设计洪水分析计算Word 文档

word洪水调节课程设计《洪水调节课程设计》任务书一、设计目的1、洪水调节目的：定量地找出入库洪水、下泄洪水、拦蓄洪水的库容、水库水位的变化、泄洪建筑物型式和尺寸间的关系，为确定水库的有关参数和泄洪建筑型式选择、尺寸确定提供依据；2、掌握列表试算法和半图解法的根本原理、方法、步骤与各自的特点；3、了解工程设计所需洪水调节计算要解决的课题；4、培养学生分析问题、解决问题的能力。

二、设计根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3。

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2孔8m×6m〔宽×高〕的弧形门控制。

水库正常蓄水位525.00m。

电站发电引用流量为10m3/s。

本工程采用2孔溢洪道泄洪。

在洪水期间洪水降临时，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Xm〔注：X=524.5+学号最后1位/10，即524.5m-525.4m〕，下游无防汛要求。

三、设计任务与步骤分别对设计洪水标准、校核洪水标准，按照上述拟定的泄洪建筑物的类型、尺寸和水库运用方式，分别采用列表试算法和半图解法推求水库下泄流量过程，以与相应的库容、水位变化过程。

具体步骤：1、根据工程规模和建筑物的等级，确定相应的洪水标准；2、用列表试算法进展调洪演算：a)根据水库水位容积关系曲线V～Z和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容关系曲线q～Z，并将V～Z，q～Z绘制在图上；b)决定开始计算时刻和此时的q1、V1，然后列表试算，试算过程中，对每一时段的q2、V2进展试算；c)将计算结果绘成曲线：Q～t、q～t在一图上，Z～t曲线绘制在下方。

暴雨洪水计算分析预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制暴雨洪水计算分析《灌溉与排水工程设计规范》表3.1.2灌溉设计保证率表3.3.3灌排建筑物、灌溉渠道设计防洪标准3.3.3灌区内必须修建的排洪沟（撇洪沟），其防洪标准可根据排洪流量的大小，按5~10a确定。

附录C 排涝模数计算C.0.1经验公式法。

平原区设计排涝模数经验公式： Q=KRm A n （C.0.1）式中：q ——设计排涝模数（m 3/s·km 2） R——设计暴雨产生的径流深（mm ）K——综合系数（反应降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素） m——峰量指数（反应洪峰与洪量关系） N——递减指数（反应排涝模数与面积关系）K 、m 、n 应根据具体情况，经实地测验确定。

（规范条文说明中有参考取值范围）C.0.2平均排除法1平原区旱地设计排涝模数计算公式： q d =R(C . 0. 2-1) 86. 4T式中 qd ——旱地设计排涝模数（m 3/s·km 2） R——设计暴雨产生的径流深（mm ）T ——排涝历时（d ）。

说明：一般集水面积多大于50km 2。

参考湖北取值，K=0.017，m=1，n=-0.238，d=32. 平原区水田设计排涝模数计算公式：P -h 1-ET ' -F(C . 0. 2-2)86. 4T式中q w ——水田设计排涝模数（m 3/s·km 2）P ——历时为T 的设计暴雨量（mm ）h 1——水田滞蓄水深（mm ）ET`——历时为T 的水田蒸发量（mm ），一般可取3~5mm/d。

F ——历时为T 的水田渗漏量（mm ），一般可取2~8mm/d。

说明：一般集水面积多小于10km 2。

h 1=hm -h 0计算。

h m 、h 0分别表示水稻耐淹水深和适宜水深。

《土地整理工程设计》培训教材第四章农田水利工程设计第二节：（五）渠道设计流量简化算法1. 续灌渠道流量推算（1）水稻区可按下式计算Q =0. 667αAe3600t η式中：α——主要作物种植比例（占控制灌溉面积的比例）。

2.4 洪水2.4.1 洪水的暴雨特性、洪水成因、洪水的时空分布规律流域地处副热带北缘，属山地温带湿润气候，是南北冷暖气流交绥要道，夏季受西风带天气系统的控制和副热带系统的影响，有时受两系统共同作用，锋面活动显著，降雨充沛，实测降水资料统计表明,流域年平均降水分布主要集中在5～10月,年最大暴雨发生在6月～8月居多。

一次大的降雨过程多集中在一天内，主要降雨历时为8～12h 。

##河洪水由暴雨形成．因流域地处南北冷暖气流交绥要道，每遇较强降雨均可形成一次洪水过程，如遇深厚的强冷空气入侵，便可导致大强度的暴雨，即可发生特大洪水，其洪水特征受暴雨强度和地形的影响，暴雨主要集中在5～10月，由于该流域暴雨强度大，河床坡降陡，洪水汇流时间短，致使洪水暴涨暴落。

主要大洪水均系单峰,由于流域森林植被较好，河槽调蓄能力强，使得主峰段持续时间较长，峰型略胖。

2.4.2 设计洪水1、计算依据及基本方法依据GB50201～94《防洪标准》、SL252～2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》及工程布置，确定##三级电站等级为V 等，永久性水工建筑物为5级。

次要建筑物为5级，##三级电站坝址处按10年一遇设计，50年一遇校核。

电站厂房按30年一遇设计，50年一遇校核。

##河流域##三级电站所在的##河流域位于##省水文气象分区第Ⅷ区，##河流域##三级电站坝、厂址设计洪水采用瞬时单位线法，地区小流域经验公式等方法计算，以互验成果的合理性。

2.4.3 采用小流域经验公式法推求设计洪水1、暴雨经验公式法推求设计洪水根据《##省暴雨径流查算图表》第Ⅷ小流域洪峰流量经验公式推算，其公式如下：βt m KH Q = 式中：m Q —相应频率的洪峰流量，m 3/s ；K —与流域面积、形状有关的综合系数； β—造峰指数； t H —造峰雨量，mm 。

其中：nF t dt d t H H )24(2424++= 52.035.0F t =，242424H H F α=，a bF -+=)1(24α。

设计洪水推求（一）工程概况甘溪又称古城溪，发源于浙江省江山市大桥镇青源尾。

甘溪自源头开始以东西向流入玉山县境内，经白云镇鹁鸪嘴、大园地、平阳村、岩瑞镇水门村后，在岩瑞镇山头淤北和金沙溪汇合。

甘溪流域面积206Km 2，主河道长44.2Km ，河道加权平均坡降0.824‰（其中玉山境内流域面积102.6Km 2，河长24Km ）。

甘溪河道弯曲，河床较浅，中下游两岸地形开阔，耕地集中，属平原丘陵地带，是主要产粮区之一。

1，工程地点流域特征值，主河道比降0.000824.已知流域总面积206Km 2，加权平均坡降0.824‰，计算河段下游断面集雨面积145.3 Km 2，加权平均坡降1.32‰，主河道长44.2 Km 。

2，设计暴雨查算（1） 求十年一遇24小时点暴雨量根据工程地理位置，查《江西省暴雨洪水查算手册》（下同）附图2—4，得流域中心最大24小时点暴雨量H 24=115mm ；查附图2—5，得Cv 24=0.45。

由设计频率P=10%和Cs=3.5Cv 查附表5—2，得Kp 24=1.60。

则十年一遇24小时点暴雨量H 24（10%）=115⨯1.60=184.0mm 。

（2） 求十年一遇24小时面暴雨量根据计算段流域面积F=145.3 Km 2和暴雨历时t=24小时，查附图5—1，得点面系数24α=0.983 则十年一遇面暴雨量为24%)10(24%)10(24α⨯=H H =184⨯0.983=180.9mm 。

（3）求设计暴雨24小时的时程分配 ○1 设计24小时暴雨雨型以控制时程t ∆=3小时为例，查附表2—1，得雨型分配表，如下表1：表1：以3小时为时段的雨型分布表○2查算十年一遇1，6，3小时暴雨参数 根据工程地理位置分别查附图2—6和附图2—8，得流域中心最大6小时和1小时点暴雨量，H 6=75mm ，H 1=40mm 。

查附图2—7和附图2—9，得Cv 6=0.45，Cv 1=0.45。

河道系统治理设计洪水计算分析摘要：在河道治理防洪设计过程中，设计洪水计算是必不可少的，其结果为河道断面尺寸拟定、建筑物布置、岸坡防护等各项参数的确定提供依据，洪水分析成果的合理性对整个项目影响甚大。

不同于水库设计洪水计的计算，河道系统治理需要对一条河从河源至入河口的整条河道进行分析。

由于河道水面线的推求一般采用河道分段恒定非均匀流方法，河道的设计流量相应地根据沿流程支流汇入的情况分段给出，汇总各段河道的设计流量得到整条河的设计流量。

本次以清水河设计洪水分析计算为例，分析计算河道设计流量和水面线的计算步骤、方法及成果。

关键词：河道;系统治理;设计洪水;水面线引言清水河流域无长系列的流量及降雨资料，因此无法直接推求河道设计洪水，本次分析流域特点及情况，采用经地方刊布的洪水计算办法进行间接计算。

1、流域划分及流域参数根据清水河流域及支流情况，将清水河分为水库、余家河渡槽、枣木河口及清水河口四个节点，并根据流域1:10000地形图及实测流域1:1000地形图分析计算各节点流域参数。

经分析水库坝址以上流域面积 5.4km2；水库至余家河渡槽区间流域面积37.4km2；水库至枣木河口流域面积73.0km2；支流枣木河流域面积67.2km2；清水河口以上流域面积145.6km2。

2、设计洪水分析根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》以及流域参数查图及表格确定流域1h及24h时段点雨量均值及Cv、Cs，以及模比系数Kp及点面折减系数等，由此推求流域设计面暴雨量。

本次工程流域属于江淮地区浅山～丘陵区，利用该办法计算面净雨量时，应扣除相应损失量。

成果见表1。

表1清水河洪水计算主要参数成果表分析河道流域内水工建筑物情况，河道上游建有一座小1型水库，故河道洪水主要由两部分组成，分别为：①水库下泄洪水；②河道自身区间汇水，包括干流汇水及其支流枣木河汇水。

因此需对水库调洪后的下泄流量及河道自身区间流量分别进行分析计算，之后对成果进行叠加方得最终洪水流量。

3 设计暴雨分析与计算本设计主要参照《西安市实用水文手册》中有关暴雨方面的研究成果，对基地所在地的设计暴雨进行分析和计算。

3.1 降雨特征长安县的多年平均年降水量为676mm，场区附近的滦村气象站则为757mm。

根据《西安市实用水文手册》(以下简称“手册”)可知，祥峪河所处的多年平均年降水量为800~900mm，降水高值区位于秦岭北麓半山腰以上，如黑河、涝河、沣河、洨河、灞河的上游地区。

西安市区域内1950~1989年期间，丰水年为1958年、1964年和1975年，年降水量一般在1000mm之上；枯水年为1959年、1969年、1977年，年降水量一般在550mm以下。

全年降水日数一般为110~130天。

7~10月的降水量占全年总量的40%~65%，这四个月中最长持续降水日数约为13~14天，多发生在9月。

根据相关资料分析可知，西安市区域内1950~1989年期间，10min最大降雨为27.9mm，20min最大降雨量39.4mm，30min最大降雨量为52.4mm，60min为70.9mm，120min为113.1mm，180min 为143.5mm，详见表3-1。

表3-1 西安市区域内各历时内最大降雨量统计表3.2 设计暴雨计算3.2.1 设计点暴雨历时由于基地周围的各山洪沟的汇水面积均小于10.0km2，根据《手册》规定，设计点暴雨设计历时取1.0h，但为了详细分析，这里取6.0h。

3.2.2 各历时点雨量均值及Cv值根据《手册》中图5-1至图5-10的等值线图，可查得设计区范围的不同历时的暴雨量均值及相应变差数值如下：表3-2 各历时的暴雨均值及Cv值按表3-2中各历时Cv值，以Cs＝3.5Cv查得的不同设计频率下皮尔逊III型曲线模比系数Kp，进而求出各历时不同频率的设计暴雨量，见表3-3。

表3-3 各历时不同频率的设计暴雨量单位：mm由于祥峪河1#明渠和2#沟的山洪流域面积都在10km2以下，故设计暴雨可不考虑点面关系的修正。

设计洪水计算1、设计洪水根据《XX省中小流域暴雨洪水设计手册》(1984.6)、《防洪标准》（GB50201-1994），本工程为防洪设计标准按2-50年一遇防洪标准设计。

本次设计河道汇流面积小于10km2，本工程河段设计洪水采用设计暴雨由推理公式计算。

2、设计暴雨规划流域附近有，XX有XX站1953年～1960年实测年最大24小时暴雨量，望江楼站1961年～1963年实测年最大24小时暴雨量，XX站1964年～1985年实测年最大24小时暴雨量，XX站1986年～1997年实测最大24小时暴雨量资料。

组成一个连续系列。

经审查，该连续系列长达45年。

具有较好的代表性，其一致性和可靠性也较好，用于频率分析计算满足规范要求。

根据45年实测连续系列，采用目估适线法拟定P—Ⅲ型曲线，求得XX（XX）站年最大24小时暴雨系列的统计参数，参数为：H24=117mm Cv=0.5 Cs=3.5Cv由于该气象站缺乏短历时暴雨资料，本次计算同时查算了2006年出版的《XX 省暴雨统计参数等值线图册》，二者成果较为接近。

经综合分析，本次计算采用《XX省暴雨统计参数等值线图册》成果，见表2.4-1。

表2.4-1 XX驿区设计暴雨成果表按照《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）推理公式法推求设计洪水。

1）流域特征值流域特征值F、L、J在五万分之一航测图上量取，成果见表2.4-2。

表2.4.2各河道流量计算成果表2）设计暴雨量本次计算设计暴雨成果采用《XX省暴雨统计参数等值线图册》成果，见表2-4-2。

3）设计洪峰根据流域设计暴雨成果，采用《XX省中小流域暴雨洪水手册》中推理公式法推求设计洪水。

基本公式：Q=0.278ψ（s/τn）F式中：Q—最大流量，m3/s；ψ—洪峰径流系数；s—暴雨雨力，mm/h；τ—流域汇流时间，h；n—暴雨公式指数；F—流域面积，km2。

根据流域下垫面条件和《XX省中小流域暴雨洪水手册》区划，选取产汇流参数计算公式如下：流域产流参数：属盆地丘陵区，计算式如下：μ=4.8F-0.19；Cv=0.18；Cs=3.5Cv流域汇流参数：属盆地丘陵区，计算式如下：θ=1～30时，m=0.40θ0.204θ=30～300时，m=0.092θ0.636式中：θ—流域特征参数，θ=L/（J1/3F1/4）；L—河长，km；J—比降，‰；F—流域面积，km2。

暴雨洪水计算分析《灌溉与排水工程设计规范》表3.1.2灌溉设计保证率表3.3.3灌排建筑物、灌溉渠道设计防洪标准3.3.3灌区内必须修建的排洪沟（撇洪沟），其防洪标准可根据排洪流量的大小，按5~10a确定。

附录C 排涝模数计算C.0.1经验公式法。

平原区设计排涝模数经验公式： Q=KRm A n （C.0.1）式中：q ——设计排涝模数（m 3/s·km 2） R——设计暴雨产生的径流深（mm ）K——综合系数（反应降雨历时、流域形状、排水沟网密度、沟底比降等因素） m——峰量指数（反应洪峰与洪量关系） N——递减指数（反应排涝模数与面积关系）K 、m 、n 应根据具体情况，经实地测验确定。

（规范条文说明中有参考取值范围）C.0.2平均排除法1平原区旱地设计排涝模数计算公式： q d =R(C . 0. 2-1) 86. 4T式中 qd ——旱地设计排涝模数（m 3/s·km 2） R——设计暴雨产生的径流深（mm ）T ——排涝历时（d ）。

说明：一般集水面积多大于50km 2。

参考湖北取值，K=0.017，m=1，n=-0.238，d=32. 平原区水田设计排涝模数计算公式：q w =P -h 1-ET ' -F(C . 0. 2-2)86. 4T式中q w ——水田设计排涝模数（m 3/s·km 2）P ——历时为T 的设计暴雨量（mm ） h 1——水田滞蓄水深（mm ）ET`——历时为T 的水田蒸发量（mm ），一般可取3~5mm/d。

F ——历时为T 的水田渗漏量（mm ），一般可取2~8mm/d。

说明：一般集水面积多小于10km 2。

h 1=hm -h 0计算。

h m 、h 0分别表示水稻耐淹水深和适宜水深。

《土地整理工程设计》培训教材第四章农田水利工程设计第二节：（五）渠道设计流量简化算法1. 续灌渠道流量推算（1）水稻区可按下式计算Q =0. 667αAe3600t η式中：α——主要作物种植比例（占控制灌溉面积的比例）。

贵州省暴雨洪水计算实用手册（修订本）小汇水流域部分二零零四年九月一、基本思路推理公式法，是最早用作根据暴雨资料间接推求设计洪水最大流量的方法之一。

我国于建国后，在铁路、公路、城市和工业区防洪排洪、城市排水以及中小型水电建设等方面，都广泛使用推理公式法计算设计洪水。

本次修订小汇水面积雨洪计算公式，主要考虑了影响雨洪计算公式结构的关键性的经验关系即汇流参数地区综合经验关系以及有关的边界条件，参照外省的类似经验关系并结合我省的实际情况进行修订，主要有以下几个方面：1、汇流参数 m 和流域几何特征值θ之间的地区综合关系m～θ，由于面积较小的小流域及特小流域中坡面汇流随着面积逐渐起主导作用，不同θ值的流域汇流条件相对的差异较小，因而 m～θ线坡度较缓；随着面积的增大，河槽汇流比重加大，汇流速度增加较快，汇流参数 m 增长较多，汇流 m～θ线坡度较陡。

所以，m～θ线是转折的。

参照《小流域暴雨洪水计算》一书综合国内几个地区m～θ关系及邻近省区 m～θ关系的趋势，结合我省某些自然地理分类（如Ⅰ 2 类）点据分布情况，我省m～θ线大约在θ =30 处转折，当θ＞ 30，m～θ线坡度较陡，即原《手册》确定的 m=γθ0.73；当θ＜ 30，m～θ线坡度较缓，如附图中所定m=γ1θ0.22。

2、确定小面积 m～θ的趋势时，由于我省实测小面积资料特少，因此，除考虑点据分布外，还对我省可能出现的最小θ和m 值进行估计，假定流域汇水面积为 1 平方公里时，对于主河道坡降很大（如100%）的特小流域，设若干种流域形状系数，其最小的θ不小于3.0，取θ =3 为应用范围的最小值。

由我省实测水文资料分析的汇流参数m 值，最小值为 m=0.4，原《手册》在与邻省区典型流域汇流参数比较的综合材料中，我省最小汇流参数为 m=0.31～0.39，结合我省分类m～θ关系点据分布，Ⅰ 2 类（丘山间谷坝，强岩溶，植被差）的m 值最低，其小面积的点据较多，依照其点据分布趋势，确定m～θ线在θ =30 处转折后通过θ=3.0，m=0.3 处，m～θ线与Ⅰ2类点据配合得还比较好，亦即在应用范围内取我省的最小汇流参数m=0.3。

例析暴雨设计洪水计算1流域概况郜河为大清河水系大沙河的主要支流，上游支流较多，其较大支流发源于河北省行唐县库沟村附近，在行唐县的北高里村附近汇入大沙河，郜河主河道全长65km，总流域面积505km2，是行唐县境内最大的河流，为主要行洪河道之一。

郜河上游建有口头大（2）型水库，其控制流域面积为142.5km2，总库容为1.056亿m3，水库流域地处太行山暴雨中心，其降雨集中且多以暴雨形式出现，水库的修建对流域防洪起举足轻重的作用。

口头水库以上流域内建有两岭口、上北庄、西彩庄、东彩庄四座小（2）型水库，口头水库以下流域建有江河小（1）型水库。

郜河流域地势西北高、东南低。

口头水库以上流域为石质山区，两岸坡陡，沟壑较多，河床覆盖为卵砾石及大漂石；郜河出口头水库后，逐渐由山区河道向平原河道过渡，河道纵坡自上而下逐渐变缓，河床变得浅而宽阔。

2暴雨洪水特性郜河上游口头水库流域地处太行山暴雨中心，其降雨集中且多以暴雨形式出现，流域内河窄坡陡，水流湍急，暴雨汇流时间短，造成入库洪水峰高量大，遇突发性洪水，容易形成灾害。

流域降水量年内分配不均，70%～80%的降雨量集中在汛期（6～9月），且多以暴雨的形式出现在7月下旬至8月底。

洪水年内分配较为集中，大洪水发生时间与暴雨一致，均出现于汛期，且大多数发生在7月下旬至8月底。

3设计洪水分析3.1计算分段及流域特征值（1）分段郜河河道治理范围为口头水库以下段，根据地形地貌、支流的汇入位置和已有洪水成果，本次洪水计算流段分为五段：口头水库～西口头村段，西口头村～秦台村段，秦台村～许由村段，许由村～羊柴村段和羊柴村以下段。

控制断面分别取为：西口头村，秦台村，许由村，羊柴村，大沙河入口。

（2）流域特征值本次利用1/50000地形图量测得：郜河总流域面积为505km²，主河道长65.0km，主河道纵坡3.94‰。

郜河上游建有口头大（2）型水库，其控制流域面积为142.5km2，总库容为1.056亿m3。

赤水河设计洪水分析计算摘要：通过对赤水河流域、洪水特征的分析，采用水文比拟法、推理公式法、经验公式法计算水库坝址和区间设计洪水，考虑上游水库的调蓄作用，计算水库下泄洪水过程。

依据设计洪水过程线错峰叠加得到赤水河下游河段设计洪峰流量。

关键词：赤水河；设计洪水；水库调洪演算1 概况1.1 流域概况赤水河是渭河的一级支流，为临渭区、华州区界河。

源于秦岭箭峪岭及草链岭，出峪后经崇凝、线王、丰原东侧沟里，到临渭区原程家乡蔡郭村，穿赤水镇北流至念头村东入渭河。

赤水河流域面积302km2，全长40.2km，平均比降26.7‰。

主要有东岔、东涧峪、涧峪、箭峪河、胜山等五条支流。

河道上现有水利工程为小（1）水库箭峪水库及中型水库涧峪水库。

1.2 主要支流涧峪河是入渭支流赤水河的上游河道，发源于秦岭东部的草链岭与箭峪岭之间，由东、西涧峪河汇合而成。

两峪在峪口外300m处交汇而称涧峪河。

自交汇口下行12km，流经高塘、东阳、圣山三乡镇，在圣山乡寺底村南接纳箭峪河后称为赤水河。

箭峪河发源于秦岭北麓渭南市临渭区与华州区交界的箭峪岭，是赤水河一级支流，系临渭区与华州区的界河，于华县圣山乡武家堡村旁汇入赤水河，全长31.2km，流域面积91.5km2，河道比降30.8‰。

图1 赤水河流域水系图1.3 主要水利工程赤水河流域内现有水库箭峪水库、涧峪水库两座。

箭峪水库坝址位于箭峪河峪口处，坝址以上控制流域面积31.1km2，水库设计总库容314万m3，属小（1）型水利枢纽工程。

涧峪水库坝址位于赤水河上游支流西涧峪河峪口，坝址以上控制流域面积63.4km2，东涧峪引水枢纽控制流域面积49.2 km2，合计控制总流域面积为112.6 km2，水库总库容1284万m3，属Ⅲ等中型工程。

2 暴雨洪水特性赤水河流域的洪水主要由暴雨形成。

暴雨发生日期，最早在4月，最迟到10月，但量级和强度较大的暴雨一般发生在 7～9月。

洪水最早出现在4月，其峰量较小，年最大洪水主要发生在7～9月，根据罗敷河罗敷堡站实测资料统计，7～9月年最大洪水占80%左右。