水利资源计算 水电站水能计算

水电站水能计算程序1.物理参数输入：用户输入水电站所在地的水资源情况，包括河流水流量、水头高度、水位变化等。

同时还需要输入水电站的设计参数，如装机容量、效率等。

2.水流数据处理：根据用户输入的水流量和水位变化数据，对水流数据进行处理。

可以采用统计学方法对过去一段时间的水流数据进行分析，计算出平均水流量和极值水流量等。

3.水头计算：水头是水电站的重要参数，影响着水电站的发电效率。

根据用户输入的水位变化数据，计算出实时的水头值。

同时，还可以根据不同的水位变化情况，评估水头变化对发电效果的影响。

4.发电量计算：根据水头值、水流量和发电机组的设计效率等参数，计算出水电站的实际发电量。

可以根据用户输入的时间段和发电机组的工作状态，计算出发电量的变化趋势，为后续发电计划提供参考。

5.能力分析：通过对水电站的发电量进行分析，评估水电站的发电能力。

可以根据实际发电情况和设计参数，计算出水电站的利用率、负荷率等指标，评估水电站的运行效果。

6.压力计算：水电站在发电过程中需要克服水流对发电机组的压力，因此需要计算出水电站所承受的压力。

根据水位变化和水流量等参数，计算出水电站的压力值，并进行分析和比较。

7.故障预警：通过对水电站的水能进行长时间的监测和分析，可以对发电机组的运行状态进行监测，并实时判断是否存在潜在的故障风险。

通过设定合理的故障预警指标，可以及时采取措施避免发电机组的故障发生。

8.可行性分析：对于新建水电站的设计和规划，通过对水能计算程序的运行结果进行分析，评估水电站的可行性。

可以对不同的方案进行比较，选择最优的方案。

水能计算程序的开发需要基于专业的水力学和发电理论，并结合实际水电站的参数进行优化和调整。

通过合理利用水能计算程序，可以提高水电站的发电效率，降低运营成本，实现可持续发展。

小型水电站水利及动能计算4 水利及动能计算4.1 一般规定4.1.1 水利动能设计应坚持水资源综合利用和综合治理的原则，妥善处理需要与可能、近期与远景、上游与下游等方面的关系以及水资源开发与生态环境、征地移民的关系，经济合理地开发水资源。

4.1.2 水利动能设计应以流域综合规划或河流(河段)规划和电力规划为基础。

主要内容应包括：根据综合利用各部门要求确定电站的开发任务、供电范围，选择设计保证率和设计水平年，确定电站的规模和特征值，研究水库和电站的运行方式，阐明工程效益。

4.1.3 水利动能设计应在收集和分析当地社会经济、自然条件、电力系统、生态环境保护等基本资料和综合利用要求的基础上进行。

4.2 径流调节计算4.2.1 径流调节计算应收集长系列逐月(旬)径流、典型年逐日径流，电站下游水位流量关系曲线，水库库面蒸发和库区渗漏，水库水位-容积、面积关系曲线，综合利用部门需水要求、生态用水要求等资料。

4.2.2 径流调节计算应根据电站的调节性能和各部门用水要求，进行水量平衡，计算电站保证出力、多年平均发电量和特征水头，阐明电站运行特征和效益。

4.2.3 电站设计保证率可根据系统中水电站容量占电力系统容量的比重、设计电站的调节性能和容量大小等因素，在80％～90％范围内选取。

4.2.4 径流调节计算应采用时历法。

对于多年调节水库及年调节水库，应采用长系列(不少于30年)，按月(旬)平均流量进行计算；无调节或日调节电站，根据资料条件，可采用长系列逐日平均流量计算，也可采用典型年日平均流量计算。

典型年可选择丰水、平水、枯水三个代表年，也可增加平偏丰水、平偏枯水两个代表年。

4.2.5 当设计电站的上、下游有已建或在设计水平年内拟建的水利水电工程时，应进行梯级电站径流调节计算。

4.2.6 保证出力应根据径流调节计算结果绘制出力保证率曲线，按选定的设计保证率确定。

4.2.7 多年平均发电量可采用长系列年电量或典型年年电量的平均值。

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH3）1/2式中：m—堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝Q＝K＝A3△x=f1112 22i-i 2g2g⎭⎝⎭⎝式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s2）；h 1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深（m）；v 1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a 1、a2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）；n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）； A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）； 4、各项水头损失的计算如下： （1）沿程水头损失的计算公式为（25（1（2（3（4（5 （66式中：h a —计算断面处的大气压强水柱高（m ）； H v —水的气化压强水柱高（m ） 最小淹没深度S ，可按下式估算：式中：0γF —吼道断面的水流弗劳德数，000gh /V F =γ。

虹吸的发动与断流宜选用以下的几种装置和方法来实现： （1）用真空泵抽气发动，可根据设计条件和工况做设备选型； （2）自发动；（3）水力真空装置； （4）水箱抽气装置。

断流装置常采用真空破坏阀。

在已知h B 、a 值时，真空破坏时的瞬间最大进气量可按下式估算： 式中：μ—真空破坏阀系统的流量系数；a ω—真空破坏阀的断面面积（㎡）；a ρρ、—分别为水河空气的密度。

7、水库蓄水容积 1、总库容估算公式（1V B L H K （2V A K 2V ho F C 水库为不完全年调节C=O.2~0.4 水库为完全年调节C=O.5~1 水库为不完全多年调节C=l~1.3 水库为完全多年调节C=1.3~1.5 3、水库灌溉放水流量估算公式：Q=CA Q —最大灌溉放水流量，m3/s 。

水利计算作业一、水库特性曲线1.任务：计算并绘制水库特性曲线2.资料：某水库水位面积及水位容积关系计算表3.要求：计算并绘制水库水位~面积、水位~容积关系曲线。

二、某水库年调节计算1.任务：根据设计来水和用水过程，推求某水库兴利库容和设计蓄水位。

2.资料：某水库位于辽宁省东部山区，水库控制流域面积121.0 km2，是一个以灌溉为主，结合防洪、发电（利用灌溉水发电）及养鱼等综合利用水库工程，调节型式为年调节。

已知死库容36×104m3，降雨、径流等项资料具体如下：（1）根据多年降雨、径流资料，求得P=75%的设计年径流量如下表所示。

设计年径流量年内分配表单位：104m3（2）设计年灌溉用水年内配比如下表所示。

设计用水年内分配表（3）水库特性曲线如下表所示。

水库水位~面积和水位~容积关系表（4）蒸发损失值按水量平衡公式推求：已知多年平均径流深为300mm，多年平均降雨量为825mm，年最大水面蒸发深为1651（20cm蒸发皿），折减系数K=0.62，水面蒸发年内分配比如下表所示。

水面蒸发年内分配比表（5）水库每月渗漏损失按月平均蓄水量的2%计。

3.要求：采用时历列表法（不计损失、计入损失），求水库兴利库容、设计蓄水位及蓄水过程。

三、年调节水电站的水能计算1.任务：进行以发电为主的年调节水电站的水能计算2.资料：已知某水库以发电为主，正常蓄水位为70米，死水位为57米，兴利库容为8.0米3/秒·月，死库容为3.5米3/秒·月。

选定发电设计保证率P=90%，水库坝址处有1958~1970年流量资料，库容曲线及电站尾水位~流量曲线分别如下表所示。

分析流量资料后划分了水文年度（3~2月），确定各年枯水期（8~2月）流量及枯水年（P=90%）、平水年（P=50%）、丰水年（P=10%）径流资料如下表所示。

选定出力系数A=7.0及装机容量与保证出力的倍比系数M=3.5。

表1. 水库水位~容积关系表表2. 尾水位~流量关系表表3. 设计代表年各月来水量单位：米3/秒·月3.要求：（1）根据设计枯水年计算保证出力；（2）根据丰、平、枯三个代表年计算多年平均发电量；（3）用保证出力倍比法计算装机容量。

水利资源计算水电站水能计算水电站水能计算是指根据水流量和水头的大小，计算水电站所能利用的水能。

水能是指水流具有的动能和重力势能，可以转化为机械能和电能。

水电站水能计算主要包括两个方面，一是水流量计算，二是水头计算。

水流量计算是指计算单位时间内通过水电站的水的流量。

水流量的计算常采用测流仪器进行实测或间接推算。

常用的方法有流速-断面法、闸门耐用法、容量法等。

流速-断面法是通过测量水流速度和流过断面的横截面积，计算出水流量。

测量时，通常采用流速仪器，如流速计或超声波流速仪。

流量计算公式为：Q=V×A，其中Q为单位时间内通过的水流量，V为水流速度，A为横截面积。

闸门耐用法是通过测量闸门的开启时间和闸门的开度，再结合实测的闸门流速，计算出单位时间内通过的水流量。

计算公式为：Q=K×h×B×T，其中Q为单位时间内通过的水流量，K为闸门流速系数，h为闸门水头，B为闸门的宽度，T为闸门的开启时间。

容量法是根据水库库容和泄洪量来计算水流量。

它首先要计算库容曲线，即根据水位-库容关系，确定各个水位对应的库容。

然后通过监测库容变化，来计算单位时间内的泄洪量。

计算公式为：Q=∆V/∆t，其中Q为单位时间内通过的水流量，∆V为单位时间内库容的变化量，∆t为时间。

水头计算是指计算水电站的水头，即水位能和水压能的总和。

水头的计算方式有两种，一种是通过水位差计算，一种是通过水压计算。

水位差计算是根据上游水位和下游水位的差值，计算水头。

计算公式为：H=H1-H2，其中H为水头，H1为上游水位，H2为下游水位。

水压计算是通过测量上游水位和下游水位之间的水压差，计算水头。

计算公式为：H=K×h，其中H为水头，K为水压系数，h为水压差。

水电站水能计算对于水电站的设计、建设和运行管理非常重要，它能够帮助确定水电站的装机容量和发电能力，并对水资源进行合理规划和利用。

通过准确计算水能，可以提高水电站的发电效率，降低能源消耗，保护环境，实现可持续发展。

水利工程中的水力计算方法水力计算是水利工程设计与建设中非常重要的环节之一。

水力计算方法的准确性和合理性对于工程的安全和效益具有直接的影响。

本文将介绍水利工程中常用的水力计算方法，包括流量计算、水头计算和水力特性计算。

一、流量计算流量是水力计算的基本参数，常用的流量计算方法有以下几种。

1. 雨量-径流关系法雨量-径流关系法是通过分析雨量和径流之间的关系，来估计流量的一种方法。

通过历史雨量与径流数据的统计分析，可以建立不同降雨强度和流量之间的经验关系，从而预测未来的流量。

2. 集水面积法集水面积法是通过测量水流汇合的面积，来计算流量的方法。

流域面积的大小和形状对流量有很大的影响，通过测量流域面积并结合流域特征参数，可以计算出流域的平均流量。

3. 水位-流量关系法水位-流量关系法是通过观测水位和流量之间的关系，来计算流量的方法。

通过在水利工程中设置水位计和流量计，可以实时监测水位和流量，并建立水位-流量曲线，从而可以根据水位来推算流量。

二、水头计算水头是水利工程中常用的参数，常用的水头计算方法有以下几种。

1. 均匀流速公式均匀流速公式是计算水头损失的常用方法之一。

根据流体力学原理，通过流速、管径和摩阻系数可以计算出单位长度上的水头损失。

2. 白肋公式白肋公式是计算水头损失的另一种常用方法。

该方法是根据流体在曲线管道中的流动特点，通过曲率半径和流速来计算水头损失。

3. 安培公式安培公式是计算水头转换效率的一种方法。

该方法通过计算水轮机的出力和输入水头之间的比值，来评估水轮机的性能。

三、水力特性计算水力特性是指水流在水利工程中的特殊性质，常用的水力特性计算方法有以下几种。

1. 流量流速关系法流量流速关系法是通过观测流量和流速之间的关系，来计算水流的特性。

通过不同位置的流速测量，可以揭示出水流的速度分布和变化规律，从而分析水流的特性。

2. 水马力计算法水马力计算法是计算水轮机水力特性的一种方法。

通过测量水轮机的进口流量、进口水头和出口水头，可以计算出水轮机的水马力，从而评估水轮机的性能。

水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。

3、水电站引水渠道中的水流为缓流。

水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。

求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。

逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。

水电机组水能利用率计算公式
水电机组的水能利用率是指水电站实际发电能力与水能理论发电能力的比值，是评价水电站运行效率的重要指标。

根据水电站的具体情况，可以采用不同的水能利用率计算公式。

下面是常用的几种计算公式及其详细介绍。

1.水能利用率（全年水位利用率）：
水能利用率=平均出力/装机容量
其中，平均出力为水电站一年内的电能输出平均值，装机容量为水电机组额定容量之和。

2.水能利用率（水能利用度）：
水能利用率=水电站发电量/水电站水资源总量
其中，水电站发电量为水电站一年内的电能输出总量，水电站水资源总量为水库或河流中的可利用水资源总量。

3.水能利用率（进口效率）：
水能利用率=发电量/浸没水能总量
其中，发电量为水电站的电能输出总量，浸没水能总量为河道中单位时间内通过水电站的水流总能量。

4.水能利用率（发电效率）：
水能利用率=水能转换成电能的总能量/水能总能量
其中，水能转换成电能的总能量为水电机组发电的总能量，水能总能量为水能资源的总能量。

5.水能利用率（水能发电效率）：
水能利用率=水能转化为电能的实际输出功率/水流过程中的水能总能量
其中，水能转化为电能的实际输出功率为水电机组的发电功率，水流过程中的水能总能量为水流动时所蕴含的总能量。

不同的水电站运行参数和计算目的决定了不同的水能利用率计算公式的选择。

在实际应用中，需要根据水电站的特点和需求，选择合适的公式进行计算和评价。

此外，水能利用率的提高是水电站技术改造和运行管理的重要目标之一、通过优化水电机组运行方式、提高设备效率、合理调度水库水位等措施，可以有效提高水能利用率，减少资源浪费，实现更加经济高效的水电发电。