时间：2023-03-22 17:44:48
序论：在您撰写水电站设计论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1.1合成流量法计算设计洪水
1.1.1洪峰流量合成方法沣河秦镇大坝位于潏河入汇口下游，沣河在秦渡镇以下没有设立过水文站，无水文资料，本次将沣河干流秦渡镇站洪水与支流潏河同次洪水错开传播时间相加合成，用合成的洪峰流量系列进行频率分析计算，推求工程处的设计洪水。根据流域水系分布特征，沣河干流秦渡镇站以上河长比潏河短24.2km，平均比降比潏河大2.6倍，流域呈扇形，上游各峪洪水汇流集中，所以，秦渡镇站以上洪水汇流时间较潏河短，洪水先于潏河洪水到达汇合口，洪峰时间一般相差约4h左右，一般情况是秦渡镇站以上洪水洪峰流量与潏河基流或起涨段洪水过程叠加。沣河秦渡镇站1943年～1949年为秦渡镇（三）站，距沣河与潏河交汇口为694m；1950年～1964年为秦渡镇（四），距两河交汇口为824m；1965年至今为秦渡镇（五）站，距交汇口为800m。潏河1943年～1964年为秦渡镇（二）站，距河口距离为0.5km；1965年至今为高桥站，距河口距离为7.0km。根据两站不同时期的实测流量成果资料，采用τ=L/V公式计算测流断面某流量于两河汇处的传播时间，分别建立两站流量Q～传播时间τ相关关系曲线，求得两站不同时期各级流量洪水至潏河口的传播时间。1.1.2洪峰流量合成由于1943年～1954年沣河秦渡镇（三）或（四）站、潏河秦渡镇（二）站没有洪水要素摘录资料，本次采用同日洪峰流量相加合成；1955年～1964年根据两站流量Q～传播时间τ相关关系曲线，以沣河秦渡镇（四）站洪峰流量和出现时间为依据，错开传播时间推求潏河秦渡镇（二）站相应流量，沣河秦渡镇站洪峰流量加潏河相应流量等于合成后的沣河洪峰流量。潏河高桥站1965年～1979年有流量资料，1980年～2008年只有水位资料。本次首先推求出高桥站水位～流量综合关系曲线，再根据水位过程推求出与沣河秦渡镇（五）站对应的洪水流量过程。采用同样方法进行洪峰流量合成。经过合成，沣河潏河交汇口处有1943年～2008年共66年的合成洪峰流量系列，另外还调查到1883年以来两次较大的历史洪水，这在大、中流域系较长资料系列，但对总体而言，仍为容量有限的样本。绘制沣河潏河交汇口处历年最大合成洪峰流量过程线图，见图1。从图1中可以看出，沣河潏河交汇口处合成洪峰流量系列已长达66年，基本上包括了丰、平、枯时段和各种来水组合，且又加入了历史调查洪水，同时，洪水系列正递序均值、变差系数Cv随历时变化也趋于稳定，因此认为该洪水系列具有较好的代表性。
1.2水文比拟法推求设计洪水
灞河位于设计流域沣河东侧，为相邻流域。灞河马渡王站位于灞河中游，其控制流域面积由秦岭北麓山区和渭河南岸平原两部分组成，和沣河秦镇大坝区段以上流域面积组成相似，故本次以灞河马渡王站为参证站，采用水文比拟法推求工程处的设计洪水。1.2.1参证站设计洪水分析计算根据马渡王站1952年～2008年共57年洪峰流量系列，按照《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006）推荐的方法，以年最大值法选样，并加入1835年历史调查洪水，按不连续系列进行频率分析，洪水经验频率采用数学期望公式进行计算，均值及变差系数Cv采用矩法计算，理论频率偏态系数Cs按经验取Cv的倍比通过适线确定。经过适线，求得灞河马渡王站设计洪水频率计算成果及统计参数，详见表1。1.2.2工程处设计洪水计算沣河潏河交汇口处的设计洪水以灞河马渡王站为参证站，采用水文比拟法进行计算，计算公式为：Q工程处=F工程处F参证站!"23×Q参证站式中，Q工程处、Q参证站—分别为工程处和参证站灞河马渡王站设计洪峰流量（m3/s）；F工程处、F参证站—为工程处和参证站灞河马渡王站控制流域面积（km2），分别为1253km2和1601km2。经过计算，得到沣河潏河交汇口处的设计洪水成果，详见表2。
2成果分析选用
1.1引水发电系统
1.1.1取水口拦污栅及启闭设备
1)优化选型布置设计。发电引水隧洞喇叭口底槛678.50mm处设置1孔拦污栅，单孔孔口尺寸为7.5m×10.0m，检修平台高程717.00m，设计水头4.0m，最大引用流量为42.58m3/s，平均过栅流速为0.811m/s，拦污栅重量为26.0t，栅槽埋件重17.0t，型式为平面滑动式拦污栅。选用1台QPG2×250kN－38m高扬程卷扬式启闭机，安装高程726.20m，操作运行条件为静水启闭。2)蓄水安全复核计算。拦污栅主支承是增强四氟NL150CHI型滑块，最大线荷载为25kN/cm，反向支承是钢滑块。栅条间距50mm，栅体主材为Q235B，内力分析计算［2］成果为:主梁最大压应力为105.35N/mm2，发生在跨中处;最大剪力为21.01N/mm2，发生在支座处;最大挠度为9.5mm，发生在跨中处;栅条弯应力为53.1N/mm2，发生在跨中处。拦污栅重量为247kN，提栅清污时考虑污物重量为100kN，拦污栅启闭力为450.1kN，启闭机容量为2×250kN。
1.1.2取水口事故闸门及启闭设备
1)优化选型布置设计。在拦污栅的下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为4.5m×4.8m，底槛高程680.00m，检修平台高程717.00m，设计水头37.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门。选用1台安装高程为726.20m上的QPG2×800kN－38m高扬程卷扬机控制闸门，操作运行条件为动闭静启。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构、水封装置、4个简支轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置和充水阀装置等组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为7713.7kN，动水压力为8485.1kN;面板折算应力为157.03N/mm2;主梁最大压应力为128.1N/mm2，位于跨中处。最大剪力为49.2，位于支座处。最大挠度为2.71mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为844.06N/mm2;主轨颈部局部承压应力为173.36N/mm2;闸门闭门力为－659.1kN，启门力为479.6kN，持住力为1394.4kN;启闭机容量为2×800kN。
1.2泄水系统闸门及启闭设备
1.2.1溢洪道弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。该闸门设置在溢洪道上，底槛设置在堰顶下游侧704.80m处，堰顶高程为717.00m，共设置3孔闸门，启闭机安装高程为719.50m。闸门运行方式为动水启闭，主要承担水库的泄洪任务。闸门的孔口尺寸为12.0m×8.5m(宽×高)，设计水头为8.2m。型式为露顶式弧形闸门，其面板曲率半径为10.0m，支铰高度为5.5m，其结构布置见图1。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、支臂、支铰和侧轮等所组成，支承为斜支臂。受力计算采用假设平面体系，并按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，对闸门的设计条件和校核条件进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在动水操作条件下各部件尚需承受的不同程度的动力荷载，故将设计水头作用在闸门部件上的静水压力乘以动力系数，考虑为最不利的荷载组合，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为4218.0kN，动水压力为4639.8kN;面板折算应力为181.8N/mm2;主梁最大压应力为106.3N/mm2，位于跨中处。最大剪力为69.2，位于支座处。最大挠度为4.36mm，位于跨中处;支臂平面内应力为76.2N/mm2;主支臂平面外应力为66.3N/mm2;闸门启门力为441.7kN，闭门力为246.3kN;启闭机容量为2×250kN。
1.2.2放空底孔进口事故闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔进口设置一道事故闸门，孔口尺寸为2.5m×2.6m(宽×高)，设计水头52.0m。底槛高程为665.00m，检修平台高程为717.00m，启闭机安装平台高程为723.50m。闸门运行方式为动闭静启，由1套QPG800kN－53m高扬程卷扬机控制。当水库需要放空时小开度提门充水平压，待前后水压差小于4m时，再开启事故闸门。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、4个悬臂轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为3491.5kN，淤沙压力为619.6kN，总压力为4111.1kN;面板折算应力为187.9N/mm2;主梁最大压应力为101.27N/mm2，位于跨中处。最大剪力为65.4，位于支座处。最大挠度为0.76mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为663.1N/mm2;闸门启门力为769.1kN，闭门力为－22.0kN，持住力为206.3kN;启闭机容量为800kN。
1.2.3放空底孔出口弧形工作闸门
1)优化选型布置设计。在放空底孔出口设置一道弧形工作闸门，孔口尺寸为2.5m×2.2m(宽×高)，承压水头为52.0m，型式为潜孔式弧形钢闸门，底槛高程为665.00m，检修平台高程为668.70m，启闭机安装平台高程为674.60m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧门潜孔液压启闭机控制闸门，闸门长期处于闭门挡水状态。当水库需要放空时，动水开启该闸门锁定于检修平台上，待放空完毕，放下工作闸门封闭孔口蓄水。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、2个支铰支承和4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在实际操作中会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为3329.7kN，动水压力为3662.7kN;面板折算应力为183.9N/mm2;主梁最大压应力为33.2N/mm2，位于跨中处。最大剪力为24.4，位于支座处。最大挠度为0.12mm，位于跨中处;支臂平面内应力为98.4N/mm2;闸门启门力为248.8kN，闭门力为122.7kN;启闭机容量为500/150kN。
1.2.4导流隧洞封堵闸门
1)优化选型布置设计。导流隧洞进口设置封堵工作闸门一扇，孔口尺寸为5.0m×6.5m(宽×高)，承压水头为44.3m，闭门水头:20m，型式为潜孔式平面钢闸门，底槛高程为647.70m，检修平台高程为659.00m，启闭机安装平台高程为667.50m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QPQ630kN－13m卷扬式启闭机控制闸门，闸门仅用于导流隧洞封堵时使用，导流隧洞在枯水季节封堵下闸门。因受启闭机平台高程的限制(启闭机平台高程为667.50m)，闭门时最不利水头工况为启闭高程，即水头为20m，因此整个闸门启闭按最不利的情况下水头20m计算。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、12个主滑块和8个反向滑块装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为13501.9kN，发生在设计水头44.3m处;材料容许应力(抗拉、抗压和抗弯)为142.5kN，容许应力(抗剪)为85.5kN;面板折算应力为138N/mm2;主梁最大压应力为84.6N/mm2，位于跨中处。最大剪力为71.92，位于支座处。最大挠度为3.78mm，位于跨中处;闸门闭门力为145kN;水柱压力为898.60kN;启闭机容量为630kN。
2结语
1中小河流水能规划设计定额
1.1编制说明
为了使中小河流水能开发规划满足国家和地方对开发、利用水能资源以及国土治理的要求，统一规定编制规划的原则、工作内容和技术要求，由水利部水电及农村电气化司主持，以水利部农村电气化研究所为主编单位制定了《中小河流水能开发规划导则》(SL221—98)。本导则分为10章，分别为总则、基本资料收集与分析、水能蕴藏量计算、地区社会经济发展预测、水能开发、多目标开发、环境影响评价、流域管理、经济评价与综合分析、规划实施意见等。本导则为中小河流水能开发规划报告提供了编制依据，同时也成为中小河流水能开发规划设计定额的制定依据和规划设计质量的检验标准。
1.2定额标准
中小河流水能规划设计定额内容见表1-2-1。
表1-2-1中小河流水能规划设计定额
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
前言
流域概况、编制条件、编制依据、开发方案、工程特性表
5%
2
基本资料收集与分析
气象水文、地形、地质、资源、电力系统现状、社会经济发展现状、其它等7个方面
7%
其中气象水文3%、地质2%
3
水能蕴藏量计算
理论蕴藏量和可开发量
8%
附河长-高程、流量、出力、电能图
4
地区社会经济发展预测
国民经济现状与发展、电力系统现状与发展、水利现状与发展、电网规划及投资估算
9%
其中电网规划6%
5
水能开发
开发原则、开发方案与方案比较、控制性工程概况、非控制性工程概况
35%
附开发方案图。开发原则、开发方案与方案比较15%、工程概况20%
6
多目标开发
防洪、灌溉、供水、航运、其它等
5%
7
环境影响评价
社会环境、自然环境、水质水量、移民和淹没损失、跨流域引水、其它
7%
其中水质水量即水资源论证2%
8
流域管理
管理原则、管理模式、管理设施、管理制度
2%
9
经济评价与综合分析
工程估算、效益计算、经济评价、综合评价
12%
含单项工程估算和经济评价
10
规划实施意见
近期开发项目、前期工作安排、其它
2%
宜由项目经理(总工)完成
文字修改与校对(每遍2%，各部分修改由相关责任人负责，宜2遍以上)、图纸修改与校对(2%)，文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员完成
1.3定额说明
(1)比例系指每章节工作内容(应得工资)所占整个规划设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴（工资）另外按规定比例（分别为合同额的1%）计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)规划设计质量按《中小河流水能开发规划导则》（SL221-98）和其它相关标准执行。
(3)文字排版与编辑依据《量和单位》（GB3100～3102-86）、《水利技术标准编写规定》（SL1-2002）、《水利水电工程技术术语标准》（SL26-92）。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》（SL73-95）和《水力发电工程CAD制图技术规定》（DL/T5127-2001）。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)各章节可根据工程实际进行增减、合并，其工作量作适当调整。
2小型水电站初步设计定额
2.1编制说明
为了统一小型水电站初步设计报告的编制标准,提高编制质量，由水利部水电及农村电气化司主持，以福建省水利水电勘测设计研究院为主编单位制定了《小型水电站初步设计报告编制规程》(SL/T179—96),要求小型水电站初步设计报告分为15章，分别为综合说明、水文、工程地质、工程任务和规模、工程布置及建筑物、水力机械、电气工程、金属结构、消防、施工组织设计、水库淹没处理及工程永久占地、环境保护设计、工程管理、概算、经济评价等。本规程为小型水电站初步设计报告提供了编制依据，同时也成为小型水电站初步设计定额的制定依据和初步设计质量的检验标准。
2.2定额标准
小型水电站根据其调节性能,可分为径流式水电站和蓄水式水电站。其设计内容的区别主要在于取水枢纽设计的繁简。为此，将小型水电站初步设计定额分为径流式和蓄水式两大类别，其定额内容分别见表2-2-1、2-2-2。
表2-2-1小型水电站初步设计定额（径流式）
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
综合说明
文字13节、附图2类、附表3类
2%
根据各章节内容编写
2
水文
文字7节、附图8类、附表7类
5%
3
工程地质
文字10节
1%
根据《勘察报告》编写
4
工程任务和规模
文字11节、附图11类、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
设计依据；工程选址；坝型、坝线及工程总布置
文字3节、附图4类、附表按需要附列
3%
宜由项目经理(总工)编写
5.4~5.5
取水枢纽
文字2节、附图8类、附表按需要附列
11%
包括挡水建筑物、泄水建筑物等
5.6
引水建筑物
文字1节、附图2类、附表按需要附列
18%
其中：压力管道12%
5.7
厂房及升压站
文字1节、附图4类、附表按需要附列
12%
5.8
综合利用及其它
文字1节、附图1类、附表按需要附列
1%
6
水力机械
文字4节、附图4类、附表2类
4%
7
电气工程
文字11节、附图12类、附表4类
8%
8
金属结构
文字6节、附图3类、附表2类
2%
9
消防
文字2节、附图3类、附表2类
1%
10
施工组织设计
文字8节、附图2类、附表2类
6%
11
工程永久占地
文字1节、附图3类、附表2类
1%
12
环境保护设计
文字4节、附图2类、附表按需要附列
2%
13
工程管理、劳动安全与工业卫生
文字3节、附图2类、附表按需要附列
2%
14
概算
文字5节、附表33类
6%
含概算书
15
经济评价
文字5节、附表8类
文字修改与校对(每遍1.5%，各部分修改由相关责任人负责，宜2遍以上)、图纸修改与校对(每遍1.5%，宜2遍以上)，文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员进行
表2-2-2小型水电站初步设计定额（蓄水式）
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
综合说明
文字13节、附图2类、附表3类
2%
根据各章节内容编写
2
水文
文字7节、附图8类、附表7类
5%
3
工程地质
文字10节
1%
根据《勘察报告》编写
4
工程任务和规模
文字11节、附图11类、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
设计依据；工程选址；坝型、坝线及工程总布置
文字3节、附图4类、附表按需要附列
3%
宜由项目经理(总工)编写
5.4
挡水建筑物
文字1节、附图5类、附表按需要附列
24%
3个比较方案各7%，推荐方案加3%(提供5种坝高的工程量)
5.5
泄水建筑物
文字1节、附图3类、附表按需要附列
6%
5.6
引水建筑物
文字1节、附图2类、附表按需要附列
10%
含压力管道
5.7
厂房及升压站
文字1节、附图4类、附表按需要附列
6%
5.8
工程观测、综合利用及其它
文字1节、附图1类、附表按需要附列
1%
6
水力机械
文字4节、附图4类、附表2类
3%
7
电气工程
文字11节、附图12类、附表4类
6%
8
金属结构
文字6节、附图3类、附表2类
1%
9
消防
文字2节、附图3类、附表2类
1%
10
施工组织设计
文字8节、附图2类、附表2类
5%
11
水库淹没处理及工程永久占地
文字1节、附图3类、附表2类
3%
12
环境保护设计
文字4节、附图2类、附表按需要附列
1%
含水保方案概述
13
工程管理、劳动安全与工业卫生
文字3节、附图2类、附表按需要附列
1%
14
概算
文字5节、附表33类
6%
含概算书
15
经济评价
文字5节、附表8类
文字修改与校对(每遍1.5%，各部分修改由相关责任人负责，宜2遍以上)、图纸修改与校对(每遍1.5%，宜2遍以上)，文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员进行
2.3定额说明
(1)比例系指每章节工作内容(应得工资)所占整个设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴（工资）另外按规定比例（分别为合同额的1%）计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)设计质量按《小型水电站初步设计报告编制规程》（SL/T179-96）、《小型水力发电站设计规范》（GB50071-2002）和其它相关标准执行。
设计过程中须进行多方案技术经济比较，力争推荐方案科学、安全、经济、实用。
(3)文字排版与编辑依据《量和单位》（GB3100～3102-86）、《水利技术标准编写规定》（SL1-2002）、《水利水电工程技术术语标准》（SL26-92）。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》（SL73-95）和《水力发电工程CAD制图技术规定》（DL/T5127-2001）。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)各章节可根据工程实际进行增减、合并，其工作量作适当调整。
(6)本定额中厂房及升压站按卧式机组厂房考虑，立式机组厂房和贯流式机组厂房所占比例可根据实际情况在本定额基础上调增50-100%。
(7)小型水电站可行性研究报告编制可参照本定额执行。
3小型水电站施工图设计定额
3.1编制说明
小型水电站施工图设计主要根据初步设计审查意见和相关规范进行。施工图设计内容繁琐，本定额仅作参考，有待于进一步研究。
3.2定额标准
根据径流式水电站和蓄水式水电站各部分设计的繁简,将小型水电站施工图设计定额分为径流式和蓄水式两大类别，其定额内容分别见表3-2-1、3-2-2。
表3-2-1小型水电站施工图设计定额（径流式）
部分
单位工程名称
工作内容
比例
备注
一
建筑工程
1
取水枢纽
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
18%
包括挡水建筑物、泄水建筑物、导流建筑物等
2
引水工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
22%
含压力管道12%
3
发电厂工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
18%
4
升压变电站工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
2%
5
其它工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
二
机电设备
1
水力机械
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
2
电气工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
三
金属结构
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
四
工程预算
预算及标底
5%
表3-2-2小型水电站施工图设计定额（蓄水式）
部分
单位工程名称
工作内容
比例
备注
一
建筑工程
1
挡水建筑物
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
25%
包括导流建筑物等
2
泄水建筑物
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
14%
3
引水工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
8%
仅含压力管道，增加有压隧洞和调压室为18%
4
发电厂工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
15%
5
升压变电站工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
1%
6
其它工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
二
机电设备
1
水力机械
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
3%
2
电气工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
6%
三
金属结构
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
四
工程预算
预算、标底
3%
3.3定额说明
(1)比例系指部分工作内容(应得工资)所占整个设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴（工资）另外按规定比例（分别为合同额的1%）计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)设计质量按《小型水力发电站设计规范》（GB50071-2002）和其它相关标准执行。设计过程中须进一步进行技术经济比较，力争设计成果安全、实用、经济、美观。
(3)各部分设计应附详细的计算说明书,存档备查。排版与编辑依据《量和单位》（GB3100～3102-86）、《水利技术标准编写规定》（SL1-2002）、《水利水电工程技术术语标准》（SL26-92）。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》（SL73-95）和《水力发电工程CAD制图技术规定》（DL/T5127-2001）。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)本定额中厂房及升压站按卧式机组厂房考虑，立式机组厂房和贯流式机组厂房所占比例可根据实际情况在本定额基础上调增50-100%。
(6)校核、审查工作占单项工作的20%。
(7)各部分可根据工程实际，其工作量作适当调整。
一级水电站建于1959年，至今已40多年了。随着时间的推移，各个水文站积累了一大批观测资料和梯级水库运行纪录，情况也发生了很大变化。为确保水库的防洪安全和提高防洪、发电效益，研究提高汛限水位的可行性，于是提出了对梯级电站设计洪水进行复核的工作。本次设计洪水的复核，包括洪水资料可靠性、代表性、一致性审查、特大洪水论证与处理、设计洪水频率计算、设计洪水过程线推求和成果可靠性分析等。
1.资料的审查
水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响着此次设计洪水计算的精度、可靠性，是设计洪水计算的基础。该项工作包括资料的可靠性、代表性和一致性审查三个方面
1.1资料可靠性分析
古田溪一级水库以上有大桥、前垅、达才、钱板、平湖（源里）等5个水文站和十五个雨量站。资料每年按规范要求整编和送福建省水文总站汇审，具有良好精度。建库后，电厂对一级水库库水位、泄洪、发电、下游水位、入库站流量均有系统完整的观测记录，因此用水量平衡法反算入库洪水，是可靠的。
关于古田溪历史特大洪水调查先后进行过两次，第一次是1954年7月水电总局101工程勘测队开展的，沿溪测量了1952年特大洪水痕迹，同时还调查了1948年洪水。第二次是1956年9月上海院会同古田水文站进行的，调查和推算了1952、1931、1948年特大洪水。1964年上海院最后确认一级水库坝址1952、1931、1948年特大洪水洪峰流量依次为4200、3430、3170m3/s，估计1952年洪水重现期约为80~200年，1931年约为30年，1948年属一般洪水。1964至今36年来尚未发生比1931年更大的洪水，因此，可将1952年的洪水重现期认定为116-236年，平均约为180年；1931年约为60年。特大洪量的重现期难于调查，除一天洪量与洪峰流量关系密切可认为与洪峰同频率外，其它洪量重现期均难以确定，从安全考虑将作一般洪水看待。
1.2资料一致性分析
根据防洪计算要求，设计洪水应为建库条件下的入库洪水，对此进行调洪计算，推求设计洪水位和校核洪水位。因此必须把1931、1946~1958年建库前的实测坝址洪水和1959年建库后实测的库水位、泄流、发电资料全部转换为入库洪水，以保证洪水系列的一致性。坝址洪水转换，参照华东院1987年研究成果，入库洪水与坝址洪水的洪峰流量、一天洪量、二天洪量、四天洪量的比值分别为1.16、1.04、1.00、1.00，按此将建库前实测的坝址洪水转换为入库洪水。建库后的入库洪水，按照下述水量平衡方程反算：
式中是时段的平均净入库流量（即已扣除了水库的蒸发、渗漏损失），取1小时；、分别为时段初、末的蓄水容积，由库水位纪录查库容曲线求得；为溢洪道泄流和发电流量之和，分别由泄流记录和发电负荷纪录计算。
1.3资料代表性分析
一级水库洪水系列具有1946~1958年的实测流量记录和1959年至今反算的入库洪水，洪水系列长达50多年，如图1所示，包括多个丰枯周期性变化（每个周期约11年左右），并有可靠的历史特大洪水资料，具备了良好的代表性要求。
以上表明，一级水库洪水系列具有良好的可靠性、一致性和代表性，根据设计洪水计算要求，可以采用由流量资料推求设计洪水。
图1多年洪峰流量变化过程
2．设计洪峰洪量计算
2.1洪水频率分析
古田溪一级水电站为二级工程，按规范确定大坝设计洪水标准为100年一遇，即p=1%；校核标准为千年一遇，p=0.1%。
按规范要求，考虑特大洪水作用，对一级水库入库洪峰、洪量系列按统一样本法计算经验频率，按矩法初估统计参数—均值、Cv和Cs，分布函数选用P-Ⅲ型，最后以适线法确定理论频率曲线，如图2为洪峰流量的理论频率曲线，得设计洪峰、洪量见表1：
表1古田溪一级水库入库洪水频率计算成果表
项目
成果名称
洪峰流量
Qm(m3/s)
洪量W（106m3）
一天
二天
四天
统计参数
均值
1719
66.1
91.3
122.6
Cv
0.49
0.46
0.45
0.43
Cs/Cv
3.5
线型
P-Ⅲ
设计值
频率
（%）
0.1
6370
229
310
399
1
4622
169
229
298
图2一级水库洪峰流量理论频率曲线
3.设计洪水过程线推求
采用典型洪水同频率控制放大法推求设计洪水过程线，即首先选择典型洪水，然后按推求的设计洪峰、洪量对典型洪水进行放大。
古田溪属山溪性雨洪河流，洪水由暴雨形成，溪水源短流急，暴涨暴落，降雨分布常常不均匀，洪水峰型以双峰和多峰居多。年最大洪水发生在3~10月，以5月下旬至7月中旬和9月居多，前者多为锋面雨，后者常为台风雨。根据洪水特性和工程设计要求，从一级水库实测资料的入库洪水中，选择了前八位的大洪水年份，即1966，1990，1977，1988，1968，1974，1982和1992年的洪水过程进行比较分析，最后从中选择了两个典型：(1)1966年9月洪水发生时间比较靠后，地区分布上主要来源于上游，是晚期大洪水典型；(2)1992年7月5日~9日洪水，属多峰型洪水，峰、量都很大，尤其洪量无论在一级水库还是在区间均居第二位，地区分布上区间较大，是主汛期大洪水典型。据以往分析，对一级水库防洪起决定作用的是设计洪峰和一天洪量、二天洪量、四天洪量，因此以设计洪峰、一天洪量、二天洪量和四天洪量为控制，分段放大典型洪水过程线，在保持时段设计洪量不变的条件下进行修均，即得某种典型计算的设计洪水过程线（见图3、图4,）。
图3设计洪水过程线(66年9月型)
图4设计洪水过程线(92年7月型)
4.结论
从以下几个方面看，此次复核计算成果是比较合理可靠的，可作为下一步研究提高汛限水位可行性时调洪计算的依据。
1、实测洪水从1946-1999年，历时54年，超过洪水设计规范要求的不低于30年的要求，并有丰富可靠的洪水调查成果，为正确计算奠定了牢固的基础；
2、古田溪属典型山区性河流，洪水陡涨陡落，其洪水统计参数Cv随统计时段增长而逐渐减小，符合洪水变化的一般规律；设计洪水统计参数——均值、（=W/T,W为历时T的洪量）、Cv、Cs/Cv随统计历时的变化，均有很好的规律性；
3、各频率曲线综合在一张图上，彼此协调，不会出现相互交叉现象；
4、与上下游及相邻流域洪水频率分析成果比较，一级水库的设计洪水统计参数与相关线（地区经验公式）配合紧密，符合洪水的地区变化规律。
5、与1987年、1993年洪水复核成果相比（见表2），虽稍有偏大，但相差甚微，说明成果是相当稳定可靠的。
表2古田溪一级水电站洪水复核成果比较
复核年份/复核单位
P=0.1%
P=1%
Q
W1
W2
W4
Q
W1
W2
W4
1987/华东院
6110
239
311
374
4470
173
228
295
1993/武水
6330
219
300
386
4610
162
223
290
2001/武汉大学
6370
229
310
399
4622
169
229
298
注：Q代表洪峰流量，单位为m3/S；W1、W2、W4分别为一天、二天、四天洪量，单位为106m3。
Abstract:WestudythefeasibilityofheighteningthelimitingwaterlevelduringfloodseasonaboutthefirstcascadedpowerstationGutianxi,itbaseonthenewhydrologicaldataandoperationalrecordofthepowerstationafterbuildingreservoirin1959.Scientificallyprobethecalculationmethodofreservoirflood、dealwiththeextraordinaryflood、analyzingtherepresentationofdata、frequencyanalysisandassaytherationalityofresults.Insuretheresultsofcalculatingthedesignfloodofthefirstcascadedpowerstationisaccurateandreliable,makethesturdybasefordeeperstudythefeasibilityofheighteningthelimitingwaterlevelduringfloodseason.
Keywords:Feasibility；Designflood；Calculate；Analyzetherationality
作者简介：陈刚（1977—），男，湖北孝感人，助理工程师，从事水文水资源工作。
参考文献：
（1）雒文生、宋星原，洪水预报与调度，湖北科技出版社，2001；
六百丈二级水电站位于安徽省石台县舒溪河上游的龙井河上，属于龙井河梯级开发项目，也是“十五”期间石台县农村水电电气化建设的骨干电源工程。该站是利用上游的六百丈一级水电站发电尾水，直接引入渠道至龙井河下游集中落差发电的引水式电站。六百丈一级站建有年调节水库，来水面积为18．1km2，总库容660万m3，兴利库容424万m3，装机容量2×800kW，具有不完全年调节性能，担任池州地区电网的调峰任务。
六百丈二级水电站的枢纽工程有：引水渠道、压力前池、压力钢管、厂房及升压站等。电站设计引用流量1．92m3?s，设计水头53．9m，总装机容量2×400kW，工程于2002年7月开工建设，2003年5月并网发电，总工期仅10个月。
2方案选择
六百丈二级水电站工程已于1997年经安徽省水利厅以皖水〔1997〕316号文批复了初设报告，同意兴建。但由于工程总投资较大，单位电能投资效益较差等原因，迟迟未能开工建设。
2001年11月，受石台县水务局委托，安徽省水电科技咨询中心水电技术咨询部会同石台县水务局勘测设计室，共同承担了该工程施工图的设计咨询任务。在本次设计的过程中，根据实际情况的变化以及从提高电站运行效益、降低工程造价、实现减员增效等方面的考虑，对原初步设计方案进行了一定的改进。
原初步设计文件中六百丈二级水电站是通过2910m渠道引至石台县七都镇查上桥附近，集中水头约61．39m，电站总装机为2×500kW，设计多年平均发电量341万kW·h。但通过实地勘察发现，该渠道后段占用较大范围的林场土地，设计征地赔偿较大，工程实施有一定的难度。故在本次设计中将渠道总长由原先的2910m，缩减至2081m，避开了林场土地，相应设计水头减少至53．9m，电站装机容量更改为2×400kW，设计多年平均发电量为240万kW·h。同时电站电气部分装置由高压改为低压，工程总投资由原先的718．86万元降至398．86万元，其中建筑工程总投资为169．12万元，机电设备及安装工程投资110．86万元（其中自动化监控系统投资20万元），金属结构安装工程投资38．55万元，临时工程、征地补偿费及其他费用80．33万元，主要设计参数比较（见表1）。
3渠道泥沙问题的解决
在我省山区小型水电站的建设过程中，尤其是低坝引水式电站，泥沙淤积问题非常严重，严重威胁小水电站的运行和使用效益。六百丈二级电站位于我省皖南山区，由于雨量丰富，常常有大量山坡上的泥沙被冲入渠道内，长期下去会影响渠道的输水能力，加快水轮机组的磨损和锈蚀，不利于电站的运行管理。
该工程引水渠道断面尺寸为2．0m×1．3m，且引水渠道较长，原先仅在压力前池设置拦沙坎和冲沙孔，根据类似经验，冲沙效果不太理想。后决定在渠道桩号1＋730处设置沉沙池1座，尺寸为长10．0m，宽4．0m，前后渐变段长为1．5m，深0．7m。同时在渠道与压力前池衔接处增设拦污栅1座，栅条间距较压力钢管进水口处拦污栅尺寸稍大，主要用于拦截落入渠道的树枝、石块、动物尸体等。通过运行发现对泥沙有较好的沉淀作用，大大减轻了前池的工作负担。
4区间来水的利用
六百丈二级水电站属于中高水头的发电站，因此增加流量对增加电站的发电量，提高电站的发电效益有很大帮助。因此在设计中，在引水渠道渠首处建小型浆砌石挡水坝1座，坝顶为开敞式溢流，坝高2．5m，长10．1m，工程总投资仅1．02万元。引用六百丈一级电站和二级电站之间的区间来水约0．1～0．2m3?s，主要补充六百丈二级电站枯水季节的发电来水，有效提高了电站的发电效益和运行稳定性。
5自动化监控系统的设置
六百丈二级水电站厂房为地面式，厂房内安装2台HLD46－WJ－50型水轮机和2台SFW400－6?850型发电机。电站建成后通过35kV线路T接于六百丈一级电站至池州地区6510变电所的35kV输电线路上。
关键词：小水电站；设计；经验
1水轮机的选择
水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。
1.1机组台数的选择
农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。
1.2水轮机型号的选择
水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。
1.3机组安装高程的确定
水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。
（1）卧式机组：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式机组：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水轮机理论吸出高度（m），查水轮机应用
范围图及hs=f(H)曲线；
D——水轮机转轮直径（m）；
——水电站厂房所在地的海拔高程（m）。
为了消除或减轻水轮机汽蚀，可将计算出的安降低0.2～0.3m确定安装高程。
2电气主接线的拟定
小水电站的电气主接线是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一。农村小水电站装机容量往往有限，一般装机台数不超过4台，相应电站的电压等级和回路数以及主变的台数都应较少。考虑到小水电站（尤其是单机100kW以下的微型电站）的机电设备供应比较困难，运行和管理人员的文化、业务素质普遍较差，从进站到熟练掌握操作、检修、处理故障及优化运行等也有一个过程。因此，农村小水电站的电气主接线在满足基本要求的前提下，应力求采用简单、清晰而又符合实际需要的接线形式。
对于1台机组，宜采用发电机—变压器组单元接线；对于2～3台机组，宜采用单母线不分段接线，共用1台主变；对于4台机组，宜采用2台主变用隔离开关进行单母线分段，以提高运行的灵活性。
3电气测量及同期装置
并入电网运行的小水电站电气测量应包括：三相交流电流、三相交流电压（使用换相断路器和1只电压表测量三相电压）、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等的监视和测量。发电机的测量、监视表计、断路器、互感器及保护装置等装在控制屏上（发电机控制屏）；电网的表计、断路器、同期装置等装在同期屏上（总屏）。
保护装置
农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。
4.1过电流保护
单机750kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。
原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。
4.2欠压保护
当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。
4.3水阻保护
当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。
水阻器容量按被保护机组额定功率的70%～80%左右考虑。如果水阻容量过大，机组甩负荷瞬间，将对机组产生较大的冲击电流和制动力，影响机组的稳定，严重时可能造成机组基础松动。反之，如果水阻容量过小，达不到抑制机组飞逸转速的目的。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。
对于单机125kW及以下的电站，水阻池内空，以长为机组台数×（0.7～1）m，宽为（0.7～1）m，深为0.6～0.8m为宜，同时考虑机组容量大小，应在短时间内（如3～5min）不致于将池中的水煮沸。
在调试水阻负荷大小时，应在水中逐渐施加水阻剂，调试水阻负荷，直到达到要求为止。
4.4变压器过载、短路保护
变压器高压侧采用跌落式熔断器（或SN10-10型少油断路器）作过载、短路保护。运行经验表明，额定电压为6～10kV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器,额定电压为10kV的跌落式熔断器只能用在750kVA及以下的变压器。当变压器容量超过750kVA时，应采用油断路器。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择：
当Se＜100kVA时，熔丝额定电流=（2～2.5）×高压侧额定电流；当Se≥100kVA时，熔丝额定电流=（1.5～2）×高压侧额定电流。
4.5变压器的防雷保护
关键词：小水电站；设计；经验
1水轮机的选择
水轮机是水电站一个十分重要的设备，水流的动能和势能转换成机械能就是通过水轮机来实现的。水轮机选择合理与否，直接影响到机组的效率和运行的安全性、经济性。
1.1机组台数的选择
农村小水电站机组台数与电站的投资、运行维护费用、发电效益以及运行人员的组织管理等有着密切的关系。通过多年设计和运行经验表明：农村小水电站机组台数一般为1～4台，且型号应尽量相同，以利于零部件通用和维修管理方便，其中每座电站2台机组居多。
1.2水轮机型号的选择
水轮机型号的选择合理与否，直接影响到水轮机的运行效率、汽蚀和振动等。选择型号时，既要考虑水轮机生产厂家的技术水平和运输的方便程度，又要确保水轮机常处于较优的运行工况，即尽量处于水轮机运转特性曲线图的高效区。尤其是机组运行时，水头的变化不要超过水轮机性能表的水头范围，否则会加剧水轮机汽蚀和振动，降低水轮机效率。
1.3机组安装高程的确定
水轮机的安装高程不能超过水轮机允许的最大吸出高度，否则会引起水轮机转轮的汽蚀、振动等不良现象，因而缩短机组的运行寿命。
（1）卧式机组：安=Z下+hs-/900-D/2
（2）立式机组：安=Z下+hs-/900
式中Z下——尾水渠最低水位（m）；
hs——水轮机理论吸出高度（m），查水轮机应用
范围图及hs=f(H)曲线；
D——水轮机转轮直径（m）；
——水电站厂房所在地的海拔高程（m）。
为了消除或减轻水轮机汽蚀，可将计算出的安降低0.2～0.3m确定安装高程。
2电气主接线的拟定
小水电站的电气主接线是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据之一。农村小水电站装机容量往往有限，一般装机台数不超过4台，相应电站的电压等级和回路数以及主变的台数都应较少。考虑到小水电站（尤其是单机100kW以下的微型电站）的机电设备供应比较困难，运行和管理人员的文化、业务素质普遍较差，从进站到熟练掌握操作、检修、处理故障及优化运行等也有一个过程。因此，农村小水电站的电气主接线在满足基本要求的前提下，应力求采用简单、清晰而又符合实际需要的接线形式。
对于1台机组，宜采用发电机—变压器组单元接线；对于2～3台机组，宜采用单母线不分段接线，共用1台主变；对于4台机组，宜采用2台主变用隔离开关进行单母线分段，以提高运行的灵活性。
3电气测量及同期装置
并入电网运行的小水电站电气测量应包括：三相交流电流、三相交流电压（使用换相断路器和1只电压表测量三相电压）、有功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、励磁电流和励磁电压等的监视和测量。发电机的测量、监视表计、断路器、互感器及保护装置等装在控制屏上（发电机控制屏）；电网的表计、断路器、同期装置等装在同期屏上（总屏）。
4保护装置
农村小水电站主保护装置的配置应在满足继电保护基本要求的前提下，力求简单可行、维护检修方便、造价低及运行人员容易掌握等。
4.1过电流保护
单机750kW以下的机组，可以采用自动空气断路器的过电流脱扣器作为过流及短路保护，其动作整定值可以通过调整衔铁弹簧拉力来整定，整定值一般为发电机额定电流的1.35～1.7倍。为了提高保护的可靠性，还可采用过流继电器配合空气断路器欠压脱扣器作过流及短路保护，继电器线圈电源取自发电机中性点的1组（3只）电流互感器，继电器动作值亦按发电机额定电流的1.35～1.7倍整定。
原理：当发电机出现短路故障时，通过过流继电器线圈的电流超过其动作值，过流继电器常闭接点断开，空气断路器失压线圈失电而释放，跳开空气断路器主触头，切除故障元件——发电机。
4.2欠压保护
当电网停电时，由于线路上的用电负荷大于发电机容量，此时电压大幅度降低，空气断路器欠压线圈欠压而释放，跳开空气断路器，以防电网来电造成非同期并列。
4.3水阻保护
当发电机因某种原因(如短路、长期过载、电网停电等)突然甩负荷后，机组转速会迅速升高，这种现象叫飞逸。如果不及时关闭调速器和励磁，可能造成事故。一般未采用电动调速的农村小水电站可利用三相水阻器作为该保护的负荷。
水阻器容量按被保护机组额定功率的70%～80%左右考虑。如果水阻容量过大，机组甩负荷瞬间，将对机组产生较大的冲击电流和制动力，影响机组的稳定，严重时可能造成机组基础松动。反之，如果水阻容量过小，达不到抑制机组飞逸转速的目的。水阻器采用角钢或钢板制成三相星型、三角型均可。
对于单机125kW及以下的电站，水阻池内空，以长为机组台数×（0.7～1）m，宽为（0.7～1）m，深为0.6～0.8m为宜，同时考虑机组容量大小，应在短时间内（如3～5min）不致于将池中的水煮沸。
在调试水阻负荷大小时，应在水中逐渐施加水阻剂，调试水阻负荷，直到达到要求为止。
4.4变压器过载、短路保护
变压器高压侧采用跌落式熔断器（或SN10-10型少油断路器）作过载、短路保护。运行经验表明，额定电压为6～10kV的跌落式熔断器只能用在560kVA及以下的变压器,额定电压为10kV的跌落式熔断器只能用在750kVA及以下的变压器。当变压器容量超过750kVA时，应采用油断路器。跌落式熔断器熔丝按下列公式选择：
当Se＜100kVA时，熔丝额定电流=（2～2.5）×高压侧额定电流；当Se≥100kVA时，熔丝额定电流=（1.5～2）×高压侧额定电流。
