàn)余畝，xxx未見災(zāi)情記記載。194328600xx、xx災(zāi)情較較重，xx、xx未見災(zāi)情情記載。194924700xx淹田71萬(wàn)畝畝，受災(zāi)35萬(wàn)人。195424300xx淹田73萬(wàn)畝畝。196927300xx淹田4.7萬(wàn)萬(wàn)畝，受災(zāi)3.3萬(wàn)人。197022900安江一帶災(zāi)情嚴(yán)重重，xx無(wú)災(zāi)。197421700表1-6歷年較大洪水所需攔洪量單位：108m3年份193319311935194919691954197019741938攔洪量15.213.610.1待算6.56.22.311.380.3110、xx水庫(kù)入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過程線；（見附表1-2）11、水庫(kù)xx吹程15Km，設(shè)計(jì)風(fēng)速12m/s。12、各方案泄洪建筑覽表（表1-7）：泄洪建筑物方案I(120m)II(115m))III(108mm)IV(100m))溢洪壩孔數(shù)10121214壩頂高程(m)10810109484孔口尺寸(寬×高高)1081019484中孔孔數(shù)15×1215×1415×1415×16底坎高程(m)1110孔口尺寸(寬×高高)13×813×813×8013、經(jīng)濟(jì)預(yù)算資料。(1)永久建筑物（含閘門設(shè)備）。包括：攔河壩、水道廠房、航道建筑、魚道建筑、交通工程、房屋建筑及其他。壩底高程30米。（表1-8）xx壩高(m)10494.587.578.5投資估算(萬(wàn)元))61850563505381721019(2)機(jī)電設(shè)備（表1-9）：裝機(jī)容量(萬(wàn)瓦)電投資估算(萬(wàn)萬(wàn)元)28805279812580818190(3)各方案的臨時(shí)工程、其他工程和費(fèi)用（包括施工機(jī)械、其他費(fèi)用）、預(yù)備費(fèi)用（表1-10）：方案I(▽120m))II(▽115mm)III(▽1088m)IV(▽100mm)投資(萬(wàn)元)71333658166285456028(4)水庫(kù)補(bǔ)償（移民及淹沒補(bǔ)償）（表1-11）：方案I(▽120m))II(▽115mm)III(▽1088m)IV(▽100mm)補(bǔ)償費(fèi)(萬(wàn)元)8000057093385472498914、泥沙資料壩址多年平均含沙量0.258kg/m3，多年平均輸沙率513kg/s，xx建庫(kù)后，xx壩址多年平均含沙量0.19kg/，年淤積669萬(wàn)m3方。六、設(shè)計(jì)成果本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是利用已有的水文資料，對(duì)已給定的四個(gè)正常蓄水位方案進(jìn)行水庫(kù)興利及防洪計(jì)算，確定各方案的水利設(shè)備參數(shù)及水庫(kù)運(yùn)行高度方式，然后再利用已知的概算投資，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，比較選擇出最優(yōu)方案作為本次設(shè)計(jì)的推薦方案（即方案II）。xx水電站推薦方案的水利部分工程特征值見下表（表1-12）：表1-12xx水電站工工程特性表項(xiàng)次項(xiàng)目目單位數(shù)量一水文1壩址以上流域面積積Km2838002多年平均流量m3/s20603多年平均徑流量?jī)|m36494資料年限1925～198815使用的徑流系列1951～198816使用系列年平均流流量m3/s20607新系列年平均流量量m3/s20388大壩設(shè)計(jì)洪水流量量m3/s577009大壩校核洪水流量量m3/s6930010下游防洪標(biāo)準(zhǔn)流量量m3/s21850.32211下游河道安全流量量m3/s2000012水庫(kù)xx吹程Km1513設(shè)計(jì)風(fēng)速m/s1214壩址多年平均含沙沙量Kg/m30.25815上游風(fēng)灘建庫(kù)后含含沙量Kg/m30.19816水庫(kù)年泥沙淤積量量萬(wàn)m3669續(xù)表1-12xx水電站工工程特性表二水庫(kù)1正常蓄水位M1152設(shè)計(jì)洪水位M124.383校核洪水位M128.294死水位M92.75防洪限制水位M114.86防洪高水位M115.947總庫(kù)容億m388.618興利庫(kù)容億m333.79防洪庫(kù)容億m32.7410興利防洪結(jié)合庫(kù)容容億m30.4811設(shè)計(jì)洪水xx泄流流量m3/s40718.16612校核洪水xx泄流流量m3/s50265.94413庫(kù)容系數(shù)β0.05三水能指標(biāo)1裝機(jī)容量萬(wàn)kw128.842工作容量萬(wàn)kw95.043備用容量萬(wàn)kw254重復(fù)容量萬(wàn)kw8.85多年平均發(fā)電量?jī)|度69.206保證出力萬(wàn)kw35.347調(diào)節(jié)流量m3/s733.088調(diào)節(jié)系數(shù)α0.649折算年費(fèi)用萬(wàn)元38163第二章興利計(jì)算一、基本資料整理1、整理xx1925年以來的徑流資料。本次提供進(jìn)行設(shè)計(jì)的系列從1951年—1982年（水利年）共31年，經(jīng)過月流量與年平均流量作初步校對(duì)。壩址斷面歷年月平均流量按《設(shè)計(jì)任務(wù)書》所給定的年均值與計(jì)算的均值有個(gè)別年份不符，由于無(wú)資料對(duì)照，按本設(shè)計(jì)要求作了部分改動(dòng)使之相符，得其多年平均流量為1936m3/s。對(duì)壩址斷面歷年月平均流量（見附表1-1：壩址斷面歷年月平均流量表）按5月下旬至9月下旬的灌溉季節(jié)每月扣除35m3/s，其中5月份以10天計(jì)，扣除11.7m3/s，9月份以上20天計(jì)，扣除22.3m3/s。航運(yùn)要求操作每月按10m3/s的流量扣除后，形成設(shè)計(jì)計(jì)算的新的徑流資料序列（見附表2-1：壩址斷面扣除灌溉與船閘用水后歷年平均流量表）。統(tǒng)計(jì)得其多年平均流量為1914m3/s，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)計(jì)算。2、繪制水庫(kù)庫(kù)容曲線經(jīng)點(diǎn)繪法繪制水庫(kù)庫(kù)容曲線，并出50-140m每米的庫(kù)容值表（附圖一），以備待查。3、壩址下游水位流量關(guān)系從設(shè)計(jì)資料反映，xx電站為壩后式電站。因此，其壩址的下游水位流量關(guān)系即為廠房的尾水位流量關(guān)系。同時(shí)作為徑流調(diào)節(jié)及洪水調(diào)節(jié)的資料使用。按點(diǎn)繪法繪制關(guān)系曲線。二、死水位的確定死水位影響因素比較復(fù)雜，通常需要通過方案比較才能確定，而且它與正常蓄水位、裝機(jī)容量等其它興利指標(biāo)相互制約，相互影響，嚴(yán)格求解必須利用系統(tǒng)分析方法。本課程設(shè)計(jì)對(duì)死水位的確定采用簡(jiǎn)化處理，主要考慮以下三個(gè)因素：(1)水庫(kù)的使用壽命及泥沙淤積使用壽命T按50年計(jì)，年淤積量V年為669×104m3/年，則水庫(kù)使用壽命內(nèi)的總淤積量為：V淤=V年×T=669×50=33450×104m3=3.345×108m3根據(jù)V淤查庫(kù)容曲線（附圖一、附圖二），確定水庫(kù)在使用年限內(nèi)滿足防淤要求的死水位Z1=76.80m(2)根據(jù)灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖及旅游等綜合利用要求，水庫(kù)消落的最低水位Z2=82.00m為死水位。(3)水輪機(jī)最小水頭的限制，水庫(kù)消落深度不大于水電站xx水頭的35%。xx水頭與下泄量有關(guān)，而下泄又與消落深度有關(guān)，需試算求解，死水位Z3確定步驟如下：①任意假定最小發(fā)電流量q(0)，查附圖三得相應(yīng)下游水位Z下(0)。②根據(jù)選定方案Z正，求極限消落深度hm。hm=(Z正－Z下(0))×35%Z3=Z正－h(huán)m③選取Z1、Z2、Z3xx值為死水位：Z死(0)=max(Z1,Z2,Z3)查附圖一、附圖二取得相應(yīng)庫(kù)容。④根據(jù)附表2-1新徑流資料系列確定供水期。選取28年的枯水資料進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算供水期的調(diào)節(jié)流量，并根據(jù)試算法求出qp，本設(shè)計(jì)要求ε=1m3/s。根據(jù)死水位試算程序各種方案試算，并結(jié)合Z1、Z2，取Z死(0)=max(Z1,Z2,Z3)得死水位、相應(yīng)死庫(kù)容、興利庫(kù)容(見附表2-2)。根據(jù)附表三新徑流資料系列確定供水期。選取28年的枯水資料進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算供水期的調(diào)節(jié)流量見附表2-2（設(shè)計(jì)保證率P=87.5%）。三、保證出力計(jì)算對(duì)于年調(diào)節(jié)水電站的保證出力計(jì)算，可用長(zhǎng)系列操作法和設(shè)計(jì)枯水年法，本次設(shè)計(jì)要求采用等出力長(zhǎng)系列法操作計(jì)算設(shè)計(jì)保證率P=87.5%的保證出力N87.5%。經(jīng)過計(jì)算機(jī)保證出力計(jì)算程序計(jì)算得成果如下（表2-1）（詳細(xì)計(jì)算過程見附表2-3）：方案ⅠⅡⅢⅣ保證出力（KW）413258.880353375.880279660.880214617.990四、水電站必須容量選擇必須容量N必包括工作容量和備用容量?jī)刹糠帧?、工作容量此次設(shè)計(jì)缺乏電力電量平衡資料，采用經(jīng)驗(yàn)方法確定工作容量。保證出力中部分擔(dān)任航運(yùn)基荷N工基=10萬(wàn)KW。擔(dān)任峰荷的保證出力N峰=Np－N工基峰荷工作容量N工峰=3.08N峰+72、備用容量xx水電站各方案擔(dān)任系統(tǒng)負(fù)荷的備用及事故備用容量如下表：表2-2方案IIIIIIIV備用容量（KW）302520153、水電站必須容量和工作容量必需容量N必=N工+N備工作容量N工=N工峰工+N航基4、經(jīng)過計(jì)算機(jī)重復(fù)容量計(jì)算程序計(jì)算得成果如下表（表2-3）：表2-3水電站站必需容量選選擇計(jì)算表方案ⅠⅡⅢⅣ保證出力NP(KW)413258.88353375.88279660.88214617.99航運(yùn)基荷N航,基基(萬(wàn)KW)10101010N峰(萬(wàn)KW)31.3325.3417.9711.46N工,峰(萬(wàn)KW)103.4885.0462.3442.30N工(萬(wàn)KW)113.4895.0472.3452.30N備(萬(wàn)KW)30252015N必(萬(wàn)KW)143.48120.0492.3467.30N重(萬(wàn)KW)08.830.11N裝(萬(wàn)KW)143.48128.84122.4468.30五、水電站調(diào)度圖繪制水電站水庫(kù)調(diào)度圖是指導(dǎo)年或多年調(diào)節(jié)水庫(kù)運(yùn)行的工具，它是根據(jù)過去的徑流資料能反映未來水文情勢(shì)的假定，以蓄水量（庫(kù)水位）為縱坐標(biāo)，包含有一些指標(biāo)線和指示區(qū)的曲線圖。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求只作兩條線，一條是基本調(diào)度線——防破壞線；一條是加大出力輔助線。1、防破壞線的繪制防破壞線的作用是保證來水在設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)的年份，當(dāng)水庫(kù)水位低于此線時(shí)，水電站供電不得大于保證出力，使設(shè)計(jì)枯水年正常供水不遭受破壞，只有來水量小于設(shè)計(jì)枯水年的特枯年份才允許破壞。防破壞線制作分為以下三個(gè)步驟：A、將原始資料系列來水小于設(shè)計(jì)的枯水年份剔除，利用新系列資料選擇設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)的徑流系列。B、逐年從供水期末開始，按Np等出力逆時(shí)序操作，求得各年遲蓄方案水庫(kù)蓄水量過程線。利用水量平衡公式V1/△t－Q/2=V/△t－q/2及出力計(jì)算公式Np=KqH計(jì)算，并點(diǎn)繪V1/△t－q/2～q工作曲線。C、利用該工作曲線逐年進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。點(diǎn)繪各年的逐年蓄水過程線，取其外包線即為防破壞線。本設(shè)計(jì)將原始資料系列來水小于設(shè)計(jì)的枯水年份剔除，利用新系列資料選擇設(shè)計(jì)保證率范圍內(nèi)的徑流系列，用防破壞線制作程序進(jìn)行計(jì)算，輸出各月份的水庫(kù)蓄水量過程線，并通過適當(dāng)修正，點(diǎn)繪出各方案的防破壞線（附圖四～附圖六）。2、防洪限制水位的確定防洪限制水位是體現(xiàn)防洪與興利相結(jié)合的重要參數(shù)。選擇恰當(dāng)，可在不影響興利可靠性前提下，降低大壩高度，節(jié)省投資。本設(shè)計(jì)以獲得xx結(jié)合庫(kù)容為原則選擇。根據(jù)xx水電站洪水資料分析，該庫(kù)洪水最遲發(fā)生在7月底、8月初；故防洪限制水位為7月底、8月初防破壞線的坐標(biāo)值見下表（計(jì)算過程見附表2-6）。防洪限制水位作為調(diào)洪演算的起調(diào)水位，且由此計(jì)算出結(jié)合庫(kù)容V結(jié)合。（表2-4）方案ⅠⅡⅢⅣ防洪限制水位（mm）120114.80105.6095.00庫(kù)蓄水量m3/ss.月2181.391630.10999.25523.523、加大出力線的繪制在防破壞線圖中（見附圖六），在汛期防洪限制水位與破壞線間，為加大出力區(qū)，但加大出力區(qū)范圍較大，為減少操作的任意性，在該區(qū)中增加三條輔助線，采用簡(jiǎn)化的方法確定該組輔助線。具體如下：Zit=Z死+(Z防限－Z死)÷4×i(Zit為第i條加大出力線t時(shí)刻的坐標(biāo))。經(jīng)計(jì)算得Z1、Z2、Z3，由此繪出加大力輔助線（見附圖六）。Ni=Np+(Ny-Np)×4×iNi—第i區(qū)加大出力；Ny—裝機(jī)容量（見多年平均電能計(jì)算）。經(jīng)計(jì)算結(jié)果見附表2-7。六、重復(fù)容量選擇與多年平均電能計(jì)算1、重復(fù)容量選擇水電站在洪水期往往會(huì)產(chǎn)生大量棄水。為了利用棄水增發(fā)季節(jié)性電能，增加裝機(jī)容量，由于它不能替代火電站的工作容量，因而稱它為重復(fù)容量，用N重表示。重復(fù)容量選擇是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，因?yàn)镹重越大，增發(fā)的電能和節(jié)省的火電站燃料越多，電能的增值就會(huì)越來越小。另一方面N重增加，棄水越來越少，設(shè)備利用率將越來越低。本次設(shè)計(jì)用N重經(jīng)濟(jì)利用小時(shí)數(shù)取h經(jīng)濟(jì)=2500小時(shí)。補(bǔ)充千瓦利用小時(shí)數(shù)計(jì)算是確定重復(fù)容量的關(guān)鍵，但其核心是計(jì)算不同重復(fù)容量的多年平均電能，多年平均電能的計(jì)算與調(diào)度圖或調(diào)度規(guī)則有關(guān)，具體操作如下：①當(dāng)時(shí)段初水位位于防破壞線內(nèi)時(shí)，時(shí)段出力：Nt=Np。②汛期時(shí)段初水位位于加大出力區(qū)時(shí)，按加大出力線工作，即Nt=Ni。③時(shí)段初水位在防破破壞線以上時(shí)時(shí)，使時(shí)段水水位盡可能向向防破壞線上上靠，同時(shí)要要考慮裝機(jī)容容量的限制。④當(dāng)滿裝機(jī)發(fā)電，且且水位超過Z防限或Z正時(shí)，才允許許棄水。其選擇步驟如下：：假定若干重復(fù)容量量0，△N，3△N等萬(wàn)千瓦；；按調(diào)度原則對(duì)每裝裝機(jī)容量（Ny=N必+N重）計(jì)算多年年平均電能（用用新系列長(zhǎng)系系列操作）；；計(jì)算補(bǔ)充千瓦年利利用小時(shí)數(shù)h利=△E/△N；點(diǎn)繪N重～h經(jīng)濟(jì)關(guān)系線（見附附圖七）；據(jù)h經(jīng)濟(jì)，確定重復(fù)容容量N重。各方案的重復(fù)容量量見表2-3。重復(fù)容量計(jì)計(jì)算表見附表2-82、裝機(jī)容量的確定定裝機(jī)容量由必須容容量和重復(fù)容容量確定（Ny=N必+N重），但由于于回水的影響響，使上游xxx電站的多多年平均電能能減少了0.02萬(wàn)KW，應(yīng)扣除，各各方案成果見見表2-3。3、多年平均電能計(jì)計(jì)算利用上述計(jì)算結(jié)果果點(diǎn)繪Ny(Nyi=N必+N重i)～E的關(guān)系圖（見見附圖八），可可求出多年平平均電能E（見附表2-9）。對(duì)對(duì)于第Ⅰ、Ⅱ方案，由于于回水的影響響，減少了上上游xx電站的多多年平均電能能，應(yīng)從xxx電站多年平平均電能中扣扣除。4、水庫(kù)有關(guān)系數(shù)的的計(jì)算當(dāng)裝機(jī)容量確定之之后，按調(diào)度度圖與調(diào)度原原則進(jìn)行長(zhǎng)系系列調(diào)節(jié)計(jì)算算，求出各年年的棄水量進(jìn)進(jìn)而求出多年年平均棄水量量Q棄，則徑流利利用系數(shù)徑流系數(shù)η=(Q0-Q棄)/Q0庫(kù)容系數(shù)β=V興/W0調(diào)節(jié)系數(shù)α=(Q0-Q調(diào))/Q0Q0—xx電站多年平均均流量。求得各系數(shù)見下表表2-5表2-5xxx水電站各各方案水利指指標(biāo)項(xiàng)次項(xiàng)目單位方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ1正常高水位m1201151081002設(shè)計(jì)洪水位m131.71124.38118.79109.393校核洪水位m135.29128.29122.50112.774死水位m95.892.788.383.25防洪限制水位m120114.8105.6956防洪高水位m122.64115.94109.3100.517總庫(kù)容億m3124.9688.6166.7839.998興利庫(kù)容億m342.833.721.912.79防洪庫(kù)容億m39.962.745.505.1610興利防洪結(jié)合庫(kù)容容億m300.483.574.4011設(shè)計(jì)洪水xx泄流流量m3/s35598.44440718.16643981.86649199.40012校核洪水xx泄流流量m3/s42937.65550265.94453287.38859008.22213保證出力萬(wàn)kw41.3335.3427.9721.4614工作容量萬(wàn)kw113.4895.0472.3452.3015備用容量萬(wàn)kw3025201516重復(fù)容量萬(wàn)kw08.830.1117重復(fù)容量年利用小小時(shí)小時(shí)250025002500250018徑流利用系數(shù)19裝機(jī)容量萬(wàn)kw143.48128.84122.4468.3020多年平均發(fā)電量?jī)|度73.5369.2065.9634.5921庫(kù)容系數(shù)β0.070.050.030.0222調(diào)節(jié)系數(shù)α0.610.640.690.72第三章防洪洪計(jì)算一、水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算算xx水電站防洪計(jì)計(jì)算的任務(wù)包包括以下三種種標(biāo)準(zhǔn)洪水：：①P=5%的下游游防洪標(biāo)準(zhǔn)，安安全泄洪量q安=200000m3/s。②P=0.1%的的大壩設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。③P=0.01%%的大壩校核核標(biāo)準(zhǔn)。的調(diào)洪計(jì)算，三種種標(biāo)準(zhǔn)洪水見見附表1-2。利用用xx水庫(kù)入庫(kù)庫(kù)典型洪水，調(diào)調(diào)洪計(jì)算采用用多級(jí)調(diào)節(jié)方方法，具體的的調(diào)洪規(guī)則如如下：1)起調(diào)水位為為汛前限制水水位。2)當(dāng)水庫(kù)洪水水流量小于汛汛前限制水位位相應(yīng)的下泄泄能力，且小小于安全泄量量時(shí)，控制閘閘門，讓泄流流量等于來水水量（qt=Qt），水庫(kù)水水位維持在汛汛期水位不變變。3)當(dāng)水庫(kù)入流流量超過汛前前限制水位相相應(yīng)的下泄能能力，而小于于下游安全泄泄量時(shí)，打開開閘門自由泄泄流，水庫(kù)水水位上升，下下泄量隨之增增大。4)當(dāng)自由泄流流下泄量超過過安全泄量時(shí)時(shí)，對(duì)下游標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，控控制qt=q安，直至調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算結(jié)果，所所得最高水位位為防洪高水水位。5)當(dāng)水庫(kù)水位位不及防洪高高水位時(shí)，控控制qt=q安，當(dāng)水庫(kù)水水位升高至防防洪水位時(shí)，閘閘門全開，自自由泄流，得得調(diào)洪后的最最高水位。溢洪設(shè)備的選擇本本身是一個(gè)經(jīng)經(jīng)濟(jì)問題，它它是權(quán)衡上下下游洪災(zāi)損失失的重要參數(shù)數(shù)，而且泄洪洪設(shè)備還受材材料xx應(yīng)力強(qiáng)度度及閘門結(jié)構(gòu)構(gòu)限制；下游游巖基狀況及及消能設(shè)備情情況的影響。本本設(shè)計(jì)不要求求作溢洪設(shè)備備選擇，各泄泄洪設(shè)備尺寸寸已在任務(wù)指指導(dǎo)書中給出出。本水庫(kù)有有溢洪孔與溢溢洪道兩大類類泄洪設(shè)備，水水流流態(tài)有孔孔流與自由泄泄流兩種。自由泄流時(shí)采用公公式：QQ=1.777nBH3//2?？卓诔隽鲿r(shí)采用公公式：QQ=nωμ(2gH)1//2。式中n為溢洪道孔數(shù)，BB為閘門寬，H為堰頂水頭頭，ω為每孔溢洪洪道過水面積積=寬×高，μ為流量系數(shù)數(shù)，根據(jù)模型型試驗(yàn)：μ=0.99－0.53aa/H。a為閘門開啟高度，閘閘門全開時(shí)，a為閘門高度度。水電站發(fā)電時(shí)下泄泄量q=0.775Ny/(K·HH3)，H3為上下有水水位水頭。對(duì)于千年一遇洪水水調(diào)節(jié)計(jì)算得得設(shè)計(jì)洪水位位及相應(yīng)xxx下泄流量，對(duì)對(duì)萬(wàn)年一遇洪洪水進(jìn)行調(diào)節(jié)節(jié)計(jì)算得校核核水位及相應(yīng)應(yīng)xx下泄流量量，并根據(jù)求求得的校核洪洪水位，確定定總庫(kù)容。在調(diào)洪計(jì)算過程中中，對(duì)閘門控控制泄流情形形，利用水量量平衡方程式式遞推求得，但但對(duì)于自由泄泄流情形則應(yīng)應(yīng)根據(jù)泄洪能能力曲線計(jì)算算。按如下步驟計(jì)算：：①采用迭代法求得各各級(jí)水位的下下泄量，以及及和水位相應(yīng)應(yīng)的下泄能力力q（附表八），點(diǎn)點(diǎn)繪Z上～q關(guān)系曲線（附附圖九），計(jì)計(jì)算V/△t+q/2并點(diǎn)繪q～V/△t+q/2工作曲線（見見附圖十）。②假定qt=q(0)③[(Q1+Q22)/2－(q1+q2)/2]×△t=Vt－Vt-1④由Vt查q～V/△t+q/2工作曲曲線得相應(yīng)下下泄流量qt。⑤若|q(0)-qtt|<ε，轉(zhuǎn)下時(shí)段段，否則假定定q(0)=qt重新進(jìn)行計(jì)計(jì)算。⑥確定防洪高水位、設(shè)設(shè)計(jì)洪水位及及校核水位，確確定相應(yīng)庫(kù)容容。經(jīng)計(jì)算機(jī)調(diào)洪演算算程序計(jì)算得得設(shè)計(jì)洪水位位、校核洪水水位、下游防防洪水位相關(guān)關(guān)數(shù)據(jù)，詳細(xì)細(xì)數(shù)據(jù)見附表3-1。二、壩頂高程的確確定壩頂高程計(jì)算公式式壩頂高程1=設(shè)計(jì)計(jì)洪水+風(fēng)浪高1+安全超高1壩頂高程2=校核核洪水+風(fēng)浪高2+安全超高2壩頂高程=maxx{壩頂高程1，壩頂高程2}風(fēng)浪高的計(jì)算公式式；△h=0.208VV5/4·D1/3式中V為風(fēng)速，根據(jù)原料料資料以122m/s計(jì)，校核洪洪水時(shí)風(fēng)速乘乘以0.8；D為吹程，根根據(jù)原料資料料以15Kmm計(jì)。安全超超高由規(guī)范要要據(jù)壩質(zhì)、壩壩型而規(guī)定（0.5～1.0）。設(shè)計(jì)洪洪水位取0.8，校核洪水水應(yīng)取0.6，則：△h1=1.15mm，△h2=0.887m；壩頂高程=maxx{壩頂高程1，壩頂高程2}，具體數(shù)據(jù)據(jù)計(jì)算如下表表3-1：表3-1各方案壩壩高計(jì)算表方案方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ方案Ⅳ設(shè)計(jì)洪水位(mm)131.71124.38118.79109.39校核洪水位(mm)135.29128.29122.50112.77風(fēng)速(m/s)12121212吹程(km)15151515風(fēng)浪高1(m))1.151.151.151.15風(fēng)浪高2(m))0.870.870.870.87安全超高1(mm)0.700.700.700.70安全超高2(mm)0.500.500.500.50壩頂高程1(mm)133.56126.23120.64111.24壩頂高程2(mm)136.66129.66123.87114.14壩頂高程(m))136.66129.66123.87114.14各方案水利指標(biāo)成成果統(tǒng)計(jì)表2-5第四章經(jīng)濟(jì)計(jì)計(jì)算水利工程建設(shè)是一一個(gè)龐大的經(jīng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。每每一個(gè)參變數(shù)數(shù)的確定都是是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問問題，需要通通過經(jīng)濟(jì)比較較才能確定。由由于時(shí)間限制制，本次設(shè)計(jì)計(jì)中只是以正正常蓄水位為為研究對(duì)象，來來說明水利工工程建設(shè)中經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析的一一般方法。投資、運(yùn)行費(fèi)、效效益是進(jìn)行經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析的三三大主要經(jīng)濟(jì)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)濟(jì)建設(shè)追求的的目標(biāo)凈效益益xx，當(dāng)不同同工程方案的的效益相同時(shí)時(shí)，該目標(biāo)等等價(jià)于費(fèi)用最最小。根據(jù)“電力工程經(jīng)經(jīng)濟(jì)分析條例例”規(guī)定，水電電工程的經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較采用年年費(fèi)用最小法法，即在同時(shí)時(shí)滿足向電網(wǎng)網(wǎng)提供的電力力、電量要求求和其它綜合合效益的前提提下，所選最最優(yōu)方案的投投資、運(yùn)行費(fèi)費(fèi)的總費(fèi)用為為最小。由于不同工程規(guī)模模產(chǎn)生電力、電電量是不同的的，為滿足方方案的可比性性，必須選擇擇最優(yōu)等效替替代方案，本本設(shè)計(jì)選用火火電站作為替替代措施。本設(shè)計(jì)要求考慮資資金的時(shí)間價(jià)價(jià)值，采用折折算率r0=0.1，對(duì)替代火火電站使用壽壽命與水電站站不一樣長(zhǎng)，采采取等額重置置處理。計(jì)算資金流程是進(jìn)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析析的主要內(nèi)容容，以年費(fèi)用用最小為經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較準(zhǔn)則，通通常以效益xxx方案為基基準(zhǔn)，效益xxx的方案只只需要計(jì)算本本方案本身的的投資與運(yùn)行行費(fèi)；而對(duì)其其他效益較小小的方案，不不僅要計(jì)算本本身的投資與與運(yùn)行費(fèi)，而而且要計(jì)算等等效替代措施施的投資和運(yùn)運(yùn)行費(fèi)。一、投資估算各設(shè)計(jì)方案的投資資由水電站投投資和替代火火電站投資兩兩部分組成。水水電站投資包包括永久性水水工建筑物投投資、永久性性建筑、機(jī)電電及臨時(shí)工程程投資和水庫(kù)庫(kù)淹沒補(bǔ)償費(fèi)費(fèi)四部分組成成，按壩高和和裝機(jī)容量?jī)?nèi)內(nèi)插以及直接接取費(fèi)等方法法可以統(tǒng)計(jì)出出。因使用等效益年費(fèi)費(fèi)用進(jìn)行比較較，各方案的的效益均應(yīng)相相同，以方案案Ⅰ（水電效益益xx）為準(zhǔn)，不不足的采用火火電替代，包包括容量投資資和煤礦投資資兩部分，單單價(jià)為：火電站單位千瓦投投資為750元/KW;煤礦投資為0.007元/度。依此可計(jì)算出方案案Ⅱ～方案Ⅳ的替代電站站投資。各方案投資按分年年投入的比例例，可計(jì)算出出施工期各年年的分年度投投資，列入費(fèi)費(fèi)用流程表。生產(chǎn)期末回收的固固定資產(chǎn)余值值作為負(fù)費(fèi)用用列入費(fèi)用流流程表中的第第十一年末。二、年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)計(jì)算水電站的年運(yùn)行費(fèi)費(fèi)包括電站運(yùn)運(yùn)行費(fèi)、大修修提成和水庫(kù)庫(kù)補(bǔ)償提成三三大部分。大大修費(fèi)由水工工建筑物、房房屋交通、機(jī)機(jī)電等的大修修理費(fèi)組成。電站運(yùn)行費(fèi)按裝機(jī)機(jī)容量計(jì)，運(yùn)運(yùn)行費(fèi)定額為為：方案Ⅰ、Ⅱ?yàn)?元/千瓦；方案Ⅲ為2.2元/千瓦；方案Ⅳ為2.3元/千瓦。水工建筑物和機(jī)電電設(shè)備的在大大修費(fèi)按壩高高和裝機(jī)容量量進(jìn)行內(nèi)插取取得，房屋、交交通工程的大大修費(fèi)及水庫(kù)庫(kù)補(bǔ)償提成費(fèi)費(fèi)按方案選用用。對(duì)于方案Ⅱ～方案案Ⅳ，應(yīng)計(jì)入火火電站的運(yùn)行行費(fèi)?；痣娬菊镜倪\(yùn)行費(fèi)按按投資的8%計(jì)，其燃料料費(fèi)按0.02元/度按水電多多年平均發(fā)電電量的差額計(jì)計(jì)算。初期運(yùn)行行費(fèi)在按電站站在初始運(yùn)行行期內(nèi)的發(fā)電電量與正常運(yùn)運(yùn)行期發(fā)電量量的比例計(jì)算算。（見附表4-1、附表4-2）三、下游防洪效益益計(jì)算（負(fù)費(fèi)費(fèi)用）xx水庫(kù)是一個(gè)綜綜合利用的水水庫(kù)，防洪效效益十分顯著著?，F(xiàn)將防洪洪效益作為“負(fù)費(fèi)用”計(jì)入資金流流程中，通常常水庫(kù)的防洪洪效益取多年年平均效益計(jì)計(jì)算。防洪效益的計(jì)算采采用頻率曲線線法，對(duì)xxx水庫(kù)1925年～1981年間發(fā)生洪洪災(zāi)的情況進(jìn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析析，并繪出攔攔洪量頻率曲曲線（見附圖圖十一）根據(jù)據(jù)建庫(kù)后的防防洪庫(kù)容繪出出攔洪線（見見附圖十一），計(jì)計(jì)算出攔