水资源规划课程设计.docx

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水资源规划课程设计

水资源规划课程设计

姓名：

XXX

学号：

2011150130

班级：

水文一班

指导老师：

徐刚

三峡大学水利与环境学院

2014年6月

一、设计目的

1、水能计算目的：

进行径流调节计算，确定保证出力和多年平均发电量等动能指标，为选择水电站的装机容量等主要参数及确定其在电力系统中的运行方式等提供依据。

2、掌握保证出力计算和多年平均发电量计算的基本原理、方法、步骤及各自的特点。

3、了解工程设计所需径流调节计算要解决的课题。

4、掌握电站财务评价计算的基本原理、方法、步骤。

5、培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、设计基本资料

2.1设计水平年和设计保证率

雾渡河一级电站规模小，工期短，根据《小水电水能设计规程》（SL76-2009）相关规定及黄柏河西支流域规划梯级电站开发建设进展情况，拟定雾渡河一级电站设计水平年为2020年。

雾渡河一级电站装机规模小，仅3000KW，在系统中所占比重很小，在湖北省电力系统电源构成中，有调节能力的水电站占系统容量在50%以上，根据《小水电水能设计规程》（SL76-2009），水电站设计保证率取用85%。

2.2径流特性及设计代表年

雾渡河一级电站坝址位于小河口，下距雾渡河水文站约10公里。

雾渡河水文站为当然的水文参证站，具有1972-2005年共34年系列的实测水文资料，并根据降雨量径流相关（相关系数为γ=0.91），延长了1960-1971年共12年的径流系列，计算采用的径流系列为46年,雾渡河水文站多年平均流量3.47m3/s）。

以雾渡河水文站为参证站，用水文比拟法按流域面积进行径流移植，并采用流域多年平均降雨量修正，求得雾渡河一级电站坝址多年平均流量2.61m3/s，年径流量8216.9万m3。

雾渡河一级电站，水能计算按日平均流量计算，丰，平，枯三个典型年按P丰=15%，P平=50%，P枯=85%选定，丰水年为1980年，平水年为1977年，枯水年1995年，三个代表年的逐日流量成果详见表1、表2、表3。

表2-1雾渡河河一级电站坝址处p=15%（1980年）设计逐日平均流量单位：

m3/s

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1

0.7

0.62

0.83

1.58

0.9

5.91

2.46

23.9

3.78

1.34

1

0.89

2

0.7

0.56

0.8

1.32

0.87

2.31

9.62

18.76

3.22

1.37

0.95

0.85

3

0.69

0.57

0.89

1.14

0.85

1.26

5.78

11.39

2.99

1.35

0.98

0.8

4

0.69

0.54

1.06

0.97

0.72

0.95

26.93

57.88

3.02

1.61

1.01

0.76

5

0.69

0.54

0.94

1.81

0.65

0.98

12.58

21.88

5.08

2.36

1

0.76

6

0.65

0.54

1.1

2.78

0.62

34.75

6.58

9.63

5.78

2.05

0.94

0.78

7

0.65

0.52

1.19

1.83

1.74

7.89

4.42

6.05

9.13

1.57

1.03

0.76

8

0.63

0.52

1.08

1.5

1.22

3.5

7.37

4.61

11.97

1.42

0.91

0.73

9

0.65

0.53

1.03

1.22

0.86

2.59

6.36

3.78

13.24

1.83

0.84

0.74

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

10

0.62

0.57

0.95

1.05

0.72

4.14

5.16

3.33

7.65

2.33

0.87

0.72

11

0.6

0.59

0.92

1.03

0.7

3.16

4.49

3.26

5.27

2.78

0.81

0.72

12

0.57

0.57

0.88

0.99

0.65

2.81

5.01

3.28

4.31

2.5

0.78

0.71

13

0.57

0.57

0.88

0.95

0.62

2.01

5

2.59

3.58

2.12

0.78

0.69

14

0.55

0.63

0.85

1.07

0.71

1.53

3.97

2.09

3.16

1.64

0.74

0.69

15

0.54

0.59

0.87

0.94

0.66

1.23

3

1.93

2.88

1.64

0.8

0.71

16

0.56

0.63

0.84

0.88

0.71

4.91

2.7

1.99

2.61

2.4

0.85

0.72

17

0.56

0.63

0.81

0.8

0.7

29.1

17.47

1.91

2.37

1.89

0.79

0.72

18

0.56

0.62

0.83

0.66

0.59

15.38

17.27

3.03

2.3

1.57

0.75

0.72

19

0.56

0.68

0.81

0.59

0.72

30.13

50.41

2.85

2.18

1.43

0.77

0.7

20

0.55

0.87

0.84

0.62

0.67

16.15

27.92

2.33

1.99

1.33

0.81

0.68

21

0.56

0.73

1.98

0.61

0.53

7.19

11.75

32.31

1.83

1.34

0.78

0.72

22

0.53

0.67

2.5

0.59

0.43

4.35

6.76

22.41

2.02

1.79

0.79

0.75

23

0.53

0.74

2.17

0.64

0.39

5.54

4.58

12.38

2.49

1.52

0.8

0.69

24

0.53

0.81

2.07

1.85

0.61

68.55

3.65

11.43

2.24

1.45

1.79

0.66

25

0.52

0.81

1.85

2.4

0.94

27.08

2.95

16.83

1.85

1.3

1.28

0.66

26

0.55

0.95

2.5

1.99

0.62

10.87

2.93

9.23

1.72

1.15

0.99

0.63

27

0.57

0.86

3.05

1.78

0.46

6.16

2.43

6.23

1.63

1.09

0.92

0.65

28

0.66

0.76

2.87

1.39

0.35

4.4

2.09

18.95

1.44

1.05

0.92

0.63

29

0.72

0.76

2.28

1.24

0.24

3.47

1.96

11.26

1.4

1.04

1.02

0.64

30

0.65

1.85

1.01

0.28

3.27

5.68

6.78

1.4

1.03

0.93

0.58

31

0.63

1.74

7.43

5.97

4.94

0.97

0.59

表2-2雾渡河一级电站坝址处p=50%（1977年）设计逐日平均流量单位：

m3/s

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1

0.8

0.72

0.71

1.71

21.9

1.93

1.47

6.85

1.04

0.68

4.64

0.81

2

0.72

0.73

0.71

1.5

13.34

1.37

1.23

4.18

1.19

0.67

2.37

0.85

3

0.7

0.73

0.74

1.51

45.94

1

1.36

2.74

1.19

0.55

1.77

0.83

4

0.72

0.75

0.67

1.65

29.31

0.96

1.3

2.12

0.89

0.49

1.46

0.77

5

0.67

0.71

0.63

1.89

16.8

0.75

1.31

2.01

0.9

9.47

1.4

0.76

6

0.74

0.71

0.63

3.64

9.63

0.8

1.18

1.72

1.3

6.09

1.84

0.72

7

0.68

0.72

0.63

10.79

6.33

0.91

1.16

1.47

3.57

2.6

3.1

0.71

8

0.77

0.6

0.59

12.51

9.39

1.29

1.97

1.28

2.06

1.71

2.94

0.82

9

0.77

0.57

0.58

7.32

8.56

1.33

1.07

1.32

1.54

1.34

2.21

0.78

10

0.7

0.75

0.82

4.43

6.5

0.94

0.78

1.98

1.23

1.02

1.95

0.75

11

0.77

0.76

1.52

2.99

4.93

0.77

13.75

2.63

0.99

0.98

1.45

0.67

12

0.71

0.82

1.79

2.51

3.88

0.6

6.82

2.44

0.96

0.91

1.17

0.73

13

0.68

0.87

2.49

2.4

3.78

0.64

2.77

2.82

0.96

0.96

1.11

0.68

14

0.64

0.85

1.55

3.99

3.98

1.16

1.73

2.35

1

0.88

1.09

0.75

15

0.53

0.79

1.46

7.43

3.69

1.44

1.51

2.22

1.07

0.79

1.1

0.77

16

0.63

0.76

1.81

5.57

2.9

1.19

2.32

1.85

1.28

0.85

1.08

0.83

17

0.7

0.69

2.26

5.84

2.49

1.05

48.74

1.52

0.98

0.77

1.18

0.77

18

0.68

0.72

3.44

4

2.57

0.98

22.07

1.25

1.26

0.96

1.14

0.76

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

19

0.65

0.68

3

2.99

2.83

1.29

19.35

1.15

0.99

0.89

0.95

0.78

20

0.68

0.74

2.31

2.53

2.51

1.03

7.88

1.14

0.91

0.8

1.13

0.77

21

0.68

0.57

1.75

2.18

2.27

0.85

4.06

0.99

0.86

0.74

1.07

0.8

22

0.66

0.6

1.51

2.06

1.89

0.73

2.79

1.02

0.75

0.7

0.96

0.8

23

0.65

0.63

1.56

3.33

1.84

0.69

2.1

1.28

0.74

0.64

0.8

0.86

24

0.65

0.71

1.42

2.84

2.5

0.8

5.27

1.27

0.73

0.66

0.68

0.8

25

0.7

0.69

1.21

2.24

2.57

0.82

18.69

1.28

0.63

0.74

0.69

0.78

26

0.67

0.68

1.13

3.49

1.9

0.82

16.38

1.56

0.65

1.84

0.73

0.75

27

0.63

0.75

1.01

9.63

1.57

1.37

11.53

1.3

0.95

2.54

0.96

0.71

28

0.6

0.71

1.1

8.09

1.4

1.33

7.93

1.65

1

2.84

0.89

0.73

29

0.54

3.28

5.2

1.36

2.87

16.38

1.37

0.75

4.98

0.68

0.77

30

0.6

2.54

4.09

1.31

4.09

9.39

1.04

0.74

4.34

0.72

0.92

31

0.77

2.2

1.44

8.56

0.93

10.7

0.94

表2-3雾渡河一级电站坝址处p=85%（1995年）设计逐日平均流量单位：

m3/s

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

1

0.92

0.76

0.97

0.63

0.71

0.81

1.36

1.14

0.88

0.75

1.36

0.92

2

0.9

0.77

0.97

0.59

0.74

1.85

1.29

0.86

0.89

1.16

1.29

0.86

3

0.88

0.8

0.96

0.48

0.7

1.16

0.98

0.77

0.86

5.24

1.27

0.81

4

0.9

0.75

0.9

0.47

0.59

0.94

0.9

3.98

0.96

2.66

1.25

0.8

5

0.89

0.74

0.85

0.47

0.52

0.81

0.84

4.84

1.04

1.55

1.2

0.79

6

0.88

0.76

0.83

0.47

0.57

1.12

0.79

4.22

1.02

1.25

1.17

0.75

7

0.84

0.71

0.79

0.47

0.71

1.49

3.86

4.18

0.99

1.56

1.16

0.74

8

0.77

0.69

0.74

0.47

0.63

0.89

26.51

15.5

0.93

1.61

1.14

0.74

9

0.94

0.72

0.82

0.4

0.6

0.76

9.56

15.82

0.91

1.32

1.12

0.74

10

0.96

0.76

0.82

0.35

0.6

4.12

3.84

22.97

1.4

1.17

0.87

0.74

11

0.92

0.82

0.74

0.35

0.6

6.43

2.42

30.28

1.52

1.1

0.76

0.74

12

0.93

0.8

0.68

0.35

0.6

2.6

1.78

25.06

1.2

1.04

0.76

0.74

13

0.9

0.79

0.69

0.76

0.6

1.56

2.16

9.24

1.18

2.75

0.77

0.74

14

0.86

0.73

0.69

0.89

0.6

3.04

1.49

6.11

1.13

6.58

0.96

0.74

15

0.84

0.69

0.68

0.71

0.6

6.18

2.26

4.25

1.08

2.16

0.86

0.79

16

0.86

0.71

0.69

0.69

0.6

2.69

4.57

3.07

1.08

1.43

0.89

0.99

17

0.84

0.84

0.71

1.33

0.57

1.89

2.14

5.51

1

1.87

0.92

0.95

18

0.82

0.98

0.69

1.12

0.49

1.33

1.47

7.09

0.88

5.2

0.93

0.85

19

0.81

0.94

0.67

1.07

2.01

1.19

1.26

3.48

0.87

5.34

0.93

0.84

20

0.79

0.95

0.6

0.87

2.4

1.36

1.17

2.35

0.85

14.38

0.93

0.84

21

0.91

0.95

0.55

0.83

1.25

2.63

1.07

2.51

0.81

5.82

0.93

0.84

22

0.97

0.95

0.57

1.41

1.06

6.38

0.97

2.12

0.79

4.17

0.94

0.84

23

0.93

0.93

0.58

2.1

0.78

3.13

0.83

1.94

0.75

5.57

0.92

0.84

24

0.91

0.91

0.64

1.54

0.65

2.16

0.88

1.86

0.75

5.46

0.87

0.84

25

0.91

0.91

1.18

1.2

0.6

2.1

0.89

1.75

0.75

3.47

0.87

0.82

26

0.91

0.93

0.82

1

0.55

1.64

0.93

1.49

0.75

2.41

0.87

0.79

月、日

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

27

0.88

0.97

0.74

0.89

0.51

1.29

0.9

1.21

0.8

2.15

0.85

0.72

28

0.83

0.97

0.64

0.83

0.57

1.48

0.88

1.12

0.88

1.76

0.87

0.74

29

0.84

0.55

0.8

1.15

1.16

0.8

1.14

0.76

1.45

0.87

0.66

30

0.79

0.61

0.76

0.75

1.03

0.88

1.08

0.75

1.45

0.89

0.55

31

0.74

0.63

0.84

2.14

0.86

1.57

0.56

2.3厂址水位～流量关系曲线

由实测1：

1000的坝址地形图，量取纵横断面资料，由曼宁公式

（1）

算得，n值采用0.032~0.04，得出表2-2

表2-4雾渡河厂址水位～流量关系曲线

水位（m）

444.4

445

446

447

448.8

449

449.6

流量（m3/s）

0.02

11.45

106.2

281.3

528

841.9

1061.4

2.4水能计算数据

2.4.1出力系数

根据水轮机额定效率91%和发电机效率在97.5%的情况下，出力系数采用A=8.3。

2.4.2设计净水头

经计算电站总水头损失为5.5米，在正常蓄水位为546.0米，正常尾水位444.7米的情况下，则电站设计净水头为95.8米。

2.4.3生态需水量

根据《建设项目水资源论证导则（试行）》（SL/E322-2005）条文说明5.4.5的规定，生态需水量原则上按多年平均流量的10%～20%确定。

本电站至下一级电站之间无特别重要的用水对象，故生态需水量按坝址多年平均流量2.61m3/s的10%计算，即发电流量为入库流量扣除0.261m3/s。

雾渡河镇远景（2015年）人口为3191人，日用水量为558m3，折合日流量为0.0065m3/s，可满足其需要。

2.5径流调节计算原则

本工程为引水式电站，以丰、平、枯代表年的日流量为单位进行调节计算，以每日的来水量下泄所需的生态水量后进行径流调节计算。

2.6财务评价基本数据

2.6.1资产情况

雾渡河一级水电站工程静态总投资1872.00万元，工程静态投资的70%由银行贷款，共1310.40万元，自有资本金按静态30%为561.60万元。

根据施工组织设计和投资计划安排，工程建设期24个月，运行期25年。

电站工程计划第一年完成静态投资842.44万元，除去资本金，尚需贷款280.84万元。

第二年完成余下投资1029.56万元，资金全部靠贷款。

贷款年利率6.84%。

项目在建设期末，即达到设计生产能力。

计算期时间基点选在建设期的第一年初。

2.6.2电量情况

多年平均发电量取本课程设计的水能计算结果，水电站厂用电率取1.5%。

2.6.3成本费用情况

年运行费是指建设项目每年支出的运行管理费，包括工资、福利费、水费、修理费及其他费用，其中工资按电站定员人数乘年平均工资计算。

电站定员16人，年平均工资按当地电站平均工资8000元计算，综合折旧率3.5%提取折旧费，其他运行费见表2-5。

表2-5雾渡河一级水电站年运行费计算表单位：

万元

序号

项目

金额

备注

年运行费

1

工资

12.8

平均年工资0.8万元/人，定员16人

2

职工福利费

1.79

工资总额的14%

3

修理费

19.37

固定资产原值的1%

4

电费

3

标准0.003元/kW·h

5

其他费用

3.6

费用定额12元/kW，3000kW

6

保险费

8

参照同类工程计取

1-6合计

48.56

2.6.4利税情况

财务基准收益率采用7%；社会折现率采用8%；增值税的计税基数为发电销售收入，税率17%，城市建设维护费和教育费附加分别取增值税的1%和3%。

所得税率为33%。

2.6.5贷款偿还期限及电价

贷款偿还期为8年，上网电价为0.35元/kwh。

三、典型年日平均流量计算

由前面给的典型的丰、平、枯三年代表年，可以排频分组计算日平均流量频率分布图，由于是三年的数据混在一起的因此分组时根据日流量来选择不平均