赋石水库课程设计

目录
赋石水库水利水电规划 (2)
设计任务 (2)
水文气象资料的搜集和审查 (2)
设计年径流量及其年内分配 (2)
选择水库死水位 (3)
1.绘制水库水位容积曲线 (3)
2.水位流量关系曲线 (4)
选择正常蓄水位 (5)
保证出力、多年平均发电量和装机容量的计算 (5)
1.设计代表年的月流量 (5)
2.保证出力计算 (6)
3.多年平均年发电量及装机容量的确定 (7)
推求各种设计标准的设计洪水过程线 (8)
选样 (8)
相关分析方法补全数据 (8)
频率计算 (10)
选择典型洪水过程线 (12)
用分段同频率放大法推求设计洪水过程线 (13)
推求水库防洪特征水位 (16)
泄洪规则及起调水位 (16)
防洪高水位的计算 (16)
设计洪水位计算 (17)
校核洪水位计算 (19)
坝顶高程计算 (20)
赋石水库水利水电规划
设计任务
1.选择水库死水位
2.选择正常蓄水位
3.计算电站保证出力和多年平均发电量。

4.选择水电站装机容量
5.推求设计标准和校核标准的设计洪水过程线
6.推求洪水特征水位和大坝坝顶高程
水文气象资料的搜集和审查
熟悉流域的自然地理状况，广泛搜集有关的水文气象资料。

经初步审查，降雨和径流等实测资料可用于本次设计。

设计年径流量及其年内分配
设计年径流量计算，求出频率为85%、50%、15%的年径流量。

根据年月径流资料和代表年的选择原则，确定丰、中、枯三个代表年，
选择水库死水位
1.绘制水库水位容积曲线
2.水位流量关系曲线
3.根据泥沙资料计算水库的淤积体积和水库的淤积高程（50年计算）
V 沙，年=(1+α)ρ0W 0m (1-Φ)r =(1+0.15)0.237*7.5*0.9*60*60*365*24(1-0.3)*1650 m 3=5.02*104 m 3
V 沙，总=T*V 沙，年=50*5.02*104=2.51*106 m 3
根据内插法
h 淤，积=55.2 m
在此基础上加上2m 安全值
h淤，死=55.2+2=57.2 m
4．根据水轮机的情况确定水库最低死水位
由水轮机情况与下游水位流量关系求得
h水轮机，死=47.2+16 m=63.2 m
5.综合各方面情况确定水库死水位
h综合，死=Max(h淤，死, h水轮机，死)=63.2 m
选择正常蓄水位
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，发电保证率为85%，灌溉及航运任务不大，均可利用发电尾水得到满足，因此，初步确定正常蓄水位为79.9m。

保证出力、多年平均发电量和装机容量的计算
1.设计代表年的月流量
2.保证出力计算
月平均流量分组 分组月
平均流量(m 3/s) 出现月份 累计出现月份 频率
（保证率） 保证时间(h) 上游水位(m) 下游水位(m) 水头损失(m) 净水头（m ） 出力N （kw ） 26以上 26以上 1 1 0.03 730 79.9 47.65 0.5 31.75 6547.76 23~26 24.5 3 4 0.11 2920 79.9 47.49 0.5 31.91 5864.27 20~23 21.5 2 6 0.17 4380 79.9 47.32 0.5 32.08 5173.23 17~20 18.5 1 7 0.19 5110 79.9 47.15 0.5 32.25 4474.65 14~17 15.5 1 8 0.22 5840 79.9 46.98 0.5 32.42 3768.52 11~14 12.5 2 10 0.28 7300 79.9 46.81 0.5 32.59 3054.85 8~11 9.5
1 11 0.31 8030 79.9 46.65 0.5 32.75 2333.63
5~8 6.5 6 17 0.47 12410 79.9 46.48 0.5 32.92 1604.87 2~5 3.5 5 22 0.61 16060 79.9 46.31 0.5 33.09 868.56 2以下2以下14 36 1.00 26280 79.9 46.20 0.5 33.20 373.50
出力保证率曲线
根据出力频率曲线，且设计保证率为枯水年(p=85%)可得N p=897.05 KW > 800 KW
符合标准，因此正常蓄水位为79.9米。

3.多年平均年发电量及装机容量的确定
出力历时曲线
装机年利用小时数h装=3440h，由出力历时曲线查得装机容量为5323.56 kw，。

多年平均发电量为△N*3600 k w·h=1.2*107 k w·h。

推求各种设计标准的设计洪水过程线
本水库为大（2）型水库，工程等级为Ⅱ级，永久性水工建筑级别为2级。

下游防洪标准为5%，设计标准为5%，校核标准为0.1%，需
要推求5%、1%、0.1%设计洪水过程线。

选样
按年最大值选样方法在实测资料中选取年最大洪峰流量及各历时洪量，根据洪水特性和防洪计算要求，确定设计历时为七天，控制历
时为一天和三天，因而可得洪峰和各历时的洪量系列。

相关分析方法补全数据
因七天洪量只有1957～1972年，所以可以用相关分析方法延长插补。

（用三天洪量与七天洪量进行相关分析）
三天洪量与七天洪量相关关系计算表
均值
s m X /67.321674.5223==
s m Y /63.4116
04
.6663== 均方差
221
16803
.667.321
)1(12
=-⨯
=--=∑=n K
x
n
i xi
x σ 48.221
16373
.463.411
)1(1
2
=-⨯
=--=∑=n K
y
n
i yi
y σ 相关系数
976.0372
.4803.6322
.5)1()
1()
1)(1(1
12
2
1=⨯=
----=
∑∑∑===n i n
i yi xi n
i yi xi
K K K K
r
回归系数
997.022
48.22976.0/=⨯==y x x y r
R σσ
Y 倚X 的回归方程
048.9997.0+=x y
所以可根据得出的回归方程以及已知的三天洪量可把缺少的七天的洪量值，列入下表。

频率计算
洪水频率计算表
洪峰流量平均值
=--+=∑∑+)(11
1n l i a j x l n a N x N X 387.16 m 3
/s 偏态系数
))()((111
v 11
22
∑∑+---+--=
a
n l i j x x l n a N x x N x C =0.58
通过估算值试求 Cv 和Cs ，通过配线求得接近值。

推算到Cs=2.6 ， Cv=0.75
拟合曲线如图
根据公式
)1(+=Cv Q Q P P ϕ计算个设计标准下洪峰。

各设计标准下洪峰表
选择典型洪水过程线
选择1963年为典型年 年份 洪峰 (m ³/s) 一日流量
(106m ³）
三日流量
(106m ³）
七日流量(106m ³）
1963
1160
55.6
86.6
95.9
洪峰(m ³/s) 24小时洪量(106m ³） 三天洪量(106
m ³） 七天洪量
(106m ³） p=5% 970.80 48.85 80.96 103.41 p=1% 1516.70 76.32 126.48 161.57 p=0.05% 2736.25 137.69 228.19 291.48
用分段同频率放大法推求设计洪水过程线
利用公式
推求放大倍比
并作图如下
设计、典型年倍比图
通过倍比设计洪水过程线
设计洪水过程线计算表格
时段 流量
p=5% p=1% p=0.05%
0 6 14.46 22.62 40.86 1 7 16.87 26.39 47.67 2 7 16.87 26.39 47.67 3 8 19.28 30.16 54.48 4 15 36.15 56.55 102.15 5 23 55.43 86.71 156.63 6 34 81.94 128.18 231.54 7 43 103.63 162.11 292.83 8 57 59.28 92.34 166.44 9 73 75.92 118.26 213.16 10 100 104 162 292 11 130 135.2 210.6 379.6 12 171 177.84 277.02 499.32 13 230 239.2 372.6 671.6 14
260 270.4 421.2 759.2
洪峰 (m ³/s) K Q 24小时洪量 (106m ³） K W 三天洪量
(106
m ³） K W3~1 七天洪量
(106
m ³）
K W7~3
典型年 1160 55.6 86.6 95.9
p=5% 970.8 0.84 48.85 0.88 80.96 1.04 103.41 2.41
p=1% 1516.7 1.31 76.32 1.37 126.48 1.62 161.57 3.77 p=0.05% 2736.25 2.36 137.69 2.48 228.19
2.92 291.48
6.81
3D
7D P 3P 77D 13D P 1P 33D
1P 11MD
MP Qm W -W W -W K W -W W -W K W W K Q Q K =
=
==
15 317 329.68 513.54 925.64
16 335 348.4 542.7 978.2
17 362 318.56 495.94 897.76
18 373 328.24 511.01 925.04
19 350 308 479.5 868
20 330 290.4 452.1 818.4
21 315 277.2 431.55 781.2
22 305 268.4 417.85 756.4
23 293 257.84 401.41 726.64
24 293 257.84 401.41 726.64
25 445 391.6 609.65 1103.6
26 575 506 787.75 1426
27 675 594 924.75 1674
28 805 708.4 1102.85 1996.4
29 915 805.2 1253.55 2269.2
30 1000 880 1370 2480
31 1060 932.8 1452.2 2628.8
32 1130 994.4 1548.1 2802.4
33 1160 974.4 1519.6 2737.6
34 1060 932.8 1452.2 2628.8
35 950 836 1301.5 2356
36 864 760.32 1183.68 2142.72
37 760 668.8 1041.2 1884.8
38 660 580.8 904.2 1636.8
39 617 542.96 845.29 1530.16
40 470 413.6 643.9 1165.6
41 370 384.8 599.4 1080.4
42 306 318.24 495.72 893.52
43 260 270.4 421.2 759.2
44 235 244.4 380.7 686.2
45 227 236.08 367.74 662.84
46 240 249.6 388.8 700.8
47 253 263.12 409.86 738.76
48 269 279.76 435.78 785.48
49 277 288.08 448.74 808.84
50 286 297.44 463.32 835.12
51 295 306.8 477.9 861.4
52 290 301.6 469.8 846.8
53 263 273.52 426.06 767.96
54 277 288.08 448.74 808.84
55 265 275.6 429.3 773.8
56 253 263.12 409.86 738.76
57 245 254.8 396.9 715.4
58 235 244.4 380.7 686.2
59 224 232.96 362.88 654.08
60 212 220.48 343.44 619.04
61 205 213.2 332.1 598.6
62 192 199.68 311.04 560.64
63 180 187.2 291.6 525.6
64 161 167.44 260.82 470.12
65 155 161.2 251.1 452.6
66 145 150.8 234.9 423.4
67 130 135.2 219.024 379.6
69 118 122.72 198.8064 344.56
70 103 107.12 173.5344 300.76
71 97 100.88 163.4256 283.24
72 92 95.68 155.0016 268.64
73 85 88.4 143.208 248.2
74 82 85.28 138.1536 239.44
75 79 82.16 133.0992 230.68
76 65 67.6 109.512 189.8
77 55 57.2 92.664 160.6
78 43 44.72 72.4464 125.56
79 41 98.81 154.57 279.21
80 33 79.53 124.41 224.73
81 36 86.76 135.72 245.16
82 43 103.63 162.11 292.83
83 49 118.09 184.73 333.69
84 53 127.73 199.81 360.93
85 50 120.5 188.5 340.5
86 48 115.68 180.96 326.88
87 47 113.27 177.19 320.07
88 46 110.86 173.42 313.26
89 44 106.04 165.88 299.64
90 43 103.63 162.11 292.83
91 41 98.81 154.57 279.21
92 39 93.99 147.03 265.59
93 37 89.17 139.49 251.97
94 35 84.35 131.95 238.35
95 34 81.94 128.18 231.54
96 33 79.53 124.41 224.73
97 32 77.12 120.64 217.92
98 31 74.71 116.87 211.11
99 30 72.3 113.1 204.3
通过计算表做出下图
设计供水过程线
推求水库防洪特征水位
泄洪规则及起调水位
起调水位（防洪限制水位）为78.4m ，相应库容83.5*106 m 3根据水库下游防洪要求，等于或小于20年一遇的洪水，只放发发电用水（17m 3/s ），其余全部拦蓄在水库里，超过20年一遇的洪水，溢洪道和泄洪洞共同泄洪，自由泄流。

防洪高水位的计算
用20年一遇的洪水过程线，初除下泄发电用水（17m 3/s ）外，其余蓄在水库，则总蓄水量加在防洪限制水位上，则可得防洪高水位。

利用公式 ()t 2
Q Q 2
Q W n 1
n 1
i i 1△+
+=∑-=
求得
36m 100.86⨯=总W
由水位容积曲线查得，起调水位为78.4m 时
V=83.488×106m 3
所以水库里的库容为
3636m 1049.169m 1083.490.86⨯=⨯+=+=）（总总W V V
由水位容积曲线查得
h=87.95 m 即防洪高水位为
H 防洪=87.95 m
设计洪水位计算
用百年一遇的洪水过程，从防洪限制水位开始，先按发电量17 下泄，其余蓄在水库里。

待蓄至防洪高水位时，打开溢洪道闸门和泄洪洞闸门。

通过调洪演算，得出设计洪水位、拦洪库容和相应最大的下泄流量。

水位、流量、容积关系表 水位(m)
80 81 82 83 84 85 流量(m 3/s)
332 336 341 347 351 354 容积（*106m 3） 94.4 102.8 111.3 120 129 138.6 水位(m)
86 87 88 89 90 91 流量(m 3/s)
358 362 370 481 874 1460 容积（*106m 3） 148.3
158.8 170 181.5
194.5
207.5
通过此表作关系图
水位、流量、容积关系图
根据流量调度建立水库调洪计算表格
水库调洪计算表格
根据表格制图
时间（h ）
时间段
t ∆（h ） Q(m 3/s)
2(1i i ）++Q Q t ∆⨯∆Q q(m 3/s) 2
(1i i ）++q q t q ∆⨯∆ V(m 3) Z(m) 0 9 22.62 70.44 2282256 17 168.5 5459400 8.35E+07 78.3 9
118.26
320
8.03E+07
77.5 9
314.635
10194174
323
10465200
18
511.01
326
8.01E+07 76.2 9
717.88
23259312
328
10627200
27
924.75
330
8.01E+07 76.3 9
1054.215 34156566
334
10821600
36
1183.68
338
1.03E+08 80.5 9
775.71
25133004
338
10951200 45
367.74
338
1.03E+08 81.2 9
408.24
13226976
337.5
10935000
54
448.74
337
1.06E+08 81.5 9
370.17
11993508
337.5
10935000
63
291.6
338
1.06E+08 81.6 9
223.3
7234920
337.5
10935000
72
155
337
1.02E+08 81.3 9
145.36
4709664
336.5
10902600
81
135.72
336
1.02E+08 81.2 9
148.915
4824846
335
10854000
90 162.11 334
9.59E+07 80.1 9
137.605
4458402
350
11340000
99
113.1
333
9.59E+07
80.1
根据表格求出
最大泄洪量q m=338 m³/s
拦洪库容V l拦=（106-78.4）×106m3=27.6×106 m3
设计洪水位 h社=80.59 m
校核洪水位计算
使用2000年一遇洪水进行水库调洪校核
水库调洪计算表格
时间（h）时间段
t∆（h）
Q(m3/s)
2
(
1
i
i
）
+
+Q
Q
t∆
⨯
∆Q q(m3/s)
2
(
1
i
i
）
+
+q
q
t
q∆
⨯
∆V(m3) Z(m)
9 40.86
127.01 4115124
17
168.5 5459400
8.35E+07 78.3
9 213.16 320 8.22E+07 77.5
9 569.1 18438840 323 10465200
18 925.04 326 9.01E+07 76.2
9 1299.52 42104448 328 10627200
27 1674 330 9.01E+07 76.3
9 1908.36 61830864 342.5 11097000
36 2142.72 355 1.41E+08 85.3
9 1402.78 45450072 355.5 11518200
45 662.84 356 1.41E+08 85.4
9 735.84 23841216 357.5 11583000
54 808.84 359 1.53E+08 86.5
9 667.22 21617928 359.5 11647800
63 525.6 360 1.53E+08 86.4
9 397.12 12866688 360.5 11680200
72 268.64 361 1.54E+08 86.7
9 256.9 8323560 361 11696400
81 245.16 361 1.54E+08 86.8
9 268.995 8715438 360 11664000
90 292.83 359 1.51E+08 86.3
9 248.565 8053506 358.5 11615400
99 204.3 358 1.51E+08 86.2
根据水库调洪计算表格制图
根据表格求出
最大泄洪量q m=361 m³/s
拦洪库容V l拦=（138-78.4）×106m3=59.6×106 m3
设计洪水位 h社=86.7 m
坝顶高程计算
5
21
根据公式计算
m 41.323.253.11k R 1A 012.02gH cos e 50.113.2/19.3)(00625.036.24)(0386.05.25175.15.1%
12m
2%2231261%22212m =⨯==+=
==========⨯==∆R R m
L h m k D KW h h m g W W
gD W h m g W W
gD L m
m W W m m w
m m β 因此
85.012m
10.0123.4180.59A e %1=+++=+++=R h Z 设坝，设
校核计算 m 03.223.291.01k R 0.5A m 005.02gH cos e m 82.013.2/74.1)(00625.024.16)(0386.017%
12m
2%2231261%22212m =⨯==+=
===========∆R R m
L h m k D KW h h m g W W
gD W h m g W W
gD L m
W W m m w
m m β 因此
93.74m
0.50.0052.0386.7A e %1=+++=+++=R h Z 校坝，校 综上，坝顶高程 m 74.93,ax ==）（坝，设坝，校Z Z M Z。