水库设计洪水工程水文学课程设计

1、水文学课程设计课程名称：工程水文学题目：陂下水库设计洪水学院：土木工程系：水利水电与港口工程专业：水利水电工程班级：2022 级学号：学生姓名：起讫日期：201201指导教师：职称：高工二 O 一四年六月目录第1章根本资料11.1工程概况11.2设计资料1第2章设计要点32.1设计标准32.2确定流域参数32.3设计暴雨32.4损失参数112.5汇流参数112.6设计洪峰流量推求112.7设计洪水过程线13第3章设计成果18第4章成果合理性分析19附录20第1章根本资料1.1工程概况1.1.1水库概况陂下水库位于福建省长汀县四都乡,与江西省毗邻.坝址位于汀江支流濯田河的小支流陂下河上.濯田河水

2、力资源丰富,经流域规划,提出水力发电四级开发方案,陂下水库为一级龙头水库.根据地形、地质条件,总库容初估约为50006000万m3,属中型水库,装机容量5000kW左右,属小型电站.水工建筑物为三级建筑物,大坝为砌石坝.1.1.2流域概况陂下水库坝址以上流域面积166km2,流域为山丘区,平均高度500m,主河长30.4km,主河道平均比降7.82%.流域内植被良好,土壤以红壤土为主.流域内雨量丰沛,多年平均降雨量1617.5mm,主要集中在四九月,其中四六月份以锋面雨为主,七九月份以台风雨为主.流域内多年平均径流深981mm,多年平均陆面蒸发量636.5mm,多年平均水面蒸发量990mm.1

3、.2设计资料1.2.1资料概况陂下水库坝址处无实测流量资料,流域内也无实测雨量资料.坝址下游约1km处有四都雨量站,具有19561975年实测降雨系列.陂下河1973年5月31日发生过一场特大暴雨,四都站实测最大一日雨量332.5mm,经调查,重现期约为80100年.流域附近有观音桥、官庄、上杭、桃溪、杨家坊水文站及长汀、新桥、铁长、庵杰、四都、濯田等雨量站.资料情况见表1.其它资料：水利水电工程设计洪水计算手册,福建省水文手册、龙岩地区简易水文手册、龙岩地区水文图集.1.2.2设计资料1 .各水文站站有关资料年限统计表,见表1.2 .暴雨资料长汀、四都、濯田站实测短历时暴雨资料,见表2.3.

4、福建省暴雨点面折算关系,见表3.4 .福建省设计暴雨时程分配,见表4.5 .福建省次暴雨强度i次和损失参数心关系,见表5.6 .降雨历时等于24小时的径流系数a值表,见表6.7 .福建省汇流参数m经验公式,见表7.8 .汇流参数m值查用表,见表8.9 .福建省24h暴雨洪水概化过程线系数表,见表9.10 .福建省龙岩市和江西省赣州市局部水文站洪峰流量分析成果表,见表第2章设计要点2.1设计标准根据工程规模确定设计洪水标准,包括设计洪水标准和校核洪水标准.该水库为三级建筑物,大坝为砌石坝,设计标准为50年一遇,校核标准为500年一遇.2.2确定流域参数根据万分之一地形图,坝址以上集水面积F为16

5、6km2,主河道长度L为30.4km,主河道河底比降为7.83%.30.5设计暴雨30.5.1雨递减指数n2根据长汀雨量站各种历时T=3h6h、12h、24h实测最大雨量系列进行频率分析,其中1966年暴雨可以认为是1936年以来最大.求出P=0.2%1%2%10%20加计雨量HT,P,并化为降雨强度片,在双对数纸上点绘T和关系,并图解出暴雨递减指数表2-12-1长汀3h3h降雨量经验频率成果表序号降水量mm经验频率%序号降水量mm经验频率%1154.42.41150.152.4295.59.51250.157.1364.114.31347.961.9463.419.01446.566.755

6、723.81545.471.4656.528.61643.376.2755.933.31741.881.0853.738.11841.185.7952.242.91939.690.51051.347.62024.995.2经计算,Ex=54.2mmCv=0.39调整后得：图2-1表2-22-2长汀6h6h降雨量经验频率成果表序号降水量mm经验频率%序号降水量mm经验频率%1174.72.4116052.421309.51259.557.1396.914.31358.561.9496.619.01456.266.7579.223.81552.971.410678.128.61652.576.27

7、64.233.31751.281.0864.138.11849.385.7962.242.91946.490.51060.647.62037.595.2经计算,Ex=68.8mmCv=0.4调整后得：图2-2表2-32-3长汀12h12h降雨量经验频率成果表序号降水量mm经验频率%序号降水量mm经验频率%1178.82.41975.552.82141.75.62074.655.63129.88.32174.158.34113.711.12273.261.15111.113.92369.163.96106.616.72467.566.77106.419.42565.569.4810022.226

8、62.672.2998.525.02759.375.01097.227.82858.777.81195.630.62957.780.61292.533.33057.483.31389.836.13153.386.11489.438.93253.288.91585.841.73352.791.71683.544.43451.794.41777.447.23551.597.21877.150.0经计算,Ex=83.4mmCv=0.33调整后得：图2-3表2-42-4长汀24h24h降雨量经验频率成果表序号降水量mm经验频率%序号降水量mm经验频率%1219.62.420102.451.32167.

9、75.121101.853.83148.27.722100.756.4414410.32395.459.0513912.82495.161.56138.915.42593.664.17137.317.92690.466.78133.620.5278969.2912223.12886.671.810116.825.62984.974.411115.828.23079.576.912113.730.83176.779.513112.833.33270.382.114112.535.93369.984.615112.338.53466.287.216108.541.03561.189.717104.

10、343.63659.592.318103.446.23758.394.919102.748.73856.997.4经计算,Ex=104.9mmCv=0.31调整后得：图2-4T(h)设计雨量mm降雨强度mm/h3214.6671.566229.9238.3212240.220.0124264.6711.03表2-7P=1%2-7P=1%长汀降雨强度表T(h)设计雨量mm降雨强度mm/h3164.754.96180.2630.0412195.0816.2624221.19.21表2-8P=2%2-8P=2%长汀降雨强度表T(h)设计雨量mm降雨强度mm/h3142.4147.476158.862

11、6.4812175.2814.6124201.78.40表2-9P=10%2-9P=10%长汀降雨强度表T(h)设计雨量mm降雨强度mm/h396.630.877(%)T认、0.2121020CvCs/Cv3214.66164.7142.4192.671.520.513.56229.92180.26158.86109.1587.720.503.512240.2195.08175.28127.84106.290.383.524264.67221.1201.7154.11131.680.344.0表2-52-5长汀设计雨量成果表表2-6P=0.2%2-6P=0.2%长汀降雨强度表6109.1518

12、.1912127.8410.6524154.116.42表2-10P=20%2-10P=20%长汀降雨强度表T(h)设计雨量(mm)降雨强度(mm/h)371.5223.84687.7214.6212106.298.8624131.685.49图2-5根据长汀站降雨强度与时间对数关系曲线,见图2-5,解出暴雨递减指数 n2并求其平均值,n2=n2/5=0.82为最终的暴雨递减指数.30.5.2者B站24h设计暴雨计算根据四都站实测日最大雨量进行频率分析,其中1973年暴雨须作特大值处理,求出设计日雨量,再按经验关系：H24,P=1.14H 日,P,换算为24h设计雨量,表2-11四都最大一日降

13、水量经验频率成果表序号降水量(mm)经验频率(%)序号降水量(mm)经验频率(%)1332.51.0118952.42171.89.5128657.13130.114.31384.261.94121.219.01483.866.75118.923.81583.471.46110.428.61677.376.27108.233.31774.681.08108.238.11865.185.7993.442.91955.290.5109047.62054.395.2经计算,Ex=97.4mmCv=0.37调整后得：图2-6表2-12四都24h24h设计暴雨单位：mm一频亏雨目-_率重一0.2%2%设

14、计日雨量435.29274.5924h设计雨量496.23313.032.3.3设计雨力SP当P=2%根据公式求出设计雨力SP=H24,P24n=175.68mm当P=0.2%时,SP=H24P父24n2为278.46mm30.5.4各种历时设计雨量利用暴雨公式：H.p=H24,P义 24nl乂5一(1ht24h)推求1h、3h、6h、24h设计雨量.表2-13P=2%时各种历时设计雨量表T(h)13624-H,P(mm)175.67214.49239.02303.34表2-14P=0.2%时各种历时设计雨量表T(h)13624H,P(mm)278.41340.02378.90480.86直接

15、移用四都站设计雨量,按福建省暴雨点面折算关系求陂下水库各种历时流域设计面平均雨量.按福建省水文手册中24h设计暴雨典型分配推求设计暴雨时程分配表3查表并由内插法算得：表2-15陂下水库坝址以上流域点面折算系数成果表T(h)13624折算系数0.8130.8490.8900.948表2-16P=2%2-16P=2%时设计面平均雨量表T(h)13624设计卸平均雨量(mm)142.81182.10212.73287.56表2-172-17设计暴雨时程分配表p=2%p=2%mm日程最大24小时时段历时662136占HI%100占(H3-H1)%100占H6-H3%100占H24-H6%204238设

16、计暴雨过程15.9731.4339.292142.8130.62828.44表2-18P=0.2%2-18P=0.2%时设计面平均雨量表T(h)13624设计卸平均雨量(mm)226.39288.68337.22455.86表2-19P=0.2%2-19P=0.2%时暴雨时程分配表mm日程最大24小时时段历时662136占H1%100占(H3-H1)%100占山-山%100占H24-H6%204238设计暴雨过程23.72749.82662.288226.38748.54645.0830.5.6求设计净雨过程按福建省水文手册规定,24h设计暴雨不扣损,直接将设计暴雨过程作为设计净雨过程30.6

17、失参数以P=2%寸,i次=FL,p/24=11.98mm/h,查表并由内插法算得,仙=4.29mm/hP=0.2时,i次=Hkp/24=18.99mm/h,查表并由内插法算得,p=6.16mm/h30.7流参数m按福建省水文手册经验关系：m mL/JL/J3 3推求.主河道长度L=30.4km,主河道河底比降J=7.83%0oL/J1/3=153.16,查表并由内插法算得,m=1.292.6设计洪峰流量推求用推理公式计算：当 tc之工时:当 tcE 时：采用试算法,试算法步骤如下：由(D)式计算tc.假定一个QmP,代入(B)式计算出T0计算QmP(1)当卜之七时：由(A1)式计算QmP.(2

18、)当卜七时：由(A2)式计算QmP.比拟QmP和 QmP,(1)当QmP-QmP|%QmP即为所求；(2)当QmP-QmP|8,将QmPnQmP,返回.式中&为误差标准.试算法：1P=0.2%寸tc=(1_%*产=10.22h表2-20P-0.2%设计洪峰流量试算表八3,、Qmp(m/s)TcT八3,Qmp(m/s255010.224.662689260010.224.642701265010.224.612713270010.224.592724271010.224.592726272010.224.582729273010.224.582731274010.224.58273327

19、5010.224.572735取校核洪峰流量Qmp=2730m3/sr=4.58P=2%寸=9.05h表2-21P=2%时试算成果表Qmp(m3/sTcT八3,、Qmp(m/s)14009.055.41146114109.055.40146314209.055.39146614309.055.38146814409.055.37147114509.055.371473146019.05P5.36147514709.055.35147814809.055.34148014909.055.33148215009.055.321485取设计洪峰流量Qmp=1480m3/s=5.342.7设计洪水过程

20、线2.7.1分割时段地表径流和地下径流记时段净雨为R,时段地表净雨为R,时段地下净雨为Ri.当 R2：Rgi=N当 RiMN:Rgi=Rig地表净雨地下净雨Rsi=Ri-RgiRsi=0RS八RsiRgCRgi时时段地表和地下净雨量表(mm)(mm)时段历时(h)662136Rgi(mm)15.9725.748.584.2912.8725.74Rsi(mm)05.6930.71138.5217.762.70地表净雨地下净雨表2-23=93.19mm时段历时(h)662136Rgi(mm)23.7336.9612.326.1618.4836.96Rsi(mm)012.8749.97220.233

21、0.078.12地表净雨地下净雨=134.61mm当P=2%寸,根据公式算得地表洪量地下洪量WqSWg-1000RSFS=1000RqFgP=0.2%时,根据公式算得地表洪量地下洪量WSWg=1000RSFS=1000R.Fg表2-22P=2%=195.38mmRS=RSiRg=Rgi时时段地表和地下净雨量表P=0.2%=321.25mmRS=RsiRg=Rgi2.7,3地表洪水过程线采用福建省概化洪水过程线推求.先计算洪水形状系数=式中,Qms=QmP,T为地表洪水过程线的底宽,24h设计雨量固定为50h,然后根据丫值查?t旦关系表见表9,乘以地表洪峰流量即得设计地表洪Qm水过程线表9.P=

22、2%寸,=s=0.12P=0.2%时,S=s=0.11QmsT3600QmsT3600表2-24设计/校核洪水过程线表t(h)p=2%一,3.、一Qt(m/s)Cm(m3/s)Qt+QmP=0.2%Qt(m3/s)Q)m(m3/s)Qt+QmQt/Qm(%)3(m/s)Qt/Qm(%)3(m/s)00000000032.33453926377065.88610965.21581517377.2107121196.41971721488.6127141417.723520255910.1149151659276222981011.81751719210.5322253471113.7203192

23、2212.4374274011216.32412126214.7445304751319.62902231217.8535325671428.24172444125.8770358051546.46872671343.1126737130415.572.8107727110469.31987 r38202616100148028P150811002730 P40277016.581.8121128123979.822334122741767.299529P102464.31835 r4218771844.66603169141.11218150533537319314

24、79782027.440634r440124.7748r507982122.83373637420.5622526752219.62903832817.5535555902317.125340P29315.1467r575242414.721841r259112.9401604612512.81894323211.134962412261116345r2079.630065365304.26252r11413.411574189351.62460841.24487131QmsT3600400.91369820.82599124450.3477P820.28P1121205000868600124124518484122122528383：P1191195381811171175479791141145577P771P112112567676109109577474107107587272；P1041045970P70一1021026