xx水库水文计算

水利工程计算常用公式水利工程是指以调节、利用和管理水资源为目的，进行河道治理、水库建设、河岸防护、水闸、泵站、引水工程等一系列工程建设和管理活动的综合体。

在水利工程的设计和计算中，常用的公式主要有以下几类：1.水文计算公式：a.流量计算公式：根据液体流体力学基本原理，常用的流量计算公式有：理论流量公式（Q=AV），曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)），和弗拉德公式等。

b.水位流量关系公式：如曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）中的Rh是水力半径，Rh=A/P，A为横截面积，P为横截面周长。

c.水位推算公式：如流量计算中的曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）可以根据已知流量和断面形状，反推算出水位。

2.水力学公式：a.管流公式：如达西公式（Q=CDA(RhS)^1/2）中的Rh是水力半径，A是横截面积，S是流量线斜率，D是管道直径，C是与管道摩擦相关的系数。

b. 水力势能公式：E=(H+0.5V^2+gz)，其中H是液体的压力能，V是液体的动能，g是重力加速度，z是液体所处的高度。

3.水库工程计算公式：a. 水位库容关系公式：如三角形库容计算公式（V=1/2Hbk），其中V是库容，H是水位高度，b是库底宽度，k是库容系数。

b.溢洪量计算公式：如矩形底孔溢洪公式（Q=CLH^1.5），其中Q是溢洪流量，L是孔口宽度，H是水头高度，C是与底孔形状相关的系数。

4.泵站工程计算公式：a.泵功率计算公式：P=WQHη/3600，其中P是泵的功率，W是水的密度，Q是流量，H是扬程，η是泵的效率。

b.泵性能曲线公式：H=f(Q)，其中H是扬程，Q是流量，曲线描述了泵的扬程和流量之间的关系。

5.水闸工程计算公式：a.开度流量关系公式：如梯形开度流量公式（Q=C(L+h1/2h2)h3/2）中的Q是流量，C是与槽门形状相关的系数，L是闸门的全长，h1和h2是上下水位之差，h3是开度。

2水文2.1流域概况××水库位于××西南方向，坝址高程1760m，径流面积0.78km2，主河长1.6km，平均坡降为88‰，流域平均高程1880m，径流量条形状。

××水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上。

河流自北向南，在坝址下游500m向西转，进入溶洞，流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见《××水库水系图》。

××水库流域地处中低山区，森林种类较多，主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前，森林林植被完好，覆盖率在80%以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。

2.2气象特性西洋江流域属中亚热带高原季风气候区。

夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，5～10间湿热多雨，水量充沛，其降水量占年降水量的85%左右，此期间又多集中在6—8月，占全年降水量的50%左右。

冬季，受周围山脉作屏障作用，阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（11—4月），据××县象站资料统计，多年平均降水量为1046.00mm，蒸发量（d=20m）为1637.6mm，多年平均气温为16.7℃，极高最高气温为36.7℃，最低为-5.5℃。

多年无霜期为306天，雨季相对湿率82%，绝对浊率19.9hp a，旱季相对湿度76%，绝页脚内容22对湿度10.8hp a。

以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。

该气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。

2.3年径流分析拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点，采用查径流深等直线图和移用西洋街（二）站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。

2.3.1移西洋街（二）站径流模数法西洋街（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473km2。

贵州无资料地区小型水库水文分析计算［摘要］采基水库位于威宁县西南部黑石头镇河坝河左岸支流安家沟上，坝址以上流域面积为9.1km2，河长为6.9km，平均坡降为16.88‰。

设计流域属于无资料地区，采用降水径流频率相应法对水库坝址径流进行推算；设计流域无实测洪水资料，且面积较小，故水库坝址设计洪水采用“雨洪法”计算。

［关键词］：无资料小型水库降水径流同频相应法雨洪法0引言采基水库位于威宁县西南部黑石头镇河坝河左岸支流安家沟上，所在河流为长江流金沙江水系河坝河左岸一级支流。

安家沟发源于水箐老营（2450m），由南向北流经大海子，于白龙梁子进入河坝河（入口高程2130m）。

坝址以上流域面积为9.1km2，河长为 6.9km，平均坡降为16.88‰。

流域地处黔西北高原山区，流域主要以溶丘洼地地貌为主，丘山与溶蚀低丘结合，属于岩溶较强发育区。

采基水库规模为小⑵型，水库正常蓄水位2215.00m，校核洪水位2216.87m，水库总库容90.60万m3，年可供水量114.70万m3。

大坝为砼砌毛石重力坝，最大坝高39.5m，坝顶宽3.0m，最大坝底宽29.63m。

采基水库属于无资料地区小型水库设计采用降雨径流频率相应法计算径流，采用“雨洪法”计算洪水的方法是适合的。

1径流计算1.1径流特性流域属典型的山区雨源型河流，径流主要由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，即年际变化小而年内分配不均，径流主要集中在5～10月，占全年径流总量的88%，枯季径流相对平稳。

径流洪枯悬殊，年内分配不均，年际变化较大。

查贵州省1956～2000年年径流深均值等值线图可知采基水库所在流域年径流深在300mm～400mm等值线之间，查贵州省1956～2000年年径流变差系数等值线图可知年变差系数在0.3左右。

1.2径流计算设计流域无水文观测资料，其径流以黑石头雨量站、斗古坪雨量站和威宁气象站为参证站，采用降水径流频率相应法推求。

设计流域内多年平均降雨量为三个参证站降雨量的平均值，以黑石头雨量站相应年份降水分配率进行径流分配。

2水文2.1流域概况××水库位于××西南方向，坝址高程1760m，径流面积0.78km2,主河长1.6km,平均坡降为88‰,流域平均高程1880m,径流量条形状。

××水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上.河流自北向南,在坝址下游500m向西转，进入溶洞,流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见《××水库水系图》.××水库流域地处中低山区，森林种类较多,主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前,森林林植被完好，覆盖率在80%以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。

2.2气象特性西洋江流域属中亚热带高原季风气候区.夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，5~10间湿热多雨，水量充沛,其降水量占年降水量的85%左右，此期间又多集中在6—8月，占全年降水量的50％左右。

冬季,受周围山脉作屏障作用,阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（11—4月），据××县象站资料统计,多年平均降水量为1046。

00mm,蒸发量(d=20m）为1637。

6mm，多年平均气温为16。

7℃，极高最高气温为36.7℃，最低为-5.5℃。

多年无霜期为306天，雨季相对湿率82％，绝对浊率19。

9hp a，旱季相对湿度76％，绝对湿度10.8hp a。

以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。

该-1-气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。

2。

3年径流分析拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点,采用查径流深等直线图和移用西洋街（二)站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。

2。

3。

1移西洋街（二)站径流模数法西洋街（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473km2。

水文水利计算课程设计第一章概况一、基本情况某河是渭河南岸较大的一级支流，发源于秦岭北麓太白山区，流域面积778.7km2，干流全长51.5km，河道比降1/60～1/70。

流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良。

该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。

拟在该河干流上修建一水库，其坝址位于水文站上游1.5公里处，控制流域面积673km2。

该水库将承担着下游和渭河的防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。

该水库建成后将承担本地区37万亩的农业用水任务和临近城市的供水任务，农业用水的保证率为75%，城市供水的保证率为95%。

二、基本资料1、径流水文站有实测的1951～2000年逐月径流资料。

（见附表1-1）2、洪水水文站有实测的1950～2000年洪水资料，经整理摘录的逐年洪峰流量（见附表1-2），同时调查到该水文站在1890和1930年曾经发生过两次大洪水，其洪峰流量资料（见表附1-2）。

并计算出了不同频率洪量（见附表1-3）和典型洪水过程（见附表1-4）。

3、农业用水根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算的灌区不同频率灌溉需水量见表12。

4、城市用水城市供水每年按1.5亿m3计，年内采用均匀供水。

5、水库特性水库库容曲线（见图1-1）。

水库死水位为728.0m，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，断面为矩形，宽度为30米。

根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和3.5%计。

图1-1 水库水位～库容系曲线关水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m，设计流量为70m3/s。

第二章水库的入库径流特征分析一、水文资料审查1、资料的可靠性审查。

因为各种数据资料均摘自《水文年鉴》，故可靠性较高。

2、资料的一致性审查因为河流发源于秦岭北麓太白山区深处，流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良，因此可断定人为活动影响很小，流域下垫面条件稳定，下面利用单累积曲线法进行代表性分析，单累积曲线见图2-1，由图可知该年径流系列的一致性较好。

1水文1.1流域概况1.1.1自然地理概况xxx水库枢纽工程位于xxxxxxxxxxx村，属沱江水系一小溪流源头，坝址距xxx政府直线距离3.7km，距自贡直线距离约30.1km，是一座以农业灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合利用的小（2）型水库，属沱江流域水系。

水库坝址以上流域面积为0.292km2，主河道长度0.94km，其加权平均比降为10.5‰。

沱江流域形状上小下大近似桑叶形，流域地势西北高，东南低。

在汉王场，高景关，关口以上属山区，山高谷深，河谷狭窄，局部地段河面宽仅10～15m，河床比降达9.48‰，水流湍急，山区植被较好，有少量耕地。

汉王场、高景关，关口以下进入成都平原，河谷突然变宽，一般达1～2km。

汉王场，高景关，关口至赵镇一段，河床比降变缓，平均比降为0.88‰，这一地区，水网交错，人口稠密，交通方便，农业发达，经济繁荣。

金堂峡至泸州一段，属丘陵区，海拔高250～450m，河道比降进一步变缓，平均比降0.43‰，河谷宽浅，岸高多为10～20m，江面宽200～400m，水道曲折多滩。

这段地区，人口稠密，交通方便，农垦发达，植被较差，水土流失严重。

xxx区域地质构造属川东褶皱带，普遍分布的地层多以中生代地层为主，特别是侏罗纪地层遍布全境。

出露岩层主要为侏罗系自流井组和沙溪庙组，成土母质多为紫色沙，页岩分化而成，沿河两岸有部分近代河流冲积而成的紫色土。

相对高差一般在50米左右，东西北部略高，中南部稍低，水平丘陵为主要地貌类型。

地形起伏变化不大，但相对高差在50米内的馒头状孤丘和桌状方山，旱地自坡顶至坡脚分布，形成坡度大，地块小的特点，土的坡度在60以上占85%，水田多为丘间沟槽田、膀坳田，形成地降大、形状多样等特点。

1.1.2气象特征沱江流域地处亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、雨量丰沛、四季分明的特点。

沱江上游（山区和成都平原）流域内有气象部门所设气象站7处，水文部门所设雨量站15处；沱江干流（金堂以下）有雨量站52处，气象站14处。

（一）径流计算1、多年平均径流量计算本流域无实测流量资料，但有常系列降水资料，经查《延安地区实用水文手册》得，多年平均径流深y=100毫米，已知 F=55.4,则多年平均径流量W=100®y XF=100（K 100X 55.4=554 万方。

2、设计年径流量计算从《延安地区实用水文手册》查出流域内多年平均径流深为100毫米，变差系数 Q=0.56，采用C s=3Q计算出不同频率的设计年径流量：不同频率年径流量一览表表2-1 单位：毫米万立方米（二）设计洪水1、洪峰流量计算经实地勘查，该流域属黄土林区。

①汇水面积相关法Q5O=K N F N K N=3.58 N=0.74 F=55.4=3.58 X 55.4 0.74=69.84 QooWF”（m/s）K N=6.32N=0.74. F=55.4=6.32 X 55.4 0.74=123.29 (m/s )②综合参数法a.设计点、面暴雨推算公寨沟流域面积 F=55.4平方公里，小于100平方公里，故设计历时取6小时，由《延安地区实用水文手册》附图6-3 至6-10分别查出该流域几何中心处各历时点雨量统计参数，见表一。

表按表一的参数，以 Cs=3.5Cv查皮尔逊川型曲线模比系数Kp,求的50年一遇，500年一遇20分钟、1小时、3小时、 6小时的点雨量 Htp=KpHt列入表二、第 5、7栏，由《延安实用水文手册》表6-2 ,查得线型拟合参数 a、b填入表二2、 3栏，应用式a =1/ (1+aF) b计算点面系数填入表二第 4栏，计算各历时的面雨量 Ht面=aX Ht列入表二6、8栏。

50、500年一遇设计点、面雨量计算表:表二Qo=CN FP YH ? NC=0.24 N=50 F=55.4a =0.22 B =0.74 Y =0.04 n =0.41=67.30(m 3/s)Q°0= CN aF”H n N=0.24 X 5000.22X 55.40.74X 0.33 0.04X 135.72=131.62(m 3/s)以上两种计算方法所得洪峰量比较接近，故取 Q°=69.84(m 3/s)，Q°0=131.62(m 3/s)。

工程水文学水库水文水利计算课程设计工程水文学是水利工程中的重要学科之一，它主要研究水文过程以及水资源的科学管理与利用。

水文学在工程设计中的应用非常广泛，尤其在水库水文水利计算中扮演着至关重要的角色。

本文将以一座水库的水文水利计算为例，进行课程设计，以便帮助理解和应用工程水文学的基本原理。

一、问题描述假设有一座规模适中的水库，它的设计年径流量为1000万m3、在水库所在的流域内，年降水量为800毫米，蒸发量为1200毫米。

该水库的设计要求是满足年径流量的80%才能满足供水、防洪和发电的需要。

为了确保水库的安全运行和可持续利用，需要进行以下水文水利计算。

1.计算该流域的年径流量。

2.计算水库的有效蓄水容量。

3.计算水库的设计洪水位和最大设计洪水位。

4.计算水库在设计洪水位下的超警戒蓄水量。

二、解决思路1.计算年径流量：年径流量等于年降水量减去年蒸发量。

2.计算水库的有效蓄水容量：有效蓄水容量等于设计年径流量的80%。

3.计算水库的设计洪水位和最大设计洪水位：设计洪水位是使得水库满足设计要求的最低水位，最大设计洪水位是洪水水位对应的最大蓄水容量。

4.计算水库在设计洪水位下的超警戒蓄水量：超警戒蓄水量等于设计洪水位处的蓄水容量减去警戒蓄水位处的蓄水容量。

三、计算过程1.计算年径流量：年径流量=年降水量-年蒸发量=800毫米-1200毫米=-400毫米根据计算结果可知，年径流量为负数，说明该流域在年平均情况下是亏水的，即无法满足设计要求。

这可能是由于年蒸发量大于年降水量导致的。

因此，在实际应用中，需要考虑其他因素，例如地下水补给、来水调度等。

2.计算水库的有效蓄水容量：有效蓄水容量=设计年径流量×80%=1000万m3×80%=800万m33.计算水库的设计洪水位和最大设计洪水位：设计洪水位：根据设计要求，设计洪水位对应的蓄水容量刚好满足设计年径流量的80%，因此设计洪水位下的蓄水容量为800万m3最大设计洪水位：最大设计洪水位对应的蓄水容量就是水库的总容量，即1000万m34.计算水库在设计洪水位下的超警戒蓄水量：根据设计洪水位和警戒蓄水位处的蓄水容量，可以计算超警戒蓄水量。

R水库水文水利计算一、流域概况R 水库集水面积F=992km2。

流域地处山区，植被良好。

流域多年平均降水量为1520mm多年平均径流深为740mm多年平均水面蒸发量为950mm主河道长94km,河道平均比降为3.85%o,流域平均高程378m。

二、基本资料⑴R站1953〜1985年最大洪峰流量及最大1天、3天、7天洪水总量资料（见附表A-1）⑵调查年的最大洪峰流量（调查无遗漏）：1877 年:Qn=2790riVs;1922 年:Qn=2630riVs;1914 年:Qn=2130riVs;⑶R站典型水洪过程摘录表（见附表A-2 ）⑷水库特征资料: 根据水库大坝的设计分析, 决定拟建泄洪建筑物为无闸门溢洪道，根据试验得q=MBh2,其中M=1.17，通过技术经济对比分析，溢洪道宽度为B=90m下游无防护要求，水库特征曲线见附表A-3。

三、计算任务推求p=1% p=0.1%的设计洪水过程线。

通过调洪计算确定设计洪水位、校核洪水位及相应库容。

（注:=70m Z堰顶=90m Z 正=90m）四、方法指导及参考结果㈠W Tp及Qp的计算利用W 〜Q相关关系插补展延调查年相应时段的洪量（利用相关分析法，见表A-1）。

利用附表A-1实测资料点绘相关图，相关关系良好，可计算相关方程，调查年的1877年、1922年、1914年的洪峰和最大1天、3天、7天的洪水总量可由方程求出。

1.对历史洪水进行排位分析，确定最大重现期N=（1985-1877 ）+1=109 （年）2.通过频率计算适线法推求W Tp及Qp表A-1调查年的最大洪水总量根据已知资料分析，1969年与调查调查年的洪水属同一量级，可从实测系列中抽出作特大值处理，故L=1。

经验频率计算采用分开处理法，有P M=止x 100%N 1Pn=旦X 100%n 1a n由Q m=— ( ' Q j+ __ ' Q i )( N=10Q a=4，n=33, L=1 )N j=±n - L i仝十c i rn a ZT2 N _a ^7— 2.C V== 送（Q j -Q m ） + ―-送（Q i — Q m ））Q m t N -1\..j^n - L 741计算该系列的均值Q m和变差系数C v ,成果见表A-2。

2 水文2.1 流域概况xxx水库位于xxx郑家堡支流上游，在xxx村上游1.7km处。

xxx为xx左侧一级支流，流域面积468.4km2，属中小河流。

xxx 发源于腰堡支流的大将沟，河流长度43.4km，河道比降8.1‰。

xxx在后安村南分为郑家堡支流和腰堡支流。

两支流汇合后，流经后安镇上马乡，在台沟村附近汇入xx水库。

xxx流域为低山区。

流域的地势较高，最高山峰为柜子石，海拔高程为967.5m。

汇入xx口处高程为200m左右。

由于山地面积大，约占全流域面积的80%。

山上乔、灌木茂密，杂草丛生，乔木以人工林和天然次生林为主。

植被很好，水土流失轻微。

耕地、村庄、道路分布在河道两侧。

xxx流域内有后安、上马2个乡镇14个村，共14685口人，耕地面积17128亩，其中水田12000亩，人均占有耕地1.17亩。

粮食单产量360公斤/亩，水田400公斤/亩，农业经济主要靠种植业，农民生活水平较低，是一个人多地少的贫困山区。

2.2 气象特征xxx流域属温带半湿润大陆性气候，根据气象资料统计，多年平均气温7℃左右，最低极端气温-37.5℃，最高极端气温37℃，多年平均降雨量800mm，年内分配极不均匀，多集中在7、8月份，约占全年降雨量的50%以上，降雨的年际变化也很大，最丰年份可达1000mm，最低年份仅524mm，多年平均蒸发量1300mm（直径20cm蒸发皿观测）。

多年平均无霜期150天，初霜最早为9月下旬，终霜最晚发生在5月上旬，冻土最大深度1.5m，冰厚0.5m左右，多年平均最大风速15.3m/s，年最大风速21m/s，汛期最大风速18m/s，汛期多年平均最大风速12.63m/s。

2.3 水文资料xxx于1959年~1963年在四家子设置了水文站，观测项目为水位、流量、降雨量等，四家子站控制流域面积为400km2，1964年测验断面上迁至南xx，控制流域面积为334km2，1987年该站撤销，前后共有28年实测资料。

⑴⑵⑶年径流计算表设计年径流流量的年内分配:设计年径流流量转换为径流深:水库水文水力计算一.设计年径流的计算：如下表（1---3）⑷⑸⑹二.水库的兴利调节：如下表（保证率80%）年调节各月降水量和蒸发量表2.年蒸发量1.降水量⑺⑻⑼灌溉各月用水计算表各月水量总损失深计算表⑽⑾兴利年调节计算表（不计损失）死库容计算死水位推求表：计入损失灌溉各月用水计算表计入损失的年调节计算表计入损失的年调节计算表列表进行计算mo=0.365B=9mq=m*B*h^1.5用经验公式法求设计洪峰流量 Q m (m 3/s) ⒂第二种 通过p ( m 3)三.设计洪水计算及洪水调节:分两种方法洪水过程线计算表（经验公式法）⒄洪水过程线计算表（水科所法）⒄洪水过程线计算表（罗氏法）⒄、⒅设计暴雨计算表第一种 通过暴雨径流关系计算洪量28曲线R=直线R=切=切=mm R 切=57.8mm 地理参数a=备注：单位:mm ⒇水库P=0.33%径流深推算表141.88(H+Ha)+R 切-（H+Ha ）切1/1.84*a^1.67(H+H a /a)^2.5雨量递减系数k=0.9水库P=3.3%径流深推算表单位:mm (21)水库P=10%径流深推算表单位:mm (22)102.0m=0.36b=9mt=3600s堰顶高程（m)q=mb(2*9.8)^0.5*h^1.5调洪演算辅助曲线〔24〕水 库 指 标（水科所法，罗氏法）洪水总量的计算 (23)三角形洪水过程线简化法调洪表。