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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： 水利与环境学院 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
2、遍布，河道曲折，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，
3、仅在局部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11.3 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
4、肥等。发电装机容量约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
5、料。在坝址下游1 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%5.5619735.351.039平水年50%7.5019577.111.055丰水年15%10.3719679.951.042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
6、Q设计年 Q典型年 Q设计年 Q314.0014.556.476.8211.1011.57418.6019.336.937.3112.8013.34519.5020.2720.8021.9423.0023.9761.311.368.248.6927.6028.7775.215.4121.8023.003.974.1480.060.065.505.801.241.2990.040.044.324.5623.2024.18100.410.432.812.967.657.97111.701.771.421.501.361.42120.750.783.603.800.440.4610.700.731.
7、101.160.840.8821.881.952.332.466.116.37合计64.1666.6885.3290.00119.31124.35根据调查1922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)4850525560容积(106m3)00.10.62.38水位(m)6570758081
8、容积(106m3)1835.760.394.4102.8水位(m)8283848586容积(106m3)111.3120129138.6148.3水位(m)8788899091容积(106m3)158.8170181.5194.52075、水电站下游水位流量关系曲线 表 4 水位流量关系曲线水位（m）46.046.246.446.646.847.047.2流量（m/s）01.03.67.311.916.220.5三、计算及分析1、选择水库死水位（1）泥沙资料计算水库的淤积体积和水库相应的淤积高程（按百年运用估计） 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
9、(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p0.3，推移质与悬移质淤积量之比值，用P=50%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)对应的水位为，加上安全超高即得水库死水位，。（2）水轮机的情况确定水库的最低死水位；由下游流量关系曲线可知下游最低水位为46m，适应最小水头为 16m。（3）综合前几种情
10、况得Z死=62m2、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 上式中，A为出力系数，取A=7.5，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。所以兴利库容在枯水年供水期为6月到次年2月共9个月 ，相应的调节流量为 用样，蓄水期为3到5月，相应的调节流量为 故枯水年水能计算表如下表5所示：月份t(月份)设计年Q(m3/s)水电站引用流量Q(m3/s)水库蓄水
11、流量Qv(m3/s)水库蓄水量V(106m3/s)弃水流量Qs(m3/s)时段初末水库存水量V(106m3/s)时段平均存水量(106m3/s)上游平均水位(m)下游水位(m)平均水头(m)出力(kw)314.56 7.537.03 18.8 11.0 20.4 6646.618.91067 419.34 7.5311.81 30.6 0.78 29.8 45.1 72.0246.624.91407 520.28 7.5312.75 34.1 3.54 60.4 77.5 77.546.630.41717 61.36 4.4-3.04 -7.9 94.6 90.7 79.446.432.510
12、73 71.42 4.4-2.98 -8.0 86.7 82.7 78.346.431.41036 80.06 4.4-4.34 -11.6 78.7 72.9 76.946.430990 90.04 4.4-4.36 -11.3 67.1 61.5 7546.428.1927 100.43 4.4-3.97 -10.6 55.8 50.5 72.946.426858 111.77 4.4-2.63 -6.8 45.2 41.8 71.246.424.3802 120.78 4.4-3.62 -9.7 38.4 33.5 6946.422.1729 10.73 4.4-3.67 -9.8 28.7 23.7 66.246.419.3637 21.96 4.4-2.44 -5.9 18.8 9.4 63.546.416.6548 则苦水年的平均出力,所以正常蓄水位为79.9m。3、保证出力、多年平均发电量和装机容量的计算3.1 丰、中、枯三个代表年水能计算对枯水年的水能计算前面已经算出 平水年水能计算： 在平水年供水期为7月到次年2月共8个月 ，相应的调节流量为 用样，蓄水期为3到6月，相应的调节流量为故平水年水能计算表如下表6所示：表6 设计平水年水能计算表月份设计年Q(m3/s)水电站引用流量Q
