水文水利课程设计报告

课程设计报告(2012—2013年度第1学期)名称：水文水利计算题目：红枫水库设计洪水过程线推求院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：1周成绩：日期：2013年1月4日课程课程设计报告PAGE14一、课程设计的目的与要求设计目的《水文水利计算》是水文水资源工程专业的一门重要专业基础课程，它包括水文分析与计算以及各种水文要素收集、测量和水文资料整编等内容。它的主要任务是研究和收集各种地表水体的水文要素，把得到的各种水文资料用适当的方法和规定的格式整编成为系统完整的水文资料，并运用这些资料进行设计年径流及设计洪水计算，供国民经济各部门和水利工程建设规划设计等阶段使用。该课程的实践性较强，课程设计是实践性教学的重要途径之一。为了进一步促进学生巩固课本知识，加深对课程内容的消化与吸收，提高学生分析、解决实际问题的能力，并为今后走上工作岗位从事相关的工作打下坚实的基础，进行了这次课程设计。设计要求运用所学的设计洪水计算方面的知识，完成长江流域乌江南岸支流猫跳河梯级红枫水电站的设计洪水计算，推求出满足设计标准和校核标准的设计洪水过程线，为电站规模的确定提供必要的设计资料。二、基本资料水库基本资料流域概况红枫水库所辖猫跳河流域，位于东经105°59′~106°43′，北纬26°09′~26°59′之间。上游有二源：左源狗桥河，右源羊昌河作为干流，发源于安顺县，两源在红枫汇合后向东北流经清镇、修文和贵阳等县市，于沙坡注入乌江。河流全长181km，落差549.6m，平均比降3.04‰，流域面积3195km2。猫跳河流域呈南北向狭长形，介于三岔河与南明河之间，南面以苗岭与珠江水系相隔，分水岭高程在1500m左右。流域形状呈两头大中间小，中间收缩在红枫附近。地势自西向东渐减，左岸高于右岸。全河可分为三段，红枫以上为上游，属浅山丘陵区，沿河两岸多阶地，流域平均高程1327m，干流河长99.5km，河床坡降1.21‰；红枫至百花为中游，由丘陵向山岳过渡，河谷逐渐由宽缓变为窄深，两岸山峰渐高，流域平均高程1295m，干流河长24.lkm，河床坡降2.06‰；百花以下为下游，河流进入高山峡谷，流域平均高程1302m，地形高差达300-400m，两岸多为陡壁，基岩裸露，滩多水急，干流河长57.4km，平均河床坡降7.05‰，猫跳河下游右岸较大支流有李官河、修文河、峡蛤桥河，左岸有羊皮洞等三条暗河汇入。猫跳河上游地形比较开阔，下游山陡谷深，和一般河谷地貌的常态正好相反。猫跳河流域位于贵州省中部，是乌江南岸一级支流，流域面积3195km2，是一条落差大，水量丰富，地理位置好，开发条件较为优越的中型河流。全流域为七级开发，分别命名为红枫(一级)、百花(二级)、李官(二级半)、修文(三级)、窄巷口(四级)、红林(五级)、红岩(六级)。梯级原设计总装机容量252MW，运行三十多年来累积发电量250亿kwh，为贵州省经济发展作出了巨大贡献，流域梯级分布见图1。降雨特性猫跳河流域属亚热带季风气候区，全年温暖湿润多雨，红枫以上多年平均降雨量1232mm。降雨年际变化较为稳定，但年内变化较大，降雨多集中在5-9月，占全年雨量的70%，而以6、7月更为集中。降雨在地区上分布呈自上游向下游递减趋势。暴雨以6、7月最多，持续时间多在1-2日内，而以一日最多，图图1猫跳河流域图暴雨的主雨峰时段一般常发生在夜间，白天降雨强度骤减，因此一般一日降水量主要集中在9-12小时，短历时暴雨强度很大。根据贵州省可能最大降雨分布编图办公室对全省暴雨天气普查分析：造成猫跳河地区大暴雨的主要天气系统为长江横切变类(占30%)，两高切变类(占30%)，冷风低槽类(占26%)。地面系统以冷锋南下形成的暴雨次数最多，其次是静止锋。洪水特性猫跳河流域汛期开始于5月，结束在9月，年最大洪水多发生在6、7月，峰高量大。洪枯流量相差大。如修文电厂水文站1959年6月26日至7月2日一次洪水总量达3.5亿m3，为该站多年平均径流量的27%，而洪峰流量1740m3/s为多年平均流量40.6m流域集水面积虽不大，但因山丘起伏，地形较为复杂，暴雨常呈块状或条状分布，因暴雨集中地区不同，使洪水组合情况较为复杂。红枫以上河网发育，左岸地势较陡，汇流较快，右岸较开阔，汇流较慢，因而在红枫常出现复式洪峰，一次洪水历时一般5-7天，涨水历时9-36h不等，其洪量主要集中在2-3天。红枫以下河床深切，两岸坡陡，汇流迅速，常因强度大而集中的暴雨形成尖瘦洪水，又因流域内暴雨中心移动路径多为逆流而上或横跨各支流，所以上下游洪峰往往错开，在修文河口出现复式洪峰，红枫上下各区间一次洪水历时一般为2.5天，涨水历时5-15h，其洪量主要集中在1-2天内。数据资料水库简况红枫水库建于1960年，是一座以发电为主，兼顾防洪、供水、旅游等综合利用的不完全多年调节水库，控制流域面积1596km2，流域平均高程1327m，河床坡降1.21‰，正常蓄水位以下总库容为5.896亿m3，是确保猫跳河梯级防洪安全的关键性工程。红枫水库运行设计指标见表1。历史洪水资料猫跳河干支流曾进行过多次洪水调查。1957年7月和1958年1月～6月，先后有成都水电设计院和贵州水电勘测处(国家电力公司贵阳勘测设计研究院前身命名)在干流五里桥、狗洞及红枫、小屯坡、狮子石等河段作过历史洪水的调查。对该流域1959年、1960年及1963年连续发生的较大洪水，国家电力公司贵阳勘测设计研究院也都及时进行了调查。1965年长办水文处在下游狮子石河段进行了洪水调查，于1975年12月在《乌江干流及主要支流历史洪水调查资料汇编》中进行了刊布，1978年又收集了历史洪水文献资料。猫跳河流域各河段洪水调查成果见表2。除1912年洪水主要集中在中、下游外，其它洪水年份上下游基本相应，可以通过流域面积比例关系插补出红枫坝址的洪峰流量，再由峰量关系推算出洪量，其成果见表3。表2猫跳河流域各河段洪水调查成果表调查河段地点流域面积（km2）调查成果(按大小排位)序位1234干流红枫1596年份195919151920流流五里桥1818年份1880195918991934流量18001570干流狮子石2792年份百多年前189219121934流量4690328025402160表3红枫坝址历史洪水峰、量成果表年份洪峰流量(m3/s)最大三日洪量(亿m3)最大七日洪量(亿m3)备注183032504.785.661830、1892年洪水移用狮子石站洪峰模(Qmax/F＾0.66)189220903.073.75

三、计算公式频率计算均值计算变差系数Cv值计算频率计算（统一样本法）特大洪水：末项频率：普通洪水：设计洪水计算洪峰放大倍比计算最大三天洪量放大倍比计算最大七天洪量放大倍比计算

四、频率配线图、表格、数据配线结果最大洪峰流量频率计算表格序号年份流量频率序号年份流量频率1183032500.25%31197855549.16%2199123001.14%32199455050.85%3189220901.70%33199754352.55%4196315003.40%34199551554.24%5195914005.09%35196150755.94%6195210206.79%36198249957.63%7199210208.48%37197149459.33%8195494810.18%38199349461.02%9194891611.87%39195348662.72%10196089813.57%40195848464.41%11196583515.26%41199848366.11%12199981916.96%42198847167.8065%43199046669.4935%44197546071.1904%45198044872.88%16195077123.74%46198644374.5843%47196944076.2713%48195642877.97%19200475728.82%49198442479.66%20194973530.52%50197441081.36%21197972332.21%51195140483.05%22199670433.90%52200140384.75%23197069835.60%53196739286.44%24197368437.29%54200338088.14%25197767438.99%55195737189.83%26196463240.68%56198735091.53%27197662442.38%57198328593.22%28200258944.07%58196628394.92%29196257745.77%59198926196.61%30194756047.46%60198116298.31%均值644.92变差系数Cv0.56三天最大洪峰流量频率计算表格序号流量频率序号流量频率14.780.25%310.87449.16%23.5991.14%320.85650.85%33.071.70%330.85452.55%42.1623.40%340.84854.24%51.635.09%350.83955.94%61.596.79%360.8357.63%71.4078.48%370.8359.33%81.39710.18%380.80661.02%91.38911.87%390.80462.72%101.33613.57%400.78664.41%111.27415.26%410.75766.11%121.2716.96%420.73667.80%131.21918.65%430.7369.49%141.2120.35%440.71871.19%151.17122.04%450.7172.88%161.14923.74%460.70774.58%171.13125.43%470.70576.27%181.1227.13%480.70177.97%191.1128.82%490.60879.66%201.10230.52%500.59981.36%211.0232.21%510.5983.05%220.99533.90%520.53684.75%230.94135.60%530.51386.44%240.93837.29%540.50888.14%250.93738.99%550.50589.83%260.9340.68%560.49391.53%270.92242.38%570.42993.22%280.88844.07%580.4194.92%290.87445.77%590.40896.61%300.87447.46%600.21498.31%均值0.96变差系数Cv0.54七天最大洪峰流量频率计算表格序号年份流量频率序号年份流量频率118305.660.25%3119941.29249.16%219915.2891.14%3219671.28750.85%318923.751.70%3319731.23152.55%419542.613.40%3419951.22854.24%519592.585.09%3519611.19455.94%619602.4326.79%3619761.18957.63%720002.3818.48%3720011.17559.33%819922.17810.18%3819931.15661.02%919772.14111.87%3919681.13762.72%1019482.1413.57%4019581.11364.41%1119642.04115.26%4120021.07866.11%1219631.98816.96%4219521.06267.80%1319701.89718.65%4319531.0669.49%1419791.84620.35%4419571.02271.19%1519991.84422.04%451951172.88%1619851.72923.74%461986174.58%1719501.72825.43%4719740.98376.27%1819961.72527.13%4819470.96577.97%1919691.69328.82%4919820.94479.66%2019901.54630.52%5019840.88881.36%2119491.5432.21%5119800.88283.05%2219971.53433.90%5219750.86184.75%2319721.52535.60%5319870.85386.44%2419651.50137.29%5419620.78288.14%2519551.46238.99%5519660.72989.83%2619711.44240.68%5619560.72291.53%2720041.44242.38%5720030.69293.22%2819881.41244.07%5819830.65894.92%2919981.34145.77%5919890.6296.61%3019781.32547.46%6019810.27198.31%均值1.43变差系数Cv0.49频率配线结果项目QW3W7均值626.270.931.4Cv0.550.560.52Cs2.893.242.16设计洪峰/洪量2703.833.994.92校核洪峰/洪量5039.47.518.28典型洪水最大洪峰、洪量结果典型年最大洪峰、洪量结果最大洪峰Q（m^3/s）最大三天洪量W3（亿立方米)最大七天洪量（亿立方米)7041.151.6放大倍比结果放大倍比结果P=0.5%的设计洪水值P=0.01%的校核洪水值KQ3.847.16K33.476.53K72.071.711996.7洪水过程线结果时间典型洪水P=0.5%的设计洪水P=0.01%的校核洪水放大倍比放大流量修匀流量放大倍比放大流量修匀流量M^3/sM^3/sM^3/sM^3/s7月1号1232.07254.61279.211.71210.33286.592号05228.12.07472.167517.7871.71390.051531.4732号08236.52.07489.555536.8551.71404.415551.0452号11242.12.07501.147549.5671.71413.991614.0932号14122.42.07253.368612.3351.71209.304823.3552号17206.83.47717.596645.2166.531350.4041182.8962号20253.63.47879.992791.2326.531656.0081450.5922号232693.47933.43839.286.531756.571538.683号02315.13.471093.397983.1126.532057.6031802.3723号05443.73.471539.6391254.3446.532897.3612337.9643号08447.33.471552.1311375.5766.532920.8692558.5563号11457.83.471588.5661528.3366.532989.4342918.6163号14538.53.471868.5951680.126.533516.4053380.223号17654.23.472270.0742041.1046.534271.9263742.0243号207043.842703.362316.167.165040.644111.363号23668.93.472321.0832156.9686.534367.9173926.1084号02641.23.472224.9642000.5446.534187.0363767.6644号05633.63.472198.5921976.8326.534137.4083624.1924号08592.53.472055.9751848.66.533869.0253389.14号11562.43.471951.5281754.6886.533672.4723216.9284号14531.33.471843.6111657.6566.533469.3893009.0364号17458.43.471590.6481430.2086.532993.3522622.0484号20433.53.471504.2451352.526.532830.7552479.624号233663.471270.021141.926.532389.982093.525号02319.63.471109.012997.1526.532086.9881828.1125号05292.23.471013.934911.6646.531908.0661671.3845号08251.43.47872.358784.3686.531641.6421438.0085号11227.83.47790.466710.7366.531487.5341303.0165号14206.73.47717.249644.9046.531349.7511182.3245号17379.43.471316.518589.2346.532477.482843.3455号20195.92.07405.513444.6931.71334.989556.4475号23160.12.07331.407363.4271.71273.771373.0336号02150.82.07312.156342.3161.71257.868351.3646号05136.52.07282.555309.8551.71233.415318.0456号08186.52.07386.055323.3551.71318.915234.5457月7号90.82.07187.956206.1161.71155.268211.564

典型、设计、校核洪水折线图

五、心得体会当所有的课程设计结果出来的时候，心里的自豪感上升到最高点！这是整个小组精诚配合、共同努力的结果，也是我自己这一周以来的劳动结晶。水文水利计算是我们专业非常重要的一门专业课，为了检验我们在这个学期对这门课程知识的掌握程度，老师为我们安排了这次课程设计，大家都觉得