水庫水文課程設計報告書

1、指導老師：班級：學號：姓名：目錄第1章 ：設計年徑流及其年內(nèi)分配計算. 4 1.1 設計年徑流計算 . 4 1.2 年徑流年內(nèi)分配計算 . 5第2章 ：由暴雨資料推求設計洪水計算 . 5 2.1 設計暴雨計算 . 5 設計點暴雨量計算 . 6設計面暴雨量計算 . 6設計暴雨過程計算 . 62.2設計洪峰流量推求 . 7 2.2.1 產(chǎn)流參數(shù)計算 . 7 2.2.2 匯流參數(shù)確定 . 7 2.2.3設計洪峰流量的推求 . 7 2.2.4 設計洪水過程線的繪制與摘錄 . 8第3章 ：興利調(diào)節(jié)計算： 3.1水庫特性曲線的計算與繪制 . 133.1.1水庫曲線 . 143.1.2水庫曲線 . 15 3

2、.2死庫容計算 . 17 3.3不計入損失的年調(diào)節(jié)計算 . 17 3.4計入損失的年調(diào)節(jié)計算 . 20第4章 ：防洪調(diào)節(jié)計算 . 224.1繪制qv曲線 . 244.2 單輔助曲線計算及繪制 . 254.3單輔助曲線調(diào)洪過程計算 . 274.4求設計調(diào)洪庫容及設計水位 . 28第五章 設計成果 . 28 四丁水庫位于東江一條小支流上，流域面積F=42.3km2，集水區(qū)內(nèi)主要是低山和丘陵山地。根據(jù)規(guī)劃要求，它是一個以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電、并具有一定防洪效益的水庫，其總庫容大于1000萬m3小于1億m3，屬中型水庫。規(guī)劃設計的內(nèi)容主要包括設計年徑流、設計洪水、興利調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)四部分 。第一章：設計

3、年徑流及其年內(nèi)分配計算1.1設計年徑流計算基本資料 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：本地區(qū)多年平均年徑流深；多年平均年徑流深變差系數(shù)。規(guī)劃水平年為十年一遇設計枯水年（設計頻率P=90%）。對本地區(qū)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月份123456789101112全年降雨月分配（%）2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100年徑流偏態(tài)系數(shù)取，,根據(jù)P=90%時， 查表得=0.59設計年徑流深計算公式為： = 0.591400 = 826 （mm）1.2 年徑流年內(nèi)分配計算

4、設計徑流總量計算公式為： =100082642.3=3494 設計年徑流年內(nèi)分配（即設計枯水年水庫來水量）按降雨月分配百分比進行計算，用表1-2的形式列出結(jié)果。表1-2 設計年徑流年內(nèi)分配計算表月份123456789101112合計降雨月分配（%）2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水庫來水量（萬m3）70 105 164 280 643 713 475 514 304 108 56 62 3494 第二章：由暴雨資料推求設計洪水計算2.1 設計暴雨計算： 基本資料：1 校核洪水（非常運用防洪標準）P=0.2%。、2 根據(jù)1:25000地形圖的

5、量測結(jié)果：流域面積F=42.3km2；河長L=16.8 km；流域平均比降；流域平均高程。項目162472均值62120190290變差系數(shù)0.370.430.480.483 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：設計點暴雨量計算： 由資料可得：L/J=16.8/0.0202=61.68 已知校核洪水，按照表2-1所知的年最大1h、6h、24h、72h(3d)點暴雨統(tǒng)計參數(shù)變差系數(shù)查書上附表P-型理論曲線模比系數(shù)值表：可知列于表2-2中第五行,將表2-1所知的年最大1h、6h、24h、

6、72h(3d)點暴雨統(tǒng)計參數(shù)變差系數(shù)列于表2-2第三、四行。 按公式，計算P=0.2%各歷時點暴雨量，列于表2-2中第六行。 設計面暴雨量計算：（1） 按集水面積F=42.3km2查暴雨低區(qū)點面換算系數(shù)關系曲線，得各歷時的點面換算系數(shù)列于表2-2第七行。 按公式計算P=0.2%的值，列于表2-2的第八行。（2） 的估算。根據(jù)上面求得的設計雨量和本工程的集水面積，初步估計匯流歷時在時段范圍內(nèi)，按表中公式計算 。表2-2設計暴雨量計算結(jié)果表：項目、的估算（P=0.2%)162472621201902901-=lg/lg6=lg(346.2-153.4)/lg6=0.4540.370.430.480

7、.482.643.0153.353.35163.7361.8636.5971.50.9370.9570.9750.983153.4346.2620.69552.2設計洪峰流量推求 2.2.1產(chǎn)流參數(shù)計算：本工程集水區(qū)域位于內(nèi)陸分區(qū),集水面積為42.3Km,小于100Km，查廣東省分區(qū)產(chǎn)流參數(shù)表,得平均后損率，. 2.2.2匯流參數(shù)計算： 匯流參數(shù)m的確定：該集水區(qū)域?qū)儆诎肷絽^(qū)、半高山區(qū)，可內(nèi)插、略靠近山區(qū)取值。根據(jù)，查附圖所示的匯流參數(shù)關系圖可知：m=1.25 2.2.3設計洪峰流量的推求： 關系曲線。a. 匯流歷時估計在時段范圍內(nèi),已知,.假設4個時段按公式計算P=0.2%的t時段面雨量，列

8、于表2-3中的第2列。b. 以扣除相應歷時損失量，得時段凈雨量并計算凈 雨強度，分別列于表2-3中的第5、6列。c. 計算相應于t的最大流量，列于表2-3中的第7列。表2-3 水庫關系曲線計算表1153.45.05148.4148.417452210.15.010200.1100.0511763252.65.015237.679.29314287.85.020267.866.95787d. 根據(jù)表2-3中的t和相應的繪制關系曲線。 關系曲線。a. 已選定m=1.25,假設3個洪峰流量、，。應用公式:計算相應的匯流歷時，列于表2-4中的第2行。表2-45001000150020002.92.44

9、2.202.05b. 根據(jù)表2-4中的相應的，繪制出關系曲線。 畫出兩條關系曲線：、值的確定。和的兩條曲線交點的橫、縱坐標即為所求的、。由圖可知，。值確在時段范圍內(nèi)，估算的、正確，不用重新計算。 設計洪水過程線的繪制與摘錄：(1) 設計毛雨過程的計算。 查表廣東省分區(qū)最大24h設計雨型(暴雨時程分配)表,查得東江中下游設計雨 型，列于表2-5中的第1、2行。由表2-2，P=0.2%,則. 以乘以表2-5中的第1行第712時段的毛雨,列于表2-5中的第3行. 以()乘以表2-5中第2行16和1324時段的毛雨,(2) 設計凈雨過程的計算.將各個時段的毛雨減去,即得個時段凈雨,列于表2-5中第5行

10、.(3) 分段凈雨的計算:最大24h內(nèi)分段凈雨 最大時段毛雨 最大時段凈雨表2-5水庫最大24h分段凈雨量計算表項目時段12345678910111213占21.121.620.810.513.512.5占2.32.82.03.12.33.97.4設計凈雨過程（mm)6.37.685.58.56.310.77274.787236.446.743.320.35555555555555設計凈雨過程1.32.680.53.51.35.76769.786731.441.738.315.314151617181920212223246.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.318

11、.6620.825.233.723.819.516.716.213.112.19.05555555555513.6615.820.228.718.814.511.711.28.17.14 由表2-5可知：最大的第8時段凈雨僅為69.78mm，比最大的時段的凈雨少146.48mm。不足的凈雨從相鄰的第7、9段補足，但第7、9段加起來為134mm，還差12.48mm，繼續(xù)從相鄰較大時段，即第10段凈雨補足。則時段的開始時刻在第7時段初，終止時間則為自7時段之初以后的小時，即8.4小時。最大時段時段之前的凈雨量為16時段的凈雨總量，最大時段時段之后的凈雨量為1124時段的凈雨總量. 則P=0.2%

12、第16時段凈雨總量=14.98(mm)，=266.8(mm) 最大24小時凈雨總量=+=14.98+216.26+266.8=498.03(mm)（4）最大3天內(nèi)分段凈雨 查廣東省分區(qū)最大3天設計雨型（暴雨時段分配）表，東江中下游設計 雨型，除最大24小時以外的其余二天各天的總分配數(shù)第一天為73.5%，第三天為26.5%。本工程屬于內(nèi)陸分區(qū)，集水面積，查廣東省分區(qū)產(chǎn)流參數(shù)表可知： 最大3d凈雨總量 除最大24h以外的其余2d凈雨量 第一天凈雨總量第三天凈雨總量（5）主洪峰過程線的推求。 由查廣東省主峰綜合概化洪水過程線表所列及，代入前面已求的，計算的主峰過程線，并將加最大時段降雨開始時刻24+

13、6=30時，得出繪圖的對應時刻，由表2-6所示：表2-600.41.02.03.04.000.922.34.66.99.200.11.00.110.0400102.51025112.75410相應時刻(h）3030.9233.2237.8244.7253.92（6）分段單元洪水過程線的推求。 、以及第一天和第三天凈雨量、形成的各分段單元洪水過程線均分別概化為三角形，其洪水總量，洪峰流量，底寬為。其計算見表2-7:表2-7洪峰序號降雨起訖時間降雨歷時t(h)凈雨量(mm)單元洪水總量單元洪峰歷時單元洪峰流量單元洪水過程線起訖時間起始鋒頂終止1（第一天）02424203.57861.126.418

14、1.202426.42()2430614.9863.368.840243035.83()304818266.81128.620.4307.3304851.24(第三天)48722473.4310.4826.465.33487275.2（6）設計洪水過程線的繪制： 主洪峰放在時段的終點；主洪峰前的各時段洪峰及放在分段降雨的終點；主洪峰后的各時段洪峰及放在分段降雨開始后的時段終點；見表2-7。將主洪峰過程線及分段單元洪水過程線點繪于相應位置，然后疊加得整個洪水過程線。洪水過程線如下所示：（8) 設計洪水過程線的摘錄。 根據(jù)水庫集水面積，查廣東省不同集水面積適宜計算段表，得適宜計算時段。在洪水過程線

15、上自主洪峰流量發(fā)生時刻向前、向后按間隔摘錄流量，以供調(diào)洪演算之用。（即，摘錄24h洪水流量過程，將設計洪水過程線修勻，將每個交點的縱坐標的值讀出來，并向上疊加，以第12h為最大，依次向前12h、向后12h讀出數(shù)據(jù)，,再分別間隔1h讀出相應的數(shù)據(jù)，最后列表2-8摘錄）。列表2-8摘錄如下：（P=0.2%）時段01234567891011013514915913090101522270720100212131415161718192021222324102599897080062050541024018516614312498第三章：興利調(diào)節(jié)計算3.1水庫特性曲線的計算與繪制： 基本資料：1 四丁

16、水庫是一個以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電并具有一定防洪效益的中型水庫。規(guī)劃水平年為十年一遇設計枯水年（設計頻率P=90%）。2 水庫來水量見 ：表1-2 設計年徑流年內(nèi)分配計算表月份123456789101112合計降雨月分配（%）2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水庫來水量（萬m3）70 105 164 280 643 713 475 514 304 108 56 62 3494 3 水庫用水量分析：（P=90%設計年的灌溉用水量）由下表3-1所示：月份123456789101112合計用水量92121352446588134107219182302

17、1797828004 水庫資料：1、 水庫特征曲線 根據(jù)四丁水庫庫區(qū)1:10000地形圖進行量測計算，水庫水位Z與水庫面積F之間的關系見表3-2：表3-2 四丁水庫ZF曲線表Z（m）86878889909192939495969798F（）0102030374863788998105109114Z（m）99100101102103104105106107108109110F（）119124131144156176189208229253280310 泥沙資料：設計使用年限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年侵蝕模數(shù)，=140， ，不設排沙設備，取m=1。 灌溉發(fā)電

18、引水管資料：根據(jù)初步計算，灌溉發(fā)電引水管外徑；管底 超高為1.5；管頂安全水深1.0。蒸發(fā)滲漏損失資料： 蒸發(fā)資料本地區(qū)屬無資料地區(qū)，有關蒸發(fā)損失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：；查廣東省多年平均徑流等值線圖得：；查廣東省多年平均水面蒸發(fā)等值線圖得：； 水面蒸發(fā)器折算系數(shù)。 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)如表3-3：表3-3 蒸發(fā)量多年平均年內(nèi)分配月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配（%）5.64.76.37.59.39.212.011.310.510.37.65.7100 滲漏資料：根據(jù)庫區(qū)水文地質(zhì)條件分析，該水庫屬于

19、中等水文地質(zhì)條件，滲漏損失按月平均蓄水量的1%計算。3.1.1水庫曲線：（采用表3-2中的數(shù)據(jù)繪制）3.1.2水庫曲線： 繪制方法：（1、按水庫水位面積曲線中的水位分層，得相應的水面面積；2、自庫底向上逐層計算各相鄰水位的容積；3、將由庫底自下而上依次逐層累加，即得各級水位下的容積V；4、以水位Z為縱坐標，相應的容積V為橫坐標，點繪ZV關系點據(jù)，并連成光滑曲線，即得水庫水位容積關系曲線。） 水庫水位容積關系曲線相鄰高程之間的部分容積可按下面公式計算： （為相鄰高程間的容積，單位), （ 、為相鄰的上下水位的庫容面積，單位） （為高程間隔，單位m)列表3-4如下： 水位面積水位差容積庫容8600

20、87101668820116228930125.647.6903713481.69148142123.69263156179.69378172251.69489183.5335.19598193.5458.6961051102530.6971091110640.6981141112752.6991191117.5870.11001241122992.110113111291121.11021441137.51258.610315611501408.610417611651573.610518911841757.610620812001957.610722912202177.6108253124

21、22419.61092801266.52686.111031012952981.1 利用表3-4的數(shù)據(jù)Z數(shù)據(jù)繪制出關系曲線：3.2死庫容計算：a. 計算公式： =萬根據(jù)淤積庫容= 查水庫水位Z容積V曲線求得=89.05 ，b. 死水位計算公式（結(jié)果保留一位小數(shù)）c. = +管底超高+引水管外徑+管頂安全水深=89.05+1.5+2+1=93.55 d. 確定死水位： 已知=93.55m,查ZV曲線,可知：V=297.1，大于，該水庫對無作用，故選用=93.55，相應的=297.1 。3.3不計入損失的年調(diào)節(jié)計算：e. 將表1-2中的水庫來水量列于表3-5第2欄，將表3-1中的水庫用水量列于表3

22、-5第3欄；f. 比較來水量和用水量，即，其差值得為正時為余水量列于表3-5第4欄，為負時為虧水量列于表3-5第5欄；g. 求調(diào)節(jié)年的總來水量、總用水量、總余水量。第2、3欄的總和相減的得總余水量，即；h. 求時段累計虧水量：從4、5欄比較來看，應放在4月末（5月初），此時水庫蓄水量為0（空庫），按式順時序累計天于表3-5中第6欄，至4月下旬余水量應為694萬，否則計算有誤。i. 求不計損失時的興利庫容。本工程屬于多次運用，應按，第6欄最大值為1419萬，即=1419-694=725萬。j. 求時段末蓄水庫容：已知=297.1 ，=725萬。則最大時段末蓄水庫容為+=725+297.1=102

23、2.1，由4月末=297.1 起算，可以采用蓄后棄的方式，則按公式順時序計算，并以1022.1為控制數(shù)，若大于1022.1，多余水量作為棄水量，其計算結(jié)果填于表3-5第欄和欄。以總棄水量C=694校核。列表3-5如下所示：時間來水量用水量月旬末庫容棄水量說明123456789+1086690.117092221064667.1供水2105121161048651.13164352188860463.14280446166694297.156435885555352.1蓄滿有棄水6713134579634931747510736810021022.1277851421929512971022.1

24、295930418212214191022.1122101083011931226829.1供水11561791231103706.1126278161086690.1合計349428001419725694（694）（694）3.4計入損失的年調(diào)節(jié)計算：1) 不計損失近似求各時段的蓄水庫容。計算內(nèi)容取表3-1中第1、2、3、7各欄數(shù)據(jù)，分別填入表3-7中的第1、2、3、4欄。2) 表3-7中第 5欄為第4欄時段始末的平均庫容。根據(jù)平均庫容在ZV曲線中查出水位Z值，再由水位Z查出平均庫容相應的水面面積，填入第6欄。3) 計算水庫損失量。蒸發(fā)表抄自表3-3填于表3-7中的第7欄，（即用的值分別乘

25、以表3-3的月?lián)p失百分比得出每月的蒸發(fā)損失。 蒸發(fā)損失計算：陸面蒸發(fā)量： 水面蒸發(fā)量： 時段蒸發(fā)損失量的計算公式為： 為每月庫容的均值，計算式為： 列表3-6計算時段蒸發(fā)損失量表3-6月份123456789101112全年損失百分比（%）5.64.76.37.59.39.212.011.310.510.37.65.7100448448448448448448448448448448448448448（）111 110 106 93 87 109 123 126 126 121 115 112 蒸發(fā)損失量（）3 2 3 3 4 4 7 6 6 6 4 3 51 將蒸發(fā)損失量列于表3-7第8欄；滲

26、漏損失量為表3-7中的第5欄計算，列于表3-7中第9欄； 表3-7中的第10欄為第8、9欄相加；4) 計入水庫損失量求興利庫容。表3-7中的第11欄為第3、10欄相加；計算，即表3-7中的第2欄減去第11欄，將結(jié)果正值填于第12欄，負值填于第13欄；5) 由第12、13欄對比來看屬于多次運用，起調(diào)時間為4月末，由0開始順時序計算，經(jīng)過一年又回到4月末，見第14欄，余水量c為 ；故興利庫容：。6) 計入損失后月（旬）末庫容。從4月末起調(diào)，填入第15欄，以為最大庫容控制值，超過此值作棄水處理，余水在7、8、9月棄掉，7) 正常蓄水位的確定。在供水期初水庫水利庫容蓄滿，由，在ZV曲線上查得正常蓄水位

27、=101.5，=297.1查出由查出水庫消落深度為101.5-93.55=7.95m。表3-7四丁水庫計入損失的年調(diào)節(jié)庫容計算如下：時間來水量用水量月末庫容V平均庫容平均庫水面面積蒸發(fā)量E（mm）損失水量計入損失用水量計入損失的月末庫容棄水量計入損失的月末庫水位Z(m)蒸發(fā)滲漏共計+-1234567891011121314151617690.1982.8722.917092667.1678.611225.136.789.78101.831.8951691.197.52105121651.1659.1110.52126.598.59129.624.6926.4666.597.3316435246

28、3.1557.110628.235.578.57360.6196.6729.8469.995.54280446297.1380.19433.633.806.8452.8172.8557(0)297.193.65643588352.1324.68841.6743.257.25595.347.747.2326.394.36713134931641.55109.541.246.4210.4144.4568.6615.8894.999.574751071022.1976.55123.553.7679.7616.7123.7351.3967.11091.8154.4101.585142191022.11

29、022.112750.6610.216.2235.2278.81245.91091.8278.8101.593041821022.11022.112746.1610.216.2198.2105.81351.71091.8105.8101.510108301829.1925.6121.546.169.2515.2316.2208.21143.5883.699.21156179706.1767.75114.53447.6811.7190.7134.71008.8748.998126278690.1698.111325.536.98108826982.8722.997.8合計349428004485

30、186.5137.51352795539557第四章：防洪調(diào)節(jié)計算基本資料：1、設計洪水和校核洪水：見第2章由暴雨資料推求設計洪水計算結(jié)果。 2、溢洪道設計方案：對B=40m的方案進行計算，作為設計結(jié)果。 溢洪道采用無閘門控制的實用堰。流量系數(shù)m=0.35 ，堰頂高程與正常蓄水位齊平。調(diào)洪計算起調(diào)時，假設汛前水位與溢洪道堰頂高程一致。4.1繪制qv曲線：繪制qv曲線：寬頂堰其泄放流量公式： 根據(jù)不同庫水位計算與，再由ZV曲線圖查得相應的V列于表4-1，（將表3-4中的第1欄和最后一欄中的部分數(shù)據(jù)抄在表4-1的第1、2行）：表4-1水庫水101.5102103104105106107108109

31、110111總庫容992.11121.11258.61408.61573.61757.61957.62177.62419.62686.62981.5堰上水頭00.51.52.53.54.55.56.57.58.59.5下泄流量021.9113.9245405.9591.8799.71027.41273.41536.41815.4用表4-1中的數(shù)據(jù)畫出qv曲線：4.2 單輔助曲線計算及繪制 :（即：曲線）原理：水量平衡方程： 其中（平均流量為時段末入庫流量，由洪水過程線摘得，為1h=3600s）。 將表4-1中的第1、2、4行的數(shù)據(jù)抄在表4-2中的第1、2、5列。將表2-8部分數(shù)據(jù)抄在表4-2中的第4列。將堰流堰頂以上庫容由下一庫容減去上一庫容（第二個堰頂以上庫容即）依次類推,填于第3列。將第3列中的數(shù)據(jù)分別除以為1h=3600s，即得第4列。將第5列中的數(shù)據(jù)分別除以2即得第6列。將第4、6列的數(shù)據(jù)分別相加即得第7列。列表4-1單輔助曲線計算如下：水庫水位Z(m)庫容溢流堰頂以上庫容V下泄流量q101.5992.1000001021121.1129358.321.910.95369.251031258.6137.5382113.956.95438.951041408.6150417245122.5539.51051573.6165458.3405.9202.95