《S水库防洪复核计算案例》13000字（论文）

PAGEPAGE6S水库防洪复核计算案例摘要S水库缺少历史洪水资料，在延长基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是：选择水库防洪标准；历史洪水调查分析及洪量插补；设计洪水和校核洪水计算；调洪计算；坝顶高程复核。本文选择合适的防洪标准，采用年最大值法进行峰、量选样，利用最小二乘法建立洪量相关关系进行历史洪水调查，并插补历史洪水洪量，按统一样本法进行频率计算，通过配线法推求洪峰流量频率曲线与设计洪量频率曲线，并推求出设计频率的设计洪峰和时段设计洪量，按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线，通过试算法推求下泄流量过程线q～t进行设计洪水调洪计算，并进行坝顶高程复核计算。并通过复核为水库下一步做好除险加固和工程运行管理提供依据。关键词：S水库，洪水计算，设计洪水，坝顶复核，防洪标准复核目录TOC\o"1-3"\h\u7673S水库防洪复核计算 I52151.绪论 1291891.1研究背景及意义 1272351.2研究进展/国内外研究现状 1154361.3研究内容及研究方法 222311.3.1S水库的工程概况 2172651.3.2防洪标准选择 2163841.3.3峰量选样及历史洪水调查 3240741.3.4设计洪水计算 3150961.3.5设计洪水调洪计算 4267461.3.6坝顶高程复核计算 458211.4技术路线图 573062.工程概况 6313762.1流域及工程概况 6283302.2水文气象资料 747492.2.1气象特征 7261822.2.2水文测站 7115552.2.3乡站历史洪水 7209602.2.4S水库洪峰洪量系列。 8310663.防洪标准选择 8319434.峰、量选样及历史洪水调查 1051544.1概述 10316434.2建立峰量关系 10177294.2.1推求洪峰、1天洪量的相关关系 1135974.2.2推求洪峰、3天洪量的相关关系 1242554.3历史洪水调查 14182935.设计洪水计算 1599825.1频率计算推求设计洪峰与洪量 15320495.1.1对洪峰流量频率计算 15228805.1.2对一天洪量进行频率计算 19125265.1.3对三天洪量进行频率计算 2332375.1.4.洪峰和洪量成果的合理性分析 2777535.2.选择典型洪水过程线 27223225.3.按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线 2836915.3.1计算放大比 281485.3.2求放大流量 29270206.设计洪水调洪计算 3270396.1S水库库容曲线和泄洪建筑物泄流曲线。 32321276.2确定调洪的起始条件 33298616.3推求下泄流量过程线q～t 33270636.4最大下泄流量 3495076.5推求拦洪库容和设计洪水位 35257047.坝顶高程复核计算 35198808.结论 3827055参考文献 401.绪论1.1研究背景及意义S水库位于湖北省远安县黄柏河东支的S村，大坝以上流域面积553.6kM^2,河长58.2KM，河道比降10.6，总库容6367万M^3,是一座以灌溉为主，结合防洪，发电，拦沙，养殖等综合利用的水利工程，S水库于1974年冬开工建设，1978年完工，距今已运行了快30年。1975年的技术设计，水文系列的年限只有20年，由于系列过短，亦缺少大洪水资料。这篇论文的目的，就是在延长已有资料的基础上，按现行的标准对水库的防洪标准进行复核。具体内容是：1.选择水库防洪标准。历史洪水调查分析及洪量插补。设计洪水和校核洪水计算。调洪计算。坝顶高程复核。研究意义是：通过对设计洪水的计算与分析，为后续的工程建设提供可靠的数据依据，同时也为相似的工程建设提供参考与借鉴，更为水库预防险情与加固建设，防洪抗灾、改良生态环境和推动经济社会发展，提供有效的帮助。1.2研究进展/国内外研究现状近几年，关于水库防洪复核计算，国内外学者做了大量的研究。对于无资料地区小型水库防洪标准复核，有学者采用通过雨量资料推求设计洪水的方法，结合当地暴雨洪水资料推算得到设计洪水成果，进行合理性分析。又采用调洪计算的方式确定各种特征水位，之后审核坝顶高程与大坝溢洪道控制段的顶部高程是否符合标准，最后评价水库大坝的安全性，从而能够为水库进一步的除险加固提供精确的决策与合理参考。防洪标准复核成果作为小型水库除险加固的主要依据，但当前小型水库防洪标准复核中普遍存在缺少资料的问题。学者论述了防洪标准复核在资料不足的情况下的适用方案。小型水库水文复核中实测资料普遍有限，因而在工作中应当尽量查阅有关资料，充分检验复核成果的合理性，以保准确性，使小型水库能够在确保安全运行的同时，起到良好的效益，推动农村经济的振兴。有学者对龙华水库的洪水复核采用水文的途径计算，具体从设计暴雨到产流再到汇流等流程进行。分析流域与周边区域产、汇流特征，采取江淮浅山丘陵区综合单位线成果计算龙华水库设计洪水。也有学者通过对塔山水库防洪标准进行复核计算与分析，因为缺少资料，采用设计暴雨、设计洪水的计算途径，推求水库的设计频率５％和１０％的洪水过程，最终核算出相应库容、相应最高水位，入库洪峰流量及相应的溢洪道最大泄流量与原设计值基本相同，显然计算结果正确。还有学者采用通过实测流量推求设计洪水的方式,分别从考计入棉花滩水库影响和不计入棉花滩水库影响两种角度推求青溪水库的设计洪水。得出结论，棉花滩水库在建成投入运行后促进青溪水库防洪，且对青溪水库的设计洪水产生影响,故青溪水库可提高它的汛限水位。有学者从水位值，资料情况及计算方法等角度比较三种方案:方案一资料比较准确,通过对库水位直接统计分析,推算出各频率下的库水位,可这种方法具有探讨性,因相关技术当下不够先进,国内正逐步采取实验,经过统计分析得出最大值;方案二利用实测流量和三天洪量有关插补展延后的系列,采取一步间接法计算出设计洪水,通过调洪演算求出库水位，得到最小值,显然方案二更合理,可资料准确性不够;方案三采取实测暴雨资料,通过二步间接法，就是先算出设计暴雨,后用暴雨计算洪水,利用调洪演算得到库水位,得到处于中间的水位值,显然此方案资料比较准确。经比较探究,对于惠女水库洪水的复核计算，最终使用了推理公式法对实测暴雨资料进行复核推算1.3研究内容及研究方法1.3.1S水库的工程概况方法：通过网上查阅资料即可1.3.2防洪标准选择方法：通过查阅资料确定S的工程等级，继而确定相应的设计防洪标准与校核防洪标准，再与实际的设计防洪标准与校核标准进行比较，只要实际防洪标准在防洪标准范围内，便说明符合设计标准，反之则不符合。1.3.3峰量选样及历史洪水调查方法：峰量选样采用年最大值法，选出1926年以来的最大五组洪峰流量，分别为1935年，1984年，1826年，1930年，1958年。对于S水库坝址1959～1977年峰、量系列，可根据分乡站资料换算得到，其中具体的换算方法为洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积比的1次方换算。对于S水库坝址1978～2001年峰、量系列，可直接采用S入库洪水系列计算。对于1959年以前的洪、量系列，可分析分乡站历史洪水，并换算至S水库坝址。再根据S水库坝址1978～2001年峰、量系列建立峰、量相关关系；根据此峰、量关系可计算历史洪水的1d、3d洪量。对于相关关系的建立采用的是最小二乘法，先根据峰，量系列计算出均值与均方差，并求出相关系数，根据显著性检验，判断峰量之间是否相关。当相关系数不等于零时，则说明二者相关；当相关系数等于零时，则说明二者无关；当相关系数大于0.8时，可推断出二者密切相关。经验判断二者是存在相关性的，且往往密切相关，于是可求出回归系数，建立回归方程，由此通过峰系列计算出想要的量系列，如一天的量系列，三天的量系列等，于是可以算出历史洪水所缺少的洪量数据。1.3.4设计洪水计算方法：对S水库坝址洪峰及1d、3d洪量系列分别进行频率计算，推求出洪峰流量频率曲线与设计洪量频率曲线，从而可推求出设计频率的设计洪峰和1d、3d设计洪量，并将其与实测资料进行比较分析；按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线。具体如下：1.按统一样本法计算经验频率，即，二者分别为特大洪水和一般洪水的经验频率。2.根据表中洪峰流量系列，计算年最大洪峰流量均值,离势系数,N=176，a=5，l=2。3.根据上步初估参数成果，取=、=0.8、=3，查表频率p的的值，由计算各p的洪峰流量，进行第一次配线，如若线条不合理则需要调整参数，适当增加再次配线，直到总体上配合良好，就可以作为推求的该处年最大洪峰流量理论频率曲线。4.于是可推求出设计洪峰频率曲线，一天与三天的洪量频率曲线，然后便可根据理论频率曲线得到设计洪峰和校核洪峰流量，以及相应的一天与三天的设计洪量和校核洪量，将计算结果与实测资料进行比较，即可得到洪峰和洪量成果的合理性分析。将校核洪量与第一大洪水比较，将设计洪量与第二大洪水比较，若校核洪量数据偏大或相近，若设计洪量数据也偏大或相近，则计算结果较为合理，反之则不合理。5.按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线，具体为选择典型洪水过程线，计算各时段的放大比，将放大倍比按其控制时间与对应的典型洪水流量相乘，得放大流量，从而推算出设计洪水和校核洪水过程线。1.3.5设计洪水调洪计算方法:1.根据WES标准型剖面实用堰流量计算公式，可计算泄洪建筑物泄流曲线，绘出库容曲线Z～V和蓄泄曲线q～V，通过试算法推求下泄流量过程线q～t。2.确定调洪的起始条件，即调洪起调水位以及相应的库容和下泄流量。3.按时段，用t、Q、q值绘制和过程线在一副图中，和的交点处是出现的地方，故可根据两线交点得到最大下泄流量的值。4.推求拦洪库容和设计洪水位。由最大下泄流量可得到相应的库容，此库容减去防洪限制水位相应的库容即为拦洪库，并可查出设计洪水位。1.3.6坝顶高程复核计算方法：根据《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2003），坝顶高程不应低于校核洪水位，坝顶上游侧防浪墙顶高程与设计洪水位或校核洪水位的高差可由波高，波浪中心线超出静水位的风壅高度，安全超高用公式计算得来，从而计算出坝顶上游侧防浪墙顶高程。根据资料，可知设计洪水位高程为，校核洪水位高程为，坝顶高，防浪墙高程。将坝顶高程与校核洪水位高程比较，实际防浪墙高程与计算防浪墙高程比较，从而得到合理性分析的结果。1.4技术路线图2.工程概况2.1流域及工程概况S水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面积553.6，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。S水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝，坝前河底高程348m，坝高63.3m，电站总装机6040kw。水库死水位378m，死库容714万m3，正常蓄水位409m，相应库容6032万。设计洪水位（P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程411.3m。库区吹程1000m。见图2-1图2-1黄柏河流域水系图2.2水文气象资料2.2.1气象特征S流域位于亚热带季风区，气候多变，夏天燥热雨水多，冬天气温低雨水少，秋天温度明显高于春天温度，春天雨水明显高于秋天雨水，年内气温变化极其大，没有霜周期较长。多年平均气温为17.7℃，历年最大气温有39℃，最小气温-13℃，平均风速1.3m/s,多年平均最高风速16.1m/s，风向主要为NE。流域内多年平均降水量1027.4mm，流域内暴雨频率高，洪涝多，5-9月为汛期，汛期降雨量大约为全年降雨量的85.8%上下，特别是7月最大，为全年的2.1%，月降雨量最低是11月，仅占全年的0.9%。2.2.2水文测站1958年在黄柏河干流上建设有池湾河水文站，1962年建造小溪塔水文站，1963年在东支建造分乡水文站。S水库完成后，先继进行了降雨、水位、泄流的测量，得到了较为齐全的运行数据。分乡水文站为参证站不可或缺的一份子，控制流域面积1084.0kM^2。2.2.3乡站历史洪水采取年最大值法，依据1982年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的审核结果，分乡站洪水的排序依次为1935年、1984年、1826年、1930年、1958年，资料精确，可以直接使用。通过审核判断出，分乡站1935年是1826年洪水至今的第1位，重现期是176年。1984年，1826年，1930年洪水相近，可断定是1826年至今的第2位与第4位，1958年洪水是1826年至今的第5位。分乡站历史洪水成果见表2-1表2-1分乡站历史洪水成果表序号年份洪峰流量（）1d洪量()3d洪量()重现期备注1193546801762198437391.07381.666431826不能定量41930不能定量5195828201.22011.952.2.4S水库洪峰洪量系列。见表2-2。表2-2S水库洪峰、洪量系列年份洪峰Q1d洪量3d洪量年份洪峰Q1d洪量3d洪量195818030.62370.996819805710.17250.209219591310.04340.066419811260.08410.124119602660.0921021270.317219612000.06640.102319834370.21240.322319626400.19990.2924198423890.54890.8518196310360.37270.572519851210.06130.130719644520.13140.222319862180.09790.192419655190.14520.2319874380.16770.286419661890.08170.125319882220.1154018760.285219895920.22290.318919688380.28320.659419906340.1209015140.221319918040.23340.315819705980.22330.310319928510.26350.328819713890.16810.287719934250.1195003630.079719941670.11770.213119734450.14570.223319952610.0985008130.158919964870.23410.433419758480.14830.24819975440.13830.318619762720.0931022620.413519771620.09150.179519991700.07340.168619782990.15250.281220006130.21130.315719796340.2880.539320014710.19130.29863.防洪标准选择表3-1工程等级水库防洪治涝灌溉供水水电站工程规模总库容城镇及工矿企业的重要性保护农田（万亩）治涝面积（万亩）灌溉面积（万亩）城镇及工矿企业的重要性装机容量一大（1）型>10特别重要>500>200>150特别重要>120二大（2）型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30三中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5四小（1）型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1五小（2）型0.01～0.001<5<3<0.5<1表3-2工程等级永久性水工建筑物级别临时性水工建筑物级别工程等级永久性水工建筑物级别临时性水工建筑物级别主要建筑物次要建筑物主要建筑物次要建筑物1134445522345553345表3-3水工建筑物级别防洪标准[重现期（年）]山区、丘陵区平原区、滨海区设计校核设计校核洪凝土坝、浆砌石坝及其他水工建筑物土坝、堆石坝一1000～5005000～2000可能最大洪水（PMF）或10000～5000300～1002000～1000二500～1002000～10005000～2000100～501000～300三100～501000～5002000～100050～20300～100四50～30500～2001000～30020～101000～5030～20200～100300～2001050～20借由S库容量数据了解到总库容是6368万，又根据《防洪标准》GB50201-94得知S水库工程等级为三级,S水库处于湖北省远安县黄柏河东支的S村,归为丘陵区水库,设计防洪标准该是50～100年,p=1%～2%，而实际设计防洪标准为p=2%该在这个范围内，表明与设计标准吻合。校核防洪标准为500～1000年,p=0.1%～0.2%，而实际校核标准为p=0.2%在这个范围内，表明与设计标准吻合。4.峰、量选样及历史洪水调查4.1概述峰量选样运用年最大值法，查出1926年至今的最大五组洪峰流量，依次为1935年，1984年，1826年，1930年，1958年。对于S水库坝址1959～1977年峰、量系列，能通过分乡站数据换算得到，其中洪峰按面积比指数的2/3次方换算，而洪量则按面积比的1次方换算。对于S水库坝址1978～2001年峰、量系列，可直接使用S入库洪水系列计算。对于1959年以前的洪、量系列，可观察分乡站的历史洪水，并换算为S水库坝址。再通过S水库坝址1978～2001年峰、量系列建立峰、量之间的相关关系；借此峰、量关系能计算历史洪水的1d、3d洪量。分析解答过程如下。4.2建立峰量关系首先根据S水库坝址1978～2001年峰、量系列建立峰、量相关关系。先根据S水库洪峰、1天洪量系列计算出洪峰与一天洪量的相关关系，再根据S水库洪峰、3天洪量系列计算出洪峰与三天洪量的相关关系，最后根据相关关系可计算出历史洪水所缺失的数据即可计算出1935，1826，1830年的一天与三天的洪量4.2.1推求洪峰、1天洪量的相关关系表4-1S水库洪峰、1天洪量系列年份洪峰x1天洪量ykxkykx-1ky-1(kx-1）2（ky-1）2（kx-1）*（ky-1）19782990.15250.550.84-0.45-0.160.20180.02600.07319796340.2881.171.580.170.580.02810.34070.09819805710.17251.050.950.05-0.050.00270.0026-0.00319811260.08410.230.46-0.77-0.540.58970.28890.41319825820.21271.071.170.070.170.00520.02880.01219834370.21240.801.17-0.200.170.03810.0282-0.033198423890.54894.403.023.402.0211.56214.07406.86319851210.06130.220.34-0.78-0.660.60390.43940.51519862180.09790.400.54-0.60-0.460.35820.21310.27619874380.16770.810.92-0.19-0.080.03730.00610.01519882220.11540.410.63-0.59-0.370.34940.13350.21619895920.22291.091.230.090.230.00820.05100.02019906340.12091.170.660.17-0.340.02810.1123-0.05619918040.23341.481.280.480.280.23130.0804026351.571.450.570.450.32200.20160.25419934250.11950.780.66-0.22-0.340.04720.11760.07419941670.11770.310.65-0.69-0.350.47940.12440.24419952610.09850.480.54-0.52-0.460.26960.21010.23819964870.23410.901.29-0.100.290.01060.0826-0.02919975440.13831.000.760.00-0.240.00000.0574-0.00019989740.22621.791.240.790.240.63050.05950.19319991700.07340.310.40-0.69-0.600.47180.35570.40920006130.21131.131.160.130.160.01670.02620.02020014710.19130.871.05-0.130.050.01750.0027-0.007合计130304.364424.0024.000.000.0016.30947.06289.945均值均方差相关系数相关系数的显著检验：在=0.01时n=24时查的=0.5668。因为r>0.5668可推断出总体是相关的，且r>0.8，洪峰与洪量密切相关。回归系数y倚x的回归方程代入数据得y=20479.1x+7081487.034.2.2推求洪峰、3天洪量的相关关系表4-2S水库洪峰、3天洪量系列年份洪峰x3天洪量ykxkykx-1ky-1(kx-1）2（ky-1）2（kx-1）*（ky-1）19782990.280.550.95-0.45-0.050.20180.00250.02219796340.541.171.820.170.820.02810.67480211.050.710.05-0.290.00270.0861-0.01519811260.120.230.42-0.77-0.580.58970.33740.446119825820.321.071.070.070.070.00520.00510.005119834370.320.801.09-0.200.090.03810.0078-0.017198423890.854.402.883.401.8811.5623.52276.38219851210.130.220.44-0.78-0.560.60390.31200.434119862180.190.400.65-0.60-0.350.35820.12260.209619874380.290.810.97-0.19-0.030.03730.00110.006319882220.180.410.60-0.59-0.400.34940.15640.233719895920.321.091.080.090.080.00820.00590.007019906340.181.170.600.17-0.400.02810.1564-0.06619918040.321.481.070.480.070.23130.00440.032019928510.331.571.110.570.110.32200.01220.062719934250.180.780.62-0.22-0.380.04720.14740.083419941670.210.310.72-0.69-0.280.47940.07860.194119952610.190.480.63-0.52-0.370.26960.13820.193119964870.430.901.46-0.100.460.01060.2151-0.04719975440.321.001.080.000.080.00000.00580.000219989740.411.791.400.790.400.63050.15730.314919991700.170.310.57-0.69-0.430.47180.18540.295720006130.321.131.070.130.070.01670.00440.008620014710.300.871.01-0.130.010.01750.0001-0.001合计130307.1124.024.00.000.0016.3096.33978.9212均值均方差相关系数相关系数的显著检验：在=0.01时n=24时查的=0.5668。因为r>可推断出总体是相关的，且r>0.8，洪峰与洪量密切相关。回归系数y倚x的回归方程代入数据得y=29733.1x+13467305.354.3历史洪水调查将分乡站历史洪峰、洪量换算成S的历史洪峰、洪量，洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积比的1次方换算。洪峰比：洪量比：根据洪峰与洪量的关系即回归方程，可计算出1935，1826，1830年的洪量：1935年1天洪量为y=20479.1x+7081487.03y1=0.68351826年1天洪量为0.56231830年1天洪量为0.54181935年3天洪量为y=29733.1x+13467305.35y3=1.0241826年3天洪量为0.86831830年3天洪量为0.8185结果如下表所示表4-3天福站历史洪水成果表序号年份洪峰流量（）1d洪量（)3d洪量()重现期备注1193529920.68351.02431762198423900.54890.85193182624000.56230.8683不能定量4183023000.54180.8185不能定量5195818030.62370.99685.设计洪水计算5.1频率计算推求设计洪峰与洪量对S水库坝址洪峰及1d、3d洪量系列分别进行频率计算，推求出各设计频率的设计洪峰和1d、3d设计洪量。洪水调查期为1826到2001年，所以N=176,1935年、1984年、1826年、1930年、1958年作为历史洪水即a=5实测洪峰、洪量资料44年，n=44，l=2。5.1.1对洪峰流量频率计算表5-1洪峰流量系列频率计算表类型年份洪峰流量（）从大到小排序（）序号pM%序号Pm%1234567特大值系列19352992299210.56497219842390240021.12994418262400239031.69491519302300230042.25988719581803180352.824859实测值系列1959131103635.084746196026697447.344633196120085159.604521962640848611.8644119631036838714.124291964452804816.384181965519774918.6440719661896401020.9039619677746341123.1638419688386341225.4237319694286131327.6836219705985981429.943519713895921532.203391972645821634.4632819734455711736.7231619742405441838.9830519758485191941.2429419762724872043.5028319771624712145.7627119782994522248.022619796344452350.2824919805714382452.5423719811264372554.8022619825824282657.0621519834374252759.3220319851213892861.5819219862182992963.8418119874382723066.101719882222663168.3615819895922613270.6214719906342403372.8813619918042223475.1412419928512183577.4011319934252003679.6610219941671893781.920919952611703884.1807919964871673986.4406819975441624088.7005719989741314190.9604519991701264293.2203420006131214395.480232001471644497.740111.按统一样本法计算经验频率，即，如表中第5和7列所示分别为特大洪水和一般洪水的经验频率。2.根据表中第2列洪峰流量系列，计算年最大洪峰流量均值,离势系数,N=176，a=5，l=2。3.根据上步初估参数成果，取=、=0.8、=3，查表频率p的的值，由计算各p的洪峰流量，进行第一次配线，如附图1所示，可见线条下端较高，上端较低。因此，需要调整参数，适当增加再次配线。取==0.9、=3进行第二次配线，如附图1所示，总体上配合良好，可以作为推求的该处年最大洪峰流量理论频率曲线。表5-2频率P第一次配线=CV=0.8CS=3CV=2.4第二次配线=CV=0.9CS=3CV=2.7kpkp（1）（2）（3）（4）（5）（6）13.814.0520603.934.5372309.3352.012.6113272.012.8091429.78101.262.0110221.222.0981067.88200.541.437290.481.432728.88850-0.350.72366-0.370.667339.50375-0.680.46232-0.650.415211.23590-0.7950.36185-0.7260.3466176.41995-0.820.34175-0.7360.118171.899-0.8310.34171-0.740.334170.006由计算得，设计洪峰p=2%和校核洪峰p=0.2%ss图5-1第一次配线之洪峰流量频率曲线图5-2第二次配线之洪峰流量频率曲线5.1.2对一天洪量进行频率计算表5-3一天洪量频率计算表年份1天洪量从大到小排序序号pM%序号Pm%19350.68350.683510.56497219840.54890.623721.12994418260.56230.562331.69491518300.54180.548942.25988719580.62370.541852.824859195935.08474619600.09210.28847.34463319610.06640.283259.6045219620.19990.263519630.37270.2341714.1242919640.13140.2334816.3841819650.14520.22620.04340.372719660.08170.22331020.9039619670.18760.22291123.1638419680.28320.21271225.4237319690.15140.21241327.6836219700.22330.21131429.943519710.16810.19991532.2033919720.03630.19131634.4632819730.14570.18761736.7231619740.08130.17251838.9830519750.14830.16811941.2429419760.09310.16772043.5028319770.09150.15252145.7627119780.15250.15142248.022619790.2880.14832350.2824919800.17250.14572452.5423719810.08410.14522554.8022619820.21270.13832657.0621519830.21240.13142759.3220319850.06130.12092861.5819219860.09790.11952963.8418119870.16770.11773066.101719880.11540.11543168.3615819890.22290.09853270.6214719900.12090.09793372.8813619910.23340.09313475.1412419920.26350.09213577.4011319930.11950.09153679.6610219940.11770.08413781.920919950.09850.08173884.1807919960.23410.08133986.4406819970.13830.07344088.7005719980.22620.06644190.9604519990.07340.06134293.2203420000.21130.04344395.4802320010.19130.03634497.740111.按统一样本法计算经验频率，即，如表中第5和7列所示分别为特大1天和一般1天洪量的经验频率。2.根据表中第2列1天洪量系列，计算年最大1天洪量均值,离势系数,N=176，a=5，l=2。3.根据上步初估参数成果，取=、=0.61、=3，Cs=1.83,查表频率p的的值，由计算各p的1天洪量，进行第一次配线，如附图2所示，，可见曲线上段明显偏低，中段稍微偏高。因此，需要调整参数，适当增大再次配线。取=、=0.61、=3.5，进行第二次配线，如附图2所示，总体上配合良好，可以作为推求的该处年最大1天洪量理论频率曲线。表5-4频率P第二次配线=CV=0.61CS=3CV=1.83第一次配线=CV=0.61CS=3.5CV=2.14kpkp13.503.140.533.663.230.5551.982.210.3822.220.38101.321.810.311.291.790.3200.641.390.240.591.360.2350-0.280.830.14-0.320.80.1475-0.720.560.10-0.710.570.190-0.940.430.07-0.870.470.0895-1.020.380.06-0.910.440.0899-1.090.340.06-0.920.440.07由计算得，设计1天洪量p=2%和校核1天洪量p=0.2%.图5-3第一次配线之一天洪量频率曲线图5-4第二次配线之一天洪量频率曲线5.1.3对三天洪量进行频率计算表5-5三天洪量频率计算表年份3天洪量从大到小排序序号pM序号pm19351.02431.023410.56497219840.85190.996821.12994418260.86830.868331.69491518300.81850.851942.25988719580.99680.818552.82485919590.06640.659435.08474619600.1380.572547.34463319610.10230.539359.6045219620.29240.4334611.8644119630.57250.4135714.1242919640.22230.3288816.3841819650.230.3223918.6440719660.12530.31891020.9039619670.28520.31861123.1638419680.65940.31721225.4237319690.22130.31581327.6836219700.31030.31571429.943519710.28770.31031532.2033919720.07970.29861634.4632819730.22330.29241736.7231619740.15890.28771838.9830519750.2480.28641941.2429419760.1380.28522043.5028319770.17950.28122145.7627119780.28120.2482248.022619790.53930.232350.2824919800.20920.22332452.5423719810.12410.22232554.8022619820.31720.22132657.0621519830.32230.21312759.3220319850.13070.20922861.5819219860.19240.19242963.8418119870.28640.1863066.101719880.1790.18243168.3615819890.31890.17953270.6214719900.1790.1793372.8813619910.31580.1793475.1412419920.32880.16863577.4011319930.18240.15893679.6610219940.21310.1383781.920919950.1860.1383884.1807919960.43340.13073986.4406819970.31860.12534088.7005719980.41350.12414190.9604519990.16860.10234293.2203420000.31570.07974395.4802320010.29860.06644497.740111.按统一样本法计算经验频率，即，如表中第5和7列所示分别为特大3天和一般3天洪量的经验频率。2.根据表中第2列3天洪量系列，计算年最大3天洪量均值,离势系数,N=176，a=5，l=2。3.根据上步初估参数成果，取=、=0.6，=3，,查表频率p的的值，由计算各p的1天洪量，进行第一次配线，如附图3所示，可见曲线上段明显偏低，中段稍微偏高。因此，需要调整参数，适当增加再次配线。取=、=0.6、=3.5，Cs=2.1进行第二次配线，如附图3所示，总体上配合良好，可以作为推求的该处年最大天洪量理论频率曲线。表5-6频率P第一次配线=CV=0.6CS=3CV=1.8第二次配线=CV=0.6CS=3.5CV=2.1kpkp（4）（4）（4）（4）（5）（6）13.503.100.873.663.200.8951.982.190.612.002.200.62101.321.790.501.291.770.50200.641.380.390.591.350.3850-0.280.830.23-0.320.810.2375-0.720.570.16-0.710.570.1690-0.940.440.12-0.870.480.1395-1.020.390.11-0.910.450.1399-1.090.350.10-0.920.450.13由计算得，得到设计1天洪量和p=2%校核1天洪量p=0.2%。图5-5第一次配线之三天洪量频率曲线图5-6第二次配线之三天洪量频率曲线5.1.4.洪峰和洪量成果的合理性分析根据理论频率曲线得到的设计洪峰和校核洪峰流量分别为、，相应的设计1d洪量和校核1d洪量分别为和，设计3d洪量和校核3d洪量分别为和。计算结果与实测资料比较，176年中第二大洪水的经验频率为1.12%。设计频率为2%，设计洪峰洪量与设计1d洪量、3d洪量比第二大洪水相应数据稍小；176年中第一大洪水的经验频率为0.57%。校核频率为0.2%，校核洪峰洪量与校核1d洪量、3d洪量比第一大洪水相应数据偏大。故计算结果比较合理。5.2.选择典型洪水过程线S水库典型洪水过程线（1984年7月26-28日）见表5-7。表5-7典型洪水过程线（1984.7.26-28）时段（）洪量（）时段（）洪量（/s）时段（）洪量（）096.624103.94928.71572.025108.45027.821085.02691.55127.231345.02783.55226.641568.02868.65326.051791.02953.35435.462090.03040.95524.872389.03151.05624.282138.73261.05723.591465.53354.85822.8101005.13448.55922.111768.83546.36021.512494.33645.26120.613584.93744.26219.314421.23843.56318.215358.73941.76417.316344.84040.06516.117313.74138.36615.318232.54236.66714.419216.34334.86813.520183.54433.16912.621156.04532.27011.822138.04631.37111.023121.04730.47210.624103.94829.55.3.按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线5.3.1计算放大比1天洪量=0.71581天洪量=0.7780表5-8不同项目洪峰洪量系列表项目洪峰（）洪量1天3天p=2%的设计洪峰、洪量19281316121066p=0.2%的设计洪峰、洪量32272007532066典型洪水过程线的洪峰、洪量23891524723661时段（1h）70-240-72（1）设计洪峰、洪量各时段放大比：=1928/2389=0.807=13161/15247=0.863=(21066-13161)/(23661-15247)=0.94（2）校核洪峰、洪量各时段放大比：=3227/2389=1.348=20075/15247=1.32=(32066-20075)/(23661-15247)=1.435.3.2求放大流量将放大倍比按其控制时间相应地填入表中，与对应的典型洪水流量相乘，得放大流量，如下表所示。表5-9p=2%设计洪水过程线与典型洪水过程线时间典型放大倍比放大流量修匀流量时间典型流量放大倍比放大流量修匀流量(1)(2)(3)(4)(5)(1)(2)(3)(4)(5)096.60.94/0.8691/83893744.20.94424315720.86834973843.50.944142210850.864949383941.70.943940313450.86936116340400.943839415680.86116113554138.30.943637517910.86135315474236.60.943435620900.86154618084334.80.943334723890.86/0.812062/192819954433.10.94313282138.70.86184618474532.20.94303191465.50.86126512664631.30.942930101005.10.868678644730.40.94293011768.80.866637644829.50.94282912494.30.864275504928.70.94272813584.90.865054375027.80.94262714421.20.863633645127.20.94262715358.70.863103115226.60.94252616344.80.8629829953260.94242517313.70.862712725435.40.94333418232.50.862012025524.80.94232419216.30.861871885624.20.94232420183.50.861581595723.50.942223211560.861351365822.80.942122221380.861191205922.10.942122231210.861041056021.50.94202124103.90.86/0.9490/98956120.60.94192025108.40.941021036219.30.9418192691.50.9486876318.20.9417182783.50.9478796417.30.9416172868.60.9464656516.10.9415162953.30.9450516615.30.9414153040.90.9438396714.40.94141531510.9448496813.50.94131432610.9457586912.60.9412133354.80.9452537011.80.9411123448.50.94464771110.9410113546.30.9444457210.60.9410113645.20.944243图5-7p=2%设计洪水过程线与典型洪水过程线表5-10p=0.2%设计洪水过程线与典型洪水过程线时间典型流量放大倍比放大流量修匀流量时间典型流量放大倍比放大流量修匀流量096.61.43/1.32138/1281333744.21.43636415721.327557563843.51.436263210851.32143214333941.71.436061313451.321775177640401.435758415681.32207020714138.31.435556517911.32236423654236.61.435253620901.32275927604334.81.435051723891.32/1.353153/322531894433.11.434748821381.32282328244532.21.434647914651.32193419354631.31.4345461010051.32132713284730.41.434344117681.32101510164829.51.434243124941.326526534928.71.434142135841.327727735027.81.434041144211.325565575127.21.433940153581.324734745226.61.433839163441.3245545653261.433738173131.324144155435.41.435152182321.323073085524.81.433536192161.322862875624.21.433536201831.322422435723.51.433435211561.322062075822.81.433334221381.321821835922.11.433233231211.321601616021.51.433132241031.32/1.43137/1491436120.61.432930251081.431551566219.31.43282926911.431311326318.21.43262727831.431191206417.31.4325262868.61.4398996516.11.4323242953.31.4376776615.31.4322233040.91.4358596714.41.43212231511.4373746813.51.43192032611.4387886912.61.4318193354.81.4378797011.81.4317183448.51.43697071111.4316173546.31.4366677210.61.4315163645.21.436566图5-11p=0.2%设计洪水过程线与典型洪水过程线6.设计洪水调洪计算6.1S水库库容曲线和泄洪建筑物泄流曲线。S水库库容曲线根据原库区1:2000地形图进行复核计算，与刊布成果一致，见表KS1-4。左岸溢洪道堰顶高程398.0m,2孔，每孔净宽8.0m，亦为弧形闸门控制。两岸溢洪道堰型均为WES标准型剖面实用堰，流量计算公式为Q=由该式计算泄洪建筑物泄流曲线，见表6-1。表6-1S水库库容曲线和泄水建筑物泄流曲线库水位库容左岸溢洪道q1（）坝顶溢洪道q2（）合计泄流量q（）39834600003993670370374003890107010740141002160216402432536503654034545530255554044775730103833405500492223011524065235113040015304075515134560519504085790158283524174096045184510952940410631021151375349041166596237016954065设计洪水洪峰流量为，小于调洪起调水位下的泄流校核洪水洪峰流量，采用控制泄流方式即可，控制闸门开度，使下泄流量等于入库流量。校核洪水流量为，大于调洪起调水位下的泄流量量。绘出库容曲线Z～V和蓄泄曲线q～V，如图所示图6-1库容曲线与蓄泄曲线6.2确定调洪的起始条件溢洪道属于有闸门控制，调洪起调水位为正常蓄水位409m，相应的库容为=6045，下泄流量=2940。6.3推求下泄流量过程线q～t整个下泄流量过程的计算如下表所示；已知第一时段的=2760，=3189，并由起始条件得=6045，下泄流量=2013,现在要求出第一时段末的和；求法是：假定=3000由式得在曲线q～V中，以=查的=3000，与原假设不符，故重设进行计算。再假2950，可得由此查得=2950，与假设相符，故，=2950即为所求，接下来以第一时段所求的，，作为第二时段初的，，重重复第一时段的试算过程，又可求得第二时段的，。如此连续试算，既得下泄流量过程。表6-2流量下泄表时间t（h）时段△t流量Q（）q(）V()Z（m）00133133604540910-175616002007561600200604540921-21433394020014333940200604540932-31776577620017765776200604540943-42071692460020716924600604540954-52365798480023657984800604540965-62760922500027609225000604540976-73189107082002950102780006088409.387-8282410823400270010170000604540998-919358566200255094500006045409…………6.4最大下泄流量的计算按时段，取表中t、Q、q值绘制在下图中的和过程线。和的交点处是出现的地方，故交点处q为。6.5推求拦洪库容和设计洪水位从图中可知，，所相应的库容为，此库容减去防洪限制水位相应的库容即为拦洪库容，由查曲线Z~V可得，故最大泄流量为，校核洪水位为。图6-2来水量与泄水量7.坝顶高程复核计算根据《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2003），坝顶高程不应低于校核洪水位，坝顶上游侧防浪墙顶高程与设计洪水位或校核洪水位的高差h按下式计算：(7-1)式中:——波高，m；——波浪中心线超出静水位的风壅高度，m；——安全超高，根据建筑物等级选取.波高=(7-2）波长（7-3）风壅高度V（7-4）式中:V计算风速，设计工况采用1.5倍的多年平均最大风速，校核工况采用多年平均最大风速；H——坝前水深，m；g——重力加速度D——库区长度，即吹程，m混凝土拱坝安全超高，见表7-1。表7-1混凝土拱坝安全超高单位：m坝的级别123正常运行非常运行已知V=15.5，H=348m，g=9.8，D=1000m代入数据得==0.8059mLm=0.331×15.5-7/15×(9.8×1000/15.52)4/15×(15.52/9.8)=6.07m=0.42m查表7-1得，故(7-5)根据资料，设计洪水位高程为409.3m，校核洪水位高程为409.8m，坝顶高程410.3m，实际防浪墙高程411.3m，故坝顶上游侧计算防浪墙顶高程为：结果合理性分析：因为坝顶高程410.3m大于校核洪水位高程409.8m，实际防浪墙高程411.3m大于计算防浪墙高程410.83m，故水库坝高符合标准。8.结论本文选择合适的防洪标准，采用年最大值法进行峰、量选样，利用最小二乘法建立洪量相关关系进行历史洪水调查，并插补历史洪水洪量，按统一样本法进行频率计算，通过配线法推求洪峰流量频率曲线与设计洪量频率曲线，并推求出设计频率的设计洪峰和时段设计洪量，按同频率放大法计算设计洪水和校核洪水过程线，通过试算法推求下泄流量过程线q～t进行设计洪水调