某水庫水文課程設(shè)計中型水庫工程

1、水文課程設(shè)計一、 基本資料四丁水庫所在河流沒有水文站，屬缺乏實測水文資料地區(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)計枯水年（設(shè)計頻率p=）。對本地氣象資料分析，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)計標(biāo)準(zhǔn)四丁水庫初步規(guī)劃屬中型水庫工程，壩型為碾壓式土壩，根據(jù)國家技術(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)計洪水（正常運用防洪標(biāo)準(zhǔn)）p=1%；校核洪水（非常運用防洪標(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)屬無資料地區(qū)，查廣東省水文圖集得年最大1h、6h、24h、72h(3d)點暴雨統(tǒng)計參數(shù)（均值、變差系數(shù)）如表2-1所示： 表2-1本地區(qū)點暴雨統(tǒng)計參數(shù)項目 t(h)162472均值（mm）6212019

3、0290變差系數(shù)0.370.430.480.48二、設(shè)計年徑流及年內(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)計年徑流深計算：=0.59×1400=826mm設(shè)計年徑流總量計算：=1000f=1000×826×42.3=3494（萬）（3）設(shè)計年徑流年內(nèi)分配（即設(shè)計枯水年水庫來量）按降雨月分配比百分比進行計算，以表1-2的形式列出結(jié)果： 表1-2設(shè)計年徑流年內(nèi)分配計算表月份123456789101112合計降雨月分配%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 水庫來水量

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)計洪水計算三、 設(shè)計暴雨計算 設(shè)計點暴雨與面暴雨的計算過程如下表：表2-1：項目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；2、 匯流參數(shù)m的選定本水庫集水面積內(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)計洪峰流量q的推求（1）t關(guān)系曲線（a）匯流歷時估計16小時時段范圍內(nèi)，1-=0.45，=126.0毫米；假設(shè)五個時段=1、1.5、2、2.5、3小時，計算流量，計算過程如表3-1： 表3-1：（小時）面（毫米）（毫米/小時）×（毫米）面（毫

6、米）面/（毫米/小時）（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)四個洪峰流量=500、800。、1000、1200（/s），應(yīng)用公式=0.278/m計算相應(yīng)的匯流歷時，列于表3-2： 表3-2（秒立方米）5008001000 1200（小時）2.75 2.44 2.31 2.21

7、（c）、值的確定由兩條曲線的交點可求的=855/s ，=2.38h經(jīng)檢查值確在16小時時段范圍內(nèi)，估算的，正確，不用重新計算在圖1中繪制兩條-的的曲線：圖1五、 設(shè)計洪水過程線的繪制與摘錄1、 設(shè)計毛雨過程的計算推理公式法只需要計算最大24小時設(shè)計毛雨過程，由附表3-1廣東省分區(qū)最大24小時設(shè)計雨型（暴雨時程分配）表，查得東江中下游設(shè)計雨型，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、6小時兩段同頻率暴雨長包短控制求設(shè)計毛雨過程2、 設(shè)計凈雨過程的計算將各個時段的毛雨減去×1=5.0，即得各時段凈雨其計算

8、結(jié)果列于表4： 表4時段項目123456789101112占%21.121.620.810.513.512.5占（-）%2.32.82.0 3.12.33.9設(shè)計毛雨過程（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 時段項目131415161718192021222324占%占（-）

9、%7.46.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.3設(shè)計毛雨過程（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、分段凈雨的計算（1） 最大24小時內(nèi)分段凈雨時段毛雨面=×=126×=186.1毫米時段凈雨=面-×1=186

10、.1-5.0=181.1毫米由表4可見，最大的第8時段凈雨僅55.9毫米，比時段的凈雨=181.1毫米少125.2毫米；不足的凈雨從相鄰較大時段即第7時段凈雨補足，但尚差70.7毫米，繼續(xù)從相鄰較大時段即第9時段凈雨補足，但仍差17.1毫米，繼續(xù)從相鄰較大時段即第10時段補足；故時段的開始時間為6時段末；而末時段則為10.7時。 前=第16時段凈雨總量為5.6毫米，后=257.5-70.7=186.8毫米最大24小時凈雨總量= 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)計雨型（暴雨時段分配）表，查得東江中下游設(shè)計雨型，除最大24小時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=2.4小時由附表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，計算得主洪峰過程線，并將加時段降雨開始時刻31.0時，得出繪圖的對應(yīng)時刻，如表5：表5/00.41.0 2.0 3.

12、0 4.0 (小時)00.962.44.87.29.6/00.11.0 0.110.040（秒立米）085.585594.0534.20相應(yīng)時刻（時）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；為主洪峰匯流歷時），其計算見表6： 表6洪 峰序 號凈雨起訖時 間時時降雨歷時t(小時)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用水量。根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗成果，經(jīng)過綜合分析計算，p=90%設(shè)計年的灌溉用水量如下表所示：表7 設(shè)計枯水年（p=90%）灌溉用水量成果表月份12345678910111

14、2全年用水量（萬m3）92121352446588134107219182302179782800水庫水位z與水庫面積之間的關(guān)系見下表：表8四丁水庫zf曲線表z(m)86878889909192939495969798f（萬m2）0102030374863788998105109114z（m）99100101102103104105106107108109110f（萬m2）119124131144156176189208229253280310（2）泥沙資料設(shè)計使用年限t=100年；本地區(qū)無實測泥沙資料，經(jīng)地區(qū)性分析計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)庫區(qū)水文地質(zhì)條件分析，該水庫屬于中等水文條件，滲漏損失按月平均蓄水量的1%計算。2、 計算部分1、 計算并繪制水庫水位容積曲線表10：水庫庫容計算水位z（m)面積f庫(萬)水位差z（m）容積v（萬)庫容v（萬)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、 死庫容計算初步規(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)z淤根據(jù)淤積庫容v淤查水庫水位容積曲線得z淤=89.8（m）z死=89.8+1.

18、5+2+1=94.3（m）再根據(jù)水庫水位容積曲線查得:v死=357（萬)3、 蒸發(fā)損失計算（1） 陸面蒸發(fā)量： =-=2200-1400=800（mm）（2） 水面蒸發(fā)量： e水=ke測=0.8×1560=1248（mm）(3)水庫的年蒸發(fā)損失量： e水-=1248-800=448（mm）表11：四丁水庫蒸發(fā)損失計算表月份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)計算（1）求不計損失時的興利庫容：v興=1418.5-694=724.5（萬）（2）求時段末蓄水庫容： v= v興+ v死=724.5+357=1081.5（萬）表12：四丁水庫不計損失的年調(diào)節(jié)庫容計算時間月來水量w來（萬）用水量w用（萬）w來- w用（萬）（w來- w用） （月末） （萬）月末庫容 v（萬）棄水量c（萬）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349428001418.5724.5 694694694 （3）計入損失的列表計算 興=（w來-用）最大-=1347.6-548.1=799.5（萬）v=興+ v死=799.5+357=1156.5（萬）表13：四丁水庫計入損失的年調(diào)節(jié)庫容計算時間來水量w來（萬）用水 量w用（

21、萬）月末庫容 v（萬）平均庫容（萬）平均庫水面面積蒸發(fā)量e(mm)損失水量（萬）計入損失用水量w用（萬）w來- w用(w來- w用)（萬）計入損失的月末庫容v （萬）棄水量c （萬）計入損失的月末庫水位z(m)月蒸發(fā)滲漏共計+-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3494280044852.2 93.7 146 2946 1348 800 694548 548 第4章 防洪調(diào)節(jié)計算4.1、基本資料1、根據(jù)第2 章設(shè)計洪水過程線摘錄表：表14：時段0123456789101112設(shè)計洪水p=1%0154.

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

25、線 q=mb,b=40m,m=0.35,m= m=1.55根據(jù)不同庫水位計算h和q，再由圖2查得相應(yīng)的v，將計算結(jié)果列于表15中，并繪制qv關(guān)系曲線，如圖3。表15： 水庫q=f(v)關(guān)系曲線計算水庫水位z（m)101.3102102.5103103.5104104.5105105.5106總庫容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 四丁水庫單輔助曲線計算水庫水位z（m）庫容v總（萬）溢流堰頂以上庫容 v（萬）（/s）下泄流量 q（/s）（/s）+（/s）101.31157000001021440283786 36.318 804 102.51500343953 81.541 994 1031560