水文水利计算电教(径流计算及洪水设计计算部分)
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水利水电工程设计洪水计算规范SL4493条文说明1总则1.0.1 1.0.21979年由原水利部和电力工业部颁发的水利水电工程设计洪水计算规范SDJ2279(试行)反映了建国30年来我国在设计洪水计算方面的研究成果和经验规范的颁发使我国设计洪水计算有了统一的标准对指导设计洪水计算保证成果质量起了重要作用规范颁发试行10年来随着我国改革开放政策的贯彻政治经济方面发生了很大变化技术上也有新的发展而试行规范限于当时的历史条件有些规定已不尽合适和完善10年来设计洪水计算方面又积累了新经验随着江河治理与水资源开发利用出现了一些新问题为此1989年能源部水利部水利水电规划设计总院(89)水规规字第40号文决定对原规范(试行)进行修订本次是在原规范基础上进行修订对原规范的适用范围没有作实质性的变动平原区与山丘区在设计洪水计算内容要求上及有关技术处理上有所不同本规范的有关规定原则上只适用于山丘区本规范所规定的工程等级适用范围为大中型其划分标准应按水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分)SDJ1278(试行)及能源部水利部水利水电规划设计总院(90)水规字第5号关于水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分) SDJ1278(试行)补充规定试行通知中的规定执行小型水利水电工程的设计洪水计算可参照本规范规定的原则进行水利水电工程设计一般分为可行性研究初步设计技术设计等阶段设计洪水是水利水电工程规划设计的重要依据在可行性研究或初步设计阶段设计洪水的主要参数应当确定在工程初步设计以后的阶段设计洪水不宜有较大的变动因此本规范主要适用于可行性研究及初步设计阶段至于河流规划工程的改建及扩建工程复核等仍可参照本规范执行1.0.3规范所称的设计洪水是指水利水电工程规划设计施工中指定设计标准的洪水的总称其内容根据工程设计需要洪水特性等分别提供洪峰流量时段洪量及设计洪水过程线对水库工程而言当防洪库容较小时一般以洪峰流量或短时段洪量作控制计算设计洪水当防洪库容较大时一般以较长时段的洪量作控制根据设计需要也可以洪峰及洪量同时控制1.0.4我国已建水库一般是以坝址设计洪水作为设计依据由于建库后库区范围内的天然河道已被淹没使原有的河槽调蓄已包含在水库容积内库区产汇流条件也发生了明显的改变建库前流域内的洪水向坝址出口断面的汇流变为建库后洪水沿水库周界向水库汇入造成建库后入库洪水较坝址洪水的洪峰流量短时段洪量增大峰现时间提前随着设计时段的增长入库洪量与坝址洪量的差别逐渐减小据近年来对32座水库的综合分析入库与坝址的洪峰流量的比值在1.01 1.54之间其差别与水库特征洪水时空分布特性有关当库区的天然河道槽蓄量较大干支流洪水易发生遭遇应采用入库洪水作为设计依据当库区的天然河道槽蓄量较小干支流洪水遭遇改变不大对于壅水不高库容较小或壅水虽高但河道比降较陡回水距离较短洪枯水位的河宽变化不大的河道型水库可采用坝址洪水作为设计依据有的水库虽然入库洪水与坝址洪水差别较大但水库调洪库容也很大在这种情况下仍可采用坝址洪水作为设计依据1.0.5水文资料关系到设计洪水计算方法的选定及成果质量的精度当坝址及附近缺乏可以直接引用的水文资料时必须根据工程要求及设计洪水计算的需要尽早建立水文站或水位站以推算设计洪水或检验设计洪水计算中各个环节的成果及坝址水位流量关系曲线1.0.6实测洪水暴雨资料是计算设计洪水的主要依据我国江河水文观测资料不长实测大洪水资料更少雨量观测基本上与水文观测同步因此必须充分利用已观测到的资料就频率分析的要求而言现有的观测系列仍嫌较少而历史上我国人民在与江河洪水斗争中留下了许多有关洪水方面的文字记载民间传说实地洪痕这是我国优秀文化遗产的一部分这些宝贵的历史洪水资料对提高设计洪水成果的质量起着关键作用因此无论是采用流量资料还是雨量资料计算设计洪水均应充分运用历史洪水及暴雨资料1.0.7计算设计洪水应根据设计流域的资料条件采用下列方法(1)大中型水利水电工程应尽可能采用流量资料来计算设计洪水当坝址处或坝址附近有水文站且与坝址的集水面积相差不大时可直接使用其资料作为计算设计洪水的依据据统计我国现有水文基本站约3400个其中有1850个测站的观测系列超过30年而这些站大多是各河流的控制站即使所依据的水文站的观测系列不足30年大多数仍可通过相关插补延长达到30年系列的要求因此条文中规定用流量资料计算设计洪水应具有30年以上的系列就总体而言实测洪水系列计算的设计洪水成果仍具有较大的抽样误差因此必须同时具有一定的历史洪水资料以弥补系列代表性的不足减少抽样误差(2)有的设计河段附近没有可以直接引用的流量资料时可采用暴雨资料来推算设计洪水与流量资料相比我国雨量站资料站点较多据统计我国1958年约有雨量站9500个1989年达19000个但就全国平均而言雨量站仍嫌少占我国国土面积很大部分的西部地区雨量站稀少如西藏面积约120万km2雨量站只有32个而这些地区的工程也少就经济发展较快地区而言雨量站的密度还是比较大的如北京市面积约1.68万km2雨量站就有185个因此规定使用暴雨资料推算设计洪水应具有30年以上系列由暴雨推算设计洪水有许多环节如产流汇流计算中有关参数的确定应有多次暴雨洪水实测资料以分析这些参数随洪水特性变化的规律特别是大洪水时的变化规律(3)有的工程所在河段不仅没有流量资料且流域内暴雨资料也短缺时可采用地区综合法估算设计洪水我国对设计暴雨的研究积累了丰富的资料与经验先后完成了全国和各地区年最大24h 暴雨量的统计参数等值线图实测和调查最大24h点雨量分布图及时面深关系等80年代以来又着重研究了短历时暴雨完成了6h1h暴雨量统计参数的有关图表对暴雨点面关系作了进一步的分析综合完成了各种历时的设计暴雨及相应的产汇流查算图表这些成果是地区综合法的主要依据但在使用时应注意设计流域特性的差异并尽量利用近期发生的大暴雨洪水资料予以检验也可根据洪水统计参数的地区变化规律并参照设计流域的自然地理特性进行地区综合确定设计洪水1.0.8根据1990年能源部水利部水利水电规划设计总院(90)水规字第5号文关于水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分)SDJ1278(试行)补充规定试行通知中的规定对于一级大型土坝堆石坝应以可能最大洪水作为校核洪水70年代以来我国采用水文气象法对可能最大暴雨进行了研究如当地暴雨放大法暴雨移置法暴雨组合法及暴雨时面深概化法应当根据本流域特性及资料条件选用多种方法推算可能最大暴雨然后综合比较合理选用1.0.9设计洪水成果是水利水电工程设计的重要依据如果成果偏小将造成水库失事若成果偏大将造成经济上的浪费付出相当大的代价在论证工作中水文基本资料是一项重要环节除对实测资料认真分析检查外还必须重视水利水保措施的影响目前我国已建成大型水库319座中型水库2252座小型水库83561座共有86000多座因而必须考虑已建水库对洪水的影响在一条河流的上下游或同一地区的洪水具有一定的水文共性因而必须对采用的各种计算参数和计算成果进行地区上的综合分析多方面检查论证其合理性1.0.10短缺资料地区的设计洪水一般由设计暴雨推求而设计暴雨的确定有赖于诸多因素如点面关系的换算长短历时设计暴雨的确定雨型及雨图等各个环节当设计暴雨选定之后再通过产汇流估算设计洪水其中又有多种环节计算可能最大洪水时存在多种因素的影响具有一定的误差采用的方法都存在各自的优缺点因此短缺资料地区的设计洪水和可能最大洪水计算应尽可能采用几种方法对成果综合比较最后合理选用数据1.0.11根据现有的洪水暴雨系列采用频率分析计算的设计洪水可采用抽样方差(或其均方误)来衡量它们的误差根据统计学估计的设计洪水抽样方差与洪水总体分布以及估计方法有关一般地只能根据样本来估计抽样方差当总体分布为皮尔逊型分布根据n年连序系列并采用绝对值和准则适线估计频率曲线统计参数时设计洪水的均方误可采用附录中所列公式估计但是我国大中型水利水电工程设计洪水所依据的洪水系列中一般有历史洪水系列是不连序的并且都采用适线法估计频率曲线统计参数与公式的假设前提不相符但计算结果可以参考应通过原始资料的精度系列的代表性历史洪水调查考证程度以及统计参数和设计值的合理性分析后来作定性判断当发现有偏小可能时为安全计应在校核标准洪水设计值上再加安全修正值安全修正值的数据可根所综合分析成果偏小的可能幅度并参考均方误计算结果来确定用暴雨资料推算设计洪水中间环节比较多资料条件和计算方法都会给计算成果带来影响因此在综合考虑各方面因素后认为校核标准的成果有偏小的可能时应加安全修正值2基本资料2.1资料搜集与复核2.1.1基本资料是洪水分析计算的基础应当根据流域自然地理特性工程特点及设计洪水计算方法搜集整理有关资料一类是流域自然地理特性及与产汇流有关的河道特征资料如流域及工程地理位置流域面积地形河长坡度等一类是分析计算设计洪水所直接引用的资料如暴雨洪水历史洪水资料产汇流分析成果洪水特性等当流域内治理开发程度较高影响了洪水资料的一致性需要还原时应搜集流域内已建在建的大中小型水库及引水提水水土保持等方面的资料对所搜集的资料应进行系统的整理分析2.1.2计算设计洪水所依据的暴雨洪水系列资料一般为不同历史时期所积累其精度各异因此对有关资料进行复核是必要的应将测验精度较差及大洪水大暴雨资料作为复核的重点当浮标缺乏高水流速仪比测资料时应组织进行比测试验以分析所采用的浮标系数的合理性大暴雨资料应着重进行地区上的暴雨洪水的综合比较分析以论证观测成果的合理性流域特征资料应采用新近测绘成果对资料复核发现的问题如是水文测验允许误差或对水文计算成果影响甚小可不改情况不明时暂时不改但是计算错误或影响较大的系统性误差应进行改正并写出报告建档备查修改资料应与水文部门会商2.1.3计算设计洪水采用的水位流量资料其重点复核内容如下(1)水位观测由于不同时期的水位基面水尺断面水尺零点高程不完全一致以致影响水位精度在洪水期特别是大洪水时有时存在缺测漏测以及伪造等问题因此对上述情况应逐项进行了解审查对水位观测中存在的问题一般应进行改正(2)流量测验资料由于受测站控制条件测验设施及方法的影响存在问题比较复杂如高水测洪能力不够采用浮标测流浮标系数往往是假定或者根据中低水位的系数加以外延确定采用水面一点法测流也存在水面流速系数的确定问题计算流量的断面是借用的因此大洪水的浮标系数水面流速系数借用断面水位流量关系曲线的高水延长及其变化规律等问题应作为复查重点2.1.4计算设计洪水的流量系列应具有一致性当流域内兴建了大中型水库工程和水利水保措施而明显影响各年洪水流量的一致性时应将受影响后的各年洪水流量系列还原到受影响前的同一基础上洪水流量的还原计算应根据不同工程所造成的影响采用不同的方法受上游大中型水库影响时应推算上游水库的入库洪水再将入库洪水按建库前状态汇流条件演算至上游水库坝址然后与区间洪水叠加顺演至设计断面即为还原成果当受上游引水分洪溃决滞洪影响时应将引水分洪等流量过程演算至设计断面与实测流量过程叠加即为还原成果受水利水土保持措施影响流域内产汇流关系有明显改变且流域面积不大时可用改变前的暴雨径流关系及汇流曲线推算相应的洪水过程线2.2洪水和暴雨资料的插补延长2.2.1当工程所依据的水文站观测系列较短或在观测期内有缺测年份时为了使所采用的洪水系列具有代表性连续性应根据不同资料条件进行插补延长(1)当测站水位观测系列长流量观测系列短时可利用本站水位流量关系推算流量(2)如用坝址上下游站的流量插补只有当区间面积较小时才可直接利用两者的关系直接插补如区间面积较大则应分析洪水特性加入适当的参数进行插补延长展延资料的年限不宜过长应尽量避免使用辗转相关相关线的外延部分不宜过长(3)本站洪峰与洪量关系较好时可以互相插补延长所需要年份的洪峰或洪量对某些缺测年份可利用暴雨与洪水相关或通过产汇流方法推算出洪水过程线求得洪峰和各时段洪量2.2.2采用点暴雨或面暴雨计算设计洪水不足30年或缺测大暴雨时应进行插补延长本条中所列的三种方法第一种方法只适用于插补点暴雨第二种方法可直接从等值线图上查该处点暴雨也可量算出面暴雨第三种方法直接求出的是面暴雨通过点面暴雨的换算关系也可求出点暴雨2.2.3插补延长的暴雨洪水资料的可靠程度受基本资料的精度实测点据的数量及幅度相关程度以及外延幅度等多种因素的影响因此任何一个因素都可能影响插补延长的质量应从上下游的水量平衡本站长短时段洪量变化及降雨径流关系的变化规律等方面进行综合分析检查插补成果的合理性2.3历史洪水和暴雨的调整与考证2.3.1设计洪水分析计算要求具有较长系列的水文资料作基础用短期资料计算设计洪水成果可靠度较差但是当充分考虑历史洪水资料以后计算成果可以得到显著改善据我国早期50座大型水库统计在使用了历史洪水资料以后的设计洪水数据经多次复核计算始终比较稳定在设计洪水计算中应充分运用历史洪水资料这是我国水利水电工程实践所得到的一条重要经验全国绝大多数河流都进行过历史洪水调查并取得了大量的调查成果1979年后组织有关单位将以往调查的洪水资料进行了全面的搜集整理汇编经筛选率定全国共有6500个河段的调查洪水成果并由各省(市自治区)和流域机构分别刊布我国站网密度不够特别是干旱半干旱地区一些局地大暴雨往往漏测因此进行暴雨调查十分必要除对近期发生的大暴雨进行调查外历史暴雨的调查也能取得较好的效果在使用调查洪水资料汇编成果时应当注意到不同河段或同一河段不同年份洪峰流量的精度往往不同因此在使用之前必须对河段整编情况进行全面了解对重大的历史洪水调查成果还应作进一步检查核实复核的重点应侧重在所选用的估算流量的方法及各项计算参数是否适当和合理有条件时应根据近期所发生的大洪水对原采用的水位流量关系曲线高水糙率比降等参数进行率定除掌握调查洪水资料外还应当通过历史文献文物资料的考证进一步了解更长历史时期内大洪水发生的情况和次数以便合理确定历史洪水的重现期2.3.2进行历史洪水调查时不仅要调查最高洪水位洪水涨落过程和洪水发生日期还应注意调查了解与估算流量有关的各项因素历史时期的洪水年代较远由于自然条件的变化和人类活动的影响有可能使河道的泄洪能力发生变化如在调查洪水中所施测的横断面河床质的组成等情况都只反映调查时的状况与历史洪水发生的时期可能有较大的差别因而影响最大流量计算的精度如黄河龙门河段近100年来床面淤高近10m这种变化对于合理确定计算参数有很大影响因此应引起足够重视对调查到的大洪水还应从流域雨情水情灾情等方面进行综合分析2.3.3调查洪水洪峰流量的计算常用的有以下三种方法(1)用水位流量关系推求历史洪水洪峰流量一般都需要将水位流量关系曲线外延外延时应注意分析水面比降河床糙率断面形态等因素随水位升高而变化的情况如外延幅度较大需应用其他方法进行验算(2)比降法是历史洪水洪峰流量估算中应用较多的一种方法当河段顺直河段内断面变化不大时一般均采用稳定均匀流公式计算如河段内断面沿水流方向逐渐扩散或逐渐收缩时应采用非稳定均匀流计算应用比降法推算流量时应注意河床糙率过水断面面积和水面比降等计算参数的合理确定(3)采用水面曲线法推算洪峰流量时应对河段流态的变化进行调查了解同时应注意各分段糙率值的合理选用当资料条件允许时应采用多种方法估算历史洪水的洪峰流量然后进行综合分析合理确定2.3.4当有调查的历史洪水位过程时可根据其水位过程推求流量过程求得各时段洪量也可根据实测洪水的峰量关系近似估算历史洪水的洪量由于峰量关系受降雨时空分布流域汇流及洪水地区组成等条件的影响峰量不一定是单一关系因此需要通过调查访问并结合文献资料分析形成该次洪水的降雨特征洪水来源等以便判断洪水过程的类型选择相应类型的峰量关系近似估算洪量2.3.5对估算的历史洪水的峰量除了从本断面估算流量时所选用的有关参数及估算方法进行综合分析检查外还应从面上进行综合分析洪水的时空分布在流域面上或一个地区有一定的规律对同一次洪水可通过本流域的上下游干支流或相邻流域的资料作对比分析发现矛盾时应当深入调查研究找出问题对成果进行调整2.3.6由于我国雨量站网密度较稀且分布又很不均匀暴雨中心的雨量不易观测到尤其是干旱地区经常发生局地性大强度暴雨而这些地区站网密度更稀用暴雨推算设计洪水时暴雨调查更有必要国内一些点暴雨极值也是通过调查获得的对近期发生的大洪水在没有水文测站的河流或由于水文测验设施等限制没有观测到资料时应及时进行洪水调查2.3.7通过现场调查测量一般可以取得调查期内若干次历史大洪水的定量资料调查期的长度在我国人口稠密的中部和东部地区一般可达200年西部以及边远地区约可达100年我国历史文献非常丰富通过文献和文物资料的考证可以了解到更远的历史年代的大洪水情况文献记载多属于描述性质难以定量但可以了解到在文献考证期内大洪水发生的年份次数量级及大小顺位根据文献记载中有关洪水淹没地物建筑物的破坏程度情节等与已有的文字描述及有定景的调查洪水的对比可以分析各次洪水的量级范围与大小序位以便合理确定计算系列中历史洪水的重现期3根据流量资料计算设计洪水3.1洪水系列3.1.1计算设计洪水一般采用年最大值选样洪峰流量每年只选取最大的一个洪峰流量洪量采用固定时段独立选取年最大值时段的选定应根据汛期洪水过程变化水库调洪能力和调洪方式以及下游河段有无防洪错峰要求等因素确定当有连续多峰洪水下游有防洪要求防洪库容较大时则设计时段较长反之较短一般常用时段为3612h及1(或24h)357101530d等洪水系列的选取应满足频率计算中关于样本独立同分布的要求洪水的形成条件应具有同一基础许多地区的洪水常由不同成因(如融雪暴雨)不同类型(如台风锋面)暴雨形成一般认为它们是不同分布的不宜把它们混在一起作为一个洪水系列进行频率计算也不能把由于垮坝所形成的洪水加入系列作频率计算严格地讲现有频率分析方法仅适用于同分布的系列必要时可按季节或成因分别进行频率计算然后转换成年最大值频率曲线由于各类洪水在年内出现时间并非固定所以季节和成因划分不宜过细3.1.2频率计算成果的质量主要取决于系列代表性要求系列能较好地反映洪水多年变化的统计特性调查历史洪水考证历史文献和洪水系列的插补延长是增进系列代表性的重要手段系列代表性可通过长短系列均值对比历史和实测洪水的时序分析论证有无某个时期大洪水出现次数多量级大而另一时期大洪水出现次数少量级小的情况与邻近流域长期洪水系列进行比较也对判断洪水系列的代表性有所帮助还应特别注意系列是否处于丰水或枯水比较集中出现的时期因而使频率计算成果明显偏大或偏小3.2经验频率统计参数及设计值3.2.1为在机率格纸上点绘系列中各项洪水就需知道它们的频率由于总体未知洪水频率也是未知的为了估计它们通常将系列中各项洪水按量值从大到小排列这时各项洪水和它们的频率都是次序统计量按照水文频率分析理论取洪水频率次序统计量的数学期望E(P m)作为各项洪水的经验频率近年来国内外一些研究指出采用现行数学期望公式会使适线法估计的频率曲线统计参数和设计值含有正的偏差因而偏于保守并建议以洪水次序统计量数学期望的频率P(EX m)作为经验频率并已取得一定成果但考虑到尚有一些问题须进一步研究故仍采用频率次序统计量的数学期望E(P m)作为经验频率3.2.2我国大中型设计洪水计算中使用的洪水系列一般都含有历史洪水(或作特大值处理的实测洪水)对于这类不连序系列的洪水经验频率公式目前国内一般有两种方法一种方法是将已知的a个历史洪水和n个实测洪水看成是抽自所研究水文总体的一个容量为N(调查期)的系列其中a个历史洪水的序位可通过调查考证确定因而是已知的而n个实测洪水的序位是不确定的尚有N a n个洪水值未知在此前提下已推导出洪。
《水文水利计算》课程教学大纲一、课程编号及名称水文水利计算(Hydrological Design and Water Conservancy Computation)二、开课对象水文与水资源工程专业四年制本科。
三、课程的性质必修、专业必修课。
四、教学目的和任务水文水利计算是水文与水资源工程专业一门重要的主干专业课,它包括水文分析分析与计算和水利计算两部分。
水文分析与计算的任务是研究自然界水文现象发展变化的规律,正确估计水文情势的特征,并预测他们将来可能发生的变化情况,从而为水利工程规划设计和其它国民经济建设提供合理的水文设计值。
水利计算的任务就是根据国民经济各部门的要求运用水文分析与计算找出河流的自然规律,对水利资源进行兴利除害的综合利用计算,以控制调节和重新分配河川径流,从而达到合理开发和利用水利资源的目的。
通过课程学习,培养学生认识水文现象的一般规律,正确理解和初步掌握水文水利计算的基本概念、基本原理和计算方法。
为继续学习专业课打下基础,也为毕业后从事水文分析计算、水利工程规划、设计、管理及科学研究打下基础。
五、基本要求1、使学生掌握水文水利计算的概念、分类。
2、了解降雨、径流的形成过程。
3、掌握水文分析计算中的设计年径流及其分配、由流量或暴雨自留推求设计洪水的方法和过程。
4、掌握水利计算中的水库兴利调节计算、水电站水能计算、水库防洪计算。
六、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程有水力学、气象学、水文测验学、水文统计学、水文学原理、水文预报。
七、教学内容及学时分配学分:3学时:48,其中理论学时48。
课程设计1周(主要内容为水文分析与计算、水利计算)第一章绪论(理论1学时)1.水文水利计算学科的基本任务2.水文水利计算的主要研究方法3.水文水利计算的基本内容第二章水分循环与水文资料收集整理(理论3学时)1.水分循环2.河流与流域3.降水、蒸发与下渗4.径流与水量平衡原理5.水文测站及观测6.水文资料收集整理7.水文调查与水文资料的采集第三章洪峰流量及时段洪量的频率分析(理论4学时)1.水文过程的随机特性描述2.洪水资料的分析处理3.历史洪水的调查和考证4.考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法5.设计成果的合理性分析6.洪水设计值的抽样误差和安全修正值问题第四章防洪安全设计与设计洪水(理论2学时)1.防洪安全设计2.设计洪水概念3.设计洪水过程线的拟定4.设计洪水的地区组成5.入库设计洪水6.分期设计洪水与施工设计洪水第五章由暴雨推求设计洪水(理论6学时)1.暴雨特性分析2.点暴雨量频率计算3.面暴雨量频率计算4.设计暴雨量的时空分布计算5.分期设计暴雨6.由设计暴雨推求设计洪水第六章城市及小流域设计洪水(理论6学时)1.小流域设计洪水计算特点2.小流域设计暴雨3.由推理公式推求设计洪水的基本原理4.地区经验公式推求设计洪水5.城市化对水文的影响6.城市排水管网设计流量计算7.管渠排水系统没计流量过程线推求第七章可能最大暴雨与最可能能最大洪水(理论6学时)1.可降水量2.时面深分析3.暴雨的极大化4.暴雨移置5.PMP时面深曲线绘制6.可能最大降雨的时空分布及其在流域上的应用7.暴雨组合法8.山区可能最大暴雨估算9.PMP等值线图的应用10.PMP成果的合理性分析11.可能最大洪水第八章设计年径流及其年内分配(理论6学时)1.影响年径流的因素2.具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算3.具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算4.缺乏实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算5.设计枯水径流量分析计算6.流量历时曲线第九章需水量计算与预测(理论2学时)1.用水户分类及其层次结构2.工业需水量的计算与预测3.灌溉需水量的计算与预测4.生态需水量的计算与预测5.其他需水量的计算与预测6.综合需水过程计算第十章径流(量)调节计算(理论6学时)1.年调节水库径流调节计算方法2.年调节水库保证供水量与设计库容之间的关系3.时历法多年调节计算4.数理统计在径流调节中的应用5.数理统计法多年调节计算6.水库水量损失计算第十一章水电站水能计算(理论2学时)1.电力系统的负荷及其容量组成2.保证出力和多年平均年发电量计算3.水电站装机容量选择4.正常蓄水位与死水位选择5.水电站水库调度图6.抽水蓄能电站简介第十二章灌溉工程水利计算(理论2学时)1.引水灌溉工程水利计算2.蓄水灌溉工程水利计算3.提水灌溉工程水利计算4.地下水灌溉工程水利计算第十三章防洪工程水利计算(理论2学时)1.水库防洪水利计算2.水库防洪计算有关问题3.堤防防洪水利计算4.分(蓄)洪工程水利计算5.溃坝洪水计算八、推荐教材及参考书目推荐教材:[1]梁忠民主编:《水文水利计算》,中国水利水电出版社,2006 参考书目:[2]叶守泽主编:《水文水利计算》,中国水利水电出版社,1992[3]沈黎国胜编著:《工程水文与水利计算》,黄河出版社,2009 撰稿人:宗永臣审稿人:。
水文水利计算
R水库水文水利计算
一、流域概况
二、基本资料
三、计算任务
(抄题)
四、计算过程及结果
(一)峰、量选样及历史洪水调查
(二)设计洪水计算
1、对R水库来水峰量1d、3d、7d系列分别进行频率计算(独立选样法)。
(均值、Cv计算过程手写)
考虑特大洪水成果表
2、选择典型洪水过程线
根据典型洪水过程线的选择原则,特选定R水库1969年7月的流量作为典型洪水过程线分析(附表A-2):
(洪峰流量及各时段洪量表)参照表A-3格式
4
(放大倍比计算过程手写)(绘制洪水过程线)(三)绘制洪水库容曲线
1、推求库容曲线Z~V和蓄泄曲线q~V 水位特征资料
水库q-v计算表
2
3、推求下泄流量过程线
R水库设计洪水条洪示意图
R水库校核洪水调洪示意图
在最后需求出相应的特征水位和特征库容。
《水文水利计算》课程设计说明书学号0姓名0班级0指导老师0水利与环境学院2014年6月目录1《水文水利计算》课程设计说明书 01设计任务 ............................................................................................................................................................ - 1 - 2基本资料 ............................................................................................................................................................ - 1 -2.1流域和水库情况简介 ............................................................................................................................. - 1 -2.2水文气象资料情况 ................................................................................................................................. - 2 - 3计算说明 ............................................................................................................................................................ - 2 -3.1年径流过程 (2)3.2 丰、平、枯三种典型年的选择并对设计代表年进行年内分配 (3)3.3死水位的选择 (3)3.4推求设计标准洪水过程线 (4)3.5对各时段洪量排频计算 (5)3.6典型洪水过程线求解 (8)4推求水库防洪特征水位 (11)4.1起调水位及泄洪规则 (11)4.2防洪高水位的计算 (12)4.3设计洪水位的确定 (15)4.4校核洪水位的推求 (19)5坝高的推求 (22)5.1平均波浪爬高 (22)5.2风雍水面高度 (24)5.3大坝安全加高 (24)5.4 坝顶高程 (24)6心得体会 (25)7附录 (25)1设计任务在流域上拟修建一水库,因而要进行水库规划的水文水利计算,其具体任务是:1.设计年径流及其年内分配2.选择水库死水位。
$水文水利计算课程设计说明书》姓名:班级:学号:学院:指导老师:&2012年6月一、设计任务在太湖流域的西苕溪支流西溪上,拟修建赋石水库,因而要进行水库规划的工程水文及水利计算,其具体任务是:1. 设计年径流分析计算;$2. 选择水库死水位;3. 选择正常蓄水位;4. 计算保证出力、多年平均发电量和选择装机容量;5. 推求丰、中、枯设计年径流过程;6. 推求防洪标准、设计标准和校核标准的设计洪水过程线。
二、基本资料1、流域和水库情况简介西苕溪为太湖流域一大水系,流域面积为 22602km,发源于浙江省安吉县天目山,干流全长 150km,上游坡陡流急,安城以下堰塘遍布,河道曲折,排泄不畅,易遭洪涝灾害,又因域拦蓄工程较少,灌溉水源不足,易受旱灾。
根据解放后二十多年的统计,仅安吉县因洪涝旱灾每年平均损失稻谷1500万斤,严重的1961~1963年,连续三年洪水损失稻谷9300万斤,冲毁耕地万余亩。
】赋石水库为根治西苕溪流域水旱灾害骨干工程之一,位于安吉县丰城以西十公里,km。
流域内气候温和、湿润、多年控制西苕溪主要支流西溪,坝址以上流域面积3282平均雨量丰站为 1450mm,国民经济以农、林业为主,流域内大部为山区,小部为丘陵,平地较少。
水库以防洪为主,结合发电、灌溉、航运及水产,是一座综合利用水库。
库区位于区域的斜构造内,周边岩石多为不透水或弱透水的砂页岩,仅在局部地区有奥陶纪石灰岩及钙质页岩,但因层薄,并有砂页岩隔层,岩溶现象不甚发育,加之山体宽厚其高程一般均在 200 m以上,故库区渗漏问题可以不考虑。
西苕溪流域受洪水灾害 25 万亩,其中安吉9万亩,长兴15万亩,吴兴3万亩,水库建成后,可使20年一遇洪水减轻到5年一遇以下,使圩区淹没面积万亩减至4万亩,使3万亩圩区农田免除洪水直接威胁,其它十几万亩可以不同程度的减轻洪水危害。
水库兴建后,可灌溉赤坞、安城等地区的水田计4万亩,溪滩还田3000亩,河道整治还田 4000亩,旱改水3000亩,共计可灌溉5万亩。
摘要本次课程设计主要是兴利、调洪计算,并且推求出不同频率的丰水年保证的灌溉面积。
同时,对《工程水文与水利计算》这门学科知识的复习和巩固,使我们更好的运用其理论知识和基本方法,提高我们综合分析和解决问题的能力,为其他有关课程的学习和将来工作打下良好的基础。
提高对Excel的应用。
这次课程设计是对M河进行水文水利计算,针对防洪计算,求出P=25%和P=50%的设计年径流、设计面暴雨、设计洪水过程线,然后进行洪水调节并且推求不同频率的最大下泄流量、最高洪水位,并且分析提高汛期水位是否可行。
最后,进行兴利调节计算,求出频率为25%求其保证的灌溉面积,即点绘弃水量和灌溉面积的关系曲线,并利用该曲线查出弃水量为零对应的灌溉面积即为保证的灌溉面积。
目录设计资料 (5)设计过程 (8)一、设计年径流分析计算 (8)二、30年一遇的设计面暴雨过程计算 (8)三、设计净雨与设计洪水过程线计算 (9)(一)由产汇流方案推求30年一遇设计洪水过程线 (9)(二)设计净雨计算 (10)(三)设计洪水过程线计算 (10)四、洪水调节及保坝标准复核 (12)(一)调洪计算 (12)(二)推求最大下泄量、最高洪水位 (14)(三)分析提高汛限水位是否可行 (17)五、兴利调节计算 (17)(一)2015年每月入库径流量计算 (17)(二)逐月蒸发损失深度计算 (17)(三)2015年水平年灌区总和毛灌溉量计算 (17)(四)对于频率P=25%的代表年,保证其灌溉面积的计算·18(五)将P=25%、P=50%各个不同面积所对应的弃水量和兴利库容进行汇总 (20)总结 (21)设计资料一、工程概况M河水库以上流域面积94km2,总库容2322万m3,。
防洪为主,结合蓄水灌溉。
水库主要建筑物:大坝、溢洪道(无闸门)、放水洞。
现状工程数据见表1。
工程运行中存在问题(与水文水利计算有关的问题):(1)现状溢洪道堰面为浆砌石衬砌,已被破坏,不满足设计洪水防冲要求,需新衬砌0.3m厚的混凝土。
工程水文与水利计算(武大版教材)第六章 设计年径流及径流随机模拟第一节 设计年径流分析计算的目的和内容在一定时段内,通过河流某一断面的累积水量称径流量,记作W(m 3);也可以用时段平均流量Q 函(m 3/s)或流域径流深R (mm)来表示。
径流量与流量的关系为: T Q W ∆⋅= (8—1) 式中T ∆⋅——计算时段,s 。
根据工程设计的需要,T ∆⋅可分别采用年、季或月。
则其相应的径流分别称为年径流、季径流或月径流。
其中年径流及其时程分配形式对水利水电工程的规划设计尤为重要。
本章重点介绍年径流的分析计算,较短时段径流的分析计算。
可以参照进行。
一、径流特性河川径流具有如下的一些特性:1。
径流的季节分配河川径流的主要来源为大气降水。
降水在年内分配是不均匀的,有多雨季节和少雨季节,径流也随之呈现出丰水期和枯水期,或汛期与非汛期。
最大日径流量较之最小日径流量,有时可达几倍到几十倍。
2.径流的地区分布河川径流的地区性差异非常明显,这也和雨量分布密切相关。
多雨地区径流丰沛,少雨地区径流较少。
我国的丰水带。
包括东南和华南沿海,云南西部和西藏东部,年径流深在1000mm 以上。
我国的少水带,包括东北西部,内蒙古、宁夏、甘肃大部和新疆西北部,年径流深在10—50mm 之间;而许多沙漠地区为干涸带。
年径流深不足10mm 。
3。
径流的周期性绝大多数河流以年为周期的特性非常明显。
在一年之内,丰水期和枯水期交替出现,周而复始。
又因特殊的自然地理环境或人为影响,在一年的主周期中,也会产生一些较短的特殊周期现象。
例如,冰冻地区在冰雪融解期间,白昼升温,融解速度加快,径流较大;夜间相反,呈现出以锯齿形为特征的径流日周期现象。
又如担任调峰任务的水电站下游,在电力负荷高峰期间,加大下泄流量,峰期过后。
减小下泄流量,也会出现以日为周期的径流波动现象。
在实测年径流系列中,往往发现连续丰水段或连续枯水段交替出现的现象,连续2—3年年径流偏丰或偏枯的现象极为常见;连续3—5年也不罕见,有的甚至超过10年以上。
水文水利计算1.水文水利计算(1)设计暴雨推求有资料地区,设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析;缺资料地区采用2003年颁(2)1)(5-1Ci济作物地类采用0.7;村庄、道路采用0.7~0.9;城镇不透水地面采用0.95;Ai——各地类面积(km2);Rp——设计暴雨量(mm);Ei——各地蒸发量(mm),一般可采用4mm/d;hi——各地类暂存水量(mm),水稻田采用40mm,鱼塘采用50mm~100mm,河涌采用100mm;W1——水闸排水量(m3);W2——截洪渠截流水量(m3);W3——水库、坑塘蓄滞水量(m3);T——排涝历时(s);q1q2q3q4qF2)(5-2K;m——峰量指数(反映洪峰与洪量的关系);n——递减指数(反映排涝模数与面积的关系)。
我省目前还没有关于排涝模数各项参数选取的统计分析。
建议参考湖北省平原湖区的分析:集雨面积大于500km2的涝区,K=0.0135,m=1.0,n=-0.201;集雨面积500km2以下的涝区,K=0.017,m=1.0,n=-0.238。
3)产流、汇流方法根据设计暴雨、设计雨型、设计净雨深,推求最大涝水流量和涝水过程,并依据蓄涝容积和蓄涝区限制水位(最高控制水位),进行涝区水量蓄泄平衡计算(排涝演算),通过试算推求排水流量。
这种方法适用于排水区面积大、蓄涝容积大、排水历时长的地区。
(3)果。
2.排涝工程布局及规模计算(1)调蓄水域的布局及规模1)对范围较大的平原涝区,有条件时可规划一定的河道、沟渠、湖泊、坑塘作为蓄涝容积。
蓄涝容积的规模应与排水闸、站规模的关系分析比较确定,平原区水面率可采用5%~10%;其他地区可稍低,或参考湖北等地取5万m3/km2~15万m3/km2的蓄涝率。
蓄涝容积一方面可以削减雨洪峰量,减轻排水负担,减小排水工程的规模,节约投资,另外还可以利用蓄涝容积进行养殖、航运,或建设成人工湖公园等。
2)正常蓄水位一般按照涝区内大部分农田能自流排水的原则来确定,布置于涝区低洼处。
水利水电工程设计洪水计算规范&SL4493Regulation for calculating design floodof water resources and hydropower projects19930311199312201 总则2 基本资料3 根据流量资料计算设计洪水4 根据暴雨资料推算设计洪水5 设计洪水的地区组成6 干旱、岩溶、冰川地区设计洪水7 水利和水土保持措施对设计洪水的影响附录A 洪水频率计算附录B 暴雨及产流汇流计算附录C 可能最大暴雨附加说明11.0.1 为满足水利水电工程设计需要,统一设计洪水计算的基本原则和方法,特制订本《规范》。
1.0.2 本《规范》适用于大中型水利水电工程各设计阶段的设计洪水计算。
河流规划或小型水利水电工程的设计洪水计算可参照本《规范》执行。
1.0.3 水利水电工程设计所依据的各种标准的设计洪水,包括洪峰流量、时段洪量、洪水过程线等,可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。
1.0.4 水利水电工程设计洪水一般可采用坝址洪水。
对具有水库的工程,当建库后产汇流条件有明显改变,采用坝址设计洪水对调洪结果影响较大时,应以入库设计洪水作为设计依据。
1.0.5 计算设计洪水必须重视基本资料。
当实测水文资料缺乏时,应根据设计需要,设立水文站或水位站。
1.0.6 计算设计洪水,应充分利用已有的实测资料,并重视、运用历史洪水、暴雨资料。
1.0.7 根据资料条件,设计洪水可采用以下一种或几种方法进行计算。
(1)坝址或其上、下游邻近地点具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料,并有调查历史洪水时,应采用频率分析法计算设计洪水。
(2)工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料,并有暴雨洪水对应关系时,可采用频率分析法计算设计暴雨,推算设计洪水。
(3)工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时,可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料,进行地区综合分析,估算设计洪水。