水利计算课程设计.docx
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水利计算课程设计
YY水电站水利计算课程设计
----水文水利计算课程设计（任务一）
姓名：
当代雷锋
班级：
13水利1班
学号：
20133039
目录
YY水电站水利计算课程设计1
一、基本资料1
1.1地理位置1
1.2水文与气象1
1.2.1气温1
1.2.3降水量1
1.2.4蒸发量2
1.3水文特性2
1.4厂区水位流量关系6
1.5水库面积、容积关系6
1.6泥沙6
1.7工程地质7
1.8给定的设计控制数据8
二、水文水利计算8
2.1兴利调节8
2.1.1确定工程的等级和建筑物的级别8
2.1.2确定死水位8
2.1.3确定兴利库容的大小和设计保证率9
2.1.4确定水文年度9
2.1.5径流调节计算9
2.1.6计算平均多年发电量及
10
一、基本资料
1.1地理位置
YY水电站位于O江支流LQ溪上，坝址以上流域面积为2761平方公里。
LQ溪发源于闽、浙、赣三省交界的仙霞岭，河流全长153公里，直线长度77公里，平均宽度36公里。
除LQ县附近及赤石、仁三等三处有小片盆地外，其余多为峡谷，河床覆盖多以大石块和卵石组成，险滩较多。
本流域东侧与O江支流小溪相邻，西侧与钱塘江支流乌溪江相邻，南侧为闽江支流松溪，北侧为O江支流松阴溪。
河流四周均为岭南山系动官山脉所包围，山脉走向与河流流向一致，最高峰黄茅尖高达1921m，流域平均高度662m，河道坡降上游陡、下游缓，平均坡降为6.32‰~0.97‰。
因河道陡，河槽调蓄能力低。
汇流快，由暴雨产生的洪水迅涨猛降，历时短，传播快，所以一次洪水过程尖瘦，属于典型的山区性河流。
LQ溪是浙江省木材主要产地，境内森林茂盛，植被良好，水土流失不严重。
本工程为O江干支流域规划的五个梯级开发中的一级，以发电为主，兼顾航运、放木以及防洪等综合效益。
电站建成后主要承担华东电网调峰并供电温州、丽水，将使得温、丽地区通过220千伏输电线路联系，形成浙南电力系统。
为解决建坝后LQ木材的流放和航运的发展，大坝左岸专门设置有货筏过坝建筑物。
水库有1.53亿立方米的防洪库容，用以减轻下游丽水、碧湖地区的防洪压力。
该电站为大
（1）型水电站，工程等级为一级，主要建筑物等级为1级，次要建筑物等级为3级，临时建筑物等级为4级。
1.2水文与气象
1.2.1气温
本流域地处浙江东南沿海山区，属于温带季风气候，气候温和，坝址区历年平均气温17.3℃，月平均最低气温13℃，最高气温30.7℃，实测最高气温40.7℃，最低-8.1℃。
1.2.2湿度
流域内气候湿润，历年相对平均湿度79%，其中以6月份的87%为最大，一月份的74为最小，实测相对最小湿度为8%。
1.2.3降水量
本流域距东海仅120~180公里，水汽供应充沛坝址以上流域年平均雨量为1833.8mm，但在年内分配很不均匀，3~9月份占年雨量的80.5%，其中5~6月份为雷雨季节，降雨量占年雨量的三分之一，往往形成起伏连绵的洪水，本流域暴雨常常出现在此期间，实测最大24小时雨量为236.8mm（道太站），7、8、9月份会受台风过境影响，时有台风暴雨影响，也有暴雨出现，最大24小时雨量曾达145.4mm（木岱口站）。
流域多年平均降水日数为172天，最多达201天，最少145天。
根据坝址附近云和站按雨量分级统计的历年各月平均降水日数如下表：
表1-1分级统计历年各月平均降水日数表
雨量月
分级
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
≥0.1
8.6
11.7
17.3
16.5
20.4
16.9
11.6
12.9
13.4
8.6
8.4
10.1
156.2
≥5.0
3.3
5.9
9.1
9.6
12.4
10.9
6.1
5.6
6.2
3.1
2.8
2.9
77.9
≥10.0
1.5
3.5
5.2
6.2
8.7
8.2
3.9
4.1
4.2
1.7
1.5
1.2
49.6
≥20.0
0.5
1.0
1.6
2.8
4.4
5.0
1.9
2.3
2.3
0.5
0.7
0.2
23.2
≥30.0
0.1
0.4
0.4
1.3
2.8
3.4
1.1
1.4
1.7
0.3
0.3
0.1
13.2
≥50.0
0
0.2
0.2
0.2
1.1
1.5
0.5
0.7
0.7
0.2
0
0
5.3
注：
雨量分级以毫米计。
1.2.4蒸发量
库区的蒸发量以道太站为代表，1957~1972年的平均蒸发量为867.4mm（口径80mm蒸发皿所测），其中以1957年7月185.7mm为最大，1970年12月16.7mm最小，水库水面年蒸发量以80厘米蒸发皿观测值的109%计算为945.5mm。
1.2.5风速、风向
本流域4~8月为东南风，1~3月、9~12月为东北风及西北风。
历年平均风速为1.15m/s，出现在1970年4月，风向西北偏西。
根据电站附近各地实测最大风速记录，坝址区可能发生的最大风力为11级，相当于风速32m/s。
1.3水文特性
YY坝址与石富站流域面积仅差41平方公里，占控制流域面积的15%，股坝址处流量资料均不加改正，直接可以使用石富站的资料。
1.3.1年径流量
石富站根据实测及插外延长的1951至1976年共26年径流资料，求的多年平均流量为100m3/s，见表1-2.
表1-2石富站历年月平均流量表m3/s
流量月
年份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
1951
23.3
68.6
249
320
86.0
299
62.4
19.4
34.5
20.5
18.3
28.2
102
1952
25.8
84.7
227
123
288
238
314
84.9
107
43.3
16.4
15.8
131
1953
47.8
59.0
114
134
313
334
34.2
74.6
144
36.6
123
95.7
126
1954
80.4
53.4
93.1
277
417
594
227
74.2
18.8
10.6
9.49
10.6
156
1955
10.0
74.2
79.9
96.5
242
380
67.2
54.1
16.3
4.45
7.02
4.97
86.1
1956
8.44
26.8
122
96.1
381
146
13.7
31.7
258
28.2
13.9
10.1
94.7
1957
14.2
49.0
87.7
197
243
97.5
19.3
20.7
14.9
38.9
13.6
17.7
67.8
1958
16.0
42.0
184
217
401
68.1
49.8
33.5
146
43.5
13.9
9.64
102
1959
18.2
38.5
104
359
247
413
122
60.1
157
12.7
18.6
16.3
130
1960
30.5
12.4
71.2
175
161
316
46.8
162
25.2
7.98
7.12
7.74
85.2
1961
21.4
125
145
159
266
352
28.4
31.0
43.2
14.3
15.7
21.4
101
1962
23.0
8.82
108
191
440
372
191
119
91.1
61.8
34.2
18.3
138
1963
10.2
12.3
20.4
61.8
128
218
39.0
50.5
69.6
10.3
23.7
11.6
54.6
1964
73.1
52.6
69.5
75.7
139
447
33.6
45.1
16.6
26.7
9.61
5.96
82.9
1965
5.82
30.0
41.6
198
90.7
281
44.5
113
20.0
51.8
67.5
84.2
85.7
1966
60.1
70.3
115
245
52.1
252
167
19.1
54.4
16.2
15.0
23.4
90.8
1967
10.8
47.0
83.0
138
222
267
52.9
9.84
51.8
5.43
8.04
7.52
75.3
1968
5.41
19.0
46.7
110
147
374
350
23.4
23.0
28.4
8.74
13.3
95.7
1969
44.7
118
129
79.3
399
242
122
48.2
82.7
25.2
19.6
11.3
110.1
1970
24.3
33.9
177
204
246
336
161
25.9
43.8
52.3
18.2
42.1
113.7
1971
15.3
19.5
16.5
45.9
83.6
192
11.7
10.2
76.6
19.4
8.72
16.2
43.0
1972
8.98
96.2
36.6
62.8
156
146
56.1
174
22.2
19.3
22.8
25.7
68.9
1973
54.5
39.6
103
234
455
389
162
24.9
76.9
49.9
13.9
8.64
134.3
1974
15.9
51.7
32.5
28.5
148
321
82.4
108
14.9
38.4
46.5
51.5
78.3
1975
33.4
104
110
403
471
238
78.1
108
62.0
78.0
47.0
53.9
148.9
1976
16.8
50.5
121
192
139
449
262
26.5
22.3
45.5
20.3
18.3
113.6
平均
26.7
53.3
103.3
170.1
244.7
298.5
107.6
59.7
65.1
30.4
23.9
24.2
100.6
占年内%
2.23
4.41
8.56
14.1
20.26
24.72
8.91
4.94
5.39
2.50
1.98
2.00
100
年月平均流量频率计算，采用p-三型线。
以适线法选配参数，期成果见表1-3.
表1-3石富站年、月平均流量频率计算成果表
月份
参数
频率（%）
均值
Cv
Cs/Cv
1
2
5
10
20
50
80
90
95
1
28.0
0.90
2.0
116
99.7
77.8
61.3
44.2
21.0
7.84
4.20
2.24
2
64.9
0.89
2.0
2.67
22.9
179
141
103
48.7
18.6
10.4
5.19
3
103
0.66
2.0
324
285
235
194
152
88.9
46.5
31.0
21.7
4
162
0.65
2.0
499
443
364
302
238
141
73.0
50.1
35.6
5
245
0.57
2.0
680
608
510
432
348
218
127
93.1
68.6
6
2985
0.44
2.0
679
620
537
469
395
277
184
145
121
7
115
1.03
2.0
546
462
352
268
186
77.6
22.4
10.9
5.18
8
62.3
0.95
2.0
263
229
177
138
98.1
44.1
15.4
7.97
4.29
9
67.0
1.07
2.0
331
278
210
159
109
436
12.4
5.36
2.01
10
30.9
0.70
2.0
102
89.8
72.9
59.9
46.4
26.3
12.9
8.34
5.56
11
24.3
1.08
2.0
121
102
76.8
58.1
39.6
15.6
4.37
1.70
0.93
12
24.1
1.02
2.0
113
95.9
73.3
55.9
39.0
16.4
4.82
2.41
2.21
年
100
0.31
2.0
186
174
150
141
125
97.0
73.6
63.0
55.0
水量的年内分配较不均匀，来水量最多为6月份，占全年来水量的24.8%，最小为11、12月份，占全年的2%。
上半年来水稳定，年际变化不大，各月Cv值相对较大。
本次所采用1951~1976年的资料示例中，有1951年到1954年的丰水段，1963到1967年的枯水段，所以具有一定的代表性。
1.3.2设计洪水
1.设计洪水
（1）实测资料统计与插补：
根据石富站实测洪水资料，以年最大值法，洪峰流量及各时段流量，分别从各次洪水中独立取样进行统计，又根据石富站~均溪相关及石富~1/2（道太+均溪）相关，插补延长得26年资料。
（2）历史洪水：
根据历史记载与实地考证分析，推求得石富站：
洪峰流量为：
9870m3/s，重现期为200年一遇（1904年）
6900m3/s，重现期为50年一遇（1912年）
6400m3/s，重现期为30年一遇（1912年）
（3）频率计算：
根据实测和插补延长的26年洪水系列，并加入历史洪水进行频率计算，最后确定频率计算成果见表1-5。
表1-5石富站洪峰、洪量频率计算成果
项目
单位
参数
频率（%）
均值
Cv
Cs/Cv
0.01
0.1
0.5
1
2
5
10
20
50
洪峰
m3/s
33.0
0.45
4.0
14900
11700
9500
8540
7550
6260
5260
4270
2880
一日洪量
亿m3
1.92
0.41
3.0
7.03
5.74
4.82
4.41
3.99
3.42
2.97
2.49
1.77
三日洪量
亿m3
3.50
0.38
3.0
11.83
9.80
8.30
7.63
6.97
6.02
5.28
4.48
3.26
五日洪量
亿m3
4.40
0.35
3.0
13.73
11.48
9.86
911
8.36
7.30
6.47
5.54
4.14
七日洪量
亿m3
5.06
0.34
3.0
15.38
12.90
11.08
10.27
9.46
8.30
7.39
6.38
4.76
2.可能最大洪水
洪峰流量2000m3/s
三天洪量15.4亿m3
YY入库设计洪水，采用示储流量法推算，根据1960年6月10日至12日实测洪水过程进行分析，与坝址洪水形成的洪峰、洪量相差不超过3%，在水文分析计算误差的范围内，因此建议采用坝址设计洪水为设计依据。
3.设计洪水过程线
按典型洪水过程线放大的方法进行拟制。
选择1962年5月双峰型作为典型洪水过程线。
设计洪水过程线按峰量同频率，分时段控制进行放大，每时段为3小时。
见表1-6
表1-6石富站设计洪水过程线
流量频率
时间
5%
1%
0.1%
0.01%
0
450
500
600
750
1
800
900
1050
1250
2
1550
2000
2300
2750
3
2800
3500
4250
6250
4
3200
3950
4900
6200
5
3250
3925
4850
6300
6
2600
3125
4000
5200
7
2025
2500
3200
4150
8
1650
2025
2650
3400
9
1400
1650
2200
2750
10
1175
1375
1825
2300
11
1000
1175
1550
1950
12
825
1020
1300
1650
13
700
900
1125
1450
14
650
775
1000
1300
15
575
700
900
1170
16
550
675
850
1100
17
625
800
1000
1350
18
1050
1400
2200
3050
19
2800
3850
5050
6750
20
5000
6500
8300
11000
21
6100
8400
11250
17150
22
6150
8100
10750
15500
23
4700
6700
7900
10150
24
3000
3900
5000
7000
25
2125
2600
3850
4350
26
1600
1875
2450
3000
27
1300
1450
1750
2150
28
1075
1200
1400
1650
29
925
1050
1200
1370
30
800
925
1075
1450
31
725
825
950
1100
32
650
750
850
980
33
600
675
750
800
34
540
600
700
750
35
500
575
650
720
36
450
500
570
675
37
415
480
530
650
38
380
430
490
600
39
350
400
450
560
40
325
380
420
540
1.4厂区水位流量关系
厂区水位流量关系的情况如下表1-7
表1-7电站厂房处水位～流量关系曲线
水位（m）
201
202
203
205
206
207
208
流量（m3/s）
0
80
240
880
1280
1740
2300
水位（m）
209
210
211
212
213
214
215
流量（m3/s）
2900
3620
4380
5200
6060
7000
7940
水位（m）
216
217
218
219
流量（m3/s）
8980
10080
11200
12340
1.5水库面积、容积关系
水库面积容积关系表见表1-8。
表1-8水库面积、容积关系表
高程（m）
205
215
220
225
230
235
240
面积（km2）
0
1.3
2.3
3.9
5.7
7.7
9.7
容积（亿m3）
0
0.05
0.2
0.35
0.6
0.925
1.375
高程（m）
245
250
255
260
265
270
275
面积（km2）
11.6
13.6
15.9
18.3
21.3
24.5
27.7
容积（亿m3）
1.90
2.5
3.2
4.05
5.05
6.25
7.75
高程（m）
280
285
290
295
300
面积（km2）
31.2
35.2
40.3
48.1
58.4
容积（亿m3）
9.10
10.75
12.7
15.5
17.7
1.6泥沙
石富站与1958年~1966年实测悬移质含沙量。
实测最大日平均断面含沙量2.81kg/m3。
，最大日平均断面输沙率1670kg/s，平均年输沙总量为27.1万吨。
从实测资料统计4~9月份输沙量占全年85%，5~6月份占全年51%，这说明沙量与降水强度有密切的关系，通过输沙量与年平均流量相关延长涉沙资料系列，求的多年平均含沙量为0.89kg/m3。
，多年平均输沙率为8.76kg/s，多年平均悬移质输沙总量27.6万吨。
石富站1959~1961年进行了为期三年的推移质测验，实测对大断面推移质为13.5kg/s，实测最小粒径为0.05mm，最大粒径为120mm，启动流速为1.40~1.93m/s。
全年产生推移质天数为73~93天，推移质输沙率占悬移质砂率20%，估计得多年平均推移质输沙量为5.52万吨。
石富站多年平均输沙总量为33.1万吨，多年平均侵蚀模数120吨/平方公里左右，为浙江省水土流失最少的地区之一，因而泥沙对YY水库使用不会有严重影响.
1.7工程地质
1.7.1库区工程地址
水库周围地势高峻，无低矮分水岭，岩石坚硬完整，虽有部分断层延生库外，但断层胶结较好，山体雄厚，且地下水位分布较高，故无永久渗漏之忧。
由于库区岸边有第四系松散地层分布，岩石节理发育，水库暂时渗漏损失很小，对水库蓄水无影响。
库区范围内，尚未发现有重要经济价值的工业矿产，不影响水库建设。
库区岩石以山岩为主，无力地质现象以小型塌滑体为多，蓄水后小型的边坡再造虽有可能但不致产生大规模的边坡不稳定。
本地区地震烈度为6度。
1.7.2坝址地质
1.地貌
YY峡谷长约300m，坝址上游河谷为东西向，进入坝址后转为南北向，水流湍急，河流径急滩折向南偏东流出峡谷，在坝址上游转变和下游急滩两地段，水流集中冲刷形成深潭。
河流深切，河谷呈“V”型，两岸地形坡度：
200~220m高程，为35°；220~260m高程为45°；260~340m高程为50~60°；河底高程为200m，谷宽80~100m，一般枯水期水面宽度为50m，水深1~3m。
左坝头上下游有北东向小冲沟发育，延伸长，切割深；右坝头下游有北西向和上游有北东向小冲沟发育，延伸短，切割浅。
在冲沟之间形成北东向展布的地形分水岭，高达240m以上，回水线上下游分水岭宽度120~1
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