第6章 设计洪水计算
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第六章土石坝第一节概述一、概念:利用当地土石材料填筑而成的挡水坝,又称当地材料坝。
历史悠久,发展很快,国内、外广泛采用。
碧口水电站碧口水电站建在甘肃文县白龙江,控制流域面积26000平方公里。
多年平均流量275秒立米,设计洪水流量7630秒立米。
总库容为521亿立米,设计灌溉面积0.89万亩,装机容量30.0万千瓦。
主坝坝型为壤土心墙土石坝。
最大坝高101 米,坝顶长度297米,坝基岩石为干枚岩和凝灰岩。
坝体工程量424.1万立米,主要泄洪方式溢洪道和隧洞。
密云水库密云水库建北京密云潮白河,控制流域面积15788平方公里,多年平均流量50秒立米,设计洪水流量16500秒立米,总库容43.75亿立米,设计灌溉面积400万亩,装机容量8.8万千瓦。
主坝坝型为粘土斜墙土坝,最大坝高66米(白河主坝),坝顶长度960米(白河主坝),坝基岩石为砂砾石复盖层,坝钵工程量1105万立米。
主要泄洪方式为岸边溢洪道,大坝特点是坝基混凝土墙和灌浆防渗。
南水水电站南水水电站建在广东乳源的南水,控制流域面积608平方公里,多年平均流量33.4秒立米,设计洪水流量4190秒立米,总库容12.18亿立米,装机容量7.5万千瓦。
主坝坝型为粘土斜墙堆石坝,最大坝高81.3米,坝顶长度215米,坝基岩石为砂岩,坝体工程量171.1万立米,主要泄洪方式为隧洞,大坝特点是定向爆破筑坝。
以礼河毛家村水电站建设地点在云南会泽,所在河流为以礼河,控制流域面积868平方公里,多年平均流量15.9秒立米,设计洪水流量1700秒立米,总库容5.53亿立米,设计灌溉面积74万亩,装机容量1.6万千瓦。
主坝坝型为粘土心墙土石坝,最大坝高80.5米,坝顶长度467米,坝基岩石为玄武岩,坝体工程量664.3万立米,主要泄洪方式为隧洞。
岳城水库岳城水库建设地点在河北磁县,所在河流为漳河,控制流域面积18100 平方公里,多年平均流量62.2秒立米,设计洪水流量19300秒立米,总库容10.9亿立米,设计灌溉面积200万亩,装机容量1.7万千瓦。
第六章中国三峡工程和南水北调工程长江三峡工程——截断巫山云雨,高峡出平湖。
南水北调工程——三纵通南北,四横济东西,南北配置,东西互济。
第一节中国三峡工程长江流域水系庞大,流域面积180×104Km2,河川径流丰沛,多年平均径流量9600×108m3,落差达5400m×108×108kw,占全国可开发水能资源的53.4%。
年均可发电10270×108×108t。
早在1919年,孙中山先生在?建国方略?一书中的“实业方案〞局部内就已提出了开发三峡、改善川江航道、结合水力发电的设想。
1944年5月,国民党政府资源委员会邀请美国垦务局设计总工程师、世界著名高坝专家萨凡奇博士来华,在中国工程师陪同下查勘了三峡,随后提出了“萨凡奇方案〞。
这是第一个比拟具体的、可以充分利用三峡水能资源的方案。
随后资源委员会组成了“三峡水力发电方案技术研究委员会〞,并且着手进行局部勘测和调查工作。
但是,三峡水力发电方案在1947年5月被国民党政府明令中止。
1954年汛期,长江流域出现了20世纪以来最大的洪水,解决长江中下游严重洪水灾害的威胁,成为治理长江首要而紧迫的任务。
中央人民政府要求加快长江流域规划和三峡工程研究,并决定在1952年成立的长江水利委员会的根底上成立长江流域规划办公室。
从1955年开始,长江流域规划办公室在原苏联专家协助下,全面开展了长江流域规划和三峡工程勘测、科研与设计工作,历时3年,于1957年底根本完成。
三峡工程位于长江三峡的西陵峡中段,坝址在湖北省宜昌市三斗坪,下距已建的三斗坪水利枢纽40Km。
1992年3月16日,国务院向七届全国人大五次会议提交了?国务院关于提请审议兴建长江三峡工程的议案?。
3月21日,在七届全国人大五次会议全体会议上作了?关于提请审议兴建长江三峡工程的议案的说明?。
4月3日下午,第七届全国人大五次会议?关于兴建三峡工程决议?通过。
第六章河岸溢洪道教学要求:了解溢洪道作用和工作特点,掌握溢洪道设计的基本步骤和方法,熟悉溢洪道的细部构造和地基处理方法。
第一节概述在水利枢纽中,必需设置泄水建筑物。
溢洪道是一种最常见的泄水建筑物,用于排泄水库的多余水量、必要时防空水库以及施工期导流,以满足安全和其他要求而修建的建筑物。
溢洪道可以与坝体结合在一起,也可以设在坝体以外。
混凝土坝一般适于经坝体溢洪或泄洪,如各种溢流坝。
此时,坝体既是挡水建筑物又是泄水建筑物,枢纽布置紧凑、管理集中,这种布置一般是经济合理的。
但对于土石坝、堆石坝以及某些轻型坝,一般不容许从坝身溢流或大量泄流;或当河谷狭窄而泄流量大,难于经混凝土坝泄放全部洪水时,需要在坝体以外的岸边或天然垭口处建造溢洪道(通常称河岸溢洪道)或开挖泄水隧洞。
河岸溢洪道和泄水隧洞一起作为坝外泄水建筑物,适用范围很广,除了以上情况外,还有:(1)坝型虽适于布置坝身泄水道,但由于其他条件的影响,仍不得不用坝外泄水建筑物的情况是:①坝轴线长度不足以满足泄洪要求的溢流前缘宽度时;②为布置水电站厂房于坝后,不容许同时布置坝身泄水道时;③水库有排沙要求,而又无法借助于坝身泄水底孔或底孔尚不能胜任时(如三门峡水库,除底孔外,又续建两条净高达13m的大断面泄洪冲沙隧洞)。
(2)虽完全可以布置坝身泄水道,但采用坝外泄水建筑物的技术经济条件更有利时,也会用坝外泄水建筑物。
如:①有适于修建坝外溢洪道的理想地形、地质条件,如刘家峡水利枢纽高148m的混凝土重力坝除坝身有一道泄水孔外,还在坝外建有高水头、大流量的溢洪道和溢洪隧洞;②施工期已有导流隧洞,结合作为运用期泄水道并无困难时。
岸边溢洪道按泄洪标准和运用情况,可分为正常溢洪道(包括主、副溢洪道)和非常溢洪道。
正常溢洪道的泄流能力应满足宣泄设计洪水的要求。
超过此标准的洪水由正常溢洪道和非常溢洪道共同承担。
正常溢洪道在布置和运用上有时也可分为主溢洪道和副溢洪道,但采用这种布置是有条件的,应根据地形、地质条件、枢纽布置、坝型、洪水特征及其对下游的影响等因素研究确定,主溢洪道宣泄常遇洪水,常遇洪水标准可在20年一遇至设计洪水之间选择。
第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义:在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素,即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同,设计洪水分为:水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径,本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及:防洪标准及其选择;洪峰、洪量样本系列的选样,资料的可靠性、一致性、代表性审查;特大洪水的处理,即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法;典型洪水的选择及放大方法;入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题(一)填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障的防洪标准;第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准;第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时,其相应的洪水数值就;则水库规模亦,造价亦;水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定,再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准,通常称前者为设计标准,后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种,它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况:一是系列中没有特大洪水值,称为系列;二是系列中有特大洪水值,称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时,假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。
10.在设计洪水计算中,洪峰及各时段洪量采用不同倍比,使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值,此种放大方法称为 法。
水利水电工程设计与施工作业指导书第1章工程概述 (5)1.1 工程背景及建设目标 (5)1.2 工程规模与主要技术指标 (5)1.3 工程地理位置及地质条件 (6)第2章设计原则与标准 (6)2.1 设计原则 (6)2.1.1 科学性原则 (6)2.1.2 安全性原则 (6)2.1.3 环保与生态保护原则 (6)2.1.4 经济性原则 (6)2.1.5 可持续发展原则 (6)2.2 设计依据与标准 (6)2.2.1 法律法规 (6)2.2.2 技术规范 (7)2.2.3 上级部门批复文件 (7)2.3 工程设计内容与要求 (7)2.3.1 工程总体设计 (7)2.3.2 工程分项设计 (7)2.3.3 工程安全设计 (7)2.3.4 工程环保与生态保护设计 (7)2.3.5 工程经济设计 (7)2.3.6 工程施工与运行管理设计 (7)第3章水文与气象 (8)3.1 水文资料分析 (8)3.1.1 资料收集 (8)3.1.2 资料整理与分析 (8)3.2 水文计算 (8)3.2.1 设计洪水计算 (8)3.2.2 设计径流计算 (8)3.3 气象条件分析 (8)3.3.1 气象资料收集 (8)3.3.2 气象条件分析 (9)第4章工程总体设计 (9)4.1 工程布局 (9)4.1.1 工程地理位置 (9)4.1.2 工程总体布局 (9)4.1.3 工程施工组织设计 (9)4.2 主要建筑物设计 (9)4.2.1 水库设计 (10)4.2.2 水电站设计 (10)4.2.3 泄洪建筑物设计 (10)4.3.1 进场道路设计 (10)4.3.2 施工临时设施设计 (10)4.3.3 环境保护设施设计 (11)第5章水工结构设计 (11)5.1 设计基本规定 (11)5.1.1 本章节主要依据《水利水电工程设计规范》及相关行业规范,对水工结构设计提出基本规定。
(11)5.1.2 设计应遵循安全、适用、经济、美观的原则,并充分考虑工程所在地的地形、地质、气候等自然条件。
项目二:设计洪水计算由流量资料推求设计洪水一、填空题1.洪水的三要素是指、、。
2.防洪设计标准分为两类,一类是、另一类是。
3.目前计算设计洪水的基本途径有三种,它们分别是、、。
4.在设计洪水计算中,洪峰及各时段洪量采用不同倍比,使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值,此种放大方法称为。
5.在洪水峰、量频率计算中,洪峰流量的选样采用、时段洪量的选样采用。
6.连序样本是指。
不连序样本是指。
7.对于同一流域,一般情况下洪峰及洪量系列的C V值都比暴雨系列的C V值,这主要是洪水受_和影响的结果。
二、问答题1.什么是特大洪水?特大洪水在频率计算中的意义是什么?2.对特大洪水进行处理时,洪水经验频率计算的方法有哪两种?分别是如何进行计算的?3.洪水频率计算的合理性分析应从几个方面进行考虑?4.采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线,典型洪水过程线的选择原则是什么?5.采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线的两种放大方法是什么?分别是如何计算的?6.在洪水峰、量频率计算工作中,为了提高资料系列的可靠性、一致性和代表性,一般要进行下列各项工作,试在下表的相应栏中用“+”表明该项措施起作用,用“-”表明该项措施不起作用。
三、计算题1.某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料,其中最大的三年洪峰流量分别为 7500 m3/s、 4900 m3/s和 3800 m3/s。
由洪水调查知道,自1835年到1957年间,发生过一次特大洪水,洪峰流量为 9700 m3/s ,并且可以肯定,调查期内没有漏掉 6000 m3/s 以上的洪水,试计算各次洪水的经验频率,并说明理由。
2.某水文站根据实测洪水和历史调查洪水资料,已经绘制出洪峰流量经验频率曲线,现从经验频率曲线上读取三点(2080,5%)、(760,50%)、(296,95%),试按三点法计算这一洪水系列的统计参数。
第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义:在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素,即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同,设计洪水分为:水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径,本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及:防洪标准及其选择;洪峰、洪量样本系列的选样,资料的可靠性、一致性、代表性审查;特大洪水的处理,即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法;典型洪水的选择及放大方法;入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题(一)填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障的防洪标准;第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准;第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时,其相应的洪水数值就;则水库规模亦,造价亦;水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定,再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准,通常称前者为设计标准,后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种,它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况:一是系列中没有特大洪水值,称为系列;二是系列中有特大洪水值,称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时,假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。
10.在设计洪水计算中,洪峰及各时段洪量采用不同倍比,使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值,此种放大方法称为 法。
第一章绪论1水文水利计算分哪几个阶段?任务都是什么?答:规划设计阶段水文水利计算的主要任务是合理地确定工程措施的规模。
施工阶段的任务是将规划设计好的建筑物建成,将各项非工程措施付诸实施管理运用阶段的任务是充分发挥已成水利措施的作用。
2我国水资源特点?答:一)水资源总量多,但人均、亩均占有量少(二)水资源地区分布不均匀,水土资源配置不均衡(三)水资源年际、年内变化大,水旱灾害频繁四)水土流失和泥沙淤积严重(五)天然水质好,但人为污染严重3水文计算与水文预报的区别于联系?答:水文分析与计算和水文预报都是解决预报性质的任务。
(1)预见期不同,水文计算要求预估未来几十年甚至几百年内的情况,水文预报只能预报几天或一个月内的未来情况。
(2)采用方法不同,水文计算主要采用探讨统计规律性的统计方法,水文预报采用探讨动态规律性的方法。
4水文分析与计算必须研究的问题?答:(1)决定各种水文特征值的数量大小。
(2)确定该特征值在时间上的分配过程。
(3)确定该特征值在空间上的分布方式。
(4)估算人类活动对水文过程及环境的影响。
次重点:广义上讲,水文水利计算学科的基本任务就是分析研究水文规律,为充分开发利用水资源、治理水旱灾害和保护水环境工作提供科学的依据。
第二章水文循环及径流形成1水循环种类:大循环、小循环次重点定义:存在于地球上各种水体中的水,在太阳辐射与地心引力的作用下,以蒸发、降水、入渗和径流等方式进行的往复交替的运动过程,称为水循环或水分循环。
2水量平衡定义,地球上任意区域在一定时段内,进入的水量与输出的水量之差等于该区域内的蓄水变化量,这一关系叫做水量平衡。
3若以地球陆地作为研究对象,其水量平衡方程式为多年平均情况下的水量平衡方程式若以地球海洋作为研究对象,其水量平衡方程式为多年平均全球水量平衡方程式流域水量平衡的一般方程式如下:若流域为闭合流域,则流域多年平均p=E+R4干流、支流和流域内的湖泊、沼泽彼此连接成一个庞大的系统,称为水系。
第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题(一)填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大,大,高,小4. 设计频率,设计频率5.正常运用标准,非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水,由暴雨资料推求设计洪水,小流域用推理公式法、地区经验公式法。
7.洪峰流量,洪水总量,洪水过程线8.连续系列,不连续系列9.均值,均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式,三点法12.年最大值法13.独立样本法,统一样本法14.同倍比放大法,同频率放大法15.大,产流过程,汇流过程16.小于,大于17.入库断面洪水,区间洪水,库面洪水18.大,提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法,同频率法23.相交,合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证27.大28.洪峰,短历时洪量,长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%(二)选择题1.[b] 2.[a] 3.[d] 4.[a] 5. [c] 6. [b] 7. [b] 8. [d]9. [c] 10.[a] 11.[c] 12.[d] 13.[a] 14.[b] 15.[a] 16.[c]17.[a] 18.[b] 19.[a] 20.[b] 21.[b] 22.[c] 23.[c] 24.[a]25.[c] 26.[d] 27.[c] 28.[a] 29.[c] 30.[a] 31.[b] 32.[a]33.[b] 34.[d](三)判断题1.[T] 2.[T] 3.[T] 4.[F] 5. [T] 6. [F] 7. [F] 8. [F]9. [F] 10.[T] 11.[F] 12.[T] 13.[F] 14.[T] 15.[F] 16.[F]17.[T] 18.[F] 19.[T] 20.[T] 21.[F] 22.[T] 23.[F] 24.[F]25.[T] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F](四)问答题1、答:一次洪水,涨水期短,落水期长。
第6章习题由流量资料推求设计洪水第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义:在进行水利水电工程设计时,为了建筑物本身的安全和防护区的安全,必须按照某种标准的洪水进行设计,这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素,即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同,设计洪水分为:水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径,本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及:防洪标准及其选择;洪峰、洪量样本系列的选样,资料的可靠性、一致性、代表性审查;特大洪水的处理,即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法;典型洪水的选择及放大方法;入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题(一)填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障的防洪标准;第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类:第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准;第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时,其相应的洪水数值就;则水库规模亦,造价亦;水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定,再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准,通常称前者为设计标准,后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种,它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况:一是系列中没有特大洪水值,称为系列;二是系列中有特大洪水值,称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时,假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l 次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。