四丁水庫水文課程設(shè)-水文課程設(shè)計

1、四丁水庫水文課程設(shè)計水文課程設(shè)計基本資料四丁水庫所在河流沒有水文站，屬缺乏實測水文資料地區(qū)。查省水文圖集知：本地多年平均年徑流深y=1400m m；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)計枯水年（設(shè)計頻率P=90 %）。對本地氣象資料分析，接近十年一遇枯水年的降雨年分配百分比見表1-1表1-1本地區(qū)設(shè)計枯水年降雨月分配表月份1234567降雨月分配（%）2.03.0 丁4.78.018.420.4r 13.6 1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)主要是低山和丘陵山地；土壤為砂質(zhì)粘土和粉土，滲透性

2、中等；植物 覆蓋率較好，為針葉林和灌木。2.、工程設(shè)計標準四丁水庫初步規(guī)劃屬中型水庫工程，壩型為碾壓式土壩，根據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督 局與建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的防洪標準（GB50201-94）要求： 設(shè)計洪水（正常運用防洪標準）P=1% ;校核洪水（非常運用防洪標準）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L=16.8km ;流域平均比降J=0.0202;流域平均高程Z=502m。4、暴雨資料本地區(qū)屬無資料地區(qū)，查省水文圖集得年最大1h、6h、24h、72h（3d）點暴雨統(tǒng)計參數(shù)（均值 瓦、變差系數(shù)Cv）如表2-1所示：表2-1本地區(qū)點暴雨統(tǒng)計參

3、數(shù)項目t(h)162472均值H t (mm)62120190290變差系數(shù)Cv0.370.430.480.48二、設(shè)計年徑流及年分配(1) 年徑流偏態(tài)系數(shù)取Cs=2Cv，即Cs=0.7，查表得 心90%=0.95(2) 設(shè)計年徑流深計算：yp = K p勺=0.59 X 1400=826mm設(shè)計年徑流總量計算： Wp=1000ypF=1000X 826X 42.3=3494 (萬 m3)(3) 設(shè)計年徑流年分配(即設(shè)計枯水年水庫來量)按降雨月分配比百分比進行 計算，以表1-2的形式列出結(jié)果：表1-2設(shè)計年徑流年分配計算表月份123456789101112合計降雨 月分 配%2.03.04.7

4、8.018.420.413.614.78.73.11.61.8100水庫 來水 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)計洪水計算三、設(shè)計暴雨計算設(shè)計點暴雨與面暴雨的計算過程如下表表 2-1:項目t(h)1- n p(1 6)、Sp162472Ht62120190290Cv0.370.430.480.48P=1%KtpP=1%2.192.442.652.651-n p(1 6)=炯(H6p 面/H1p 面血6=0.45HtpP=1%.8292.8503.5768.5Sp = H tp 面=

5、tP=1%0.9280.9630.9780.985H tp 面P=1%H tp面281.97492.42756.97四、設(shè)計洪峰流量的推求1、產(chǎn)流參數(shù)查附表4省分區(qū)產(chǎn)流參數(shù)表，東江中下游地區(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；2、匯流參數(shù)m的選定本水庫集水面積主要屬于低山和丘陵山地，=L/ J1/3=61.6870.01,可考慮作為山區(qū)類選用匯流參數(shù)。據(jù)此，按=61.687查附圖3匯流參數(shù)m關(guān)系曲線，初定m=1.323、設(shè)計洪峰流量Q的推求（1）Qmt關(guān)系曲線（a）匯流歷時 估計16小時時段圍，1-np（16）=0.45，Sp=.0毫米；假設(shè)五個

6、時段=1、1.5、2、2.5、3小時，計算流量Qm，計算過程如表3-1：表 3-1：（小時）p面ff XH tp面Htp 面 /Qm（毫米）（毫米/小時）（毫米）（毫米）（毫米/小時）（秒立方米）15.015.0121.0121.01422.9 11.5151.25.07.5143.795.8141126.72172.15.010.0162.181.061953.222.5:190.3p 5.0 n12.5177.871.121:836.34 :3206.65.015.0191.663.858750.93（b）初定 m=1.32，=L/J1/3=61.687,假設(shè)四個洪峰流量 Qm=500、8

7、00。、1000、1200 （m3/s），應(yīng)用公式 =0.278 /mQm計算相應(yīng)的匯流歷時，列于表3-2：表3-2Qm （秒立方米）50080010001200（小時）2.752.442.312.21（c） Qm、 值的確定由兩條曲線的交點可求的Qm=855m3/s ,=2.38h經(jīng)檢查 值確在16小時時段圍，估算的n卩點）,Sp正確，不用重新計算在圖1中繪制兩條Qm-的的曲線:圖1五、設(shè)計洪水過程線的繪制與摘錄1、設(shè)計毛雨過程的計算推理公式法只需要計算最大24小時設(shè)計毛雨過程，由附表3-1省分區(qū)最大24 小時設(shè)計雨型（暴雨時程分配）表，查得東江中下游設(shè)計雨型，列于表4的第1、 2行。由表

8、2-1 P=1%, H6p面=281.97毫米，H24p 面=492.42毫米H 24p 面-H 6 p 面 =210.45 毫米按24小時、6小時兩段同頻率暴雨長包短控制求設(shè)計毛雨過程2、設(shè)計凈雨過程的計算將各個時段的毛雨減去f X仁5.0,即得各時段凈雨其計算結(jié)果列于表4:表4時段項目123456789101112占h6%21.121.620.810.513.512.5占(H24-H6 )2.32.82.03.12.33.9%設(shè)計毛雨過程 （毫米）4.85.94.26.54.88.259.560.958.629.638.135.2f X 1 （毫米）5.05.05.05.05.05.05.

9、05.05.05.05.05.0設(shè)計凈雨過程 （毫米）0.00.90.01.50.03.254.555.953.624.633.130.2時段項目131415161718192021222324占H6%占(H 24 - H 6 )%7.46.87.69.212.38.77.16.15.94.84.43.3設(shè)計毛雨過程（毫米）15.614.316.019.425.918.314.912.812.410.19.36.9f X 1 （毫米）5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0設(shè)計凈雨過程 （毫米）10.69.311.014.420.913.39.97.87.45.

10、14.31.93、分段凈雨的計算（1）最大24小時分段凈雨時段毛雨 H p面=SP x 1 n（1 6）=x 2.380.45 =.1 毫米時段凈雨h = H p面-f x仁.1-5.0=181.1毫米由表4可見，最大的第8時段凈雨僅55.9毫米，比 時段的凈雨h =181.1毫米少125.2毫米; 不足的凈雨從相鄰較大時段即第7時段凈雨補足，但尚差70.7毫米，繼續(xù)從相鄰較大時段即第9時段凈雨補足，但仍差17.1毫米，繼續(xù)從相鄰較大時段即第10時段補足；故 時段的開始時間為 6時段末；而末時段則為10.7時。h前=第16時段凈雨總量為 5.6毫米，h后=257.5-70.7=.8毫米最大24

11、小時凈雨總量h?4 = h前+ h + h后=373.5毫米（2）最大三天分段凈雨由附表3-2省分區(qū)最大3天設(shè)計雨型（暴雨時段分配）表，查得東江中下游設(shè)計雨型，除最大24小時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=H 3p 面-f3 天 X 72=756.97-2.5 X 72=577.0 毫米除最大24小時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 g =203.5 X 73.5%=149.6毫米第三天凈雨總量 h3 =203.5 X 26.5%=53.9毫米4. 主洪峰過程線的推求Qm

12、 =855秒立米，=2.38小時=2.4小時由附表6推理公式法（1988年修訂）全省綜合概化洪水過程線表所列i /及Qi/Qm，代入 ,Qm，計算得主洪峰過程線，并將i加時段降雨開始時刻31.0時，得出繪圖的對應(yīng)時刻，如表5:i/00.41.02.03.04.0i （小時）00.962.44.87.29.6Qi /Qm00.11.00.110.040Qi （秒立米）085.585594.0534.20相應(yīng)時刻（時）3030.9632.434.837.239.65、分段單元洪水過程線的推求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程線均分別概化為三角形，及其洪水總量Wi=1

13、000 hi F,洪峰流量Qmi=&2Wi)3600，底寬為（hi為各分段凈雨，即h前、h后、hi、h?、Wi、Qmi 為各分段單元洪峰過程的洪量和洪峰流量；t為單元降雨歷時；為主洪峰匯流歷時），其計算見表6:表6洪峰 序號凈雨起訖 時間 時時降雨歷時t（小時）凈雨量1 （第一天）02424149.6632808026.4.202426.42（前）24 3175.62368809.414.024 :30:32.43 （主洪峰）31 32.42.4181.176605309.68553031.4I 39.64（后）32.4 4815.6.8790164018243.932.4 :34.8:50.

14、45 （第三天）48 722453.9227997026.448.04850.474.4第3章興利調(diào)節(jié)計算1、基本資料（1 ）、由于灌溉和發(fā)電沒在用水要求方面沒有矛盾，采用灌溉用水作為水庫用水量。根據(jù)該地區(qū)灌溉試驗成果，經(jīng)過綜合分析計算，p=90%設(shè)計年的灌溉用水量如下表所示：表7設(shè)計枯水年（p=90% ）灌溉用水量成果表月份123456789101112全年用水量W用（萬mA3）92121352446588134107219182302179782800水庫水位Z與水庫面積之間的關(guān)系見下表:表8四丁水庫ZF曲線表Z（m）86878889909192939495969798F （萬mA2）01

15、02030374863788998105109114Z（ m）99100101102103104105106107108109110F （萬mA2）119124131144156176208229253280310（2）泥沙資料設(shè)計使用年限T=100年；本地區(qū)無實測泥沙資料，經(jīng)地區(qū)性分析計算得多年 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)屬于無資料地區(qū)，有關(guān)蒸發(fā)資料主要是通過查省水文圖

16、集得到。查省多年平均降雨等值線圖得：x=2200mm；省多年平均年徑流等值線圖得：y =1400mm；省多年平均水面蒸發(fā)等值線圖得：E測=i560mm ；水面蒸發(fā)器折算系數(shù)K=0.8 。根據(jù)縣氣象部門提供的資料分析，蒸發(fā)量多年平均年分配系數(shù)如下表: 表9月份123456蒸發(fā)月分配(%)5.64.76.37.59.39.2789101112全年1211.310.510.37.65.7100(b)滲漏資料：根據(jù)庫區(qū)水文地質(zhì)條件分析，該水庫屬于中等水文條件，滲漏損失按月平均蓄水量的1%計2、計算部分水位Z( m)面積F庫(萬m2)水位差 Z (m)容積 V (萬m3)庫容V (萬m3)1234586

17、0150871011558820125208930133.5459037142.578.59148155.51219263170.5176.59378183.52479489193.5330.595981101.5424961051107525.5971091111.5632.5981141116.5744991191121.5860.51001241127.59821011311137.51109.510214411501247103156116613971041761182.515631051.51745.51062081218.5194410722912412162.5108253126

18、6.52403.5109280129526701、計算并繪制水庫水位容積曲線表10:水庫庫容計算110圖23102965120位水80908505001000150020002500面積F (萬平方米)/庫容V (萬立方米)30003500950500OTT5TF VZ-Z2、死庫容計算初步規(guī)劃不設(shè)壩后式電站，死水位確定主要考慮淤積要求。3V 淤=0.8mM 蝕 FT=0.8 X 1 X 140X 42.3X 100=47.376 (萬 m )Z淤根據(jù)淤積庫容 V淤查水庫水位容積曲線得Z淤=89.8 (m)Z 死=89.8+1.5+2+仁94.3 (m)再根據(jù)水庫水位容積曲線查得:V死=357

19、 (萬m3)3、蒸發(fā)損失計算(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=0.8 X 1560=1248 ( mm)(3) 水庫的年蒸發(fā)損失量：E 水-E =1248-800=448 ( mm)表11:四丁水庫蒸發(fā)損失計算表月份123456789101112全年蒸發(fā)月分配(%)5.64.76.37.59.39.21211.310.510.37.65.7100蒸發(fā)損25.21.28.33.41.41.53.50.47.46.34.25.448失（mm）1126728601054、興利調(diào)節(jié)計算（1）求不計損失時的興利庫容：3 V

20、 興=1418.5-694=724.5 （萬 m ）（2）求時段末蓄水庫容：3V= V 興 + V 死=724.5+357=1081.5 （萬 m ）表12：四丁水庫不計損失的年調(diào)節(jié)庫容計算時間月來水量W來（萬 m3）用水量W用（萬 m3）W來-W用（萬 m3）刀（W來-W用）（月末）十3（萬m ）月末庫容V（萬 m3）棄水量C（萬 m3）備注+-1087750169.889222.110647272104.8212116.210487113164.22352187.88615244279.52446166.5694357:供水5642.958854.955412蓄水6712.8134578.

21、86349917475.2107368.210021082蓄滿有棄277.水8513.6219294.612971082295930418212214191082 :12210108.31302193.71225888供水1155.9179123.111027651262.897815.11087750合計349428001418.5724.5694694694（3）計入損失的列表計算I_II2V 興=刀（W 來-w 用）最大-C =1347.6-548.仁799.5（萬 m ）V= V 興 + V 死=799.5+357=1156.5（萬 m3）表13:四丁水庫計入損失的年調(diào)節(jié)庫容計算時 間

22、來水量W來（萬3 m ）用水量W用（萬m3）月末庫容V（萬m3）平均庫容V（萬m3）平 均 庫 水 面 面 積F蒸八、發(fā)量E（mm）3損失水量（萬m ）計入 損失 用水 量W用（萬m3）W來-W用（W來-W 用）（萬m ）計入 損失 的月 末庫 容V（萬m3）棄水 量c（萬m ）計入 損失 的月 末庫 水位Z（m）月蒸發(fā)滲漏共計+-75097778698.4169.99272773911425.12.97.4101023294575498.1210512171171911321.12.47.2101312691972897.9316435252461810828.23.16.293617225

23、3196.1428044635744198.833.63.34.48454174035794.3564358841238593.941.73.93.88596474740494.8671313499170211241.24.67.01214656761497199.974751071082103712753.86.810.4171243519651157166101.385142191082108213050.66.610.81723627712431157277101.3930418210821082130476.110.81710513481157105101.31010830288898

24、512446.15.79.916318209113894799.71155.9179765827118344.08.312191100381298.61262.97875075811525.52.97.610882697778698.4總 計3494280044852.293.714629461348800694548548第4章防洪調(diào)節(jié)計算4.1、基本資料1、根據(jù)第2章設(shè)計洪水過程線摘錄表:表14：時段0123456789101112設(shè)計 洪水P=1%0154.2504.6855759.7664.4569.1473.8378.5283.2187.9156.4140.7時段1314151617

25、1819202122232425設(shè)計125.109.93.878.62.546.939.343.64846444240洪水P=1%2、溢洪道設(shè)計方案初步規(guī)劃時，溢洪道寬度 B為30m和40m兩個方案進行比較。為了減少工作量, 現(xiàn)只對B=40m的方案進行計算，作為設(shè)計結(jié)果。溢洪道采用無閘門控制的實用堰。經(jīng)模型試驗，流量系數(shù)m=0.35( M=m2g)堰頂高程與正常蓄水位齊平。調(diào)洪計算起調(diào)時，假設(shè)汛前水位與溢洪道堰頂高程一致4.2計算部分1、計算并繪制水庫的qV關(guān)系曲線3/21q=MB h ,B=40m,m=0.35,M= m 2g =1.55根據(jù)不同庫水位計算h和q,再由圖2查得相應(yīng)的V，將計算

26、結(jié)果列于表15中，并 繪制qV關(guān)系曲線，如圖3。表15:水庫q=f(V)關(guān)系曲線計算水庫水位Z (m)101.3102102.5103103.5104104.5105105.5106總庫容V1157 11440150011560166017601830189019802080堰上水頭h00.71.21.72.22.73.23.74.24.7下泄流量q036.381.5137.4202.3275.1354.9441.3:533.7631.7圖3下泄流量與蓄水量關(guān)系00006秒每米方、0050040030020050010002500V(萬立方米)下泄流量與水位關(guān)系700600 -秒每米立(Q02Z單輔助曲線法表16四丁水庫單輔助曲線計算水庫水 位 Z （ m）庫容V總（萬 m3）溢流堰頂以上庫容V（萬 m3）vt（m3/s）下泄流量q（m3/s）q2（m3/s）3t 2（m3/s）101.31157P 00000102144028378636.318804102.5150034395381.5419