水库水文课程设计报告书
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指导老师:班级:学号:姓名:目录第一章:设计年径流及其年内分配计算 (4)1.1 设计年径流计算 (4)1.2 年径流年内分配计算 (5)第二章:由暴雨资料推求设计洪水计算 (5)2.1 设计暴雨计算 (5)2.1.1设计点暴雨量计算 (6)2.1.2设计面暴雨量计算 (6)2.1.3设计暴雨过程计算 (6)2.2设计洪峰流量推求 (7)2.2.1 产流参数计算 (7)2.2.2 汇流参数确定 (7)2.2.3设计洪峰流量m Q的推求 (7)2.2.4 设计洪水过程线的绘制与摘录 (8)第三章:兴利调节计算:3.1水库特性曲线的计算与绘制 (13)Z~曲线 (14)3.1.1水库FZ~曲线 (15)3.1.2水库V3.2死库容计算 (17)3.3不计入损失的年调节计算 (17)3.4计入损失的年调节计算 (20)第四章:防洪调节计算 (22)4.1绘制q~v曲线 (24)4.2 单辅助曲线计算及绘制 (25)4.3单辅助曲线调洪过程计算 (27)4.4求设计调洪库容及设计水位 (28)第五章设计成果 (28)四丁水库位于东江一条小支流上,流域面积F=42.3km 2,集水区内主要是低山和丘陵山地。
根据规划要求,它是一个以灌溉为主、结合发电、并具有一定防洪效益的水库,其总库容大于1000万m 3小于1亿m 3,属中型水库。
规划设计的内容主要包括设计年径流、设计洪水、兴利调节和洪水调节四部分 。
第一章:设计年径流及其年内分配计算1.1设计年径流计算基本资料四丁水库所在河流没有水文站,属缺乏实测水文资料地区。
查《广东省水文图集》知:本地区多年平均年径流深mm 1400y -=;多年平均年径流深变差系数35.0=v C 。
规划水平年为十年一遇设计枯水年(设计频率P=90%)。
对本地区气象资料分析,接近十年一遇枯水年的降雨年内分配百分比见表1-1。
表1-1年径流偏态系数取v s C C 2=,35.0=v C ,根据P=90%时, 查表得p K =0.59 设计年径流深计算公式为:yK y p p = = 0.59×1400 = 826 (mm )1.2 年径流年内分配计算设计径流总量计算公式为:F y W p p 1000==1000×826×42.3=3494 )(万3m设计年径流年内分配(即设计枯水年水库来水量)按降雨月分配百分比进行计算,用表1-2的形式列出结果。
第二章:由暴雨资料推求设计洪水计算2.1 设计暴雨计算:基本资料:① 校核洪水(非常运用防洪标准)P=0.2%。
、② 根据1:25000地形图的量测结果:流域面积F=42.3km 2;河长L=16.8 km ;流域平均比降0202.0=J ;流域平均高程m Z 502=。
③ 暴雨资料:本地区属无资料地区,查《广东省水文图集》得年最大1h 、6h 、24h 、72h(3d)点暴雨统计参数(均值t H 、变差系数v C )如表2-1所示。
表2-1:2.1.1设计点暴雨量计算:由资料可得:=θL/J 31=16.8/0.020231=61.68已知校核洪水%2.0=P ,v C 35.0C s =,按照表2-1所知的年最大1h 、6h 、24h 、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数v C 查书上附表P-Ш型理论曲线模比系数p K 值表:可知p K 列于表2-2中第五行,将表2-1所知的年最大1h 、6h 、24h 、72h(3d)点暴雨统计参数变差系数v C 列于表2-2第三、四行。
按公式tp t tp K H H ⨯=-,计算P=0.2%各历时点暴雨量tp H ,列于表2-2中第六行。
2.1.2设计面暴雨量计算:(1) 按集水面积F=42.3km 2查暴雨低区点面换算系数F t a t ~~关系曲线,得各历时的点面换算系数t α列于表2-2第七行。
按公式t tp tp a H h ⨯=面计算P=0.2%的tp K 值,列于表2-2的第八行。
(2) p n p S 的估算。
根据上面求得的设计雨量和本工程的集水面积,初步估计汇流历时τ在h 6~1时段范围内,按表中公式计算p n p S 。
表2-2设计暴雨量计算结果表:2.2设计洪峰流量推求 2.2.1产流参数计算:本工程集水区域位于内陆分区,集水面积为42.3Km 2,小于100Km 2,查广东省分区产流参数表,得平均后损率)/(0.524h mm f =-,)/(5.23h mm f d =-.2.2.2汇流参数计算:汇流参数m 的确定:该集水区域属于半山区、半高山区,可内插、略靠近山区取值。
根据68.61=θ,查附图所示的汇流参数θ~m 关系图可知:m=1.252.2.3设计洪峰流量m Q 的推求:t Q m ~关系曲线。
a. 汇流历时τ估计在h 6~1时段范围内,已知454.01)61(=--p n ,mm S p 4.153=. 假设4个时段,0.2,5.1,0.1,5.0h h h h t =按公式)61(1S --=p n P tp t H 面计算P=0.2%的t 时段面雨量面tp h ,列于表2-3中的第2列。
b. 以面tp H 扣除相应历时损失量t f 24-,得时段净雨量,24t f H h tp tp --=面面并计算净雨强度t h tp /面,分别列于表2-3中的第5、6列。
c. 计算相应于t 的最大流量t Fh Q t m /278.0=,列于表2-3中的第7列。
表2-3 水库τ~d. 根据表2-3中的t 和相应的m Q 绘制τ~m Q 关系曲线。
τ~m Q 关系曲线。
a. 已选定m=1.25,68.61=θ,假设3个洪峰流量s m Q m /20003=、s m Q m /15003=、s m Q m /10003=,s m Q m /5003=。
应用公式:414131278.0278.0mmmQQmJ L θτ==计算相应的汇流历时τ,列于表2-4中的第2行。
表2-4b. 根据表2-4中的m Q 相应的τ,绘制出τ~m Q 关系曲线。
画出两条关系曲线:)/(3s m Q m5 000 )(h τ2.92.442.202.05m Q 、τ值的确定。
t Q m ~和τ~m Q 的两条曲线交点的横、纵坐标即为所求的m Q 、τ。
由图可知s m Q m /10253=,h 3.2=τ。
τ值确在h 6~1时段范围内,估算的)61(-p n 、p S 正确,不用重新计算。
2.2.4 设计洪水过程线的绘制与摘录:(1) 设计毛雨过程的计算。
查表广东省分区最大24h 设计雨型(暴雨时程分配)表,查得东江中下游设计雨 型,列于表2-5中的第1、2行。
由表2-2,P=0.2%,mm H p 2.3466=面,mm H p 6.62024=面,则mm H H p p 4.2742.3466.620624=-=-面面. 以面p H 6乘以表2-5中的第1行第7~12时段的毛雨,列于表2-5中的第3行. 以(面面p p H H 624-)乘以表2-5中第2行1~6和13~24时段的毛雨,(2) 设计净雨过程的计算.将各个时段的毛雨减去mm f 515124=⨯=⨯-,即得个时段净雨,列于表2-5中第5行.(3) 分段净雨的计算: 最大24h 内分段净雨最大τ时段毛雨)(26.2284.24.153454.01)61(mm S H p n p p =⨯==--ττ 最大τ时段净雨)(26.2164.2526.228-mm f H h p =⨯-==-τττ面表2-5水库最大24h分段净雨量计算表10 / 28由表2-5可知:最大的第8时段净雨仅为69.78mm ,比最大的τ时段的净雨mm h 26.216=τ少146.48mm 。
不足的净雨从相邻的第7、9段补足,但第7、9段加起来为134mm ,还差12.48mm ,继续从相邻较大时段,即第10段净雨补足。
则τ时段的开始时刻在第7时段初,终止时间则为自7时段之初以后的τ小时,即8.4小时。
最大时段τ时段之前的净雨量为1~6时段的净雨总量,最大时段τ时段之后的净雨量为11~24时段的净雨总量.则P=0.2% =前τh 第1~6时段净雨总量=14.98(mm),后τh =266.8(mm) 最大24小时净雨总量24h =前τh +τh +后τh =14.98+216.26+266.8=498.03(mm) (4)最大3天内分段净雨查广东省分区最大3天设计雨型(暴雨时段分配)表,东江中下游设计 雨型,除最大24小时以外的其余二天各天的总分配数第一天为73.5%,第三天为26.5%。
本工程属于内陆分区,集水面积2100Km F <,查广东省分区产流参数表可知:)/(5.23h mm f d =-最大3d 净雨总量)面mm f H h d dp d (775725.295572-333=⨯-=⨯= 除最大24h 以外的其余2d 净雨量)(97.27603.498775243mm h h d =-=-第一天净雨总量)57.203%5.7397.276mm h (第一天=⨯= 第三天净雨总量)4.73%5.2697.276mm h (第三天=⨯= (5)主洪峰过程线的推求。
由查广东省主峰综合概化洪水过程线表所列τ/i t 及m Q Q /i ,代入前面已求的s Q m /m 10253=,h 3.2=τ,计算的主峰过程线,并将i t 加最大τ时段降雨开始时刻24+6=30时,得出绘图的对应时刻,由表2-6所示: 表2-6(6)分段单元洪水过程线的推求。
前τh 、后τh 以及第一天和第三天净雨量第一天h 、第二天h 形成的各分段单元洪水过程线均分别概化为三角形,其洪水总量F h i 1000W i =,洪峰流量()3600/W 2Q i mi ⨯+=τt ,底宽为()τ+t 。
其计算见表2-7:表2-7(6)设计洪水过程线的绘制:主洪峰放在τ时段的终点;主洪峰前的各时段洪峰一m Q 及前τm Q 放在分段降雨的终点;主洪峰后的各时段洪峰后τm Q 及三m Q 放在分段降雨开始后的τ时段终点;见表2-7。
将主洪峰过程线及分段单元洪水过程线点绘于相应位置,然后叠加得整个洪水过程线。
洪水过程线如下所示:(8) 设计洪水过程线的摘录。
根据水库集水面积242Km,查广东省不同集水面积适宜计算段t∆表,得适3.宜计算时段h=t1∆=t1∆。
在洪水过程线上自主洪峰流量发生时刻向前、向后按h 间隔摘录流量,以供调洪演算之用。
(即s03=,摘录24h洪水流量过程,Q/m将设计洪水过程线修匀,将每个交点的纵坐标的值Q读出来,并向上叠加,以第12h为最大Q,依次向前12h、向后12h读出数据,,再分别间隔1h读出相应的数据,最后列表2-8摘录)。