水力计算案例分析

案例一年调节水库兴利调节计算

要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。

资料:

(1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。

(2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。

(3) V死=300万m3。

表1 水库来、用水及蒸发资料(P=75%)

表2 水库特性曲线

解：本题为考虑水库水量损失时计算兴利库容和正常蓄水位的列表见表3计损失的年调节计算表，下面是表的各列数据来源的说明

1，先不考虑损失情况，水库的兴利调节计算。将表1中的来水量和用水量分别列入表3的第（2）、（3）列。

2，根据来水量和用水量计算出该月份的余、缺水分别列入第（4）、（5）列中。

2，根据表中数据可以看出该年为二次运用，且V

3>V

2

，V

3

4

所以V

兴1

= V

2

+V

4

-V

3

=4213（万

m3）。

4，将水库蓄水量列入表3的第6列。

5，根据V

p =1／2（V

初

+V

末

）将月平均蓄水量列入第（7）列。

6，由蓄水库容查表2水库特性曲线得各月平均水面面积，并将其列入表3的第（8）列7，将蒸发标准列入第（9）列。蒸发损失水量=（8）×（9）÷1000将所得数据列入第（10）列得各月蒸发损失量。

8，由条件可知渗漏损失以相应月库容的1%计。所以由月库容乘上1％得各月的渗漏损失量列入（11）列。

9，总损失量由蒸发损失和渗漏损失构成。所以（10）+（11）就是总损失量将其列入第（12）列。

10，将考虑损失后的各月用水量列入第（13）列，由来水量和考虑损失后的用水量可得出考虑损失后的余、缺水量分别列入（14）、（15）列

11，同样根据余、缺水量可得该年是二次运用，且V

3>V

2

，V

3

4

所以V

兴

= V

2

+V

4

-V

3

=4430.03

（万m3）。

12，将考虑损失后的蓄水量和弃水量分别列入（16）、（17）列。

13，校核检查结果是否正确。水库经过充蓄和泄放到6月末，水库兴利库容应该放空，即

放到死库容300万m3 。由表3可知计算正确。再根据水量平衡方程∑W

来-∑W

用

-∑W

损

-∑W

弃

=0进行校核，即（2）-（3）-（12）-（17）=0，经校核计算结果正确。

14，根据所得兴利库容4430.03（万m3）查表2水库特性曲线图1可得正常蓄水位为865m。

所以V

兴=4430.03（万m3） H

正

=865m

案例二水库调洪演算

要求:

(1)推求拦洪库容；(2)最大泄流量qm 及相应时刻；(3)水库最高蓄水位；(4)绘制来水与下泄流量过程线

资料：开敞式溢洪道设计洪水过程线如下表1，水库特征曲线如表2，堰顶高程140m，相应容305×104m3，顶宽10m，流量系数m=1.6，汛期水电站水轮机过水流量QT=5m3/s，计算时段△t采用1h或0.5h。

表1 洪水过程线 (P=1%)

解：通过表2，画出水库水位-库容曲线如下图1

图1.水库水位-库容曲线

计算并绘制q~V ∆t +q

辅助线。

为了提高图解得精度，计算中V 值用的堰上库容，计算时段∆t =1h 。，计算过程见表3，

利用表中第（5）、（7）栏的相应数据绘制的辅助线如图2所示。

图2 q~V ∆t +q

辅助线

根据表3中水库水位z 和流量，绘制出水库水位与下泄流量曲线，水库水位与下泄流量曲线如图3.

图3 水位线与下泄流量的关系去线图

调洪计算求q-t 过程和水库水位过程。调洪的起始条件为为已知条件q=5m³/s 。 V

∆t

+q

=2.55m³/s ，水位Z=140m 。计算过程见下表，表4 表4 半图解发调洪计算表

时间 t （h ） 入库流量Q m /s

平均入库流量Q 平 m /s V ∆t +q 2 （m³/s) q （m³/s) 水库水位Z

(m) 0 5 17.7 2.5 5 140 1 30.3 15.2 7.9 140.3 2 55.5 42.9 50.2 19 140.91 3 37.5 46.5 77.7 30.1 141.35 4

25.2

31.4

78.9

30.8

141.38

1020304050607080901000

50

100

150

200

250

V ∆t +q

(m /s 139.5

140140.5141141.5142142.5143143.50

20

40

60

80

100

q （ /s ）

q (m /s )

Z （m ）

对于第一时段，Q1=5m/s，Q=30.3m/s,q1=5m/s,于是由q1查图2辅助曲

线得（V

∆t +q）=2.5m/s，代入式子V2

∆t

+q2=V1

∆t

+q1+Q

平

q1可以求得（V

∆t

+q）=15.2

m/s，以此查图2得q ==7.9m/s，用同样的方法以此类推，可以求出其他时段的泄量，并计入表4中。

由表4中的时间和来水流量、时间和下泄流量，在同一图中，绘制出入库流量与时间的曲线和下泄流量与时间的曲线，绘制的曲线如图4.

图4 入库流量与时间的曲线和下泄流量与时间的曲线

图4中，两条曲线的交点既是下泄流量最大点，也是水位最高点，由图查的q m=31.4 m/s T=3.45h。在图查的q m=31.4 m/s用此值可在图3中即可查的最高蓄水位Z m=141.4 m。

有在图3中查的的最高蓄水位Z m=141.4 m，用此值可在图1中查得拦洪库容V=370万m³。

案例三小型水电站的水能计算

11—5.某以发电为主的年调节水电站，其设计枯水年各月来水量如表11—10所示，该水库的兴利库容为110(m/s）∙月，供水期上游平均水位40m,下游平均水位20m，A=7，出力

倍比系数C=3.0.每月可按30.4d计算。

（1）推求水库供水期和蓄水期的调节流量（不计损失）。

（2）该水电站保证出力是多少？

（3）水电站的装机容量是多少（100KW的倍数）？

（4）3月份发电量是多少？

流量为