灌溉渠道设计流量计算 附录C 项目设计有关公式 C1 正常流量——设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。 加大流量——为满足特殊情况，短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。 最小流量——在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。 选择灌溉制度，确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道数目。 确定支渠及农渠应送至田间的净流量： Qbfn＝ωb·qn……………………… 式中：Qbnt——支渠配给田间的净流量，m3／s； ωb＿支渠控制的灌溉面积，万亩；
qn——灌水模数。 Qln＝＝Qbfn／n·k·nf…………………… 式中：Qln——农渠净流量，m3／s； n——支渠以下同时灌水的斗渠数； k——斗渠以下同时灌水的农渠数； nf——田间水利用系数。 推算各级渠道的设计流量： 农渠毛流量：QLG＝Qln＋S1·L1…………… 式中：QLG——农渠毛流量，m3／s；Qln——农渠净流量，m3／s； S1——农渠每公里的渗水量，L/s／km； L1——农渠平均灌水长度取1／2的农渠长度，km。斗渠的毛流量：QdG＝k·QLG＋Sa·La………… 式中：QdG——斗渠毛流量，m3／s； k——斗渠以下同时灌水的农渠数； Sa——斗渠每公里的渗水量，L/s／km；La——斗渠最大平均工作渠段长度，km 支渠的毛流量：ObG＝n·QdG＋Sb·Lb………… 式中：ObG——支渠的毛流量，m3/s n——支渠以下同时灌水的斗渠数； Sb——支渠每公里的渗水量，L/s／km；Lb——支渠的工作长度，km。
《水电站》 考核(四) 学生姓名： 班级学号： 浙江水利水电学院 水电站课程组编制
2013年8月(修改) 使 用 说 明 本考核是《水电站》课程形成性考核的依据，与文字教材配套使用。 考核作业是课程考核的重要组成部分，是强化教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学生综合素质和能力的重要保证。 通过形成性考核有助于学生理解和掌握本课程的基本概念、基本理论。同时，形成性考核对于全面测评学生的学习效果，督促和激励学生完成课程学习，培养学生自主学习和掌握知识的能力也具有重要作用。 全部课程要求完成5次计分考核。 学生应按照教学进度按时完成各次计分考核，教师根据学生完成的情况评定成绩，每次作业以100分计，并按5次考核的平均成绩计算学生的形成性考核成绩。考核成绩占课程总成绩的20% 。
考核四 说明：本部分覆盖引水系统水力计算(水锤和调压室)部分，在学完本单元课程后，先完成与本单元相关的题目， 待学完本模块所有内容后，全部完成此次考核。 一、判断题(20分) 1．导叶的关闭时间Ts愈大，水锤压力愈大，机组转速升率愈小。 2．对高水头电站，一般可采用先快后慢的机组关闭规律，以达到降低水锤的目的。 ( ) 3．对低水头电站，一般可采用先慢后快的机组关闭规律，以达到降低水锤的目的。 ( ) 4．水电站甩负荷时，初始开度越大，水锤压力就越大。起始开度越小，水锤压力越小。( ) 5．调压室底部流速对调压室的稳定有利。( ) 6．阻抗式调压室的阻抗越大越好。( ) 7．调压室离进水口越近，则其水位波动幅值越小，故调压室应当尽量靠近进水口。( ) 8．水头愈低，需要的调压室稳定断面越小。( ) 9．压力钢管的糙率对调压室的稳定断面没有影响。( ) 10．调压室越靠近厂房时，会使波动稳定断面减小。( ) (二)填空题(40分) 1．延长机组关闭时间可以使__________减小,但___________将会增大。2．极限水锤沿管道的分布规律为____ ___第一相水锤为 ____ ____。 3．改善调节机组保证计算的措施有____________________________、_____
第五章年径流及年输沙量分析与计算 本章学习的内容和意义：年径流及年输沙量的分析计算是为水利水电工程的规划设计服务的，年径流分析计算成果与用水资料相配合，进行水库调节计算，便可求出水库的兴利库容；多年平均输沙量计算成果为水库死水位的选择提供了重要依据。同时，年径流分析计算成果是进行水资源评价的重要依据，也是制定和实施国民经济计划的重要依据之一。年径流及年输沙量的分析计算主要包括年径流变化及其影响因素，设计年径流分析计算，设计年径流的年内分配；枯水流量分析计算；多年平均输沙量的估算。 本章习题内容主要涉及：年径流和年输沙量的资料审查；年径流量的频率分析计算；年径流量的相关分析及插补延长；设计年径流量的推求；设计年径流的年内分配；无资料地区设计年径流量及其年内分配的推求；枯水流量分析计算；年、月输沙量和设计年输沙量及其年内分配的分析计算。 一、概念题 （一）填空题 1、某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。 2、描述河川径流变化特性时可用变化和变化来描述。 3、下墊面对年径流的影响，一方面，另一方面。 4、对同一条河流而言，一般年径流流量系列Q i （m3/s）的均值从上游到下游是。 5、对同一条河流而言，一般年径流量系列C v值从上游到下游是。 6、湖泊和沼泽对年径流的影响主要反映在两个方面，一方面由于增加了，使年径流量减少； 另一方面由于增加了，使径流的年内和年际变化趋缓。 7、流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。 8、根据水文循环周期特征，使年降雨量和其相应的年径流量不被分割而划分的年度称为。 9、为方便兴利调节计算而划分的年度称为。 10、水文资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 11、对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的，一般认为 是相对稳定的，主要由于受到明显的改变使资料一致性受到破坏。 12、当年径流系列一致性遭到破坏时，必须对受到人类活动影响时期的水文资料进行计算，使之状态。 13、流域的上游修建引水工程后，使下游实测资料的一致性遭到破坏，在资料一致性改正中，一定要将 资料修正到引水工程建成的同一基础上。 14、在缺乏实测径流资料时，年径流量的估算常用一些间接的方法（如参数等值线图法，经验公式法，
XX水电站设计调节保证计算毕业论文 目录 摘要 (1) Abstract (2) 第1章基本资料 (3) 1.1地理位置 (3) 1.2流域概况 (3) 1.3水文 (3) 1.3.1气象特性 (3) 1.3.2径流 (4) 1.3.3洪水 (4) 1.3.4河流泥沙 (5) 1.4地形地质条件 (5) 1.5电站基本参数 (6) 1.5.1 电站动能参数 (6) 1.5.2 水库特性 (6) 1.5.3 泥沙特性 (7) 第2章水轮发电机组的选择 (8) 2.1机组台数的确定 (8) 2. 2水轮装置方式及水轮机型号的确定 (8) 2.3水轮机主要参数的确定 (9) 2.3.1确定水轮机的转轮直径 (9) 2.3.2效率修正值的计算 (9) 2.3.3确定水轮机的转速 (10) 2.3.4确定水轮机的吸出高 (10) 2.3.5水轮机的检验计算 (11) 2.4蜗壳和尾水管的选择计算 (12) 2.4.1蜗壳的水力计算及外轮廓的确定 (12) 2.4.2尾水管主要参数的选择 (14) 2.5发电机外形尺寸估算 (16) 2.5.1主要尺寸计算 (16) 2.5.2外形尺寸估算 (17) 2.6调速器和油压装置的型式及尺寸的确定 (18) 2.6.1判断调速器的型式 (19) 2.6.2接力器的选择 (19) 2.6.3主配压阀直径的选择 (20)
2.6.4油压装置选择 (20) 第3章电站枢纽布置 (22) 3.1电站厂房 (22) 2.2 开关站 (23) 2.3 引水系统 (23) 第4章引水系统设计 (24) 4.1引水线路初拟 (24)
4.2进水口设计 (25) 4.2.1进水口型式的选择 (25) 4.2.2有压进水口位置、高程的确定 (25) 4.2.3进水口尺寸的拟定 (26) 4.2.4进口设备 (27) 4.3引水隧洞设计 (28) 4.3.1有压引水隧洞断面形式及断面尺寸 (28) 4.3.2隧洞衬砌的主要类型选择 (29) 4.4压力管道的布置 (30) 4.4.1压力管道类型的选择 (30) 4.4.2压力管道引进及供水方式 (30) 4.4.3压力管道直径、管壁厚度及抗外压稳定的计算 (31) 4.4.4压力管道抗外压稳定校核 (32) 第5章水电站厂房设计 (33) 5.1主厂房主要尺寸的确定 (33) 5.1.1主厂房的长度计算 (33) 5.1.2主厂房的宽度计算 (35) 5.1.3主厂房的各层高程计算 (37) 5.2 副厂房布置 (41) 第6章调压室设计 (43) 6.1是否设置调压室判断 (43) 6.2调压室位置的选择 (43) 6.3调压室的布置方式与型式的选择 (44) 6.4调压室的水利计算 (44) 6.4.1调压室断面面积的计算 (44) 6.4.2调压室最高涌波水位计算 (46) 6.4.3计算调压室最低涌波水位计算 (46) 第7章调节保证计算 (48) 7.1调保计算目的 (48) 7.2调节保证计算的容 (48) 7.3调节保证计算的标准 (48) 7.3.1转速变化率容许值 (48) 7.3.2水击压力容许值 (49) 7.4已知计算参数 (49) 7.5调节保证计算的过程 (50) 7.5.1在设计水头下甩全负荷的调节保证计算 (50) 7.5.2在最大水头下甩全负荷的调节保证计算 (55) 谢辞 (59) 参考资料 (60) 外文文献 (62) 附录 (71)
附录C 项目设计有关公式 C1 灌溉渠道设计流量计算正常流量——设计典型年内的灌水高峰时期渠道需要通过的流量。该项为渠道纵横断面和渠系建筑物设计的依据。 加大流量——为满足特殊情况（如改变灌溉作物种植比例，扩大灌溉面积，或遇到特大旱情等），短时内加大输水的要求，而予以增大的渠道设计流量。通常是根据正常流量，适当选择加大百分数来确定，该项指标为设计渠顶高程的依据。 最小流量——在河流水源不足，种植面积减小，或给灌水定额较小的作物供水时，出现渠道最小流量。该项指标主要用于校核下一级渠道水位的控制条件和奎水建筑物位置以及校核渠道中的淤积。 C1.1 选择灌溉制度，确定灌溉方式及由支渠同时供水的下级渠道（斗、农）数目。 C1.2 确定支渠及农渠应送至田间的净流量： 式中： Q bfn＝ωb·q n?????????（C1）Q bnt——支渠配给田间的净流量，m3／s； 式中：ωb＿支渠控制的灌溉面积，万亩；q n——灌水模数（m3/s／万亩）。 Q ln＝＝Q bfn／n·k·n f????????（C2）Q ln——农渠净流量，m3／s；n——支渠以下同时灌水的斗渠数；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；n f——田间水利用系数。 C1.3 推算各级渠道的设计流量（毛流量） 式中： 农渠毛流量：Q LG ＝Q ln＋S1·L 1?????（C3）Q LG——农渠毛流量，m3／s； 式中：Q ln——农渠净流量，m3／s；S1——农渠每公里的渗水量，L/s／km ；L1——农渠平均灌水长度取1／2 的农渠长度，km。 斗渠的毛流量：Q dG＝k ·Q LG ＋S a·L a????（C4）Q dG——斗渠毛流量，m3／s；k——斗渠以下同时灌水的农渠数；S a——斗渠每公里的渗水量，L/s／km ； 式中：L a——斗渠最大平均工作渠段长度，km 支渠的毛流量：O bG＝n·Q dG＋S b·L b????（C5） O bG——支渠的毛流量，m3/s n——支渠以下同时灌水的斗渠数；S b——支渠每公里的渗水量，L/s／km；L b——支渠的工作长度，km。 于渠各段设计流量的推算，在求得各支渠口的毛流量后，可从最远一条支渠的取水口依次向上推算出干渠各段的设计流量。 C2 灌溉渠道横断面设计 C2.1 渠道断面宽深比 α＝b／h????????（C6）
第五章 水电站调节保证计算 5.1调节保证计算的目的、任务 （1）调保计算目的、任务 在水电站运行中，负荷与机组出力达到平衡使机组转速稳定。但由于各种突发事故，造成机组突然与系统解列，机组甩掉部分，或者全部负荷。在甩负荷时，由于导叶迅速的关闭，水轮机的流量急剧变化，因此在水轮机过水系统内产生水击。调保计算就是在电站初步设计阶段计算出上述过程中的最大转速上升及最大压力上升值。另外，调保计算 的目的是使压力升高和转速升高不超过允许值，确保电站水机系统安全稳定运行。 调节保证计算一般应对两个工况进行，即计算设计水头和最大水头甩全负荷的压力上升和速率上升，并取其较大者。一般在前者发生最大速率升高，在后者发生最大压力升高。 （2）灯泡贯流式机组过渡过程的特点 灯泡水轮发电机组的调节过渡过程与常规机组相比有一些不同，一般轴流机组惯性力矩主要取决于发电机的飞轮力矩，对于灯泡机组来说，由于受灯泡比的限制，发电机直径约为立式机组的3/5，其惯性力矩仅相当于立式机组的1/10左右，因而，水轮机惯性和水体附加惯性力矩所占的比重应大大增加，而水体附加惯性力矩则随叶片安放角的增加而增加，所以对灯泡机组的过渡过程分析必须考虑其影响。 （3）调保计算标准 根据/51862004DL T -《水力发电厂机电设计规范》，水轮机在机组甩负荷时 的最大转速升高率max β宜小于60%；导水叶前最大压力上升率宜为70%100%～。根据有关已建电站试验证明，采用导叶分段关闭规律， 8m 尾水管的真空度不大于水柱。 （4）已知计算参数 装机容量：418.5?MW
水头参数：max 6.8H =m ， 5.82Hav =m ， 5.3r H =m ，5.1min =H m 水轮机参数：水轮机型号：()1102730GZ WP --，68.2/min r n r =， 3398.6/r Q m s =， 尾水管参数：尾水管进口直径3==7.1D d (m) 尾水管直锥段长度：211=2.0=2.07.3=14.6L D ?(m) 尾水管直锥段直径：41=1.428=1.4287.3=10.42D D ?(m) 尾水管混合过渡段长度：221=2.7=2.77.3=19.71L D ?(m) 尾水管混合过渡段高度：1h=1.453=1.4537.3=10.61D ?(m) 尾水管混合过渡段宽度：1B=2.04=2.047.3=14.892D ?(m) 机组转动部分飞轮力矩()3t m ?： 查《灯泡贯流式水电站》155P ：22 22GD GD D D G G =++水体附加发电机水轮机 发电机飞轮力矩23i t KD l GD =发电机 式中：K -经验系数, 查《灯泡贯流式水电站》126P ,表6-10： 68.2/min r n r =，=4.7~5.1K ，取=5K 。 即： 332=57.14 1.02=1856.4i t K D D G l =??发电机()3t m ? 取： 2=850GD 水轮机()3t m ? 02441= sin 8 B GD D L π γα水体-d （） （水轮机转轮区水体） 式中：γ-水体比重； 0L -叶片弦片长； B d -轮毂直径，之前取轮毂比为0.33，即1=/0.33B D d ，故 =0.337.3=2.41B d ?m ： αθ?=+，θo 为桨叶角为时0的叶片安放角；?为桨叶角度；
第九章水电站的水锤及调节保证计算 本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水锤简化计算、复杂管路的水锤解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高 增加负荷：与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水锤”现象 管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水锤”。 导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。 导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。 二、调节保证计算的任务 (一) 水锤的危害 (1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂； (2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动； (3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。 (二) 调节保证计算 水锤和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。 1．调节保证计算的任务： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据； (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。 (3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。 (4) 研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。
灌溉水利用系数的计算方法 灌溉水利用系数在水土平衡和渠道设计流量分析中使用。 一、用模式分析法计算渠道灌的灌溉水利用系数 1计算公式 （1）灌溉水利用系数：η= 式中：——渠系水利用系数，可用各级渠道水利用系数连 乘求得。 ——田间水利用系数。 （2）渠道水利用系数 在无实测资料时按下式计算： =1－ 土渠：= 衬砌渠：= 式中：——渠道单位长度水量损失率（%.km） L——渠道长度（km） K——土壤透水性系数，可从表查得 m——土壤透水性指数，可从表查得 ——衬砌渠道渗水修正系数，可从表查得 2 参数选择 （1）设计净流量： 1）干渠：Q净=q s A干=0.368 2.46=0.972m3/s
2）支渠：Q净==m3/s 3）斗渠：Q净=n Q农净=20.091=0.182 m3/s 4）农渠：Q净= ==0.091 m3/s （2）渠道长度： 1）干渠：1条，长12.6km砼板防渗结构，灌溉面积2.64万亩。标准条田规格：长宽=700250=262.5亩拆合标准条田100块2）支渠：4条,总长7.6km，平均长1.9km，平均灌溉面积0.66万亩，拆和标准条田25块 3）斗渠：14条，总长21km，平均长1.5km，平均灌溉面积0.1886亩，拆和标准条田7块 4）农渠：100条，总长0.65km，平均长度0.65km （3）m、k、的选择 查表沙壤土：K=3.4，m=0.5 查表干渠砼板衬砌：=0.15-0.05，取=0.10 支渠浆砌石衬砌：=0.20-0.10取=0.15 3.渠道水利用系数计算 利用渠道净流量、渠道长度及选择的参数计算各渠道水利用系数，考虑到蒸发损失，管理损失及衬砌渠道在使用期防渗性能降低等因素，并结合现场调查，对计算值作适当调整作为采用值。 渠道水利用系数 渠道Q L
第四章水电站的水击及调节保证 计算 本章重点内容：水电站有压引水系统非恒定流现象和调节保证计算的任务、单管水击简化计算、复杂管路的水击解析计算及适用条件、机组转速变化的计算方法和改善调节保证的措施。 第一节概述 一、水电站的不稳定工况 由于负荷的变化而引起导水叶开度、水轮机流量、水电站水头、机组转速的变化，称为水电站的不稳定工况。其主要表现为： (1) 引起机组转速的较大变化 丢弃负荷：剩余能量→机组转动部分动能→机组转速升高 增加负荷：与丢弃负荷相反。 (2) 在有压引水管道中发生“水击”现象 管道末端关闭→管道末端流量急剧变化→管道中流速和压力随之变化→“水击”。 导时关闭时，在压力管道和蜗壳中将引起压力上升，尾水管中则造成压力下降。 导叶开启时则相反，将在压力管道和蜗壳内引起压力下降，而在尾水管中则引起压力上升。 (3) 在无压引水系统(渠道、压力前池)中产生水位波动现象。 二、调节保证计算的任务 (一) 水击的危害 (1) 压强升高过大→水管强度不够而破裂； (2) 尾水管中负压过大→尾水管汽蚀，水轮机运行时产生振动； (3) 压强波动→机组运行稳定性和供电质量下降。 (二) 调节保证计算 水击和机组转速变化的计算，一般称为调节保证计算。 1．调节保证计算的任务： (1) 计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力
管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据； (2) 计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内。 (3) 选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值。 (4) 研究减小水击压强及机组转速变化的措施。 2．调节保证计算的目的 正确合理地解决导叶启闭时间、水击压力和机组转速上升值三者之间的关系，最后选择适当的导叶启闭时间和方式，使水击压力和转速上升值均在经济合理的允许范围内。 第二节水击现象及其传播速度 1、一、水击现象 1．定义 在水电站运行过程中，为了适应负荷变化或由于事故原因，而突然启闭水轮机导叶时，由于水流具有较大的惯性，进入水轮机的流量迅速改变，流速的突然变化使压力水管、蜗壳及尾水管中的压力随之变化，这种变化是交替升降的一种波动，如同锤击作用于管壁，有时还伴随轰轰的响声和振动，这种现象称为水击。 2．水击特性 (1) 水击压力实际上是由于水流速度变化而产生的惯性力。当突然启闭阀门时，由于启闭时间短、流量变化快，因而水击压力往往较大，而且整个变化过程是较快的。 (2) 由于管壁具有弹性和水体的压缩性，水击压力将以弹性波的形式沿管道传播。 注：水击波在管中传播一个来回的时间t r=2L／a，称之为“相”，两个相为一个周期2t r=T (3) 水击波同其它弹性波一样，在波的传播过程中，在外部条件发生变化处(即边界处)均要发生波的反射。其反射特性(指反射波的数值及方向)决定于边界处的物理特性。 二、水击波的传播速度
FCD 11011 FCD 水利水电工程初步设计阶段径流分析计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1996年3月 1
水电站初步设计阶段 径流分析计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 基本资料 (4) 4. 径流分析计算内容和要求 (6) 5.径流特性分析 (6) 6.径流还原计算 (7) 7.径流系列代表性分析 (10) 8.径流系列计算 (11) 9.径流频率分析计算 (14) 10.径流年内分配 (18) 11.应提供的设计成果 (19) 3
1. 引言 2. 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程径流计算的文件 (1) 规划与可行性研究阶段的设计报告、专题报告以及审查意见； (2) 初步设计任务书和项目任务书。 2.2 主要设计规范 (1) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行)； (2) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范； (3) DL 5020-93 水利水电工程可行性研究报告编制规程 (4) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程 3. 基本资料 3.1 基本资料的收集和整理 3.1.1 流域自然地理特征资料 流域面积、地理位置(含经纬度)、地形、地貌、地质、土壤、植被、干流及主要支流分布、干流长度、坡度等。 3.1.2 水利和水土保持措施资料 与工程径流计算有关的已建大中型水库、引水蓄水工程、分洪滞洪工程、水土保持措施 4
基本步骤： 1. 分析资料的代表性，少于20年的短系列加以延展； 2. 计算经验频率，绘制经验频率曲线； 3. 计算径流量均值Q 及C v 和C s 的值； 4. 用适线法确定理论频率曲线； 5. 推求不同设计频率的年径流量。 例题： 某河某站年平均流量资料如下表，试用适线法估计参数，并推求频率为5%，10%和95%的设计年平均流量。 解： 1）将实测年平均流量按大小次序排列，利用公式 计算 经验频率P ，列表计算如下。并将x 和P 对应点绘在概率格纸上，见频率曲线图。 %1001?+=n m P
2）计算系列的多年平均流量： 3）计算模比系数x x K i i = ，也列于表中。 4）用矩法公式求偏态系数（无偏估计量）： 5）取Cv=0.2，Cs=2Cv 进行PIII 曲线的配线：查PIII 型频率曲线的模比系数p K 值表，求出不同频率P 对应的p K ，则x K x p p ?=。 6）将频率P 和对应的p x 绘于同一个概率格纸上，并与经验频率比较，结果符合不太满意。改变参数，分别取Cs ＝3Cv 和Cs ＝3.5Cv ，重复步骤5），计算不同频率对应的年径流量Xp ，结果绘于概率格纸上。 频率曲线选配计算表 x x x 第三次配线与经验点据配合较好，即为采用的频率曲线 ) /(586.3328 4 .9403s m x == 1878 .01289526 .01)1-(1 2===∑=--n i i V n k C
7）根据第三次配线频率曲线，可求相应频率的设计年平均流量p p K x x ?=，分别得到如下结果： X 5% =45.68 m 3/s X 10%=42.65 m 3/s X 95%=24.18 m 3/s
机密等级：★★ 06 级水利水电工程专业《水电站》复习重点 名词解释 1.设计保证率：水电站的设计保证率是指水电站正常发电的保证程度。一般用正常发电总时段与计 算期总时段壁纸的百分数表示。 2.★保证出力：指水电站相应于设计保证率的枯水时段发电的平均出力。 3.★多点平均发电量：水电站隔年发电量的平均值。 4.★最优工况：即效率最高工矿，水轮机达到运行效率最高时的工况。在水轮机模型综合特性曲线 上最内图等效率曲线中面积的集合中心效率最高。该店相应的工况即为最优工况。 5.限制工况：用于限制水轮机在增大流量是，由于效率过低反而会发生出力下降的情况，或是限制 影响最大出力的因素所规定的相应工况。 6.吸出高：水轮机的吸出高Hs。从理论上讲应是转轮中压力最低位置到下游面得垂直高度，但在 不同工况时次压力最低位置亦有所不同。 7.★单位参数：通常采用将模型试验的成果都化为D1m=1m,H1m=1m标准情况下的参数，次参数称 为单位参数。分别用表示。 8.比转速：水轮机在工作水头H=1m，出力N=1kw是所具有的转速称为水轮机的比转速。 9.自动调节渠道：渠道的流量和水位随着水电站负荷的变化而自动变化。 10.非自动调节渠道：为了有效的控制渠道末端的水位，在渠道末端的压力前池处设置了溢流堰，这 样的渠道称为非自动调节渠道。 11.★水击：在水电站中，由于负荷的突然变化，因此而骤然启闭水轮机导叶和阀门，将导致管内水 流流速的变化，与此同时水流动量也将发生相应的变化，从而使内水压力急剧升高或降低，这种现象叫水击。 12.★调节保证计算：水轮发电机组负荷在较大范围内突然变化的情况下，考虑到调速器的影响以进
1.水电站的类型: 按集中水头的方式，可以分为：①坝式水电站：河床式、坝内式、坝后式、地下电站、坝后河岸引水式。②引水式水电站③混合式水电站。 2.潮汐电站使用的机组：海水通过轮机转动水轮发电机组发电。 3.水电站建筑物的组成：①枢纽建筑：挡水建筑物，如坝或闸；泄水泄沙建筑物，如泄洪孔、冲沙孔；过坝建筑物，如取水口、筏道、渔道、航道。 ②发电建筑物：引水建筑物，如进口及其附属建筑物（栅、检修门、工作门）、压力管道，尾水建筑物；发电厂房及附属建筑物，如主副厂房、变压器场、开关站。 4.水电站进水口的类型：无压进水口：类似于水闸，明流，引表层水为主。有压进水口：最低水位以下，有压流，引深层水为主适用于坝式、有压引水式、混合式水电站。抽水蓄能进水口。 5.水电站进水口的基本要求：①要有足够的进水能力。合理安排其位置和高程，水流平顺并有足够的断面尺寸。②水质要符合要求。要设置拦污、防冰、拦沙、沉沙及冲沙设备。③水头损失小。位置合理，轮廓平顺、流速较小，尽可能减小水头损失。④可控制流量。进 水口须设置闸门。⑤满足水工建筑物的一般要求。稳定，运行检修方便 6.有压进水口的类型及适用条件：①闸门竖井式进水口；适用：工程地质条件较好，岩体比较完整，山坡坡度适宜，易于开挖平洞和竖井的情况。②岸坡式进水口；适用：山坡较陡，不易挖井的情况。③塔式进水口；适用：进口处山岩较差、岸坡比较平缓④坝式进水口；适用：混凝土重力坝⑤河床式进水口；⑥分层取水进水口 7.有压进水口的高程确定：顶部高程应低于最低死水位，并有一定的埋深，不出现吸气漩涡。底部高程应高于设计淤沙高程0.5~1.0m。 8.有压进水口闸门、通气孔及充水阀的作用：闸门：①事故闸门：紧急情况下切断水流，防事故扩大。②检修闸门：设在事故闸门上游侧，检修事故闸门和及其门槽时用以堵水。通气孔：是当引水道充水时用以排气，当事故闸门紧急关闭放空时用以补气，以防出现有害真空。充水阀：开启闸门前向引水道充水，平衡闸门前后水压，以便在静水中开启闸门，从而减小闸门起门力。 9.无压进水口布置位置：应布置在河流弯曲段凹岸，以避免漂浮物、防止泥沙淤积以便于引进上层清水。 10.沉沙池的基本原理及布置位置：基本原理：加大过水断面，减小水流的流速及其挟沙能 力，使有害泥沙沉淀在沉沙池内，将清水引入引水道。 布置位置：无压进水口之后，引水道之前。 11.渠道的分类：非自动调节渠道：渠顶大致平行渠底，渠道的深度沿途不变，在渠道末端 的压力前池中设溢流堰。自动调节渠道：渠道首部堤顶和尾部堤顶的高程基本相同，并高出上游最高水位，渠道断面向下游逐渐加大，渠末不设泄水建筑物。 12.压力前池的作用及组成建筑物：作用：(1) 平稳水压、平衡水量。(2) 均匀分配流量。(3) 渲泄多余水量。(4) 拦阻污物和泥沙。组成建筑物：(1) 前室(池身及扩散段) (2) 压力水管的进水口(3) 泄水建筑物(4) 排污、排沙、排冰设备 13.设置日调节池的条件:当引水渠道较长，且水电站担任峰荷的水电站 14.压力钢管的分类：按布置方式分为：①明钢管②坝内钢管③地下埋管 15,压力管道布置的基本原则：①路线尽可能短、直。②地质条件好。稳定、地下水位低、避开山崩、雪崩地区。③尽量减小起伏, 避免出现负压。④首部应设置事故闸门，并考虑事故排水。 16.压力管道的供水方式及适用条件：①单元供水：单机流量大，长度短的地下埋管或明管； 混凝土坝内管道和明管道。②集中供水：单机流量不大管道较长的情况，地下埋管较多
4设计年径流量的计算 4.1正常年径流量的计算 在一个年度，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的 径流总量以及径流的年际与年分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的 变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏 少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q=EQ i/n 刀Q各年的年径流量之和n 年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q趋 向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年 平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用 考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算 有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv 变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。
第九章雨水管渠的设计计算 （一）教学要求： 1、熟练掌握雨水设计流量的确定方法； 2、了解截流制合流式排水管渠的设计； 3、掌握管道平面图和纵剖面图的绘制。 （二）教学内容： 1、雨量分析及暴雨强度公式； 2、雨水管网设计流量计算； 3、雨水管网设计与计算； 4、雨水径流调节； 5、排洪沟设计与计算； 6、合流制管网设计与计算。 （三）重点： 雨水管网设计计算、合流制管网设计计算。 第一节雨量分析及暴雨强度公式 一、雨量分析 1. 降雨量 降雨量指单位地面面积上在一定时间内降雨的雨水体积，其计量单位为（体积/时间）/面积。由于体积除以面积等于长度，所以降雨量的单位又可以采用长度/时间。这时降雨量又称为单位时间内的降雨深度。常用的降雨量统计数据计量单位有： 年平均降雨量：指多年观测的各年降雨量的平均值，计量单位用mm/a； 月平均降雨量：指多年观测的各月降雨量的平均值，计量单位用mm/月； 最大日降雨量：指多年观测的各年中降雨量最大的一日的降雨量，计量单位用mm/d。 2. 雨量的数据整理 自记雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量（mm）和降雨时间（min）之间的对应关系，以降雨时间为横坐标和以累计降雨量为纵坐标绘制的曲线称为降雨量累积曲线。降雨量累积曲线上某一点的斜率即为该时间的降雨瞬时强度。将降雨量在该时间段内的增量除以该时间段长度，可以得到描述单位时间内的累积降雨量，即该段降雨历时的平均降雨强度。 3.降雨历时和暴雨强度 在降雨量累积曲线上取某一时间段t，称为降雨历时。如果该降雨历时覆盖了降雨的雨峰时间，则上面计算的数值即为对应于该降雨历时的暴 雨强度，降雨历时区间取得越宽，计算得出的暴雨强度就越小。 暴雨强度用符号i表示，常用单位为mm/min，也可为mm/h。设单位时间t内的平均降雨深度为H，则其关系为： H （9-1） i t 在工程上，暴雨强度亦常用单位时间内单位面积上的降雨量q表示，单位用（L/s）/hm2。 采用以上计量单位时，由于1mm/min＝l（L/m2）/min＝10000（L/min）/hm2，可得i和q之间的换算关系为：
4 设计年径流量的计算 4.1 正常年径流量的计算 在一个年度内，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q＝∑Q i/n ∑Q i各年的年径流量之和 n——年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域内没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算
有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。 当满足以上条件时，可用算术平均法直接计算出正常年径流量。 Q=∑Q i/n n――为观测年数 Q i---为，某年的年径流量 此法的关键是分析资料的代表性，即在实测资料的系列中必须包含河川径流变化的各种特征值，同时还要同临近有更长观测资料的流域进行对比分析，进一步确定实测资料的代表性。 根据我国河流的特点和资料条件，一般具有二三十年以上可作为有长期资料处理。 4.1.2 有短期实测资料时正常年径流量的推算 短期实测资料是指一般仅有几年或十几年的实测资料，且资料的代表性较差。此时，如果利用算数平均法直接计算将会产生很大的误差，因此，计算前必须把资料系列延长，提高其代表性。 延长资料的方法，主要是通过相关分析，即通过建立年径流量与其密切相关的要素（称为参证变量）之间的相关关系，然后利用有较长观测系列的参证变量来展延研究变量年径流量的系列。 4.1.2.1参证变量的选择 展延观测资料系列的首要任务是选择恰当的参证变量，参证变量的好坏直接影响精度的高低。一般参证变量应具备以下三个条件： （1）参证变量与研究变量在成因上是有联系的。当需要借助其他流域资料时，参证流域与研究流域也需具备同一成因的共同基础）。 （2）参证变量的系列要比研究变量的系列长。 （3）参证变量与研究变量必须具有一定的同步系列，以便建立相关关系。 当有好几个参证变量可选时，可以选择与研究变量关系最好的作为首选参证变量，也可以同时选择好几个参证变量，建立研究变量与所选参证变量间的多元相关关系。总之，以研究成果精度的高低作为评判参证变量选择好坏的标准。 目前，水文上常用的参证变量是年径流量资料和年降水量资料。 4.1.2.2利用年径流资料展延插补资料系列 在研究流域附近有长期实测年径流量资料，或研究站的上、下游有长期实测年径流量资料的水文站。经分析，证明其径流形成条件相似后，可用两者的相关方程延长插补短期资料。
贵州省暴雨洪水计算实用手册 （修订本） 小汇水流域部分 二零零四年九月
一、基本思路 推理公式法，是最早用作根据暴雨资料间接推求设计洪水最大流量的方法之一。我国于建国后，在铁路、公路、城市和工业区防洪排洪、城市排水以及中小型水电建设等方面，都广泛使用推理公式法计算设计洪水。 本次修订小汇水面积雨洪计算公式，主要考虑了影响雨洪计算公式结构的关键性的经验关系即汇流参数地区综合经验关系以及有关 的边界条件，参照外省的类似经验关系并结合我省的实际情况进行修订，主要有以下几个方面： 1、汇流参数m和流域几何特征值θ之间的地区综合关系m～θ，由于面积较小的小流域及特小流域中坡面汇流随着面积逐渐起主导 作用，不同θ值的流域汇流条件相对的差异较小，因而m～θ线坡度较缓；随着面积的增大，河槽汇流比重加大，汇流速度增加较快，汇流参数m增长较多，汇流m～θ线坡度较陡。所以，m～θ线是转折的。参照《小流域暴雨洪水计算》一书综合国内几个地区m～θ关系及邻近省区m～θ关系的趋势，结合我省某些自然地理分类（如Ⅰ2类）点据分布情况，我省m～θ线大约在θ=30处转折，当θ＞30，m～θ线坡度较陡，即原《手册》确定的m=γθ0.73；当θ＜30，m～θ线坡度较缓，如附图中所定m=γ1θ0.22。 2、确定小面积m～θ的趋势时，由于我省实测小面积资料特少，因此，除考虑点据分布外，还对我省可能出现的最小θ和m值进行估计，假定流域汇水面积为1平方公里时，对于主河道坡降很大（如
100%）的特小流域，设若干种流域形状系数，其最小的θ不小于3.0，取θ=3为应用范围的最小值。 由我省实测水文资料分析的汇流参数m值，最小值为m=0.4，原《手册》在与邻省区典型流域汇流参数比较的综合材料中，我省最小汇流参数为m=0.31～0.39，结合我省分类m～θ关系点据分布，Ⅰ2类（丘山间谷坝，强岩溶，植被差）的m值最低，其小面积的点据较多，依照其点据分布趋势，确定m～θ线在θ=30处转折后通过θ=3.0，m=0.3处，m～θ线与Ⅰ2类点据配合得还比较好，亦即在应用范围内取我省的最小汇流参数m=0.3。 如此，小汇水面积流域的m～θ关系拟定为m=γ1θ0.22。 3、鉴于其他各自然地理分类（Ⅰ1、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3）小汇水面积流域的点据更少，同时考虑推导小汇水面积雨洪计算公式的方便，其他各自然地理分类的m～θ定为与Ⅰ2类m～θ平行的一组线，即均在θ=30处转折，m=γ1θ0.22。地区综合汇流参数的非几何特征系数γ1值综合如下表。 汇流参数γ1系数统计表
天然径流量（nature river flow ）：指实测河川径流量的还原水量，一般指实测径流量加上实测断面以上的利用水量( 扣除回归部分)。 黄河流域天然径流量计算解析 摘要：黄河流域天然径流量的计算是黄河流域水资源规划、调度、生产、科研的基础性工作。天然径流量主要包括实测径流量和人类活动对河川径流影响的径流量两部分，其中实测径流量由水文测站进行断面控制，而人类活动对河川径流影响的径流量需要通过还原，这部分还原水量的计算工作是天然径流量计算中最重要的部分。在黄河流域还原水量的计算方法上，黄委会对此已有一套较为成熟方法，即国民经济各生产部门从黄河干支流引出的水量减去回归河道后的水量，也就是通常所说的净（耗）水量。本文主要总结介绍该计算方法与水资源量的区别。 关键词：天然径流量；还原水量；计算方法；水资源量；黄河 中图分类号：p333 文献标识码：A 文章编号：1000-1379（2001）02-0035-03 流域降水量、产水量、地表水资源量、河川天然径流量概念是有区别的，这里讨论是建立在水文站实测资料基础上的河川天然径流量。由于人类活动的影响，水资源利用率越来越高，各控制水文站的实测径流已不能反映河川径流的实际情况，为了研究流域水文特性，科学合理地开发水资源，需要把人类的活动影响（主要是农业灌溉、工业生活和水库调蓄）水量进行还原。河川还原水量与一般意义的消耗水量有区别的，一般意义的耗水量不适用于流域还原计算，特别是向流域外引水、高扬程或远距离输水、灌区内滞留的水量等还原计算中需要用净用水量；还原概念中把引出流域外的水量做为耗水量，如黄河下游灌区的耗水量，如果没有回归河道则引水量即为耗水量，这里的耗水量为相对于河道来说是净用水量。 1986年黄委设计院完成了“黄河水资源利用”，1997年黄委水文局完成了“1950～1990年黄河水文基本资料审查评价及天然径流量计算”，该成果黄委确定为今后统一使用的水文资料，现又对1919～1949年天然径流量进行了审查，同时完成了1991～1998年天然径流量成果计算，目前形成了一套“1919～1998年80年系列的黄河流域天然径流量成果”。以上成果中还原水量的计算是黄委应用于流域水量计算较为成熟的方法。 1 基本概念 黄河河川水资源开发利用历史悠久，随着国民经济的发展，历年用水量有较大的变化，黄河径流特性的研究必须对人类活动影响的水量进行还原。 在做好实测水文基本资料审查的基础上，开展黄河河川径流历年耗水量调查，以期弄清流域河川径流（也称地表水，下同）的耗水情况和天然径流量，为黄河规划治理与水资源合理配置及优化调度提供依据。