水文實訓(xùn)模板

1、湖 南 水 利 水 電 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power綜合實訓(xùn)報告書課題名稱: 桃花水庫特征水位設(shè)計適用專業(yè)： 水利工程 班 級：12級五年高職水工一班 姓 名： 吳子龍 學(xué) 號： 201209030013 指導(dǎo)老師： 肖慧芳 教 研 室： 水 工 任務(wù)下達(dá)日期：2015年12月21日設(shè)計完成日期：2015年12月 25日水利工程系第一章 資料概述2一.流域概況2 二基本資料2第二章入庫徑流特征分析81 徑流資料審查二設(shè)計年徑流分析計算（統(tǒng)計參數(shù)計算）第三章.設(shè)計洪水分析計算11 一.徑

2、流資料審查 二.設(shè)計洪水分析計算第四章興利調(diào)節(jié)計算13 一死庫容的確定 二.各類需水量計算課程設(shè)計心得體會21第一章 資料概述一.流域概況 桃花河上游山丘區(qū)經(jīng)常發(fā)生暴雨洪水，且時有山洪爆發(fā)。下游沿河兩岸近20萬畝農(nóng)田及縣城等經(jīng)常遭受洪水的侵襲。另一方面，流域內(nèi)塘壩很少，攔蓄的地表徑流不多，農(nóng)業(yè)灌溉深感困難。為解除洪水對下游地區(qū)災(zāi)害，攔蓄地表徑流以灌溉農(nóng)田和養(yǎng)殖水產(chǎn)，擬在上游桃花河水文站附近攔河筑壩，興建水庫。據(jù)來水、用水情況，暫定調(diào)節(jié)性能為年調(diào)節(jié)。 水文水利計算的任務(wù)在于通過對實測水文資料及灌區(qū)用水要求的分析計算，提供水庫的各項特征水位和相應(yīng)的特征庫容，溢洪道尺寸，以及壩頂高程等主要參數(shù)。二.

3、基本資料（1）徑流桃花水文站以上集水面積148.5平方公里，該站有1962到1994年實測流量資料，各年年徑流資料如表1。設(shè)計年徑流按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。參照有關(guān)規(guī)定，年徑流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用P=85%。用P型適線法求相應(yīng)P=85%的設(shè)計年徑流。典型年內(nèi)分配采用年徑流與設(shè)計年徑流量相近，并對灌溉用水不利（69月來水與常年同期徑流量相比，水量偏少）年份，以下三個典型年可供選擇（1972年，1971年，1967年），見表2，最后按年水量控制同倍比放大法求設(shè)計年內(nèi)分配。(每月按30.4天計算) 表1 桃花水文站歷年年平均流量統(tǒng)計表 單位：m3/s年份196219631964196519661967

4、19681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份19731974197519761977197819791980198119821983流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10（2）洪水桃花水文站僅有14年實測洪水資料，無法直接用洪流量和洪量資料推求

5、設(shè)計洪水，但該流域有一定數(shù)目的實測暴雨資料可推求設(shè)計洪水。經(jīng)水文計算，其設(shè)計洪水成果如表3表5：（3）用水根據(jù)該灌區(qū)的作物組成和灌溉制度，分析計算得灌區(qū)不同頻率灌溉需水量見表6。（4）水量損失桃花水庫觀測資料得知，蒸發(fā)皿實測蒸發(fā)量為895mm，蒸發(fā)皿折算系數(shù)K=0.8，流域多年平均降水量= 1110mm，多年平均徑流深=600mm，蒸發(fā)量的年內(nèi)分配百分比見表11，滲漏損失量以各月蓄水量的1%計。 第二章 入庫徑流特征分析一徑流資料審查 桃花水文站以上集水面積148.5平方公里，該站有1962到1994年實測流量資料，各年年徑流資料如表1。 設(shè)計年徑流按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算：計標(biāo)準(zhǔn)。參照有關(guān)規(guī)定，年

6、徑流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用P=85%。用P型適線法求相應(yīng)P=85%的設(shè)計年徑流。典型年內(nèi)分配采用年徑流與設(shè)計年徑流量相近，并對灌溉用水不利（69月來水與常年同期徑流量相比，水量偏少）年份，以下三個典型年可供選擇（1972年，1971年，1967年），見表3，最后按年水量控制同倍比放大法求設(shè)計年內(nèi)分配。(每月按30.4天計算) 年份19621963196419651966196719681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份197319741975197619771978197919801981198219

7、83流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10表1 桃花水文站歷年年平均流量統(tǒng)計表 單位：m3/s年份月 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5

8、900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79 表2 典型年年徑流年內(nèi)分配表 單位：m3/s二設(shè)計年徑流分析計算（統(tǒng)計參數(shù)計算） 設(shè)計年徑流分析計算，必須先計算出均值、均方差，變差系數(shù)（Cv）以及偏態(tài)系數(shù)來確定Kp值，用來確定當(dāng)P=85%時的平均流量。 均值： 均方差： 變差系數(shù)： 偏態(tài)系數(shù)：Cs=2Cv表2 統(tǒng)計參數(shù)計算成果表均值CvCs/2CvKpP=85%2.14（m3/s）0.390.780.591.26三設(shè)計年徑流量年內(nèi)分配 1.代表年的選擇年份月

9、 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79 表3 典型年年徑流年內(nèi)分配表 單位：m3/s 由于當(dāng)計算P=85%時，1972年年平均徑流量（1.28m3/s）于設(shè)計流量（1.26m3/s）最為接近。所以，選擇197

10、2年為典型年(代表年)。 2.年內(nèi)分配計算成果分類項目計算各月平均流量（m3/s）1234567典型年19720.3343.493.091.571.151.260.4885%設(shè)計枯水年同倍比倍比0.990.990.990.990.990.990.99設(shè)計過程線0.333.463.061.551.141.250.42月徑流量（萬m3）86.85907.50803.49408.25299.03327.64109.21表4-1 設(shè)計年內(nèi)分配成果計算表表4-2 設(shè)計年內(nèi)分配成果計算表分類項目計算各月平均流量（m3/s）89101112 年平均全年典型年19720.6160.431.061.570.38

11、11.2815.43 85%設(shè)計枯水年同倍比倍比0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 設(shè)計過程線0.61 0.43 1.05 1.55 0.80 1.30 15.64 月徑流量（萬m3）160.18 111.81 275.63 408.25 210.62 4108.47 四成果的合理性審查 1.資料的可靠性和成果的合理性審查需要通過“三性審查”，也就是資料的可靠性審查、資料代表性分析和資料一致性計算分析。 2.資料的可靠性審查，是指樣本資料的可靠程度，從一定意義上面講也就是樣本資料是否存在著種種較大的誤差或錯誤。由于資料的不確定性和可變性，所以在統(tǒng)計分析之前，就

12、應(yīng)該對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，對測驗精度，資料整編成果等作出分析評價，如問題較大，應(yīng)該對其進(jìn)行修正。 3.資料的代表性分析，是指樣本的統(tǒng)計特性（如統(tǒng)計參數(shù)）能否很好的反映總體的統(tǒng)計特性。樣本系列的代表性好是指樣本的統(tǒng)計參數(shù)與總體的統(tǒng)計參數(shù)（x,Cv,Cs）數(shù)據(jù)相近，或者是否抽樣誤差小。但根據(jù)抽樣的誤差變化規(guī)律，一般樣本容量愈大，抽樣誤差就愈小，也就表面樣本的代表性愈高。 4.資料的一致性計算分析，是指樣本資料前后是否在同一條件下產(chǎn)生。在水文分析當(dāng)中，樣本一致性的好壞只要表現(xiàn)為人類活動對水文過程的影響上，集中體現(xiàn)在人類的活動對流域下墊面條件的改變上，對于徑流資料來說，其影響因素為氣候條件和下墊面條件，

13、一般氣候條件在短期內(nèi)不會有明顯變化，而下墊面條件在人類活動的干預(yù)下經(jīng)常會發(fā)生較大變化，從而影響徑流的形成機制，當(dāng)樣本資料的一致性受到破壞時，則應(yīng)把變化后的資料進(jìn)行合理的修正，消除人類活動的影響，還原到工程建成前的同一基礎(chǔ)上。 5成果的合理性審查，需要通過以上三個方面審查計算得出，如若滿足，則代表計算成果是合理的。第三章設(shè)計洪水分析計算一徑流資料審查 桃花水文站以上集水面積148.5平方公里，該站有1962到1994年實測流量資料，各年年徑流資料如表1。設(shè)計年徑流按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算：計標(biāo)準(zhǔn)。參照有關(guān)規(guī)定，年徑流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用P=85%。用P型適線法求相應(yīng)P=85%的設(shè)計年徑流。典型年內(nèi)分配采用年徑

14、流與設(shè)計年徑流量相近，并對灌溉用水不利（69月來水與常年同期徑流量相比，水量偏少）年份，以下三個典型年可供選擇（1972年，1971年，1967年），見表3，最后按年水量控制同倍比放大法求設(shè)計年內(nèi)分配。(每月按30.4天計算) 年份19621963196419651966196719681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份19731974197519761977197819791980198119821983流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082

15、.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10表1 桃花水文站歷年年平均流量統(tǒng)計表 單位：m3/s年份月 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.

16、007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79表3 典型年年徑流年內(nèi)分配表 單位：m3/s二設(shè)計洪水分析計算 桃花水文站僅有14年實測洪水資料，無法直接用洪流量和洪量資料推求設(shè)計洪水，但該流域有一定數(shù)目的實測暴雨資料可推求設(shè)計洪水。經(jīng)水文計算，其設(shè)計洪水成果如表5表7：表5 P=0.5%洪水過程線 單位：m3/s時段（t=4小時）012345678910P=0.5% Q（m3/s）3.651.41710.78.344.4166557975349348時段（t=4小時）1112131415161718192021P=0.5% Q（m3/s）3042

17、5316410793.285.47872666054表6 P=1%洪水過程線 單位：m3/s時段（t=4小時）012345678910P=1% Q（m3/s）3.042.814.28.926.8937.0139464813291290時段（t=4小時）1112131415161718192021P=1% Q（m3/s）25321113788.877.771.26560555045時段（t=4小時）012345678910P=2% Q（m3/s）2.637.212.37.86.032.2120.9403.5707253252.2時段（t=4小時）1112131415161718192021P=2

18、% Q（m3/s）220183.5119.177.267.661.956.552.247.843.539.1表7 P=2%洪水過程線 單位：m3/s第四章 興利調(diào)節(jié)計算一.死庫容的確定根據(jù)水庫特征，水庫庫容曲線見表9。該水庫有效運用期n=100年，在此期間的淤沙總量經(jīng)計算Vs=378*104米3，灌區(qū)的田面高程為14.35米，根據(jù)灌溉最小水頭的要求，確定水庫的最低水位為15.8米。綜合以上兩方面，結(jié)合建庫后庫內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖的要求，確定死水位Z及相應(yīng)的死庫容V死。初步擬定采用無閘門控制的開敞式溢洪道，堰頂高程為正常蓄水位，溢洪道寬度B為7.5米。溢洪道下泄流量計算公式，根據(jù)模型實驗成果，溢洪道出流流

19、量計算公式q=MBh3/2中的系數(shù)M=1.44多年平均最大風(fēng)速V為18米/秒，水面吹程D為3 公里，大壩為土壩，傾斜壩坡，其迎水面坡高tg=1/3,有漿砌石塊石護(hù)坡（K=0.77）。設(shè)計條件下的設(shè)計風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，校核條件下的設(shè)計風(fēng)速即為多年平均最大風(fēng)速。波浪爬高在設(shè)計水位情況下取0.65m。安全超高按三級土壩（級別）可查規(guī)范。風(fēng)雍水面高度e取0.008m。壩頂高程： Z壩頂= Z水位+h浪+e水庫水位Z（m）1012.416171819202122232425庫容V（104m3）0378157021802950383048605970725087501025011900面積

20、F（km2）03.24.77.57.99.710.911.314.315.716.318.7表9 桃花水庫水位Z-庫容V、面積F關(guān)系 為防止泥沙靜茹，在規(guī)劃設(shè)計水庫是，根據(jù)水庫要求的使用年限和泥沙淤積量，確定水庫的泥沙淤積庫容和淤積水位。引水管一般要求引水管下緣放在淤積水位以上1m左右，以保證引水設(shè)備和發(fā)電設(shè)備能夠安全運行，這個水深稱為管低超高。而對于引水管上緣，也要求有1-2米以上的安全水深，保證引水時不致進(jìn)入空氣，破壞水流狀態(tài)，并保證在特殊枯水年份能夠動用部分死庫容水量，此安全水深也稱為管頂超高。據(jù)上述，死水位Z死為：Z死=Z淤+管度超高+引水管外徑+管頂安全超高而對于有灌溉要求的水庫，其

21、設(shè)計死水位主要取決于灌區(qū)自流引水灌溉對引水水位的要求，在滿足上述要求意外，還要滿足有足夠水頭動力能夠?qū)鄥^(qū)實施灌溉。灌溉死水位確定計算公式： Z死=Z渠+D內(nèi)/2+H最小+iL式中：Z渠灌區(qū)干渠渠首設(shè)計控制高程，m； i、L引水管坡度和長度，m； D內(nèi)引水管內(nèi)徑，m； H最小保證輸出渠道設(shè)計流量的最小水頭，m； 由以上數(shù)據(jù)計算得出，最后確定死水位為15.8m。根據(jù)表9內(nèi)插計算得出最終死庫容為1503.78萬m3。二.各類需水量計算根據(jù)該灌區(qū)的作物組成和灌溉制度，分析計算得灌區(qū)不同頻率灌溉需水量見表10。表10 需水量表 單位：萬m3月 份567891011總 計毛綜合用水量（104米3）176

22、51679410635865342236913.水量損失計算月份123456789101112年百分比（%）3.473.896.027.739.8611.6213.8015.7910.148.015.654.03100表11 桃花水庫蒸發(fā)損失量標(biāo)準(zhǔn)年內(nèi)分配表 修建水庫前，除河道為水面蒸發(fā)外，整個庫區(qū)的其他面積都是陸面蒸發(fā)，而這部分陸面蒸發(fā)量已反映在壩址斷面處的實測年徑流資料中。建庫之后，庫區(qū)內(nèi)陸面面積變?yōu)樗畮焖娴倪@部分面積，由原來的陸面蒸發(fā)變成為水面蒸發(fā)。因水面蒸發(fā)比陸面蒸發(fā)大，故所謂水庫的蒸發(fā)損失就是指由陸面面積變成水面面積所增加的額外蒸發(fā)量，以W表示。桃花水庫觀測資料得知，蒸發(fā)皿實測蒸發(fā)

23、量為895mm，蒸發(fā)皿折算系數(shù)K=0.8，流域多年平均降水量= 1110mm，多年平均徑流深=600mm，蒸發(fā)量的年內(nèi)分配百分比見表11，滲漏損失量以各月蓄水量的1計算。 蒸發(fā)量計算公式：W=1000（E水-E陸）FvE水=KE測E陸=E=H-Y式中:W水庫的蒸發(fā)損失量，m3； E測實測水面蒸發(fā)量，mm； K蒸發(fā)器（皿）折算系數(shù)； E水水面蒸發(fā)量，mm； E陸陸地蒸發(fā)量，mm； H閉合流域多年平均年降雨量，mm； Y閉合流域多年平均年徑流深，mm； E閉合流域多年平均年陸面蒸發(fā)量，mm；表12 桃花水庫蒸發(fā)滲漏損失量計算表時段(月)W來（萬m3）W用（萬m3）損失水量（萬m3）蒸發(fā)滲漏總計18

24、6.855.254.299.532907.506.205.2811.483803.499.026.9916.014408.2515.968.2124.165299.03176.0020.988.7429.726327.64516.0024.638.6733.307109.21794.0027.807.8035.608160.181063.0026.746.2132.959111.81586.0015.924.8320.7510275.63534.009.823.6813.5011408.2522.006.153.399.5412210.625.523.999.51總計4108.473691.0

25、0173.9772.09246.06417.474.時歷列表法計算 水量平衡原理是進(jìn)行水庫興利調(diào)節(jié)計算所依據(jù)的基本原理，即某一時段內(nèi)入庫水量與出庫水量的差值等于水庫蓄水量的變化值，其公式如下：W來-W用=（Q-q）t=V=V末-V初 式中：W來、Q時段t內(nèi)的入庫水量和入庫平均流量，m3,m3/s； W用、q時段t內(nèi)的出庫水量和出庫平均流量，m3,m3/s； V時段t內(nèi)水庫蓄水變量，m3，增加為正，減小為負(fù)； V末、V初時段t末、初的水庫庫容，m3, m3； 由表-4和表-10可得知，此水庫為一次運用，即水庫在一個調(diào)節(jié)年度內(nèi)充蓄一次，泄放一次。當(dāng)余水W1大于虧水W2時，W2是唯一的虧水量，只要水

26、庫能充蓄W3的水量，就能夠保證這一年的用水需要，因此水庫的興利庫容V興=W2。184.時歷列表法計算表 表13-1 桃花水庫計入損失的年調(diào)節(jié)庫容計算(1)時段W來（萬m3）W用（萬m3）W來-W用V興棄水C'V(萬m3)F（萬m2）蒸發(fā)深度E（mm）損失水量（萬m3）+-蒸發(fā)滲漏總計1.0086.8586.85683.722144.097.347.14825.254.299.532.00907.50907.501591.222641.277.748.01346.205.2811.483.00803.49803.492394.713496.777.2712.40129.026.9916.

27、014.00408.25408.252508.00294.434102.6410.0215.923815.968.2124.165.00299.03176.00123.032508.00122.514368.2810.3320.311620.988.7429.726.00327.64516.00188.362319.644335.6110.2923.937224.638.6733.307.00109.21794.00684.791634.853899.049.7828.42827.807.8035.608.00160.181063.00902.82732.033105.238.2232.527426.746.2132.959.00111.81586.00474.19257.842416.737.6220.888415.924.8320.7510.00275.63534.00258.370.001841.725.9516.50069.823.6813.5011.00408.2522.00386.25386.251696.925.2811.6396.153.399.5412.00210.62210.62596.871995.366.658.30185.523.999.51總計4108.473691.002490.81173.9772.09246.06417.47正常蓄水位：19