水力计算案例分析

1、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m3o表1水库来、用水及蒸发资料(P=75%)月份789101112123456来水/万3988499499747418117041038112734284041126用水/万n/124020005432109851246210210465198016501840蒸发量/mm75797332151091124496570表2水库特性曲线水位/m8

2、50852854856858860862864866868870水面面积/km?00.30.60.931.221.682.082.432.93.353.95容积/万010030015002400320039004500490053005600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VK%所以V兴产Vz+S-V

3、s=4213(万m5)o4,将水库蓄水量列入表3的第6列。5,根据Vl/2(V.+VQ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)歹限蒸发损失水量二(8)X(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)歹IJ,由来水量和考虑损失后的用水量可得出考虑损失后的余、

4、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，V2,V5<v4所以VaV2+VVs=4430.0312,将考虑损失后的蓄水量和弃水量分别列入（16）、（17）歹h胎林量W来（万研）用水量Wfl）（万硝wrws水稀撷（万油均旦里初肝鼓V丽月期面郦!F（万硝株水量强失杭的旦里虑后水考失用W/一Mm播戳瞬总根失(琳)（万硝（万曲）（万硝麻mm)而）雕(%)W渗（万硝'(2)'(3)'(4)'(5)'(6)(1)'(8)'(9)1(10)F(ll)(12)'(13)(14)'(15)&#

5、39;(16)(1?)尸13988124027483048167493.5；5LOU16.23.1512642；儿23024849942000299445133；81201；915.883；8153.6820542910.35965999；543蛔45134513243i3113氏1362.8；606391.13635610相210264451345132433245.1352.91263211.096567111819858043；094111220153.J41.1144.411029-848.45718121；01246-10；626333m166101.6631,；133312；9-1

6、109刷9141021020028332；3313891.242213328.5；239478。9.3812101；130042919151111.66129.1930.85241140.154921312；3465808381234081；8244,2:231.0838.35503169.65569044281980-155222603036156491闻It30.3638.002018-159041005皿1650-12461014163；9；656.305计16.3722.6816:3-12692832611261810-/H300657；0；0U6.5711.4；1851<25.

7、52106it1182612579附9-5392512征3936L5胸,9113020涧8-55425666813,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300万由表3可知计算正确。再根据水量平衡方程EVU-EW丁EW桢-ZWo=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（万一）查表2水库特性曲线图1可得正常蓄水位为865m。所以V.=4430.03（万一）HJt=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

8、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305x104m3,顶宽10m,流量系数m=l.6,汛期水电站水轮机过水流量QT=5m3/s,计算时段4t采用111或0.511。表1洪水过程线（P=l%）时间t/1101234567流量/（而5.030.355.537.525.215.06.75.0表2水库特性曲线库水位H/m140140.5141141.5142142.5143库容/(104m3)305325350375400425455解：通过表2,画出水库水位-库容曲线如下图1计算并绘制4捺+学南助线。为了提高图解得精度，计算中V值

9、用的堰上库容，计算时段At=lh°,计算过程见表3,表3辅助曲线计算表水库水位z（m）总库容嘎（万/）堰顶以上库容V（万川）VAt(m3/s)q(m3/s)Q2(m3/s)Vq(/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)1403050052.52.5140.5325202010.75.325.314135045452110.555.5141.5375707034.417.287.2142400959550.325.1120.1142.542512012068.234.1154.114345515015088.144.1194.1利用表中第(5)、(7)栏的相应数据绘制的辅助线如

10、图2所示。q(m3/s)图2q£+T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=5mJ/SoJ+:=2.55m3/s,水位Z=140m。计算过程见下表，表4At2表4半图解发调洪计算表时间t(h)入库流量Qm3/s平均入库流量Q产w?/s丽+5(mVs)q(mJ/s)水库水位Z(m)0517.72.55140130.315.27.9140.3255.542.950.219140.91337.546.577.730.1141.35425.2

11、31.478.930.8141.38515?0.168.226141.266.710.953.120.1140.98755.938.815140.74对于第一时段，Qi=5m3/s,q2=303m3/s,q1=5m3小,于是由q1查图2辅助曲线得吟+9=2.5m3/s,代入式子襄+）=*+-+Q-qi可以求得（r+l）=15.2At2At2At2寸At2m3/s,以此查图2得和=7.9血30，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

12、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qm=3L4m/sT=3.45ho在图查的qm=31.4m/s用此值可在图3中即可查的最高蓄水位=141.4m。有在图3中查的的最高蓄水位Z7n=141.4m,用此值可在图1中杳得拦洪库容V=370万案例三小型水电站的水能计算n5.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iiio所示，该水库的兴利库容为110（m3/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

13、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？表11-10设计枯水年河流各月平均来水流量表月份678910111212345流量(m3/s)708080201055555510解：（1）水库按等流量调节，先假定供水期为11月份至次年4月份供水期为6个月的调节流量为(供=W供+V兴(5+5+5+5+5+5)+110=23.33m3/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牖”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Qp饵=W供+V兴(20+10+5+5+5+5+5+5+10)+11。=2Qm3/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QpW蓄-V兴(70+80+80)-11040m3（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20nio所以Hp=Zz.-ZA=40-2020m由公式际=小（?小得Np=7X20X20=2800/cw（3）装机容量的确