水文设计成果

1、指导老师：舒晓娟姓名：许仁师学号：130310137班级：水工1班日期：2014·12·29专业：水利水电建筑工程目录第1章 设计年径流及年内分配计算41.1基本资料41.2设计年径流计算41.3年径流年内分配计算4第2章 由暴雨资料推求设计洪水计算52.1基本资料52.2设计暴雨计算52.2.1设计点暴雨量计算52.2.2设计面暴雨量计算62.3产流计算62.3.1产流参数的确定62.3.2汇流参数m的确定62.3.3设计洪峰流量的推求72.4设计洪水过程线的绘制与摘录82.4.1设计毛雨过程的计算82.4.2设计净雨过程的计算92.4.3分段净雨的计算92.4.4主洪峰

2、过程线的推求102.4.5分段单元洪水过程线的推求112.4.6设计洪水过程线的绘制112.4.7设计洪水过程线的摘录12第3章 兴利调节计算133.1基本资料133.2水库特征曲线的计算与绘制143.2.1水库ZF曲线153.2.2水库ZV曲线153.3水死库容计算163.4不计损失年调节计算163.5计入损失年调节计算18第4章 防洪调节计算214.1基本资料214.2计算并绘制水库的qV关系曲线214.3单辅助曲线计算及绘制224.4用单辅助曲线法进行调洪计算234.5求设计调洪库容及设计水位24第5章 设计成果25附：四丁水库设计资料及内容- 25 -第1章 设计年径流及年内分配计算

3、1.1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；多年平均年径流深变差系数。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123456789101112全年降雨月分配（%）2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.81001.2设计年径流计算 由于四丁水库属无资料地区，只能通过间接途径推求设计年径流及其年内分配设计径流总量计算如下： 由设计年径流变差系数，偏态系数取得 =2

4、15;0.35=0.7，当P=90%时，查表得=0.59则 设计年径流深：=0.59×1400=826mm 设计径流总量 ： =1000×42.3×826=3494 1.3年径流年内分配计算 设计年径流年内分配按表1-2所示降雨月分配百分比进行计算，计算结果表1-2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（%）2.03.04.78.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水库来水量（万m3）70105 164 280 643 713 475 514 304 108 56 63 3494 第2章 由暴

5、雨资料推求设计洪水计算2.1 基本资料 21 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=0.2%3 集水区域地理参数根据1:25000地形图的量测结果：流域面积F=42.3km2；河长L=16.8 km；流域平均比降；流域平均高程。 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）

6、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)62120190290变差系数0.370.430.480.482.2设计暴雨计算 2.2.1 设计点暴雨量计算（1） 据所最大1小时、6小时、24小时、3天点暴雨统计参数（均值、）等值线图，查得集水区域中心点的各历时暴雨参数、列于表2-2第1、2行；（2） 据本手册表2，皮尔逊型曲线值表查出各历时暴雨P=1%的值，列于表2-2第3行；（3） 按公式计算P=0.2%各历时点暴雨量，列于表2-2第4行。 2.2.2 设计面暴雨量计算（1） 按本工程集水面积F=42.3km2查暴雨低区点面换算系数 历时t集水面积F关

7、系曲线，得各历时的点面换算系数，列于表2-2第5行；（2） 按公式计算P=1%各历时点暴雨量，列于表2-2第6行；（3） 参数和估算根据以上求得的设计面雨量和本工程集水面积，初估汇流历时t在16小时时段范围内，和按下式计算，结果列于表2-2最后一栏： ，表2-2 设计暴雨量计算结果表项 目t(小时)、的估算16247262120190290=0.457=152.2毫米0.370.430.480.48P=0.2%2.643.013.353.35P=0.2%163.68361.2636.5971.5P=0.2%0.9300.9560.9630.982P=0.2%152.2 345.3 613.0

8、954.0 2.3产流计算 2.3.1 产流参数的确定 查附表4广东省分区产流参数表，本工程属内陆区，集水面积F=42.3km2<100km2，平均后损=5.0mm/小时，。2.3.2 汇流参数m的选定 本工程集水区域属半山区、半高丘区，查曲线时，可内插、略靠近山区线取值。据此，按=61.69查附图3推理公式法（1988年修订）汇流参数关系线，初定m=1.10。2.3.3 设计洪峰流量的推求（1） t关系曲线 （a）已如上述，汇流历时估计在16小时时段范围内，=0.448，=126毫米；假设四个时段t=2、2.5、3、3.5小时，按公式计算p=1%的时段的设计面暴雨，列于表2-3第2列；

9、 （b）以扣除相应历时损失量×t,得时段净雨量并计算净雨强度，分别列于表2-3第5、6列； （c）由公式计算各种历时t（h）对应的洪峰流量，列于表2-3第7列； （d）据表2-3中的t与相应的在普通方格纸上点绘t关系曲线表2-3t（小时）（毫米）（毫米/小时）（毫米）（毫米）（毫米/小时）（秒立米）2208.9 510198.9 99.51170.12.5231.4 512.5218.9 87.6 1030.1 3251.5 515236.5 78.8 926.6 3.5269.8 517.5252.3 72.1 847.9 （2） 关系曲线（a） 已如前述，初定m=1.10，=61

10、.7，假设三个洪峰流量=1500，1200，800秒立米，应用公式计算相对应的汇流历时，列于表2-4的第2行； 表2-4（秒立米）800120015002.93 2.65 2.51（b）据表2-3中的与相应的，在t关系曲线图上点绘关系曲线P=0.2%对应的及曲线图（3） 、值的确定 ，两条曲线的交点的纵，横坐标即为所求的，； 由图知： =960秒/立米，=2.71小时 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。2.4设计洪水线的绘制与摘录 2.4.1 设计毛雨过程的计算 推理公式只需计算最大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

11、得东江中下游设计雨型，列于表2-5的第1、2行。由表2-2 P=0.2%，=345.3毫米，=613.0毫米 -=267.7毫米按24小时、6小时两时段同频率暴雨长包短控制求设计毛雨过程，以乘表2-5的第1行第712时段的%数得第712时段的毛雨，列于表2-5第3行；以（-）乘表2-5第2行16及1324时段的%数，得第16及1324时段的毛雨，列于表2-5第3行。 2.4.2 设计净雨过程的计算 将各个时段的毛雨减去×1=5毫米，即得各时段净雨，列于表2-5第5行 2.4.3 分段净雨的计算（1）最大24小时内分段净雨 时段毛雨=152.2×2.710.457=240.0

12、毫米 时段净雨=2405×2.71=226.5毫米 由表2-5可见，最大的第8时段净雨仅69.6毫米，比时段净雨=226.5毫米少156.9毫米；不足的净雨从相邻近较大的时段即第7、9时段净雨补足，但第7、9时段净雨共134.7毫米，还差22.2毫米，继续从相邻较大时段，即第10时段补足；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9.71小时。=第16时段净雨总量=14毫米，=252.6毫米最大24小时净雨总量=+=493.1毫米表2-5时 段项 目123456789101112占%21.121.620.810.513.512.5占（-）%2.32.823.

13、12.33.9设计毛雨过程（毫米）6.27.55.48.36.210.472.9 74.6 71.8 36.3 46.6 43.2 ×1（毫米）555555555555设计净雨过程（毫米）1.22.50.43.31.25.467.9 69.666.8 31.3 41.6 38.2 = 14.0 =226.5毫米时 段项 目131415161718192021222324占%占（-）%7.4 6.8 7.69.212.3 8.7 7.1 6.1 5.9 4.84.43.3 设计毛雨过程（毫米）19.818.220.324.632.923.319.016.315.812.911.88.8

14、×1（毫米）555555555555设计净雨过程（毫米）14.813.215.319.627.918.31411.310.87.96.83.8 =252.6毫米（2） 最大3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配数第一天为73.5%，第三天为26.5%。 3天净雨总量= 954.0-2.5×72=774毫米除最大24小时以外的其余二天净雨总量=774493.1=280.9毫米第一天净雨总量=280.9×73.5%=206.5毫米第三天净雨总量= 280.9×

15、26.5% =74.4毫米 2.4.4 主洪峰过程的推求 =960秒立米，=2.71小时3小时 由附表6推理公式（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30时，得出绘图的对应时刻，如表2-6：表2-600.4123401.23691200.110.110.040096960105.638.40相应时刻33.7 34.9 36.739.742.745.7 2.4.5 分段单元洪水过程线的推求 、及第一天和第二天净雨、形成的各分段单元洪水过程线均分别概化为三角形，其洪水总量，洪峰流量，底宽（t+)。（为各分段净雨，即、；、为各分段单元洪峰过

16、程线的洪量和洪峰流量；t为单元降雨历时；为主洪峰汇流历时），其计算见表2-7。表2-7洪峰序号降雨起讫时间时时降雨历时 t（小时） 净雨量 （毫米）单元洪水总量 单元洪峰历时（小时）单元洪峰流量（秒立米）单元洪水过程线起讫时间（时）起始峰顶终止1（第一天）02424206.58735 267181.8 02426.72（）2433.79714592 12.426.5 2433.736.44（）36.74811.3252610685 14424.0 36.739.450.75（第三天）4872247443147 26.765.5 4850.774.72.4.6 设计洪水过程线的绘制 将主洪峰放在

17、时段的终点；主洪峰前的各时段洪峰及放在分段降雨的终点；主洪峰后的各时段洪峰及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。2.4.7 设计洪水过程线的摘录按水库集水面积42.3平方公里，查附表5广东省不同集水面积适宜计算时段表，得适宜计算时段=1小时。在洪水过程线上自主洪峰流量发生时刻向前、向后按=1小时隔摘录流量，以供调洪演算之用。表2-7表2-8 设计洪水过程线摘录表时段（h）Q()时段（h）Q()设计洪水P=0.2%设计洪水P=0.2%00131671611413123831511839601693481717755

18、531186264831958738220698332215792972251102412349111972446122003章 兴利调节计算3.1 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%）。 1 水库来水量见第1章的设计年径流及其年内分配结果。即表1- 水库用水量分析由于灌溉与发电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表3-1所示。表3-1 设计枯水年（P=90%）灌溉用水量成果表月份123456789101112合计用水量

19、W用（）92121352446588134107219182302179782800 3 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。表3-2 四丁水库ZF曲线表Z（m）86878889909192939495969798F（）0102030374863788998105109114Z（m）99100101102103104105106107108109110F（）1191241311441561761892082292532803102、 泥沙资料（1） 设计使用年限T=100年；（2） 本地区无实测泥沙资料，经地

20、区性分析计算得多年平均年侵蚀模数，M蚀=140（3）（4） 不设排沙设备，取m=1。 3、 灌溉发电引水管资料 根据初步计算，灌溉发电引水管外径；管底超高为1.5；管顶安全水深1.0。4、 蒸发渗漏损失资料 （1）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：； 广东省多年平均径流等值线图得：； 广东省多年平均水面蒸发等值线图得：； 水面蒸发器折算系数。 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（%）5.64.76.37.59

21、.39.212.011.310.510.37.65.7100（2） 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%计算。3.2 水库特征曲线的计算与绘制 3.2.1 水库ZF曲线 根据四丁水库库区1:10000地形图量测计算结果：水库水位Z与水库面积F之间的关系（即表3-2）绘制水库ZF曲线，如图3-1水库特征曲线 3.2.2 水库ZV曲线 水库ZV曲线可由水库ZF曲线求得，计算四丁水库水位容积曲线时先按公式：自河底向上逐层计算相邻高程间的容积结果列于表3-4第栏，再将由库底自下而上依次逐层累加，即得各级水位下的库容V结果列于表3-4第栏。由第第数据

22、绘制水库ZV曲线。如图3-1水库特征曲线表3-4 四丁水库库容计算水位Z（m）面积F（万m²）水位差Z（m）容积V（万m³）库容V （万m³）860087101558820115208930125459037133.578.59148142.51219263155.5176.59378170.52479489183.5330.59598193.5424961051101.5525.5971091107632.5981141111.5744991191116.5860.51001241121.59821011311127.51109.51021441137.5124

23、710315611501397104176116615631051891182.51745.51062081198.519441072291218.52162.510825312412403.51092801266.52670110310129529653.3 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。所以先按泥沙淤积要求计算淤积库容，再查水库水位Z容积V曲线得淤积水位，最后求得死水位（如死水位有发电或者灌溉要求需进行验算），计算过程如下：（1）计算：=0.8×1×140×42.3×100=47.4（万m³）（2）由淤积库

24、容=47.4（万m³）查水库水位Z容积V曲线得=88.8m（3）死水位计算： = +管底超高+引水管外径+管顶安全水深 =88.8+1.5+2+1=93.3m（则=300万m³）3.4 不计损失年调节计算 将表3-1用水量分析计算成果填于表35第栏，将第1章经水文分析计算得出的设计年径流及其年内分配结果列入表35第栏，=300（万m³）。1 比较来水量和用水量 即，其差值得正时为多余水量填入栏，得负时为亏水量填入栏，从栏、栏数值变化可以看出，一次余水和一次亏水，属一次运用。2 求调节年的总来水量、总用水量和总余水量 、栏的总和相减得总余水C=3494-2800=6

25、94。3 求时段累积余亏水量 起算点应放在供水期末，从、栏对比来看，应放4月末（5月初），此时水库蓄水量为0（空库），按式顺时序累计填于第栏至4月末余水应为695万m³，否则计算有误。4求不计损失时的兴利库容 本水库运用属于一次运用，第栏用的是顺时序向前推算故应用顺时序计算公式：计算水库的兴利库容。由第栏知=1491（万m³）又C=695（万m³）故=1418-694=724。5求时段末蓄水库容 已知=300万m³，=724万m³，则最大时段末蓄水库容+=1024万m³，由4月末=300万m³起算，可以采用先蓄后弃的方式，按

26、式顺时序计算，并以1024万m³为控制数，若大于1024万m³，余水量为弃水量，其计算结果列于第栏和第栏。以总弃水量694万m³校核。计算结果如表3-5表3-5 四丁水库不计损失的年调节库容计算时间来水量用水量()(月末） 月末库容V弃水量C备注+-108669217092221064670供水210512116104865431643521888604664280446166030056435885555355蓄水蓄满有弃水6713134579634934747510736810021024278851321929412961024294930418212214

27、181024122101083021941224830供水11561791231101 707126378151086692合计349428001418724(694)(694)6943.5计入92损失年调节计算1 不计损失近似求各时段的蓄水库容 计算结果取表3-5中各栏数字，分别填入表3-7中栏。2 查算水库时段平均库容和水面面积 表3-5中栏为栏时段始末的平均库容。根据平均库容在图3-1上查出水位Z值，再由Z查出平均库容相应的水面面积，填入栏。3 计算水库损失水量 由基本资料知：陆面蒸发量 =2200-1400=800mm 水面蒸发量 =0.8×1560=1248mm 则=124

28、8-800=448mm用448mm乘于各月蒸发损失百分比得各月蒸发量E再按式： 计算各时段蒸发损失量（其中为每月库容的均值，计算式为计算结果列于表3-6。蒸发量列入表3-7第栏，蒸发损失量填入表3-7的第栏，蒸发量渗漏损失量为栏×1%，列入栏。表3-6时段蒸发损失量计算表月份123456789101112全年损失百分比（%）5.64.76.37.59.39.212.011.310.510.37.65.7100（mm）25.1 21.1 28.2 33.6 41.7 41.2 53.8 50.6 47.0 46.1 34.0 25.5 448（）108 105 10099 98 103

29、 130 132 132 131110 109 蒸发损失量（万m³）3 2 3 3 4 4 7 7 6 6 4 3 524 计入水库损失水量求兴利库容 栏+栏为计入水量损失后的用水量，填于第栏。用2936验算。计算，即栏栏，正值填入栏，负值填入栏。由栏和栏对比来看属一次运用，起调时间同样是4月末。由0开始顺时序计算，经过一年又回到4月末，见第栏，余水应为558，故兴利库容=1418-558=960。5 计入损失后月末库容 从4月末=300起调，填入栏，以+=1024为最大库容控制值，超过此值作弃水处理，余水558在7、8、9月弃掉，见栏。与不计损失对比，少弃水136库容，而兴利库容差

30、值=69，并没有增加136库容。这主要是在蓄水期用减少弃水量来抵挡水库的水量损失。从10月到4月供水期合计损失水量79，需事先存蓄在库内，否则将不能满足用水的要求。6 正常蓄水位的确定 在供水期初(7月）水库兴利库容蓄满，由+=1093，在ZV曲线上查得正常蓄水位=100.9m，由=300查出=93.3m,水库消落深度为100.3-93.3=7m。表3-7 四丁水库计入损失的年调节库容计算时间（月）来水量用水量月末库容V平均库容平均库水面面积蒸发量E(mm)损失水量计入损失用水量 计入损失的月末库容弃水量计入损失的月末库水位Z蒸发渗漏共计+-(m)692655 95.1170926706811

31、02 253 4 7 99 29 957 626 94.02105121654662101 212 7 9 130 25 932 60193.33164352466560105 283 6 9 361 197 735 404 93.0428044630038390 343 4 7 453 173 558300925643588355327.588 424 3 7 595 48 48348 92.16713134934644.5109 414 6 10 144 569 617 917100.174751071024979131 547 10 17 124 351 9681024 244100.3

32、851321910241024132 517 10 17 236 277 1245 1024277100.3930418210241024132 476 10 16 198 106 1351 1024106100.310108302830927122 466 9 15 317 209 1142 815 99.41156179707768.5115 344 8 12 191 135 1007 680 95.3126378692699.5103 253 7 10 88 25 982 655 95.1合计3494280044852 84 136 2936 1351 793 558694(558 )第

33、4章 防洪调节计算4.1 基本资料1、设计洪水和校核洪水 见第2章计算结果。2、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 ()。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 计算并绘制水库的qV关系曲线 ，B=40m，m=0.35。采用计算得M=1.55，根据不同库水位计算h与q，再由图水库ZV曲线查得相应的V，将计算结果列于表4-1中，并绘制qV关系曲线，如图4-1 下泄流量与蓄水关系表41 四丁

34、水库q=(v)关系曲线计算水库水位Z(m）100.3101102103104105106107108109110总库容V（万m³）10241100120013501550176019562200245027002960堰上水头h(m)00.71.72.73.74.75.76.77.78.79.7下泄流量q（m³/s）0 36137 275 441 631 844 1075 1325 1591 1873 4.3 单辅助曲线计算及绘制 （1）计算表格形式如表4-2所示，第栏摘自表4-1，为了减小数字，V采用溢洪道堰顶以上库容列入第栏。第栏之计算时段（即计算时段必须与洪水过程线上摘录时段相同）（2）绘制单辅助曲线。用表4-2中第栏与第栏对应值绘制单辅助曲线q（）,并用栏与栏绘制水位与下泄流量关系曲线qZ。表4-2 四丁水库单辅助曲线计算水库水位Z(m)库容溢流堰顶以上库容V下泄流量qq/2100.3 1024 0 0 0 0 0 101 1100762113638249102 120017648913788577103 1350326 9062751631069104 155052614614412631724105 176073620446323682412106