aaaaa-水资源规划毕业设计

aaaaa-水资源规划毕业设计内容摘要：

电站的工作容量，因而称它为重复容量。 本次设计 N 重 采用经济利用小时数 h 经济 =2500h。 补充千瓦利用小时数计算是确定重复容量的关键，但其核心是计算不同重复容量的多年平均电能，多年平均电能 的计算与调度图或调度规划有关，本次设计调度按以下规则操作： 1．当时段初水位位于防破坏线内时，时段出力 Nt=Np。 2．汛期时段初水位位于加大出力区时，按加大出力线工作，即Nt=Ni。 沅水五强溪水库水利计算 22 3．段初水位在防破坏线以上时，使时段水位尽可能向防破坏线上靠，同时要考虑装机容量的限制。 4．当满装机发电，且水位超过 Z 防限 或 Z 正 时，才允许弃水。 现以方案一计算重复容量的选择及多年平均电能计算。 假设重复容量 N 重 等于 0、 1 20 万 kw 时，分别计算新系列多年平均发电量 E 及重复容量年利用小时数 h，计算结果见表。 因重复容量年利用小时数 h 均小于 h 经济 =2500h，故方案一重复容量为 0。 表 重复容量计算表（方案一） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 5 2020 10 2020 15 2120 20 1800 其余三个方案的 多年平均发电量 E及重复容量年利用小时数 h 计算结果见表 ~表。 从表 可以看出，方案四的 重复容量年利用小时数 h 均小于 h 经济=2500h，故方案四重复容量为 0。 根据表 和表 中计算结果，点绘 N 重 ～ h 利 曲线，再根据 h 经济=2500h 确定方案二 N 重 =6 万 kw；方案三 N 重 = 万 kw。 沅水五强溪水库水利计算 23 表 重复容量计算表（方案二） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 2 122. 05 2300 4 2550 6 2500 8 2100 表 重复容量计算表（方案三） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 10 3400 20 4280 30 2280 40 2020 表 重复容量计 算表（方案四） 必需容量 (万 kw) 重复容量 (万 kw) 装机容量 (万 kw) 多年平均发电量 (亿 ) 年发电量差值 (亿 ) △ E 利用小时数 (h) 0 2 2200 4 2100 6 2020 8 1900 沅水五强溪水库水利计算 24 装机容量的确定 装机容量由必须容量和重复容 量确定，但由于回水对上游风滩电站的影响，应在方案一和方案二中扣除风滩电站的多年平均减少电能。 各方案的装机容量分别为： 方案一： Ny=N 必 +N 重 =+0= 万 kw； 方案二： Ny=N 必 +N 重 =+6= 万 kw； 方案三： Ny=N 必 +N 重 =+= 万 kw； 方案四： Ny=N 必 +N 重 =+0= 万 kw。 多年平均电能计算 利用上述计算结果点绘 Ny（ Ny=N 必 +N 重 ）～ E 的关系图，查得各方案多年平均发电量。 方案一： E=－ = 亿 ； 方案二： E=－ 0= 亿 ； 方案三： E= 亿 ； 方案四： E= 亿 ； 沅水五强溪水库水利计算 25 3 防洪计算 水库调洪计算 五强溪水库工程等别为一等，按 P=%洪水标准设计、 P=%洪水标准校核。 水库下游防洪标准为 P=5%，安全泄洪量 q 安 =20200m3/s。 本次设计防洪计算的任务包括上述三种洪水标准的调洪计算。 利用五强溪水库入库典型洪水，调洪计算采用多级调节方法，具体的调洪规则如下： 1．起调水位为 汛前限制水位。 2．当水库洪水流量小于汛前限制水位相应的下泄能力，且小于安全泄量时，控制闸门，让泄流量等于来水量水库水位维持在汛期水位不变。 3．当水库入流量超过汛前限制水位相应的下泄能力，而小于下游安全泄量时，打开闸门自由泄流，水库水位上升，下泄量随之增大。 4．当自由泄流量超过安全泄量时，控制 qt=q 安 ，直至调节计算结束，所得最高水位为防洪高水位。 5．当水库水位不及防洪高水位时，控制 qt=q 安 ，当水库水位升高至防洪高水位时，闸门全开，自由泄流，得调洪后的最高水位。 溢洪设备的选择本身是一个经济问题，它 是权衡上下游洪灾损失的重要参数，而且泄洪设备还受材料最大应力强度及闸门结构限制、下游岩基状况及消能设备情况的影响。 自由泄流时采用公式： Q=； 沅水五强溪水库水利计算 26 孔口出流是采用公式： Q=nωμ (2gH)1/2； μ =－ 对于千年一遇洪水调节计算得设计洪水水位及相应最大下泄流量，对万年一遇洪水进行调节计算得校核水位及相应最大下泄流量，并根据求得的校核洪水位，确定总库容。 在调洪计算过程中，对闸门控制泄流情形，利用水量平衡方程式推求求得，但对于自由泄流情形则需求解隐式方程组。 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t q=f(v) 本次设计按如下步骤试算求解： ①、假定 qt=q(0)； ②、 Vt=Vt－ 1+[(Qt+Qt－ 1)/2－ (qt+qt－ 1)/2]Δ t； ③、由 Vt 查 q=f(v) 曲线得相应下泄流量 q(1) ； ④、若 |q(0)－ q(1)| ε，转下时段，否则假定 q(0)=q(1)重新进行计算。 ⑤、确定防洪高水位、设计洪水位及校核洪水位，确定相应库容。 各方案水库调洪计算结果见表。 各方案水库调洪计算详细结果见附表。 沅水五强溪水库水利计算 27 表 水库各方案调洪计算成果表 项 目 单位 方案一 方案二 方案三 方案四 正常蓄水位 m 120 115 108 100 正常库容 亿 m3 汛限水位 m 120 115 汛限库容 亿 m3 死水位 m 死库容 亿 m3 防洪高水位 m 防洪库容 亿 m3 设计洪水位 m 校核洪水位 m 调洪库容 亿 m3 总库容 亿 m3 坝顶高程的确定 坝顶高程计算公式如下： 坝顶高程 1=设计洪水 +风浪高 +安 全超高 1 坝顶高程 2=校核洪水 +风浪高 2+安全超高 2 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ 风浪高的计算公式； Δ h=式中 V 为风速，以 m/s 计，设计风速 12m/s，校核洪水时风速乘以； D 为吹程，为 15km 计。 安全超高由规范据坝质、坝型而规定（ ～）。 设计洪水时取 ，校核洪水时取。 沅水五强溪水库水利计算 28 经计算：Δ h 设计 =；Δ h 校核 =。 则各方案坝顶高程为： 方案一：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高 程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案二：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案三：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 方案四：坝顶高程 1=；坝顶高程 2=。 坝顶高程 =max｛坝顶高程 1，坝顶高程 2｝ =。 五强溪水电站各项水利指标见表。 沅水五强溪水库水利计算 29 表 水 利指标成果统计表 序号 项 目 单位 指 标 方案一 方案二 方案三 方案四 1 正常高水位 m 120 115 108 100 2 设计洪水位 m 3 校核洪水位 m 4 死水位 m 5 防洪限制水位 m 120 115 6 防洪高水位 m 7 总库容 108m3 8 兴利库容 108m3 9 防洪库容 108m3 10 结合库容 108m3 0 0 11 设计洪水最大泄流量 m3/s 35574 40732 43993 49205 12 校核洪水最大泄流量 m3/s 42940 50267 53290 59004 13 保证出力 104kw 14 工作容量 104kw 15 备用容量 104kw 30 25 20 15 16 重复容量 104kw 0 6 0 17 重复容量年利用小时 h 0 2500 2500 0 18 径流利用系数 19 装机容量 104kw 20 多年平均发电量 21 库 容系数 22 调节系数 沅水五强溪水库水利计算 30 4 经济计算 投资、运行费、效益是进行经济分析的三大主要经济指标。 经济建设追求的目标是净经济效益最大化。 当不同工程方案的效益相同时，该目标等价于费用最小。 根据“电力工程经济分析条例”规定，水电工程的经济比较采用年费用最小法，即在同时满足向电网提供的电力、电量要求和其它综合效益的前提下，所选最优方案的投资、运行费的总费用为最小。 由于不同工程规模生产电力、电量是不同的，为满足方案的可行性，必需选择最优等效代替方案，本设 计选用火电站作为代替措施。 本次毕业设计要求考虑资金的时间价值，采用折现率 r0=；对代替火电站使用寿命与水电站不一样长，采用等额重置处理。 本工程计算资金流程是进行经济分析的主要内容，以年费用最小为经济比较准则，通常以效益最大方案为基准，效益最大的方案只需计算本方案本身的投资与运行费；而对其它效益较小的方案，不仅要计算本方案本身的投资与运行费，而且要计算等效代替措施的投资和运行费。 方案一工程费用 工程投资 本工程最大坝高 ，永久建筑物投资估算 63388 万元；装机容量 万 kw，机电设备投资估算 27628 万元；临时工程、其它工程和费用（包括施工机械、其它费用）、预备费用 71333 万元，合计 162349万元。 沅水五强溪水库水利计算 31 永久性建筑物、机电及临时工程、预备费用等的总和称为总投资，总投资的逐年分配比例见表。 表 总投资的逐年分配表（方案一） 年份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计 投资比例 100% 投资额 （万元） 162349 设备回收额（万元） 小计（万元） 工程投资为每年年初支出，设备回收残值为年末收回。 水库补偿投资 水库淹没及移民补偿投资 80000 万元。 水库补偿投资于第一台机组发电前一年结束，施工第二年开始移民，补偿投资总值逐年分配见表。 补偿投资为每年年初支出。 表 补偿投资总值逐年分配表（方案一） 年份 2 3 4 5 6 7 8 合计 分配比例 100% 补偿投资额（万元） 10000 10000 13360 13040 13040 10320 10240 80000 工程年运行费 工程正常年运行费包括电站运行费、大修费、水库补偿提成三个部分。 运行费为年末投入。 1．水电站运行费 u1 u1=运行费定额装机容量 =2 元 /kw 104kw=287 万元。 沅水五强溪水库水利计算 32 2．大修费 u2 大修费包括水工建筑物、房屋交通工程和机电设备三部分组成。 ①水工建筑物大修费 u21 查毕业设计提供的基础资料得 u21=362 万元。 ②房屋、交通工程大修费 u22 查毕业设计提供的基础资料得 u22= 万元。 ③机电设备大修费 u23 查毕业设计提供的基础资料得 u23= 万元。 u2= u21+。