水库水文课程设计报告书.doc

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1、-目录第1章 ：设计年径流及其年分配计算. 4 1.1 设计年径流计算 . 4 1.2 年径流年分配计算 . 5第2章 ：由暴雨资料推求设计洪水计算 . 5 2.1 设计暴雨计算 . 5设计点暴雨量计算 . 6设计面暴雨量计算 . 6设计暴雨过程计算 . 62.2设计洪峰流量推求 . 72.2.1 产流参数计算 . 7 2.2.2汇流参数确定 . 7 2.2.3设计洪峰流量的推求 . 7 2.2.4 设计洪水过程线的绘制与摘录 . 8第3章 ：兴利调节计算：3.1水库特性曲线的计算与绘制 . 133.1.1水库曲线 . 143.1.2水库曲线 . 15 3.2死库容计算 . 17 3.3不计入

2、损失的年调节计算 . 17 3.4计入损失的年调节计算 . 20第4章 ：防洪调节计算 . 224.1绘制qv曲线 . 244.2 单辅助曲线计算及绘制 . 254.3单辅助曲线调洪过程计算 . 274.4求设计调洪库容及设计水位 . 28第五章 设计成果 . 28四丁水库位于东江一条小支流上，流域面积F=42.3km2，集水区主要是低山和丘陵山地。根据规划要求，它是一个以灌溉为主、结合发电、并具有一定防洪效益的水库，其总库容大于1000万m3小于1亿m3，属中型水库。规划设计的容主要包括设计年径流、设计洪水、兴利调节和洪水调节四局部 。第一章：设计年径流及其年分配计算1.1设计年径流计算根本

3、资料 四丁水库所在河流没有水文站，属缺乏实测水文资料地区。查?省水文图集?知：本地区多年平均年径流深；多年平均年径流深变差系数。规划水平年为十年一遇设计枯水年设计频率P=90%。对本地区气象资料分析，接近十年一遇枯水年的降雨年分配百分比见表1-1。表1-1月份123456789101112全年降雨月分配%2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100年径流偏态系数取，,根据P=90%时， 查表得=0.59设计年径流深计算公式为：=0.591400=826 mm1.2 年径流年分配计算设计径流总量计算公式为：=100082642.3=3494 设计年径流年

4、分配即设计枯水年水库来水量按降雨月分配百分比进展计算，用表1-2的形式列出结果。表1-2 设计年径流年分配计算表月份123456789101112合计降雨月分配%2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水库来水量万m370 105 164 280 643 713 475 514 304 108 56 62 3494 第二章：由暴雨资料推求设计洪水计算2.1 设计暴雨计算： 根本资料：1 校核洪水非常运用防洪标准P=0.2%。、2 根据1:25000地形图的量测结果：流域面积F=42.3km2；河长L=16.8 km；流域平均比降；流域平均高程。工程

5、162472均值62120190290变差系数0.370.430.480.483 暴雨资料：本地区属无资料地区，查?省水文图集?得年最大1h、6h、24h、72h(3d)点暴雨统计参数均值、变差系数如表2-1所示。 表2-1：设计点暴雨量计算： 由资料可得：L/J=16.8/0.0202=61.68校核洪水，按照表2-1所知的年最大1h、6h、24h、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数查书上附表P-型理论曲线模比系数值表：可知列于表2-2中第五行,将表2-1所知的年最大1h、6h、24h、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数列于表2-2第三、四行。 按公式，计算P=0.2%各历时点暴雨量，列

6、于表2-2中第六行。设计面暴雨量计算：1按集水面积F=42.3km2查暴雨低区点面换算系数关系曲线，得各历时的点面换算系数列于表2-2第七行。按公式计算P=0.2%的值，列于表2-2的第八行。（2） 的估算。根据上面求得的设计雨量和本工程的集水面积，初步估计汇流历时在时段围，按表中公式计算。表2-2设计暴雨量计算结果表：工程、的估算P=0.2%)162472621201902901-=lg/lg6=lg(346.2-153.4)/lg6=0.4540.370.430.480.482.643.0153.353.35163.7361.8636.5971.50.9370.9570.9750.9831

7、53.4346.2620.69552.2设计洪峰流量推求 2.2.1产流参数计算：本工程集水区域位于陆分区,集水面积为42.3Km,小于100Km，查省分区产流参数表,得平均后损率，.2.2.2汇流参数计算： 汇流参数m确实定：该集水区域属于半山区、半高山区，可插、略靠近山区取值。根据，查附图所示的汇流参数关系图可知：m=1.25 2.2.3设计洪峰流量的推求：关系曲线。a. 汇流历时估计在时段围,.假设4个时段按公式计算P=0.2%的t时段面雨量，列于表2-3中的第2列。b. 以扣除相应历时损失量，得时段净雨量并计算净 雨强度，分别列于表2-3中的第5、6列。c. 计算相应于t的最大流量，列

8、于表2-3中的第7列。表2-3 水库关系曲线计算表1153.45.05148.4148.417452210.15.010200.1100.0511763252.65.015237.679.29314287.85.020267.866.95787d. 根据表2-3中的t和相应的绘制关系曲线。关系曲线。a. 已选定m=1.25,假设3个洪峰流量、，。应用公式:计算相应的汇流历时，列于表2-4中的第2行。表2-45001000150020002.92.442.202.05b. 根据表2-4中的相应的，绘制出关系曲线。画出两条关系曲线：、值确实定。和的两条曲线交点的横、纵坐标即为所求的、。由图可知，。

9、值确在时段围，估算的、正确，不用重新计算。2.2.4设计洪水过程线的绘制与摘录：(1) 设计毛雨过程的计算。 查表省分区最大24h设计雨型(暴雨时程分配)表,查得东江中下游设计雨 型，列于表2-5中的第1、2行。由表2-2，P=0.2%,则. 以乘以表2-5中的第1行第712时段的毛雨,列于表2-5中的第3行. 以()乘以表2-5中第2行16和1324时段的毛雨,(2) 设计净雨过程的计算.将各个时段的毛雨减去,即得个时段净雨,列于表2-5中第5行.(3) 分段净雨的计算:最大24h分段净雨 最大时段毛雨 最大时段净雨. z.-表2-5水库最大24h分段净雨量计算表工程时段1234567891

10、0111213占21.121.620.810.513.512.5占2.32.82.03.12.33.97.4设计净雨过程mm)6.37.685.58.56.310.77274.787236.446.743.320.35555555555555设计净雨过程1.32.680.53.51.35.76769.786731.441.738.315.314151617181920212223246.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.318.6620.825.233.723.819.516.716.213.112.19.05555555555513.6615.820.228.71

11、8.814.511.711.28.17.14. z.- 由表2-5可知：最大的第8时段净雨仅为69.78mm，比最大的时段的净雨少146.48mm。缺乏的净雨从相邻的第7、9段补足，但第7、9段加起来为134mm，还差12.48mm，继续从相邻较大时段，即第10段净雨补足。则时段的开场时刻在第7时段初，终止时间则为自7时段之初以后的小时，即8.4小时。最大时段时段之前的净雨量为16时段的净雨总量，最大时段时段之后的净雨量为1124时段的净雨总量. 则P=0.2%第16时段净雨总量=14.98(mm)，=266.8(mm) 最大24小时净雨总量=+=14.98+216.26+266.8=498.

12、03(mm)4最大3天分段净雨 查省分区最大3天设计雨型暴雨时段分配表，东江中下游设计 雨型，除最大24小时以外的其余二天各天的总分配数第一天为73.5%，第三天为26.5%。本工程属于陆分区，集水面积，查省分区产流参数表可知： 最大3d净雨总量 除最大24h以外的其余2d净雨量 第一天净雨总量第三天净雨总量5主洪峰过程线的推求。 由查省主峰综合概化洪水过程线表所列及，代入前面已求的，计算的主峰过程线，并将加最大时段降雨开场时刻24+6=30时，得出绘图的对应时刻，由表2-6所示：表2-600.41.02.03.04.000.922.34.66.99.200.11.00.110.0400102

13、.51025112.75410相应时刻(h3030.9233.2237.8244.7253.926分段单元洪水过程线的推求。、以及第一天和第三天净雨量、形成的各分段单元洪水过程线均分别概化为三角形，其洪水总量，洪峰流量，底宽为。其计算见表2-7:表2-7洪峰序号降雨起讫时间降雨历时t(h)净雨量(mm)单元洪水总量单元洪峰历时单元洪峰流量单元洪水过程线起讫时间起始锋顶终止1第一天02424203.57861.126.4181.202426.42()2430614.9863.368.840243035.83()304818266.81128.620.4307.3304851.24(第三天)487

14、22473.4310.4826.465.33487275.26设计洪水过程线的绘制： 主洪峰放在时段的终点；主洪峰前的各时段洪峰及放在分段降雨的终点；主洪峰后的各时段洪峰及放在分段降雨开场后的时段终点；见表2-7。将主洪峰过程线及分段单元洪水过程线点绘于相应位置，然后叠加得整个洪水过程线。洪水过程线如下所示：8) 设计洪水过程线的摘录。 根据水库集水面积，查省不同集水面积适宜计算段表，得适宜计算时段。在洪水过程线上自主洪峰流量发生时刻向前、向后按间隔摘录流量，以供调洪演算之用。即，摘录24h洪水流量过程，将设计洪水过程线修匀，将每个交点的纵坐标的值读出来，并向上叠加，以第12h为最大，依次向前

15、12h、向后12h读出数据，,再分别间隔1h读出相应的数据，最后列表2-8摘录。列表2-8摘录如下：P=0.2%时段01234567891011013514915913090101522270720100212131415161718192021222324102599897080062050541024018516614312498第三章：兴利调节计算3.1水库特性曲线的计算与绘制： 根本资料：1 四丁水库是一个以灌溉为主、结合发电并具有一定防洪效益的中型水库。规划水平年为十年一遇设计枯水年设计频率P=90%。2 水库来水量见 ：表1-2 设计年径流年分配计算表月份1234567891011

16、12合计降雨月分配%2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水库来水量万m370 105 164 280 643 713 475 514 304 108 56 62 3494 3 水库用水量分析：P=90%设计年的灌溉用水量由下表3-1所示：月份123456789101112合计用水量921213524465881341072191823021797828004 水库资料：1、 水库特征曲线 根据四丁水库库区1:10000地形图进展量测计算，水库水位Z与水库面积F之间的关系见表3-2：表3-2 四丁水库ZF曲线表Zm8687888990919293

17、9495969798F0102030374863788998105109114Zm99100101102103104105106107108109110F119124131144156176189208229253280310 泥沙资料：设计使用年限T=100年； 本地区无实测泥沙资料，经地区性分析计算得多年平均年侵蚀模数，=140， ，不设排沙设备，取m=1。 灌溉发电引水管资料：根据初步计算，灌溉发电引水管外径；管底 超高为1.5；管顶平安水深1.0。蒸发渗漏损失资料：蒸发资料本地区属无资料地区，有关蒸发损失资料主要是通过查?省水文图集?得到。查省多年平均降雨等值线图得：；查省多年平均径流

18、等值线图得：；查省多年平均水面蒸发等值线图得：； 水面蒸发器折算系数。 根据县气象部门提供的资料分析，蒸发量多年平均年分配系数如表3-3：表3-3 蒸发量多年平均年分配月份123456789101112全年蒸发月分配%5.64.76.37.59.39.212.011.310.510.37.65.7100渗漏资料：根据库区水文地质条件分析，该水库属于中等水文地质条件，渗漏损失按月平均蓄水量的1%计算。3.1.1水库曲线：采用表3-2中的数据绘制3.1.2水库曲线： 绘制方法：1、按水库水位面积曲线中的水位分层，得相应的水面面积；2、自库底向上逐层计算各相邻水位的容积；3、将由库底自下而上依次逐层

19、累加，即得各级水位下的容积V；4、以水位Z为纵坐标，相应的容积V为横坐标，点绘ZV关系点据，并连成光滑曲线，即得水库水位容积关系曲线。水库水位容积关系曲线相邻高程之间的局部容积可按下面公式计算： 为相邻高程间的容积，单位), 、为相邻的上下水位的库容面积，单位 为高程间隔，单位m)列表3-4如下：水位面积水位差容积库容860087101668820116228930125.647.6903713481.69148142123.69263156179.69378172251.69489183.5335.19598193.5458.6961051102530.6971091110640.69811

20、41112752.6991191117.5870.11001241122992.110113111291121.11021441137.51258.610315611501408.610417611651573.610518911841757.610620812001957.610722912202177.610825312422419.61092801266.52686.111031012952981.1利用表3-4的数据Z数据绘制出关系曲线：3.2死库容计算：a. 计算公式： =万根据淤积库容=查水库水位Z容积V曲线求得=89.05 ，b. 死水位计算公式结果保存一位小数c. = +管底超

21、高+引水管外径+管顶平安水深=89.05+1.5+2+1=93.55d. 确定死水位： =93.55m,查ZV曲线,可知：V=297.1，大于，该水库对无作用，应选用=93.55，相应的=297.1 。3.3不计入损失的年调节计算：e. 将表1-2中的水库来水量列于表3-5第2栏，将表3-1中的水库用水量列于表3-5第3栏；f. 比拟来水量和用水量，即，其差值得为正时为余水量列于表3-5第4栏，为负时为亏水量列于表3-5第5栏；g. 求调节年的总来水量、总用水量、总余水量。第2、3栏的总和相减的得总余水量，即；h. 求时段累计亏水量：从4、5栏比拟来看，应放在4月末5月初，此时水库蓄水量为0空

22、库，按式顺时序累计天于表3-5中第6栏，至4月下旬余水量应为694万，否则计算有误。i. 求不计损失时的兴利库容。本工程属于屡次运用，应按，第6栏最大值为1419万，即=1419-694=725万。j. 求时段末蓄水库容：=297.1 ，=725万。则最大时段末蓄水库容为+=725+297.1=1022.1，由4月末=297.1起算，可以采用蓄后弃的方式，则按公式顺时序计算，并以1022.1为控制数，假设大于1022.1，多余水量作为弃水量，其计算结果填于表3-5第栏和栏。以总弃水量C=694校核。列表3-5如下所示：时间来水量用水量月旬末库容弃水量说明123456789+1086690.11

23、7092221064667.1供水2105121161048651.13164352188860463.14280446166694297.156435885555352.1蓄满有弃水6713134579634931747510736810021022.1277851421929512971022.1295930418212214191022.1122101083011931226829.1供水11561791231103706.1126278161086690.1合计3494280014197256946946943.4计入损失的年调节计算：1) 不计损失近似求各时段的蓄水库容。计算容取表3

24、-1中第1、2、3、7各栏数据，分别填入表3-7中的第1、2、3、4栏。2) 表3-7中第 5栏为第4栏时段始末的平均库容。根据平均库容在ZV曲线中查出水位Z值，再由水位Z查出平均库容相应的水面面积，填入第6栏。3) 计算水库损失量。蒸发表抄自表3-3填于表3-7中的第7栏，即用的值分别乘以表3-3的月损失百分比得出每月的蒸发损失。 蒸发损失计算：陆面蒸发量： 水面蒸发量： 时段蒸发损失量的计算公式为：为每月库容的均值，计算式为：列表3-6计算时段蒸发损失量表3-6月份123456789101112全年损失百分比%5.64.76.37.59.39.212.011.310.510.37.65.7

25、100448448448448448448448448448448448448448111 110 106 93 87 109 123 126 126 121 115 112 蒸发损失量3 2 3 3 4 4 7 6 6 6 4 3 51 将蒸发损失量列于表3-7第8栏；渗漏损失量为表3-7中的第5栏计算，列于表3-7中第9栏； 表3-7中的第10栏为第8、9栏相加；4) 计入水库损失量求兴利库容。表3-7中的第11栏为第3、10栏相加；计算，即表3-7中的第2栏减去第11栏，将结果正值填于第12栏，负值填于第13栏；5) 由第12、13栏比照来看属于屡次运用，起调时间为4月末，由0开场顺时序

26、计算，经过一年又回到4月末，见第14栏，余水量c为 ；故兴利库容：。6) 计入损失后月旬末库容。从4月末起调，填入第15栏，以为最大库容控制值，超过此值作弃水处理，余水在7、8、9月弃掉，7) 正常蓄水位确实定。在供水期初水库水利库容蓄满，由，在ZV曲线上查得正常蓄水位=101.5，=297.1查出由查出水库消落深度为101.5-93.55=7.95m。表3-7四丁水库计入损失的年调节库容计算如下：. z.-时间来水量用水量月末库容V平均库容平均库水面面积蒸发量Emm损失水量计入损失用水量计入损失的月末库容弃水量计入损失的月末库水位Z(m)蒸发渗漏共计+-1234567891011121314

27、151617690.1982.8722.917092667.1678.611225.136.789.78101.831.8951691.197.52105121651.1659.1110.52126.598.59129.624.6926.4666.597.33164352463.1557.110628.235.578.57360.6196.6729.8469.995.54280446297.1380.19433.633.806.8452.8172.8557(0)297.193.65643588352.1324.68841.6743.257.25595.347.747.2326.394.3671

28、3134931641.55109.541.246.4210.4144.4568.6615.8894.999.574751071022.1976.55123.553.7679.7616.7123.7351.3967.11091.8154.4101.585142191022.11022.112750.6610.216.2235.2278.81245.91091.8278.8101.593041821022.11022.112746.1610.216.2198.2105.81351.71091.8105.8101.510108301829.1925.6121.546.169.2515.2316.22

29、08.21143.5883.699.21156179706.1767.75114.53447.6811.7190.7134.71008.8748.998126278690.1698.111325.536.98108826982.8722.997.8合计349428004485186.5137.51352795539557. z.-第四章：防洪调节计算根本资料：1、设计洪水和校核洪水：见第2章由暴雨资料推求设计洪水计算结果。 2、溢洪道设计方案：对B=40m的方案进展计算，作为设计结果。 溢洪道采用无闸门控制的实用堰。流量系数m=0.35，堰顶高程与正常蓄水位齐平。调洪计算起调时，假设汛前水位与

30、溢洪道堰顶高程一致。4.1绘制qv曲线：绘制qv曲线：宽顶堰其泄放流量公式： 根据不同库水位计算与，再由ZV曲线图查得相应的V列于表4-1，将表3-4中的第1栏和最后一栏中的局部数据抄在表4-1的第1、2行：表4-1水库水101.5102103104105106107108109110111总库容992.11121.11258.61408.61573.61757.61957.62177.62419.62686.62981.5堰上水头00.51.52.53.54.55.56.57.58.59.5下泄流量021.9113.9245405.9591.8799.71027.41273.41536.41

31、815.4用表4-1中的数据画出qv曲线：4.2单辅助曲线计算及绘制 :即：曲线原理：水量平衡方程： 其中平均流量为时段末入库流量，由洪水过程线摘得，为1h=3600s。 将表4-1中的第1、2、4行的数据抄在表4-2中的第1、2、5列。将表2-8局部数据抄在表4-2中的第4列。将堰流堰顶以上库容由下一库容减去上一库容第二个堰顶以上库容即依次类推,填于第3列。将第3列中的数据分别除以为1h=3600s，即得第4列。将第5列中的数据分别除以2即得第6列。将第4、6列的数据分别相加即得第7列。列表4-1单辅助曲线计算如下：水库水位Z(m)库容溢流堰顶以上库容V下泄流量q101.5992.10000

32、01021121.1129358.321.910.95369.251031258.6137.5382113.956.95438.951041408.6150417245122.5539.51051573.6165458.3405.9202.95661.251061757.6184511.1591.8295.98071071957.6200555.6799.7399.85955.451082177.6220611.11027.4513.71124.81092419.6242672.21273.4636.71308.91102686.6267741.71536.4768.21509.91112981.5294.9819.21815.4907.71726.9用表4-1中的第5、7列数据绘制出曲线：4.3单辅助曲线调洪过程计算：第1时段：,起调时段初，,由式填入表4-2第栏，在单辅助曲线上，截取横坐标向上的交曲线，得相应的纵坐标为，这就是该时段末的下泄流量，填入表4-2第栏。第2时段:，起调时段初，,由式,则填入表4-2第栏，在单辅助曲线上，截取横坐标向上的交