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1、河海大学文天学院课程设计水资源规划与利用名：号：目录1 基本情况 31.1 流域概况31.2 开发任务31.3 设计任务 41.4 设计前提41.5 设计内容51.6 设计原始资料52 兴利计算 92.1 基本资料整理 102.2 死水位的确定 102.3 保证出力计算 132.4 水电站必需容量选择 142.5 水电站调度图绘制 152.6 重复容量选择与多年平均电能计算 163 防 洪 计 算 1 73.1 水库调洪计算 18193.2 坝顶高程的确定附表 22附图 29一、基本情况在沅水规划中，五强溪水电站为沅水干流最后第二个梯级，上游 接虎皮溪及酉水的风滩（已建成）梯级，是一个以发电为
2、主，兼有防 洪、航运效益的综合利用水库，系湖南省最大的水电电源点。1.2 开发任务 五强溪水电站是以发电为主、兼有防洪、航运和灌溉等效益的综 合利用工程。其开发任务分述如下：1发电 五强溪水电站建成后投入华中电网，主要供电范围为湖南省。2防洪 沅水下游赤山以西的桃源、常德、汉寿三县及常德市所属平原河网地 区，统称沅水尾闾。这个地区地势低洼。全靠提防保护，共保护人口106万，农水159万亩。现有河道的泄洪能力20000m3/s,如遇1927、 1931、1933、1935、1943、1949、1954、1969 等年洪水重现，河道 均不能完全承泄，防洪标准仅为 5 年一遇。五强溪水库靠近沅水尾闾
3、， 控制全流域面积的 93%，解决尾闾防洪问题，是它的基本防洪任务。3航运 五强溪水电站的航运效益为改善水库区和坝下游河道的通航条 件。沅水是湘西的水上交通动脉，其干流全长1550km，通航里程为 640km，但航道险滩很多。五强溪水库修建以后，坝址以上，沅水以 下河段成为常年深水区，其险滩都将淹没。下游航道，确定五强溪航 运基荷按 10 万 kw 相应流量考虑，枯水流量加大，上、下游航道均 可改善。4灌溉每年自 5 月下旬至 9 月下旬为灌溉季节，在该季节自水库上游直 接引走的灌溉流量平均为 35m3/s。1.3 设计任务本次设计任务是对五强溪水电站的诸方案（即正常蓄水位）已给 的情况下，进
4、行水库的兴利与防洪计算，确定各方案水利设备的参数， 水库的调节操作方式及计算水利指标，并通过经济分析，比较方案之 优劣。1.4 设计前提本水利枢纽是以发电、防洪为主要目标的综合利用水库；.水电站参加系统工作，发电设计保证率P=87.5% （按年份计）；水电站的备选方案（正常蓄水位）见表1.1；表 1.1备选方案正常蓄水位表方案IIIIII正常蓄水位（m）120115108100本水利枢纽根据国家规定属一级，以千年一遇洪水为设计标准，万年一遇洪水为校核标准，电站使用年限为50 年计；水库库区蒸发渗漏等水量损失不大，故在初步设计阶段暂时不考虑；水库下游有防洪要求，设计标准为二十年一遇洪水，安全泄洪
5、流量q 安 =20000%1.5 设计内容.水电站死水位选择及保证出力Np计算；水电站装机容量选择；绘制水电站调度图的防破坏线，加大出力辅助线，确定汛期限制水位；求重复容量，计算水电站多年平均电能；进行防洪计算，确定各种防洪特征水位及坝顶高程；求水利指标；经济计算，比较方案优劣。1.6 设计原始资料坝址以上流域面积 F=83800km2；坝址断面历年月平均流量资料（见附表一）；.水库水位面积、库容曲线见表1.2；坝址下游水位流量关系曲线见表1.3；.为改善下游通航条件，确定五强溪航运基荷按10kw计;.船闸操作需要耗用10m3/s,此部分流量不能用来发电;表 1.2水库水位面积、库容曲线表高程
6、（m）5060708090100110120130140面积 (km2)07.24020.50339.49164.988111.184187.915297.288462.987647.004容 积108m300.2411.5924.5219.69218.49033.34657.34995.058151.578m3/s月09.17560.65172.13369.0703.961269.572183.433619.115770.97表 1.3坝址下游水位流量关系曲线表水位流量水位流量水位流量水位流量Mm3/smm3/smm3/smm3/s48.520453.0332057.5947066.0252
7、0049.035053.5336058.01030067.02720049.554554.0442059.01200068.02930050.079554.5504060.01370069.03160050.5112055.0572061.01560070.03380051.0149055.5645062.01750071.03600051.5190056.0720063.01930072.03830052.0235056.5795064.02120073.04030052.5282057.0970065.02320074.043400每年 5 月下旬至 9 月下旬为灌溉季节，在该季节自水库上
8、游直接引走的灌溉流量平均为35.0m3/s，此部分流量亦不能用来发电；在沅水规划中，五强溪水电站上游将干流的虎皮溪及酉水的风滩（已建成）梯级，其尾水水位124m及114.2m，各正常蓄水位方案对上游 风滩的影响见表 1.4；表 1.4各正常蓄水位方案对上游风滩的影响方案（正常蓄水位）I (120m)II (115m)III(108m)W(100m)减少N(kw)0.2840.0200风滩E (亿kw.h0.228000沅水尾闾洪灾情况、洞庭湖分分蓄洪提防基本情况见表 1.5、1.6；表 1.5 沅水尾闾历年洪灾情况年份常德最大 流量(m3/s)洪灾情况192724800酉水特大洪水，尾闾未见灾
9、情记载193129700尾闾淹田100万亩，淹死3049人193330400桃源淹田11.4万亩，汉寿受灾11.5万人193529900尾闾淹田93万亩，淹死3430人193820600黔阳淹5万余亩，尾闾未见灾情记载194328600沅陵、桃源灾情较重，常德、汉寿未见灾情记载194924700尾闾淹田71万亩，受灾35万人195424300尾闾淹田73万亩196927300尾闾淹田4.7万亩，受灾3.3万人197022900安江一带灾情严重，尾闾无灾197421700表1.6历年较大洪水所需拦洪量单位:108m3年份193319311935194919691954197019741938拦洪
10、量15.213.610.1待算6.56.22.311.380.310五强溪水库入库设计洪水过程线(见附图1)；1 水库最大吹程15km，设计风速12km/s；12 各方案泄洪建筑物参数见表 1.7；表 1.7 各方案泄洪建筑物参数表泄洪建筑物I (120m)II (115m)III(108m)W(100m)溢孑L数10121214洪坝顶高程(m)1081019484坝孑口尺寸(宽X高15X1215X1415X1415X16中孔孑L数1110底坎高程(m)8282820孑口尺寸(宽X高13X813X813X80二、兴利计算沅水五强溪水电站水库正常蓄水位共有 120m、115m、108m、 100
11、m 四个方案，本次设计将对这四个方案进行比较，并选定最优方 案。本次设计只针对方案四进行计算。即计算方案选的正常蓄水位为 100 米。2.1 基本资料整理计原始资料给定的流量是坝址断面历年平均流量，考虑工程实际，现 对其平均流量（附表一）数据进行处理：扣除灌溉和船闸用水。灌溉 用水按 5 月下旬至 9 月下旬的灌溉季节每月扣除 35 m3/s（5 月扣除11.7 m3/s,七、八月扣除35 m3/s, 9月扣除22.3m3/s）；船闸运行用 水按每月10 m3/s的流量扣除，从而得到新的年平均发电流量表（附 表三）。2.2 死水位的确定水位影响因素比较复杂,需考虑保证水库灌溉要求、满足泥沙淤积
12、要 求、保证水电站最低水头要求以及航运、养殖等其它要求。本次设计 对死水位的确定采用简化处理的办法,主要考虑水库的使用寿命及泥 沙淤积；灌溉、航运、养殖及旅游等综合利用要求；水轮机最小水头 的限制三个因素。各方案分述如下：.2.1正常蓄水位100m方案（方案四）水库的使用寿命及泥沙淤积库在使用年限内满足防淤要求的死水位Z=76.20m；灌溉、航运、养殖及旅游等综合利用要求,水库削落的最低水位不得小于 Z2=82.00m;水轮机最小水头的限制，水库削落深度不大于水电站最大水头的35%。1）任意假定最小发电流量q（0）,并相应下游Z下（0）。小发电流量取q（0）=568m3/s，查表得下游水位Z下（0）=49.55m。（2）极限削落深度=（Z -Z（o）X35%=（1OO49.55） X35%=17.66m正下水位：Z =Z Im =100-17.66=82.34m3 正3）Z （0）=max（Z1， Z2， Z3）=max（76.80， 82.00， 82.34）=82.34m；4）根据Z3（o）长系列计算各年供水期调节流量qp=567.79 m3/s,并满足I q（0） q 1=0.21 m3/sV g =1m3/s，则 Z =Z （
