隔河岩水库水文水利计算

《隔河岩水库水文水利计算》——水文水利计算课程设计姓名：***学号：***班级：***指导老师：***目录一、设计任务.....................................................1二、计算流域资料.................................................2（一）流域概况....................................................2（二）水文资料....................................................3三、径流资料的审查分析...........................................4四、设计年径流计算及其年内分配...................................6（一）设计保证率的选择............................................6（二）频率计算设计年的年径流......................................6（三）设计代表年的选择...........................................10（四）各设计代表年的径流过程...…………………………………………….11五、洪水资料的审查分析...........................................13六、设计洪水的计算及其过程线推求.................................14（一）洪水设计标准的选择.........................................14（二）频率计算设计洪峰...........................................15（三）频率计算设计洪量...........................................21（四）设计洪水过程线推求.........................................31七、隔河水电站保证出力计算.......................................37（一）水电站相关参数确定.........................................37(二)水电站保证出力计算.........................................37八、隔河水电站装机容量的确定.....................................38（一）年最大工作容量的确定.......................................38（二）装机容量的确定............................................40九、水电站多年平均发电量........................................40(一)确定个代表年调节流量和年发电量..............................40（二）水电站多年平均发电量.......................................45-1-一、《隔河岩水库水文水利计算》任务书任务（一）水文计算1、设计年径流计算（1）资料审查分析（2）设计保证率选择（3）频率计算确定设计丰水年、设计中水年、设计枯水年的年径流量（4）推求各设计代表年的径流过程2、设计洪水过程线及校核洪水过程线的推求。（1）审查资料（2）确定设计标准及校核标准（3）频率计算求设计洪峰、设计洪量（4）求出设计洪水及校核洪水过程线（二）水能计算（1）了解水库兴利运用方式（2）计算保证出力（3）计算多年平均年发电量（4）装机容量的选择-2-二、计算流域资料（一）流域概况清江是长江出三峡后第一条大支流，发源于湖北省恩施土家族自治州境内的齐岳山龙洞沟。自西向东流经利川，恩施，建始，咸丰，宣恩，巴东，鹤峰，五峰，长阳，枝江十县市，与枝江市境内注入长江。干流长423km，总落差1430m。清江流域面积17000km2，形状呈南北窄东西长的狭长型，属羽毛型河系。流域内气候温和，雨量丰沛，平均年降雨量1400mm，平均流量440m3/s清江流域资源丰富，除水资源外，还有铁矿，森林及珍贵土特产，但工业基础薄弱，交通不便。开发清江，可获得丰富的电能，还可减轻长江防洪负担，改善鄂西南山区水运交通，对湖北省及鄂西南少数民族地区的发展具有重要意义。坝址拟定于近南北向河谷下段，河床高程60m左右，两岸山岩对峙，十分陡峭。岩石主要为下中寒武系浅海相碳酸盐，总厚度约1700m。坝址以下，右岸较平坦开阔，左岸较陡峭。现场及附近沙石料丰富，土料缺乏。坝址以下15km有公路浆砌石桥一座，联通左右岸。公路由长阳县城通达坝下3kmm居民点（沿右岸）。枢纽的主要任务是发电、航运和防洪。（二）水文资料1、隔河岩历年实测径流资料详见表1；2、实测洪水资料详见表2；3、历史洪水情况：据历史洪水调查和文献考证，近300年中，1788年，1883年，1935年，1920年曾发生特大洪水。1788年因年代久远，无法定量，确认比1969年洪水大，排第一位。1969年则为次大，1883年第三。1935年确认为200年来第五大洪水，1920年确认为60年来第三大洪水。-3-历史洪水洪峰流量如下：年份洪峰流量1788------188317800193515000192013640经预测，1883年，1935年，1920年的最大24h，最大72h洪量及最大168h洪量见表3；4、典型洪水过程见表4。（三）水能资料水库的兴利运用体现在枢纽的主要任务上：隔河岩枢纽主要任务是发电，在华中电网中主要起调峰调频作用，改善供电质量。枢纽的第二个任务是防洪，清江流域地处长江中游暴雨中心，历史上洪水灾害频繁，又恰好在长江的荆江段上游约20km，加之清江洪水常与长江洪水遭遇，更加重了荆江河段的洪水威胁，清江洪峰流量最大可达长江洪峰流量的15%.隔阂岩水库留有7~8亿m3的防洪库容，亿1969年清江洪水为例。可将洪峰流量18600m3/s消减至13000m3/s，大大减轻了对清江下游及长江河段的威胁。枢纽的第三个任务是航运，清江滩多流急，陡涨陡落，航运十分困难，在其下游的反调节枢纽----高霸州枢纽建成后，水库将淹没先谈，形成长达150km的深水航道，300t级船队可从长江直达库区，将有利于促进鄂西地区的经济社会发展。1、水库特征水位在确定隔岩河水电站大坝正常蓄水位时，应不影响上游水布垭水利枢纽的发电尾水。又已知水布垭水电站的高程为200m，且隔河岩水电站的淹没损失较小，可取隔河岩水电站的正常蓄水位为200m。根据要求，取隔河岩水电站的消落深度为40m，由此确定隔河岩水电站水库的死水位高程为160m。2、库容曲线见表53、坝址水文流量关系见表64、湖北省电网资料湖北省水电比重为57%，设计水平年定为2010年。负荷情况见表7—表9-4-5、经济效益基本资料隔岩河水电站总投资105亿元，其中发电投资占60%防洪投资占,20%，其他投资占20%，上网电价为0.45元/度。三、径流资料的审查分析由《中华人民共和国水利水电工程水文计算规范》（SL278—2002）规定，径流频率计算依据的系列应在30年以上。经分析，文件所提供的资料为长期实测径流资料，因此，本计算将采用具有长期实测径流资料时设计年径流的分析计算方法进行计算。对于所使用的水文资料必须进行可靠性、一致性、代表性审查。资料的审查方法如下所示：（1）年径流资料的可靠性审查对测站的原始资料进行去伪存真的分析。审查时可以从径流资料的来源，资测验和整编方面，以及资料的摘录有无问题进行检查，并通过上、下游和干、支流水量平衡检查数据是否合理。1）水位资料主要审查基准面和水准高程有无变迁点、水尺有无变动，分析水位资料情况及水位过程线的形状，从而了解当时水位的观测质量。2）水位流量关系曲线主要审查水位～流关系曲线定得是否合理，是否符合测站特性。3）水量平衡的审查根据水量平衡原理，进行上下游站、干支流站的年、月径流对照，检查其可靠性。（2）年径流资料的一致性审查-5-应用数理统计法进行年径流的分析计算时，一个重要的前提是年径流系列应具有一致性。就是说组成该系列的流量资料，都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面上获得的。其中气候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。但当流域上有农林、水土改良措施及设计断面的上游蓄水和引水工程以及发生分洪、河流改道等情况时，常导致径流形成条件不一致。审查及修正方法有：①对上述各项进行各项调查或进行典型的试验及观测研究。②估计出各项变动因素引起的径流量及年内变化的数量范围。③用水量平衡原理还原计算。对实测资料进行一致性修正，一般是将人类活动后的系列修正到流域大规模人类活动以前的同一条件上，再进行分析计算。（3）年径流资料系列的代表性审查年径流系列的代表性，是指该样本对年径流总体的接近程度，如接近程度较高，则系列的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。样本对总体代表性的高低，可通过对二者统计参数的比较加以判断。但总体分布是未知的，无法直接进行对比，只能根据人们对径流规律的认识以及与更长径流、降水等系列对比，进行合理性分析与判断。如资料的代表性不够好，应当尽量应用相关法插补展延系列，以提高系列的代表性。代表性审查的常用方法如下：①进行年径流的周期性分析对于一个较长的年径流系列，应着重检验它是否包括了一个比较完整的水文周期，即包括了丰水段(年组)、平水段和枯水段，而且丰、枯水段又大致是对称分布的。②与更长系列参证变量进行比较-6-参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文相似区内其他测站观测期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。如：当设计站有n年实测年径流系列时，为检验其系列的代表性，可选择同一地区具有N年长系列的参考变量进行对比分析。计算其长短系列的统计参数。如两者统计参数相近。可推断设计站n年径流系列也具有代表性；如两者统计参数相差较大（一般相差值超过5％～10％），则认为设计站n年径流系列缺乏代表性，这时应尽量插补延长系列，以提高系列的代表性。资料系列代表性分析的实质是分析设计站实测n年径流系列作为样本时能否用它来估计总体。代表性愈好，抽样误差就愈小。四、设计代表年径流计算及其年内分配（一）设计保证率的选择由流域概况资料了解到，隔河岩水库枢纽的主要开发任务是发电、航运和防洪；由水能资料了解到隔河岩枢纽主要任务是发电，第二个主要任务是防洪，第三个任务航运；并且湖北省水电比重占57%，发电投资占60%，因此用水电站的设计保证率来进行设计代表年径流的设计保证率的计算。由《中华人民共和国水利水电工程动能设计规范》（DL/T5015-1996）中的：水电站的设计保证率应根据水电站所在电力系统的负荷特性系统中的水电比重河川径流特性水库调节性能水电站的规模及其在电力系统中的作用以及设计保证率以外时段出力降低程度和保证系统用电可能采取的措施等因素参照下表选用电力系统中水电容量比重（%）2525~5050水电站设计保证率（%）80~9090~9595~98由于57%50%故水电站的设计保证率为95%~98%。在这里我们取95%。（二）频率计算设计代表年的年径流95%为设计代表枯水年的设计保证率；则设计代表丰水年的设计保证率为：1-95%=5%；设计代表中水年的设计保证率为50%。通过对年径流量系列或时段径流量系列频率计算，可推求指定频率的年径流量或时段径流量，即为设计年径流量或设计时段径流量。计算步骤一般如下：①计算点绘经验频率点；-7-某河某断面有1951～1979年共28年的逐月径流资料，现拟在该断面处兴建水力发电站，需要求出频率为95％的设计代表枯水年流量年内分配及频率为5％的设计代表丰水