某水库水文课程设计中型水库工程

1、水文课程设计一、 基本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。查广东省水文图集知：本地多年平均年径流深=1400mm；多年平均年径流深变差系数=0.35。规划水平年为十年一遇设计枯水年（设计频率p=）。对本地气象资料分析，接近十年一遇枯水年的降雨年内分配百分比见表1-1 表1-1本地区设计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、 集水区域下垫面情况集水区内主要是低山和丘陵山地；土壤为砂质粘土和粉土，渗透性中等；植物覆盖率较好，为针叶林和灌

2、木。2、工程设计标准四丁水库初步规划属中型水库工程，坝型为碾压式土坝，根据国家技术监督局与建设部联合发布的防洪标准（gb50201-94）要求：设计洪水（正常运用防洪标准）p=1%；校核洪水（非常运用防洪标准）p=0.1%。3集水区域地理参数根据1:25000地形图的量侧结果：流域面积f=42.3k；河长l=16.8km；流域平均比降j=0.0202；流域平均高程=502m。4、暴雨资料 本地区属无资料地区，查广东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本地区点暴雨统计参数项目 t(h)162472均值（mm）6212019

3、0290变差系数0.370.430.480.48二、设计年径流及年内分配（1）年径流偏态系数取=2，即=0.7，查表得=0.95（2）设计年径流深计算：=0.59×1400=826mm设计年径流总量计算：=1000f=1000×826×42.3=3494（万）（3）设计年径流年内分配（即设计枯水年水库来量）按降雨月分配比百分比进行计算，以表1-2的形式列出结果： 表1-2设计年径流年内分配计算表月份123456789101112合计降雨月分配%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 水库来水量

4、69.88104.8164.2279.5642.9712.8475.2513.6304108.355.962.893494第二章 由暴雨资料推求设计洪水计算三、 设计暴雨计算 设计点暴雨与面暴雨的计算过程如下表：表2-1：项目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、 设计洪峰流量的推求1、 产流参数查附表4广东省分

5、区产流参数表，东江中下游地区，集水面积f=42.3平方公里<1000平方公里，平均后损率=5.0毫米/小时；2、 汇流参数m的选定本水库集水面积内主要属于低山和丘陵山地，=l/=61.687<100，j=0.0202>0.01,可考虑作为山区类选用汇流参数。据此，按=61.687查附图3汇流参数m关系曲线，初定m=1.323、设计洪峰流量q的推求（1）t关系曲线（a）汇流历时估计16小时时段范围内，1-=0.45，=126.0毫米；假设五个时段=1、1.5、2、2.5、3小时，计算流量，计算过程如表3-1： 表3-1：（小时）面（毫米）（毫米/小时）×（毫米）面（毫

6、米）面/（毫米/小时）（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，假设四个洪峰流量=500、800。、1000、1200（/s），应用公式=0.278/m计算相应的汇流历时，列于表3-2： 表3-2（秒立方米）5008001000 1200（小时）2.75 2.44 2.31 2.21

7、（c）、值的确定由两条曲线的交点可求的=855/s ，=2.38h经检查值确在16小时时段范围内，估算的，正确，不用重新计算在图1中绘制两条-的的曲线：图1五、 设计洪水过程线的绘制与摘录1、 设计毛雨过程的计算推理公式法只需要计算最大24小时设计毛雨过程，由附表3-1广东省分区最大24小时设计雨型（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小时、6小时两段同频率暴雨长包短控制求设计毛雨过程2、 设计净雨过程的计算将各个时段的毛雨减去×1=5.0，即得各时段净雨其计算

8、结果列于表4： 表4时段项目123456789101112占%21.121.620.810.513.512.5占（-）%2.32.82.0 3.12.33.9设计毛雨过程（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 设计净雨过程（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 时段项目131415161718192021222324占%占（-）

9、%7.46.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.3设计毛雨过程（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 设计净雨过程（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、分段净雨的计算（1） 最大24小时内分段净雨时段毛雨面=×=126×=186.1毫米时段净雨=面-×1=186

10、.1-5.0=181.1毫米由表4可见，最大的第8时段净雨仅55.9毫米，比时段的净雨=181.1毫米少125.2毫米；不足的净雨从相邻较大时段即第7时段净雨补足，但尚差70.7毫米，继续从相邻较大时段即第9时段净雨补足，但仍差17.1毫米，继续从相邻较大时段即第10时段补足；故时段的开始时间为6时段末；而末时段则为10.7时。 前=第16时段净雨总量为5.6毫米，后=257.5-70.7=186.8毫米最大24小时净雨总量= 前+后=373.5毫米（2）最大三天内分段净雨由附表3-2广东省分区最大3天设计雨型（暴雨时段分配）表，查得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

11、配数第一天为73.5%，第三天为26.5%。3天净雨总量天=面-天×72=756.97-2.5×72=577.0毫米除最大24小时以外的其余二天净雨总量天-=577.0-373.5=203.5毫米第一天净雨总量=203.5×73.5%=149.6毫米第三天净雨总量=203.5×26.5%=53.9毫米4.主洪峰过程线的推求=855秒立米，=2.38小时=2.4小时由附表6推理公式法（1988年修订）全省综合概化洪水过程线表所列/及/，代入，计算得主洪峰过程线，并将加时段降雨开始时刻31.0时，得出绘图的对应时刻，如表5：表5/00.41.0 2.0 3.

12、0 4.0 (小时)00.962.44.87.29.6/00.11.0 0.110.040（秒立米）085.585594.0534.20相应时刻（时）3030.9632.434.837.239.65、分段单元洪水过程线的推求 前、后及第一天和第三天净雨、形成的各分段单元洪水过程线均分别概化为三角形，及其洪水总量=1000f，洪峰流量=，底宽为（+）。（为各分段净雨，即前、后、为各分段单元洪峰过程的洪量和洪峰流量；t为单元降雨历时；为主洪峰汇流历时），其计算见表6： 表6洪 峰序 号净雨起讫时 间时时降雨历时t(小时)净雨量 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 兴利调节计算1、基本资料（1）、由于灌溉和发电没在用水要求方面没有矛盾，采用灌溉用水作为水库用水量。根据该地区灌溉试验成果，经过综合分析计算，p=90%设计年的灌溉用水量如下表所示：表7 设计枯水年（p=90%）灌溉用水量成果表月份12345678910111

14、2全年用水量（万m3）92121352446588134107219182302179782800水库水位z与水库面积之间的关系见下表：表8四丁水库zf曲线表z(m)86878889909192939495969798f（万m2）0102030374863788998105109114z（m）99100101102103104105106107108109110f（万m2）119124131144156176189208229253280310（2）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侵蚀模数=140t/km2每年；=0.8；不设排水设备，取m=1

15、；（3）灌溉发电引用水管资料 根据初步计算，灌溉发电引水管外径d外=2.0m 管底超高为1.5m 管顶安全水深1.0m（4）、蒸发渗漏损失资料（a）蒸发资料：本地区属于无资料地区，有关蒸发资料主要是通过查广东省水文图集得到。查广东省多年平均降雨等值线图得：=2200mm；广东省多年平均年径流等值线图得：=1400mm；广东省多年平均水面蒸发等值线图得：=1560mm；水面蒸发器折算系数k=0.8。根据县气象部门提供的资料分析，蒸发量多年平均年内分配系数如下表：表9月份123456789101112全年蒸发月分配（%）5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.71

16、00(b) 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条件，渗漏损失按月平均蓄水量的1%计算。2、 计算部分1、 计算并绘制水库水位容积曲线表10：水库库容计算水位z（m)面积f库(万)水位差z（m）容积v（万)库容v（万)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图22、 死库容计算初步规划不设坝后式电站，死水位确定主要考虑淤积要求。v淤=0.8mm蚀ft=0.8×1×140×42.3×100=47.376（万)z淤根据淤积库容v淤查水库水位容积曲线得z淤=89.8（m）z死=89.8+1.

18、5+2+1=94.3（m）再根据水库水位容积曲线查得:v死=357（万)3、 蒸发损失计算（1） 陆面蒸发量： =-=2200-1400=800（mm）（2） 水面蒸发量： e水=ke测=0.8×1560=1248（mm）(3)水库的年蒸发损失量： e水-=1248-800=448（mm）表11：四丁水库蒸发损失计算表月份123456789101112全年蒸发月分配（%）5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.7100蒸发损失（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、 兴利调节计算（1）求不计损失时的兴利库容：v兴=1418.5-694=724.5（万）（2）求时段末蓄水库容： v= v兴+ v死=724.5+357=1081.5（万）表12：四丁水库不计损失的年调节库容计算时间月来水量w来（万）用水量w用（万）w来- w用（万）（w来- w用） （月末） （万）月末库容 v（万）弃水量c（万）备注+-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蓄满有弃水8513.6219294.61297108229593041821221419108212210108.31302193.7 1225888供水1155.9179123.1 11027651262.897815.1 1087750合计349428001418.5724.5 694694694 （3）计入损失的列表计算 兴=（w来-用）最大-=1347.6-548.1=799.5（万）v=兴+ v死=799.5+357=1156.5（万）表13：四丁水库计入损失的年调节库容计算时间来水量w来（万）用水 量w用（

21、万）月末库容 v（万）平均库容（万）平均库水面面积蒸发量e(mm)损失水量（万）计入损失用水量w用（万）w来- w用(w来- w用)（万）计入损失的月末库容v （万）弃水量c （万）计入损失的月末库水位z(m)月蒸发渗漏共计+-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 总计3494280044852.2 93.7 146 2946 1348 800 694548 548 第4章 防洪调节计算4.1、基本资料1、根据第2 章设计洪水过程线摘录表：表14：时段0123456789101112设计洪水p=1%0154.

24、2504.6855759.7664.4569.1473.8378.5283.2187.9156.4140.7时段13141516171819202122232425设计洪水p=1%125.1109.493.878.262.546.939.343.648464442402、溢洪道设计方案初步规划时，溢洪道宽度b为30m和40m两个方案进行比较。为了减少工作量，现只对b=40m的方案进行计算，作为设计结果。溢洪道采用无闸门控制的实用堰。经模型试验，流量系数m=0.35（m=m）堰顶高程与正常蓄水位齐平。调洪计算起调时，假设汛前水位与溢洪道堰顶高程一致。4.2 计算部分1、计算并绘制水库的qv关系曲

25、线 q=mb,b=40m,m=0.35,m= m=1.55根据不同库水位计算h和q，再由图2查得相应的v，将计算结果列于表15中，并绘制qv关系曲线，如图3。表15： 水库q=f(v)关系曲线计算水库水位z（m)101.3102102.5103103.5104104.5105105.5106总库容v1157144015001560166017601830189019802080堰上水头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 图3图4单辅助曲线法表16 四丁水库单辅助曲线计算水库水位z（m）库容v总（万）溢流堰顶以上库容 v（万）（/s）下泄流量 q（/s）（/s）+（/s）101.31157000001021440283786 36.318 804 102.51500343953 81.541 994 103156040