水庫水文計算全過程

1、.2水文2.1流域概況××水庫位于××西南方向，壩址高程1760m，徑流面積0.78km2，主河長1.6km，平均坡降為88，流域平均高程1880m，徑流量條形狀。××水庫屬珠江水系西洋江流域源頭支流，地處珠江流域與紅河流域的分水嶺上。河流自北向南，在壩址下游500m向西轉(zhuǎn)，進入溶洞，流入其龍得河，又通過地下暗河進入頭河，匯入西洋江，流域水系分布詳見××水庫水系圖。××水庫流域地處中低山區(qū)，森林種類較多，主要分布有灌木、雜草、杉木等植物，目前，森林林植被完好，覆蓋率在80%以上，徑流內(nèi)有少量的泉

2、點出露，來水主要靠地表徑流。2.2氣象特性西洋江流域?qū)僦衼啛釒Ц咴撅L氣候區(qū)。夏季受東南太平洋和孟加拉灣暖濕氣流影響，510間濕熱多雨，水量充沛，其降水量占年降水量的85%左右，此期間又多集中在68月，占全年降水量的50%左右。冬季，受周圍山脈作屏障作用，阻滯北方冷空氣的入侵，使本流域干燥，涼爽少雨（114月），據(jù)××縣象站資料統(tǒng)計，多年平均降水量為1046.00mm，蒸發(fā)量（d=20m）為1637.6mm，多年平均氣溫為16.7，極高最高氣溫為36.7，最低為-5.5。多年無霜期為306天，雨季相對濕率82%，絕對濁率19.9hpa，旱季相對濕度76%，絕對濕度10.8h

3、pa。以上結(jié)果表明，流域具有氣候溫和，降水量年際變化小，年內(nèi)分配均勻，集中程度高，干濕分明的特點。該氣候特點決定了徑流由降水補給，徑流與降水規(guī)律一致。2.3年徑流分析擬建的××水庫壩址附近屬無測水文氣象資料地區(qū)，水庫設計年徑流量根據(jù)其地理位置及氣候成固相似性的特點，采用查徑流深等直線圖和移用西洋街（二）站徑流模數(shù)兩種方法分析，再作綜合論證后取值。2.3.1移西洋街（二）站徑流模數(shù)法西洋街（二）站屬國家基本水文站，觀測內(nèi)客有水位、流量、降水、蒸發(fā)，觀制面積2473km2。該站有19642001年的流量統(tǒng)計系列，且該系列已具有一定的代表性，統(tǒng)計年限滿足規(guī)范要求，用適線法將該徑流

4、系列進行頻率計算，矩法初估參數(shù)，取倍比系數(shù)C5=2.5CV，計算結(jié)果如表2-1由表2-1計算離勢系數(shù)CV：CV=0.35則西洋街（二）站徑流量統(tǒng)計參數(shù)如表2-2。表2-2面積（km2）均值（m3/s·月）均值(mm)CVCs產(chǎn)水模數(shù)（萬m3/km2）2473410.43430.20.352Cs43.02××水庫位于西洋街（二） 站的源頭支流上，直線距離50km，雖然××水庫控制面積遠小于西洋街（二）站的控制面積，但彼此間為同一個流域，具有相同的氣候條件，幫移用徑流模數(shù)計算年徑流量：0.78×43.02=33.56萬m3各種頻率的年徑流

5、量如表2-3。2.3.2查徑流深等直線圖查××水文站1981年9月編制的××水文圖集得××水庫片區(qū)年降水量為1030mm，根據(jù)1995年編制的××水資源調(diào)查及水利區(qū)劃（成果報告）可知，陸面蒸發(fā)量為600770mm之間，××水庫海拔較高，陸面蒸發(fā)取600mm，則由水量平衡公式得：徑流深：1030-600=430mm徑流模數(shù)：430×0.1=43萬m3/km2水庫年徑流量：43×0.78=33.54萬m3查××水文圖集得，水庫壩址處降水變差系數(shù)CV=0.3，偏

6、差系數(shù)CS=2CV，則各種頻率的年徑流量如表2-3。表2-3計算方法均值（萬m3）CV設計值（%）1050759095移用徑流模數(shù)法33.560.3549.3332.2225.1719.8017.12查徑流深等值法33.540.346.9632.5326.1621.4718.78由表2-3法 可知，兩種方法計算的多年平均徑流量相近，只出入0.02萬m3。變差系數(shù)CV的取值也比較相近。為更合理取值，綜合各因素，取用兩種方法的平均值，則××水庫年徑流量如表2-4：表2-4均值(萬m3)CV設計值(%)10205075909533.550.3347.3742.1432.425.5

7、720.4717.782.4設計年徑流分配××水庫無任何實測的水文資料，設計年徑流分配移用西洋街（二）站典型年的分配，近同倍比法進行分配到月。在西洋街（二）站徑流系列中分析選取1970-1971年作豐水年（P=12），1976-1977年為平水年（P=48），1980-1981年為枯水年（P=87），則××水庫年徑流分配如表2-5：表2-5P1% 月 份均值12345678910111210%0.951.080.770.722.895.9811.1210.695.534.092.141.4147.3720%0.760.60.431.341.932.181

8、1.869.027.223.491.581.7342.1450%0.920.80.610.590.610.296.929.644.563.621.641.132.475%0.730.630.480.470.481.025.467.613.672.861.290.8725.5790%0.660.580.450.390.780.892.326.991.271.420.830.6720.472.5地下水徑流量水庫庫區(qū)內(nèi)有少量的地下泉點補給常年不斷。本年11月8日測得流量為為0.0027m3/s，12月1日測得流量為0.0018 m3/s。通過對碗廠村的幾位老人的了解，通過他們對各時段的介紹，折算后得

9、出各月的徑流量如表2-6。表2-6月份123456789101112合計徑流量(萬m3)0.40.20.10.10.10.80.80.80.80.650.550.45.7××水庫設計規(guī)模為?。?）型蓄水工程，年徑流設計保證率取用P=75%，由該水庫年徑流量總分配如表2-7。表2-7月份123456789101112合計徑流量(萬m3)1.130.830.580.570.581.826.268.414.473.511.841.2731.272.6水庫蒸發(fā)××水庫與××氣候站同處于西洋江流域，兩地均處于西洋江流域的分水嶺上，兩地相距直線距

10、離34.5km，兩地海拔高程雖然出入較大，但屬同一個流域，有相同的氣候條件，故水面蒸發(fā)量移用××氣候站實測的蒸發(fā)量進行分析。該站有1954年至2002年的水面蒸發(fā)統(tǒng)計系列，用適線法將該系列頻率計算，矩法估參數(shù)，點線配合情況見圖。取CS=2CV。得均值為1637.61mm，CV=0.008，各頻率蒸發(fā)量如表2-8。表2-8P%1020507590均值蒸發(fā)量(mm)1483.41545.41618.51717.11810.71637.61××水庫設計規(guī)模為?。?）型水庫工程，水面蒸發(fā)采用與徑流量對應的保證率，選用P=75%，水面蒸發(fā)分配直接采用對應的年內(nèi)分配

11、，結(jié)果如表2-9。表2-9月份123456789101112合計蒸發(fā)量(mm)111.8106.5206.7217.2235.8174.7135.9145.8140.786.0 98.0 58.0 1717.12.7水庫泥沙計算××水庫及下游的西洋街（二）站均未進行懸段質(zhì)泥沙觀測，水庫泥沙計算按正常運行年限的沉積泥沙估算：Vd=N·=1.245萬m3 取1.2萬m3 N水庫正常運行年限，取30年；r平均侵蝕模數(shù)。庫區(qū)土壤侵蝕主要以水力侵蝕為主，但庫區(qū)植被好，植被率在80%左右，查土壤侵蝕強度分級標準得，輕度侵蝕的侵蝕模數(shù)為800T/km2；F水庫徑流面積；r0沉積

12、物的容重，取1.5T/m3。2.8滲漏損失壩軸區(qū)基底基巖均為灰白色厚層石英砂巖泥質(zhì)粉礦巖、微弱含水層，巖層產(chǎn)狀傾向上游，地層防滲性能好，無構造影響和不利組成。故庫盆內(nèi)不會有漏水現(xiàn)象有在，滲漏損失按中等地質(zhì)條件，采用時段平均庫容的1%計算。2.9 洪水計算××水庫無實測的洪水資料，洪水計算根據(jù)××1994編制的××省暴雨洪水查算實用手冊進行計算。2.9.1、基本情況××水庫徑流面積F=0.78km2，主河長L=1.6km，河床平均坡降i=0.088。水庫洪水由庫區(qū)徑流的暴雨所形成，洪水與暴雨同頻率。2.9.2、洪水標

13、準××水庫主體工程為漿砌石壩，根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標準SL2000規(guī)定，工程等級為五等，設計洪水標準為20年一遇(p=5%)，校核洪水標準為200年一遇(p=0.5%)。2.9.3、設計暴雨計算（1）、設計暴雨歷時、時段根據(jù)××省暴雨特點，設計暴雨歷時取24h，時段t取1h。查圖暴雨等值圖將徑流集雨中心各種歷時的統(tǒng)計參數(shù)值列于表2-9-1，并列出各種頻率的設計點暴雨量。2、計算點設計暴雨量的遞增指數(shù)值，列于表2-9-2。H6p H24pN2p=1.285Lg N2p=1.285LgH1p H6p其它歷時點暴雨計算如下：H(25)=5%=H24p

14、×4N3p×6N2p×tN2p H(25)=0.5%=H24p×4N3p×6N2p×tN2pH(723)=5%=H24p×24N3p×tN2pH(723)=0.5%=H24p×24N3p×tN2p3、進行0.78km2的暴雨歷時的aF1t值計算查××省暴雨區(qū)劃圖得，水庫位于暴雨第十區(qū)，由××省分區(qū)綜合時面a.p關系表進行徑流面積為0.78km2的各時段的aFt值，見表2-9-3。4、按××省一日暴雨分區(qū)雨型表的十區(qū)排列次序，將H面t值排

15、列下表2-9-42-9-5。. v.二十年一遇暴雨凈雨過程計算二百年一遇暴雨凈雨過程計算. v.2.9.4產(chǎn)流計算1、確定產(chǎn)流滲數(shù)值查××省暴雨洪水查算手冊的附圖產(chǎn)流參數(shù)分區(qū)圖可知，該工程的綜合產(chǎn)流參數(shù)分別為：Wm=100mm，WT=82mm,Fc=2.2mm/h，E=3mm，R=10mm。2、1h逐時段雨量計算，計算過程如表。2.9.5匯流計算1、匯流系數(shù)與雨強的計算及取值。查匯流系數(shù)數(shù)分區(qū)圖得：Cm=0.4、Cn=0.65。由表可算出，P=5%的最大3h凈雨強度為60mm，P=0.5%的最大3h凈雨強度為78.6mm，均超過非線性，經(jīng)全省分析、設計、校核標準主凈雨強度取

16、值的規(guī)定：3h凈雨強度取10mm。2、納希瞬時單位線參數(shù)n、k值計算B=F/L2=0.78/1.62=0.305M1=CmF0.262·J0.171·B0.476·(i/10)0.84F0.109=0.4×0.780.262×0.0880.171×0.3050.476×1 =0.999n=CnF0.161=0.65×1.060.161=0.625k=M/n=0.83/0.65=1. 6013、時段單位線計算(1)由n、k值查S(t)曲線查用表，將t/k、S(t)分別列于表，并計算t(h)值。(2)由表2-9-6的計

17、算結(jié)果繪制S(t)曲線圖。(3)由S(t)曲線圖從t=0起，每隔1h讀取S(t)值，填入表2910，按公式q(1.t)=10F/3.6V(1.t)計算出水庫河流1h10(mm)時段單位線q(1.t)列于表2-9-7。4、推求洪水過程(1)采用以下公式，由設計凈雨和時段單位線推求設計洪水地表流量過程線。Q11i=qiR1/10Q12i=qiR2/10· ·· ·· ·· ·· ·· ·Q1mi=qiRm/10(2)基流流量計算根據(jù)水庫徑流區(qū)的地理位置，查最大基流量分布圖，計算水庫壩址斷面的基流量。Q基=1.0m3÷100×F=0.009m3/s(3)潛流流量計算潛流流量采用等腰三角形回加法，地表洪水起漲點潛流流量為零，第一時段為Q潛，到地表徑流終止點為三角形頂點，出現(xiàn)潛流洪峰流量Q潛m，此后遞減。具體按以下公式進行計算：Q潛m=fc·F/3.6t(t為地表洪水過程歷時)P=5%，Q潛m=24.4×