1、中华人民共和国行业标准小型水力发电站水文计算规范发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国行业标准小型水力发电站水文计算规范主编单位水利部农村电气化研究所批准部门中华人民共和国水利部中华人民共和国水利部关于发布小型水力发电站水文计算规范的通知水科教号由水利部农村电气化研究所主编的小型水力发电站水文计算规范经审查批准为水利行业标准其编号为该标准从年月日起实施实行中如发现问题请及时反映给主编部门该规范由水利部水电及农村电气化司负责解释由水利电力出版社出版发行年月日目次总则设计径流流量历时曲线枯水分析设计洪水水位流量关系泥沙蒸发冰情及其他成果合理性检查附录装机容量小于和小于的小水电站的水文分析计
2、算附加说明小型水力发电站水文计算规范总则为保证小型水力发电站以下简称小水电或小水电站水文分析计算质量提高成果的可靠性结合小水电特点制定本规范本规范适用于装机容量万以下含万各类小水电站可行性研究和初步设计阶段的水文分析计算规划阶段亦应参照使用对装机容量小于的电站可根据实际情况适当简化内容放宽要求对小于的微型电站可参照执行详见附录小水电水文分析计算的基本资料应包括以下内容水文气象资料流域自然地理河流特征资料流域水利水电工程开发等人类活动影响资料水文气象区域综合分析研究成果其他有关资料小水电水文分析计算必须在认真调查和搜集水文气象等基本资料的基础上根据资料条件和工程特点正确应用我国现行的中小流域水文
3、分析计算方法和经省级以上行政主管部门审定的区域综合分析研究成果及其配套查算图表小水电水文分析计算报告应按照本规范内容逐章编写依次说明流域情况参证测站引用资料计算方法及其参数定量明确给出分析计算结论顺序列入全部采用成果和主要图表小水电站装机容量调蓄库容集水面积任一项指标达到大中型水利水电工程级别下限的水文分析计算按水利水电工程水文计算规范和水利水电工程设计洪水计算规范执行设计径流小水电水文分析计算应提供以下全部或部分的基本设计径流成果多年平均和各指定频率或各设计代表年的年径流汛期径流枯期径流最枯月径流各设计代表年的年内分配设计径流根据不同资料条件主要应采用以下方法当站址有足够径流资料时进行频率分
4、析计算当站址上下游本流域相邻流域或附近水文气象相似区域内有径流参证测站时按集水面积比例缩放移用参证测站频率分析计算成果当无以上资料条件时进行区域综合分析计算在项连续径流系列中按由大至小顺序排列的第项经验频率用数学期望公式计算径流频率曲线采用皮尔逊型根据经验频率点推求频率曲线时一般可采用三点法或由电子计算机拟合实测径流资料不足时应首先考虑插补延长径流系列后进行频率分析计算用于频率分析计算的连续径流系列一般不应少于年插补延长径流系列的相关参数至少应有年左右连续或小型水力发电站水文计算规范不连续的同步实测系列径流系列插补延长可根据上下游本流域相邻流域或附近水文气象相似区域内资料情况采用集水面积比例水
5、位流量相关降水径流相关径流相关或其他经过检验论证的方法采用集水面积比例缩放的方法移用参证测站频率分析计算成果和插补延长径流系列应符合以下要求相比拟流域的地质地形植被条件人类活动影响基本相同或相似集水面积相差一般不超过同时用多年平均降水量或相应降水量比例进一步修正集水面积比拟成果进行区域综合分析计算除按条的原则使用现行的区域综合图表外还应根据资料条件工程设计需要和工作深度进一步分析综合以下关系区域天然年径流和集水面积关系区域年降水和年径流关系必须对已确定使用的年径流系列进行代表性分析和一致性分析分析年径流系列代表性的主要方法应是直接作出流域内水文气象相似区域内或气候一致区内长系列雨量站年降水量过
6、程线及其年滑动平均曲线分析年降水周期变化规律对比其长系列和与年径流系列同步的短系列的统计参数分析年径流系列一致性的主要方法应是分析流域年降水径流关系的年际变化或是调查了解流域水利水电工程历史发展情况年径流系列代表性和一致性分析除一般地评价外还应具体定性或定量地确定人类活动对年径流的影响系列均值水平未来径流形势根据电站设计保证率和资料条件丰平枯三个设计代表年年径流频率可分别取为和设计代表年年内分配和各月内分配根据经验频率接近设计频率的实测典型年设计典型年同倍比缩放确定设计典型年应选择年内月内实测径流资料完整或比较完整且对电站未来运行较为不利的典型实测径流资料短缺时应按不同的降水和径流资料条件采用
7、以下方法确定设计代表年年径流量及其年内或月内分配按集水面积比例直接或经综合后移用参证测站资料应用已有的径流区域综合图表从降水量参证测站几个相近频率的年降水量设计典型年年份中选取有实测径流资料的年份作为年径流设计典型年相应的设计代表年年径流量用区域综合等方法确定无以上资料条件时在降水量与径流二者的年内分配有较好关系的地方设计代表年年内分配可根据降水量参证测站设计典型年各月降水量占全年降水量的百分数加上适量基流后确定在相关分析中不得进行辗转相关一般不必计算相关系数和选配回归方程相关关系好坏可直接由相关图目估判断在对个别突出点据分析处理后可徒手定线图上读值站址以上流域人类活动影响较大时一般不宜进行年
8、径流还原计算但无人类活动影响或影响较小且需要移用径流参证测站资料时则应考虑参证测站天然年径流还原问题受人类活动影响较大的径流系列一般不宜进行频率计算应根据受流域水利水电工程等小型水力发电站水文计算规范较大影响前后系列的长短采用以下方法定量确定反映现实情况的实际径流特征实测径流资料短缺时的径流计算方法分析对比流域年降水径流关系的变化直接统计分析受较大人类活动影响后的实测径流系列除人类活动外小水电设计径流应注意复杂的地形地貌如极不均匀或极不稳定河道特殊的地质条件如喀斯特和突发的自然事件如洪水溃堤等对径流的影响小水电梯级电站灌渠电站抽水蓄能电站和跨流域引水的电站一般可按本章设计径流梯级电站的上级电站
9、对梯级水文情势影响较大时应按电站泄引水方式区间集水面积大小和有关资料计算各级电站径流流量历时曲线小水电水文分析计算应提供电站引水口断面坝址断面或入库断面等设计断面的日平均流量历时曲线推求日平均流量历时曲线根据不同资料条件主要采用以下方法应用丰平枯三个年径流设计代表年的全部日平均流量分级或不分级排队统计按集水面积比例和多年平均年降水量比例直接缩放移用径流参证测站的日平均流量历时曲线综合区域日平均流量历时曲线实测径流资料短缺时根据不同的资料情况也可用以下方法推求日平均流量历时曲线不经过同倍比缩放直接统计分析丰平枯三个设计年径流设计典型年的日平均流量仅统计分析年径流平水代表年或接近平水代表年的平水典
10、型年的日平均流量先推求月平均流量历时曲线然后经径流参证测站的或区域综合的日月平均流量历时曲线的对比分析将月平均流量历时曲线转换为日平均流量历时曲线推求日平均流量历时曲线应在径流分析计算工作成果基础上进行所应用的设计径流成果必须经过系列代表性一致性和人类活动影响等分析流量保证率仍采用经验频率的数学期望公式计算根据资料条件和电站规划设计的需要可进一步推求或综合以下形式的流量历时曲线各设计频率的日平均流量历时曲线枯期日平均流量历时曲线日平均流量多年平均流量或集水面积保证率关系曲线图示流量历时曲线应根据流量变幅流量历时曲线的形式和实际分析计算工作的需要分别选用合适的普通格纸或对数格纸绘制枯水分析除枯期
11、径流和流量历时曲线外小水电水文分析计算应根据资料条件和工程设计要求提出以下全部或部分内容的枯水分析成果年内枯水一般规律和异常变化包括平水年或多年平均枯水年特枯年枯期连续最枯三个月或两个月和最枯月径流量及最小日平均流量小型水力发电站水文计算规范年际枯水一般规律和异常变化包括枯水年特枯年和连续枯水年段发生的周期规律人类活动对枯水径流的影响未来枯水径流形势评估枯水分析应在径流分析计算和推求流量历时曲线工作成果基础上进行除应结合洪水调查和站址勘察调查枯水外还应在枯期进行专门的枯水调查专门枯水调查中的野外工作可选择在年内枯季长期干旱无雨的时期进行除一般描述外调查的主要内容应有调查时的河道枯水水位流量历史
12、枯水的年份发生时间水位流量持续历时或河道干涸断流的年份发生时间持续历时人类活动对枯水的影响调查时实测的枯水流量水平应根据流域代表性雨量站或降水量参证测站的年枯期降水量系列和当年相应的年枯期降水量或干旱无雨情况对比分析确定设计洪水小水电水文分析计算应根据资料条件和工程设计要求提供以下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各设计频率的分期最大洪峰流量各设计频率的年和分期设计洪水过程线小水电设计洪水应按水利水电工程设计洪水计算规范的主要原则内容和方法进行但可结合小水电特点适当降低要求和简化小水电站厂房引水输水建筑物挡水泄水建筑物的设计洪水标准应符合水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区丘
13、陵区部分和平原滨海部分和试行及其补充规定的规定按具体情况分别确定或综合选定当站址或其上下游附近有足够实测洪水资料时应按水利水电工程设计洪水计算规范有关章节规定进行频率分析计算根据实测洪水资料直接推求设计洪水当站址或其上下游附近实测洪水资料短缺时主要应根据经审定的全国和各省自治区市暴雨和产流汇流区域综合研究成果及其配套查算图表以下简称暴雨洪水查算图表或图表由设计暴雨间接推求设计洪水由设计暴雨推求设计洪水时设计雨量应根据暴雨洪水查算图表确定设计雨型产流汇流参数和设计洪水过程线除应用暴雨洪水查算图表的区域综合成果外凡有条件的都应根据参证测站实测暴雨洪水资料分析综合选定小水电设计成洪暴雨历时一般可取为
14、但应根据站址流域集水面积的大小和参证测站实测暴雨洪水资料的分析综合成果合理确定设计雨型中同频率控制的短历时成峰暴雨时段为方便和准确确定各设计短历时暴雨量可根据全国和各省市自治区长短历时暴雨等值线图的查算数据在双对数格纸上作出设计流域的暴雨历时频率雨量关系线当站址或其上下游附近实测暴雨洪水资料短缺又无法确定设计流域暴雨洪水参数时也可在双对数格纸上作出本区域各参证测站的实测和调查大洪水洪峰流量模数集水面积重现期关系线用区域综合法估算小水电设计洪水小水电设计洪水必须考虑调查的历史洪水可靠或较为可靠的特大或较大的历史洪水除应当用来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
15、小型水力发电站水文计算规范外当资料条件十分困难时可直接作为设计洪水当站址或其上下游附近已有调查洪水成果时可以直接从省自治区市刊布的有关资料引用否则应当在站址河段进行洪水调查对影响较大的电站即使已有刊布的河段洪水调查成果仍必须进行调查复核小水电洪水调查资料和洪峰流量计算成果应按原水利电力部年颁发的洪水调查资料审编刊印试行办法规定的主要内容和图表格式进行整理附入水文分析计算报告估算调查洪水的洪峰流量一般可采用比降法公式条件允许时应在距站址上下游各为的河段内查证两个以上洪痕布设两个计算断面采用两断面算术平均或两断面比降法公式估算洪峰流量小水电梯级电站设计洪水应根据梯级枢纽布置情况电站泄水或引水方式区
16、间集水面积大小估算区间设计洪水同经上级电站调节后下泄的同频率设计洪水的组合洪水水位流量关系电站设计断面的水位流量关系不得直接移用河道内其他断面的关系当站址上下游附近有水文测站时应通过设立临时水尺观测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间接引用水文测站现有的水位流量关系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的测时水面比降及其估算流量采用单断面比降法公式计算各级假定水位下相应的流量建立计算的的水位流量关系在初步设计阶段无论是间接引用的还是计算的设计断面水位流量关系都应在站址待机实测低中高各级水位下的流量进行验证
17、对于小水电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观测分析或实测验证如相关点群离散程度不大一般可取平均关系设计断面大断面测量河段河道纵断面测量和流量测验一般应按我国现行的水文测验规范进行泥沙蒸发冰情及其他对河流全年多沙和汛期洪水挟沙较多的小水电站址应根据资料条件和工程设计要求提供以下全部或部分的泥沙计算成果多年平均和丰沙平沙少沙设计泥沙代表年的悬移质含沙量输沙量率及其年内分配多年平均和丰沙平沙少沙设计泥沙典型年的年最大断面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情况的定性描述小水电悬移质泥沙计算根据不同的资料条件主要采用以下方法当站址
18、上下游或流域内有泥沙参证测站时直接移用参证测站的泥沙特征值当泥沙参证测站位于附近周围其他流域按设计流域同参证流域多年平均年降水量或年径流量的比值缩放移用参证测站的泥沙特征值无以上资料条件时应用已有的泥沙区域综合图表必要时临时施测悬移质泥沙频率分析计算方法和要求等规定同年径流和洪水频率分析计算小型水力发电站水文计算规范对一般水库电站小水电水文分析应根据流域内或水文气象相似区域内蒸发量参证测站资料或已有的蒸发量区域综合图表提供设计站址多年平均水面蒸发量和陆面蒸发量及其年内分配在我国北方地区小水电水文分析计算应根据当地水文特征统计等水文气象资料给出站址冰情特征内容包括封冻和解冻时河流形势岸冰出现流凌
19、出现全河封冻融冰最早最迟和多年平均日期封冻期冰厚冰塞冰坝和流冰大小等情况及其可能的危害在喀斯特地质区域小水电水文分析计算应提供站址水化学资料内容主要是对水轮机有严重破坏作用的侵蚀性游离和等离子的含量及其季节变化规律成果合理性检查对设计径流设计洪水流量历时曲线和水位流量关系成果必须进行合理性检查没有经过合理性检查的单站单次分析计算结果不得列为正式成果成果合理性检查应利用所掌握的全部参证测站设计站址的全部实测资料和分析计算成果采用几种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成果合理性检查的参数或项目最主要的应
20、有年径流均值设计洪峰流量洪量调查洪水洪峰流量及其比降法计算公式中的河床糙率值流量历时曲线和水位流量关系曲线形状及其特征枯水保证流量条件允许时除工程设计指定的设计频率或设计保证率成果外可图示和列表给出全部各主要频率或保证率的成果同时进一步作出本流域或本区域径流洪水综合图表为成果合理性检查和解决无资料站址的水文分析计算提供重要的工具和手段各种方法分析计算的设计年径流均值和设计洪水洪峰流量数据应基本相同并应同全国或地方各种区域综合等值线图相关曲线或经验公式基本协调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相应当几种方法的成果在数值上相差较大例如相差以上或存在明显不合理的地区分
21、布而又无法解释或同降水量空间变化矛盾较大时应认真查找原因调整成果必要时重新分析计算应特别注意调查洪水洪峰流量估算成果的合理性检查检查主要是比较各站址同年洪水及其暴雨空间分布同站址不同年份洪水的大小排列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为鉴别一定重现期的调查洪水洪峰流量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集水面积重现期关系进行检查如果在合理性检查中发现调查洪水洪峰流量估算值过大过小时应首先注意检查比降法公式中河床糙率的取值是否合理并应用参证测站实测资料验证比较对流量历时曲线应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大小对曲线形状的影响对水位
22、流量关系曲线应对比协调横断面特征同曲线形状的关系小型水力发电站水文计算规范附录装机容量小于和小于的小水电站的水文分析计算对装机容量小于的电站可根据实际情况适当简化内容放宽要求主要应用已有的区域综合图表和进行洪枯水调查简单提供以下全部或部分水文分析计算成果多年平均年径流量及其年内分配调查枯水包括估测的枯水流量年内枯水月份及其一般持续时间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悬移质泥沙推移质冰情一般定性描述年降水量气温等一般气象情况除洪枯水和人类活动影响调查了解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分析计算报告等工作内容可以省略对小于的微型电站可参照执行例如可查读已有的区域综合图表确定站址的多年平均年径流量或平均流量在站址调查历年较高的洪水位以确定厂房高程等等附加说明主编单位水利部农村电气化研究所主要起草人吕天寿李季小型水力发电站水文计算规范
