水口水电站水文水能初步设计报告书

'《水利水能规划》课程设计学生姓名：林伯江学号：专业班级：水利水电2班指导教师：朱颖元二○一一年十二月三十日 水口水电站水文水能初步设计报告书——水文水能部分福州大学水利系二○一一年十二月 目录1综合说明1.1绪言错误！未定义书签。1.2水文与气象错误！未定义书签。1.3地质错误！未定义书签。1.4工程任务和规模错误！未定义书签。1.5枢纽布置及主要建筑物错误！未定义书签。2.设计要点说明错误！未定义书签。2.1设计年径流错误！未定义书签。2.2设计洪水错误！未定义书签。2.3正常蓄水位的选择错误！未定义书签。1.7消防错误！未定义书签。1.8施工错误！未定义书签。1.8.1施工条件错误！未定义书签。1.8.2施工导流错误！未定义书签。1.8.3主体工程施工错误！未定义书签。1.8.4施工总布置错误！未定义书签。1.8.5施工总进度错误！未定义书签。1.9水库淹没处理及工程永久占地错误！未定义书签。 1.9.1水库淹没处理范围错误！未定义书签。1.9.2水库淹没损失错误！未定义书签。1.9.3移民安置规划错误！未定义书签。1.9.4其他淹没对象处理错误！未定义书签。1.9.5库底清理错误！未定义书签。1.9.6淹没处理概算错误！未定义书签。1.9.7工程永久占地错误！未定义书签。1.10环境影响评价错误！未定义书签。1.11工程管理错误！未定义书签。1.12工程投资概算错误！未定义书签。1.12.1编制依据错误！未定义书签。1.12.2编制说明错误！未定义书签。1.12.3分年度投资概算错误！未定义书签。1.13经济评价错误！未定义书签。1.14结论及今后工作意见错误！未定义书签。 工程特性表一、河流特性序号项目单位数量备注1坝址以上流域面积km2524382主河道长度km5413主河道比降‰0.554多年平均气温oC19.65多年平均降水量mm17586多年平均流量m3/s17287多年平均径流量亿m35458多年平均径流深mm10399CV0.2510CS0.511枯水期平均流量m3/s524412CV0.3113CS0.77514实测最大流量m3/s15实测最小流量m3/s16年最大洪峰流量均值m3/s17CV18CS19年最大三天洪量均值亿m320CV21CS22年最大七天洪量均值亿m323CV24CS25设计洪峰流量m3/s26校核洪峰流量m3/s27设计三天洪量亿m328校核七天洪量亿m3 二、水库特性序号项目单位数量备注1正常蓄水位m2死水位m3淤沙水位m4汛期限制水位m5设计洪水位m6校核洪水位m7堰顶高程m8坝顶高程m9总库容亿m310兴利库容亿m311死库容亿m312库容系数%13水库调节性能14拦河坝坝型15最大坝高m16坝顶长度m17溢洪道型式18溢洪道孔数19闸门尺寸（宽×高）、形式m20消能方式m21泄水底孔孔数22闸门尺寸（宽×高）、形式m23最大下泄流量m3/s设计24最大下泄流量m3/s校核 三、电站特性序号项目单位数量备注1装机容量万kW2机组台数3单机容量（水轮机）万kW4多年平均发电量万kW-h5装机年利用小时数h6保证出力万kW7水轮机型式型号8发电机型式型号9第一台机组发电日期10七台机组全部发电日期11最大水头m12最小水头m13平均水头m14设计水头m15设计流量m3/s16引水建筑物型式17引水管数量18钢管内径m19厂房型式20水量利用系数% 1.综合说明1.1绪论1.1.1工程地理位置水口水电站位于闽清县上游14km处，坝址上游距南平市94km，下游距福州市84km。1.1.2流域概况闽江是福建省最长的河流，发源于闽赣交界的武夷山脉，上游有建溪﹑富屯溪和沙溪三大支流，于南平附近汇合后称为闽江。南平以下沿程纳尤溪﹑古田溪﹑梅溪﹑大樟溪等支流，最后流经福州马尾入海。干支流流经32个县市，流域面积60992km2，河长541km。1.2水文与气象1.2.1水文与气象坝址以上集水面积52438km2，全流域多年平均降水量1758mm，坝址处多年平均流量1728m3/s，年径流总量545亿m3，实测最大流量30200m3/s，实测最小流量117m3/s。多年平均气温19.6OC，极端最高气温40.3OC，极端最低气温-5.0OC。多年平均相对湿度78%。坝址断面下游竹岐水文站，集水面积54500km2，具有1934~1977年实测年、月径流和洪水资料，并具有1900、1877、1750、1609年调查考证洪水资料。1.3地形与地质1.3.1地形坝址两岸地形基本对称，山体雄厚。常水位河面宽约380m。左岸岸坡20O，右岸岸坡在70m高程以下为30O，以上略平缓。两岸山坡大部分基岩裸露，河床基岩面存在两个深槽，砂卵石冲击层一般厚5~10m，最深达29m。库区为狭长河道型库区。1.3.2地质坝址处基岩主要为黑云母花岗岩，岩性致密，坚硬，完整。由于后期岩浆活动，有少量岩脉侵入。岩脉主要为细晶花岗岩，花岗斑岩，辉绿岩等。所有岩脉与黑云母花岗岩接触紧密，胶接良好。坝址区在构造上属于相对稳定区，未发现较大的断层，仅有较小断裂及挤压破碎带，倾角陡。1.4工程任务和规模 1.4.1工程任务水口水电站是一座以发电为主、兼有航运效益的工程。建成后联入福建电网，担任电网调峰、调频和事故备用。经水库壅水，改善库区航道，500t级船队可由福州市上溯过坝。1.4.2工程规模福建省水口水电站属一等工程，是国家“七.五”重点建设项目，华东地区最大的水电站，由国家投资，也是福建省第一个利用世界银行贷款兴建的能源工程。1.5枢纽布置及主要建筑物1.5.1枢纽布置及主要建筑物电站枢纽由大坝、发电厂房、三级船闸、升船机和开关站组成。大坝坝型为混凝土重力坝，最大坝高100m，坝顶长度783m。溢洪道布置在河中，为坝顶溢洪道，共12孔，设弧形闸门，尺寸（宽×高）为：15×22m，消能方式为鼻坎挑流。两侧各设置一个泄水底孔，设弧形闸门，尺寸（宽×高）为：5×8m。发电厂房位于坝后河床，为坝后式地面厂房，主厂房尺寸（长×宽）304.2×34.5。水轮机型式型号为轴流转桨ZZ-LJ-800，发电机型式型号为伞式SF200-56/11950。引水建筑物采用埋藏式压力钢管，每台机组单独一条引水钢管。500T级三级船闸和500T垂直升船机布置靠右岸，船闸闸室尺寸（长×宽×水深）135×12×3m，升船机承船箱尺寸（长×宽×水深）124×12×2.5m。220千伏开关站和预留500千伏变电站布置在左岸发电厂房下游的山坡上。工程于1987年3月9日开工建设，第一台机组于1993年6月30日发电，全部机组于1995年5月31日建成并网发电。2.设计要点说明2.1设计年径流根据坝址断面实测年径流资料，用同倍比法推求设计丰水年和设计中水年，用同频率法推求设计枯水年。设计保证率P=90%。2.1.1频率分析曲线（见图2.1.1） 图2.1.1（a）多年枯水期（10~3月）总来水量频率分布曲线图2.1.1（b）多年年平均来水量频率分布曲线 表2.1.1项目均值CvCs/Cv多年平均径流量1728（m3/s）0.252.0多年枯水期来水总量5244（m3/s·月）0.332.5主要参数取值说明：由于闽江年径流较稳定，并综合工程安全和经济效益考虑，所以多年平均径流量变差系数Cv（0.2~0.3）值取0.25,同时为了适当照顾设计中水年和设计丰水年来水量，Cv/Cs取值为2.0。分析闽江水文观测资料（竹岐水文站资料）得：闽江枯水期主要集中在10~3月份。由于时间有限不得不简化计算，故采用10~3月份为枯水期以保证枯水期来水量满足设计保证率。（按此法选择的枯水年枯水期不满足保证率的概率较大，枯设计规划中，应注意修正。）枯水期来水年际相差较大，且为使工程偏于安全，枯水期来水总量的Cv取值0.33，Cs/Cs取值2.5主要考虑保证曲线的中上部分的拟合度。（结果见表2.1.1）2.1.2典型年选择典型年选择如下表2.1.2：表2.1.2年份四五六七八九十十一十二一二三年平均53-54457049208410330017507865674163847667761040230038-3921603150489033001460994110010205094343861290172471-72176325572442130422968435675962906147673731201典型年选择说明：根据水文学同倍比法推求设计丰水年和设计中水年，典型丰水年选择原则是年来水量较大，且汛期来水丰。典型中水年的选取原则是年各月来水量都较接近多年各月来水量。 用同频率法推求设计枯水年，本设计主要考虑全年平均流量和10~3月份来水量都比较接近的年份，并适当考虑实际供水期的长度，避免选取的枯水年枯水期过枯。（结果见表2.1.2）设计来水年内分配过程如表2.1.3：表2.1.3设计四五六七八九十十一十二一二三年平均丰水年4552490183773287174378356541438276377310362298中水年212130934801324014339761080100150042637912661693枯水年1763255724421304229684356759629061476737312012.2设计洪水利用竹岐水文站实测和调查考证洪水资料和典型洪水过程线，推求坝址断面洪水统计参数（需作特大值处理）、设计洪峰流量和各种历时设计洪量（频率分布曲线见图2.2.1），用同频率法推求设计洪水过程线和校核洪水过程线，其中，设计洪水标准P=0.1%，校核洪水标准P=0.01%。2.2.1洪水频率分布曲线 图2.2.1（a）竹岐水文站洪峰流量频率分析曲线图2.2.1（b）竹岐水文站3日洪量频率分析曲线图2.2.1（c）竹岐水文站7日洪量频率分析曲线 表2.2.1参数项目CvCs/Cv设计洪水值校核洪水值洪峰流量（m3/s）174570.312.53949346332三日洪量(亿m3)33.20.332.579.793.5七日洪量(亿m3)58.10.322.5137.0160.0主要参数取值说明（竹岐）：年最大洪水年际变化较大，故Cv取值都较大，在0.3以上。洪峰流量曲线中如果Cv取值0.34，Cv/Cs取3.0，曲线中上部拟合较好，但对工程的投资控制极为不利，综合经济社会效益和调查考证期的洪水资料可行性，最终选取Cv=0.31，Cs/Cv=2.5。3日和7日洪量的参数选择则主要是照顾曲线的中上部的拟合，结果可能偏安全，但对投资影响较小，又能部分弥补洪峰取值上的不足。（结果见表2.2.1）2.2．2坝址断面洪水设计通过竹岐设计洪水结果推算坝址断面设计洪水（见表2.2.2），方法不在赘述。表2.2.2坝址断面洪峰流量、三日洪量、七日洪量设计结果参数项目F坝/F竹(F坝/F竹)^0.5设计洪水值校核洪水值洪峰流量（m3/s）—0.9813873945447三日洪量(亿m3)0.962—76.790.0七日洪量(亿m3)131.8153.9同频率放大典型洪水过程，设计洪水过程和校核洪水过程结果见表2.2.3和表2.2.4表2.2.3设计洪水过程月日时分流量月日时分流量月日时分流量61520:00568461720:002197761919:0038888　　23:005835　　21:0021977　200:0037681　168:005835　182:0026335　　2:0036623　　14:006063　　8:0022344　　8:0031467　　19:009302　　12:0024724　　20:0023666 　　23:0016293　　20:0028162　218:0016527　175:0022356　190:0029748　　20:0016218　　8:0023303　　8:0034508　228:0012883　　11:0023303　　16:0038739　　20:0011405表2.2.4校核洪水过程月日时分流量月日时分流量月日时分流量61520:00659661720:002550661919:0045152　　23:006772　　21:0025506　200:0044206　168:006772　182:0030563　　2:0042965　　14:007036　　8:0026213　　8:0036916　　19:0010796　　12:0029005　　20:0027764　　23:0018909　　20:0033038　218:0019388　175:0025945　190:0034899　　20:0018821　　8:0027045　　8:0040483　228:0014952　　11:0027045　　16:0045447　　20:0013237洪水过程图见图2.2.2图2.2.2(a)坝址断面设计洪水过程线图 图2.2.2(b)坝址断面校核洪水过程线图2.3正常蓄水位(Z蓄)的选择正常蓄水位本应设置3~4个方案进行计算，由于本次设计的特殊性。本方案正常蓄水位选取70m方案。2.4死水位（Z死）的选择（即消落深度h消的选择）2．4．1考虑动能最优初步设计阶段中，死水位取65、60、55、50、45m四个方案，采用简算法计算出相应的保证出力N供（福建电网以火电为主，预计水电站为调节性能较差的年调节，故设计年来水选择设计中水年）。得到一组h消~N供的关系图见图2.4.1 图2.4.1h消~N供的关系图由于N供没有最大值，曲线增率变附近（h消为10~15m对应曲段）取值。结果为h消1=11m（Z死1=59m）,Np=27.5万Kw。2.4.2水轮机正常运行对消落深度和限制根据以往工程经验，可用以下公式计算：h消2=（20~30）%Hmax=0.2*（70.0-8.0）=12.4(m)Z死2=57.6m2.4.3淤沙水位对取水口高程的限制课程设计的内容如下：1.课程设计目的2.课程设计题目描述和要求 3.课程设计报告内容3.1XXXXXXXXXXXXXXXX3.2XXXXXXXXXXXXXXXX3.3XXXXXXXXXXXXXXXX4.结论参考书目：(五号，宋体加粗)［1］…………………………………………………………………………..［2］…………………………………………………………………………..(要求:五号字，宋体，单倍行距。按作者、书名、出版社、出版时间格式逐一列出，中间用逗号格开)'