水文水利计算课程设计.doc
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1、$水文水利计算课程设计说明书姓 名: 班 级: 学 号: 学 院: 指导老师: &2012年6月一、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 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,干流全长 150,上游坡陡流急,安城以下堰塘遍布,河道
2、曲折,排泄不畅,易遭洪涝灾害,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
3、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。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 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水运康山的煤、化肥等。发电装机容
4、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。 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
5、 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 1 设计年径流及典型年径流量代表年设计频率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%1973平水年50%1957丰水年15%1967(表2 潜渔站设计年径流过程(单位:m/s)月份设计枯水年设计平水年设计丰水年典型年 Q设计年 Q|典型年 Q设计年 Q典型年 Q设计年 Q3【456789¥10$1112,12合计%根据调查192
6、2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 的洪水发生。3、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3 水位容积曲线水位(m)485052*5560容积(106m3)08?水位(m)6570758081容积(106m3)18水位(m)828384!8586容积(106m3)120129:水位(m)8788899091容积(106m3);1702075、水电站下游水位流量关系
7、曲线 表 4 水位流量关系曲线水位(m)/流量(m/s)0(三、计算及分析1、选择水库死水位 水库使用T年后的淤积总容积: (1)年淤积量: (2)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;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,泥沙沉积率m90,孔隙率p,推移质与悬移质淤积量之比值,用P=85%的设计年的流量资料求得多年平均径流量由公式(2)求得,取水库使用年限为100年查水位容积曲线(见表3)对
8、应的水位为,加上安全超高即得水库死水位,。2、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 N=AQH净?上式中,A为出力系数,取A=,为调节流量,水头损失取0.5m。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。所以兴利库容 用设计枯水年的径流资料计算保证出力。P85%的设计年的年径流过程如表5所示。表5 P85%设计年年径流过程月份34567891011/1212流量(m3/s)& 由于,
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