水文水利计算

作业：某年调节水库，设计枯水年的来用水过程见下表（104m3），不计水量损失，分析兴利库容，并推求早蓄方案和迟蓄方案水库的运用过程。

要求：计算过程的主要公式在表格中列出；
要有详细的计算说明；
请工整书写并保持页面整洁。

试用等流量调节求调节流量过程，并推求早蓄方案水库的运用过程。

要求：计算过程的主要公式在表格中列出；
要有详细的计算说明；请工整书写并保持页面整洁。

Z死=112m，V兴=50m3/s*月，A=8.0，N装=2×104KW，水库Z~V关系为Z=1.1V+90（V:m3/s*月，Z:m），下游Z～Q关系为Z=0.3Q+70（Q:m3/s，Z:m），不计流量损失和水头损失，用等流量调节法确定水电站该年逐月的出力和发电量，统计供水期平均出力和年发电量。

要求：计算过程的主要公式在表格中列出；
要有详细的计算说明；请工整书写并保持页面整洁。

作业：已知某枢纽处实测20年的年径流深资料见表，试根据该资料，用矩法初选参数配线，并推求90%保证率的设计年径流深。

（参数初值：Cv=0.3，Cs=4Cv）
要求：计算过程的主要公式在表格中列出；要有详细的计算说明；请工整书写并保持页面整洁。

某枢纽处年径流深频率计算表。

《水文水利计算》习题第一章 年径流量分析与计算1、某水库垻址处共有21年年平均流量Q i 的资料，已计算出∑==2113/2898i is m Q，()80012211⋅=-∑=i iK（1）求年径流量均值Q ，离势系数C v ，均方差σ ？（2）设C s = 2C v 时，P-III 型曲线与经验点配合良好，试按表2-1-1求设计保证率为90%时的设计年径流量？表2-1-1 P —III 型曲线离均系数Φ值表（P=90%）解：（1）∑===2128981iQ n Q 138m 3/s ()20012180112⋅=-⋅=--=∑n kC iv s m C Q v /6272001383⋅=⋅⨯==σ（2）C s = 2C v = 0.40，查表1-5-3 Φ值表，得Φ = -1.23，则 ()()[]s m C Q Q v p /10423.1200113813=-⨯⋅+⨯=Φ+=2、某水库多年平均流量Q =15m 3/s ，C v = 0.25 ，C s = 2.0 C v ，年径流理论频率曲线为P —III 型。

（1）按表2-2-1求该水库设计频率为90%的年径流量？ （2）按表2-2-2径流年分配典型，求设计年径流的年分配？表2-2-1 P —III 型频率曲线模比系数Kp 值表（C s = 2.0 C v ）表2-2-2 枯水代表年年分配典型解：（1）C s = 2.0 C v ，C v = 0.25，P = 90%时查表1-5-6 Kp 值表，得K 90%=0.70，则s m K Q Q P /510700153%90⋅=⋅⨯==（2）由Q 90%乘以12，得全年累积平均流量∑Q 90% ，再乘各月的分配百分比（见表1-5-7），即得各月的的月平均流量。

计算结果列于答案表2-5-1中。

表2-5-1 设计年径流年分配表（m 3/s ）3、某水库有24年实测径流资料，经频率计算已求得频率曲线为P —III 型，统计参数为：多年平均径流深 R = 711.0 mm ，C v = 0.30， C s = 2C v ，试结合表2-3-1推求该水库十年一遇丰水年的年径流深？表2-3-1 P —III 型曲线离均系数Φ值表解：C s = 2C v = 2×0.30 = 0.60， 查表1-5-9得Φ10%=1.329，则R P =R （1+ C v ΦP ）=711×（1+ 0.30× 1.329）=994.5 mm4、某水文站多年平均流量Q=266 m3/s ，C v = 0.20，C s = 0.40，试结合表2-4-1在P—III型频率曲线上推求设计频率P = 90% 的年平均流量？表2-4-1 P—III型频率曲线模比系数Kp值表（C s = 2.0 C v）解：由已知的C v = 0.20，C s=2C v = 0.40，查表1-5-10得K P=90% = 0.75 ，则Q P = K P Q= 0.75×266 =199.5 m3/s5、某水文站多年平均流量Q=328 m3/s ，C v = 0.25，C s = 0.60，试结合表2-5-1在P—III型频率曲线上推求设计频率P = 95% 的年平均流量？表2-5-1 P—III型频率曲线离均系数Φp值表解：由C s= 0.60查表1-5-11得ΦP=95% = -1.45 ，则Q P =Q（1+ C vΦP）=328×[1+ 0.25×（-1.45）]= 209.1 m3/s 6、设本站只有1998年一年的实测径流资料，其年平均流量Q=128 m3/s 。

《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》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第一章概况一、基本情况某河是渭河南岸较大的一级支流，发源于秦岭北麓太白山区，流域面积778.7km2，干流全长51.5km，河道比降1/60～1/70。

流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良。

该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。

拟在该河干流上修建一水库，其坝址位于水文站上游1.5公里处，控制流域面积673km2。

该水库将承担着下游和渭河的防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。

该水库建成后将承担本地区37万亩的农业用水任务和临近城市的供水任务，农业用水的保证率为75%，城市供水的保证率为95%。

二、基本资料1、径流水文站有实测的1951～2000年逐月径流资料。

（见附表1-1）2、洪水水文站有实测的1950～2000年洪水资料，经整理摘录的逐年洪峰流量（见附表1-2），同时调查到该水文站在1890和1930年曾经发生过两次大洪水，其洪峰流量资料（见表附1-2）。

并计算出了不同频率洪量（见附表1-3）和典型洪水过程（见附表1-4）。

3、农业用水根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算的灌区不同频率灌溉需水量见表12。

4、城市用水城市供水每年按1.5亿m3计，年内采用均匀供水。

5、水库特性水库库容曲线（见图1-1）。

水库死水位为728.0m，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，断面为矩形，宽度为30米。

根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和3.5%计。

图1-1 水库水位～库容系曲线关水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m，设计流量为70m3/s。

第二章水库的入库径流特征分析一、水文资料审查1、资料的可靠性审查。

因为各种数据资料均摘自《水文年鉴》，故可靠性较高。

2、资料的一致性审查因为河流发源于秦岭北麓太白山区深处，流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良，因此可断定人为活动影响很小，流域下垫面条件稳定，下面利用单累积曲线法进行代表性分析，单累积曲线见图2-1，由图可知该年径流系列的一致性较好。

水文水利计算书第一章水文水利概述水文水利是研究水文问题和水利工程的一门学科，旨在研究水资源的分布、利用和管理，以及防洪、灌溉等水利工程的设计和实施。

水文水利方面涉及的内容十分广泛，包括水文数据的采集和分析、水文模型的建立和应用、水利工程设计和管理等。

在水文水利研究中，水文是研究水文循环和水体运动规律的学科，主要包括水文数据的收集、处理和分析，以及流域水文模型的建立和应用。

水文研究的目的是为了更好地了解水文循环过程，预测水文变化趋势，为水利工程的设计和管理提供依据。

水利工程是指利用水资源进行水文工程设计和建设的活动，包括灌溉、排灌、防洪、供水等工程。

水利工程设计需要考虑各种因素，如水文条件、土壤条件、气候条件等，通过计算和模拟来确定工程的设计参数和方案。

本书将介绍水文水利计算的基本原理和方法，包括水文数据处理、水文模型建立、水利工程设计等内容，希望能够对水文水利领域的研究和实践有所帮助。

第二章水文数据的采集和处理水文数据是研究水文问题和进行水利工程设计的基础，包括降水、蒸发、径流等数据。

水文数据的采集需要使用各种水文仪器和设备，如雨量计、蒸发皿、水位计等，通过这些设备可以获得不同时间和空间的水文数据。

水文数据的处理是指将采集到的原始数据进行整理、分析和发布的过程，包括数据的清洗、检验、插补等操作。

水文数据处理的目的是为了获得可靠的数据，用于水文模型的建立和应用。

在水文数据处理中，常用的方法包括数据插值、数据平滑、数据回归等，这些方法可以有效地处理水文数据中的异常值和缺失值，提高数据的质量和可靠性。

第三章水文模型的建立和应用水文模型是描述流域水文过程和预测水文变化的数学模型，可以通过建立不同的模型来实现对水文情况的模拟和预测。

水文模型的建立需要考虑到流域的地形、土壤、气候等条件，选择合适的模型结构和参数。

水文模型的应用包括流域径流模拟、洪水预测、水位变化模拟等，通过模型可以模拟不同情景下的水文过程，为水利工程的设计和管理提供决策支持。

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。

第六章由流量资料推求设计洪水本章研究的意义和内容：由于流域内降雨或溶雪，大量径流汇入河道，导致流量激增，水位上涨，这种水文现象，称为洪水。

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。

水文水利计算课程设计水文水利计算是水利工程中的一个重要方面，它涉及到水文学理论及水文数据分析、水利工程设计及计算等多个方面。

本文将从水文数据的采集与分析、水文模型的建立与应用、水利工程计算等方面对水文水利计算进行探讨。

一、水文数据的采集与分析水文数据是水文水利计算的基础，只有准确、全面的水文数据才能为水利工程的设计与计算提供可靠的依据。

水文数据的采集方式包括定点观测、流量计测量、遥感技术等多种方法，其中定点观测是最为常用的方法。

定点观测需要选取一些代表性河流断面，对这些断面进行长期观测并收集相关数据，如水位、流量、降雨等，以便后续的分析与计算。

水文数据的分析主要包括数据的质量控制、数据的处理与分析等方面，常用的数据处理方法包括平均值法、插值法、回归分析等。

二、水文模型的建立与应用水文模型是指通过对水文过程的描述与分析，建立数学模型以模拟水文过程的变化规律。

常用的水文模型包括降雨径流模型、水文自回归模型、水文单元模型等。

水文模型的建立需要依据实际情况选取合适的模型参数，同时对模型进行优化与验证，以确保模型的准确性与可靠性。

水文模型的应用主要包括洪水预报、水资源评价、水质模拟等方面。

三、水利工程计算水利工程计算是指通过对水文数据与水利工程参数的分析与计算，进行水利工程设计与评估。

常见的水利工程计算包括水库调度优化、河道治理设计、灌溉工程设计等方面。

水利工程计算需要依据实际情况选取合适的计算方法，同时考虑到工程经济性、安全性等因素，以确保工程的可行性与优良性。

水文水利计算是水利工程中的一个重要方面，它涉及到水文学理论及水文数据分析、水利工程设计及计算等多个方面。

水文水利计算的准确性和可靠性直接影响到水利工程的安全性和经济性，因此在实际应用中需要加强对水文数据的采集与分析、水文模型的建立与应用、水利工程计算等方面的研究。