工程水文及水利计算
课程设计书
课设名称:天福庙水库防洪复核计算
姓名 : 安小虎
学号: 2015095081
班级: 15农业水利工程1班
2017年6月22日
天福庙水库防洪复核设计
一、设计任务
天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村,大坝以上流域面积553.6km2,河长58.2km,河道比降10.6%,总库容6367万m3,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。天福庙水库于1974年冬开工建设,1978年建设成,已运行近30年。1975年技术设计时,水文系列年限仅20年,系列太短,也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务,是在
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:
1.选择水库防洪标准。
2.历史洪水调查分析及洪量插补。
3.设计洪水和校核洪水的计算。
二、流域自然地理概况,流域水文气象特性
(一) 流域及工程概况
天福庙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553.6km2,河长58.2km,河道比降10.6‰,总库容6367万m2,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。
天福庙水库于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m3。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。
(二)水文气象资料
1.气象特征。天福庙流域地处亚热带季风区,四季分明,夏季炎热多雨,冬季低温少雨,秋温高于春温,春雨多于秋雨,气温年内变化较大,无霜期长。多年平均气温16.8℃,历年最高气温达40℃,最低气温-12℃,平均风速1.2m/s,多年平均最大风速15.5m/s,风向多为NE。流域多年平均降水量1036.3mm,流域暴雨频繁,洪水多发,4-10月为汛期,汛期降雨量占全年降雨量的86.7%左右,尤其以7月最大,占全年的19.5%。月降雨量最少是12月,仅占全年的
1.3%。
2.水文测站。黄柏河干流上1958年设立池湾河水文站,1971年设立小溪塔水文站,1961年在东支设立分乡水文站。天福庙水库建成后,先后开展了降雨、水位、泄流观测,有比较完整的运行资料。分乡水文站是重要的参证站,控制流域面积108
3.0km2。
3.分乡站历史洪水。根据1982年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的审定结果,分乡站洪水的排位为1935年、1984年、1826年、1930年、1958年,资料可靠,可直接采用。经审定认为,分乡站1935年洪水1826年以来的第1位,重现期为176年,1984年洪水于1826年、1930年洪水相当,分别确定为1826年以来的地2-4位,1958年洪水为1826年以来的地5位。分乡站历史洪水成果见表KS1—1。
表KS1—1 分乡站历史洪水成果
等级为三级,其防洪标准为:设计T=50年,校核T=500年。
(四)、峰、量选样及历史洪水调查
1、天福庙水库坝址1959—1977年峰、量系列根据分乡站资料换算得到,洪峰按面积比指数的2/3次方换算,洪量按面积的一次方换算。
2、天福庙坝址1978—2001峰、量系列直接采用天福庙入库洪水计算。
3、分乡站历史洪水换算天福庙水库峰量根据1978—2001年峰量关系得1d,3d洪量(见表格)。
n x y
1958-2001年峰、量相关关系(图表见附录1)五、设计洪水和校核洪水计算
根据公式:Q 天福庙=
???? ??F F 分乡站天福庙3
2Q
分乡站
,
W
1d 天=???? ??F F 分乡站天福庙W
分1d
,
W
3d 天=????
??F F 分乡站天福庙W
分3d
计算天福庙库区1935,1984,的洪峰流量以及一天
和三天洪量。
频率曲线见附录2
由公式计算理论频率曲线的统计参数
Q平均=∑Q i=548.80m3/s
C v=0.91
C s=2.67C v=2.43
由查频率曲线方法得1826年,1930年的洪峰流量分别为2296 m3/s和2059 m3/s。P=0.2%时的校核洪峰Q0.2%=Q平均(φ0.2%Cv+1)=3360.41 m3/s,P=0.2%时的洪峰流量3360.41m3/s。P=2%的设计洪峰Q2%=Q平均(φ2%Cv+1)=2060 m3/s 1d洪量的相关数据
序号系列值频率序号系列值频率
10.67850.005
7
240.14830.507
20.62370.011250.14570.529
30.54890.017260.14520.551
40.37270.067270.13830.573
50.2880.089280.13140.595
60.28320.111
290.120
9
0.617
70.26350.133300.11950.639 80.23410.155310.11770.661 90.23340.177320.11540.683
100.22620.199
330.098
5
0.705
110.22330.221
340.097
9
0.727
120.22290.243
350.093
1
0.749
130.21270.265
360.092
1
0.771
140.21240.287
370.091
5
0.793
150.21130.309
380.084
1
0.815
160.19990.331390.0810.837
7
170.19130.353
400.081
3
0.859
180.18760.375
410.073
4
0.881
190.17250.397
420.066
4
0.903
200.16810.419
430.061
3
0.925
210.16770.441
440.043
4
0.947
220.15250.463
450.036
3
0.969
230.15140.485
频率曲线见附录3
W平均=W i=0.19×108m3
C v=0.72
C s=2.96C v=2.13
由曲线图可知,p=0.2%时的校核洪量W p=W平均×(φ0.2%Cv+1)=9.6×107m3 p=0.2%时所对应的1d的洪量为0.96×108m3。 P=2%的设计洪量W p=W平均×(φ2%Cv+1)=0.75×108m3 p=2%对应的1d洪量为0.75×108m3 3d洪量的相关数据
序
号
峰量频率序号峰量频率
1 1.04570.00
57
240.230.51
20.966
8
0.011250.22330.53
30.85180.017260.22230.55
40.659
4
0.07270.22130.57
50.572
5
0.09280.21310.6
60.539
3
0.11290.20920.62
70.433
4
0.13300.19240.64
80.41350.16310.1860.66 90.328
8
0.18320.18240.68
100.322
3
0.2330.17950.71 110.31890.22340.1790.73 120.31860.24350.1790.75 130.31720.27360.16860.77 140.31580.29370.15890.79 150.31570.31380.1380.82 160.31030.33390.1380.84 170.298
6
0.35400.13070.86
180.292
4
0.38410.12530.88
190.287
7
0.4420.12410.9
2 00.286
4
0.42430.10230.925
210.285
2
0.44440.07970.947
220.28120.46450.06640.969
230.2480.49
W平均=W i=0.3×108m3
C v=0.71
C s=3.18C v=2.26
由曲线图可知,p=0.2%时的校核洪量W p=W平均×(φ0.2%Cv+1)=1.499×108m3
p=0.2%时所对应的3d的洪量为1.499×108 m3。W p=W平均×(φ2%Cv+1)=1.193×108m3 p=2%对应的3d洪量为1.193×108m3
频率曲线见附录4
合理性分析
(1)通过对本站洪峰、洪量及其统计参数随时间变化的分析和从洪峰、
洪量及其统计参数随地区的变化规律的分析,以及从形成洪水的暴雨方面分析,都得出了相应的合理结论。
(2)将各种统计时段洪量的频率曲线点绘制在一张图上,在适用范围内不
能相交。因为如果相交,就不能保证同一频率下长时段的洪量大于短时段的洪量。
K Q=Q mp/Q m典=1.3 K w1=W tp/Q t典=1.3 K w3-1=(41638-26667)/(21663-19879)=8.38
典型洪水线及放大线(附录5)