工程水文及水利计算课程设计.docVIP

一、主要任务

课程设计的目的在于巩固所学基本理论知识，强化基本技能（包括图、表设计能力，数值计算能力，工程字书写能力，编写设计报告书能力，程序设计及计算机文字处理能力等）训练，提高分析问题、解决问题的能力，本课程设计以手工计算为主，结合上机实践，提高计算机应用能力。本课程设计主要任务，是在水文分析与计算的基础上进行水利计算，为水利水电工程设计提供主要水文依据。包括以下几方面。

（一）设计年径流计算

（二）设计洪水计算

（三）以灌溉为主水库兴利调节计算

（四）小型水电站水能调节计算

（五）规划设计水库防洪调节计算

二、基本资料

（一）某水库实测年径流资料系列表；

（二）某水库洪峰流量、时段洪量系列表；

（三）某水库典型洪水过程线表；

（四）某水库下游水位流量关系表；

（五）某水库特性资料表；

（六）某水库远景规划用水量及水量损失分配表；

三、工作要求

（一）设计年径流计算

根据附表1某水库实测年径流资料系列表进行设计年径流分析计算，得出该水库p=20%、50%、80%的设计来水过程线。其中CS=2.0CV。绘制不同频率来水过程直方图，要求绘于一张图上，以便于比较。

（二）设计洪水计算

根据表2、表3洪水资料分析计算，求得p=5%、1%、0.1%的设计洪水过程线。此设计洪水作为水库入库洪水。

（三）以灌溉为主水库兴利调节计算

1．设计用水资料。水库以灌溉为主，兼有少量发电，灌溉用水、水量损失资料见表1。

2.水库死水位的选择。应根据远景规划灌溉要求综合分析选定。为简化计算，选择规划设计推荐成果，取死水位Z死=304m，相应V死=92.3×106

3.兴利调节方案选择。

第一方案，以灌溉为主，不考虑发电，计入损失列表法不完全年调节计算，求得所需要的兴利库容和水库蓄泄过程。

第二方案，灌溉余水全部发电，计入损失按完全年调节计算，求得所需要的兴利库容。

首先确定蓄、供水期，分别计算相应的调节流量，最后列表按完全年调节计算所需的兴利库容。为简化计算，本水库灌溉期已定为5～9月，而9月分灌溉用水很少，可考虑放水发电，将余水按8个月平均分配到9～次年4月，各月发电用水量计算：

W电=（∑W来-∑W灌-∑W损）/8

第三方案，数理统计法多年调节计算。首先计算多年库容，V多计算，已知P=80%，调节系数α取0.80，将Q年换算成多年平均来水量W，根据已知CV查普列什柯夫线解图得β值后即可计算V多。V年计算，按WP=α×W计算设计来水量，年内分配取多年平均分配形式（见表1），远景要求灌溉余水全部用来发电，各月分配按第二方案，进行年调节计算。

4.方案比较。将各种方案的特征水位绘制在库容曲线图上，分析比较推荐最优方案。

5.采用差积曲线法推求各种方案的V兴，并与列表法成果相对照。

6.绘制各种方案的水库水位（蓄水量）过程线图，要求绘在同一张图上，对照检查，综合分析。

表1水库灌溉用水、水量损失和径流年内分配表

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

年

W灌（106

78.1

76.0

71.8

19.4

3.7

249

W损（106

1.1

1.2

1.7

0.6

1.6

0.8

0.7

0.7

0.8

1.0

0.9

0.9

12

径流年内分配（%）

0.7

0.4

1.1

9.3

16.3

14.8

17.4

18.5

8.9

6.9

4.1

1.6

100

（四）灌溉水库水能调节计算

1．水电站设计保证率选择。本水库以灌溉为主，水电站设计保证率与灌溉设计标准相同，取P=80%计。

2．设计保证出力NP计算。以P=80%设计来水、用水过程、水库下游水位流量关系（表4），计算设计保证出力NP。可以兴利调节计算中的第一方案或第二方案的计算表为基础计算NP。

3．正常蓄水位选择。正常蓄水位取兴利调节计算中第一方案或第二方案的的推荐成果，死水位假定308，按简化等流量调节计算。绘制不同死水位与相应保证率及保证电能的关系曲线。

4．多年平均年发电量计算。取P=50%的设计水平年型（见表2）计算多年平均年发电量。

表2水库设计年径流过程线表（m3/s）

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

年

Q80%

1.53

1.30

2.64

20.5

15.0

15.0

17.6

40.1

22.5

10.0

4.3

2.1

12.7

Q50%

1.32

0.97

1.36

21.0

20.3

26.5

87.6

32.9

14.1

9.36

5.05

1.34

18.6

（五）水库防洪调节计算

1．水库泄洪建筑物类型与泄流量计算。本水库拟设计开敞式溢洪道一座，另设有圆形灌溉输水洞一孔，汛期可参加泄洪。

（1）按Z限=Z堰=Z蓄确定溢洪道堰顶高程，Z蓄取用兴利调节计