工程水文及水利计算课程设计

1、 目录 TOC o 1-5 h z 一、工程概况 .1二、分析计算书 5设计年径流计算 5推求三十年一遇的设计面暴雨过程计算 7设计净雨与设计洪水过程线的计算 8洪水调节及保坝标准复核 11兴利调节计算 15推求完全年调节时的F完，相应的兴利库容 ”19名吉3 .21摘要M河水库为中型水利枢纽，该水库自 1959年蓄水至2015年泥沙 淤积量约为280万m3,死库容已基本於平，影响到兴利库容。现在 按正常运行30年的要求，将死水位由现状122.65m,提高至124.652m。 由于输水洞泄流能力较小，现将汛限水位提高至溢洪道堰顶高程 130.652m。水文水利计算的主要任务(1)洪水调节及保坝

2、标准复核(2)兴利调节计算洪水调节及保坝计算根据资料中给的数据，B = 61.7m, m=1,；=s=1,m = 0.32,qm =m8q72gBh%6M61.7VH -130.65),求得不同水位时的下泄流量。利用Excel计算表格内插法求得半图解法计算表中的相关数据见表 11,根据表11可以得出最大下泄量与Q不相等，此时应用试算法推 求出 Q=q= qm时qm的取值。最后试算得到qm =994m 3/s时满足 qm Mq安=1 1 06/s,其他指标见表。表12100年一遇洪水调洪计算分析成果Qp设调洪计算Qp下调洪计算Q限调洪计算Z 设=133.016m一， 3 , qm = 994m

3、/sZ 校=136.752mZ允、设=136.622mq 安=1100m3/sZ 允、校=137.582m故提高汛限水位能满足要求兴利调节计算根据分析计算1 得到年径流数据，扣除上游耗水量得入库流量，即来水量。损失计算W总=WB+ W渗通过不同的灌溉面积与灌溉水量定额得到用水量，从而可以计算出计入损失的兴利库容。最后将拟定的不同的灌溉面积，相应的兴利库容汇总，推求完全年调节下的灌溉面积和兴利库容。本次水文水利计算成果，在抬高汛限水至溢洪道堰顶高程的情况下， 最大下泄量能够满足下游的防洪要求，且满足坝体自身的防洪要求； 兴利库容大于完全年调节库容能够足灌溉要求，则推求出的完全年调节是的灌溉面积即

4、为，频率 P=25% P=50%寸的代表年保证的灌 溉面积。一、工程概况M河水库为重行水利枢纽工程，初建时总库容2322万m3,控制流域面积94 平方千米。水库枢纽主要建筑物有拦河坝、溢洪道和放水洞水库于 1958年兴建，1959年 7月竣工并投入使用，经历 1964-1965年水毁恢复、1976 年加高大坝并加做坝顶防浪墙、1982年抗震加固，1983 年坝后修建减压井、1985 年坝后铺设反虑土工布、1997年副坝工程达到现状规模。M 河水库现状工程特性有关数据见表1表1M河水库现状工程特性有关数据水库控制流域面积C / 1 294 km溢 洪 道型式宽顶堰、无闸门建筑物 等级工程等别m堰

5、顶局程130.352m设计标准100年一遇堰顶净宽61.7m校核标准1000年一遇水库特征调节性能年调节放 水 洞型式拱形浆砌石涵洞水位校核洪水位136.752m断面尺寸2.05m x 1.3m （T1B分为矩形，上部分为 半圆）设计洪水位134.752m进口底局程122.15m汛限水位127.652m底坡与洞长平坡、40m闸门型式平板钢闸门正常蓄水位130.352m下 游 情 况河道安全泄量760 m3/s铁路桥安全泄量1100 m3/s夕匕夕匕水位122.653m库 容总库容2445 万 m3校核洪水库 容1965 m3坝址距铁路9km兴利库容原设计值：840 m3坝型粘土斜墙坝死库容原设

6、计值：45.5 m3坝顶图程137.925m防浪墙坝顶高程138.952m该水库以防洪为主，结合蓄水灌溉等综合利用的中型水库枢纽工程，担负着下游主要主要交通干线及64个村镇的防洪，及下游22667km （4万国）土地的灌溉任务。水库自1959年投入运用以来,在防洪、灌溉等方面发挥了显著地效益。该水库虽经数次除险加固，但水库运用过程中仍存在一些安全问 题，需进一步除险加固，并调整有关特征水位。与水利计算有关的除 险加固项目是，水库现状溢洪道浆砌石衬砌不满足设计洪水抗冲要 求，根据除险加固要求，需要新衬砌 0.3m厚混凝土，堰顶高程由现 状130.352m提高到130.652m。根据水库上游情况，

7、通过研究表明现 状正常水位提高至除险加固后的溢洪道堰顶高程130.652m,而不需要征地移民。该水库现状防洪限制水位低于堰顶高程，防洪运用时， 防洪限制水位与堰顶高程之间的蓄洪量靠输水洞泄放，由于输水洞的泄流能力较小，且为便利水库调度运用，减少操作事故风险，拟将汛 限水位提高至除险加固后的溢洪道堰顶高程130.652m。止匕外，该水库自1959年蓄水至2005年，你啥淤积量约280万 m3,淤积形态为锥体淤积兼带状淤积，死库容已基本淤平，并已影 响到兴利库容。通过对泥沙淤积分析计算，并按该水库除险加固后正 常运行30年的要求，将死水位由现状 122.652m,提高至124.652m。 二、分析

8、计算书1、设计年径流计算(1)来水资料：该水库缺乏实测资料，利用等值线图法已求得水库 坝址断面处年径流量的统计参数为 R =101mm,Cv=1.20 ,采用Cs = 2.5Cv。(2)搜集设计流域所在地区水文手册不同频率代表年的各月径 流量分配比见表2M河水库不同频率代表年径流量年内分配频率（%各月径流量占全年总流量的百分数%123456789101112250.901.10.63.615.129.242.13.42.51.505000.10.72.20.918.322.941.710.22.10.90设计年径流计算已知 Cv=2.0,Cs=3.0，当P=25%时，查得 =0.196,R,5

9、% =R( pCv+1) =101 (0.196 I 二*1) = 124.7552mm当 P=50%时，P - -0.39,R50% =R( PCv+1) =101 (-0.39 ：J *)= 53.732mmW=1000R F =1000 124.7552 94 =11726988.8m3W=1000R F =1000 53.732 94 = 5050808m3设计年内分配计算根据表2给出的各月径流量占全年总流量的百分比，分别乘以相应的设计年径流，即为代表年的年内分配。见表 3、4表3P=25%设计年径流量年内分配计算表频率表2P=25%设计年径流量年内分配1234567891011120

10、.250.00900.0110.0060.0360.1510.2920.4210.0340.0250.0150R(mm)1.10.01.40.74.518.836.452.54.23.11.90.0W(n3) x 10A51.055 0.000 1.290 7.036 4.22117.70 34.24 49.37 3.9872.932 1759 0.0()0表4P=50%设计年径流量年内分配计算表频率表4P-50%设计年径流量年内分配1234567891011120.500.0010.0070.0220.0090.1830.2290.4170.1020.0210.0090R(mm)0.00.1

11、0.92.71.122.828.652.012.72.61.10.0W(n3) x 10A50.000.1170.8212.5801.05521.4626.8548.9011.962.4631.0550.0002、推求三十年一遇的设计面暴雨过程计算(1)流域特征参数如表5表5M河水库流域特征参数流域面积 (km2)主河道长度 km主河道坡度 %0流域平均宽度 km流域面积不对称系数9417.711.25.70.5(2) M河水库雨量站具有19611997年共37年的雨量资料。暴雨计算时段取ih、6h、24h、3d。其中长历时24h、3d设计点雨量根据雨量站资料，频率计算求得；1h、6h设计点雨

12、量采用等值线图法求得。各时段设计点雨量乘以相应时段点面折算系数即得设计面雨量。30年一遇不同频率设计面雨量成果见表 61 -nab表6 马河水库30年一遇设计暴雨量成果计算时段1h6h24h3d雨星(mm)77187266396采用公式法推求暴雨过程1-nabHi = Ha(ti /ta)Hi 二/6 /ta)HabM-lg(Ha/Hb)/lg(ta/tb)以3h暴雨为例，计算过程如下：3h暴雨在16h之间，则暴雨递减/=1- lg(77 / 1 87(1/6)3h暴雨=77父(3尸0)5喈132T演成果果见表7水库所在地区3d暴雨时程分配时段( t=3h)24小时雨量分配3日-24小时 回附

13、里分配 率3日时程分 酉己10.045.220.067.830.011.340050.1215.660.07810.1470.07810.1480.08110.5390.08110.5310H 24 0 H 218.911H 21 一 H 189.912h 18 mH 1511.213H 15 H 1213.014H L丹J20.315H 6 J H 354.316H3|132.717H 12 B H 915.7180.0911.7190.0911.7200.2633.8210.0091.17220.0030.392324合计1396.03、设计净雨与设计洪水过程线的计算产流方案：该流域属于半

14、湿润半干旱地区，采用初损后损法产流计算。该流域由设计的前期影响雨量确定设计条件下的初损值I0 =85mm,后期平均损失强度f = 2.5mm/h汇流方案：采用瞬时单位线法。参数n=1.0，参数日经验公式如下: TOC o 1-5 h z 0.650.30.35m1 = F J I_0.29BKa25 书.38B10 L ,(0.1 -Ka 用水?E （包括8失）（万m*损余水重（万m3上亏水出3（万m生水I/万m13蓄蒸发渗漏库 fU1 日3(万m冰库宜3量3（万m月平均 圳面而30水深度（m河m砂渗漏J （万m6166.70088.32078.38068.000107.19C0.610145

15、.8(548.8972.143811.041 99.361 67.331968.0C07340.7000.000340.7()0146.38016.7301.200117.27514.076.334620.4C8 20.408 320.29)2135.3398492.1C00.000492.1()0487.08034.0101.46297.565 14.26如*/任10.68C24.944 24.944 467.15i6455.63299.800938.07()118.6;3080.610580.9,4040.6351.48085.739 12.68推10.81223.5C2142.18(21

16、04.11004.11722.9871027.62()0.00027.62c500.33014.1.401.44067.014 9.650攸 日10.28289.93319.933 7.687618.8751117.59()104.8;3087.29C527.95084.3C51.41933.507 4.755月9.686114.441119.327(101.731D01.73626.562120.0000.0000.000440.6(6040.6501.34020.69(当2.773奋8.813211.58611.586(11.586)11.586524.8312015110.55()0.0

17、0010.550440.66045.9351.38022.667 3.128ZK口.8.918712.04712.047(1.497)1.497513.24520.0000.0000.000451.21051.2101.39931.536 4.412里9.024213.43613.436(13.436)13.436511.748312.70()118.6;30105.9f3051.21098.2201.33867.014 8.966的7.964416.931135.61(122.911D22.91498.3124G640207.0()0200.3(汨45.23045.0501.04012021

18、112.502%4.90117.405224.4()5217.765217.76575.401541.81()118.6;276.87C14487006.4350.603176.4()510.63算2.128712.766131.446(89.636)89.636157.636合计1154.48756219493)551.11(68.000985.5()091.69C4662.67468.0C0654.9876、推求完全年调节时的F完，相应的兴利库容V兴汇总多次拟定试算的灌溉面积，以及计算的兴利库容（P=25%、P=50%）,推求完全年调节时的灌溉面积F完，相应的兴利库容V兴。汇总表见表20、表21,灌溉面积一兴利库容曲线如图4、图5表20P=25%推求完全年调节灌溉面积汇总表灌溉回枳（h/m2）V兴（万m3）弃水（万m3）1840655199.81848660.74192.921862665187.311864666.4186.391868669.319182.3281870670.07181.991874671.291801876671.38180.591880672.75178.1818826741781888676.249175.9291898681.8169.47685680675670665660655650183