四丁水庫(kù)水文課程設(shè)-水文課程設(shè)計(jì)

1、實(shí)用四丁水庫(kù)水文課程設(shè)計(jì)水文課程設(shè)計(jì)一、基本資料四丁水庫(kù)所在河流沒(méi)有水文站，屬缺乏實(shí)測(cè)水文資料地區(qū)。查廣東省水文圖集知：本地多年平均年徑流深=1400mm多年平均年徑流深變差系數(shù)CV=0.35規(guī)劃水平年為十年一遇設(shè)計(jì)枯水年（設(shè)計(jì)頻率P=90%）o對(duì)本地氣象資料分析，接近十年一遇枯水年的降雨年內(nèi)分配百分比見(jiàn)表1-1表1-1本地區(qū)設(shè)計(jì)枯水年降雨月分配表月份1234567降雨月分配（%2.03.014.78.018.4120.4r13.61月份89101112全年降雨月分配（%14.78.73.11.61.81001 、集水區(qū)域下墊面情況集水區(qū)內(nèi)主要是低山和丘陵山地；土壤為砂質(zhì)粘土和粉土，滲透性中等

2、；植物覆蓋率較好，為針葉林和灌木。2 .、工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)四丁水庫(kù)初步規(guī)劃屬中型水庫(kù)工程，壩型為碾壓式土壩，根據(jù)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94要求：設(shè)計(jì)洪水（正常運(yùn)用防洪標(biāo)準(zhǔn)）P=1%校核洪水（非常運(yùn)用防洪標(biāo)準(zhǔn)）P=0.1%3集水區(qū)域地理參數(shù)根據(jù)1:25000地形圖的量側(cè)結(jié)果：流域面積F=42.3km2;河長(zhǎng)L=16.8km；流域平均比降J=0.0202;流域平均高程Z=502m4、暴雨資料本地區(qū)屬無(wú)資料地區(qū)，查廣東省水文圖集得年最大1h、6h、24h、72h（3d）點(diǎn)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)（均值Ht、變差系數(shù)Cv）如表2-1所示:表2-1本地區(qū)點(diǎn)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目t(h)16

3、2472均值Ht(mm62120190290變差系數(shù)Cv0.370.430.480.48文檔實(shí)用二、設(shè)計(jì)年徑流及年內(nèi)分配(1)年徑流偏態(tài)系數(shù)取Cs=2Cv,即Cs=0.7,查表得Kp90%=0.95(2)設(shè)計(jì)年徑流深計(jì)算：yp=Kpy=0.59X1400=826mm設(shè)計(jì)年徑流總量計(jì)算：Wp=1000ypF=1000X826X42.3=3494(萬(wàn)m3)(3)設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配(即設(shè)計(jì)枯水年水庫(kù)來(lái)量)按降雨月分配比百分比進(jìn)行計(jì)算，以表1-2的形式列出結(jié)果：表1-2設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配計(jì)算表月份123456789101112合計(jì)降雨月分配2.03.04.78.018.420.413.614.78.7

4、3.11.61.8100水庫(kù)來(lái)水量69.88104.8164.2279.5642.9712.8475.2513.6304108.355.962.893494第二章由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水計(jì)算三、設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨與面暴雨的計(jì)算過(guò)程如下表表2-1:項(xiàng)目t(h)1-np(1-6)、SP162472Ht62120190290Cv0.370.430.480.48P=1%KtpP=1%2.192.442.652.651-np(1-6)=log(H6p面/H1p面)/蜒6=0.45HtpP=1%135.8292.8503.5768.5sp=Htp面=126%P=1%0.9280.9630.9780.98

5、5Htp面P=1%Htp面281.97492.42756.97文檔實(shí)用四、設(shè)計(jì)洪峰流量的推求1、產(chǎn)流參數(shù)查附表4廣東省分區(qū)產(chǎn)流參數(shù)表，東7T中下游地區(qū)，集水面積F=42.3平方公里<1000平方公里，平均后損率f=5.0毫米/小時(shí)；2、匯流參數(shù)m的選定本水庫(kù)集水面積內(nèi)主要屬于低山和丘陵山地，0=L/J1/3=61.687<100,J=0.0202>0.01,可考慮作為山區(qū)類(lèi)選用匯流參數(shù)。據(jù)此，按8=61.687查附圖3匯流參數(shù)m關(guān)系曲線，初定m=1.323、設(shè)計(jì)洪峰流量Q的推求（1）Qmt關(guān)系曲線（a）匯流歷時(shí)工估計(jì)16小時(shí)時(shí)段范圍內(nèi)，1-np（1=0.45,Sp=126.0

6、毫米；假pp設(shè)五個(gè)時(shí)段工=1、1.5、2、2.5、3小時(shí)，計(jì)算流量Qm,計(jì)算過(guò)程如表3-1:表3-1:（小時(shí)）Htp面(4>)f（毫米/小時(shí)）f義T（毫米）Htp面(4»Htp面/T（毫米/小時(shí)）Qm（秒立方米）11265.05.0121.0121.01422.911.5151.25.07.5143.795.8141126.72172.15.010.0162.181.061953.222.5190.3p5.0n12.5177.871.121P836.3413206.65.015.0191.663.858750.93（b）初定m=1.32,9=L/J1/3=61.687,假設(shè)四個(gè)

7、洪峰流量Qm=500800。、1000、1200（m3/s）,應(yīng)用公式t=0.278e/rnQm計(jì)算相應(yīng)的匯流歷時(shí)丁，列于表3-2:表3-2Qm（秒立方米）50080010001200T（小時(shí)）2.752.442.312.21文檔實(shí)用(c)Qm、值的確定由兩條曲線的交點(diǎn)可求的Qm=855m3/s,=2.38h經(jīng)檢查工值確在16小時(shí)時(shí)段范圍內(nèi)，估算的np(i，Sp正確，不用重新計(jì)算在圖1中繪制兩條Qm-七的的曲線：五、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線的繪制與摘錄1、設(shè)計(jì)毛雨過(guò)程的計(jì)算推理公式法只需要計(jì)算最大24小時(shí)設(shè)計(jì)毛雨過(guò)程，由附表3-1廣東省分區(qū)最大24小時(shí)設(shè)計(jì)雨型(暴雨時(shí)程分配)表，查得東江中下游設(shè)計(jì)雨型，

8、列于表4文檔實(shí)用的第1、2行。由表2-1P=1%,H6P面=281.97毫米，H24P面=492.42毫米H24P面-H60面=210.45毫米pp按24小時(shí)、6小時(shí)兩段同頻率暴雨長(zhǎng)包短控制求設(shè)計(jì)毛雨過(guò)程2、設(shè)計(jì)凈雨過(guò)程的計(jì)算將各個(gè)時(shí)段的毛雨減去fx1=5.0,即得各時(shí)段凈雨其計(jì)算結(jié)果列于表4:表4時(shí)段項(xiàng)目123456789101112占H6%21.121.620.810.513.512.5占(H24-H6)%2.32.82.03.12.33.9設(shè)計(jì)毛雨過(guò)程(4>)4.85.94.26.54.88.259.560.95(8.629.638.135.2fX1(4»5.05.05.

9、05.05.05.05.05.05.05.05.05.0設(shè)計(jì)凈雨過(guò)程(4>)0.00.90.01.50.03.254.555.95：3.624.633.130.2時(shí)段項(xiàng)目131415161718192021222324占h6%占(H24-H6)%7.46.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.3設(shè)計(jì)毛雨過(guò)程(4>)15.64.316i.019.，425.918.314.912.812.410.19.36.9fX1(*)5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0設(shè)計(jì)凈雨過(guò)程(4>)10.69.311.014.42().913

10、.39.97.87.45.14.31.9文檔實(shí)用3、分段凈雨的計(jì)算（1）最大24小時(shí)內(nèi)分段凈雨7時(shí)段毛雨H。面=SPxt1J（1-）=126X2.380.45=186.1毫米七時(shí)段凈雨h丁=Hq面-fX1=186.1-5.0=181.1毫米由表4可見(jiàn)，最大的第8時(shí)段凈雨僅55.9毫米，比丁時(shí)段的凈雨hT=181.1毫米少125.2毫V米；不足的凈雨從相鄰較大時(shí)段即第7時(shí)段凈雨補(bǔ)足，但尚差70.7毫米，繼續(xù)從相鄰較大時(shí)段即第9時(shí)段凈雨補(bǔ)足，但仍差17.1毫米，繼續(xù)從相鄰較大時(shí)段即第10時(shí)段補(bǔ)足；故7時(shí)段的開(kāi)始時(shí)間為6時(shí)段末；而末時(shí)段則為10.7時(shí)。八丁前=第16時(shí)段凈雨總量為5.6毫米，卜丁后=

11、257.5-70.7=186.8毫米最大24小時(shí)凈雨總量h24=卜丁前+八丁+卜丁后=373.5毫米1 2）最大三天內(nèi)分段凈雨由附表3-2廣東省分區(qū)最大3天設(shè)計(jì)雨型（暴雨時(shí)段分配）表，查得東江中下游設(shè)計(jì)雨型，除最大24小時(shí)以外的其余二天各天的總分配數(shù)第一天為73.5%,第三天為26.5%。3 天凈雨總量h3天=H3p面-f3天X72=756.97-2.5X72=577.0毫米除最大24小時(shí)以外的其余二天凈雨總量h3天-h24=577.0-373.5=203.5毫米第一天凈雨總量%=203.5X73.5%=149.6毫米第三天凈雨總量h3=203.5X26.5%=53.9毫米4 .主洪峰過(guò)程線的

12、推求Qm=855秒立米，工=2.38小時(shí)=2.4小時(shí)由附表6推理公式法（1988年修訂）全省綜合概化洪水過(guò)程線表所列/£及Qi/Qm，代入工，Qm,計(jì)算得主洪峰過(guò)程線，并將加£時(shí)段降雨開(kāi)始時(shí)刻31.0時(shí)，得出繪圖的對(duì)應(yīng)時(shí)刻，如表5:%/E00.41.02.03.04.0、（小時(shí)）00.962.44.87.29.6Qi/Qm00.11.00.110.040Qi（秒立米）085.585594.0534.20文檔實(shí)用相應(yīng)時(shí)刻（時(shí)）3030.9632.434.837.239.65、分段單元洪水過(guò)程線的推求h,前、h,后及第一天和第三天凈雨h1、h3形成的各分段單元洪水過(guò)程線均分別概

13、化為VV1三角形，及其洪水總量Wi=1000hiF,洪峰流量Qmi=2W,底寬為（t+t）o（hi（t）3600為各分段凈雨，即hE前、he后、h1、h3、wQmi為各分段單元洪峰過(guò)程的洪量和洪峰流量；t為單元降雨歷時(shí)；工為主洪峰匯流歷時(shí)），其計(jì)算見(jiàn)表6:表6洪峰序號(hào)凈雨起訖時(shí)間時(shí)時(shí)降雨歷時(shí)t（小時(shí)）凈雨量1（第一天）02424149.6632808026.4133.202426.42（E前）24317r5.62368809.414.0243032.43（主洪峰）3132.42.4181.176605309.68553031.439.64（E后）32.44815.6P186.879016401

14、8243.932.434.850.45（第三天）48722453.9227997026.448.04850.474.4文檔實(shí)用第3章興利調(diào)節(jié)計(jì)算1、基本資料（1）、由于灌溉和發(fā)電沒(méi)在用水要求方面沒(méi)有矛盾，采用灌溉用水作為水庫(kù)用水量。根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗(yàn)成果，經(jīng)過(guò)綜合分析計(jì)算，p=90%計(jì)年的灌溉用水量如下表所示：表7設(shè)計(jì)枯水年（p=90%灌溉用水量成果表月份123456789101112全年用水量W用（萬(wàn)mA3）92121352446588134107219182302179782800水庫(kù)水位Z與水庫(kù)面積之間的關(guān)系見(jiàn)下表：表8四丁水庫(kù)ZF曲線表Z(m)868788899091929394959

15、69798F(萬(wàn)mA?0102030374863788998105109114文檔實(shí)用z(m99100101102103104F(萬(wàn)mA?119124131144156176105106107108109110189208229253280310(2)泥沙資料設(shè)計(jì)使用年限T=100年；本地區(qū)無(wú)實(shí)測(cè)泥沙資料，經(jīng)地區(qū)性分析計(jì)算得多年平均侵蝕模數(shù)M蝕=140t/kmA2每年;:=0.8;(1-P)r不設(shè)排水設(shè)備，取m=1(3)灌溉發(fā)電引用水管資料根據(jù)初步計(jì)算，灌溉發(fā)電引水管外徑D外=2.0m管底超高為1.5m管頂安全水深1.0m(4)、蒸發(fā)滲漏損失資料(a)蒸發(fā)資料：本地區(qū)屬于無(wú)資料地區(qū)，有關(guān)蒸發(fā)資

16、料主要是通過(guò)查廣東省水文圖集得到。查廣東省多年平均降雨等值線圖得：X=2200mm廣東省多年平均年徑流等值線圖得：y=1400mm廣東省多年平均水面蒸發(fā)等值線圖得：E測(cè)=1560mm水面蒸發(fā)器折算系數(shù)K=0.8。根據(jù)縣氣象部門(mén)提供的資料分析，蒸發(fā)量多年平均年內(nèi)分配系數(shù)如下表:表9月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配(為5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.7100(b)滲漏資料：根據(jù)庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件分析，該水庫(kù)屬于中等水文條件，滲漏損失按月平均蓄水量的1%十2、 計(jì)算部分1、計(jì)算并繪制水庫(kù)水位容積曲線表10：水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算水位Z(m)回積F庫(kù)(萬(wàn)m

17、)水位差A(yù)Z(項(xiàng)容積AV(萬(wàn)m3)庫(kù)容V(萬(wàn)m3)12345860150187101155文檔00959085F-VzZ800500100015002000250030003500面積F（萬(wàn)平方米）/庫(kù)容V（萬(wàn)立方米）文檔2、死庫(kù)容計(jì)算實(shí)用8820125208930133.5459037142.578.59148155.51219263170.5176.59378183.524794891P93.5330.5195981101.5424961051107525.5971091P111.5632.51981141116.5744991191121.5860.51001241127.5982110

18、11311137.51109.5102144115012471031561166139711041761182.5156311051891198.51745.51062081218.5194410722912412162.51082531266.52403.5109280129526701103102965圖2實(shí)用初步規(guī)劃不設(shè)壩后式電站，死水位確定主要考慮淤積要求。V淤=0.8mM蝕FT=0.8X1X140X42.3X100=47.376（萬(wàn)m3）Z淤根據(jù)淤積庫(kù)容V淤查水庫(kù)水位容積曲線得Z浙=89.8（m）Z死=89.8+1.5+2+1=94.3（m）再根據(jù)水庫(kù)水位容積曲線查得：V死=357（

19、萬(wàn)m3）3、 蒸發(fā)損失計(jì)算（1） 陸面蒸發(fā)量：E=x-y=2200-1400=800（mm（2） 水面蒸發(fā)量：E水=KE測(cè)=0.8X1560=1248（mn）（3）水庫(kù)的年蒸發(fā)損失量：E水-E=1248-800=448（mm表11：四丁水庫(kù)蒸發(fā)損失計(jì)算表月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配（衿5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.7100蒸發(fā)損失（mm25.121.128.233.641.741.253.850.647.046.134.025.54484、 興利調(diào)節(jié)計(jì)算（1）求不計(jì)損失時(shí)的興利庫(kù)容：3V興=1418.5-694=724.5（萬(wàn)m）

20、（2）求時(shí)段末蓄水庫(kù)容：V=V興+V死=724.5+357=1081.5（萬(wàn)m3）表12:四丁水庫(kù)不計(jì)損失的年調(diào)節(jié)庫(kù)容計(jì)算時(shí)間月來(lái)水量W（萬(wàn)m3）用水量W（萬(wàn)m3）W-W用（萬(wàn)m3）匯（W-W用）（月末）（萬(wàn)m3）月末庫(kù)容V（萬(wàn)m3）棄水量C（萬(wàn)m3）備注+-1087750169.889222.110647272104.8212116.210487113164.22352187.88615244279.52P446166.5694357供水5642.958854.955412蓄水文檔實(shí)用6712.8134578.86349917475.2107368.210021082277畜滿后弁水8513

21、.6219294.61297108229593041821221419108212210108.31302193.71225888供水1155.9179123.111027651262.897815.11087750合計(jì)349428001418.5724.5694694694（3）計(jì)入損失的列表計(jì)算'''3V興=12（Wfe-w用）最大-C=1347.6-548.1=799.5（萬(wàn)m）3V=V興+V死=799.5+357=1156.53m）表13:四丁水庫(kù)計(jì)入損失的年調(diào)節(jié)庫(kù)容計(jì)算時(shí)間來(lái)水皇里惘（萬(wàn)3m）用水里Wffi（萬(wàn)3m）月末庫(kù)容V（萬(wàn)m3）平均庫(kù)容V（萬(wàn)m3）平均

22、庫(kù)水面面積F蒸發(fā)量E（mm）損失水量（萬(wàn)m3）計(jì)入損失用水量Wffi（萬(wàn)3m）WM-W'用（W來(lái)-W用）（萬(wàn)-3、m）計(jì)入損失的月末庫(kù)容V，（萬(wàn)m3）棄水量c（萬(wàn)m3）計(jì)入損失的月末庫(kù)水位Z（m）月蒸發(fā)滲漏共計(jì)+-75097778698.4169.99272773911425.12.97.4101023294575498.1210512171171911321.12.47.2101312691972897.9316435252461810828.23.16.2936119772253196.1428044635744198.833.63.34.48454174035794.356435

23、8841238593.941.73.93.88596474740494.8671313499170211241.24.67.01214656761497199.974751071082103712753.86.810.4171243519651157166101.385142191082108213050.66.610.81723627712431157277101.3文檔實(shí)用930418210821082130476.110.81719910513481157105101.31010830288898512446.15.79.916318209113894799.71155.91797658

24、27118344.08.312191135100381298.61262.97875075811525.52.97.610882697778698.4總計(jì)3494280044852.293.714629461348800694548548第4章防洪調(diào)節(jié)計(jì)算4.1 、基本資料1、根據(jù)第2章設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線摘錄表:表14:時(shí)段0123456789101112設(shè)計(jì)洪水P=1%0154.2504.6855759.7664.4569.1473.8378.5283.2187.9156.4140.7時(shí)段13141516171819202122232425設(shè)計(jì)洪水P=1%125.1109.493.878.262

25、.546.939.343.648464442402、溢洪道設(shè)計(jì)方案初步規(guī)劃時(shí)，溢洪道寬度B為30m和40m兩個(gè)方案進(jìn)行比較。為了減少工作量，現(xiàn)只對(duì)B=40m«方案進(jìn)行計(jì)算，作為設(shè)計(jì)結(jié)果。溢洪道采用無(wú)閘門(mén)控制的實(shí)用堰。經(jīng)模型試驗(yàn)，流量系數(shù)m=0.35(M=m邁)堰頂高程與正常蓄水位齊平。調(diào)洪計(jì)算起調(diào)時(shí)，假設(shè)汛前水位與溢洪道堰頂高程一致。4.2 計(jì)算部分1、計(jì)算并繪制水庫(kù)的qV關(guān)系曲線q=MBh3/2,B=40m,m=0.35,M=m.,2g=1.55根據(jù)不同庫(kù)水位計(jì)算h和q,再由圖2查得相應(yīng)的V,將計(jì)算結(jié)果列于表15中，并繪制qV關(guān)系曲線，如圖3。表15:水庫(kù)q=f(V)關(guān)系曲線計(jì)算水

26、庫(kù)水位Z(m)101.3102102.5103103.5104104.5105105.5106總庫(kù)容Vr1157144015001560166017601830P189019802080堰上水頭h00.71.21.72.22.73.23.74.24.7下泄流量q036.381.5137.4202.3275.1354.9441.3533.7'631.7文檔實(shí)用下泄流量與蓄水量關(guān)系V（萬(wàn)立方米）500ooooooOO。oO7654321>秒每米方、一G下泄流量與水位關(guān)系700秒每米立J單輔助曲線法文檔實(shí)用表16四丁水庫(kù)單輔助曲線計(jì)算水庫(kù)水位z（m庫(kù)容V總（萬(wàn)m3）溢流堰頂以上庫(kù)容V（萬(wàn)m3）vt/3、(m/s)下泄流量q3（m/s）q23(m/s)r+gt23(m/s)101.3115700000102144028378636.318804102.5150034395381.5419941031560P4031119137.46911