某水庫(kù)水文課程設(shè)計(jì)中型水庫(kù)工程

1、水文課程設(shè)計(jì)一、 基本資料四丁水庫(kù)所在河流沒有水文站，屬缺乏實(shí)測(cè)水文資料地區(qū)。查廣東省水文圖集知：本地多年平均年徑流深=1400mm；多年平均年徑流深變差系數(shù)=0.35。規(guī)劃水平年為十年一遇設(shè)計(jì)枯水年（設(shè)計(jì)頻率p=）。對(duì)本地氣象資料分析，接近十年一遇枯水年的降雨年內(nèi)分配百分比見表1-1 表1-1本地區(qū)設(shè)計(jì)枯水年降雨月分配表月份1234567降雨月分配（%）2.03.04.78.018.420.413.6月份89101112全年降雨月分配（%）14.78.73.11.61.81001、 集水區(qū)域下墊面情況集水區(qū)內(nèi)主要是低山和丘陵山地；土壤為砂質(zhì)粘土和粉土，滲透性中等；植物覆蓋率較好，為針葉林和灌

2、木。2、工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四丁水庫(kù)初步規(guī)劃屬中型水庫(kù)工程，壩型為碾壓式土壩，根據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的防洪標(biāo)準(zhǔn)（gb50201-94）要求：設(shè)計(jì)洪水（正常運(yùn)用防洪標(biāo)準(zhǔn)）p=1%；校核洪水（非常運(yùn)用防洪標(biāo)準(zhǔn)）p=0.1%。3集水區(qū)域地理參數(shù)根據(jù)1:25000地形圖的量側(cè)結(jié)果：流域面積f=42.3k；河長(zhǎng)l=16.8km；流域平均比降j=0.0202；流域平均高程=502m。4、暴雨資料 本地區(qū)屬無(wú)資料地區(qū)，查廣東省水文圖集得年最大1h、6h、24h、72h(3d)點(diǎn)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)（均值、變差系數(shù)）如表2-1所示： 表2-1本地區(qū)點(diǎn)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目 t(h)162472均值（mm）6212019

3、0290變差系數(shù)0.370.430.480.48二、設(shè)計(jì)年徑流及年內(nèi)分配（1）年徑流偏態(tài)系數(shù)取=2，即=0.7，查表得=0.95（2）設(shè)計(jì)年徑流深計(jì)算：=0.59×1400=826mm設(shè)計(jì)年徑流總量計(jì)算：=1000f=1000×826×42.3=3494（萬(wàn)）（3）設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配（即設(shè)計(jì)枯水年水庫(kù)來(lái)量）按降雨月分配比百分比進(jìn)行計(jì)算，以表1-2的形式列出結(jié)果： 表1-2設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配計(jì)算表月份123456789101112合計(jì)降雨月分配%2.0 3.0 4.7 8.0 18.4 20.4 13.6 14.7 8.7 3.1 1.6 1.8 100 水庫(kù)來(lái)水量

4、69.88104.8164.2279.5642.9712.8475.2513.6304108.355.962.893494第二章 由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水計(jì)算三、 設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算 設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨與面暴雨的計(jì)算過程如下表：表2-1：項(xiàng)目t(h)1- 、 16247262120190290p=1%1-=(面/面)/6 =0.45=面=1260.370.430.480.48p=1%2.192.442.652.65p=1%135.8292.8503.5768.5p=1%0.9280.9630.9780.985面p=1%面281.97492.42756.97四、 設(shè)計(jì)洪峰流量的推求1、 產(chǎn)流參數(shù)查附表4廣東省分

5、區(qū)產(chǎn)流參數(shù)表，東江中下游地區(qū)，集水面積f=42.3平方公里<1000平方公里，平均后損率=5.0毫米/小時(shí)；2、 匯流參數(shù)m的選定本水庫(kù)集水面積內(nèi)主要屬于低山和丘陵山地，=l/=61.687<100，j=0.0202>0.01,可考慮作為山區(qū)類選用匯流參數(shù)。據(jù)此，按=61.687查附圖3匯流參數(shù)m關(guān)系曲線，初定m=1.323、設(shè)計(jì)洪峰流量q的推求（1）t關(guān)系曲線（a）匯流歷時(shí)估計(jì)16小時(shí)時(shí)段范圍內(nèi)，1-=0.45，=126.0毫米；假設(shè)五個(gè)時(shí)段=1、1.5、2、2.5、3小時(shí)，計(jì)算流量，計(jì)算過程如表3-1： 表3-1：（小時(shí)）面（毫米）（毫米/小時(shí)）×（毫米）面（毫

6、米）面/（毫米/小時(shí)）（秒立方米）11265.05.0121.0121.01422.91.5151.25.07.5143.795.8141126.72172.15.010.0162.181.061953.222.5190.35.012.5177.871.121836.343206.65.015.0191.663.858750.93（b）初定m=1.32，=l/=61.687，假設(shè)四個(gè)洪峰流量=500、800。、1000、1200（/s），應(yīng)用公式=0.278/m計(jì)算相應(yīng)的匯流歷時(shí)，列于表3-2： 表3-2（秒立方米）5008001000 1200（小時(shí)）2.75 2.44 2.31 2.21

7、（c）、值的確定由兩條曲線的交點(diǎn)可求的=855/s ，=2.38h經(jīng)檢查值確在16小時(shí)時(shí)段范圍內(nèi)，估算的，正確，不用重新計(jì)算在圖1中繪制兩條-的的曲線：圖1五、 設(shè)計(jì)洪水過程線的繪制與摘錄1、 設(shè)計(jì)毛雨過程的計(jì)算推理公式法只需要計(jì)算最大24小時(shí)設(shè)計(jì)毛雨過程，由附表3-1廣東省分區(qū)最大24小時(shí)設(shè)計(jì)雨型（暴雨時(shí)程分配）表，查得東江中下游設(shè)計(jì)雨型，列于表4的第1、2行。由表2-1 p=1%，面=281.97毫米，面=492.42毫米 面-面=210.45毫米按24小時(shí)、6小時(shí)兩段同頻率暴雨長(zhǎng)包短控制求設(shè)計(jì)毛雨過程2、 設(shè)計(jì)凈雨過程的計(jì)算將各個(gè)時(shí)段的毛雨減去×1=5.0，即得各時(shí)段凈雨其計(jì)算

8、結(jié)果列于表4： 表4時(shí)段項(xiàng)目123456789101112占%21.121.620.810.513.512.5占（-）%2.32.82.0 3.12.33.9設(shè)計(jì)毛雨過程（毫米）4.8 5.9 4.2 6.5 4.8 8.2 59.5 60.9 58.6 29.6 38.1 35.2 ×1（毫米）5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 設(shè)計(jì)凈雨過程（毫米）0.0 0.9 0.0 1.5 0.0 3.2 54.5 55.9 53.6 24.6 33.1 30.2 時(shí)段項(xiàng)目131415161718192021222324占%占（-）

9、%7.46.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.3設(shè)計(jì)毛雨過程（毫米）15.6 14.3 16.0 19.4 25.9 18.3 14.9 12.8 12.4 10.1 9.3 6.9 ×1（毫米）5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 設(shè)計(jì)凈雨過程（毫米）10.6 9.3 11.0 14.4 20.9 13.3 9.9 7.8 7.4 5.1 4.3 1.9 3、分段凈雨的計(jì)算（1） 最大24小時(shí)內(nèi)分段凈雨時(shí)段毛雨面=×=126×=186.1毫米時(shí)段凈雨=面-×1=186

10、.1-5.0=181.1毫米由表4可見，最大的第8時(shí)段凈雨僅55.9毫米，比時(shí)段的凈雨=181.1毫米少125.2毫米；不足的凈雨從相鄰較大時(shí)段即第7時(shí)段凈雨補(bǔ)足，但尚差70.7毫米，繼續(xù)從相鄰較大時(shí)段即第9時(shí)段凈雨補(bǔ)足，但仍差17.1毫米，繼續(xù)從相鄰較大時(shí)段即第10時(shí)段補(bǔ)足；故時(shí)段的開始時(shí)間為6時(shí)段末；而末時(shí)段則為10.7時(shí)。 前=第16時(shí)段凈雨總量為5.6毫米，后=257.5-70.7=186.8毫米最大24小時(shí)凈雨總量= 前+后=373.5毫米（2）最大三天內(nèi)分段凈雨由附表3-2廣東省分區(qū)最大3天設(shè)計(jì)雨型（暴雨時(shí)段分配）表，查得東江中下游設(shè)計(jì)雨型，除最大24小時(shí)以外的其余二天各天的 總分

11、配數(shù)第一天為73.5%，第三天為26.5%。3天凈雨總量天=面-天×72=756.97-2.5×72=577.0毫米除最大24小時(shí)以外的其余二天凈雨總量天-=577.0-373.5=203.5毫米第一天凈雨總量=203.5×73.5%=149.6毫米第三天凈雨總量=203.5×26.5%=53.9毫米4.主洪峰過程線的推求=855秒立米，=2.38小時(shí)=2.4小時(shí)由附表6推理公式法（1988年修訂）全省綜合概化洪水過程線表所列/及/，代入，計(jì)算得主洪峰過程線，并將加時(shí)段降雨開始時(shí)刻31.0時(shí)，得出繪圖的對(duì)應(yīng)時(shí)刻，如表5：表5/00.41.0 2.0 3.

12、0 4.0 (小時(shí))00.962.44.87.29.6/00.11.0 0.110.040（秒立米）085.585594.0534.20相應(yīng)時(shí)刻（時(shí)）3030.9632.434.837.239.65、分段單元洪水過程線的推求 前、后及第一天和第三天凈雨、形成的各分段單元洪水過程線均分別概化為三角形，及其洪水總量=1000f，洪峰流量=，底寬為（+）。（為各分段凈雨，即前、后、為各分段單元洪峰過程的洪量和洪峰流量；t為單元降雨歷時(shí)；為主洪峰匯流歷時(shí)），其計(jì)算見表6： 表6洪 峰序 號(hào)凈雨起訖時(shí) 間時(shí)時(shí)降雨歷時(shí)t(小時(shí))凈雨量 1（第一天）02424149.6632808026.4133.2024

13、26.42（前）243175.62368809.414.0243032.43（主洪峰）3132.42.4181.176605309.68553031.439.64（后）32.44815.6186.8790164018243.932.434.850.45（第三天）48722453.9227997026.448.04850.474.4第3章 興利調(diào)節(jié)計(jì)算1、基本資料（1）、由于灌溉和發(fā)電沒在用水要求方面沒有矛盾，采用灌溉用水作為水庫(kù)用水量。根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗(yàn)成果，經(jīng)過綜合分析計(jì)算，p=90%設(shè)計(jì)年的灌溉用水量如下表所示：表7 設(shè)計(jì)枯水年（p=90%）灌溉用水量成果表月份12345678910111

14、2全年用水量（萬(wàn)m3）92121352446588134107219182302179782800水庫(kù)水位z與水庫(kù)面積之間的關(guān)系見下表：表8四丁水庫(kù)zf曲線表z(m)86878889909192939495969798f（萬(wàn)m2）0102030374863788998105109114z（m）99100101102103104105106107108109110f（萬(wàn)m2）119124131144156176189208229253280310（2）泥沙資料設(shè)計(jì)使用年限t=100年；本地區(qū)無(wú)實(shí)測(cè)泥沙資料，經(jīng)地區(qū)性分析計(jì)算得多年平均侵蝕模數(shù)=140t/km2每年；=0.8；不設(shè)排水設(shè)備，取m=1

15、；（3）灌溉發(fā)電引用水管資料 根據(jù)初步計(jì)算，灌溉發(fā)電引水管外徑d外=2.0m 管底超高為1.5m 管頂安全水深1.0m（4）、蒸發(fā)滲漏損失資料（a）蒸發(fā)資料：本地區(qū)屬于無(wú)資料地區(qū)，有關(guān)蒸發(fā)資料主要是通過查廣東省水文圖集得到。查廣東省多年平均降雨等值線圖得：=2200mm；廣東省多年平均年徑流等值線圖得：=1400mm；廣東省多年平均水面蒸發(fā)等值線圖得：=1560mm；水面蒸發(fā)器折算系數(shù)k=0.8。根據(jù)縣氣象部門提供的資料分析，蒸發(fā)量多年平均年內(nèi)分配系數(shù)如下表：表9月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配（%）5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.71

16、00(b) 滲漏資料：根據(jù)庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件分析，該水庫(kù)屬于中等水文條件，滲漏損失按月平均蓄水量的1%計(jì)算。2、 計(jì)算部分1、 計(jì)算并繪制水庫(kù)水位容積曲線表10：水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算水位z（m)面積f庫(kù)(萬(wàn))水位差z（m）容積v（萬(wàn))庫(kù)容v（萬(wàn))12345860150871011558820125208930133.5459037142.578.59148155.51219263170.5176.59378183.52479489193.5330.595981101.5424961051107525.5971091111.5632.5981141116.5744991191121.5860.510012

17、41127.59821011311137.51109.510214411501247103156116613971041761182.515631051891198.51745.51062081218.5194410722912412162.51082531266.52403.5109280129526701103102965圖22、 死庫(kù)容計(jì)算初步規(guī)劃不設(shè)壩后式電站，死水位確定主要考慮淤積要求。v淤=0.8mm蝕ft=0.8×1×140×42.3×100=47.376（萬(wàn))z淤根據(jù)淤積庫(kù)容v淤查水庫(kù)水位容積曲線得z淤=89.8（m）z死=89.8+1.

18、5+2+1=94.3（m）再根據(jù)水庫(kù)水位容積曲線查得:v死=357（萬(wàn))3、 蒸發(fā)損失計(jì)算（1） 陸面蒸發(fā)量： =-=2200-1400=800（mm）（2） 水面蒸發(fā)量： e水=ke測(cè)=0.8×1560=1248（mm）(3)水庫(kù)的年蒸發(fā)損失量： e水-=1248-800=448（mm）表11：四丁水庫(kù)蒸發(fā)損失計(jì)算表月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配（%）5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.7100蒸發(fā)損失（mm）25.1 21.1 28.2 33.6 41.7 41.2 53.8 50.6 47.0 46.1 34.0 25.5

19、 448 4、 興利調(diào)節(jié)計(jì)算（1）求不計(jì)損失時(shí)的興利庫(kù)容：v興=1418.5-694=724.5（萬(wàn)）（2）求時(shí)段末蓄水庫(kù)容： v= v興+ v死=724.5+357=1081.5（萬(wàn)）表12：四丁水庫(kù)不計(jì)損失的年調(diào)節(jié)庫(kù)容計(jì)算時(shí)間月來(lái)水量w來(lái)（萬(wàn)）用水量w用（萬(wàn)）w來(lái)- w用（萬(wàn)）（w來(lái)- w用） （月末） （萬(wàn)）月末庫(kù)容 v（萬(wàn)）棄水量c（萬(wàn)）備注+-1087750169.889222.1 10647272104.8212116.2 10487113164.22352187.8 8615244279.52446166.5 694357供水5642.958854.955412蓄水6712.81

20、34578.86349917475.2107368.210021082277蓄滿有棄水8513.6219294.61297108229593041821221419108212210108.31302193.7 1225888供水1155.9179123.1 11027651262.897815.1 1087750合計(jì)349428001418.5724.5 694694694 （3）計(jì)入損失的列表計(jì)算 興=（w來(lái)-用）最大-=1347.6-548.1=799.5（萬(wàn)）v=興+ v死=799.5+357=1156.5（萬(wàn)）表13：四丁水庫(kù)計(jì)入損失的年調(diào)節(jié)庫(kù)容計(jì)算時(shí)間來(lái)水量w來(lái)（萬(wàn)）用水 量w用（

21、萬(wàn)）月末庫(kù)容 v（萬(wàn)）平均庫(kù)容（萬(wàn)）平均庫(kù)水面面積蒸發(fā)量e(mm)損失水量（萬(wàn)）計(jì)入損失用水量w用（萬(wàn)）w來(lái)- w用(w來(lái)- w用)（萬(wàn)）計(jì)入損失的月末庫(kù)容v （萬(wàn)）棄水量c （萬(wàn)）計(jì)入損失的月末庫(kù)水位z(m)月蒸發(fā)滲漏共計(jì)+-750977 786 98.4 169.99272773911425.12.9 7.4 10 102 32 945 754 98.1 210512171171911321.12.4 7.2 10 131 26 919 728 97.9 316435252461810828.23.1 6.2 9 361 197 722 531 96.1 428044635744198.8

22、33.63.3 4.4 8 454 174 0 357 94.3 564358841238593.941.73.9 3.8 8 596 47 47 404 94.8 671313499170211241.24.6 7.0 12 146 567 614 971 99.9 74751071082103712753.86.8 10.4 17 124 351 965 1157 166 101.3 85142191082108213050.66.6 10.8 17 236 277 1243 1157 277 101.3 930418210821082130476.1 10.8 17 199 105 13

23、48 1157 105 101.3 1010830288898512446.15.7 9.9 16 318 209 1138 947 99.7 1155.9179765827118344.0 8.3 12 191 135 1003 812 98.6 1262.97875075811525.52.9 7.6 10 88 26 977 786 98.4 總計(jì)3494280044852.2 93.7 146 2946 1348 800 694548 548 第4章 防洪調(diào)節(jié)計(jì)算4.1、基本資料1、根據(jù)第2 章設(shè)計(jì)洪水過程線摘錄表：表14：時(shí)段0123456789101112設(shè)計(jì)洪水p=1%0154.

24、2504.6855759.7664.4569.1473.8378.5283.2187.9156.4140.7時(shí)段13141516171819202122232425設(shè)計(jì)洪水p=1%125.1109.493.878.262.546.939.343.648464442402、溢洪道設(shè)計(jì)方案初步規(guī)劃時(shí)，溢洪道寬度b為30m和40m兩個(gè)方案進(jìn)行比較。為了減少工作量，現(xiàn)只對(duì)b=40m的方案進(jìn)行計(jì)算，作為設(shè)計(jì)結(jié)果。溢洪道采用無(wú)閘門控制的實(shí)用堰。經(jīng)模型試驗(yàn)，流量系數(shù)m=0.35（m=m）堰頂高程與正常蓄水位齊平。調(diào)洪計(jì)算起調(diào)時(shí)，假設(shè)汛前水位與溢洪道堰頂高程一致。4.2 計(jì)算部分1、計(jì)算并繪制水庫(kù)的qv關(guān)系曲

25、線 q=mb,b=40m,m=0.35,m= m=1.55根據(jù)不同庫(kù)水位計(jì)算h和q，再由圖2查得相應(yīng)的v，將計(jì)算結(jié)果列于表15中，并繪制qv關(guān)系曲線，如圖3。表15： 水庫(kù)q=f(v)關(guān)系曲線計(jì)算水庫(kù)水位z（m)101.3102102.5103103.5104104.5105105.5106總庫(kù)容v1157144015001560166017601830189019802080堰上水頭h00.71.21.72.22.73.23.74.24.7下泄流量q036.3 81.5 137.4 202.3 275.1 354.9 441.3 533.7 631.7 圖3圖4單輔助曲線法表16 四丁水庫(kù)單輔助曲線計(jì)算水庫(kù)水位z（m）庫(kù)容v總（萬(wàn)）溢流堰頂以上庫(kù)容 v（萬(wàn)）（/s）下泄流量 q（/s）（/s）+（/s）101.31157000001021440283786 36.318 804 102.51500343953 81.541 994 1031560