第一部分 课程设计指导书

第一部分课程设计指导书

一、课程设计目的和要求

（一）目的

《水利水能规划》课程设计是继《工程水文学》和《水利水能规划》课程之后的实践教学环节，是依据经水文分析计算后提供的设计年径流、设计洪水、泥沙特征等成果，按照工程设计标准，通过兴利调节计算、水能计算和调洪计算等，分析确定水资源利用工程的规模，并为水资源利用工程的调度运行提供相应的特征参数。

通过课程设计，学生将所学的理论知识应用于工程实践，全面掌握水利水能规划的计算原理、方法，了解水资源利用工程设计中水利计算部分的基本程序，训练学生的知识运用能力与实际动手能力。同时，设计过程中利用计算机作为计算工具，巩固了学生的计算机操作知识，以提高学生综合素的培养。

（二）要求

任课教师提前布置设计的内容与任务，学生集中在课程设计专门教室独立完成，教师全程辅导。

在设计时应着重理解水资源利用工程中水利水能计算和分析的全过程和各个环节间的前后联系与配合关系。要求每个学生独立完成，课程设计结束后，学生每人提交课程设计书说明书一份，按规范要求打印。要求设计思路正确，结论可靠，成果质量高。

二、课程设计的内容

（一）水文分析计算

根据工程设计要求，水文计算内容包括基本资料的搜集整理和复核、径流分析计算、设计洪水计算、泥沙分析计算、水位分析计算和水位流量关系拟定、气象要素水面蒸发水质水温和冰情分析计、水文测报系统设计、其他水文要素分析计算。

水文计算依据的资料系列应具有可靠性、一致性和代表性。工程地址和邻近河段缺乏实测水文资料时，应根据设计要求及早设立水文测站或增加测验项目。

水文计算方法应科学、实用，对计算成果应进行多方面分析，检查论证其合理性。水文资料短缺地区的水文计算，应采用多种方法，对计算成果应综合分析，合理选定。

水文计算应深入调查研究，搜集、整理、复核基本资料和有关信息，并分析水文特性及人类活动对水文要素的影响。

1、设计年径流分析的计算

（1）分析依据

a) 水利水电工程水文计算规范SL278-2002

b) 小型水力发电站水文计算规范SL77-94

c) 水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93

（2）分析方法

设计年径流分析时，根据资料情况不同，采用的方法有所区别：

a) 当具有长期（30年以上）实测资料时，首先对年径流资料进行可靠性、一致性、代表性分析。在工程实践中，如果资料的一致性遭受破坏，一般主要采用分项调查法对资料进行还原。对资料的代表性主要采用长短系列对比分析法进行分析；其次对通过

“三性审查”的资料进行频率分析，求得年径流的统计参数和不同频率情况下的年径流值；最后通过对实测径流年内变化过程分析，按照一定的原则选择典型年，采用同频率或同倍比的方法分析不同频率年径流的年内分配过程。

b) 当具有短期实测资料时，首先对上下游、干支流或相似流域具有长期观测资料的水文测站进行分析，选择参证站；其次，根据参参证站资料对设计站的资料进行插补展延，求得其长期进流系列。最后采用频率分析方法，求得年径流的统计参数和不同频率情况下的年径流值及其年内分配过程。

c) 当无实测资料时，通常采用水文比拟法、等值线图法或者经验公式求得年径流的统计参数和不同频率情况下的年径流值及其年内分配过程（参考教材）。

对一些无调节的水利水电工程，还要求对日流量进行分析计算，主要提供日流量～频率历时曲线。 （3）提供成果

年径流频率曲线、年径流频率计算成果（表1）、不同频率年径流的其年内分配过程（表2）、日流量～频率历时曲线。

表1 ***(工程名称)年径流频率计算成果表

W （Q ）

V C

Cv

Cs

不同频率的年径流量W P （Q P ） 计算 采用 计算 采用 20% 25% 30% 50% 70% 75% 80% 85% 90%

表2 ***(工程名称)部分频率年径流量的年内分配

频率 代表年 单位 月 份

全年

%

108m3

m3/s

2、设计洪水分析

（1）分析依据

设计洪水分析依据水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93。

不同类型的水利工程设计洪水分析的深度和内容有一定的差异。对具有调节能力的水库工程，要求分析设计洪水过程线；而对无调节能力的工程，如堤防、桥梁、涵洞以及引水式水电站，一般只要求分析设计洪峰流量。

对设计洪水计算过程中所依据的基本资料计算方法及其主要环节采用的各种参数和计算成果应进行多方面分析检查论证其合理性，计算短缺资料地区设计洪水和可能最大洪水时应尽可能采用几种方法对各种方法计算的成果应进行综合分析合理选定。

对大型工程或重要的中型工程用频率分析法计算的校核标准设计洪水应计算抽样误差，经综合分析检查后如成果有偏小的可能应加安全修正值一般不超过计算值的20%。当工程设计需要时可用水文气象法估算可能最大暴雨再推算可能最大洪水。

（2）分析方法

根据资料情况不同，采用的方法也不同：

a) 当坝址或其上下游临近地点具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料，并有调查历时洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。

b) 工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料，并有暴雨洪水对应关系时，可采用频率分析法计算设计暴雨，推求设计洪水。

c) 工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料进行地区综合分析估算设计洪水。 (3)提供成果

年最大洪峰流量及不同历时洪量频率曲线、年最大洪峰流量及不同历时洪量统计参数、不同重现期年最大洪峰流量及不同历时洪量值（表3、表4）），设计洪水过程线。

表3 ***(工程名称)洪峰流量分析成果表

m Q （m 3/s ）

V C

Cv

Cs

不同频率洪峰流量Q P （m 3/s ）

计算 采用 计算 采用 0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 3.3 5 10

表4 ***(工程名称)不同历时洪量分析成果表

历时 m W （m 3/s ）

V C

Cv

Cs 不同频率洪量W P （m 3/s ）

计算 采用 计算 采用

0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 3.3 5 10

（二）水利计算

水利水能规划应根据项目所在的江河自然条件、河流特点及社会发展的要求，按照保证工程安全及综合利用水资源使获得的经济、社会和环境总体最佳的原则，分析计算综合治理规划和工程设计方案的各项水利指标。水利工程防洪、治涝及灌溉、供水、发电的设计标准和设计保证率应根据各部门要求及规范规定确定。水利工程的设计水平年，应根据其重要程度和工程寿命确定。一般水利工程可采取设计和远景两个水平年。

其具体内容主要包括确定水库兴利库容、正常蓄水位的水库兴利调节计算，确定水电站多年发电量、装机容量的水电站水能计算以及确定水库防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位及坝高的调洪演算。