水库设计洪水工程水文学课程设计完整版
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工程水文学第二版课程设计一、课程背景工程水文学是水利工程中的重要一环,具有广泛的应用领域,包括水利设计、水资源开发利用等。
随着水资源日益紧张,水文学的研究和应用越来越受到关注。
本课程旨在使学生了解水文学相关基础理论和实际应用,在实际工程中具有一定的应用能力。
二、教学目标本课程的教学目标如下:1.掌握水文学相关基础理论,包括水文循环、径流计算等;2.熟悉水文学相关软件和工具的使用,如SWMM软件、Hec-HMS软件等;3.能够进行水文学实际工程的设计和计算,具有一定的工程实践能力。
三、教学内容1.水文学基础理论:水文循环、降雨径流关系、水文统计学等;2.水文学计算方法:三水过程模型、单位线法、水文自回归模型等;3.水文学实际应用:城市排水设计、水能开发评价等;4.水文学相关软件和工具:SWMM软件、Hec-HMS软件等。
四、教学方式本课程采用课堂授课和实践操作相结合的教学方式。
1.课堂授课:由专业教师进行课堂授课,介绍相关理论和知识,并示范软件和工具的使用;2.实践操作:学生在实验室进行水文学实际工程的设计和计算,并使用相关软件和工具进行模拟分析。
五、教学评估1.作业:课程期间布置作业或项目,要求学生进行实际操作和计算,并提交相关报告;2.考试:期末考试,占总成绩的70%;3.平时表现:包括出勤情况、课堂讨论、课堂作业等,占总成绩的30%。
六、参考书目1.王一乐. 工程水文学[M]. 第2版. 北京: 人民交通出版社, 2011.2.周志勇, 李肇波. 水文学 [M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.3.杨钟民, 付荞铭, 王建次. 变化环境下水文循环的新视角 [J]. 水文,2017(1): 1-6.以上为工程水文学第二版课程设计的相关内容,希望能对学生有所帮助。
湖南农业大学工学院课程设计说明书课程名称:工程水文学题目名称:新塘水库除险加固设计水文计算班级:20 13级水利水电工程专业2班姓名:张雄亮学号:201340616226指导教师:张文萍评定成绩:教师评语:指导老师签名:20 年月日工程水文学课程设计任务书一、内容新塘水库除险加固设计水文计算二、设计资料2.1 流域概况新塘水库属湘江支流白水江水系,大坝坝址位于汨罗市川山坪镇清泉村,地理坐标位置东经113°01′11",北纬28°36′01",距清泉村庄约1.3km,距川山坪镇约5.0km,距汨罗市城区约35km。
新塘水库集雨面积0.5km2,干流长度0.572km,干流平均坡降为14.2‰。
新塘水库流域未设入库水文站,水库未开展任何水文水情观测;仅有断断续续的水位及雨情观测,并且其观测资料极不完整,不能满足规范要求。
故该水库洪水复核按无资料地区对待。
2.2 气象新塘水库地处亚热带季风气候区,属于湿润的大陆性气候。
冬季多为西伯利亚干冷气团控制,气候干燥寒冷;夏季为低纬海洋暖湿气团所盘据,温高湿重。
夏季之交,流域正处在冷暖气流交汇的过渡地带,形成阴湿多雨的梅雨天气。
根据汨罗气象站1957~2006年实测的气象站资料统计,多年平均气温为16.9℃,历年最高气温为40.1℃,最低气温为-14.7℃。
多年平均日照时数1987小时。
多年平均降雨量为1367.2mm,历年最大降雨量为2294.60mm(1998年),最小降雨量为1184.7mm(1972年),最大一日降雨量为208.00 mm。
历年最大风速24m/s,风向NNE,历年平均最大风速14.0m/s。
多年平均蒸发量为1104mm,全年无霜期266天。
6~8月气温高,蒸发量也大。
多年平均月蒸发量最大在7月份,达214.8mm。
2.3 水文基本资料新塘水库所在的河流没有水文站,建库后水库管理所也没有开展入库流量观测,为无资料地区,没有实测的水文气象资料,本次洪水复核按湖南省水利厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》查算设计洪水。
(完整版)⽔⽂⽔利计算课程设计⽬录第⼀章设计⽔库概况 (1)1.1流域概况 (1)1.2⼯程概况 (1)第⼆章年径流分析计算 (4)2.1 径流资料来源 (4)2.2 年径流资料的审查 (4)2.2.1 资料可靠性审查 (4)2.2.2 资料⼀致性审查 (4)2.2.3 资料代表性审查 (4)2.3 设计年径流分析计算 (4)2.3.1 ⽔利年划分 (4)2.3.2 绘制年径流频率曲线 (4)2.3.2.1 频率曲线线型选择 (4)2.3.2.2 经验频率计算 (5)2.3.2.3 频率曲线参数估计 (5)2.3.2.4 绘制频率曲线 (5)2.3.3 计算成果 (7)2.3.4成果合理性分析 (7)2.4 设计代表年径流分析计算 (7)2.4.1 代表年的选择应⽤实测径流资料选择代表年的原则: (7)2.4.2 设计代表年径流年内分配计算 (7)2.4.3 代表年内径流分配成果 (7)第三章设计洪⽔分析 (9)3.1 洪⽔资料的审查 (9)3.1.1 洪⽔资料可靠性审查 (9)3.1.2 洪⽔资料⼀致性审查 (9)3.1.3 洪⽔资料代表性审查 (9)3.2 特⼤洪⽔的处理 (9)3.3 设计洪⽔分析计算 (9)3.3.1 频率曲线线型选择 (9)3.3.2 经验频率计算 (9)3.3.3 频率曲线参数估计 (10)3.3.4 绘制频率曲线 (10)3.3.5 成果合理性分析 (13)3.3.6 计算成果 (13)3.4 设计洪⽔过程线 (13)3.4.1 典型洪⽔过程线的选取 (13)3.4.2 推求设计洪⽔过程线⽅法 (13)3.4.3 计算成果 (14)3.4.4 设计洪⽔过程线的绘制 (14)第四章兴利调节 (16)4.1 兴利调节计算的⽅法 (16)4.2 兴利调节计算 (16)4.2.1 来⽔量的确定 (16)4.2.2 ⽤⽔量的确定 (16)4.2.2.1 灌溉⽤⽔量的确定 (16)4.2.2.2 城镇⽣活供⽔ (16)4.2.3 死⽔位与死库容的确定 (17)4.2.3.1死⽔位的确定 (17)4.2.3.2 死库容的确定 (17)4.2.3⽔量损失的确定 (18)4.2.4 渗漏损失 (18)4.2.5 计⼊⽔量损失的兴利调节 (18)4.2.7 计算成果 (18)第五章⽔库调洪演算 (20)5.1 泄洪⽅案的拟定 (20)5.2 ⽔库调洪的基本原理 (20)5.3 ⽔库调洪的列表试算法 (21)5.4 计算成果 (22)5.4.1 不同重现期洪⽔的⽔库调洪试算 (22)5.4.2 特征⽔位及特征库容 (25)参考⽂献 (26)第⼀章设计⽔库概况1.1流域概况⽯堡川河系洛河左岸的⼀级⽀流,发源于陕西省黄龙⼭脉的宜川县丰河沟海拔1700m的中字梁,流经宜川、黄龙、洛川、⽩⽔等县,于⽩⽔县法家塔汇⼊洛河。
目录第一章设计水库概况 (1)1.1流域概况 (1)1.2工程概况 (1)第二章年径流分析计算 (4)2.1 径流资料来源 (4)2.2 年径流资料的审查 (4)2.2.1 资料可靠性审查 (4)2.2.2 资料一致性审查 (4)2.2.3 资料代表性审查 (4)2.3 设计年径流分析计算 (4)2.3.1 水利年划分 (4)2.3.2 绘制年径流频率曲线 (4)2.3.2.1 频率曲线线型选择 (4)2.3.2.2 经验频率计算 (5)2.3.2.3 频率曲线参数估计 (5)2.3.2.4 绘制频率曲线 (5)2.3.3 计算成果 (7)2.3.4成果合理性分析 (7)2.4 设计代表年径流分析计算 (7)2.4.1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则: (7)2.4.2 设计代表年径流年内分配计算 (7)2.4.3 代表年内径流分配成果 (7)第三章设计洪水分析 (9)3.1 洪水资料的审查 (9)3.1.1 洪水资料可靠性审查 (9)3.1.2 洪水资料一致性审查 (9)3.1.3 洪水资料代表性审查 (9)3.2 特大洪水的处理 (9)3.3 设计洪水分析计算 (9)3.3.1 频率曲线线型选择 (9)3.3.2 经验频率计算 (9)3.3.3 频率曲线参数估计 (10)3.3.4 绘制频率曲线 (10)3.3.5 成果合理性分析 (13)3.3.6 计算成果 (13)3.4 设计洪水过程线 (13)3.4.1 典型洪水过程线的选取 (13)3.4.2 推求设计洪水过程线方法 (13)3.4.3 计算成果 (14)3.4.4 设计洪水过程线的绘制 (14)第四章兴利调节 (16)4.1 兴利调节计算的方法 (16)4.2 兴利调节计算 (16)4.2.1 来水量的确定 (16)4.2.2 用水量的确定 (16)4.2.2.1 灌溉用水量的确定 (16)4.2.2.2 城镇生活供水 (16)4.2.3 死水位与死库容的确定 (17)4.2.3.1死水位的确定 (17)4.2.3.2 死库容的确定 (17)4.2.3水量损失的确定 (18)4.2.4 渗漏损失 (18)4.2.5 计入水量损失的兴利调节 (18)4.2.7 计算成果 (18)第五章水库调洪演算 (20)5.1 泄洪方案的拟定 (20)5.2 水库调洪的基本原理 (20)5.3 水库调洪的列表试算法 (21)5.4 计算成果 (22)5.4.1 不同重现期洪水的水库调洪试算 (22)5.4.2 特征水位及特征库容 (25)参考文献 (26)第一章设计水库概况1.1流域概况石堡川河系洛河左岸的一级支流,发源于陕西省黄龙山脉的宜川县丰河沟海拔1700m的中字梁,流经宜川、黄龙、洛川、白水等县,于白水县法家塔汇入洛河。
工程水文学课程设计一、基本资料拟在某河上修建蓄水工程。
坝址断面水文站内有1960-2006年的洪水流量观测资料,如表1所示。
历史洪水洪峰流量调查资料如下:1878年为Q=14720m3/s,m1901年为Q=22100m3/s,为1901年以来的最大洪峰流量,1942年为8400m3/s。
m1878-1900年间其他洪水未能查清。
分析选定的典型洪水过程如表2所示。
表2 典型洪水过程二、设计任务根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。
三、设计内容和步骤1、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本,计算相应频率,绘制P-Ⅲ频率曲线;1.1.均值计算1.2.变差系数Cv值计算1.3.频率计算(统一样本法)特大洪水:末项频率:普通洪水:2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量;3、频率计算成果合理性检查;4、计算放大倍比;1.1.洪峰放大倍比计算1.2.最大三天洪量放大倍比计算1.3.最大七天洪量放大倍比计算5、推求设计洪水过程线。
四、设计要求1、根据由流量资料推求设计洪水的方法进行相关计算分析。
2、设计报告层次清楚、语言通顺、用语规范,绘图正确、书写整洁。
五、提交成果每人提交计算说明书一份,用A4纸打印或手写。
课程设计指导书一、设计洪峰流量的推求(1)有资料知,实测系列n为46年,调查考证期N=2006-1878+1=129年,1901年和1878年洪水为N年中第一、第二大洪峰流量。
用独立样本法计算经验频率,结果见表1。
表1 某坝址断面年最大流量经验频率计算(2)点绘洪峰流量经验频率曲线。
σ=2808.7m 3/sQ ==6056.5=m 3/s2808.70.466056.5v C Q σ=== (3)经多次适线,最后取Q =6056.5m 3/s,C v =0.46,C s =3.5C v ,查K p 值表,得出相应于不同频率P 的K p 值,K p 值乘以Q 得相应的Q p 值,绘出理论频率曲线。
工程水文及水利计算课程设计天福庙水库防洪复核计算姓名:叶**学号:**********专业:水利水电工程班级:10水工1班一、设计任务1.选择水库防洪标准;2.历史洪水调查及插补;3.设计洪水及校核洪水计算4.调洪计算;5.坝顶高程复核。
二、基本资料1.流域及工程概况天福庙水库位于湖北省安远县黄柏河东支的天福庙村,大坝流域面积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。
天福庙水库位置及水系见下图KS1-1.天福庙水库于1974年冬开工建成。
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。
设计水位(p=2%)409.28m,校核(p=0.2%)洪水位409.8,坝顶高程410.3m,防浪坝顶高程411.3m。
库区吹程1000m。
2.水文气象资料气象特征。
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,气温年内变化大,无霜期长。
多年平均气温16.80C,历年最高气温400C,最低气温-120C,平均风速1.2m/s,多年平均最大风速15.5m/s,风向多为NE。
流域年平均降雨量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%。
1).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考站,控制流域面积1083.0km2.1.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。
目录一、设计任务 (2)二、流域与资料概况 (2)三、设计年径流及其分配 (6)四、选择水库死水位 (6)五、选择正常蓄水位 (8)六、装机容量和多年平均发电量的计算 (8)七、设计洪水的推求 (12)八、洪水特征水位的计算和坝顶高程的确定 (25)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.推求防洪标准,设计标准和校核标准的设计洪水过程线6.推求各种洪水特征水位和确定坝顶高程二、流域与资料概况1.流域和水库自然地理简况西苕溪为太湖流域一大水系,如图1,流域面积为2260km2,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,又因流域拦蓄工程较少,灌溉水源不足,易受旱灾。
图1 西苕溪流域水系及测站分布赋石水库是一座防洪为主,结合发电、灌溉、航运及水产养殖的综合利用水库,位于安吉县丰城以西十公里,控制西苕溪主要支流西溪,坝址以上流域面积328km2。
流域内气候温和、湿润,多年平均雨量孝丰站为1450mm,流域水系及测站分布见图1。
根据调查1922年9月1日在坝址福建发生了一场大洪水,潜渔站的洪峰流量是1350m3/s。
这场洪水是最大的洪水,缺测年份无大于1160 m3/s的洪水发生。
三、设计年径流及其分配1.设计年径流量的计算由表1,得出P=85%、P=50%、P=15%的年径流量。
表1 设计年径流量及典型年径流量代表年设计频率设计年径流量m3/s典型年典型年径流量m3/s缩放倍比枯水年P=85% 5.56 1973 5.35 1.039中水年P=50% 7.5 1957 7.11 1.055丰水年P=15% 10.37 1967 9.95 1.0422.设计年径流量的年内分配根据年、月径流资料和代表年的选择原则,结合表1和表2,并按设计年径流量为控制用同倍比方法缩放各代表年的逐月年内分配,得出设计年径流量的年内分配,整理为表8。
目录一、设计说明............................. 错误!未定义书签。
二、计算过程 (2)(一)列表试算法的计算................... 错误!未定义书签。
(二)半图解法的计算 (16)三、调洪计算结果及分析 (20)(一)调洪计算成果表 (20)(二)成果分析及结论 (20)四、参考文献 (21)洪水调节课程设计计算书基本资料某水利枢纽工程以发电为主,兼有防洪、供水、养殖等综合效益,电站装机为5000KW,年发电量1372×104kw·h,水库库容0.55亿m3。
挡水建筑物为混凝土面板坝,最大坝高84.80m。
溢洪道堰顶高程519.00m,采用3孔8m×6m(宽×高)的弧形门控制。
水库正常蓄水位525.00m。
本工程采用3孔溢洪道泄洪,设计洪水来临时,用左右2孔泄洪;校核洪水来临时,用3孔泄洪。
在洪水期间洪水来临时,先用闸门控制下泄流量q并使其等于洪水来水量Q,使水库水位保持在防洪限制水位不变;当洪水来水量Q继续增大时,闸门逐渐打开;当闸门达到全开后,就不再用闸门控制,下泄流量q随水库水位z的升高而增大,流态为自由流态,情况与无闸门控制一样。
上游防洪限制水位确定为H=524.1m,下游无防汛要求。
由《洪水调节课程设计》任务书中提供的材料可知,该水利枢纽工程工程等别为Ⅲ,工程规模为中型,故采用100年一遇(1%)洪水进行设计,1000年一遇(0.1%)洪水=524.04m。
进行校核。
防洪限制水位为Z一.设计洪水标准的列表试算法根据高程库容关系表(表一)绘出水利枢纽Z~V关系曲线(图一)如下:高程(m) 450 460 470 480 490 500 505库容(104m) 0 18 113.5 359.3 837.2 1573.6 2043.2高程(m) 510 515 520 525 530 530 540库容(104m) 2583.3 3201.3 3895.7 4683.8 5593.9 6670 7842.6图一、水利枢纽Z-V关系曲线4504604704804905005105205305400800160024003200400048005600640072008000V(万m³)Z (m )1、计算并绘制q-V 曲线根据堰顶溢流公式: 2302.n q H g m b ε= (1)其中b=8m ,ε=0.92,m=0.48,g=9.81,H 0=Z-519,在设计洪水下n=2。
拟在某河上修筑蓄水工程。
坝址断面水文站内有 1960-2022 年的洪水流量观测资料,如表 1 所 示。
历史洪水洪峰流量调查资料如下: 1878 年为Q =14720m 3/s, 1901 年为Q =22100m 3/s ,为 1901m m年以来的最大洪峰流量, 1942 年为 8400m 3/s 。
1878- 1900 年间其他洪水未能查清。
分析选定的典型 洪水过程如表 2 所示。
表 1 实测历年洪水资料统计表表 2 典型洪水过程14 15 16 17 18 20 24根据以上资料推求百年一遇设计洪水的洪峰流量和洪水过程线。
1960920011030018723019849812115840211570 1961 8500 100020 183600 1985 3248 38830 70148 1962 7512 90110 152990 1986 8421 97810 178650 1963 6524 13048 139820 1987 3264 38650 70024 1964 2100 25200 45360 1988 5671 68500 40326 1965 6325 76216 138620 1989 5421 65420 115980 1966 5412 58340 116800 1990 6487 76840 140020 1967 5486 65600 118490 1991 9120 105420 189683 1968 2400 28560 51840 1992 8845 103110 191020 1969 3241 39000 68950 1993 6124 73450 132180 1970 6245 74230 135620 1994 2456 29400 52850 1971 980 10264 21152 1995 3210 37920 68936 1972 1600 18250 35310 1996 8451 101220 182540 1973 3245 37932 70005 1997 6243 74102 133980 1974 6328 12350 136420 1998 8515 102150 183682 1975 3261 39950 70420 1999 6278 75300 135800 1976 2369 27450 51124 2000 3164 36890 67842 1977 1620 18430 34820 2001 2489 28960 54160 1978 2458 27856 52852 2002 1189 14260 25640 1979 1540 17580 33240 2003 6120 72340 129806 1980 1200 13420 25860 2004 4832 58010 103740 1981 5412 64520 116583 2005 1006 12042 21560 1982 3214 38500 68490 2022 3216 39480 686544890 5634 6572 6310 6150 5648 52604890 4560 4235 3980 3674 3325 30003980 3420 3146 2653 3130 3582 42001240 1652 2430 2880 3832 4430 41000 4 8 12 13 14 1618 20 244 8 10 124 810 12 14 18 249781、分别选取洪峰流量和时段洪量组成计算样本,计算相应频率,绘制P-Ⅲ频率曲线;2、根据P-Ⅲ频率曲线推求设计洪峰流量和时段洪量;3、频率计算成果合理性检查;4、计算放大倍比;5、推求设计洪水过程线。
目录一、洪水预报的目的意义 (1)二、流域自然地理概况 (1)三、水库工程管理情况 (1)四、产流方案的编制 (2)1、确定前期影响雨量折减系数K (2)2、计算前期影响雨量Pa (4)3、绘制降雨径流相关图 (5)五、汇流方案的编制 (5)1、单位线的推求 (5)2、单位线的时段转换 (8)六、产流汇流方案的编制 (10)1、利用降雨径流相关图推求净雨 (10)2、水库洪水过程线 (10)七、体会与意见 (12)一、洪水预报的目的意义洪水预报的目的就是预测短、中、长期河道洪水的发生与变化趋势。
准确及时的水文预报在防范水旱灾害、保证工农业安全生产、充分利用水资源以及发挥水利设施的作用等方面都具有重大意义。
二、流域自然地理概况该水库位于东经XX,北纬乂乂,第二松花江流域XX河水系,X河支流。
集水面积541平方公里,流域南北长约36公里,东西宽约22.5公里。
河流于XX镇汇入X河,全长54.9公里,流域面积756.8平方公理,为水库控制面积的 1.4 倍。
整个流域内没有较大的厂矿、企业和水利工程,沿河两岸滩地种植农作物约占坝址以上流域面积的17.8%。
水利设施有拦河坝和塘坝近40处,蓄水约150 万立方米,这些水利设施对汛期洪水影响不大,但对年径流特性有所改变。
该流域主要属大陆性气候,夏季常受太平洋季风和台风的影响,雨水较多,多年平均降雨量为750〜800毫米,6~9月流域平均雨量约占全年的80%以上.最大月雨量为371.1毫米(1960年8月),最大日雨量达132.5毫米(1957年7月)降雨分布很不均匀,多集中在7〜8月,占整个汛期60%以上。
冬季常受西伯利亚寒流影响,气温较低。
结冰期约140天。
多年平均温度为4℃,水面蒸发约600毫米,春秋多风而干燥,常出现5级以上的大风。
汛期洪水次数一般为2〜8次,洪水历时5〜7天,最大日平均流量为190m3/s,瞬时最大流量为442 m3/s。
根据洪水调查,1951年洪峰流量为1250米m3/s,相当于60年一遇的洪水。
水库设计洪水工程水文学课程设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】水文学课程设计课程名称:工程水文学题目:陂下水库设计洪水学院:土木工程系:水利水电与港口工程专业:水利水电工程班级: 2012级学号:学生姓名:起讫日期: 201 ~201指导教师:职称:高工二O一四年六月目录第1章基本资料 (1)工程概况 (1)设计资料 (1)第2章设计要点 (3)设计标准 (3)确定流域参数 (3)设计暴雨 (3)损失参数 (11)汇流参数 (11)设计洪峰流量推求 (11)设计洪水过程线 (13)第3章设计成果 (18)第4章成果合理性分析 (19)附录 (20)第1章基本资料工程概况水库概况陂下水库位于福建省长汀县四都乡,与江西省毗邻。
坝址位于汀江支流濯田河的小支流陂下河上。
濯田河水力资源丰富,经流域规划,提出水力发电四级开发方案,陂下水库为一级龙头水库。
根据地形、地质条件,总库容初估约为5000~6000万m3,属中型水库,装机容量5000kW左右,属小型电站。
水工建筑物为三级建筑物,大坝为砌石坝。
流域概况陂下水库坝址以上流域面积166 km2,流域为山丘区,平均高度500 m,主河长30.4 km,主河道平均比降7.82 ‰。
流域内植被良好,土壤以红壤土为主。
流域内雨量丰沛,多年平均降雨量1617.5 mm,主要集中在四~九月,其中四~六月份以锋面雨为主,七~九月份以台风雨为主。
流域内多年平均径流深981 mm,多年平均陆面蒸发量636.5 mm,多年平均水面蒸发量990 mm。
设计资料资料概况陂下水库坝址处无实测流量资料,流域内也无实测雨量资料。
坝址下游约1 km 处有四都雨量站,具有1956~1975年实测降雨系列。
陂下河1973年5月31日发生过一场特大暴雨,四都站实测最大一日雨量332.5 mm ,经调查,重现期约为80~100年。
流域附近有观音桥、官庄、上杭、桃溪、杨家坊水文站及长汀、新桥、铁长、庵杰、四都、濯田等雨量站。
资料情况见表1。
其它资料:水利水电工程设计洪水计算手册,福建省水文手册、龙岩地区简易水文手册、龙岩地区水文图集。
设计资料1.各水文站站有关资料年限统计表,见表1。
2. 暴雨资料长汀、四都、濯田站实测短历时暴雨资料,见表2。
3.福建省暴雨点~面折算关系,见表3。
4. 福建省设计暴雨时程分配,见表4。
5. 福建省次暴雨强度i和损失参数μ关系,见表5。
次6. 降雨历时等于24小时的径流系数α值表,见表6。
7. 福建省汇流参数m 经验公式,见表7。
8. 汇流参数 m 值查用表,见表8。
9. 福建省24h 暴雨洪水概化过程线系数表,见表9。
10. 福建省龙岩市和江西省赣州市部分水文站洪峰流量分析成果表,见表10。
第2章 设计要点设计标准根据工程规模确定设计洪水标准,包括设计洪水标准和校核洪水标准。
该水库为三级建筑物,大坝为砌石坝,设计标准为50年一遇,校核标准为500年一遇。
确定流域参数根据万分之一地形图,坝址以上集水面积F 为166 km 2,主河道长度L 为,主河道河底比降为‰。
设计暴雨暴雨递减指数2n根据长汀雨量站各种历时T=3h 、6h 、12h 、24h 实测最大雨量系列进行频率分析,其中1966年暴雨可以认为是1936年以来最大。
求出P=%,1%,2%,10%,20%设计雨量P ,T H ,并化为降雨强度P ,T i ,在双对数纸上点绘T 和P ,T i 关系,并图解出暴雨递减指数2n 。
x 调整后得:图2-1x调整后得:图2-2x调整后得:图2-3x调整后得:图2-4图2-5根据长汀站降雨强度与时间对数关系曲线,见图2-5,解出暴雨递减指数2n 并求其平均值,82.05/22∑==n n 为最终的暴雨递减指数。
四都站24h 设计暴雨计算根据四都站实测日最大雨量进行频率分析,其中1973年暴雨须作特大值处理,求出设计日雨量,再按经验关系:P ,P ,H .H 日14124=,换算为24h 设计雨量。
表2-11 四都最大一日降水量经验频率成果表经计算,,E x = Cv= 调整后得:图2-6表2-12 四都24h 设计暴雨 单位:设计雨力SP当P=2%时,根据公式求出设计雨力124224-⨯=n P ,P H S =。
当P=%时,124224-⨯=n P ,P H S 为。
求各种历时设计雨量利用暴雨公式:22112424n n P ,P ,t t H H --⨯⨯= (h t h 241≤≤)推求1h 、3h 、6h 、24h 设计雨量。
直接移用四都站设计雨量,按福建省暴雨点~面折算关系求陂下水库各种历时流域设计面平均雨量。
按福建省水文手册中24h 设计暴雨典型分配推求设计暴雨时程分配(表3)。
查表并由内插法算得:表2-19 P=%时暴雨时程分配表求设计净雨过程按福建省水文手册规定,24h 设计暴雨不扣损,直接将设计暴雨过程作为设计净雨过程损失参数μP=2%时 ,i 次=H 24,p /24=h ,查表并由内插法算得,μ=h P=时,i 次= H 24,p /24=h ,查表并由内插法算得,μ=h汇流参数m按福建省水文手册经验关系: 31/~J L m 推求。
主河道长度L=,主河道河底比降J=‰。
L/J 1/3=,查表并由内插法算得,m=设计洪峰流量推求用推理公式计算: 当τ≥C t 时: 当τ<C t 时:采用试算法,试算法步骤如下: ① 由(D )式计算C t 。
② 假定一个mP Q ,代入(B )式计算出τ。
③ 计算'mP Q(1)当τ≥C t 时:由(A1)式计算'mP Q 。
(2)当τ<C t 时:由(A2)式计算'mP Q 。
④ 比较'mP Q 和mP Q ,(1)当ε<-mP 'mP Q Q ,'mPQ 即为所求; (2)当ε≥-mP 'mP Q Q ,将'mP Q ⇒mP Q ,返回 ②。
式中ε为误差标准。
试算法:21n PSP=%时 =取校核洪峰流量Q mp =2730m 3/s τ= P=2%时=取设计洪峰流量Q mp =1480m 3/s τ=设计洪水过程线分割时段地表径流和地下径流记时段净雨为R i ,时段地表净雨为R Si ,时段地下净雨为R gi 。
当R i >μ:gi i Si gi R R R ,R -=μ= 当μ≤i R :0==Si igi R ,R R地表净雨 ∑=Si S R R (mm ) 地下净雨 ∑=gi g R R (mm )表2-22 P=2%时时段地表和地下净雨量表地表净雨 ∑=Si S R R = 地下净雨 ∑=gi g R R =表2-23 P=%时时段地表和地下净雨量表地表净雨 ∑=Si S R R = 地下净雨 ∑=gi g R R = 当 P=2%时,根据公式算得地表洪量 F R W S S 1000=3 地下洪量 F R W g g 1000= 3P=%时,根据公式算得地表洪量 F R W S S 1000=3 地下洪量 FR W g g 1000= 3 地表洪水过程线采用福建省概化洪水过程线推求。
先计算洪水形状系数3600⨯⨯=γT Q W mS S,式中,mP mS Q Q =,T 为地表洪水过程线的底宽,24h 设计雨量固定为50h ,然后根据γ值查%Q Q ~t ~mtγ关系表(见表9),乘以地表洪峰流量即得设计地表洪水过程线(表9)。
P=2%时,3600⨯⨯=γT Q W mS S = P=%时,3600⨯⨯=γT Q W mS S=图2-8 校核洪水地表过程线地下洪水过程线地下洪水过程线概化为等腰三角形,底宽是地表洪水过程线底宽的两倍,洪峰流量3600⨯=T W Q g mg ,T 为地表洪水过程线的底宽。
P=2%时 ,3600⨯=T W Q g mg =86m 3/s P=%时,3600⨯=T W Q g mg =124m 3/s图2-9 地下洪水过程线将地下洪水过程线的洪峰流量置于地表洪水过程线的终止点,起涨点和地表洪水过程线的起涨点重合,中间过程按直线内插,然后同时刻地表流量和地下流量叠加即得设计洪水过程线。
图2-10 设计洪水过程线图2-11 校核洪水过程线第3章设计成果暴雨递减指数n2四都站24h设计雨量H24,p(mm)设计雨力Sp(mm)损失参数μ(mm/h)汇流参数m设计洪峰流量Qmp(m3/s)设计1480 校核2730地表净雨Rs(mm) 地下净雨Rg(mm)地表洪量Ws(m3)地下洪量Wg(m3)洪水形状系数γ地下洪峰流量Qmg(m3/s)设计86第4 章 成果合理性分析根据福建省及江西省赣州市部分小流域实测洪水频率计算成果分析论证陂下水库设计洪水的合理性和可靠性。
设面积为取对数为x ,洪峰流量取对数为y经计算,回归线性方程为:y=+。
以95%为置信区间做该直线的两条平行线作为所有点的包线,经计算,两条平行线的方程分别为 Y=+ y=+ 做成果分析,把F=166,Qm=1480m 3/s 点在图中,该点刚好落在包线的区域内部,所以坡下水库设计洪水合理。
图4-1附录附表5. 福建省次暴雨强度次i 和损失参数μ关系表 (单位:备注:31θ=J/L。