抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本FCD12030a
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FCD31010 FCD水利水电工程初步设计阶段混凝土面板堆石坝设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网iFCD31010 FCD1999年10月ii_____ 工程初步设计阶段混凝土面板堆石坝设计大纲主编单位: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—月目录1综合说明 (4)2 设计依据文件和规范 .................................................... ( 4)3 基本资料 (4)4 面板坝布置 (9)5 坝体设计 (10)6 坝体计算 (13)7 基础处理 (14)8 坝体原型观测设计 ..................................................... ( 15)9 工程量计算及设计成果 ................................................. ( 16)1 引言工程位于 ____ 省 ______ ( 县)以 __ km 的 _____ 河上,是以 ______ 为主,兼顾 (结合 ) 等综合利用的水利水电枢纽工程。
水库正常蓄水位 ________ m,最大坝高 ______ m 总库容 _______32m ,电站总装机容量 ______ MW 年发电量 ______ kW- h ,灌溉面积 _____ hm 。
本工程可行性研究报告于 _______ 年 ____ 月由 ____ 审查通过,选定坝址为。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件 (1) 可行性研究报告 (2) 可行性研究报告审批文件(3) 可行性研究地质报告、建材试验报告 (4)可行性研究专题报告(5) 设计合同及设计任务书(6) 初步设计地质报告、建材试验报告 2.2 主要设计规范3 基本资料3.1工程等别与建筑物级别(1) 工程等别工程,水库总库容 x 108nf ,防洪效益,灌溉面积 hmf ,水电站装 机容量 MV ,按SDJ 12 — 78的规定,本工程为等。
工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲1 流域及工程概况2 设计依据2.1 有关本工程的文件(1) 设计任务书;(2) 可行性研究报告;(3) 可行性研究报告审查文件。
2.2 主要规范(1) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范;(2) DL/T5015-1996 水利水电工程水利动能设计规范;(3) SD 138-85 水文情报预报规范;(4) DL/T5064-1996 水电工程水库淹没处理规划设计;(5) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程。
2.3 主要参考资料(1) 谢任之,溃坝水利学,山东科学技术出版社;(2) 唐友一,溃坝水流状态计算方法的探讨,水利水电技术,1962年第4期;(3) 美国天气局,溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南,水电部南京水文水资源研究所,1987年11月;(4) 山西省水利勘测设计院,水利动能设计手册,水库溃坝计算,1983年;(5) 水电部十一局研究院,土坝溃坝流量计算方法的研究,1977年6月;(6) 天津勘测设计院,孙国洁等,溃坝洪水计算国内外概况;(7) 水电部四川勘测设计院,大中型水电站水能设计第十五章,溃坝流态计算,1977年1月;(8) 黄委会科研所,溃坝水流计算方法初步探讨,水利科技情报,1976年9月;(9) 彭登模,溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议,人民长江,1965年第5期。
3 基本资料3.1 地形资料(1) 水库及下游河道地形图;(2) 坝址横断面图;(3) 下游河道纵横断面资料。
3.2 水库库容曲线收集水库原始库容及运行若干年后的剩余库容曲线。
水库库容曲线表 13.3 挡水建筑物及枢纽布置(1) 坝高m;坝顶高程m;(2) 坝顶长度m;(3) 坝底长度m;坝底高程m;(4) 表孔(溢洪道):坎底高程m;孔数,孔口尺寸:b×h m×m;(5) 中孔:坎底高程m;孔数,孔口尺寸:b×h m×m;(6) 底孔:坎底高程m;孔数,孔口尺寸:b×h m×m。
FJD34070FJD抽水蓄能电站技术设计阶段侧式进/出水口设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1999年3月1工程技术设计阶段侧式进/出水口设计大纲主编单位: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. 设计基本资料 (5)4 进/出水口设计优化 (10)5.水力设计 (10)6.进水塔的稳定验算 (11)7.结构设计 (12)8.工程措施设计 (17)9.分缝和止水 (17)10.专题研究 (17)11.工程量计算 (17)12.设计成果 (18)31 引言抽水蓄能电站工程位于,利用为下水库,在处修建上水库。
电站装机容量为 MW,安装台单机容量为 MW的可逆式水泵水轮机组。
电站共有条水道系统,采用管机布置型式。
本电站采用侧式进/出水口。
本工程初步设计于年月经审查通过。
为了取得更好的水力、结构和使用条件,本阶段将对进/出水口设计进一步优化。
2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程的文件(1) 抽水蓄能电站初步设计报告;(2) 抽水蓄能电站初步设计审批文件;(3) 抽水蓄能电站进/出水口水工模型试验报告;(4) 抽水蓄能电站其它有关文件。
2.2主要设计规范(1)SDJ 12-78 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区、丘陵区部分)(试行)及补充规定;(2)SD 303-88 水电站进水口设计规范(试行);(3)DL 5077-1997 水工建筑物荷载设计规范;(4)DL/T 5057-1996 水工混凝土结构设计规范;(5)DL 5073-1997 水工建筑物抗震设计规范;(6)SD 134-84 水工隧洞设计规范;(7)DL/T 5082-1998 水工建筑物抗冰冻设计规范;(8)GBJ 86-85 锚杆喷射混凝土支护技术规范;(9)JTJ 021-89 公路桥涵设计通用规范;JTJ 023-85 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范;JTJ 024-85 公路桥涵地基与基础设计规范;(10)DL/T 5039-95或水利水电工程钢闸门设计规范;SL 74-95(11)SDJ 21-78 混凝土重力坝设计规范(试行);(12)SL 47-94 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范;(13)SDJ 212-83 水工建筑物地下开挖工程施工技术规范;(14)SDJ 57-85 水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范;4(15)SDJ 207-82 水工混凝土施工技术规范;(16)JTJ 041-89 公路桥涵施工技术规范。
抽水蓄能工程方案模板1. 项目背景与概述本工程方案旨在利用抽水蓄能技术来解决能源储备和产能调度等问题。
抽水蓄能技术是一种可再生能源利用技术,通过将多余的电力转化为储能,然后在需要时将该储能再转化为电力供应给电网。
本方案计划建设一座新型的抽水蓄能电站,以解决区域内的电力储备和调度问题。
2. 工程地点及规模本工程计划建设在XXXX地区,占地面积约XXXX平方公里,项目规模为XXXXMW。
3. 工程技术方案3.1 抽水蓄能原理本工程将采用典型的抽水蓄能技术,即在低峰时段利用电力将水抽升至高处的水库或蓄水池,然后在高峰时段通过水力发电机将该储能转化为电力,并供应给电网。
这一过程实现了能量的存储和调度,能够有效平衡电网的负荷需求。
3.2 工程建设方案本工程将建设水库、水泵房、水管、水轮发电机等设施。
首先在地势较高处修建水库,然后在附近的地势较低处修建水泵房和水轮发电机房。
水泵房将采用大型水泵将水从低处抽升至高处的水库中,储能。
当电网需要电力时,水将从水库中释放,通过水轮发电机将能量转化为电力,供电给电网。
3.3 土地利用规划根据工程设计,本工程需要占用部分土地用于建设水库和相关设施,影响土地面积约为XXXX平方公里。
在土地利用规划中,将充分考虑土地的保护和生态环境的影响,同时采取相应的环境保护措施,确保工程施工和运营过程中对当地环境的影响最小化。
4. 技术经济分析4.1 投资估算本工程的投资主要包括工程建设投资和后期运营成本。
根据相关技术、设备和人工成本,预计总投资约为XXXX亿元。
其中,建设投资约为XXXX亿元,后期运营成本约为XXXX 亿元。
4.2 经济效益分析根据工程规模和投资估算,本工程将能够提供稳定的电力供应,满足电网的需求。
根据相关经济模型分析,预计本工程的年均收入约为XXXX亿元,年均利润约为XXXX亿元。
综合考虑工程的投资和收益,本工程预计将于XXXX年实现投资回收,具有较好的经济效益。
5. 社会影响及环境保护本工程的建设将带动当地经济发展,提供就业机会,促进当地产业发展。
FJD90030 FCD水利水电工程技术设计阶段采暖、通风设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1995年8月⋅⋅ 1水电站技术设计阶段采暖、通风设计大纲主编单位: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. 设计基本资料 (4)4. 采暖、通风及空气调节系统的设计 (6)5. 事故排烟 (9)6.通风、空调系统的自动控制 (10)7.应进行的专题研究 (11)8.工程量计算 (11)9.应提供的设计成果 (11)⋅⋅ 31引言工程位于,是以为主, 等综合利用的水利水电枢纽工程。
正常蓄水位m,最大坝高m,总库容⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽m3。
电站总装机容量MW,年发电量 kW·h。
灌溉面积⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽km2。
通航t级船队(舶)。
本工程初步设计报告于年月审查通过。
电站厂房为,厂房高m,长m,宽m。
2设计依据文件和规范2.1有关本工程的文件(1)工程初步设计报告;(2)工程初步设计报告审批文件;(3)技术设计任务书;(4)专题报告文件。
2.2主要设计规范(1)采暖通风与空气调节设计规范(GBJ19-87);(2)通风与空调工程施工及验收规范(GBJ243-82);(3)建筑设计防火规范(GBJ16-87);(4)水力发电厂厂房采暖通风和空气调节设计技术规定(SDJQ1-84);(5)水利水电工程设计防火规范(SDJ278-90);(6)水力发电厂机电设计技术规范(SDJ173-85)(试行);(7)高层民用建筑设计防火规范(GBJ45-82)。
2.3设计参考资料(1)水电站机电设计手册(采暖通风与空调分册)(1987年版);(2)供暖通风设计手册(1987年版);(3)空气调节设计手册(1983年版);(4)全国通用通风管道计算表;(5)全国通用通风管道配件图表;(6)暖通空调气象资料集(暖通规范管理组主编)。
抽水蓄能电站水库泥沙淤积计算初探
麦达铭
【期刊名称】《电网与清洁能源》
【年(卷),期】1995(0)1
【摘要】本文根据抽水蓄能电站的特点,提出了不同的水库类型应采用不同的泥沙淤积计算方法,并指出其与常规水库泥沙淤积计算的异同。
文中介绍了泥沙过蓄能电站机组的含沙量与粒径,提出了台坪式上水库来沙量与淤积量的估算方法以及确定上水库泥沙淤积高程的方法。
通过算例进一步阐明抽水蓄能电站水库泥沙的淤积计算方法与步骤。
【总页数】1页(P54)
【作者】麦达铭
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TV743.2
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目录目录 ............................................................. - 1 -第一章坝体计算 .................................................. - 1 -1.1防浪墙顶高程及坝顶高程确定 (2)1.1.1 防浪墙顶高程确定....................................... - 2 -1.1.2 防浪墙底高程的确定..................................... - 4 -1.1.3 坝顶高程的确定......................................... - 4 -1.1.4 坝顶面宽度的确定....................................... - 4 - 1.2防浪墙应力稳定计算及配筋计算. (5)1.2.1 防浪墙应力稳定计算..................................... - 5 -1.2.2 防浪墙配筋计算......................................... - 7 - 1.3面板的计算. (8)1.3.1 面板的厚度计算......................................... - 8 -1.3.2 面板的配筋计算......................................... - 8 - 1.4结论. (9)第二章趾板计算 ................................................ - 9 -2.1趾板剖面尺寸 (9)2.2趾板配筋 (12)2.3结论 (13)第三章坝体稳定和变形计算 ...................................... - 13 -3.1边坡稳定计算 (13)3.1.1 计算公式............................................ - 13 - 边坡稳定计算的FORTRAN语言程序 .................................. - 16 -3.2变形计算 (38)3.3结论 (40)第四章导流隧洞的计算 ......................................... - 40 -4.1进水口体型计算 (40)4.2洞身断面尺寸 (42)第一章坝体计算1.1 防浪墙顶高程及坝顶高程确定1.1.1 防浪墙顶高程确定防浪墙顶高程由水库静水位加波浪爬高,壅高及安全超高决定,坝顶高程计 算分别考虑正常情况和非常情况,取所得坝顶高程的较大值。
沙河抽水蓄能电站上水库设计任务书一. 项目背景随着能源需求的不断增长和可再生能源的重要性日益凸显,抽水蓄能电站作为一种可再生能源发电方式被广泛关注和应用。
沙河位于山西省的一个小县城,该地区地势平坦且水资源丰富,适合建设抽水蓄能电站。
本项目旨在设计沙河抽水蓄能电站的上水库,实现可持续、高效的电能产出,满足当地乃至周边地区的能源需求。
二. 项目目标1.设计一个合理的上水库,以满足抽水蓄能电站的运行需求。
2.最大限度地利用现有水资源,减少对当地生态环境的影响。
3.确保上水库的稳定性和安全性,有效防范洪水等自然灾害的威胁。
三. 项目范围本项目的范围主要涉及以下几个方面:1.上水库的选址和规划:根据当地地形、水源等条件,确定上水库的最佳选址,并制定合理的规划方案。
2.上水库的结构设计:设计上水库的堤坝、泄洪口、进水口等结构,确保其稳定性和安全性。
3.上水库的调度方案:制定合理的上水库调度方案,满足抽水蓄能电站的运行需求,并考虑水库的供水功能。
4.上水库的环境影响评估:对上水库建设对生态环境、动植物种群以及河道水质的影响进行评估,并提出相应的保护措施。
四. 项目任务1.通过现地考察和数据调研,确定上水库的最佳选址,并绘制选址图。
2.根据选址图,完成上水库的结构设计,包括堤坝、泄洪口和进水口等部分。
3.制定上水库调度方案,包括水库的充放水策略、供水方案等。
4.进行环境影响评估,评估上水库建设对生态环境、动植物种群及河道水质的影响,并提出相应的保护措施。
5.撰写沙河抽水蓄能电站上水库的设计报告,包括选址原因、结构设计细节、调度方案、环境影响评估结果及保护措施等内容。
6.进行设计结果的审核和修改,确保设计方案的合理性和可行性。
五. 时间计划任务名称起止日期选址调研和数据收集2022年1月-2月上水库结构设计2022年3月-4月上水库调度方案制定2022年5月-6月环境影响评估2022年7月-8月设计报告撰写2022年9月-10月设计审核和修改2022年11月-12月六. 项目交付物1.上水库选址报告:包括选址原因、现场调研结果、选址图等内容。
抽水蓄能电站的水库与泥沙
王广福;金志功
【期刊名称】《东北水利水电》
【年(卷),期】1996(000)005
【摘要】抽水蓄能电站水库有4种基本型式:(1)利用已建成水库或天然湖泊
作上下水库;(2)利用高山峡谷筑坝成库或利用高原台地筑坝韧成上下水库;(3)利用废弃的地下深层采矿巷道做下水库;(4)在河川上筑坝形成上下水库。
抽水蓄能电站的水库淤积是一主要问题。
本文以蒲石河工程为例,着重介绍了在河川上筑坝成库的泥沙问题。
分析认为采用泄流较大的泄水排沙闸,控制洪水期闸前水位,水库超低水位运行,建立水库淤积断面观测系统指
【总页数】4页(P35-38)
【作者】王广福;金志功
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TV743
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目录:1.抽水蓄能电站基本参数 (4)1.1特征水头计算 (4)2挡水、泄水建筑物基本尺寸计算 (5)2.1防浪墙顶高程的计算 (5)2.1.1工况一 (5)2.1.1.1计算风速 (5)2.1.1.2波浪要素计算 (5)2.1.1.3最大波浪爬高计算 (6)2.1.1.4最大风浪雍高计算 (7)2.1.1.5坝顶防浪墙高程计算 (7)2.1.2工况二 (7)2.1.2.1计算风速 (7)2.1.2.2波浪要素计算 (8)2.1.2.3最大波浪爬高计算 (8)2.1.2.4最大风浪雍高计算 (10)2.1.2.5坝顶防浪墙高程计算 (10)2.1.3工况三 (10)2.1.3.1计算风速 (10)2.1.3.2波浪要素计算 (10)2.1.3.3最大波浪爬高计算 (11)2.1.3.4最大风浪雍高计算 (12)2.1.3.5坝顶防浪墙高程计算 (12)2.1.4工况四 (12)2.1.4.1计算风速 (13)2.1.4.2波浪要素计算 (13)2.1.4.3最大波浪爬高计算 (14)2.1.4.4最大风浪雍高计算 (15)2.1.4.5坝顶防浪墙高程计算 (15)2.2泄水建筑物截面尺寸 (15)3水电站引水建筑物 (16)3.1输水系统布置 (16)3.2输水系统各组成建筑物设计 (16)3.2.1引水隧洞 (16)3.2.2压力管道 (16)3.2.3 尾水隧洞 (17)3.3上下库进出水口 (17)3.3.1进出水口位置选择 (17)3.3.2进出水口的轮廓尺寸确定 (18)3.3.2.1隧洞直径 (18)3.3.2.2进/出水口的参数 (18)3.4调压室 (20)4.电站部分参数计算 (21)4.1水泵水轮机参数的计算 (21)4.1.1水泵水轮机的额定出力N r (21)4.1.2水泵水轮机的最大引用流量Q (21)4.1.3水泵水轮机的性能参数计算 (21)4.1.4水泵水轮机主要尺寸和重量估算 (24)4.2蜗壳与尾水管 (25)4.2.1 蜗壳尺寸 (25)4.2.2 尾水管尺寸 (26)4.3发电电动机的类型选择 (27)4.3.1 电动发电机外形尺寸 (27)4.3.2 外形尺寸估算 (28)4.3.2.1平面尺寸估算 (28)4.3.2.2 轴向尺寸计算 (29)4.3.3 发电机重量估算 (30)4.4调速设备选择 (30)4.4.1 调速功计算 (30)4.4.2 接力器选择 (30)4.4.2.1接力器直径的计算 (30)4.4.2.2接力器最大行程计算 (31)4.4.2.3接力器容积计算 (31)4.4.2.4 主配压阀直径计算 (31)4.4.3 油压装置 (32)4.5进水阀的选择 (33)4.6主厂房主要尺寸的拟定 (33)4.6.1 高度方向尺寸的确定 (33)4.6.2宽度方向尺寸的确定 (34)4.6.3长度方向尺寸的确定 (35)4.6.4.1.机组段长度 (35)4.6.4.2 端机组段长度 (36)4.6.4 装配场尺寸的确定 (36)5 专题:上游调压室涌浪高度计算 (37)5.1判断是否需要设置调压室 (37)5.1.1上游引水道设置调压室的判断准则 (37)5.1.2 尾水道设置调压室的判断准则 (38)5.2调压室的位置选择 (38)5.3上游调压室的稳定断面面积计算 (38)5.3.1水头损失计算 (38)5.3.1.1 引水隧洞的水头损失h w0 (39)h (41)5.3.1.2 压力管道的水头损失wm5.3.2上游调压室的托马断面面积计算 (44)5.4上游调压室涌浪计算 (45)5.4.1 调压室涌波水位计算工况选择及其对应水头损失计算 (45)5.4.1.1引水隧洞的水头损失h w0计算 (45)5.4.2 几种调压室的涌浪计算比较 (51)5.4.2.1 简单式调压室涌浪计算 (51)5.4.2.2 阻抗式调压室涌浪计算 (53)5.4.2.3 差动式调压室涌浪计算 (56)5.4.2.4 带上室的阻抗式调压室涌浪计算 (59)5.5调压室选择设计 (62)5.5.1 分析涌浪计算结果选择调压室型式 (62)5.5.2 对所选择的调压室进行结构设计 (63)5.5.3 校核洪水位工况下对调压室涌浪校核 (63)5.5.4 抽水断电工况带扩大上室调压室的最低涌浪计算 (64)1.抽水蓄能电站基本参数1.1特征水头计算根据经验初步估算水头损失为抽水蓄能电站毛水头的5%,各种可能的水位组合下的作用水头计算如下:上库为正常蓄水位,下库为正常蓄水位的情况(根据经验假设出现概率为30%):H 1=H正(上库)-H正(下库)-5%(H正(上库)-H正(下库))=1489.5-1050-5%(1489.5-1050)=439.5-21.975=417.525m上库为正常蓄水位,下库为死水位的情况(根据经验假设出现的概率为50%):H 2=H正(上库)-H死(下库)-5%(H正(上库)-H死(下库))=1489.5-1040-5%(1489.5-1040)=449.5-22.475=427.025m上库为死水位,下库为正常蓄水位的情况(根据经验假设出现的概率为15%):H 3=H死(上库)-H正(下库)-5%(H死(上库)-H正(下库))=1460-1050-5%(1460-1050)=389.5m上库为死水位,下库为死水位的情况(根据经验假设出现的概率为5%):H 4=H死(上库)-H死(下库)-5%(H死(上库)-H死(下库))=399.0m 由上述情况得出:Hmax =H2=427.025mHmin =H3=389.5m根据各水头出现的频率计算加权平均水头为:Hav=417.145m抽水蓄能电站的设计水头的计算近似于引水式电站的设计水头计算,即Hr =Hav=417.145m2挡水、泄水建筑物基本尺寸计算2.1防浪墙顶高程的计算坝顶高程的计算,应该同时考虑以下四种情况,①设计洪水位加正常运用情况的坝顶安全超高;②校核洪水位加非常运用情况的坝顶安全超高;③正常蓄水位加正常运用情况的坝顶安全超高;④正常蓄水位加非常运用情况的坝顶安全超高再加地震区安全超高。
浅谈水库泥沙淤积计算方法在工程中的应用摘要:某水电站为旬河梯级开发中的一级,该工程为小型水电站工程,水库回水与上游水电站尾水衔接,二级公路沿库区右岸通过。
计算水库泥沙淤积和回水高度,确定库区淹没范围,是主要设计内容,因此泥沙淤积计算是该电站设计的重点之一。
本次对水库淤积的纵、横剖面形态进行了计算,并采用美国陆军兵团水面线计算软件HEC-RAS推算了水库回水曲线。
关键词:泥沙淤积平衡比降水电站应用一、工程概况本工程水库正常蓄水位331.00m,总库容436.9万m3,电站装机容量9000kW,多年平均发电量2293万kWh。
大坝坝顶总长度124.50m,坝顶高程335.10m,最大坝高30.60m。
溢流坝段长64.50m,布置在主河床,堰高16.50m;左岸挡水坝长11.00m,坝高16.60m;右岸厂房坝段长49.00m,布置在主河床右侧,其中机组段长29.00cm,安装间段长12.00m。
水库采取“蓄清排浑”的运行方式,即当汛期入库流量大于分界流量182m3/s,小于造床流量729 m3/s时,水库降低至排沙水位329.00m运行,多余水量通过泄水闸门控制泄流。
水电站库区为山区型河道,多为“U”型,两岸大部分为岩质岸坡,库区河段天然平均比降J0=1.8‰。
河谷宽窄相间,库面平均宽度88m,回水长度4.1km。
水库悬移质多年平均输沙量111万t,推移质按悬移质的20%估算,为22.2万t,共计输沙量133.2万t。
二、水库泥沙冲淤分析及计算1. 水库泥沙淤积形态判别水库泥沙淤积形态判别采用《泥沙计算手册》中清华大学水利系及西北水利科学研究院公式:α= V / WS / J0式中:α—判别系数;V—水库正常蓄水位331.0m以下的库容(万m³),V= 265;WS—多年平均输沙量(万m³),WS =133.2;J0—水库库区原河床平均比降(‱),J0=18.0。
计算得α=0.11<2.2,库区纵向淤积形态为锥体淤积。
r 地下水Ground water 2020年1月第42卷第1期Jan. ,2020Vol. 42 NO. 1DOI : 10. 19807/j. cnki. DXS. 2020 -01 -091某抽水蓄能电站规划布置方案初步研究杨建东,贾瑞涛(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,陕西西安710065)[摘 要] 抽水蓄能电站是世界公认妁最佳调峰电源,而规划的好坏直接关系到抽水蓄能电站的造价及在电网中作用和效益的发挥。
针对电站规划布置型式进行初步方案比较,选定建议方案,为同类型工程设计提供参考。
[关键词] 抽水蓄能电站;规划;方案比较[中图分类号]TV743 [文献标识码]B [文章编号]1004 -1184(2020)01 -0257 -03抽水蓄能电站是世界公认的最佳调峰电源,它既能在电 力负荷高峰时期调峰发电,提供电网急需的峰荷出力,又能 在负荷低谷时期填补负荷缺口,消纳富余电量,具有两倍于装机容量的调峰能力;抽水蓄能电站具有快速反应性能及黑 启动能力,是保障电网安全稳定运行的重要措施;抽水蓄能电站也是当前最经济和清洁环保的大规模储能设施,在提高风电、光电的消纳利用率方面可发挥重要作用。
在电网内配 置一定规模的抽水蓄能电站,有利于提高电网安全稳定运行 保障水平,增强电网调峰能力,同时也有利于促进新能源消纳。
1 概述1. 1 工程概况某抽水蓄能电站规划装机容量300 MW,根据搜集的资 料和现场考察情况,电站拟布置在已建成的A 、B 两个电站水库之间。
A 水电站工程挡水建筑物为长732 m 、高51 m 的粘土心墙堆石坝,开敞式溢洪道,水库正常蓄水位405 m,死水位 表I A 电站坝址径流成果388 m,正常蓄水位以下库容1. 84亿m ‘,装机容量2 x 30MW 。
据现场考察,A 水电站运行10余年中,有近7年都有 不同程度的弃水现象。
B 水电站挡水建筑物为混凝土重力坝,最大坝高75 m,水库正常蓄水位212 m,正常蓄水位以下库容约70. 11亿 m ‘,调节库容47. 14亿m ‘,具有多年调节能力。
某抽水蓄能电站蓄能量计算摘要:蓄能量计算是抽水蓄能电站水能计算中重要的工作内容,其主要目的是根据设计电站的地形条件分析上下水库不同水位情况下的蓄能量,分析水库水位与相应的蓄能量的关系,在装机容量及特征水位确定的条件下,复核电站发电库容及连续满发小时数。
关键词:抽水蓄能;蓄能量;出力系数;库容曲线;0引言抽水蓄能电站以水为载体,将电力系统低谷时剩余电能转换为水的势能,待到电力系统需要时,再将水的势能转换为电能,从而实现电能在时间上的重新分配。
蓄能量转换计算就是按照这个程序,遵循能量平衡原则,通过上、下水库水量电量平衡计算,实现水能和电能的转换。
具体计算方法是:将上水库或下水库的调节库容分成若干层,分别进行从上到下(或从下到上)每层水体的势能转换为电能(发电工况)计算,或电能转换为势能(抽水工况)计算。
计算中考虑每层水体随着计算进程上、下水库水位的变化引起各层水体水头或扬程的变化。
由于发电工况和抽水工况能量转换的计算方法是一致的,所以本文仅对某抽水蓄能工程发电工况蓄能量计算进行分析。
1计算条件根据《抽水蓄能电站水能规划设计规范》(NB/T 35071-2015),水库蓄能量计算的主要内容应包括根据设计电站的地形条件计算上水库不同水位情况下的蓄能量,分析水库水位与相应的蓄能量的关系;在装机容量及特征水位确定的情况下,复核电站发电库容及连续满发小时数。
由上可知,在水库蓄能量计算时,装机容量、连续满发小时数、上下水库的特征水位均为计算的已知条件。
(1)装机容量抽水蓄能电站装机容量的选择,应充分研究电力系统的需求特性,结合设计电站建设条件,分析在电力系统中的作用,合理拟定装机容量比选,通过技术经济综合比较,合理确定。
本文装机容量按1200MW进行计算。
(2)连续满发小时数抽水蓄能电站连续满发小时数应结合电站自身的建设条件、电力系统调峰需求和电站所在电网对抽水蓄能电站的合理布局要求,合理拟定连续满发小时数比选,通过技术经济综合比较,合理确定。
,2目次范围总则基本资料的收集及评价基本资料的收集基本资料的评价入库输沙量计算流域产沙分析悬移质推移质水库泥沙设计水库泥沙设计要求水库泥沙调度方式水库泥沙冲淤计算泥沙观测规划范围我国水电水利工程在泥沙设计方面已取得不少成功的经验能够通过改变入库泥沙在库内的淤积部位和高程而达到排沙减淤的目的并积极开展利用泥沙资源的为了总结经统一水电水利工程泥沙设计的技术结合泥沙学科发展水特制定指有拦河挡水建筑物的工程泥沙研究的范围包括库坝区和下游影响河本规定未涉及灌溉渠河床演海涂围垦等泥沙总则在水电水利工程设计中泥沙设计的主要内容是分析工程泥沙研究采取必要的工程制定解决泥沙问题的方达到工程长期兴利的目鉴于泥沙设计涉及的范围经验性较强规范强调在泥沙设计过重视基本资料和对已建工程的调根据泥沙对工程和环境的影响水电水利工程的泥沙问题分为严不严重并在设计中区别对这样既可满足工程需要又可提高泥沙设计的质量和泥沙问题严重或不严可以参照下列九种情况进行若符合下列情况之为泥沙问题严重否则为不严库容沙量比小于壅水建筑物结构的设计基准淤积造成的库容损失是水电水利工程普遍存在的泥沙根据我国个水库实测资料分析统采用正常蓄水位以下的库容和入库年输沙量之比值库沙比符合作为当水库分汊时应以泥沙淤积主库的库沙壅水建筑物结构的设计基准期应符合结构可靠度设计统一标的有关规一般为水库回水末端淤积上延将涉及重要工矿农业基交通干线等的安全或影响已建或在建中型水电水利工程的正常运分汊泥沙淤积将出现门沙坎并影响水库调节在壅水建筑物结构的设计基准期内坝前泥沙淤积可能影响取水口或泄流建筑物的安全和正常运可能影响已建重要的防取排水等或重要的交通航道等的安全和正常运低闸引推移质和悬移质泥沙将进入取水口和隧洞造成机组磨影响机组正常运对已通航水库的变动回水区或船下游引航道淤积对航运有明显抽水蓄能电站过机含颗粒级配大于机组所能承受的限河口建闸上河道淤闸下回淤将影响行洪和闸的输水能工程泥沙问题严重设计可能遇到一些复杂的泥沙需要开展专专深度由设计人员根据具体情况确重要的泥沙问题除通过泥沙分析计算提出设计成尚需进行泥沙模型试以相互验使设计成果更为合理坝前泥沙淤积形枢纽引水防沙设施的布置和排沙效果局部库区的淤积形态和高程确定推移质输沙量基本资料的收集及评价基本资料的收集本条规定需要了解的流域基本主要用作产沙分析旁证执行时需要注意以下地形图比例尺不小于横断面图要包括水下天然水面主要用于推求天然河道综合糙率不少于丰枯水三条库周主要城交通规划的要设立水尺观测水床沙河床是确定推移质输沙量和预测工程下游河道变形的重由专业人员现场查勘选择有代表性的河确定取样位并注意避开冲泥石人类活动等对床沙组成的确定推移质输沙量的床沙颗粒级配其取样位还须注意河床冲淤变化不易于获得相应的水位与水位与面积关系等水力要素当水库分支流要分别进行取预测工程下游河床变形的床沙其取样可根据计算范围确点位以反映河床组成的纵向变化为原卵石河床水下取样难度大一般在边滩用坑测法取试坑要接近洪水期主流并考虑在滩滩尾分别取样进行对比试坑面积一般在坑深约倍最大粒沙质河床一般用采样在河床横断面的右取库区和下游影响河段内泥石流沟等资料主要用于分析库区泥沙淤对坝引水线水电站厂房及尾水出口等可能产生的不利工程所在流域水文站的水泥沙资料主要用于对比产沙地区分布分析条文中关主要指已在建梯级对已审批待建的涉及到上游拦排使河流输沙特性发生显著变化或涉及到梯级衔接要求的也基本资料的评价对基本资料进行可靠合理性检查和评价一般通过对比如对比本站含沙量过程下游水文站含输沙率过程线对发现有重大问题的资料要进行修无法修正的可以当径流资料通过复核有修改相应的输沙率资料也要进行修河道横断面图要求同期施测水面线同时观测并有确切的观测时间和对应的流量若施测年代河床变形较需要重新施入库输沙量计算流域产沙分析工程以上流域内支流水文站有泥沙测验资料根据支流水文站的泥沙测验分析计算流域产沙地区分特性和成若流域内开展泥沙测验的水文站较可以通过调查进行定性重点产沙区的调着重了解水土流以及人类活动对水土流失程度的库区内若有则是潜在的泥沙来需对其可能滑入库内的数量及危害性作出估设计工程上游已在建水电水利工程的拦沙或引水分流分沙对下游河道输沙特性产生直接影响泥沙设计需根据本工程投产时考虑上游拦沙或引水分流分沙后的发展分析其影响悬移质年试行的文规定为年连续系列考虑现在又增加年以上因此本规范规定泥沙资料年限以年连续系列作为最低若资料虽有年但系列不且缺测年份中含有较大的丰丰沙年时也要进行插补延实测泥沙资料系列较短一般通过相关延长系列条件是有较好的相关关系及具有较长的插补通常使用设计依据水文站流量与输沙量或流量与含沙量相关延输沙量含沙量可以为日平均山区卵石河河道冲淤变化若上游水文站泥沙测验系列且资料可可以通过上游站相关延长设计依据水文站的泥沙我国山区易发生大型堵江后随之溃决发生特大洪沙峰并沿程下游一定范围内的河流水沙过程改变较受影响的水文站实测最大含沙量和含沙量过属非正常输沙若不能修正可以考虑上游已在建水电水利工程拦沙作或引水分流分沙目的在于确定设计工程的入库输沙量及相应其影响主要是输沙过程和颗粒级配的改上游工程系低坝或闸泥沙淤积年限或引水分流分沙回归入设计工程的库内主要影响是输沙过程和若设计工程同属低坝或闸研究水库泥沙调度方式需考虑其若设计工程水库淤积年限长可以不考虑其上游水库泥沙淤积年限或引水分流分沙不回归设计工程库内时设计工程需考虑其上游工程若有泥沙观测资料据以预测拦沙率的发展变化对设计工程的若无泥沙观测资料需对原泥沙淤积预测成果进或补充确定其拦沙本条与文致的规沙量计算成果表参见表表输沙量特征值表表万表当坝址与设计依据水文站的集水面积相差大于于含沙量需考虑坝址与设计依据站的区间来沙影响可以按下述情况处若区间不是主要产沙且无大支流汇入库含沙量采用设计依据水文站含由入库流量与入库含沙量的乘求得入库输沙若入库流量由面积比推算则输沙量亦由面积比若区间有大支流汇入入库含沙量可以按式入库输沙量由入库流量和入库含式中入含沙量支流设计依据水文站的输沙支流设计依据水文站号视设计依据水文站与坝址相对位置确区间是主要产沙区可以按式依据水文站的输沙量与设计依据水文站的区间面积间输沙模库区支流设计依据水文站实测最大含可以分别统计亦可以采用同时实测含沙量按流量加权若支流年径流量和输沙量小于入库年径流和输沙量的且支流汇入口远离坝区可以采用干流设计依据水文站成悬移质含沙量历时曲流量与累积输沙量曲线的统计系可以采用长系代表系代表若入库支流设计依据水文站在个或采用支流相同时段加权合成后的计算成含沙量历时曲流量与累积输沙量曲线成果表参考表分析悬移质矿物成份的沙可以利用设计依据水文站已有的洪水期沙亦可以采集坝址洪水期水矿物成份一般计算各粒径组中摩氏硬度大于的硬矿物成份含量成果表参考表若有特殊要求可统计粒径组中的各类矿物成份含河流输沙主要指输沙量的时程分配特性和水沙对应关年际变化主要统计多年平均含沙量最最小年含沙量之间及其与多年平均值的关系以及连续丰沙年与连续中沙少沙年在系列中的分布情况和所占比输沙量年内分配主要统计分析多年平均汛非汛逐月输沙量占多年平均年输沙量的百分数长系代表系列的年最大一日三七输沙量占该年输沙量百分也可以统计分析代表年洪峰过程输沙量占该年输沙量百分或用流量与累积输沙量曲线含沙量年内变主要统计分析多年平均汛非汛逐月含实测最大含含沙量历时曲线颗粒级配主要统计分析丰枯沙多年平均汛非汛期的特征粒径变水沙关系主要分析流量与含沙量过程的对应关洪峰表表表表与沙峰对应关系以及流量与含沙量相关关系和含沙量历时曲线执行本条时要注意对流域水文产沙等相似性进了解制作输沙模数图或建立经验公式采用分析输沙模数图或经验公式在本工程所在河流的代表性和可靠推移质采样器效率系数需要通过率定试验确推移质输沙试验有模拟代表河段的天然床水力因进行动床模型试根据模型比尺建立全断面流量与输沙率的关模拟天然代表河段床单宽水力因素在水槽内进行正态推移质输沙试验根据模型比尺建立单宽流量与单宽输沙率的关系据此计算全断面的流量与输沙率的关采用推移质输沙率公式计算推移质输沙量是使用较多的方但由于公式建立的条件不导致同样水力条件下采用不同推移质输沙量往往相差较因此使用这类公式特别要注意公式的适用条结合本地区推移质输移特性选用公代表系是包括丰平枯水年份有代表性的连续系代表年是丰平枯水等个代表年特殊情况可以采用具有代表性的个平水年水库泥沙设计水库泥沙设计要求计算成果一般以表表冲淤计算主要成果参考表和表容积演变曲线一般会有初始库容曲线和工程运行年年的库容曲有些尚有年的库容曲过程纵断面纵坐标为深泓点高程高程横坐标应该包括距坝长断面编号和主要地重要断面还需要绘制过程横断面是根据河流水文泥沙特性和工程需要通过调度水库运行水位的方式控制泥沙在水库的淤积部位和高程达到保持调节库容和有利于引水防沙等目泥沙问题严重的水库泥沙调度需考虑在维持水库综合利用要求的条件尽量减少调节库容淤积保持水库长期使在设计基准使水库经济效益最例如水电站为保持日调节库采用在夜间负荷低谷时期进行敞泄排获得的长期效益是可观的灌溉水库采用蓄汛期敞泄的定期排既能满足灌溉用水又能长期保持库也是行之有效和经济合理进行泥沙调度之后虽然减少了库区泥沙淤但泥沙将提前到达坝在引水防沙和排沙设施设计中要予以足够重视作出合理安泥沙问题不严重在工程设计基准泥沙淤积对工程效益和环境影响不大可以根据综合利用要求提出的水库运行方式和特征水位预测水库泥沙淤并论证其可行施工期及初期低水位运行期长达年甚至更长时泥沙在坝前壅水区将形成淤积对围堰和导流建筑物产生影水库淤积计算若不考虑该时期的淤预测的坝前淤积高程可表表能与实际差别较若运行水位等资料条件较可以进行该时期的淤积若计算所需的资料条件较差可以进行算梯级水库泥沙主要表现为下游水库拦排沙的相互和对衔接水位的设计工程及其上游梯级泥沙调度方式往往对原天然河道输沙过程改变较且相互设计时应统筹安排拦排沙进行梯级水库泥沙联合调度的专抽水蓄能电站上库与下库的组合形式较多出现的泥沙问题也不尽相条文规定了一般情况下泥沙设计应进行的工对某些特殊情况设计时要根据实际情况分析确定工作抽水蓄能电站的研究重点是减少过机含沙量和粗颗粒以及防止调节库容淤已建的河道水库都按原水库综合利防沙要求等确定了水库运特征水排沙设增加抽水蓄能功能原设计的运调节库特征水不能满足抽水蓄能电站和原有水库的综合利用要求也需根据新的情况研究提出相应的泥沙修建在岩溶地区的水库泥沙淤堵暗可能出现两种情一种情况是减少了水库有利于径流的利另一种情况是流入水库的暗河被堵造成浸没损失对后一设计时需要水库泥沙调度方式按排沙时间分不定期两类按运行水位分为控控制体方式详见表汛期控制库水位在整个汛期除汛末数旬蓄水外的大部分时水库水位控制在排沙水位运非汛期蓄水拦沙运行这是国内外较多采用的泥沙调度表水库泥沙调度方式水库泥沙调度方式全称汛期控制库水位调度泥沙部分汛期控制库水位调度泥沙按分级流量控制库水位调度泥沙异重流排沙不定期敞泄排沙定期敞泄排沙简称汛期调沙分期调沙分级流量调沙异重流排沙敞泄排沙敞泄排沙排沙时间定期不定期定期运行水位控制不控制排沙水位设置不设置调沙库容可不设置设置不设置设置部分汛期控制库水位调度泥沙是汛期中某一段时间如汛汛汛水库水位控制在排沙水位运其余时间蓄水拦沙运并让泥沙在水库的调沙库容内淤与汛期控制库水位调沙相控制库水位排沙时有利于发挥工程效按分级流量控制库水位是按入库流量大小分级调度库水入库流量小于分级流量水库水位抬高到排沙水位以上直至正常蓄水位运行让泥沙在水库的调沙库容内淤当入库流量大于分级流量水库水位控制在排沙水位运行将本时段入库泥沙和前期淤积在调沙库容内的淤积物冲入死库容或排出库根据河流来水来沙特性和水库担负的任务以及库地形等条分级流量及相应库水位可设若太多则水库运行管理不敞泄排又称泄空其特点是非排沙期水库蓄水拦沙运让泥沙在库内淤排沙期水库暂时停止发挥效闸孔全部敞开泄水库放空将前期淤积物排出库敞泄排沙的时机和排沙量需要研究确异重流排主要适用于悬移质颗粒较细和入库洪峰含沙量尤其能产生高含沙水流水库纵坡降较陡地形平顺无急剧变化能形成异重设计中主要根据异重流形成条件和持续时研究异重流排沙的可行上述的泥沙调度方式均系单一在水库不同运行阶段可以采用不同同一运行阶段亦可采用两种或几种排沙水位是水库在排沙期间允许的上限水排沙水位低于正常蓄水位可以等于或低于死水采用汛期控制库水位调沙的水库且有防洪需要设置洪限制水根据防洪要求分别拟定排沙水位与防洪限制水一般取两者的低值并统称作期限制水若无防洪其排沙水位亦称期限制水对部分汛期或按分级流量控制库水位调沙的水库排沙水位低于防洪限制水若排沙水位等于死水通常使用水位名低于死水位时仍称排沙水国内工程大量实测资料排沙水位的泄洪能力是控制水库滩面淤积高程的重要因素之应不小于二年一遇洪峰调沙库容是水库库容的一部分即水库某时段高水位运行让泥沙暂时在预留的库容内淤下一时段在排沙水位运行敞将前时段淤积的泥沙排如此淤交替可供长期使用的库调沙库容可以占调节库容一也可以设在死库或两者皆调沙库容的在纵断面图上是水库持续淤积时段内最高的淤积高与发生最大冲刷后的淤积高程之间体一般情况淤都在两高程之间进行即设置的调沙库容能够满足淤交替使确定其容积大小除考虑滩槽变还应考虑来水来沙的不利情况调节库容尚能满足水库调节采用异重流排沙枢纽要设置排沙孔等设孔口高程需低于取水口高采用异重流排当水库出现异重流时需及时打开排沙孔梯级水库泥沙联合调度一般根据水沙特性和工程特点拟定梯级运行组合方案用同步水文泥沙系列分别预测泥沙冲淤过通过方案比采用梯级防沙总体效果最优的方水库泥沙冲淤计算水库泥沙冲淤计算方法有多种各有其适用条件需要根据本条规定选用与本工程泥沙设计基本条件相适应的方进行水泥沙调度方式和资料条件是水库泥沙冲淤计算的重要依也是选择计算方法需要考虑的主要因采用按分级流量控制库水位一般采用按时段划分的冲淤计算方法仅以保持调节库容为目的的水库淤积一般采用平衡比降等经验入库水沙基本资料不足或可靠性较则不宜选择复杂的泥沙数学模我国年代以前的已建大多数采用淤积形态经验法经实践证明计算成果在宏观上较符合事年代以后随着电子计算机的广泛应用采用非饱和输沙的计算方法日益增目前国内外水库冲淤计算数学模型很现仅列出我国应用较多有代表性的泥沙数学模型表供选用参表泥沙数学模型表表由于挟沙水流运动的复杂目前应用的泥沙数学模型以一维为且尚待进一泥沙数学模型都含有经验或半经验公式和待定参存在地区的适因此要求对采用的数学模型及参数进行验泥沙冲淤计算成果的合理性检是运用泥沙运河床变形基本理工程泥沙原型观测资料研究成果和经对预测结果的变化趋势和规律进行对比作出判检查内容主要有平衡比淤积部淤积高淤积淤积物粒出库出库含出库颗粒级配和水库容积等变化过程或不同计算方法的对比代表系列是包括多少沙年份有代表性的连续系代表年是多少沙等个代表年特殊情况可以采用具有代表性的一个中沙年结构可靠度设计统一规水利水电工程主要挡水建筑物设计基准期为重力拱坝等设计规范规计算坝体荷载坝前泥沙淤积高程计算年限为淹没处理规在确定水库淹没范围按年淤积情况根据上述本规范规定水库泥沙冲淤计算年限与壅水建筑物结构的设计基准期一能满足各方面对设计年限分析三门映秀湾等水库实测泥沙资料水库冲淤平衡年限与排沙水位关系密当年平均悬移质出库率排沙达到河槽的横断面形淤积高淤积物干密库容变化等都已趋于稳即可视为水库冲淤相对平推移质根据冲淤量纵横断面基本稳定等条件确枢纽防沙设计在天然河道上修建泄排沙建筑物要尽量保持天然河泄排沙建筑物尽可能布置在原天然河道主可以保持下泄水流有利于泥沙向当保持下游河道天然河势的困难较需有相应的控制排沙设施的型式可以根据工程水沙防沙要求主要有排沙排沙排沙束水排沙廊挡沙导沙截沙沉沙池排防沙设施要结合制定相应的运用规则以发挥其功能并保证其正常运枢纽总体布置表中孔等泄流其泄流能力一般都较不能经常开启排因而需要设置专用排沙设引水防沙在平面布置上要尽量利用天然弯排沙排沙排沙洞布置要靠近引水建筑物的取水排沙排沙洞进口高程的确要能有效地降低取水口前缘泥沙淤积高程使取水口位于冲刷漏斗之泥沙问题严重时设计的排防沙设施的布置形规模和效果需要通过泥沙物理模型试验确挡沙导沙坎能有效的阻止推移质进入取水口其高度一般为已建工程的运行实践挡沙导沙坎和排沙排推移质的作用显著但仍有少部分推移质进入取水在取水口内仍需设置截沙排沙廊道或沉砾池等排沙设施以提高推移质防沙效引水工程取水口的引用流量与枢纽排防沙关系密原型观测和模型试验表明引用流量和入库流量之比分流小于引水防沙设施的效果显泥沙调度一般采用按分级流量控制库水位敞泄排要在来水来沙不利条件保持枢纽正常运泄洪排沙闸底板高程改变了天然河道的侵蚀是闸式枢纽设计的一个重要课底板高程的选择将影响泄洪排沙闸功能的发挥及枢纽安全正常运泄洪排沙闸底板高程考虑下列因拟定比较方综合分析拟考虑引水分流后下游河道输沙能力改变及其变形有利于减少推移质过闸对泄洪排沙建筑物的磨有利于消能和推移质严重的闸式引引水分流后下游河道容易产生淤闸底板应略高于原天然河槽的平均河底高某电站河段的平均比降为引水率为泄洪排沙闸底板约较汛期平均流量时的原平均河底高程低工程投入运用闸下游普遍偏高由于泄洪排沙时下游水位抬影响了泄洪排沙效年代新疆地区修建的一些引曾因闸底板过低发生下游淤目前新建和改建的引水工程都根据实际情况不同程度地将闸底板高程抬运行效果良对于输沙能力较强的山区卵石河为减少磨闸底板高程可以按枯水河槽平均河底高南桠河渔子溪一级枢纽河段比降达闸底板高程均按枯水河槽平均高实际运行泄洪排沙闸的运用效果良河道比降平缓的沙质河若闸底板较高建闸后下游冲刷严重库区淤积造成的水位抬高使上游淹没损失增应兼顾下游河床变形采用闸低坎的原上游施工围堰是否保或保留的高度顶高需考虑枢纽引水防沙需若利用施工围堰作为挡沙导沙坎使用根据需要提出顶部高程即有些施工围堰将影响排沙设施的排沙效果使原设计的排沙设施不能发挥应有的作则要拆除围。
1 FCD 12030 FCD 抽水蓄能电站 初步设计阶段 水库泥沙冲淤分析计算大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网 1996年10月 2
抽水蓄能电站初步设计阶段 水库泥沙冲淤分析计算大纲
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勘测设计研究院 年 月 3
目 次 1. 引 言 ..................................................... 4 2. 设计依据文件和规范 ......................................... 4 3. 基本资料 ................................................... 4 4. 水库泥沙冲淤计算 ............................................. 6 5. 专题研究 ..................................................... 9 6. 应提供的设计成果 ............................................. 9 附件A ......................................................... 10 附件B .......................................................... 11 附件C .......................................................... 14 4
1 前 言 项目概况 抽水蓄能电站位于 省 县 乡境内,总装机 MW。抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。 提示: (1) 抽水蓄能电站的水库类型,下水库主要有河道库、岸边库和弯道库;上水库主要有河道(沟)库、湖泊库和台坪库,应根据工程具体情况,选择相应的类型。 (2) 河道库指在河道上修建的水库;岸边库指在河边的宽阔地形上围堤而成的水库;弯道库指利用河湾由上、下两坝及河岸围成的水库,并设置适当的泄洪建筑物宣泄洪水,其上坝的上游形成滞洪水库;台坪库指在山顶台坪上围堤而成的水库。
2 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程(或专业)的文件 (1) 可行性研究报告; (2) 可行性研究报告审批文件; (3) 初步设计任务书和项目卷册任务书,以及其它专业对本专业的要求; (4) 泥沙专题报告。 2.2 设计规范 (1) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程; (2) SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行); (3) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行); (4) SL 104-95 水利工程水利计算规范; (5) 水库水文泥沙观测试行办法。 2.3 主要参考资料 (1) 水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)1; (2) 《泥沙手册》(中国水利学会泥沙专业委员会主编); (3) 《水库泥沙》(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编); (4) 《河流泥沙工程学》(武汉水利电力学院)。
3 基本资料 3.1 水库概况 提示: 应根据所设计工程的条件,从附件A中选择相应的水库类型,对水库概况进行描述。本
1 一旦本标准正式发布,应移入2.2条。 5
范本附件A给出了建议的河道库、岸边库、弯道库及台坪库水库概况描述格式。 3.2 水文泥沙
提示: 根据水库类型,收集相应的水文泥沙资料,附件B给出了建议的河道库、岸边库、弯道库及台坪库水文泥沙资料描述格式。如果上水库为河道库,则其来沙量应为河道来沙量与从下水库抽水挟带来的泥沙量之和。 3.3 地形资料 (1) 水库地形图,施测时间 ; (2) 库区纵、横断面表,需要时给出横断面特征线; (3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。 表 1 水 库 水 位 容 积、面 积 表 高 程, m Z1 Z2 Z3 Z4 „ „ 总 库容,万m3 干流 支流 „ 面 积,km2
提示: (1) 应注意所用库区地形资料与枢纽设计采用的地形资料的地形图高程系统一致; (2) 应注意地形法库容与断面法库容的一致性。 3.4 水能水利资料 抽水蓄能电站装机容量 MW(共 台),一般每日发电 h( 点至 点);每日抽水 h( 点至 点)。 水泵最大扬程抽水流量 m3/s,最小扬程抽水流量 m3/s;水轮机额定水头发电流量 m3/s。 3.4.1 水库水位、库容特征值,见表2。 表 2 库 水 位、库 容 特 征 值 项 目 下 水 库 上 水 库 备 注 校核洪水位(P= %),m 设计洪水位(P= %),m 正常蓄水位,m 汛期限制水位,m 保证发电水位,m 死水位,m 库底高程,m 总库容,万m3 调节库容,万m3 其中蓄能发电所占库容,万m3 死库容,万m3 6
3.4.2 水利计算成果 (1) 各设计频率洪水的坝前水位
表 3 各 设 计 频 率 洪 水 的 坝 前 水 位
频率,% 入库流量,m3/s 出库流量, m3/s 坝前水位,m
(2) 历年各径流调节时段平均(时段末)坝前水位和进出库流量 提示: 应注意径流调节采用的水文系列与泥沙计算采用的水沙系列的一致性。
3.5 枢纽资料 (1) 抽水蓄能电站枢纽平面布置图; (2) 工程枢纽布置(含排沙设施)图; (3) 蓄能电站进/出水口布置图; (4) 水库泄流曲线。 表 4 泄 流 能 力 汇 总 表 单位:m3/s
建 筑 物 库 水 位, m
Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 表孔数 ,尺寸 m× m 中孔数 ,尺寸 m× m 底孔数 ,尺寸 m× m 排沙孔数 ,尺寸 m× m
机组:单机流量 ,台数: 总计泄流能力 注:(1) 表中库水位包括各典型库水位。总计泄流量应满足各典型库水位的泄量要求。 (2) 建筑物尺寸以宽×高表示。
4 水库泥沙冲淤计算 4.1 水库泥沙冲淤计算的任务与内容 4.1.1 水库泥沙冲淤计算任务 提示: 主要任务有:估计淤积形态、淤积分布及数量,在建库后一定年限内的规律。
4.1.2 水库泥沙冲淤计算的主要内容 提示: 主要内容(可根据工程具体情况取舍): (1) 水库淤积年限:估算建库后泥沙淤积达到冲淤平衡的年限,预测水库的使用寿命。 (2) 水库淤积部位:计算泥沙在库区一定年限的淤积分布,研究淤积对库区淹没以及对航运、 7
引水口、水库有效容积和库区防护对象防洪能力等的不利影响。 (3) 坝前(或蓄能电站进/出水口)淤积高程:预估不同年限坝前(或蓄能电站进/出水口)的淤沙高程及其极限高程,为水工建筑物布置提供依据。 (4) 估算水库排沙量和排沙过程的历时变化。 (5) 估算过机泥沙含量、级配。
4.2 水库泥沙冲淤计算 4.2.1 水库运用方式 (1) 下水库运用方式 根据工程任务、综合利用要求、河流输沙特性及库区地形特点,经分析拟采用 泥沙调度方式。 提示: (1) 泥沙问题不严重的工程,其水库泥沙调度方式,一般可按防洪,发电等利用任务要求确定; (2) 泥沙问题严重的工程,应通过不同特征水位方案的泥沙冲淤计算来确定水库泥沙调度方式。
(2) 上水库及蓄能电站的运用方式 每日发电 h( 点至 点),每日抽水 h( 点至 点),上水库水位变幅 m。 4.2.2 计算方法 提示: 可根据工程的水库类型,按附件C-C1 选择相应的泥沙冲淤计算方法。
4.3 计算成果及成果分析 4.3.1 计算成果 提示: 可根据水库类型,按附件C-C2选择相应的泥沙冲淤计算成果表达格式。
4.3.2 计算成果分析 提示: 可根据水库类型,按附件C-C3的要求对计算成果进行分析。 4.4 水库泥沙观测规划
4.4.1 观测目的 提示: (1) 掌握水库库容变化以便及时修改库容曲线; (2) 了解泥沙在库内的冲淤数量、形态和变化,为水库合理运用提供依据; (3) 监测蓄能电站抽(放)水含沙量。过机组泥沙的颗粒级配、进/出水口处的含沙浓度分布及冲淤形态变化,为指导蓄能电站的合理运用并及时采取必要的电站防沙措施提供预报; (4) 研究水库泥沙和蓄能电站的泥沙问题,并为其他水库工程的规划设计提供参考资料。
4.4.2 测验项目 8
(1) 库区淤积测量、淤积泥沙颗粒分析和干密度测定。 提示: 必要时增加水库水流泥沙运动观测。 (2) 观测蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态变化,以及过电站机组的含
沙量和泥沙颗粒分析。 4.4.3 测验方法 提示: (1) 各项目的测验方法、精度与整编要求,参照《水文测验试行规范》的补充文件《水库水文泥沙观测试行办法》的有关规定执行。 (2) 库区淤积测验方法可采用断面法,对库区布设的固定横断面进行测量,绘制出各横断面和纵断面,以反映库区淤积形态的变化并计算库容、冲淤数量和分布。
4.4.4 实施计划 4.4.4.1 断面布设 (1) 水库蓄水前应在库区布设横断面(含高程与平面控制); (2) 断面布设原则与布设。 提示: 断面布设原则与布设可参照《水库水文泥沙观测试行办法》第五章第三节设计。“绘制泥沙观测断面示意图”。
4.4.4.2 测验时间 (1) 库区淤积测验时间,一般每年施测一次,必要时增加测次。 (2) 蓄能电站进/出水口处的含沙浓度分布和冲淤形态、泥沙过机含沙量和粒径,根据水库淤积与入库水沙情况,每年观测 次。 4.4.4.3 观测设备及其经费 提示: 观测设备及经费列算格式参照《水利水电工程泥沙设计规范》(报批稿)条文说明的表7.0.5-1~7.0.5-4。
4.4.4.4 观测人员与观测经费 提示: (1) 水库泥沙测验人员及观测经费应纳入“大坝原型观测”项目中。水库泥沙淤积测验工作,应纳入电厂的水工、水库观测工作中。观测人员定员可根据具体情况,参照《中华人民共和国能源部水力发电厂编制定员标准》拟定。 (2) 岸边库、弯道库及台坪库可根据工程具体情况,参照河道库设计。
4.5 确定保库防沙措施 4.5.1 保库防沙设计 4.5.2 水库泄流规模拟定 4.5.3 电站防沙