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1、目 录 第一章 流域基本情况和资料.2 1.1 流域概况 .2 1.2 水文资料 .3 1.3 电站基本情况 .3 第二章 水文分析计算.3 2.1 设计年径流分析计算 .3 2.2 分析计算过程及成果 .5 2.3 设计洪水分析 10 第三章 电站分析15 3.1 尾水断面水位流量关系.15 3.2 电站水能分析计算.16 3.3 电站动能指标与电能参变数分析.18 附表.19 第二章附表.19 第三章附表.22 参考文献.24 第一章第一章 流域基本情况和资料流域基本情况和资料 1.11.1 流域概况流域概况 颜家河水电站位于宝鸡市颜家河乡，是渭河干流陕西境内最上游的水资源 开发工程，坝址
2、控制流域面积 29348 km2。电站站址控制流域面积 29950 km2。 渭河发源于甘肃渭源县乌鼠山，流经甘肃、宁夏、陕西三省 26 个县（市） ， 全长 818km，总流域面积 6.24 万 km2。渭河由宝鸡风阁岭流入陕西境内，于陕 西潼关港口东汇入黄河，陕西境内河长 502km，流域面积 3.32 万 km2，分别占 渭河全长和总流域面积的 61.4%和 53.2%，是关中地区的主要地表水资源。 颜家河水电站以上渭河横跨甘肃、宁夏、陕西三省（区）的天水、定西、 平凉、武都、固原、宝鸡六个地区共二十个县（市） 。其中甘肃省有渭源、陇西、 武山、甘谷、通渭、天水市、天水县共十六个县（市）
3、 ，总流域面积 25708km2，占林家村以上总流域面积 87.59%；宁夏省有西吉、固原、隆德三县， 流域面积 3250km2，占总面积 11.07%；陕西省有宝鸡县几个乡镇，流域面积 390km2，占总面积 1.3%。该电站以上渭河全长 389km，平均比降 3.1。 1.21.2 水文资料水文资料 渭河林家村站于 1934 年 1 月设立，原名称太寅站，1959 年 7 月改名为林 家村站。测站变动情况为 1945 年 1 月太寅站基本断面上迁 100m，同年 11 月又 上迁 l00m，到 1948 年又上迁 100m，直到 1965 年元月下迁 300m 至今。因控 制流域面积受基本
4、断面变迁影响不大，故水文资料均可合并统计。至今有不连 续 68 年径流、洪水、泥沙资料(19342001 年)。 （水文站的控制流域面积为 30661 km2） 该站上游干流有南河川水文站，位于甘肃省天水县南河川乡刘家庄，于 1944 年设立，控制渭河流域面积 23385km2，至今不连续的 59 年径流、泥沙系 列。下游有省水文总站设立的魏家堡、黄委会设立的咸阳水文站，它们分别设 于 1937 年、1931 年。魏家堡站仅有 1946 年以后的径流泥沙整编成果。咸阳站 控制流域面积 37006km2，有 19342001 年不连续的 68 年径流泥沙系列。 由于颜家河水电站无实测资料，根据上
5、述情况，本次水文分析拟以林家村 水文测站为参证站，对颜家河水电站进行水文分析。 林家村水文站历年逐月径流量资料如表 5，历年最大洪峰流量如表 6。另调 查到 1933 年林家村站发生了一次大洪水，洪峰流量为 6890 m3/s。相邻各站历 次年最大洪峰流量分析计算成果如表 7。 1.31.3 电站基本情况电站基本情况 颜家河水电站是一个低坝引水式的发电站，坝址设计洪水标准为 30 年一遇， 校核标准为 300 年一遇；站址设计洪水标准为 20 年一遇，校核标准为 100 年一 遇。电站设计保证率为 75%。拦河坝至压力前池之间用无压引水隧洞输水。拦 河坝坝顶高程为 742.00m，无压引水隧洞
6、在引取设计流量情况下的水头损失 0.65m。压力前池电站至尾水断面河道的水头损失为 0.57m。初选的水轮机效率 为 0.94；发电机效率为 0.92。实测站址处的横断面如图 1，该河段的纵比 水 电 降 I=3.407，糙率 n 取 0.036。 第二章第二章 水文分析计算水文分析计算 2.12.1 设计年径流分析计算设计年径流分析计算 2.1.12.1.1 三性审查三性审查 水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响工程设计的精度，当要使用参 政站的径流资料时，更需要对径流资料进行慎重地审查。这里所谓审查就是鉴 定实测年径流系列的可靠性，一致性和代表性。 林家村水文站具有 1941-2001
7、 年（30 年以上）的实测资料，属于长系列资 料，故应对资料进行可靠性、一致性、代表性进行审查，若合理则可应用于颜 家河水电站的水文计算。 2.1.1.12.1.1.1 可靠性可靠性 径流资料是通过采集和处理取得的。由于林家村水文站的水文资料的测验、 采集及处理均符合有关规范，资料精度较高，系列较长，系列完整，水文资料 来自水文站故质量较好，其整体具有较高可靠性。 2.1.1.22.1.1.2 一致性一致性 应用数理统计法的前提是要求统计系列具有一致性。一致性是建立在气候 条件和下垫面条件的稳定性上的。当气候条件或下垫面条件有显著的变化时， 资料的一致性就遭到破坏。经调查发现，林家村水文站从建
8、立到 2001 年期间， 人类活动影响很小，故其下垫面条件可以认为没有改变，另外气候条件的变化 可以认为是极其缓慢的。根据林家村实测径流资料可以绘制其径流量单累积曲 线，如图 2-1 所示的林家村水文站流量单累计曲线 图2-1 林家村水文站年径流量单累计曲线 0 1000 2000 3000 4000 5000 19401950196019701980199020002010 年份 Q（m3/s） 由图可看出该资料的流量累计点线性相关性良好，说明该站流域的气候条件 及流下垫面条件基本稳定，所以流量资料具有良好的一致性可以满足要求。 2.1.1.32.1.1.3 代表性代表性 应用数理统计法进行
9、水文计算时，计算成果的精度取决于样本对总体的代 表性，代表性高，抽样误差越小。因此，资料代表性的审查对衡量频率计算成 果的精度具有重要意义。 由数理统计原理可知，样本越大，其与总体的接近程度也越大。林家村本 水文站资料具有61年连续径流资料，属于长系列。采用滑动平均值曲线和年径 流量差积曲线来评价其代表性。如图2-2,2-3。 图2-3 林家村水文站年径流量差积曲线 -500 -300 -100 100 300 500 19401950196019701980199020002010 年份 Q（m3/s） 顺序差积 逆序差积 图2-2 林家村水文站年滑动平均值曲线 70 80 90 100 1
10、941195119611971198119912001 年份 Q（m3/s） 滑动均值 Q=80.06 m3/s 从滑动平均值曲线可以看出最后趋于稳定。从顺序差积曲线图中可以看出， 曲线有明显的上升、下降及相对平缓阶段，说明资料中有丰水年，枯水年，平 水年。因此，资料代表性良好。 综上可知，径流系列资料“三性”审查合格，故可用于水文分析计算。 2.2. 2 2 分析计算过程及成果分析计算过程及成果 包括：年径流频率曲线、年径流统计参数、不同频率（25，50，75）年 径流量及其年内分配过程、日平均流量频率（历时）曲线。 2.2. 2.12.1 计算年径流频率曲线计算年径流频率曲线 根据水文站所
11、给年平均流量资料，选取皮尔逊型线型进行年径流频率曲线 分析计算，计算过程见表 2-1。 表 2-1 林家村水文站频率分析计算表 年份 Q 均值 （m3/s ） 年份 排序后的 Q（m3/s） 序号（Qi-Q 均值）2 P=m/(n+1) *100%（%） 1941-194285.03 1964-1965155.19 1 7125.20 1.61 1942-194374.77 1967-1968154.24 2 6965.73 3.23 1943-1944135.18 1943-1944135.18 3 4147.69 4.84 1944-194563.37 1968-1969127.75 4
12、3245.50 6.45 1945-194672.53 1984-1985116.28 5 2069.73 8.06 1947-194883.03 1970-1971107.30 7 1333.66 11.29 1998-199929.33 1972-197328.13 58 1818.80 93.55 1999-200033.28 1996-199725.42 59 2057.90 95.16 2000-200128.65 1995-199618.98 60 2682.97 96.77 2001-200230.64 1997-199812.22 61 3429.75 98.39 均值 Ex
13、=70.78 m3/s Cv= =0.45 1-n X-Xi X 1 2 Cs=1Cv=0.45 频率曲线结果如图 2-4： 将计算得出和最终配线结果所得出的 Q 均值，Cv，Cs/Cv 值及由频率曲线求 出的不同频率的年径流量 QP记录于表 2-2 表 2-2 林家村水文站频率分析成果表 ( m3/s)Q V C不同频率的年径流量 QP(m3/s) 计算采用计算采用 Cv Cs 20% 25% 30% 50% 70% 75% 80% 85%90% 70.7870.780.450.45196.61 90.99 85.70 68.37 52.33 48.0043.51 37.90 31.48 2
14、.2. 2.22.2 不同频率年径流的其年内分配过程计算不同频率年径流的其年内分配过程计算 已知 25%、50%、75%频率下的设计流量 QP后，根据所给三个代表年（枯水年、 平水年、丰水年）流量资料，算出三个代表年各自的倍比 K年=Q年，p/Q年，代，从 而可以得出设计年水文站站址处年径流量的分配情况。最后将站址的成果用公式 由于坝址，站址面积相差不到 5%，故可将坝址的流量年内分配结果运用于站址。 如表 2-3、2-4、2-5： 3 2 nW F F W n 站址 站址 坝址 坝址 图2-4 林家村水文站年径流量频率曲线 0.10.5125102030405060708090959899
15、99.599.9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 频率(%) 流量(m3/s) 原始系列 P- 分布 Ex=70.8 Cv=.45 Cs=.45 表 2-3 林家村水文站同倍比法 P=25% 设计丰水年年径流量的年内分配 单位：m3/s 月份4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月1 月2 月3 月全年 代表年（1985- 1986） 48.082.679.070.7133.4302.8135.081.938.632.036.539.61080.1 倍比系数 K1.01.01.01.0
16、1.01.01.01.01.01.01.01.0 设计年 Q月 （站址） 48.483.479.771.4134.6305.6136.382.739.032.336.840.01090.2 设计年 Q月 （坝址） 48.483.479.771.4134.6305.6136.382.739.032.336.840.01090.2 典型年55.530.3295.9171.7192.175.763.032.921.022.024.326.21010.5 倍比系数 K1.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.11.1 设计年 Q月59.832.7319.3185.2207.281.668.035.522.623.726.228.21090.2 表 2-4 林家村水文站同倍比法 P=50% 设计丰水年年径流量的年内分配 单位：m3/s 月份4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月1 月2 月3 月全年 代表年（
