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
<V
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
<V
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
Q
P供=供
+
兴
T
供
=
(5+5+5+5+5+5)+110
6
=23.33m/s
次流量与天然来水量比较,发现9、10、次年5月的天然流量还是小于Q
P供
,所以应该重新计算供水期为9月到次年5月共9个月,则调节流量为
Q
P供=供
+
兴
T
供
=
(20+10+5+5+5+5+5+5+10)+110
9
=20m/s
现将6、7、7、8月设为蓄水期,蓄水期也按等流量调节,其调节流量为
Q
P蓄=蓄兴
T
蓄
=
(70+80+80)110
3
=
40m
s
(2)保证出力的确定
由已知得供水期上游平均水位40m,下游平均水位20m。
所以H P=Z上Z下=4020= 20m
由公式N P=A∙Q P∙H P得
N P=7×20×20=2800kw
(3)装机容量的确定
用保证出力倍比法来确定装机容量。
倍比系数C=3.0,故装机容量为
N
装
=CN P=3.0×2800=8400kw
因为装机容量为100kw的倍数且考虑到套用定型机组.所以选择装机容量为8500kw ,可安装3台2000kw的和1台2500kw的机组。
(4)3月份发电量的确定
每月按30.4天计算。
则3月共有30.4×24=7296.个小时。
3月份的发电量为
E=30.4×24×N P=30.4×24×2800=204.288万kw∙h。