水库水文课程设计报告书

1、水利轟计算指导老师： 班级：学号：姓名:目录第一章：设计年径流及其年内分配计算设计年径流计年径流年内分配计算第二章：由暴雨资料推求设计洪水计算 5设计暴雨计算 5设计点暴雨量计算 设计面暴雨量计算 设计暴雨过程计算 6设计洪峰求 7 产流参数计 7汇流参数确定 7设计洪峰流量 Qm 的推求 7设计洪水过程线的绘制与摘录 8第三章：兴利调节计算：水库特性曲线的计算与绘制 . 13水库ZF曲线 14水库Z V曲线 15死库容计算 17不计入损失的年调节计算 17计入损失的年调节计电第四章：防洪调节计算 22绘制qZ-XZv曲线 . 24单辅助曲线计算及绘制 . 25单辅助调洪过程计算 27求设计调

2、洪库容及设计水 位 28第五章果 设计成四丁水库位于东江一条小支流上，流域面积 F二，集水区内主要是低山和丘陵山地。根据规划要求，它是一个以灌溉为主、结合发电、并具有一定防洪效益的水库，其总库容大于1000万m3小于1亿用，属中型水库。规划设计的内容主要包括设计年径流、设计洪水、兴利调节和洪水调节四部分第一章：设计年径流及其年内分配计算设计年径流计算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：本地区多年平均年径流深 y 1400mm ;多年平均年径流深变差系 数Cv 0.35。规划水平年为十年一遇设计枯水年（设计频率P=90%。对本地区气象资料分析，接近十年

3、一遇枯水年的降雨年内分配百分比见表1-1。表1-1月份123456789101112全年降雨月分配（%100年径流偏态系数取，根据P=90%t查表得二设计年径流深计算公式为：二X 1400 = 826 （mm年径流年内分配计算设计径流总量计算公式为：=1000 X826X=3494设计年径流年内分配（即设计枯水年水库来水量）按降雨月分配百分比进行 计算，用表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(%100水库来水量(万m37010516428064371347551430410856623494第二章：由暴雨资料推求设计洪水计算设

4、计暴雨计算：基本资料： 校核洪水(非常运用防洪标准)p=%、 根据1:25000地形图的量测结果：流域面积 F二；河长L= km;流域 平均比降；流域平均高程、 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 :项目t(h)162472均值Ht(mm)62120190290变差系数Cv设计点暴雨量计算：1 1由资料可得： L/J 3=3 =已知校核洪水p 0.2% , Cs 0.35Cv，按照表2-1所知的年最大1h、6h、24h、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数G查书上附表P-山型理论曲线

5、模 比系数Kp值表：可知Kp列于表2-2中第五行,将表2-1所知的年最大1h、6h、24h、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数 G列于表2-2第三、四行、按公式也卩Ht心,计算P=%各历时点暴雨量Htp ,列于表2-2中第六行、 设计面暴雨量计算：(1) 按集水面积F二查暴雨低区点面换算系数attF关系曲线，得各历 时的点面换算系数t列于表2-2第七行。按公式htp面Htp at计算P二勺Ktp值，列于表2-2的第八行。(2) np Sp的估算。根据上面求得的设计雨量和本工程的集水面积，初 步估计汇流历时 在16h时段范围内，按表中公式计算np Sp。表2-2设计暴雨量计算结果表:项目t(h

6、)np、Sp 的估算(P=%)162472H t621201902901- np(1 6) =lg ©(血卩面/H3p面)/Ig6=lgSpH1 p面 153.4CvKtpHtpatH tp面设计洪峰流量推求产流参数计算：本工程集水区域位于 内陆分区，集水面积为2,小于100Km2，查广东省分区 产流参数表，得平均后损率f 24 5.0(mm/h)， f 3d 2.5(mm/h).汇流参数计算：汇流参数m的确定：该集水区域属于半山区、半高山区，可内插、略靠 近山区取值。根据61.68，查附图所示的汇流参数m关系图可知：m=设计洪峰流量Qm的推求:Qm t关系曲线a. 汇流历时 估计在

7、16h时段范围内，已知1 np(1 6) 0.454, Sp 153.4mm. 假设4个时段t 0.5h,1.0h,1.5h,2.0h,按公式H tp面 Spt1 np(16)计算P二勺t时段面雨量 htp面，列于表2-3中的第2列。b. 以Htp面扣除相应历时损失量f24t，得时段净雨量htp面Htp面f24t，并计算净 雨强度htp面/t，分别列于表2-3中的第5、6列。c. 计算相应于t的最大流量Qm 0.278Fht/t，列于表2-3中的第7列。表2-3水库Qm 关系曲线计算表t(h)Htp 面(mm)f (mm/ h)f t(mm)htp 面(mm)hp面/t(mn/h)Qm1517

8、452101176315931420787d.根据表2-3中的t和相应的Qm绘制Qm关系曲线Qm关系曲线。a.已选定 m二，61.68，假设 3 个洪峰流量 Qm 2000m3 / s、Qm 1500m3/ s、Qm 1000m3/s，Qm 500m3 / s。应用公式：咎。笔 计算相应的汇流 mJ3QmmQm历时，列于表2-4中的第2行表2-4Qm(m3/s)500100015002000(h)b.根据表2-4中的Qm相应的，绘制出Qm关系曲线画出两条关系曲线：Qm、值的确定。Qmt和Qm的两条曲线交点的横、纵坐标即为所求的 Qm、 。由图可知Qm 1025m3/s,2.3h。 值确在1 6

9、h时段范围内，估算的n、Sp 正确，不用重新计算。设计洪水过程线的绘制与摘录：(1) 设计毛雨过程的计算。查表广东省分区最大 24h 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 2-5 中 的 第 1 、 2 行 。 由 表 2-2 ，P=%,H6p面 346.2mm,出4卩面 620.6mm,则 lp面 H6p面 620.6 346.2 274.4mm.以H6p面乘以表2-5中的第1行第712时段的毛雨，列于表2-5中的第3行.以 (H24P面Hep面)乘以表2-5中第2行16和1324时段的毛雨，(2) 设计净雨过程的计算 .将各个时段的毛雨减去f24 1

10、 5 1 5mm,即得个时段净雨，列于表2-5中第5 行.(3) 分段净雨的计算 :最大 24h 内分段净雨最大 时段毛雨 Hp Sp 1 np(1 6) 153.4 2.40.454 228.26(mm)216.26(mm)最大时段净雨h Hp面-f228.26 5 2.4表2-5水库最大24h分段净雨量计算表项目时段12345678910111213占H6%占(H24H6)%设计净雨过程 （mm）7272f 1( mm)5555555555555设计净雨过程67671415161718192021222324555555555554由表2-5可知：最大的第 8时段净雨仅为，比最大的时段的净

11、雨h 216.26mm少。不足的净雨从相邻的第7、9段补足，但第7、9段加起来为 134mm还差，继续从相邻较大时段，即第10段净雨补足。则 时段的开始时 刻在第7时段初，终止时间则为自7时段之初以后的 小时，即小时。最大时 段 时段之前的净雨量为16时段的净雨总量，最大时段 时段之后的净雨量 为1124时段的净雨总量.则P=% h前 第16时段净雨总量=(mm), h后=(mm)最大24小时净雨总量h24二h前+h +h后=+=(mm)(4) 最大3天内分段净雨查广东省分区最大3天设计雨型(暴雨时段分配)表，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配数第一天为 %第三天

12、为% 本工程属于内陆分区，集水面积F 100Km2，查广东省分区产流参数表可知：f3d 2.5(mm/h)最大 3d 净雨总量 h3d H3dp面-f3d 72955 2.5 72775(mm)除最大24h以外的其余2d净雨量h3d h24 775 498.03 276.97(mm)第一天净雨总量h第一天 276.97 73.5%203.57( mm)第三天净雨总量h第三天 276.97 26.5%73.4( mm)(5) 主洪峰过程线的推求。由查广东省主峰综合概化洪水过程线表所列ti/及Qi/Qm，代入前面已求的Qm 1025m3/s ,2.3h，计算的主峰过程线，并将 屯加最大 时段降雨开

13、始时刻24+6=30时，得出绘图的对应时刻，由表 2-6所示:表2-6ti/0ti(h)0Qi / Qm00Qi(m3/s)01025410相应时刻(h )30（6 ）分段单元洪水过程线的推求。h前、h后以及第一天和第三天净雨量h第一天、h第二天形成的各分段单元洪 水过程线均分别概化为三角形，其洪水总量Wi 1000 hi F ，洪峰流量 Qmi 2Wt 3600，底宽为t。其计算见表2-7：表2-7洪峰序号降雨起讫时间降 雨 历 时 t（h）净雨量hi (mm)单元洪水 总量Wi（104m3）单元 洪峰 历时t （ h）单元洪峰 流量Qm（m3/s）单兀洪水过程线起讫时间起始锋顶终止1 （第

14、一天）024240242（前）243064024303（后）30481830484（第三天）4872244872（6）设计洪水过程线的绘制：主洪峰放在 时段的终点；主洪峰前的各时段洪峰。叶及Qm前放在分段降雨 的终点；主洪峰后的各时段洪峰Qm后及三放在分段降雨开始后的 时段终点; 见表2-7。将主洪峰过程线及分段单元洪水过程线点绘于相应位置， 然后叠加 得整个洪水过程线。洪水过程线如下所示：（8）设计洪水过程线的摘录。根据水库集水面积42.3Km2，查广东省不同集水面积适宜计算段t表，得适宜计算时段t 1h。在洪水过程线上自主洪峰流量发生时刻向前、向后按t 1h间隔摘录流量，以供调洪演算之用。

15、（即Qo 0m3/s，摘录24h洪水流量过程， 将设计洪水过程线修匀，将每个交点的纵坐标的值Q读出来，并向上叠加，以第12h为最大Q ,依次向前12h、向后12h读出数据，再分别间隔1h读出 相应的数据，最后列表2-8摘录）。列表2-8摘录如下：（P=%时段01234567891011Q(m3/s)013514915913090101522270720100212131415161718192021222324102599897080062050541024018516614312498第三章：兴利调节计算水库特性曲线的计算与绘制：基本资料： 四丁水库是一个以灌溉为主、结合发电并具有一定防洪效

16、益的中型 水库。规划水平年为十年一遇设计枯水年（设计频率 P=90%。 水库来水量见：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（%100水库来水量（万m37010516428064371347551430410856623494 水库用水量分析：（P=90%设计年的灌溉用水量）由下表 3-1所示:月份123456789101112合计用水量W用 （万 m3）92121352446588134107219182302179782800 水库资料：1、水库特征曲线根据四丁水库库区1:10000地形图进行量测计算，水库水位 Z与水库面积F之间的关系见表3-2

17、:表3-2四丁水库ZF曲线表z（ m86878889909192939495969798F（万m2）0102030374863788998105109114z（ m99100101102103104105106107108109110F（万m2）119124131144156176189208229253280310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年侵蚀模数,0.8，不设排沙设备，取m=11M 蚀=14°t/km2?a , C1 P）r灌溉发电引水管资料：根据初步计算，灌溉发电引水管外径D外2.0m;管底超高为m ;管顶安全水深m蒸

18、发渗漏损失资料:蒸发资料本地区属无资料地区，有关蒸发损失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:x 2200mm ；查广东省多年平均径流等值线图得：y 1400mm;查广东省多年平均水面蒸发等值线图得:E测156®nm；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表3-3 :表3-3蒸发量多年平均年内分配月份123456789101112全年蒸发月分配（%100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地质条件，渗漏损失按月平均蓄水量的1%+算。水库zF曲线：（采用表3-2中的数据绘制）水库ZV曲线：

19、绘制方法：（1、按水库水位一面积曲线中的水位分层， 得相应的水面面积；2、自库底向上逐层计算各相邻水位的容积Vi ； 3、将Vi由库底自下而上依次逐层累加，即得各级水位下的容积 V； 4、以水位Z为纵坐标，相应的容积 V为横坐标，点绘ZV关系点据，并连成光滑曲线，即得水库水位一容积关 系曲线。）水库水位一容积关系曲线相邻高程之间的部分容积可按下面公式计算：V - Fl F2 Z3F F2（ V为相邻高程间的容积，单位万m ）,（ F1、F2为相邻的上下水位的库容面积，单位 万m ）（ Z为高程间隔，单位 m）列表3-4如下:水位z m面积F万亦水位差Zm容积V万存库容V万m3860087101

20、66882011622893019037134'914814292631569378172948919598196r1051102 971091110981141112991191100r1241122 10113111291021441103:1561150:1041761165105189118410620812001072291220108253124210928011103101295利用表3-4的数据ZV数据绘制出ZV关系曲线:死库容计算：a. V淤计算公式：V淤°8mM蚀FT =0.8 1 140 42.3 100 47.376万m3根据淤积库 容V淤=47.37

21、6万m3查水库水位Z容积V曲线求得Z淤 = m，b. 死水位Z死计算公式（结果保留一位小数）c. Z死 =乙於+管底超高+引水管外径+管顶安全水深=+2+1=m3d. 确定死水位： 已知盃=,查ZV曲线，可知：V二万m，大于V淤，该水库3对Z死无作用，故选用Z死=m，相应的V死=万m 。不计入损失的年调节计算：e. 将表1-2 中的水库来水量列于表 3-5 第2栏，将表 3-1 中的水库用水量列 于表 3-5 第 3 栏；f. 比较来水量和用水量，即 W来-W用，其差值得为正时为余水量列于表3-5第4栏，为负时为亏水量列于表 3-5 第 5栏；g. 求调节年的总来水量、总用水量、总余水量。第2

22、、3 栏的总和相减的得总余水量，即 C 23 3494 2800694（万 m3）；h. 求时段累计亏水量：从4、5栏比较来看，应放在4月末（5月初），此时水库蓄水量为0 （空库），按式v月（旬）末v月（旬）初（W来-W用）顺时序累计天 于表3-5中第6栏，至4月下旬余水量应为694万m3，否则计算有误。i. 求不计损失时的兴利库容。本工程属于多次运用，应按V兴W来 -W用最大-C,第6栏最大值为1419万m3，即V兴=1419-694=725万m3。j. 求时段末蓄水库容：已知V死=万m3，V兴=725万m3。则最大时段末蓄水库容为V兴+V死=725+=万m3，由4月末v死 =万m3起算，可

23、以采用蓄后弃的方式， 则按公式V月末V月初（W W用）顺时序计算，并以（万m3）为控制数，若大于 （万m3），多余水量作为弃水量，其计算结果填于表3-5第栏和栏。以总弃水量C=694（万代校核。列表3-5如下所示:时 间来水量（万 m3）用水量（万 m3）W来 -W用 （万 m3）W来 -W用 （万 m3）月旬末库容V （万 m3）弃水量C（万 m3）说明123456789+1086170922210642105121161048供水31643521888604280446166694564358855556713134579634931蓄满74751073681002277有弃8514219

24、2951297295水9304182122141912210108301193122611561791231103供水126278161086合349428001419725694计（694）（694）计入损失的年调节计算：1）不计损失近似求各时段的蓄水库容。计算内容取表3-1中第1、2、3、7各栏数据，分别填入表3-7中的第1、2、3、4栏2）表3-7中第5栏为第4栏时段始末的平均库容。根据平均库容在ZV曲 线中查出水位Z值，再由水位Z查出平均库容相应的水面面积，填入第 6 栏。3）计算水库损失量。蒸发表抄自表3-3填于表3-7中的第7栏，（即用E水-E陆 的值分别乘以表3-3的月损失百分比

25、得出每月的蒸发损失。蒸发损失计算:E 陆 x-y 2200 1400800mm水面蒸发量:E水 KE 测 0.8 15601248 mmE 水-E 陆 1248-800448mm时段蒸发损失量的计算公式为：陋（E7K E陆）F库/1°°0F库为每月库容的均值，计算式为：F库丄F月初-F月末2列表3-6计算时段蒸发损失量表3-6月份123456789101112全年损失百分比（%100（E水E陆）448448448448448448448448448448448448448F库（万m2）1111101069387109123126126121115112蒸发损失量（万m）32

26、334476664351将蒸发损失量列于表3-7第8栏;渗漏损失量为表3-7中的第5栏1%计算，列于表3-7中第9栏;表3-7中的第10栏为第& 9栏相加；4）计入水库损失量求兴利库容V兴。表3-7中的第11栏为第3、10栏相加；计算W来 W用，即表3-7中的第2栏减去第11栏，将结果正值填于第12栏，负值填于第 13 栏；5）由第 12、13 栏对比来看属于多次运用，起调时间为4 月末，由 0 开始顺时序计算W来 -W用，经过一年又回到4月末，见第14栏，余水量c为12 13 1352 795 557（万 m3） ；故兴利库容：V兴W来 -W用最大-C 1351.7-557 794.

27、7（万m3）。6）计入损失后月（旬）末库容。从4月末V死 297.1万m3起调，填入第15栏,以V死 V兴297.1 794.71091.8（万m3）为最大库容控制值，超过此值作弃水处理，余水557万m3在7、8、9月弃掉，7）正 常 蓄 水 位 的 确 定 。 在 供 水 期 初 水 库 水 利 库 容 蓄 满 ， 由V死 V兴297.1 794.7 1091.8（万m3）,在ZV曲线上查得正常蓄水位 Z正常二，V死 =（万m3）查出Z死93.55m由查出水库消落深度为。表 3-7 四丁水库计入损失的年调节库容计算如下：时 间来水量W来（万 m3）用水量W用（万 m3）月末 库容V（万m3）

28、平均库容V（万 m3）平均库 水面面 积F（万m2）蒸发量E（mm损失水量（万口3）计入损 失用水 量W用（万 m3）W来-W用万m3WW用）（万 m3）计入损 失的月 末库容V'（万 m3）弃水量C，（万 m3）计入 损失 的月 末库 水位Z（m）蒸八、发渗漏共计+-1234 :5678910111213141516171709211239512105121212316435210634280446943557（0）5643588884671313493147475107785142191276930418212761010830161156179344981262781133108

29、826合 计34942800448511352795539557第四章：防洪调节计算基本资料：1、设计洪水和校核洪水：见第2章由暴雨资料推求设计洪水计算结果。2、溢洪道设计方案：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。流量系数 m=M m 2g 0.35、2 9.8 1.55，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。绘制qv曲线：3绘制q v曲线：宽顶堰其泄放流量公式：q MBhf 根据不同库水位计算ho与 q，再由ZV曲线图查得相应的V列于表4-1 ,(将表3-4中的第1栏和最后 一栏中的部分数据抄在表4-1的第1、2行)

30、：表4-1水库水Z (m)102103104105106107108109110111总库容V (万m3)堰上水头 h (m)0下泄流 量q (m3 / s)0245用表4-1中的数据画出qv曲线:单辅助曲线计算及绘制：（即: q工9曲线）t 2原理：水量平衡方程：冷手Q q幷号）其中（平均流量Q为时段t末 入库流量，由洪水过程线摘得，t为1h=3600s）。将表4-1中的第1、2、4行的数据抄在表4-2中的第1、2、5列。将表2-8部分数据抄在表4-2中的第4列。将堰流堰顶以上库容由下一库容减去上一 库容（第二个堰顶以上库容即1121.1 992.1 129）依次类推，填于第3列。将第 3列中的数据分别除以t为1h=3600s,即得第4列。将第5列中的数据分别 除以2即得第6列。将第4、6列的数据分别相加即得第7列。列表4-1单辅助曲线计算如下:水库水 位 Z（m）库容