注冊土木工程師(水利水電)工程規(guī)劃專業(yè).ppt

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注冊土木工程師 水利水電 執(zhí)業(yè)資格考試工程規(guī)劃專業(yè)復(fù)習(xí) 專業(yè)知識 第四章 第十一章 專業(yè)案例 工程規(guī)劃篇第二章 第十章 二0一三年七月 考試簡要說明 考題內(nèi)容以 考試大綱 為指導(dǎo) 以 專業(yè)案例 為基礎(chǔ) 兼顧 專業(yè)知識 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 自學(xué) 重點考查專業(yè)知識 及對其的應(yīng)用能力 考試簡要說明 1 專業(yè)考試為兩天 9月17 18日 2 第一天考專業(yè)知識 上 下午各70題 全為選擇題 40道單選 30道多選 多選題中 少選 多選 有錯選 都不得分 上午試卷規(guī)劃 水工 地質(zhì) 移民 水保五專業(yè)共用 下午五專業(yè)單獨成卷 3 專業(yè)知識考題分布 規(guī)劃 含水文 水工 含施工 水保 含環(huán)評 各占約20 法規(guī) 地質(zhì) 移民 項目管理 各占約10 考試簡要說明 4 第二天考專業(yè)案例 上 下午各做22 3道題即可 考卷上有30道題 前22題基本為本專業(yè)內(nèi)容 如工程規(guī)劃 為必答題 后8題為含其他專業(yè)的綜合題 為選答題 每題兩分 60分及以上為通過 同一題干下可能有幾道題 但各題之間關(guān)系不緊密 5 專業(yè)案例題型包括 判斷題 全為單選 需說明理由 計算題 形式仍為選擇題 需寫明簡要計算過程 包括公式和必要的計算過程 考試簡要說明 1 開卷考試 可以帶任何書 計算工具 2 專業(yè)知識考試結(jié)果由計算機判題賦分 專業(yè)案例考試結(jié)果先由計算機判題賦分 對專業(yè)知識通過 專業(yè)案例考試及格的考生 由人工復(fù)核專業(yè)案例考試的考卷 以專業(yè)案例為主線進行復(fù)習(xí) 2章防洪 治澇工程 4章水資源配置 5章灌溉工程水利計算 含灌溉工程布置 10章經(jīng)濟評價 規(guī)劃專業(yè)主要內(nèi)容 3章河道整治 6章城鎮(zhèn)供水及調(diào)水工程 含跨流域引水工程布置 7章水電站開發(fā)方式及規(guī)模 8章水電站動能設(shè)計 9章水庫工程水利計算 第二章防洪 治澇工程 防洪工程水利計算 治澇工程水利計算 洪水及防洪 洪水是指河道 湖泊等水環(huán)境流量和水位急劇增加的現(xiàn)象 防洪是指通過工程和非工程措施減少洪災(zāi)幾率的行為 洪水具有隨機性 防洪具有時段連續(xù)性 兩者合理結(jié)合 才能降低洪災(zāi)幾率 近代的防洪實踐表明 單純依靠工程控制洪水是不現(xiàn)實的 需要統(tǒng)籌考慮攔擋與疏導(dǎo)的辯證關(guān)系 現(xiàn)在強調(diào)利用洪水資源 對洪災(zāi)實施風(fēng)險管理 防洪系統(tǒng) 防洪工程系統(tǒng) 非工程措施堤防 水庫 蓄滯洪區(qū) 河道整治 水土保持 非工程措施 2 1防洪工程水利計算 1 防洪標(biāo)準(zhǔn) 確定方法 一般按國標(biāo) 防洪標(biāo)準(zhǔn) 確定 堤防 根據(jù)被保護對象的重要性確定 防洪標(biāo)準(zhǔn)與最重要保護對象的防洪標(biāo)準(zhǔn)一致 重要堤防以洪水重現(xiàn)期或一次實際發(fā)生的洪水作為防洪標(biāo)準(zhǔn)分洪工程 一般無單獨防洪標(biāo)準(zhǔn) 其防洪標(biāo)準(zhǔn)常與堤防 水庫等相應(yīng) 防洪水庫 有自身防洪安全 保護對象的防洪要求兩個防洪標(biāo)準(zhǔn) 防洪工程系統(tǒng) 根據(jù)整體防洪規(guī)劃確定防洪標(biāo)準(zhǔn) 2 1防洪工程水利計算 重點 控制點 站 的水位和流量 2 堤防工程 已有堤防 現(xiàn)狀 的安全泄量 允許泄量 歷史上安全通過的最大流量 選擇時考慮洪水過程 頂托條件 河勢變化等 相應(yīng)水位為設(shè)計洪水位 改正到目前河湖狀態(tài)及不分洪 不潰口情況下 新建 加高堤防的安全泄量 防洪標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的洪峰流量 設(shè)計洪水位 由安全泄量推求水面線而定 洪水資料同樣要修正 水面線計算 分段恒定流 邊界條件 控制點設(shè)計洪水位和流量 糙率計算 由調(diào)查的洪水水面線反推 并分析 支流堤防時 考慮干支流洪水組合 P54取外包 分洪區(qū)堤防 設(shè)計洪水位 為按相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)分洪后 分洪口處的最高水位 2 1防洪工程水利計算 3 分洪工程 分洪量的計算 分洪區(qū)位于保護區(qū)上游 為超過安全泄量的超額洪量 分洪區(qū)位于保護區(qū)下游 加大水面比降所需的分洪量 分洪閘 設(shè)計洪水位 自身安全 一般用分洪時刻的水面線確定 分洪閘規(guī)模 考慮分洪后閘前水位降落的影響 考慮蓄洪區(qū)回水頂托對閘后水位的影響 設(shè)計分洪流量 按照設(shè)計洪水和分洪工程運用方式進行演算確定 也可采用超額洪水過程中的峰值 流量 2 1防洪工程水利計算 分洪工程的設(shè)計水位 流量分析計算中 應(yīng)按以下進行 1 分洪閘的設(shè)計分洪流量應(yīng)按照分洪后的相應(yīng)水位進行 2 設(shè)計分洪閘所采用的流量系數(shù)要根據(jù)流態(tài)及上下游水位銜接情況選擇并留有一定余地 3 分洪道口的設(shè)計水位應(yīng)根據(jù)河道的設(shè)計水面線 按分洪后的情況確定 注意 分洪閘的設(shè)計洪水位按照分洪條件下外江分洪后的相應(yīng)水位進行擬定是不對的 因為設(shè)計洪水位為工程安全的設(shè)計條件 應(yīng)考慮可能發(fā)生的高水位 故應(yīng)取尚未分洪時的水位作為設(shè)計洪水位 2 1防洪工程水利計算 4 防洪水庫 1 大壩安全調(diào)洪計算靜庫容調(diào)洪 聯(lián)解水量平衡 2 1 3 和泄流曲線 2 1 4 兩方程 調(diào)洪方式 敞泄方式 假定q2 v2兩未知數(shù)中一個 試算求解 起始 調(diào) 水位 當(dāng)承擔(dān)下游防洪任務(wù)時 采用防洪限制水位 當(dāng)不承擔(dān)下游防洪任務(wù)時 采用正常蓄水位 動庫容調(diào)洪 水平庫容以上回水形成的楔形庫容參與調(diào)洪 分水文學(xué)法和水力學(xué)法 簡化求解圣維南方程組 瞬時水面線法 非恒定流解法 各種方法的適用條件參見P59 2 1防洪工程水利計算 4防洪水庫 2 水庫防洪調(diào)度方式 固定泄量方式以水庫入庫流量或庫水位為叛別條件 按不大于下游河道安全泄量的同一個流量控制下泄 防洪標(biāo)準(zhǔn) 時段 當(dāng)下游有不同防洪標(biāo)準(zhǔn)的防護對象時 采用分級控制固定泄量法 補償 湊泄 方式根據(jù)壩址至防洪控制站區(qū)間洪水大小控制水庫下泄量 使合成流量不超過防洪控制點的安全泄量 補償方式分預(yù)報補償方式和經(jīng)驗性補償方式 后者常采用防洪控制點已出現(xiàn)的水情 水位 流量 漲率等 擬定水庫下泄流量 各種方式適用條件參見P60 2 1防洪工程水利計算 4防洪水庫 3 水庫調(diào)洪計算中的重要注意事項 入庫洪水剔除了槽蓄的削峰作用 因此 一般比壩址洪水更惡劣 對于建庫前河道槽蓄量大時宜采用入庫洪水 不能惡化下游防洪 最大下泄流量不能大于本次洪水的壩址洪峰流量 承擔(dān)下游防洪任務(wù)的水庫 水庫調(diào)洪方式應(yīng)兼顧大壩度汛安全和下游防洪要求 統(tǒng)一判別條件 調(diào)度方式應(yīng)具有可操作性 2 1防洪工程水利計算 4防洪水庫 4 分期洪水防洪調(diào)度 一年內(nèi)不同時期洪水成因和統(tǒng)計參數(shù)不一樣 以不同的洪水特性為依據(jù) 進行洪水分期 基本規(guī)律 分期洪水不大于同標(biāo)準(zhǔn)全年采樣的洪水 以全年最大洪水作為分期中的最大洪水 并用此洪水確定水庫本身和下游防洪的安全 下泄流量也可分期 各期洪水所需的防洪庫容不同 選用分期不同的防洪限制水位 達到增加興利效益的目的 2 1防洪工程水利計算 4防洪水庫 5 防洪庫容與防洪限制水位確定主要是相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)的防洪庫容確定 兩者關(guān)聯(lián)并相互制約 防洪庫容需考慮整體防洪安排及與興利庫容結(jié)合的可能性 合理性 防洪和興利庫容結(jié)合 完全結(jié)合 部分結(jié)合及適用條件 P63 P64 根據(jù)防洪庫容大小確定防洪限制水位和防洪高水位 且確定防洪限制水位的限制時段 2 1防洪工程水利計算 5河道洪流演進方法計算時段需接近或等于洪水流經(jīng)劃分河段的時間 分水力學(xué)法和水文學(xué)法水文學(xué)法常用的有槽蓄曲線法和馬斯京干法 槽蓄曲線法 采用水量平衡方程 2 1 3 和出流斷面出流量與河道槽蓄量關(guān)系曲線q f w 聯(lián)解 方法同水庫靜調(diào)洪方法 試算迭代求解 要考慮入流 下游頂托 分流等因素的影響 馬斯京干法 根據(jù)出 入流實測洪水資料推求C0 C1 C2三參數(shù) 建立洪流演進方法 參見P70 馬斯京干表達式及參數(shù)計算 2 1防洪工程水利計算 2 2治澇工程水利計算1 治澇工程系統(tǒng)示意圖 地表澇水 地表漬水 田間排水 輸水溝道 蓄澇區(qū) 二級排水站 骨干排水溝道 客水 高水 截流溝 撇洪道 蓄澇區(qū) 敞排 頂托 排水閘 擋潮閘 排水站 回水堤 下延排水出口 承泄區(qū) 蓄澇區(qū)可以明顯減小工程規(guī)模 緩解承泄區(qū)的洪水壓力 高水高排可以明顯減小運行費 工程規(guī)模 下延排水出口有利自排 適用河床比降大的河流 治澇標(biāo)準(zhǔn) 相應(yīng)于農(nóng)作物允許受淹時的暴雨重現(xiàn)期 一般5 10年一遇 灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范 GB50288 99 10年一遇3日暴雨5日排至作物耐淹深度 10年一遇24小時暴雨1日排完 室外排水設(shè)計規(guī)范 GB50014 2006 某一重現(xiàn)期的暴雨不形成漬水以一次實際發(fā)生的澇災(zāi)為治澇標(biāo)準(zhǔn) 2 2治澇工程水利計算2 治澇標(biāo)準(zhǔn) 澇災(zāi) 由本地短歷時暴雨過程 造成地面徑流不能及時排除所引起的澇水災(zāi)害 2 2治澇工程水利計算 3 治澇規(guī)劃及主要工程方案選擇蓄澇區(qū)規(guī)劃 蓄澇區(qū)為臨時調(diào)蓄洪水區(qū) 通過對澇區(qū)的調(diào)蓄可以減輕災(zāi)害 削減排水流量 減小機排規(guī)模 蓄澇區(qū)正常蓄水位 死水位 容積與自排 外排能力和蓄澇區(qū)周邊條件有關(guān) 了解蓄澇區(qū)的運用方式 承泄區(qū)規(guī)劃 容納澇水的地區(qū) 一般選擇天然湖泊 河流等為承泄區(qū) 治澇規(guī)劃方案擬定 治澇規(guī)劃中應(yīng)根據(jù)實際情況 確定自排區(qū) 抽排區(qū)及混合排水區(qū) 規(guī)劃方案通過經(jīng)濟比較選擇 2 2治澇工程水利計算 4 排水河道設(shè)計排澇流量和水位計算設(shè)計排澇流量 可采用產(chǎn)流 匯流方法和經(jīng)驗公式推算 產(chǎn) 匯流方法見水文部分 有排澇模數(shù)法和平均排除法 公式參見2 2 1 2 2 7 了解 設(shè)計水位 滿足宣泄設(shè)計排澇流量的要求 分自排和機排 根據(jù)地區(qū)情況選用 日常水位要適當(dāng)考慮綜合利用的要求 5 排水閘設(shè)計水位及設(shè)計流量 排水閘隔斷內(nèi)外水 需要正 反擋水 排水閘過流能力 水位 自排閘上 內(nèi) 水位 排水溝末端水位 或蓄澇區(qū)的設(shè)計水位 自排閘下 外 水位 汛期強排時的外江水位 冬春季一般取2年一遇外江水位 設(shè)計流量見P80 6 排水泵站設(shè)計流量和水位重點為泵站揚程計算 設(shè)計外水位 排澇期同頻率平均水位 或排澇天數(shù)最高平均水位的多年平均值 是計算設(shè)計揚程的依據(jù) 最高外水位 歷年排澇期承泄區(qū)最高水位平均值 是最大揚程的計算依據(jù) 設(shè)計內(nèi)水位 起排水位 死水位與正常蓄水位平均值 或90 耕地澇水能排除相應(yīng)水位 是選擇泵站設(shè)計揚程和泵型的依據(jù) 設(shè)計最低內(nèi)水位 按排漬要求確定 是確定泵站機組安裝高程的依據(jù) 2 2治澇工程水利計算 第三章河道整治工程 河床演變的基本原理規(guī)律及分析方法 河道整治設(shè)計流量水力學(xué)及河流模型 河道整治工程 1 河床演變基本原理天然河床是不斷在變化之中 原因為輸沙不平衡 山區(qū)河流 比降大 流速大 含沙量不飽和 平面變形小 以沖深下切為主 分V形谷和U形谷 易形成溪口灘 泥石流 堰塞湖 3 1河床演變的基本原理 規(guī)律及分析方法 平原河流 一般有洪 中 枯三級水位和相應(yīng)河槽 有漫灘 分順直型 彎曲型 分汊型 游蕩型 河床演變基本原理 輸沙不平衡是根本原因 沖刷 淤積 自動調(diào)整 由輸沙平衡破壞引起沖淤變形 直至輸沙平衡恢復(fù) 河床變形集中在汛期 2 河床演變基本規(guī)律順直河段 是最簡單 最基本的河型邊灘頭部流速大于尾部 原因 頭部沖刷尾部淤積 表現(xiàn) 邊灘 深槽 淺灘整體向下游移動 結(jié)果 3 1河床演變的基本原理 規(guī)律及分析方法 蜿蜒型河段 彎道環(huán)流 表層流速大于底層流速 主流線 河道橫斷面上縱向水流平均流速最大的垂線處的連線 輸沙的橫向上不平衡 導(dǎo)致凹岸沖刷 凸岸淤積 分漢河段 分流區(qū)兩側(cè)含沙量大于中間 匯流區(qū)相反 支汊的分沙比小于分流比 高水分流比大于低水分流比 江心洲的平面 縱向移動是演變關(guān)鍵 2 河床演變基本規(guī)律游蕩型河段 曲折系數(shù) 彎曲河道中心線長度與其直線長度的比 河床逐年抬高 汛期主槽沖刷 灘地淤積 非汛期主槽淤積 灘地崩塌 主槽擺動且擺幅大 3 1河床演變的基本原理 規(guī)律及分析方法 淺灘 淤積體 其水深比鄰近水域的水深小 漲水期深槽沖刷 淺灘淤積 退水期深槽淤積 淺灘沖刷 3 河床演變分析依據(jù)歷史觀測資料 分析河道平面變化 縱向變化 分析典型斷面的沖淤變化 理論計算 輸沙平衡原理 計算出口水流挾沙力 用飽和或非飽和輸沙模式計算出口含沙量 3 1河床演變的基本原理 規(guī)律及分析方法 1 設(shè)計流量和設(shè)計水位 分洪 中 枯三種情況 2 整治橫斷面洪水河槽設(shè)計斷面 為了行洪 作用 中水河槽設(shè)計斷面 控制河勢 作用 用造床流量和相應(yīng)水位設(shè)計 枯水河槽設(shè)計斷面 為航運 作用 按航運保證率確定整治流量 或按設(shè)計枯水位及相應(yīng)流量進行整治 3 2河道整治設(shè)計流量 3 整治線 治導(dǎo)線 中水河槽整治線 一般以復(fù)合圓弧線為整治線 是控制河勢發(fā)展的關(guān)鍵 枯水河槽整治線 按因勢利導(dǎo) 集中水源原則確定整治線 整治線需由實際河段驗證 1 河道水力學(xué)河床有縱向穩(wěn)定系數(shù) 橫向穩(wěn)定系數(shù)和綜合穩(wěn)定系數(shù) 造床流量 塑造河床作用最大的流量 用馬卡維也夫法和平攤水位法確定 河相關(guān)系 均衡關(guān)系 是沖積河流水力學(xué)計算和河道整治的依據(jù) 2 河流模擬定床模型 動床 泥沙 模型 幾何 動態(tài) 動力相似 時間 流速 長度比尺之間關(guān)系及轉(zhuǎn)換 3 3水力學(xué)及河流模型 順直河段整治 河道的平衡狀態(tài)非常脆弱 整治原則為固定邊灘 工程措施多為淹沒式丁壩群 由下游向上游逐個進行 蜿蜒型河段整治 控制彎曲程度的發(fā)展 保護凹岸 護岸工程 必要時裁彎取直 分汊河段整治 穩(wěn)定節(jié)點 控制江心洲的頭 尾 守護彎道頂 調(diào)整 并穩(wěn)定分流比 枯水期堵汊 游蕩性河道整治 固定主流 加固險工段 灘區(qū)放於 淺灘整治 整治原則 束窄水流 工程措施 疏浚 3 4河道整治工程 采用疏浚方法治理彎道過渡段淺灘時 挖槽方向盡量與流向一致 但實際過程中由于地形地貌等因素影響 方向不可能一致 而在實際的工程中 根據(jù)經(jīng)驗可知 挖槽方向與流向方向夾角一般小于120 150 基本工程措施 丁壩 護坡 護腳 丁壩 枯水河道整治和航道治理的主要措施 作用 可以固定主流 保持航深 將主流挑離險工段 缺點 丁壩不利行洪 可能影響對岸河床的穩(wěn)定 3 4河道整治工程 第四章水資源配置 需水量計算 供水預(yù)測和供需分析 4 1需水量計算 1 經(jīng)濟社會資料統(tǒng)計的主要項目和基本要求主要項目 人口 產(chǎn)值 耕地面積 播種面積 灌溉面積 糧食產(chǎn)量 牲畜數(shù)量 重要概念 人口 一般用人口普查數(shù)據(jù) 工業(yè)總產(chǎn)值及其增加值 播種面積 灌溉面積 糧食產(chǎn)量 含經(jīng)濟作物產(chǎn)量 基本要求 統(tǒng)計與水密切相關(guān)的經(jīng)濟社會指標(biāo) 結(jié)合水資源需求預(yù)測和供需分析要求 灌溉面積用水利部門數(shù)據(jù)外 其他數(shù)據(jù)以統(tǒng)計部門為準(zhǔn) 2 供水量統(tǒng)計分類和要求 地表水源供水量按蓄水 引水 提水 調(diào)水四種形式 地下水源 礦化度 2g L 供水包括淺層淡水和深層承壓水其它水源供水 包括污水處理回用 雨水 微咸淺層水 淡化海水 要求 未經(jīng)處理的污水和海水利用量 只調(diào)查 不計入總供水量中 避免重復(fù)統(tǒng)計 分析不同時段供水總量 各種水源的供水量及變化趨勢 4 1需水量計算 3 用水量統(tǒng)計分類和要求用水量分類 農(nóng)業(yè)用水 水田 旱地 菜地 果樹 苗圃 經(jīng)濟林 草場 魚塘 花卉 工業(yè)用水 發(fā) 火 核等 電業(yè) 一般工業(yè)農(nóng)村生活用水 農(nóng)村居民 牲畜城鎮(zhèn)生活用水 居民 服務(wù)業(yè) 餐飲業(yè) 貨運郵電 建筑業(yè) 綠化 河湖補水 4 1需水量計算 灌溉 林牧漁業(yè) 按取水量計 即不計重復(fù)利用量 公共用水 環(huán)境用水 要點 統(tǒng)計中最好用計量設(shè)備的實測資料 用水量 包括輸水損失 分類 統(tǒng)計中不重復(fù) 消耗量 不能回歸的水 4 城鎮(zhèn)需水量預(yù)測規(guī)劃水平年指規(guī)劃目標(biāo)實現(xiàn)的年份 經(jīng)濟比較后選擇 規(guī)劃水平年需水量計算時需考慮節(jié)水 預(yù)測的方法有 趨勢法 建立需水量與特征量之間的關(guān)系 常用回歸分析 指標(biāo)平滑法 模型法 隨著需水量的增長 增速減慢 最后趨于平穩(wěn) 定額法 用水量 人 日 用水量 萬元產(chǎn)值彈性系數(shù)法 定義見P123 4 1需水量計算 總需水 p p 5 農(nóng)村需水量預(yù)測 主要包括生活用水和灌溉需水量預(yù)測 灌溉需水量預(yù)測是重點 生活需水 人 牲畜 按用水量單位指標(biāo)估算 灌溉 包括凈灌溉需水量和毛灌溉需水量 用灌溉定額可計算凈灌溉需水量 加上輸水道滲漏等損失后為毛灌溉需水量 6 其他需水量河道內(nèi)外生態(tài)需水量 主要為生態(tài)基流 航運需水 主要為通航最小流量 4 1需水量計算 說明幾個概念 1 第一產(chǎn)業(yè) 農(nóng)業(yè) 林業(yè) 畜牧業(yè) 漁業(yè)和林牧漁服務(wù)業(yè) 2 河道內(nèi)最小生態(tài)環(huán)境流量是維持河流水環(huán)境的最小流量 目前 枯水期生態(tài)用水流量一般按多年平均流量的10 30 比值采用 P209 3 在通航河流上修建水利設(shè)施 其設(shè)計采用的最小通航流量應(yīng)不小于該河流設(shè)計最低通航水位時的流量 4 地下水可供水量計算主要考慮用戶需水量 機井提升能力 地下水資源可開采量 4 1需水量計算 1 供水預(yù)測 分析地表水 地下水及其他水源的可供水量 地表水可供水量計算 以供水工程和供水區(qū)組成的系統(tǒng)為計算主體 從上游到下游 先支流后干流 分大型水庫 中小型水庫 引提水工程計算 規(guī)劃水平年可供水量計算時 注意計入新供水工程增加的 扣除工程老化減少的水量 地下水可供水量計算 可供水量為機井提水能力 地下水可開采量 用戶需水量中的最小值 4 2供水預(yù)測和供需分析 2 供需分析 水資源配置的基本要求 使水資源高效 公平 可持續(xù)利用 水資源供需計算原則 根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 按照流域或區(qū)域水資源供需調(diào)配原則進行 供需計算一般按水量平衡進行 采用長系列和典型年調(diào)節(jié)計算 得出用水 供水和蓄水等情況 供需分析計算時 要考慮水功能區(qū)劃和水資源保護要求 基準(zhǔn)年了解現(xiàn)狀 規(guī)劃水平年滿足需求 水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 包括用水 供水節(jié)點和輸水設(shè)施 4 2供水預(yù)測和供需分析 第五章灌溉工程水利計算 灌溉工程設(shè)計基本要求 灌溉制度 灌溉需水過程和需水量的確定 灌區(qū)水利計算 灌溉工程布置概要 1 灌溉設(shè)計主要內(nèi)容 論證灌溉工程必要性 定灌區(qū)范圍 定設(shè)計保證率 擬定灌溉制度 定作物種植比例 計算田間需水量 水利計算 工程布置 投資估算 經(jīng)濟評價 5 1灌溉工程設(shè)計基本要求 2 灌溉工程設(shè)計所需要的資料 p131 水文 包括氣候 水資源狀況等 地質(zhì)資料 土壤資料 灌溉試驗與實際灌溉用水資料 灌溉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 一般用設(shè)計保證率 有些用抗旱天數(shù) 灌溉需水量 需要的調(diào)節(jié)庫容等 從小往大排頻 與水文相反 Q需 0 9 5億m3 100年中需要的水量少于5億的有90年 興利結(jié)果 發(fā)電量 調(diào)節(jié)流量 從大往小排頻 N0 9 5億度 100年中發(fā)出的電多于5億度的有90年 5 1灌溉工程設(shè)計基本要求 灌溉設(shè)計保證率 指灌溉用水量在多年中能夠得到充分滿足的幾率 全國差別比較大 范圍為50 95 為年保證率 原因 一個時段不滿足 會影響全年收成 小型灌區(qū)多用抗旱天數(shù)作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 田間需水量 不考慮滲漏 地下水補給 是制定灌溉制度的基礎(chǔ) 作物田間需水量E的計算 值法 水面蒸發(fā)與需水的關(guān)系 值法 氣溫與需水的關(guān)系K值法 產(chǎn)量與需水的關(guān)系 彭曼法 把農(nóng)作物騰發(fā)能量折算為需水量 試驗站資料是關(guān)鍵 無試驗站時 采用等值線計算 5 2灌溉制度 灌溉制度 農(nóng)作物播種前及生育期內(nèi)的灌水次數(shù) 時間和水量 旱作物灌溉 逐時段遞推 見P136 保持含水率在凋萎系數(shù)與田間持水率E之間 水稻灌溉 維持淹灌水層在允許上下限之間 灌溉制度修正后得到設(shè)計灌水率指標(biāo) 田間水利用系數(shù) 灌入田間的有效水量與渠道末端輸水量之比 5 3灌溉需水過程和需水量的確定 渠系水利用系數(shù) 式中 Qdj為渠道凈流量 Qd為渠道毛流量 QL為渠道輸水損失流量 灌溉水利用系數(shù) 灌溉需水量 從水源取用的總水量 計算 在各種作物灌溉制度計算基礎(chǔ)上進行 綜合灌溉制度計算 根據(jù)多種農(nóng)作物的種植比例ai和灌水定額mi計進行加權(quán)平均算 綜合灌溉制度的作用 與已有類似灌區(qū)比較 判斷灌溉需水量的合理與否 反映灌區(qū)用水的水平 根據(jù)水源供水能力 初擬灌溉面積 5 3灌溉需水過程和需水量的確定 幾個概念 1 灌溉工程設(shè)計的主要內(nèi)容有 灌溉工程總體布局 排澇工程規(guī)劃設(shè)計 環(huán)境影響評價 排澇工程雖是獨立的項目 但由于灌溉工程可能引起地下水位升高 或者灌水后遇到降雨 都需要及時排除 因此 灌溉工程設(shè)計時必須與排澇工程規(guī)劃設(shè)計同時進行 2 灌溉工程的基本組成元素為水源工程 輸水工程 排水工程 田間灌水工程3 渠系建筑物和典型田間工程設(shè)計所需場地地形圖的比例為1 1000 1 5000 灌溉工程 灌溉水源調(diào)節(jié)計算無調(diào)節(jié)能力時 來水與 河道的其他用水 灌溉用水 平衡 包括過程和量 自流時要考慮水位流量關(guān)系變化 一般情況 引水量小于50 徑流量 多沙河流小于30 的河道徑流 水庫調(diào)節(jié)庫容 累積補償庫容法 每一個灌溉期連續(xù)虧水 天然來水小于需水 累加值組成虧水系列 對應(yīng)保證率的連續(xù)虧水累加值為調(diào)節(jié)庫容 p144 5 4灌區(qū)水利計算 5 4灌區(qū)水利計算 灌區(qū)工程的設(shè)計流量和水位 設(shè)計流量 試算法 滿足灌溉保證率下引水過程中的最大流量 累積補償庫容法 供水滿足年份中的最大流量 設(shè)計水位 引水閘前過流能力水位選同頻率 灌溉期平均枯水位 或水庫死水位 閘后水位盡量高 泵站出水池水位由渠道設(shè)計水位定 泵站進水池最低水位為灌溉期最低水位 或水庫死水位 最高水位為堤防設(shè)計洪水位 水庫正常蓄水位 泵站防洪標(biāo)準(zhǔn)洪水位中的大者 泵站平均揚程 以抽水量加權(quán) 的作用 P145 使水泵在高效區(qū)運行 5 5灌溉工程布置概要 引水閘 無壩引水重點考慮岸坡穩(wěn)定 引水口保持沖淤平衡 有壩引水 采用 側(cè)面引水正面沖沙 庫區(qū)泥沙不進渠 渠道布置 干 支渠可順等高線布置 不宜穿水庫 水塘 先定平面軸線 再計入沿程與局部水頭損失定縱斷面 泵站布置 滿足揚程和水泵高效運行要求 田間工程設(shè)計典型設(shè)計面積不少于總灌區(qū)面積的5 兼顧灌 排水等要求 第六章城鎮(zhèn)供水及跨流域調(diào)水工程 城鎮(zhèn)供水工程 調(diào)水工程水利計算 調(diào)水工程總體布置 設(shè)計水位 為保證城鎮(zhèn)供水 供水水庫應(yīng)設(shè)置其它部門用水的停止供水線 水位 引水閘 泵站的特征水位同灌溉引水閘 灌溉引水泵站水位的確定方法 6 1城鎮(zhèn)供水工程 城鎮(zhèn)供水工程 水源部分 輸水部分 自來水廠 管網(wǎng) 水利計算 確定水源 輸水工程的規(guī)模 設(shè)計供水保證率的作用 反映水源情況 制約工程規(guī)模 反映規(guī)劃要求 制約水資源配置和調(diào)度規(guī)則 城鎮(zhèn)供水水質(zhì) 類 經(jīng)處理 及 類以上水源保障 多水源 水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖的要素 p155 節(jié)點有 水庫 本地水源點 地下水 其它水源 用水戶 生活 工業(yè) 綜合 灌溉 輸水線交點 匯合 分枝 有向線段 表示輸水線路 6 2調(diào)水工程水利計算 網(wǎng)絡(luò)圖節(jié)點的物理關(guān)系 水源點的來 供 蓄 棄水量是平衡的 用水戶的供 需是平衡的 輸水交點進 出水量是平衡的 需水過程 用水保證順序 調(diào)節(jié)庫容 首次充庫系數(shù)計算 包括設(shè)計流量 渠道水利用系數(shù) 水利計算的難點 需水是變化的 調(diào)水量計算需考慮調(diào)出區(qū)經(jīng)濟發(fā)展 來水增減 對下游影響等 必要時考慮補償工程 調(diào)入?yún)^(qū)水資源充分利用 調(diào)水工程的調(diào)度規(guī)則 需水量上報 用水區(qū)需水量逆流向上逐級匯總到水源點的下級節(jié)點 各水源供出水量計算包括 擬定充庫規(guī)則 不能太滿 也不能太少 理順供水先后順序 設(shè)置停止供水線 調(diào)出水量逐級分配計算 6 2調(diào)水工程水利計算 開發(fā)水資源分析軟件的思路 盡量使模型可以囊括各種情況 水資源系統(tǒng)描述采用計算機高級語言 各區(qū)需水量計算并上報 水庫興利庫容 用水戶 初擬時盡量小 調(diào)輸水規(guī)模時不變 結(jié)束 6 2調(diào)水工程水利計算調(diào)水工程調(diào)度計算的框圖 輸水工程規(guī)模 開始時放松 各水源供 蓄 調(diào)水計算 各水源調(diào)出水量分配 各區(qū)供 需平衡 供水保證率是否達滿足 否 輸水工程規(guī)模減小 是 減小輸水線設(shè)計流量 否 是 逐時段水量供需平衡見P159例題 先當(dāng)?shù)?后調(diào)水 是一條規(guī)則 是需水量上報和供水量分配的基本原則 在需水量上報時 需考慮渠道過流能力的約束 本例中農(nóng)業(yè)缺水是因為輸水渠道的規(guī)模所限引起的 在判斷流量是否超過渠道輸水能力時 須用該段渠道的首部引水流量 包括進入渠道后的各種水量損失 實際運行中 V1水庫應(yīng)還有一條農(nóng)業(yè)灌溉停止供水線 以滿足城市供水保證率的要求 6 2調(diào)水工程水利計算 輸水方式的優(yōu)缺點 明渠 成本低 能調(diào)蓄 控制靈活 響應(yīng)慢 環(huán)境影響大 管道 分有壓 無壓兩種 優(yōu)缺點與明渠相反 混合式 兼有 6 3調(diào)水工程總體布置 調(diào)水工程項目組成水源工程 包括補償工程 輸水工程 渠道 管道 河渠交叉建筑物 平交 立交 倒虹吸 渡槽 河穿渠 渠穿河 路渠交叉 控制建筑物 節(jié)制閘 退水閘 分水閘等 6 3調(diào)水工程總體布置 調(diào)水工程布置過程 定線 輸水線路布置 注意確定控制點 輸水必須經(jīng)過的點 建筑物服從于渠道或管道 線路和建筑物盡量避開不良地質(zhì)段 縱斷面設(shè)計 在不同輸水線路中分配水頭 一般規(guī)律 輸水線路縱坡大 斷面小 投資省 深挖段有極小值點 有壓管道的壓力線是控制有壓管道設(shè)計的關(guān)鍵因素 管中壓力一般不宜出現(xiàn)負(fù)值 第七章水電站開發(fā)方式及規(guī)模 開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 水電站水庫特征水位選擇 輸水系統(tǒng)斷面尺寸選擇 反調(diào)節(jié)水庫 初期蓄水和裝機程序 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 1 開發(fā)方式 抬水式 有擋水壩和水庫 短距離有壓引水發(fā)電 分壩后式和河床式 引水式 低壩 長距離無壓引水發(fā)電 混合式 兼有抬水和引水式特點 壩式 長距離有壓引水發(fā)電 抽水蓄能 低谷時抽水 峰荷時發(fā)電 潮汐電站 單向或雙向 低水頭大流量 各種開發(fā)方式有相應(yīng)的適用條件 p164 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 2 調(diào)節(jié)性能 多年調(diào)節(jié) 將豐水年組的水蓄至以后枯水年組用 調(diào)節(jié)流量大于設(shè)計枯水年平均流量 年調(diào)節(jié) 將汛期部分水量蓄至枯期用 不完全年調(diào)節(jié)水庫設(shè)計枯水年有棄水 完全年調(diào)節(jié)水庫設(shè)計枯水年不棄水 調(diào)節(jié)流量等于設(shè)計枯水年平均流量 無調(diào)節(jié) 徑流式 基本不改變天然徑流過程 日調(diào)節(jié) 滿足日負(fù)荷要求 改變?nèi)諆?nèi)徑流分配 由于調(diào)峰可能產(chǎn)生電量損失 日調(diào)節(jié)庫容小于入庫徑流枯水年枯水期日均水量 水庫水位每日在正常蓄水位至死水位之間變動 向上兼容 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 3 水能計算 目的 定水庫規(guī)模 計算保證出力 發(fā)電量 機組水頭等 1 基本公式 第一個式中包括水輪機和發(fā)電機的平均效率 2 基本資料中熟悉額外蒸發(fā)損失的概念和計算 3 設(shè)計保證率 年 4 徑流式 日調(diào)節(jié)電站水能計算 按日為計算時段 Q H已知 按公式計算出力 繪制出力歷時曲線 N P曲線 由設(shè)計保證率定保證出力 按有限差分法計算年電能 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 3 水能計算 年 多年 調(diào)節(jié)水能計算 1 等流量法 P171 通過試算確定調(diào)節(jié)流量 計算公式為 把調(diào)節(jié)流量排頻 由大到小 推求保證出力 全部時段出力的平均值乘以8760為多年平均年發(fā)電量 2 等出力法 假定出力試算求解 按供水期出力排頻確定保證出力 再計算年電量 等出力法計算實例見P172 表7 1 1 說明 各種調(diào)節(jié)性能水庫水位在正常蓄水位的幾率從大到小的次序為 徑流 日 周 年 多年 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 4 水庫調(diào)度圖 可按調(diào)度圖進行水能計算 3為防棄水線 加大用水 為減少棄水的控制線 可有多條 1為防破壞線 按保證出力工作的上限 2為限制出力線 按保證出力工作的下限 一般用若干典型枯水年逆時序按保證出力進行徑流調(diào)節(jié)計算 各時段水庫水位上包線即為防破壞線 下包線即為限制出力線 水庫調(diào)度圖的繪制方法參見P273 P279 7 1開發(fā)方式與徑流調(diào)節(jié) 5 水能計算成果 p177 最大水頭 不扣引水道水頭損失 正常蓄水位與發(fā)電最小流量時下游水位之差防洪高水位和允許下泄流量時下流水位之差最小水頭 扣水頭損失 死水位與水輪機最大過流量下游水位之差防洪限制水位 運行控制 與下游水位差3 平均水頭 一般用出力加權(quán)平均 是選擇額定水頭的依據(jù)之一 4 額定水頭水輪發(fā)電機組發(fā)出額定出力所需的最小水頭 也稱為設(shè)計水頭 5 預(yù)想出力水輪發(fā)電機組在不同水頭條件下所能發(fā)出的最大出力 當(dāng)水頭低于額定水頭時 相應(yīng)預(yù)想出力低于額定出力 二者的大值 二者的小值 7 2電站水庫特征水位選擇 比選主要步驟 P180 P183 1 考慮地質(zhì) 移民 環(huán)境等條件擬定正常蓄水位上 下限及若干中間值 2 按一致性原則擬定各方案配套參數(shù) 其中 按消落深度和最大水頭同一比值擬定各方案消落深度 死水位 按裝機容量的年利用小時數(shù) 裝機容量與保證出力的倍比基本相同擬定各方案裝機容量 3 水能計算和考慮泥沙淤積的回水推算 4 移民安置規(guī)劃和環(huán)境影響分析 估算淹沒處理和環(huán)境保護措施費用 5 調(diào)洪計算確定設(shè)計 校核洪水位 擬定壩頂高程 6 工程方案設(shè)計及投資估算 7 方案間電力電量差值用替代工程補齊 進行經(jīng)濟比較 8 綜合比較 推薦正常蓄水位 經(jīng)濟比較準(zhǔn)則 P182 電力電量等效前提下 方案總年費用或總費用現(xiàn)值最小 P183實例 1 正常蓄水位選擇 正常蓄水位越高 電站裝機容量 保證出力 發(fā)電量和投資均增加 受流域規(guī)劃 上游電站尾水 淹沒損失 控制點 技術(shù)條件 投資的限制 注意 擬定比較方案時 暫不考慮工程的財務(wù)現(xiàn)實可行性 比較后才能明確 7 2電站水庫特征水位選擇 死水位的比較范圍 以電力電量效益擬定比較范圍 上限為電量極大值點 用影響因素和制約條件確定下限值 需要考慮泥沙淤積影響 機組運行條件 開發(fā)任務(wù)各部門對死水位的要求等 經(jīng)濟比較參見P188例題 準(zhǔn)則和正常蓄水位相同 說明 理解水庫消落深度與發(fā)電量 保證出力的關(guān)系 理解調(diào)節(jié)庫容越大 同一調(diào)節(jié)流量相應(yīng)保證率越大 調(diào)節(jié)流量越大 同一調(diào)節(jié)庫容相應(yīng)保證率越小 2 死水位比選 死水位 消落深度 與電力電量 綜合用水 泥沙淤積 裝機容量的關(guān)系 參見P187 其中水庫消落深增加 發(fā)電量先增加 再減小 有拐點 保證出力單調(diào)增加 死水位比選中 先按相同倍比原則 由各方案保證出力定裝機容量 計算各方案保證出力 年發(fā)電量等動能指標(biāo) 工程設(shè)計和投資估算 以最大消落深方案為準(zhǔn) 用替代工程補充效益差值 7 3輸水系統(tǒng)斷面尺寸選擇 輸水系統(tǒng)斷面尺寸及投資與輸水過程中的電力電量損失成反比關(guān)系 水頭損失 方案比較采用在電力電量等效的前提下 總費用 即含替代方案費用 最小的方案為經(jīng)濟合理方案 P196計算實例 與流量的平方成正比 能量損失 與流量的立方成正比 要點 用不同流量的水頭損失 能量損失 率定關(guān)系式 注意水頭損失 能量損失與輸水流量的關(guān)系 7 4反調(diào)節(jié)水庫 對上游電站日調(diào)節(jié)釋放的不穩(wěn)定流進行再調(diào)節(jié) 使庫區(qū)水位變幅減少 下游流量過程趨于均勻 以滿足航運及其他用水的要求 反調(diào)節(jié)水庫的必要性體現(xiàn)在抑制水流的波動和擴大上游電站容量效益 反調(diào)節(jié)水庫發(fā)電時 主要帶基荷和少量腰荷 反調(diào)節(jié)計算 偏安全確定上游電站典型日的下泄流量過程 推求本反調(diào)節(jié)庫典型日入庫流量過程 含區(qū)間 反調(diào)節(jié)計算 按滿足庫區(qū)和下游用水要求的流態(tài)確定下泄過程 擬定日調(diào)節(jié)庫容 P200列舉了某反調(diào)節(jié)水庫帶基荷運行的實例 7 5初期蓄水 初期蓄水 指封閉導(dǎo)流設(shè)施開始蓄水至水庫水位達到初期運用起始水位的蓄水過程 入庫徑流樣本選取選75 可計算基本蓄水時間 50 可計算爭取的蓄水時間 保證率來水徑流過程進行徑流調(diào)節(jié)計算 初期蓄水調(diào)節(jié)計算 例題見P203 擬定下游需水過程 扣除下游需水 扣除水庫滲漏 增加的蒸發(fā)等入庫水量損失 多余水充蓄水庫中 達到初期運用起始水位為終點 第八章水電站動能設(shè)計 電力電量平衡 機組機型選擇 抽水蓄能水電站 電力負(fù)荷預(yù)測 8 1電力負(fù)荷預(yù)測 電力系統(tǒng)運行方式和電力負(fù)荷特性日負(fù)荷圖 P207 基荷 24小時 尖峰負(fù)荷 平均以上 腰荷 最小到平均 最小負(fù)荷率 平均負(fù)荷率 最大負(fù)荷日最大負(fù)荷Pm 年負(fù)荷圖 由每月最大日負(fù)荷組成 月不均衡系數(shù) 每月一個 P212例題 月需電量年需電量 實際上 累計每小時的平均負(fù)荷可得到日 月 年需電量 熟悉P211 P212實例 了解設(shè)計水平年和設(shè)計負(fù)荷水平的概念 T月 月小時數(shù) 8 2電力電量平衡 裝機容量 必需容量 工作容量 有調(diào)節(jié)能力的水電站宜調(diào)峰 備用容量 火電備用不經(jīng)濟 事故備用容量 負(fù)荷備用容量 重復(fù)容量 豐水期多發(fā)電 水電站特有 受阻容量 檢修備用容量 為火電設(shè) 水電不宜 1 容量組成 重復(fù)容量為節(jié)省燃料資源而設(shè) 不是替代容量 2 基本概念 P213 和電力系統(tǒng)容量組成 P214 檢修備用 為滿足機組計劃檢修時系統(tǒng)非常需要情況下增設(shè) 習(xí)題 負(fù)荷備用的作用是什么 調(diào)峰 調(diào)相 調(diào)頻 填谷等 8 2電力電量平衡 3 電力平衡 逐月典型負(fù)荷日負(fù)荷和電源容量平衡 系統(tǒng)最大負(fù)荷 各電源工作容量 工作容量 系統(tǒng)正常負(fù)荷所需容量 調(diào)峰時大于日平均出力 系統(tǒng)負(fù)荷備用 各電源負(fù)荷備用容量 年最大負(fù)荷的2 5 系統(tǒng)事故備用 各電源事故備用容量 年最大負(fù)荷10 電力電量平衡的目的 通過對設(shè)計水平年電力系統(tǒng)需要的容量 電量與已建電站 設(shè)計電站可提供的容量 電量的平衡 計算設(shè)計電站的容量效益和電量效益 設(shè)計水平年容量需求 電量需求設(shè)計水平年已建電站的容量 發(fā)電量 新增電站裝機 新增電站發(fā)電量 8 2電力電量平衡 4 電量平衡用平水年和豐水年進行電量平衡 反映系統(tǒng)對設(shè)計電站電能的吸收程度 系統(tǒng)各月平均負(fù)荷 各電源平均出力 火電站工作容量 負(fù)荷備用 事故備用 系統(tǒng)所需火電站裝機容量和各月檢修容量 火電站檢修備用容量 注意 電力電量平衡中 在電力系統(tǒng)日負(fù)荷圖中自上而下安排工作位置的一般順序為 已建 在建 計劃興建 設(shè)計水電站 系統(tǒng)年需電量 系統(tǒng)各月平均負(fù)荷 T月 5 平衡后的火電站指標(biāo)見P222例題中 空閑 受阻容量 額定 預(yù)想 各水電站之和 負(fù)荷備用 事故備用 設(shè)計電站取最大負(fù)荷的同一比值 調(diào)節(jié)性能差的電站 豐水期轉(zhuǎn)移給火電 失去調(diào)節(jié)庫容 或棄水調(diào)峰 8 2電力電量平衡 6 電力電量平衡要點 P218及表8 2 1 系統(tǒng)需求 其它水電站與設(shè)計水電站 按 系統(tǒng)總裝機最小 安排 火電站 最大負(fù)荷 在典型日負(fù)荷曲線中反映 負(fù)荷備用 事故備用 年最大負(fù)荷的某一比值 檢修備用 由于低荷期檢修不完所需增加的裝機容量 平均負(fù)荷 不均衡系數(shù) 最大負(fù)荷 工作容量 由調(diào)節(jié)計算的平均出力 工作位置確定 已建 在建 計劃建 設(shè)計 抽水蓄能 日調(diào)節(jié)盡量安排尖峰 有調(diào)節(jié)能力的水電盡量安排在峰荷 平均負(fù)荷 由調(diào)節(jié)計算得 工作容量 負(fù)備 事備 系統(tǒng) 其它 設(shè)計水電站 裝機 累計各月最大 負(fù)備 事備之和 10 5 檢修容量 裝機 最大負(fù)荷 負(fù)備 事備 最小月的檢修容量為 火電站檢修備用容量 系統(tǒng)可為檢修提供的備用容量 豐 平 枯有無設(shè)計水電站 共6個表 枯水年兩表火電容量差為設(shè)計水電站的容量效益 計算裝機容量 計算檢修容量 8 2電力電量平衡 7 調(diào)峰容量平衡 P243 火電站調(diào)峰能力 開機容量 最小技術(shù)出力 0 3 工作 旋轉(zhuǎn)備用 水電站調(diào)峰能力 可調(diào)容量 強迫基荷 裝機 檢修 受阻 強迫火電開機容量 工作容量 旋轉(zhuǎn)備用 負(fù)荷備用 事故備用 2 最小技術(shù)出力 0 7 開機容量 滿足系統(tǒng)從最大到最小負(fù)荷變化 滿足事故 負(fù)荷瞬變的要求 調(diào)峰容量平衡準(zhǔn)則 針對典型日負(fù)荷 P246例題 各電源調(diào)峰容量之和不小于系統(tǒng)峰谷差 負(fù)荷差 旋轉(zhuǎn)備用 各電源技術(shù)出力最小值 振動 汽蝕 強迫 之和不大于系統(tǒng)最小負(fù)荷 調(diào)峰容量平衡案例 P246日最大負(fù)荷差 Pmax Pmin P旋轉(zhuǎn)備用 12648 6754 632 1265 7159 8843 468 935 0 5 1 0 7 9778 5 0 3 2934 火電調(diào)峰能力 開機容量的最小技術(shù)出力 工作容量 負(fù)荷備用 1 2事故備用 1 最小技術(shù)出力系數(shù) 6492 688 1505 311 3988 水電站調(diào)峰能力 可調(diào)容量 強迫基荷 裝機容量 檢修容量 受阻容量 強迫基荷 8 3裝機容量選擇 1 論證供電范圍 擬定設(shè)計水平年和設(shè)計負(fù)荷水平 2 日調(diào)節(jié)和無調(diào)節(jié)電站裝機容量采用重復(fù)容量的經(jīng)濟性和財務(wù)上的現(xiàn)實性確定裝機容量 即補充裝機容量在經(jīng)濟上應(yīng)具有合理性 在財務(wù)上應(yīng)具有現(xiàn)實性 見P226實例 日調(diào)節(jié)水電站的工作容量一般大于保證出力 需分析承擔(dān)調(diào)峰的容量效益和重復(fù)容量轉(zhuǎn)變?yōu)楸匦枞萘康目赡苄?8 3裝機容量選擇 3 年調(diào)節(jié)和多年調(diào)節(jié)水電站裝機容量選擇程序 擬定比較方案 并經(jīng)電力電量平衡 求出各方案替代容量 容量效益由補充火電容量的差別確定 分析裝設(shè)重復(fù)容量的必要性和經(jīng)濟合理性 按各方案 電力電量 等效原則下 總費用現(xiàn)值最小 確定經(jīng)濟合理方案 經(jīng)財務(wù)可行性分析及綜合分析推薦方案 P228實例 通過經(jīng)濟比較 論證裝機容量方案 P231為論證擴大裝機財務(wù)分析的途徑 要點 8 4機組機型選擇 1 水輪機按能量轉(zhuǎn)換特性和結(jié)構(gòu)特點分為反擊式和沖擊式 2 各類機型適用水頭范圍參見表8 4 3 3 機組臺數(shù)選擇 要考慮與電站效率 運行方式 系統(tǒng)容量 電站投資 運行維護 制造運輸 樞紐布置等的關(guān)系 4 一般根據(jù)水頭 參考國內(nèi)外設(shè)計 施工 運行的資料選擇機型 同樣的單機容量 額定水頭大時 轉(zhuǎn)輪直徑小 同樣出力和額定水頭時 比轉(zhuǎn)速大時 轉(zhuǎn)輪直徑小 8 4機組機型選擇 5 額定水頭選擇 影響因素 電力電量和工程投資 額定水頭是機組發(fā)出額定容量的最小水頭 Hp 一般可按加權(quán)平均水頭的0 9 0 95初擬 必要時進行技術(shù)經(jīng)濟比較后選擇 程序參見P240例題 標(biāo)準(zhǔn)直徑 即D1與 成反比 8 5抽水蓄能水電站動能計算 1 抽水蓄能電站具有填谷調(diào)峰雙重作用 替代容量效益大于其裝機容量的2倍 抽水和發(fā)電能量轉(zhuǎn)換的綜合效率為0 75左右 其作用為保證電力系統(tǒng)安全運行 節(jié)省電力系統(tǒng)總煤耗 2 了解抽水蓄能電站類型 P241 242 按水源分類 按上下庫形式分類 按調(diào)節(jié)性能分類 8 5抽水蓄能水電站動能計算 3 裝機容量選擇 從電網(wǎng)對調(diào)峰容量需求 平衡 提出裝機容量的規(guī)模 從工程條件提出可提供的裝機容量規(guī)模 落實水源和供電電源 進行方案經(jīng)濟比較 選擇裝機容量 4 上下水庫特征水位選擇 由裝機容量和水頭計算調(diào)節(jié)庫容 從滿足泥沙淤積 結(jié)冰 備用庫容要求擬定死庫容和死水位方案 由死水位結(jié)合調(diào)節(jié)庫容擬定正常蓄水位方案 經(jīng)濟比較 綜合分析后 推薦上下水庫特征水位 5 額定水頭發(fā)電工況 滿發(fā)時上下水庫最小水位差減水頭損失 抽水工況 滿發(fā)時上下水庫最大水位差加水頭損失 第九章水庫工程水利計算 水庫水力學(xué) 綜合利用水庫 9 1綜合利用水庫 關(guān)鍵是正常蓄水位 防洪限制水位 死水位的確定 排沙運用水位 1 特征指標(biāo) 9 1綜合利用水庫 相同保證率下 調(diào)節(jié)流量增加 所需調(diào)節(jié)庫容增加 而且增加更快 V Q T 同一調(diào)節(jié)流量下 保證率提高 所需調(diào)節(jié)庫容增加 而且增加更快 保證率增加 更小的來水需要庫容調(diào)節(jié) 2 庫容 調(diào)節(jié)流量與設(shè)計保證率的關(guān)系 目的 確定調(diào)節(jié)流量 庫容和保證率之間的關(guān)系 即計算出滿足各用水部門保證率要求的水庫放水過程 含棄水 分兩種基本情況計算 1 次要部門用水比例小把次要用水部門的用水直接從入庫水量中扣除 按照主要部門用水要求進行徑流調(diào)節(jié)計算 2 兩部門以上用水比例相當(dāng)需要進行兩級或兩級以上徑流調(diào)節(jié)計算 有化算保證率法 庫容挑大法等 具體計算過程見P262 9 1綜合利用水庫 3 徑流調(diào)節(jié)計算 4 防洪限制水位 其他水位已介紹 防洪庫容與興利庫容分開設(shè)置 防洪限制水位與正常蓄水位重合 上設(shè)V防 部分結(jié)合 防洪高水位高于正常蓄水位 防洪限制水位高于死水位 完全結(jié)合 完全相等 向家壩 防洪庫容是興利庫容的一部分 白鶴灘 興利庫容是防洪庫容的一部分 三峽 防洪限制線繪制 按防洪要求 通過防洪調(diào)度 擬定防洪庫容和防洪限制水位的限制時間防洪限制線的最高為防洪高水位 最低為防洪限制水位 按下游安全泄量定迫降線 按滿足下游用水要求定蓄水線 9 1綜合利用水庫 9 2水庫水力學(xué)計算 水庫回水 為擬定工程規(guī)模和淹沒處理提供依據(jù) 可采用恒定流 用實測水位流量或調(diào)查洪水資料試算糙率 壩前水位最高 流量相應(yīng) 壩前段高 壩前水位相應(yīng) 流量最大 后段高 正常蓄水位 汛后洪水洪峰流量 流量沿途分段 計算支流水面線時應(yīng)考慮洪水組合 水面線基本規(guī)律 同一流量下 壩前水位高則水面線緩 遠(yuǎn) 過水?dāng)嗝娲?同一壩前水位 流量大則水面線高 陡 近 流速較大 同一流量 不同壩前水位 上游斷面水位差小于下游斷面 同一水面線 一般近壩段緩 遠(yuǎn)壩段陡 回水推算成果要進行合理性檢查分析 取上包線得回水線 9 2水庫水力學(xué)計算 潰壩洪水 計算的主要內(nèi)容 初瞬流態(tài) 后波追前波 形成涌波 確定最大流量 泄流過程 下游傳播過程 估算淹沒損失 條件組合 可不考慮上游來水 供水期壩前按正常蓄水位以下水體 壩下按調(diào)節(jié)流量相應(yīng)水位 汛期壩前按設(shè)計洪水位以下水體 壩下按相應(yīng)最大下泄流量考慮 潰壩斷面最大流量的計算 潰壩斷面洪水過程線 定可泄庫容 Qm Q0 初擬總歷時Tn 按概化線定各時刻流量 核算洪量是否等于可泄庫容 否 則調(diào)整Tn 重算 采用非恒定流進行洪流演進 第十章經(jīng)濟評價 經(jīng)濟評價概念 國民經(jīng)濟評價 財務(wù)評價 不確定性分析與風(fēng)險分析 方案經(jīng)濟比較 資金籌措 概論 10 1經(jīng)濟評價概論 2 術(shù)語基準(zhǔn)點 建設(shè)期第1年年初 社會折現(xiàn)率 國民經(jīng)濟評價中資金被占用的最小收益率 基準(zhǔn)收益率 是財務(wù)內(nèi)部收益率的基準(zhǔn)和判據(jù) 現(xiàn)值P 折算到基準(zhǔn)點的貨幣價值量 終值F 折算到計算期末的貨幣價值量 等額年值A(chǔ) 把現(xiàn)值或終值折算為計算期內(nèi)各年年末的等額序列 3 基本公式一次投入的現(xiàn)值P和終值F計算公式 等額和不等額序列現(xiàn)值P和終值F計算公式 10 1概論1 經(jīng)濟評價包括國民經(jīng)濟評價和財務(wù)評價 分別從國民經(jīng)濟整體利益和企業(yè)利益 核算單位 進行經(jīng)濟合理性和財務(wù)現(xiàn)實可行性進行評價 10 2國民經(jīng)濟評價 從國民經(jīng)濟整體角度考察投資項目耗費的社會資源和對社會的貢獻 推求國民經(jīng)濟評價指標(biāo) 根據(jù)國家頒布的相關(guān)指標(biāo)進行對比分析 評價工程的經(jīng)濟合理性 固定資產(chǎn)投資 包括主體工程和配套工程投資 應(yīng)用影子價格測算 可用扣除國民經(jīng)濟內(nèi)部轉(zhuǎn)移支付費用 如稅金 貸款利息 施工期企業(yè)利潤等 后的工程財務(wù)投資代替 流動資金 維持項目正常運行所需周轉(zhuǎn)資金 1 費用 運行費 又稱經(jīng)營成本 系指維持運行每年所需的費用 包括工程大修理費和運行管理費用 更新改造費 系指計算期內(nèi) 部分設(shè)備需更新改造的費用 10 2國民經(jīng)濟評價 增加收益法 指有 無工程所增加的效益 需按水利措施與其他措施進行收益分?jǐn)?減免損失法 工程實施后減免的洪 澇 旱 災(zāi)害損失作為工程效益 有實際年系列法和頻率法 2 效益 替代工程法 采用最優(yōu)等效替代工程的費用作為工程效益 防洪效益 直接效益 有 無防洪項目的淹沒指標(biāo)差 單位指標(biāo)的淹沒損失一般取多年平均值 見p302的例題 間接效益 直接效益 百分?jǐn)?shù)K 也可用最優(yōu)等效替代工程的費用計算 治澇效益 較防洪多了防漬 防鹽堿化內(nèi)容 10 2國民經(jīng)濟評價 灌溉效益 有 無灌溉工程農(nóng)作物增加值 分?jǐn)傁禂?shù) 試驗或調(diào)查 也可用缺水損失法計算 城鄉(xiāng)供水效益 最優(yōu)等效替代法 缺水損失法 按缺水造成的最小損失計算 分?jǐn)傁禂?shù)法 10 2 4 發(fā)電效益 用等效火電站替代 容量擴大1 05 1 1 電量擴大1 05 影子電價法 見P307例 航運效益 漁業(yè)效益 牧區(qū)水利效益 見p308 綜合效益 注意使上述各效益具有可加性 10 2國民經(jīng)濟評價 3 評價指標(biāo)及準(zhǔn)則經(jīng)濟內(nèi)部收益率EIRR EIRR愈大 說明工程凈貢獻能力愈大 EIRR 社會折現(xiàn)率 規(guī)范中有規(guī)定值 項目經(jīng)濟合理 經(jīng)濟凈現(xiàn)值ENPV ENPV 0愈大 說明對國民經(jīng)濟凈貢獻值愈大 ENPV 0 項目經(jīng)濟合理 10 3方案經(jīng)濟比較 方案可比 效益與費用需對應(yīng) 經(jīng)濟凈現(xiàn)值 或年值 或凈現(xiàn)值率 最大 最小費用 差額投資內(nèi)部收益率大于等于社會折現(xiàn)率 選投資現(xiàn)值大的方案 總費用現(xiàn)值最小 年費用現(xiàn)值最小 增量效益費用比大于1 選投資現(xiàn)值大的方案 國民經(jīng)濟評價 幾個概念 1 在無資金限制時 水利水電項目方案比較 一般采用經(jīng)濟凈現(xiàn)值法或經(jīng)濟凈年值法 P359 原因 在無資金限制條件下 采用經(jīng)濟凈現(xiàn)值法可以取得最大的經(jīng)濟效益 合理的利用資源 2 在有資金限制時 水利水電項目方案比較 一般采用經(jīng)濟凈現(xiàn)值法和經(jīng)濟效益費用比法 原因 在資金受限制條件下 采用經(jīng)濟凈現(xiàn)值法和經(jīng)濟效益費用比法 可使單位資金投入獲得最大的效益 3 建設(shè)項目方案比較的目的是 在多個互斥方案中尋求經(jīng)濟合理的方案 原因 獨立方案之間 獨立方案與互斥方案之間沒有聯(lián)系 不能進行比較 互斥方案是為達到同一目標(biāo)而設(shè)置的 彼此可以互相替代的方案 具有排他性 比選才有意義 10 4資金籌措 1 按工程功能分類 公益性工程 經(jīng)營性工程和準(zhǔn)公益性工程 公益性工程 投資由水利基金安排 經(jīng)營性工程 由企業(yè)籌措 一般20 30 為企業(yè)資本金 70 80 由銀行貸款 準(zhǔn)公益工程 按地方可承受的產(chǎn)品價格測算由企業(yè)籌措的資金 貸款能力和由水利基金拔款的資金 稱投資項目資本金 10 4資金籌措 2 投資分?jǐn)?1 綜合利用工程的投資分為4類 專用工程 共用工程 兼用工程 補償工程 2 分?jǐn)偡椒?分?jǐn)偣霉こ掏顿Y 按各功能利用建設(shè)項目某些指標(biāo)的比例分?jǐn)?按各功能最優(yōu)等效替代方案費用現(xiàn)值的比例分?jǐn)偡?按各功能可獲得經(jīng)濟效益現(xiàn)值的比例分?jǐn)偡?按 可分?jǐn)傎M用 剩余效益法 分?jǐn)?P323及例10 8 3 貸款能力測算 準(zhǔn)公益工程 年收入 年總成本 測算 年收入 年運行費用 不測算 年總成本 年運行費用 測算設(shè)備更新費 方法 按產(chǎn)品可承受價格測算貸款能力 10 5財務(wù)評價 年運行費 經(jīng)營成本 折舊費 利息支出 工資及福利費 材料費 燃料及動力費 庫區(qū)維護費和扶持基金 其他費用 攤銷費 無形資產(chǎn)分期攤銷費 遞延資產(chǎn)分期攤銷費 修理費 總成本費用 2 成本構(gòu)成和估算 一般按已有工程指標(biāo)和有關(guān)規(guī)定進行估算 1 公益性工程僅進行財務(wù)分析 闡明運行費用來源 準(zhǔn)公益性工程進行貸款能力測算 經(jīng)營性工程進行財務(wù)評價 10 5財務(wù)評價 3 財務(wù)評價以企業(yè)為核算單位 進行計算期投入 產(chǎn)出平衡計算 闡明投資項目在財務(wù)上的現(xiàn)實可行性 4 評價指標(biāo) 財務(wù)內(nèi)部收益率 在計算期內(nèi)投入和產(chǎn)出現(xiàn)值相等的折現(xiàn)率 財務(wù)凈現(xiàn)值 在計算期內(nèi)投入和產(chǎn)出按財務(wù)基準(zhǔn)收益率 規(guī)范有規(guī)定值 貼現(xiàn)的凈現(xiàn)值之和 投資回收期 項目凈收益償還全部投資的時間 靜態(tài) 投資利潤率 年利潤 項目總投資 P343 投資利稅率和資本金利潤率 償債能力 還貸年限 測算和財務(wù)生存能力分析 10 6不確定性分析與風(fēng)險分析 敏感性分析 國民經(jīng)濟評價 財務(wù)評價 選擇主要敏感因素 產(chǎn)品價格 產(chǎn)量 投資 工期 匯率等 給出主要敏感因素的變化率 F 向不利方向變 計算評價指標(biāo)的變化率 A計算敏感度系數(shù)E F A臨界點 不確定因素向不利方向變化的極限值 說明 水利水電建設(shè)項目具有財務(wù)生存能力的必要條件是 各年累積盈余資金不出現(xiàn)負(fù)值 謝謝大家