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1、水库泥沙冲淤分析计算抽水蓄能电站 初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996 年 10 月抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主 编 单 位 : 主编单位总工程师:参 编 单 位 : 主要 编写人员:软件开发单 位:软件编写人 员:勘测设计研究院年一月目次1. 引 言 42. 设计依据文件和规范 43. 基本资料 44. 水库泥沙冲淤计算 65. 专题研究 96. 应提供的设计成果 9附件 A 10附件 B 11附件 C 14T1前言项目概况抽水蓄能电站位于省县乡境内，总装机MW。抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。水库泥沙冲 淤分析
2、计算提示：(1)抽水蓄能电站的水库类型，下水库主要有河道库、岸边库和弯道库；上水库主要有河道(沟)库、湖泊库和台坪库， 应根据工程具体情况，选择相应的类型。(2) 河道库指在河道上修建的水库；岸边库指在河边的宽阔地形上围堤而成的水库；弯道库指利用河湾由上、下两坝及河 岸围成的水库，并设置适当的泄洪建筑物宣泄洪水，其上坝的上游形成滞洪水库；台坪库指在山顶台坪上围堤而成的水库。2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程(或专业)的文件(1) 可行性研究报告 ;(2) 可行性研究报告审批文件;(3) 初步设计任务书和项目卷册任务书，以及其它专业对本专业的要求 ;(4) 泥沙专题报告。2.2 设计规范(
3、1) DL 5021-93水利水电工程初步设计报告编制规程；(2) SDJ 11-77水利水电工程水利动能设计规范(试行);(3) SDJ 214-83(4) SL 104-95水利水电工程水文计算规范(试行);水利工程水利计算规范;(5) 水库水文泥沙观测试行办法。2.3 主要参考资料水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)echidil 1(2) 泥沙手册(中国水利学会泥沙专业委员会主编)；(3) 水库泥沙(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编 )；(4) 河流泥沙工程学 (武汉水利电力学院 )。3 基本资料3.1水库概况提示：应根据所设计工程的条件，从附件A中选择相
4、应的水库类型，对水库概况进行描述。本范本附件A给出了建议的河道 库、岸边库、弯道库及台坪库水库概况描述格式。3.2水文泥沙提示：根据水库类型，收集相应的水文泥沙资料，附件B给出了建议的河道库、岸边库、弯道库及台坪库水文泥沙资料描述 格式。如果上水库为河道库，则其来沙量应为河道来沙量与从下水库抽水挟带来的泥沙量之和。3.3 地形资料(1) 水库地形图，施测时间；(2) 库区纵、横断面表，需要时给出横断面特征线；(3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。表 1 水库水位容积、面积表咼程，mZZZZ总库容，万ms干流支流面积，km2提示：(1)应注意所用库区地形资料与枢纽设计采
5、用的地形资料的地形图高程系统一致；(2) 应注意地形法库容与断面法库容的一致性。3.4 水能水利资料抽水蓄能电站装机容量MW(共一台)，一般每日发电一h(点至一点)；每日抽水h(点至点)。水泵最大扬程抽水流量ms/s,最小扬程抽水流量ms/s；水轮机额定水头发电流量3/s。3.4.1 水库水位、库容特征值，见表 2。表2库水位、库容特征值项目下水库上水库备注校核洪水位(P= ),m设计洪水位(P=%),m正常蓄水位，m汛期限制水位，m保证发电水位，m死水位，m库底高程，m总库容，万m3调节库容，万ms其中蓄能发电所占库容，万ms死库容，万ms3.4.2 水利计算成果(1) 各设计频率洪水的坝前
6、水位表 3 各设计频率洪水的坝前水位频率，%入库流量，ms/s出库流量，ms/s坝前水位，m(2) 历年各径流调节时段平均(时段末)坝前水位和进出库流量 提示：应注意径流调节采用的水文系列与泥沙计算采用的水沙系列的一致性。3.5 枢纽资料(1) 抽水蓄能电站枢纽平面布置图；水库泥沙冲淤分析计算(2) 工程枢纽布置(含排沙设施)图；(3) 蓄能电站进/出水口布置图；(4) 水库泄流曲线。表 4泄 流 能 力 汇 总 表单位： m3/s建筑物库水位，mZ一1Z一2Z一3Z一4Z一5表孔数，尺寸一Xm中孔数，尺寸mXm底孔数，尺寸一mX一m排沙孔数，尺寸mX m机组：单机流量，台数：总计泄流能力注：
7、(1)表中库水位包括各典型库水位。总计泄流量应满足各典型库水位的泄量要求。(2)建筑物尺寸以宽X高表示。4 水库泥沙冲淤计算4.1 水库泥沙冲淤计算的任务与内容4.1.1水库泥沙冲淤计算任务提示：主要任务有：估计淤积形态、淤积分布及数量，在建库后一定年限内的规律。4.1.2水库泥沙冲淤计算的主要内容提示：主要内容(可根据工程具体情况取舍)：(1) 水库淤积年限：估算建库后泥沙淤积达到冲淤平衡的年限，预测水库的使用寿命。(2) 水库淤积部位：计算泥沙在库区一定年限的淤积分布，研究淤积对库区淹没以及对航运、引水口、水库有效容积和 库区防护对象防洪能力等的不利影响。(3) 坝前(或蓄能电站进/出水口
8、)淤积高程：预估不同年限坝前(或蓄能电站进/出水口)的淤沙高程及其极限高程，为水 工建筑物布置提供依据。(4) 估算水库排沙量和排沙过程的历时变化。(5) 估算过机泥沙含量、级配。4.2 水库泥沙冲淤计算4.2.1 水库运用方式(1) 下水库运用方式根据工程任务、综合利用要求、河流输沙特性及库区地形特点，经分析拟采用泥沙调度方式。提示：(1)泥沙问题不严重的工程，其水库泥沙调度方式，一般可按防洪，发电等利用任务要求确定;(2) 泥沙问题严重的工程，应通过不同特征水位方案的泥沙冲淤计算来确定水库泥沙调度方式。(2) 上水库及蓄能电站的运用方式水库泥沙冲淤分析计算m。每日发电h(点至点)，每日抽水
9、 (点至点)，上水库水位变幅,4.2.2 计算方法 提示：可根据工程的水库类型，按附件C-C选择相应的泥沙冲淤计算方法。14.3 计算成果及成果分析4.3.1计算成果提示：可根据水库类型，按附件c-c选择相应的泥沙冲淤计算成果表达格式。24.3.2计算成果分析提示：可根据水库类型，按附件c-c的要求对计算成果进行分析。34.4 水库泥沙观测规划4.4.1观测目的提示：(1)掌握水库库容变化以便及时修改库容曲线；(2) 了解泥沙在库内的冲淤数量、形态和变化，为水库合理运用提供依据；(3) 监测蓄能电站抽(放)水含沙量。过机组泥沙的颗粒级配、进/出水口处的含沙浓度分布及冲淤形态变化，为指导蓄能 电
10、站的合理运用并及时采取必要的电站防沙措施提供预报；(4) 研究水库泥沙和蓄能电站的泥沙问题，并为其他水库工程的规划设计提供参考资料。4.4.2 测验项目(1) 库区淤积测量、淤积泥沙颗粒分析和干密度测定。提示：必要时增加水库水流泥沙运动观测。(2) 观测蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态变化，以及过电站机组的含沙量和泥沙颗粒分析。4.4.3测验方法提示：(1)各项目的测验方法、精度与整编要求，参照水文测验试行规范的补充文件水库水文泥沙观测试行办法的有 关规定执行。(2)库区淤积测验方法可采用断面法，对库区布设的固定横断面进行测量，绘制出各横断面和纵断面，以反映库区淤积形 态的变化并计
11、算库容、冲淤数量和分布。4.4.4 实施计划4.4.4.1 断面布设(1) 水库蓄水前应在库区布设横断面(含高程与平面控制) ；(2) 断面布设原则与布设。提示：断面布设原则与布设可参照水库水文泥沙观测试行办法第五章第三节设计。“绘制泥沙观测断面示意图”。4.4.4.2 测验时间(1) 库区淤积测验时间，一般每年施测一次，必要时增加测次。次。(2) 蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态、泥沙过机含沙量和粒径，根据水库淤积与入库水沙情况，每年观测4.4.4.3观测设备及其经费提示：观测设备及经费列算格式参照水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)条文说明的表7.0.5-17.0.5-4。4.4
12、.4.4观测人员与观测经费提示：(1)水库泥沙测验人员及观测经费应纳入“大坝原型观测”项目中。水库泥沙淤积测验工作，应纳入电厂的水工、水库 观测工作中。观测人员定员可根据具体情况，参照中华人民共和国能源部水力发电厂编制定员标准拟定。(2)岸边库、弯道库及台坪库可根据工程具体情况，参照河道库设计。4.5 确定保库防沙措施4.5.1 保库防沙设计4.5.2 水库泄流规模拟定4.5.3 电站防沙5专题研究提示：专题的选择应根据水库淤积情况与影响对象而定。一般可供参考选择的专题有:(1) 水库泥沙淤积对蓄能电站进/出水口(或本枢纽)的影响；(2) 蓄能电站过机泥沙分析及其对机组磨损的影响；(3) 水库
13、长期使用研究；(4) 水库泥沙淤积与回水对上游梯级的影响。6 应提供的设计成果6.1 水库泥沙冲淤计算书6.2 设计报告6.2.1 设计报告6.2.2 报告附表(1) 年、月输沙量系列表；(2) 淤积计算纵断面成果表(格式参看表 C2)。6.2.3 报告附图(1) 泥沙颗粒级配曲线(包括悬移质与河床质)；水库泥沙冲淤分析计算(2) 水库水位面积、容积曲线(包括天然与淤积后) ；(3) 不同淤积年限的淤积纵断面图。附件A水库概况描述的基本格式本附件给出了抽水蓄能电站几种典型水库概况描述的基本格式，设计人员可根据工程具体情况选择、调用。A1 河道库概况水库位于河游，开发任务是以为主，兼0 、一等综合利用要求。水库由一河和主要支流一、一、一等组成。 水库为型水库，正常蓄水位m,相应库万m3，水面面积km2,水面宽m至m,库区长度km,河道纵比降o,为一河床。库区平面形态如图一所示。提示：尚应简述库周区植被与水土保持情况，库区滑坡、塌岸、泥石流的分布、数量及进入水库的数量，风沙入库情况。A2 岸边库概况水库位于河岸的宽阔地块上，正常蓄水位 ，相应库 万ms，水面面积 km2，其引水设施一般由引水枢纽与渠道(或
