SL 77-2013 小型水电站水文计算规范.pdf

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  • 5.0.1小型水电站水文计算,应根据资料条件和工程设

    5.0.1小型水电站水文计算,应根据资科茶件和上程设计要求: 提供下列全部或部分的设计洪水成果: 各设计频率的年最大洪峰流量。 2各设计频率的分期最大洪峰流量。 3各设计频率的年和分期时段洪量。 4 各设计频率的年和分期设计洪水过程线。 5.0.2小型水电站厂房、号水输水建筑物、挡水泄水建筑物的 设计洪水标准,应符合GB50201和SL252的规定。 5.0.3小型水电站设计洪水,应参照SL44的主要原则、内容 和方法进行;可结合小水电特点,适当简化。 5.0.4当站址或其上下游附近有充分实测洪水资料时,应按SL 44的规定进行频率分析计算,根据实测洪水资料推求设计洪水。 5.0.5实测洪水资料短缺时,可采用设计暴雨推求设计洪水: 并符合下列要求: 1有长系列实测暴雨资料时,设计暴雨应按SL44的规定 计算。 2暴雨资料缺乏时,查算本地区最新的设计暴雨参数等值 线图。 3本地区及邻近地区近期发生特大暴雨时,对查算成果进 行检查,必要时适当调整。 5.0.6由设计暴雨推求设计洪水时,设计雨型、产流汇流参数

    和设计洪水过程线食用油标准,应采用暴雨洪水查算图表的区域综合成 必要时宜根据参证站实测暴雨洪水资料分析综合选定。

    根据站址流域集水面积的大小和参证站实测暴雨洪水资料的综合 分析成果,合理确定设计雨型中同频率控制的短历时成峰暴雨

    5.0.8当站址或其上下游附近实测暴雨洪水资料短缺、

    5.0.8当站址或其上下游附近实测暴雨洪水资料短缺、无法确 定设计流域暴雨洪水参数时,可推求本区域或邻近地区各参证站 的“实测和调查大洪水洪峰流量模数(M)一集水面积(F) 重现期(N)”关系线,用区域综合法估算设计洪水。 5.0.9应重视调查的历史洪水,可靠或较可靠的特大或较大的 历史洪水,应参与频率计算、或验证由区域综合成果确定的设计 洪水、或辅助推求水位流量关系曲线,当资料条件十分缺乏时 可根据历史洪水大小并考虑一定安全修正值后直接作为设计 洪水。

    用省级刊布的有关资料,否则应在站址河段进行洪水调查;又 响较大的小型水电站,即使已有刊布的河段洪水调查成果, 进行调查复核

    5.0.11调查洪水的洪峰流量估算宜采用比降法公式。宜在立

    6.0.1小型水电站水文计算,应拟定水电站设计断面天然河道 的水位流量关系。 6.0.2水位流量关系的水位高程系统,应与水电站设计采用的 高程系统一致。 6.0.3当站址上下游附近有水文测站时,口 可在设计断面设立临 时水尺观测水位,用水位租关:或通过调查测量,分析各级代表 水位下河段水面曲线或水面比降的变化规律, 修正水位后推求设 计断面的水位流量关系。 6.0.4水位流量关系线的高水位外延,可采用比降法计算和调 查洪水经综合分析后确定 6.0.5站址河段无水文测站时,应根据河段纵断面图和设计断 面横断面图 参证主槽河底平均比降和洪,枯水调查时的水面比 降及其估算流量 采用单断面比降法公式拟定水位流量关系。 6.0.6在设计阶段、宜在设计断面实测低、中、高各级水位下 的流量以验证水位流量关系。 6.0.7站址受回水冲淤、洪水涨落、水草生长等影响的非单 一的水位流量关系,应通过观测分析或实测验证;相关点群离散 程度不大时,可取平均值

    沙、蒸发、:冰情及其他

    7.0.1对河流全年多沙或汛期洪水狭沙较多的小型水电站站址, 应根据资料条件和工程设计要求,提供下列全部或部分的泥沙计 算成果: 多年平均悬移质含沙量、输沙量(率)。 2 多年平均的年最大断面月平均悬移质含沙量及出现月份 3 多年平均悬移质泥沙颗粒级配或平均粒径、最大粒径。 4 汛期推移质泥沙成果。 7.0. 2 悬移质泥沙计算可采用下列方法: 当站址上下游或流域内右温沙会证站时移用会证站的

    应根据资料条件和工程设计要求,提供下列全部或部分的泥沙计 算成果: 多年平均悬移质含沙量、输沙量(率)。 多年平均的年最大断面月平均悬移质含沙量及出现月份 多年平均悬移质泥沙颗粒级配或平均粒径、最大粒径。 汛期推移质泥沙成果。 7.0.2 悬移质泥沙计算可采用下列方法: 1 当站址上下游或流域内有泥沙参证站时,移用参证站的 输沙模数。 2当站址上下游或流域内无泥沙参证站,有附近其他流域 泥沙参证站时,如气候条件和下垫面条件相似,直接移用参证站 的输沙模数,否则经修正后采用。 3无以上资料条件时,采用已有的泥沙区域综合图表;必 要时,临时施测。 7.0.3:推移质泥沙可采用推悬比的方法进行计算。 7.0.4对于水库电站,宣根据流域内或水文气象相似区域内蒸 发量参证站资料或已有的蒸发量区域综合图表,推算设计站址多 年平均水面蒸发量及其年内分配。 7.0.5北方地区的水文分析计算,应根据当地水文、气象特征 统计资料,提供下列站址冰情特征: 1封冻和解冻时河流形势;岸冰、流凌出现,全河封冻 特征。 2最早、最迟、多年平均结冰和融冰日期。 3封冻期冰厚;冰塞、冰坝和流冰大小等情况及其可能的

    1当站址上下游或流域内有泥沙参证站时,移用参证立 输沙模数。 2当站址上下游或流域内无泥沙参证站,有附近其他氵 泥沙参证站时,如气候条件和下垫面条件相似,直接移用参请 的输沙模数,否则经修正后采用。 3无以上资料条件时,采用已有的泥沙区域综合图表; 要时,临时施测。

    统计资料,提供下列站址冰情特征: 1封冻和解冻时河流形势;岸冰、流凌出现,全河封冻 特征。 2最早、最迟、多年平均结冰和融冰日期。 3 封冻期冰厚;冰塞、冰坝和流冰大小等情况及其可能的 危害。

    8.0.4通信方式应根据系统设计要求、

    9.0.1成果合理性检查应符合下列要求:

    9.0.1成果合理性检查应符合下列要求: 1利用所掌握的全部参证站、设计站的实测资料和分析计 算成果。 睡2、采用不同估算、推求方法,进行多站同种方法成果的面 上分布规律研究和单站多种方法成果的对比分析。 3按一法为主、多法比较、综合分析、合理选用的原则确 定正式成果。 9.0.2成果合理性检查应包括下列主要参数或项目: 1 年径流均值,设计洪峰流量、洪量。 2 调查洪水洪峰流量、比降法计算公式中的河床糙率n值。 3 流量历时曲线和水位流量关系曲线形状及其特征。 9.0.3 设计年径流和设计洪水洪峰流量成果,合理性检查应符 合下列要求: 1计算成果与全国或地方区域综合等值线图、相关曲线或 经验公式成果基本协调。 2在流域、区域和沿河上下游干支流等面上分布基本合 理,与降水量空间变化基本适应 3计算成果相差较大,或明显不合理的,或同降水量空间 变化差异较大时,及时查找原因,必要时重新分析计算。 9.0.4设计洪水计算中应侧重调查洪水洪峰流量估算成果的可 靠性和合理性检查。调查洪水洪峰流量估算成果的可靠性和合理 性检查应比较下列内容: 1各站址同年洪水及其暴雨空间分布。 2同站址不同年份的洪水顺序排列。 3一定重现期的调查洪水同流域或区域内实测和已知调查 洪水的量级

    9.0.5调查洪水洪峰流量重现期合理的量级范围,可应用区域

    90.5调查洪水洪峰流量重现期合理的量级范围,可应用区域 综合的“实测和调查大洪水洪峰流量模数(M)一集水面积 (F)一重现期(N)”关系进行检查;当发现调查洪水洪峰流量 估算值过大或过小时,首先检查比降法公式中河床糙率n的取值 是否合理,并采用参证站实测资料验证比较。 9.0.6流量历时曲线和水位流量关系曲线合理性检查应符合下 列要求: 1分析、检查各流量历时曲线之间的相互关系和流量变幅、 基流天小对曲线形状的影响。 2对水位流量关系曲线,对比、协调横断面特征同曲线形 状的关系。

    A.0.1对装机容量小于500kW的小型水电站水文计算,可根 据实际情况适当简化,主要采用已有的区域综合图表,并进行洪 枯水调查,提供下列全部或部分水文分析计算成果: 1多年平均年径流量及其年内分配。 2调查枯水,包括估测的枯水流量、年内枯水月份及持续 时间。 3设计洪峰流量及其相应的水位流量关系,或调查洪水洪 峰水位。 4悬移质泥沙、推移质、冰情的定性描述,年降水量、气 温等气象情况。 A.0.2除调查了解洪、枯水和人类活动影响外,系列代表性分 析、推求流量历时曲线、成果合理性检查、编写专门的水文计算 报告等工作内容可省略。

    1.0.1本条是对小型水电站水文计算修订规范目的的

    (1)我国小型水电站无论是绝对数量、社会效益和经济效 益,还是建设任务、开发潜力和发展势头,都是十分巨大的,小 型水电站在我国广大农村政治、经济、社会和文化生活中的影响 举足轻重,特别是在我国山区农村电气化县建设中发挥重要 作用。 * (2)我国小型水电站虽然有许多突出的优势,但也存在一些 缺点。从技术、经济上讲,主要缺点是水电站效益低、安全性 差。其原因是多方面的,也是很复杂的,但水文计算是主要原因 之一,往往给小型水电站带来了装机容量不合理、防洪能力偏低 以及站点布局不合理等后果。 (3)小型水电站多数规模较小,大都散布在广大农村小河流 域的上中游,常采取引水集中落差、无调节或有一定调节径流作 用的布置方式。水文分析计算工作由此面临资料短缺、设计流域 集水面积较小等特点,与大中型水利水电工程设计中的水文分析 计算比较有其特殊性。 (4)运用标准化手段,对全国小型水电站水文分析计算统 技术要求,统一工作程序,统一计算方法,保证小型水电站水文 分析计算的质量,提高成果的可靠性。 (5)原规范已发布实施了近20年,随着水文资料的积累和 计算手段的提高,对原规范的修订是必要的。原《水利水电工程 水文计算规范》(SL2782002)和原《水利水电工程设计洪水 计算规范》(SL44一2006)也已经进行了修订。 1.0.2本条是对本标准适用范围的规定。设计水电站总库容如 超过大中型水利水电工程级别下限的,水文计算按SL278和SL 44的规定执行。总体来讲,本标准规定了在各种资料条件、各

    种工程设计要求下,各种不同类型的5万kW及以下各级装机容 量小型水电站水文分析计算的内容、要求和方法。但具体而言, 由于我国幅员辽阔,小型水电站建设站点众多,容量大小相差悬 殊,各水电站对当地及其电网的影响和作用又极不相同,因而不 同容量规模的水电站应有不同的成果要求。所以,本条规定,除 对容量和影响都比较大的小型水电站,水文分析计算应尽可能提 供本标准规定的全部成果外,对装机容量小于500kW的小型水 电站,可根据实际情况适当简化内容,放宽要求。参照和简化的 具体内容,见附录A。

    供本标准规定的全部成果外,对装机容量小于500kW的小型水 电站,可根据实际情况适当简化内容,放宽要求。参照和简化的 具体内容,见附录A。 1.0.3本条是对基本资料范围和内容的规定,基本资料主要包 括下列内容: (1)水文、气象资料包括:降水、蒸发、水位、流量、泥 沙、冰情,以及气温、水温、水质、水化学 风速、风向、湿 度、气压、日照和霜雪等资料。其中降 水 、水位、流量、 泥沙、冰情是基本的水文、气象资料项目; 元温 水温、水质、 水化学、风速、风向、湿度、气压、日照和霜雪 是根据水电站 设计需要确定的其他资料项目。原始实测水 气象资料有三类: 第一类是水行政主管部门来不及组织整编的国家水文站网近年实 测的资料;第二类是很多水文径流站 实验站和小河站历年实测 的资料;第三类则是很多水库专用水文站大中型水库或水电站 和某些水文勘测队实测和保存的资料。在收集水文、气象资料 时,还需收集各水文站及雨量站的地理位置、海拨、设站时间、 观测项目等相关资料。 (2)流域自然地理、河流特征资料包括:地理位置、高程特 性、形状特征、集水面积、主河道长度、纵坡降等。这些特征或 其定量数据,应按照设计流域集水面积大小和实际情况,根据 1/1万或1/5万区域地形图和1/500、1/2000或1/5000工程区 地形图量测确定。 (3)人类活动影响资料:包括流域内现有水电站、水库,跨 流域引水、灌区及排灌站、水土保持或林木采伐等。其内容应当

    包括名称、数量、位置、规模、建成年月等。流域人类活动影响 资料,一般需要通过各种调查研究工作得到。 (4)流域及邻近地区的水文计算成果包括:已审查通过的邻 近流域水利水电工程水文分析计算方法及计算成果等。其成果可 作为本工程计算时参考,成果合理性检查时也可参照已建工程的 计算成果。 (5)水文、气象区域综合分析研究成果包括:水文手册、水 文图集、暴雨径流查算图表、水资源评价、可能最大暴雨图集、 历史洪水调查资料等。几十年来,我国中 各省(自治区、直 辖市)和许多地区乃至不少县级水利(水电 勘测设计单位或其 行政主管部门,陆续编制出版了 《水文手册》 《水文图集》、《暴 雨径流查算图表》 《水资源评价》、 (可能最大) 暴雨图集》、《历史 洪水调查资料》 《中国设计暴雨等值线图》 等资料,成果极为 丰富,是我国小型水电站水文设计得天独厚的优越条件,应充分 利用。 (6)其他有关资料,是指除水利水电 1气象系统以外,我国 电力、铁道、公路、市政、航运、农业 林业等部门的有关单位 历年勘测设计、整理保存或编制刊印的水文、气 气象资料,是基本 资料的一种来源,而其研究成果,可作为成果合理性检查的对比 分析方法。

    1. 0. 4 本条是对小型水电

    (1)总结实践经验、针对现有问题和根据我国水文科学技术 发展水平,本条实际上规定了进行小型水电站水文分析计算的三 个原则: ①重视和加强基本资料的收集工作,克服忽视基本资料的 缺点。 ②正确采用我国现行通用方法及其区域综合分析研究成果, 避免劳而无功的重复工作。 ③计算过程简单明了,工作有的放矢,针对性强,避免脱离

    工程设计需要,弃简从繁。 (2)资料条件,本标准分为“有充分实测径流资料”、“实测 径流资料不足”和“无实测径流资料”三种。后两种统称“实测 径流资料短缺”。径流资料泛指原始的和整编的流量资料及其统 计特征值,其中包括洪水流量资料。“充分”同“不足”的界限 一般为30年。 (3)工程特点,是指按水文分析计算内容划分的小型水电站 类型。本标准按不同类型水电站对水文计算的不同要求,特别归 纳为两类:一是“径流电站”,即一般所分类的“引水式”、“河 床式”、“混合式”电站;二是“水库电站”,指抽水蓄能电站、 综合利用水库的小型水电站、“龙头电站”,包括“大水库小电 站”和通常所说的“坝后式”电站。相对来讲,前者重视流量历 时曲线,后者重视年径流量及其分配。 (4)水文分析计算方法,指在各种资料条件下,我国目前水 利水电系统常用的公认方法。这些方法是我国水文科学几十年来 不断发展和取得巨大成绩的反映。例如,以皮尔逊Ⅲ型曲线为主 的频率分析计算、小流域设计洪水的中国水利水电科学研究院推 理公式法、中等流域设计洪水的瞬时单位线或综合单位线法、各 种范围的区域综合分析研究等。 (5)本条规定,小型水电站水文分析计算采用的区域综合分 析研究成果及其配套查算图表,是经省级以上行政主管部门审 定的。 (6)省级以上行政主管部门是各省(自治区、直辖市)水利 (电力或水电)厅(局)、水利部有关司(局)、水利部水利水电 圳出险

    1.0.5本条是针对小型水电站水文分析计算所依据的水文资

    “三性”检查的规定。资料可靠性检查重点针对那些未正式整编 刊印的实测原始资料,对那些未正式整编刊印的实测原始数据, 使用前应当重点了解其来源、年限、观测方法、可能存在的问题 以及未整编刊布的原因,以保证选用资料的可靠性和适用性。对

    采用正式整编刊印的资料,可放宽对其的可靠性检查,正式整编 印的资料中,有时也会出现个别失常的数据,此时,可以有针 对性地调查了解个别待定数据的背景情况。例如,个别偏离平均 相关线很大的暴雨径流关系点据,有可能存在上游洪水溃堤决口 的背景条件,这就应当考查当时施测流量的情况;资料的一致性 检查重点在人类活动对水文资料的影响,以及溃坝、河道决口等 因素造成的资料不一致;资料代表性检查重点在资料系列较短, 样本和总体之间可能存在较大偏差的情况。 1.0.7本条是关于对小型水电站水文分析计算主要成果应进行 合理性检查的规定。多年实践经验表明,小型水电站水文分析计 算成果相对大中型水利水电工程水文设计来讲,精度不稳定,可 靠性比较差,这主要是受到很多不利因素的影响。这些因素主要 有:实测资料短缺,区域综合成果各地质量不平衡,集水面积比 较小,河道调蓄能力低,局部下垫面影响突出,参数定量相对误 差较大。为了保证设计成果质量,本标准的第9章专列出一章, 规定了有关内容。

    2.0.1本条是径流设计基本内容的规定

    (1)径流这里是泛指年、汛期、枯期、旬、月和日各统计时 段或设计时段内的径流量、径流深或平均流量。 (2)各指定频率指工程设计指定的设计频率和常用的P= 5%、10%、15%、20%、25%、30%05 50%、70%、75%、 80%、85%、90%和95%等13个频率。 (3)本条规定应提供的设计径流成果,是规划、设计小型水 电站时,完整的水文分析计算成果应包括的基本内容。资料条件 较好时,提出规定的全部成果;资料条件较差时,至少给出各设 计代表年的年径流及其年内分配;有时,根据资料条件和工程设 计要求,也需要增补某些数据,例如旬径流量、连续最枯3个月 径流量等。 2.0.2本条是对小型水电站设计径流主要计算方法的规定。 1对水文分析计算来说,资料充足的地区,条件总是一样 的;但资料短缺的地区,却各有各的情况,其资料条件组合相当 多,从而引出各式各样分析计算方法。因此,同资料相对充裕的

    1对水文分析计算来说,资料充足的地区,条件总是一样 的;但资料短缺的地区,却各有各的情况,其资料条件组合相当 多,从而引出各式各样分析计算方法因此,同资料相对充裕的 大中型水利水电工程水文分析计算比较,资料短缺背景下的小型 水电站水文分析计算既困难复杂又丰富多彩。原规范中径流资料 有20年以上时为资料充足,修订后改为30年。 2本标准将参证站主要分为降水量参证站和径流参证站两 大类;另外还有泥沙和蒸发量参证站等。各类参证站又可分为基 本参证站和区域综合参证站两种,前者是直接比拟移用其分析计 算成果的测站,后者是区域综合分析时相关引用其资料的测站, 如未加特别注明,一般指基本参证站。径流基本参证站的条件参 照2.0.7条的规定。降水量基本参证站的限制条件比较少,可以 由近至远,从流域内、水文气象相似区域内或气候一致区内选择

    系列最长的雨量站作为年降水量基本参证站。本标准以设计流域 为中心,按距离由近至远、地区范围由小至大,依以下用词顺序 表示参证站所在的区域:上下游、流域内、相邻流域、附近水文 气象相似区域、气候一致区。其中,气候一致区的范围最大,可 以包括数省(自治区、直辖市),但原则上不要跨省(自治区、 直辖市)挑选参证站,基本参证站距设计流域越近越好。 3本条中的进行区域综合分析计算包括两方面的工作: 是应用已有的区域综合图表;二是根据资料条件、工程设计需要 和工作深度,自行综合所需要的内容。

    2.0.3本条是当站址有足够径

    规定。本条根据我国几十年水文频率计算理论研究成果和实践经 验,对小型水电站径流频率分析计算做了明确的规定:数字期望 公式计算经验频率,皮尔逊Ⅲ型理论曲线,矩法初估统计参数, 适线法调整确定。 或采用计算机程序进行

    2.0.4本条是对实测径流资料不足时的规定。当实测径流资料 不足时不应首先去依靠区域综合成果,而应首先考虑插补延长径 流系列后进行频率分析计算。直接频率计算的成果一般比间接区 域分析成果更符合设计站点的实际情况。原规范中插补延长后的 径流系列不少于20年时用于频率分析计算修订后改为30年; 原规范中插补延长系列相关参数的同步系列为5年左右,修订后 改为8年以上。相关参数同步系列应有8年以上的规定,也是以 相关关系比较好为前提的。经验表明,年径流相关关系比较好且 相关点据散布在高、中、低水各级水平时,需要的点据可少些 如果相关关系虽然比较好,但相关点据却集中在某一级水平,定 线就比较困难,这就需要更多的点据来确定符合实际情况的平 均线

    2.0.4本条是对实测径流资料不足时的规定。当实测径流

    2.0.5本条是对径流插补延长方

    文分析计算的实践经验,本条规定了插补延长径流的主要方法 要注意,除这些主要方法外,其他经过检验论证的方法也很多 可以根据千差万别的资料情况灵活应用

    2.0.6本条是对小型水电站水文相关分析的规定。推求相关系

    2.0.6本条是对小型水电站水文相关分析的规定。推求相关系 数和选配回归方程主要是考虑消除徒手定线的随意性,从理论上 达到误差最小。

    2.0.7本条规定采用水文比拟法移用参证站频率分机

    或插补延长径流系列时的规定。采用水文比拟法移用参证站频率 分析计算成果和插补延长径流系列时,除进行集水面积修正外, 还要进一步作降水量修正。相应降水量指相对应年份的年、汛 期、枯期和最枯月降水量。当资料十分短缺时,可以统一用多年 平均或相应年降水量比例同倍比修正汛期、枯期和最枯月径流。 集水面积相差不宜过大,在资料条件短缺时,可适当放宽。

    域综合分析计算应包括两方面的工作:一是使用现行的区域综合 图表;二是根据资料条件及工程设计需要和工作深度,进一步分 析综合有关成果,主要是本区域的天然年径流和集水面积关系 年降水和年径流关系。这两方面的工作互为补充、互相检查和验 证,缺一不可。经省级以上行政主管部门审定的区域综合图表 通常都没有综合分区的年降水和年径流关系,也没有给出区域天 然年径流和集水面积的关系,但这两种关系对小型水电站规划设 计及其成果合理性检查却是相当重要的,因而要自行分析综合 径流计算中,要用现行的区域综合图表进行区域综合分析计算 主要指查读区域年径流均值和Cx等值线图及Cs/C值分区图 或由年降水量均值、C.等值线图及Cs/C值及区域综合年降水 径流关系或年径流系数等值线图,间接推求设计径流。

    2.0.9本条是对年径流系列进行代表性和一致性分析方法的规

    2.0.9本条是对年径流系列进

    定。系列代表性主要指系列均值代表多年平均值的程度;系列 致性指流域下垫面产流汇流条件无较大年际变化;代表性的重点 是天然来水量的多年变化;一致性的重点则是人类活动的影响。 总结过去的实际工作经验,本标准规定分析年径流系列代表性的 主要方法,是直接分析降水量参证站的年降水量长系列,将年径 流短系列直接同年降水量长系列比较,在精度要求不高时,可以

    认为年降水、年径流同步短系列偏丰或偏枯的比例天致相同,由 此近似定量修正年径流短系列均值。 2.0.10本条是对设计代表年频率选取的规定。仅就纯水文计算 来讲,丰、平、枯三个代表年的设计频率分别取为10%、50%、 90%就可以满足分析要求了,但代表年设计频率的选择并不完全 是水文分析计算的职责。不同的水电站根据不同的负荷特性和水 电站在电力系统中的位置,要求不同的设计保证率;所以,本条 规定了丰、枯设计频率的一般选定范围。实际工作中,为满足不 同的需要和便于进行成果合理性检查或对比分析,条件允许时 给出频率为5%、10%、15%、20%、25%、50%、75%、 80%、85%、90%和95%的设计年径流量。 2.0.11设计频率的代表年年径流分配对小型水电站规划设计和 运行主要有三个意义:一是用来推求流量历时曲线;二是用来进 行年发电量等水利水能计算;三是用来编制水库电站的统计调度 曲线。同倍比缩放指设计代表年各月或各日平均流量或径流量, 按设计代表年同设计典型年年平均流量或年径流量的同一比值缩 小或放大。典型年的选择主要根据以下三个原则确定: (1)经验频率接近设计频率。经验频率指实测典型年年径流 在系列中排位的实际频率。 (2)年内月内实测径流资料完整或比较完整。比较完整是指 径流虽有缺测但可以设法插补。 (3)对水电站未来运行较为不利。较为不利指汛期洪水较 多,径流不正常偏丰,会造成未来水电站大量弃水;枯期来水较 少,径流不正常偏枯,会造成水电站长时期出力不足乃至断流停 机。但不应选择最不利的典型年,这会额外提高水电站的设计 标准。

    2.0.12本条是对实测径流资料短缺时,设计年径流及其年内分

    1直接移用参证站资料指直接移用单站有关成果;经综合 后移用,有条件时,在周围多选择几个参证站,移用多站综合的

    有关成果。移用时,均需注意进行集水面积和降水量两项改正。 2已有的径流区域综合图表包括有关方面已正式刊印的和 自行进一步分析综合的。前者如一些《水文图集》等资料刊印的 设计年径流年内分配模型、代表站径流年内分配模型等;后者如 区域年降水和年径流关系等。 3因资料原因无法直接进行年径流频率计算,所以有一个 基本假定,即认为同年的年径流频率与年降水频率相同。在严格 意义上,这个假定有差误,但从精度要求不高、资料短缺和设计 代表年对小型水电站规划设计的实际作用来讲,这个假定无疑是 必要的,至少目前还没有其他办法来解决这个问题。 4'实际上是更进一步在不得已的条件下应用上述同频率的 假定。但此条需要分析处理好基流问题。按月分配代表年年径流 量时,需注意本地河流的实际情况,基流的定量,还应结合实地 勘查,在认真分析径流参证站的日平均流量过程线后确定。 2.0.13本条是对径流还原计算的规定。频率分析计算的对象应 是彼此完全独立的随机事件,受人类活动影响较大的年径流系列 不符合这一基本要求,所以应对径流资料进行还原计算。当设计 站流域没有或很少有人类活动影响,而参证站流域却有较大影响 时,需注意移用参证站资料中天然年径流还原计算成果;当设计 站流域受人类活动影响较大时,水电站建成后还将继续受到这种 人类活动影响时,需考虑将径流计算成果换算成目前条件的径 流量。

    2.0.14本条是对径流还原计算方法的规定。还原分项计算

    包括农业、工业、生活、调蓄、水保、蒸发、引水、分洪、渗漏 等,实际计算时可主要考虑用水量较大的项目。 2.0.15本条是关于在小型水电站设计径流中,需注意特殊自然 条件或自然因素对径流影响的规定。一些地区某种特殊的自然条 件或自然因素会改变径流正常规律,若对此没有任何了解,则会 极大影响径流设计成果的可靠性。因为我国小型水电站水文分析 计算工作很少注意这个间题,所以本条明确作了有关规定复杂

    包括农业、工业、生活、调蓄、水保、蒸发、引水、分洪、渗漏 等,实际计算时可主要考虑用水量较大的项目。

    2.0.15本条是关于在小型水电站设计径流中,需注意特殊

    条件或自然因素对径流影响的规定。一些地区某种特殊的自然条 件或自然因素会改变径流正常规律,若对此没有任何了解,则会 极大影响径流设计成果的可靠性。因为我国小型水电站水文分析 计算工作很少注意这个问题,所以本条明确作了有关规定。复杂

    的地形地貌,如极不均匀河段,会改变上下游的径流相关关系; 特殊的地质条件,如喀斯特地质,会改变地区正常的径流量;突 发的自然事件,如溃堤跨坝,会改变径流的年内分配乃至年际变 化。这些影响,有的是永久性的,有的是临时性的;有的可以定 量,有的则难以定量。所以本条仅规定应注意调查分析和研究 处理。

    3.0.1本条是对小型水电站水文分析计算应提供的日平均流量 历时曲线成果的规定。对于径流式水电站,日平均流量历时曲线 用来计算水电站保证出力、推求设计流量和进行枯水分析等多项 重要的分析计算,因此流量历时曲线在小型水电站规划设计中举 足轻重,国外一贯比较重视,本章基本上是国内外在这方面的实 践和研究的总结。本章要求提供的流量历时曲线是日平均流量历 时曲线,而不是月平均流量历时曲线,根据月平均流量历时曲线 的计算,成果偏大。

    3.0.2本条是对推求日平均流量历时曲线一般方法的

    1当站址或径流参证站有足够径流资料时,在初步设计阶 段和可行性研究阶段,一般采用长系列法,在规划阶段可以采用 手、平、枯3个代表年法。一股采用计算机程序推求流量历时曲 线,可采用不分级排序统计。 2当实测径流资料短缺时,推求月平均流量历时曲线相对 比较容易,可以先推求月平均流量历时曲线,但要对成果进行修 正,而最终要将月平均流量历时曲线转化为日平均流量历时 曲线。 3直接移用径流参证站日平均流量历时曲线时需要经过集 水面积和降雨量的修正。 4当设计站址附近没有合适的有代表性的单个径流参证 站时,就需要在周围较大的范围内多选择几个径流参证站进行区 域综合。目前我国各地现有的区域综合图表中,一般还没有这一 内容。区域流量历时曲线以无因次流量或模数流量表示。无因次 流量指各级代表流量同多年平均流量的比值,应在资料条件较好 时使用;模数流量指各级代表流量同集水面积的比值,可在资料 条件较差时使用。因为使用无因次流量还需要确定多年平均流

    量,而在一些无资料地区,这也是个困难问题,所以可以改用模 数流量。各参证站的无因次或模数日平均流量历时曲线,应当点 绘在同一张普通格纸上,采用自估手绘其平均曲线作为区域日平 均流量历时曲线。当流域较小,且仅有一个参证站,可直接将此 参证站的无因次或模数日平均流量历时曲线作为本流域的区域性 日平均流量历时曲线

    3.0.3本条是对计算流量保证率公式的规定。过去不少地方

    用式(1)计算某一流量的保证率。当流量系列中最小值为0时, 问题不大;但如果不为0,则意味在所掌握的流量系列之外,或 在小型水电站未来运行中,流量不可能出现比系列最小值更小的 值,这显然是不合理的。为克服这一缺点,本标准统一规定应用 数学期望公式(2.0.3)计算流量保证率。

    4.0.1本条是对小型水电站水文分析计算进行枯水分机

    4.0.1.本条是对小型水电站水文分析计算进行粘水分析和提供 的枯水分析成果内容的规定。小型水电站的主要特点之一,就是 多数规模较小,大都散布在广大农村小河流域的上中游,集水面 积不大,流域调蓄能力很低,来水丰枯变化剧烈,基流不足。因 而水电站设计中,为了确定保证出力、安排施工计划和筹划未来 运行方式等,要考虑枯水特征。枯水对小型水电站及其电网经济 效益有较大的影响,特别是对独立运行的小型水电站,所以,小 型水电站规划设计中要重视枯水问, 4.0.3本条是对枯水调查中的野外工作方法和内容的规定。 般站址野外枯水调查可以在年内任何季节结合洪水调查或通常的 站址勘察进行但有针对性的专门枯水调查可选择在年内枯季长 期干旱无雨的时期进行,因为此时的河道水流情况最能真实反映 枯水特征。站址野外枯水调查的深度视设计要求而定。比较正规 的枯水调查方法同洪水调查,包括有关组织工作、调查访问、测 量摄影、流量计算资料分析整理等内容。调查内容中,最主要 的是实测当时的枯水流量。应当注意 很多山区小河枯期流量极 小,河床又不规则,要采用流速仪法以外的特殊方法才能测到枯 水流量。

    4.0.4本条是对确定调查时实测的枯水流量水平及其方法白

    定。枯水流量水平指该枯水流量是在什么相应降水量情况下的枯 水流量;而相应降水量情况指当年年降水量、枯期降水量及其频 率或干旱无雨期历时。

    5.0.1本条是对设计洪水基本内容的规定。各设计频率

    (1)各种工程水文分析计算总的原则 主要内容和常用方法 基本相同。适用于大中型水利水电工程的SL44的一些规定也适 用于小型水电站工程:但多数小型水电站设计洪水的特点是流域 集水面积小、资料短缺、工程等级较低,本标准在本章中作出适 合这些特点的针对性规定规定的中心和重点:一是要求充分应 用经审定的全国和各省(自治区、直辖市)暴雨和产流汇流区域 综合研究成果及其配套查算图表:二是强调洪水调查及其调查洪 水成果。 (2)SL44中同小型水电站设计洪水有关的主要内容有:基 本资料的搜集和插补延长、历史洪水调查、洪水频率计算、设计 暴雨、产流汇流计算、分期设计洪水;主要方法,总体上有频率 计算、由设计暴雨推求设计洪水的暴雨径流相关法、推理公式 法、单位线法(经验单位线法、综合单位线法)和区域综合法。 (3)对多数小型水电站来讲,按SL44推求设计洪水时,可

    以适当降低要求,简化的主要内容有:基本资料的审查,历史暴 雨的调查,历史洪水文献考证,根据实测暴雨洪水资料统计分析 设计暴雨和产流汇流参数,人库设计洪水,洪水地区组成和可能 最大暴雨、洪水等。 (4)同设计洪水的重要性和本标准设计径流、流量历时曲线 两章条款数量相比,本章虽在形式上内容不多,但实际上容量很 大,特别是本条。短缺资料条件下设计径流、流量历时曲线和枯 水分析,是小型水电站水文计算的三个重要内容,本标准有关条 文比较详尽和全面;本章的主导思想,是针对小型水电站洪水计 算所面临的资料条件,应积极采用我国已有的中小流域设计洪水 的区域综合成果。如果增加本章份量,就势必涉及从基本资料的 搜集、根据流量资料计算设计洪水、设计暴雨计算,一直到产流 和汇流计算、分期设计洪水等一系列内容,从而也就不得不将有 关规定重复一遍,这样做意义不大

    5.0.4本条是对当站址或其上下游附近有足够实测洪水资料

    小型水电站设计洪水计算方法的规定。本条可完全按SL44的有 关规定进行,但实际上小型水电站站址很少有资料条件可直接进 行洪水频率分析计算,所以本条仅对设计洪水的基本参证站和区 域综合参证站有实用意义。

    雨量的规定。设计暴雨量的推求应优先考虑采用实测暴雨量进行 频率分析计算,并查算暴雨等值线图进行校验,在实测暴雨资料 缺乏时,可直接查算暴雨等值线图,原规范规定设计暴雨量一律 查算暴雨等值线图。采用实测暴雨资料和查算暴雨等值线图两种 方法计算设计暴雨成果应较接近,若两种方法计算结果相差较 大,应检查其原因。计算设计暴雨量时,应注意暴雨量的点面转 换,设计暴雨点面折减系数的具体数值和有关使用规则,各图、 表中都有说明,本标准不作统一规定。

    5.0.6由设计暴雨推求设计洪水时,:要遵守两条原则:

    域综合研究成果及其配套查算图表,确定计算参数和计算方法; 二是凡有条件的,应根据参证站实测暴雨洪水资料分析综合选定 计算参数。

    5.0.7本条规定设计成洪暴雨历时的规定,原规范规定为24h,

    修订后改为可取24h、6h、1h等时段。主要是考虑到小流域的 成峰暴雨历时很短,而且很多雨量站已有实测6h、1h暴雨量资 料,很多省份已经发布了短历时暴雨成果等值线图

    5.0.8本条是对当实测暴雨洪水资料短缺时,应用区域综合

    5.0.9本条是对调查的历史洪水作用的规定。特大或较大历史

    洪水的含义是指有较长的重现期的洪水。近儿年国内外水文分析 计算工作经验表明,在我国不少短缺水文、气象资料的地区和很 多水文站点极少的发展中国家,洪水调查及其调查洪水在小型水

    电站设计洪水中的作用和影响很大。在这方面,历来是我国小型 水电站设计的薄弱环节,长期未予重视。所以,本标准在本章中 加以强调。 5.0.10.为减轻洪水调查工作量,应充分利用已有洪水调查成 果,即使需要对本河段进行洪水调查,也要充分考虑已刊布的本 河段洪水调香查成果

    5.0.11估算调查洪水洪

    际上是假定区间和上级电站以上同时发生同频率设计洪水。组合 相应洪水时,水库调蓄后下泄的洪水一般不必再进行河道洪水演 算,只需错开一个传播时间叠加洪水过程由于洪水计算方法等 原因,有可能会产生组合洪水比设计断面的天然洪水大,提高了 洪水设计标准,所以,设计时宜采用天然洪水。

    6.0.1本条是对关于水位流量关系基本内容的规定。小型水电站 设计中一般股需要确定坝址下游处和厂房尾水处河道断面的水位流量 关系,其目的是为了确定天然设计断面洪水位及电站尾水位的需要。

    关系,其目的是为了确定天然设计断面洪水位及电站尾水位的需要 6.0.2本条是对河道水位采用高程系统的规定。现在水电站设 计一般采用1985国家高程基准,也有少数采用假设基面。 6.0.3本条是对当站址上下游附近有水文测站时,推求站址设 计断面水位流量关系的原则和方法的规定。本条中要求分析各级 代表水位下河段水面曲线或水面比降的变化规律,是为了确定站 址设计断面水位同测站基本水尺断面水位之间的关系。如果这种 关系是单一的,则可用上下游水位差值定量改正测站水位流量关 系的纵坐标 6.0.5本条是对站址河段无水文测站时,推求站址设计断面水位 流量关系方法的规定。本条的方法,是推求小型水电站设计断面水 位流量关系应用最多的方法。具体办法是分别以洪、枯水调查计算 的水位流量关系点据作为上下控制点,根据洪、枯水计算采用的河 床糙率n值变化范围,内插确定各级假定水位下相应的n值,然后 用单断面比降法公式计算各级假定水位下相应的流量。实际工作中, 可以将水位流量关系绘制在设计横断面图中以方便应用和比较。 5.0.7本条是对关于处理小型水电站站址非单一水位流量关系 可题的规定。小型水电站站址大多位于流域上中游山丘区,河道 般比较稳定,多数水位流量关系也比较稳定。如果站址处于平 组开阔的中下游地区,河道为非卵石河床,站址河段可能会受回 水、冲淤、洪水涨落、水草生长等影响,则需要注意处理水位流 量关系非单一问题。但这个问题比较复杂,而一般并不要求精度 很高的水位流量关系,所以本条也规定如相关点群离散程度不 大,可取平均值。

    6.0.2本条是对河道水位采用高程系统的规定。现在水电立 计一般采用1985国家高程基准,也有少数采用假设基面。

    6.0.3本条是对当站址上下游附近有水文测站时,推求站址

    计断面水位流量关系的原则和方法的规定。本条中要求分析名 代表水位下河段水面曲线或水面比降的变化规律,是为了确 址设计断面水位同测站基本水尺断面水位之间的关系。如果连 关系是单一的,则可用上下游水位差值定量改正测站水位流量 系的纵坐标

    7.0.1本条是对泥沙计算基本内容的规定。泥沙主要指悬移质 泥沙和推移质泥沙,根据经验和有关实验,如果站址断面多年平 均悬移质含沙量天于0.1kg/m°,且绝天部分悬移质泥沙粒径达 0.1~0.5mm时,小型水电站水轮机会受到很大磨损,进水口, 前池等处也将很快被淤塞,这将严重影响电站正常运行和寿命。 另外,小流域上游山涧冲沟洪水时的推移质运动,也会直接危及 水电站水工建筑物安全。由于小型水电站水文分析计算面临极端 缺少实测泥沙资料的困难,在强调重视和应提供泥沙计算成果的 同时,一般给出设计站址处多年平均含沙量或输沙量就能满足 般小型水电站设计的需要了。

    泥沙和推移质泥沙,根据经验和有关实验,如果站址断面多年平 哟悬移质含沙量天于0.1kg/m°,且绝天部分悬移质泥沙粒径达 0.1~0.5mm时,小型水电站水轮机会受到很大磨损,进水口, 前池等处也将很快被淤塞,这将严重影响电站正常运行和寿命。 另外,小流域上游山涧冲沟洪水时的推移质运动,也会直接危及 水电站水工建筑物安全。由于小型水电站水文分析计算面临极端 缺少实测泥沙资料的困难,在强调重视和应提供泥沙计算成果的 同时,一般给出设计站址处多年平均含沙量或输沙量就能满足 般小型水电站设计的需要了。 7:0.2本条是对悬移质泥沙计算主要方法的规定。设计泥沙与 设计径流不同,引用参证站资料的条件限制可以放宽:同流域没 有附加条件;邻近流域,只要求下垫面侵蚀条件(其中包括人类 活动对流域泥沙特征的影响)相近;当集水面积相差较天时,才 需要用多年平均年降水量或年径流深比值修正。 7.0.3:本条是对推移质泥沙计算方法的规定。推移质泥沙的实 测资料非常缺乏,而悬移质泥沙资料相对容易得到,一般采用推 移质泥沙占悬移质泥沙百分比确定推移质泥沙设计成果,根据经 验、 一般取 20 % ~30 % ,

    7:0.2本条是对悬移质泥沙计算主要方法的规定。设计泥

    设计径流不同,引用参证站资料的条件限制可以放宽:同流块 有附加条件;邻近流域,只要求下垫面侵蚀条件(其中包括 活动对流域泥沙特征的影响)相近;当集水面积相差较大时, 需要用多年平均年降水量或年径流深比值修正。

    7.0.3:本条是对推移质泥沙计算方法的规定。推移质泥沙的 测资料非常缺乏,而悬移质泥沙资料相对容易得到,一般采月 移质泥沙占悬移质泥沙百分比确定推移质泥沙设计成果,根我 验,一般取20%~30%。

    7.0.4本条是对小型水电站设计蒸发量的内容和主要方法的

    要求进行详尽的蒸发计算。

    要求进行详尽的蒸发计算。 (2)计算蒸发量要注意下列问题: 1)在同一站址,年径流枯水年的年水面蒸发量一般比平 水年和丰水年大一些。应用多年平均蒸发量进行分析 计算时公共安全标准,要了解这一点。 2)在同一年份,山地年水面蒸发量比平原小,移用蒸发 量参证站时要考虑设计站址同参证站海拔高程的差别。 7.0.5本条是对小型水电站水文分析计算应提供站址冰情的规 定。冰情资料只对我国东北、西北和华北地区的一些小型水电站 有意义;我国小型水电站水文计算在冰情方面研究不多,需要进 一步在实践中积累经验。站址河流或周围区域的冰情资料,一般 可以在当地的气象部门或《水文手册》图表中得到。 7.0.6本条是对小型水电站水文分析计算应提供站址水化学资 料的规定。水化学资料只在喀斯特地质区域的小型水电站起作 用,可在当地的《水文手册》等图表中得到。

    8.0.4本条是对水文测报系统通信方式确定原则的规定。

    9.0.1:本条是对小型水电站水文分析计算成果合理性检查方法 的规定。本条实际上强调:单站单次成果不一定可靠,要进行面 上的分析比较,采用“一法为主、多法比较、综合分析、合理选 用”的原则确定小型水电站水文计算成果 9.0.2本条是对小型水电站水文分析计算成果合理性检查的主 要内容的规定。本条所规定检查的参数或项目是最重要的;其 他,如年径流分配、年径流C和C,值,洪水峰量关系,设计洪 水过程线等,不必进行专门性检查,仅作一般分析比较就可 以了。 9.0.3本条是对小型水电站水文分析计算成果合理性检查的要 求和对问题处理的规定在各种分析计算方法的成果检查比较 中,应特别注意:与频率计算成果相比较,推理公式推算设计洪 水成果中的高频低水(出现频度较高的常遇洪水)洪峰流量往往 偏大,这是公式本身的缺陷。这个问题对工程设计洪水没有影 响,只对施工洪水起作用,但因偏安全,可不作修正。 9.0.4本条强调纵向各年横向各站点(各断面)、面上各站各 年的对比分析,以弥补调查洪水洪峰流量估算成果的不确定性: 避免重大失误。 9.0.5本条中的“M一F一N”关系(“M线”)有区域的、全

    天京( 有区域的、主 国的和世界级的。要注意,在双对数格纸绘出的M线中,任何 调查洪水洪峰流量模数不要超越目前掌握的中国和世界实测和调 查大洪水洪峰流量模数外包折线,即使接近这条外包线,也值得 怀疑。以下给出的外包线供参考:

    F=1km石油天然气标准规范范本,M=150m/(s.km) F=200km,M=50m/(s·km) F=2000km,M=21m/(s:km)

    9.0.6本条是对流量历时曲线和水位流量关系曲线进行合理性 检查和检查方法的规定。除流量分配影响流量历时曲线外,基流 比重及稳定程度对其影响也较大,丰富而稳定的基流能使曲线十 分平缓;而水位流量关系曲线除应当具有一般下弯上平的正常形 状外,断面均匀规则的河段,不会出现水位流量关系曲线的不平 缓转折。

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