水文課程設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、洪水預(yù)報(bào)的目的意義 1\o"CurrentDocument"二、流域自然地理概況 1\o"CurrentDocument"三、水庫工程管理情況 1\o"CurrentDocument"四、產(chǎn)流方案的編制 21、確定前期影響雨量折減系數(shù)K 22、計(jì)算前期影響雨量P 4a3、繪制降雨徑流相關(guān)圖 5\o"CurrentDocument"五、匯流方案的編制 51、單位線的推求 5\o"CurrentDocument"2、單位線的時(shí)段轉(zhuǎn)換 8\o"CurrentDocument"六、產(chǎn)流匯流方案的編制 101、利用降雨徑流相關(guān)圖推求凈雨 102、水庫洪水過程線 10\o"CurrentDocument"七、體會與意見 12一、 洪水預(yù)報(bào)的目的意義洪水預(yù)報(bào)的目的就是預(yù)測短、中、長期河道洪水的發(fā)生與變化趨勢。準(zhǔn)確及時(shí)的水文預(yù)報(bào)在防范水旱災(zāi)害、保證工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、充分利用水資源以及發(fā)揮水利設(shè)施的作用等方面都具有重大意義。二、 流域自然地理概況該水庫位于東經(jīng)XX,北緯XX,第二松花江流域XX河水系，X河支流。集水面積541平方公里，流域南北長約36公里，東西寬約22.5公里。河流于XX鎮(zhèn)匯入X河，全長54.9公里，流域面積756.8平方公理，為水庫控制面積的1.4倍。整個(gè)流域內(nèi)沒有較大的廠礦、企業(yè)和水利工程，沿河兩岸灘地種植農(nóng)作物約占壩址以上流域面積的17.8%。水利設(shè)施有攔河壩和塘壩近40處，蓄水約150萬立方米，這些水利設(shè)施對汛期洪水影響不大，但對年徑流特性有所改變。該流域主要屬大陸性氣候，夏季常受太平洋季風(fēng)和臺風(fēng)的影響，雨水較多，多年平均降雨量為750~800毫米，6~9月流域平均雨量約占全年的80%以上．最大月雨量為371.1毫米（1960年8月），最大日雨量達(dá)132.5毫米（1957年7月）降雨分布很不均勻，多集中在7~8月，占整個(gè)汛期60%以上。冬季常受西伯利亞寒流影響，氣溫較低。結(jié)冰期約140天。多年平均溫度為4°C,水面蒸發(fā)約600毫米，春秋多風(fēng)而干燥，常出現(xiàn)5級以上的大風(fēng)。汛期洪水次數(shù)一般為2?8次，洪水歷時(shí)5~7天，最大日平均流量為190m3/s，瞬時(shí)最大流量為442m3/s。根據(jù)洪水調(diào)查，1951年洪峰流量為1250米m3/s，相當(dāng)于60年一遇的洪水。三、 水庫工程管理情況該水庫于1958年建成，1958年蓄水灌溉，1965年基本配套完成。1972年又進(jìn)行了輸水洞鋼板襯砌。涵洞口新建了高壓閘。1974年又在渠首修建了排洪閘，水庫的主體工程基本結(jié)束。水庫多年調(diào)節(jié)、總庫容2.34億m3。其中防洪庫容1.69億m3,興利庫容為0.7億m3,防洪與興利結(jié)合庫容0.24億m3,水庫最大設(shè)計(jì)入流量2421米m3/s，溢洪道最大下泄流量為200m3/s。過去,汛期水庫沒有分時(shí)段控制防洪限制水位,隨著工程配套的逐步完善和水稻灌溉的發(fā)展,水庫防洪與興利的矛盾日益突出,為了充分發(fā)揮水庫的效益,汛期6~9月份分為6月、7~8月、9月三個(gè)控制時(shí)段,提高了汛期防洪限制水位。到1973年水庫的灌溉面積,已經(jīng)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)14.4萬畝,1981年實(shí)灌面積17.6萬畝,超過設(shè)計(jì)效益22%以上。在汛期流域內(nèi)設(shè)置雨量點(diǎn),建立無線電通訊網(wǎng),直接傳遞雨情,大大提高了情報(bào)傳遞速度與精度,由原來的6~8小時(shí)縮短為20分鐘,使短期洪水預(yù)報(bào)更為準(zhǔn)確。因此，可預(yù)蓄水位0.30?0.5米，增加調(diào)節(jié)水量400?500萬m3。1981年泄洪洞建成，可參加泄洪50米m3/s，則預(yù)蓄水位1米。汛末結(jié)合天氣預(yù)報(bào)，逐步抬高水位,盡可能地使水庫蓄至正常蓄水位。自從1972年以來認(rèn)真分析水庫運(yùn)用資料，在研究洪水規(guī)律的基礎(chǔ)上，實(shí)行分期限制水位，13年來均每年多調(diào)蓄水量1017萬m3,累計(jì)多供水13000萬m3,多灌水22.7萬畝，累計(jì)創(chuàng)造造價(jià)值575萬元。四、產(chǎn)流方案的編制1、確定前期影響雨量折減系數(shù)K在歷年雨洪資料中選擇久旱無雨之后，降一場大雨產(chǎn)生徑流；由公式I=(P-R) ，可求得I值［或I二(P+P-R)］。m max m ma max表1：降雨徑流相關(guān)因素統(tǒng)計(jì)表序號流域平均雨量P/mm前期影響雨量Pa/mm徑流深R/mm序號流域平均雨量P/mm前期影響雨量Pa/mm徑流深R/mm123.49.42.3368662.465.8269.520.919.53753.954.447.8323.351.1&33849.74735.3446.539.713.73985.410.1653957.724.54038.738.57.8624.67021.44123.261.97.5736.855.727.24236.566.619.6

864.225.253.24382.51928.3939.919.94.94444.325.76.81029.250.911.34530.844.79.41134.825.95.94648.246.4121247.437.617.14724.441.19.81348.922.57.74832.343.716.714131.756106.54924.624.26.3159.329.96.15067.814.721.61631.9339.551579.910.51780.849.349.65256.524.214.11854.243.622.65358.317.719.4192725.34.35433.858.920.6203335.57.95560.831.815.62147.412.23.15627.417.92.82241.544.745754.715.7&12344.918.8105847.129.716.62431.6184.85921.242.37.1253837.611.160190.321.8136.12621.846.55.86142.638.35.52736.627.46.46223.239.53.42829.848.89.36357.213.312.62936.854.7236423.236.97.33016.831.612.56521.628.17.23140.413.23.96657.722.712.33266.319.513.46729.131.383352.947.527.56825.642.29.83481.534.236.26970.31916.33535.135.418.4該水庫站1957年至1973年的（17年）流域平均日最大蒸發(fā)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果：5月份為12.1毫米；6月份為10.5毫米；7月份為9.8毫米；8月份為7.6毫米；9月份為6.4毫米。根據(jù)表1分析，流域最大蓄水量I=79.4mm，取I=80mm。8月份的平均日蒸mm發(fā)量E為7.6mm。mE 7.6前期影響雨量折減系數(shù)K=1-―m=1一^^=0.905I 80m

2、計(jì)算前期影響雨量Pa由公式P =K(P+P)從P=0之日開始逐日計(jì)算。7月31日P值由7月a,t+1 a,t t a a降雨資料計(jì)算得出：P=12mm。表2按1965年8月份降雨資料計(jì)算P值，成果aa見下表；表2：前期影響雨量P值計(jì)算表a月日P(mm)Em(mm)KPa(mm)8111.97.60.90510.9272.77.60.90520.632.27.60.90580407.60.90574.450.67.60.90567.360.87.60.90561.479.27.60.90556.3811.37.60.90559.3907.60.90563.9100.57.60.90557.81120.27.60.90552.81207.60.90566.1130.37.60.90559.8140.67.60.90554.4153.37.60.90549.8161.87.60.90548.11707.60.90545.21807.60.90540.9190.57.60.90537200.97.60.90533.9212.97.60.90531.52207.60.90531.12307.60.90528.12407.60.90525.42507.60.905232607.60.90520.8270.67.60.90518.82841.27.60.90517.6296.77.60.90553.2304.27.60.90554.23107.60.90552.9由表中資料，8月1日，p=k(P+P)=0.905x62+0)=10.9mma,t+l a,tt同理，8月2日，P=0.905x(10.9+11.9)=20.6mma8月3日,P=0.905x(20.6+72.7)=84.4>10mm,取P=80mmaa8月4日,P=0.905x(2.2+80)=74.4mm,其余結(jié)果見表。a3、繪制降雨徑流相關(guān)圖在繪制前應(yīng)將各次洪水的流域平均雨量、前期影響雨量、徑流深計(jì)算成果匯編成降雨徑流相關(guān)因素統(tǒng)計(jì)表，統(tǒng)計(jì)表見表1，然后作相關(guān)圖；降雨徑流相關(guān)圖的繪制步驟：、以徑流深R為橫坐標(biāo)，流域平均雨量P為縱坐標(biāo)，將表1中降雨徑流相關(guān)因素統(tǒng)計(jì)表中的69個(gè)點(diǎn)繪在坐標(biāo)格紙中，并在各點(diǎn)標(biāo)上相應(yīng)的P值；a、通過原點(diǎn)作45°線，沿縱坐標(biāo)軸向上平移20mm、40mm、60mm分別作45°線的平行線。、將圖中所繪的任意兩點(diǎn)連成線段，根據(jù)兩點(diǎn)的P值大小，利用直線內(nèi)插a法在這條線段或線段延長線上標(biāo)出P=60的點(diǎn)。用此方法在圖中找出68個(gè)這樣a的點(diǎn)并標(biāo)出，觀察這些點(diǎn)的分布規(guī)律，通過這些點(diǎn)的點(diǎn)群中心畫一條曲線，曲線左側(cè)與縱坐標(biāo)軸相交，右側(cè)與上述45°線的平行線相切。、用同樣的方法，繪制P=0，P=20，P=40的曲線。a a a(5)、降雨徑流相關(guān)圖如圖1所示。五、匯流方案的編制1、單位線的推求表3：單位線計(jì)算成果表日期月日時(shí)時(shí)間(小時(shí))時(shí)段凈雨h(mm)流量過程(ms/s)部分徑流單位線q(ms/s)修正后q(ms/s)h1=3.8h2=1

（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）719200000863.81.91.905514616.86.30.516.61420611.19.41.724.724.7202616.113.62.535.835.88614.310.73.628.228.414612.910.12.826.62420612.49.72.725.520.821269.672.618.417.9868.46.61.817.415.81467.35.61.714.713.82066.24.71.512.412.122265.241.210.510.5864.33.21.18.48.41463.42.60.86.86.82062.92.20.75.85.3232621.40.63.73.7861.30.90.42.42.41460.60.40.21.11.1206000.1000合計(jì)4.8264250.5由公式1，Q=hh1q+曠q210210hQ二眉hQ二眉q1101

推出1h/10q2Q-(h/10)?qI2h/101例如7月q2Q-(h/10)?qI2h/101例如7月19日8時(shí)一行，1.93）行，第（6）列，h2qq— 1 — —51h/103.8/1011X510q二io=0"；第⑸列'￡-10qi=6.8-0.5=6.37）列，q2=3?8/310=16.6，將數(shù)據(jù)填入表格。同樣地，7月19日20時(shí)一行，第（6）列，h2q1X16.610」2 10 ="；第⑸列Q3hq2=w-=9.4，第⑺列，°3二眾二24.7，以此方法得到6Q3單位線。由于實(shí)測資料及凈雨推算具有一定的誤差，且流域匯流僅近似遵循倍比和疊加假定，分析法求出的單位線往往會呈現(xiàn)鋸齒狀，甚至出現(xiàn)負(fù)值，需作光滑修正但應(yīng)保持單位線的徑流深為10mm。檢驗(yàn)：單位線累加起來：Yq=264m3/s，集水面積F=541km2i修正前單位線徑流深：h= i = =10.54mm>10mm,需要F 541修正單位線，修正后Yq=土二=10X541=250.5i3.6At 3.6x6修正所求單位線：在方格紙中，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，單位線為縱坐標(biāo)，將所求單位線點(diǎn)繪在方格紙中，并用光滑曲線連起來。將圖中曲線適當(dāng)修改，使累加后的單位線之和等于250.5。修正前后圖紙見圖2.表4場次降雨徑流統(tǒng)計(jì)表日期月日時(shí)時(shí)間(小時(shí))時(shí)段凈雨(mm)流量過程(ms/s)部分徑流單位線q(m3/s)h1=7.7mmh2=2.5mmh3=1.8mm71920000867.71414018.21462.519.815.34.5019.92061.834.826.653.234.520266148.88.63.663.48635.513.515.86.217.514624.78.94.411.411.620619.513.42.93.217.4212617.210.74.42.113.986158.33.53.210.8146137.82.72.510.120611.57.12.51.99.222269.55.42.31.878684.51.81.75.81466.53.71.51.34.820652.71.21.13.523263.820.90.92.6862.51.30.60.61.71461.20.40.40.40.5206000.10.30242600.10合計(jì)12252.4不同次洪水分析的單位線常有些不同，有時(shí)差別還比較大，主要原因及處理方法如下：（1）洪水大小的影響大洪水流速大、匯流快，用大洪水資料求得的單位線峰高且峰現(xiàn)時(shí)間早；小洪水則相反，求得的單位線過程平緩，峰低且峰現(xiàn)時(shí)間遲?？梢葬槍Σ煌考壍臅r(shí)段凈雨采用不同的單位線。（2）暴雨中心位置的影響暴雨中心位于上游的洪水，匯流路徑長，洪水過程較平緩，單位線峰低且峰現(xiàn)時(shí)間偏后；若暴雨中心在下游，單位線過程尖瘦，峰高且峰現(xiàn)時(shí)間早?？梢园幢┯曛行奈恢梅謩e采用相應(yīng)的單位線。2、單位線的時(shí)段轉(zhuǎn)換（1）S曲線的推求將表3中修正后的單位線縱坐標(biāo)依次累加起來，得到S曲線的縱坐標(biāo)值。計(jì)算成果如下表：表5：S曲線計(jì)算成果表時(shí)間（小時(shí)）0612182430364248546h單位線q(m3/s)051424.735.828.42420.817.915.8S曲線(m3/s)051943.779.5107.9131.9152.7170.6186.4時(shí)間（小時(shí)）606672788490961021081146h單位線q(m3/s)13.812.110.58.46.85.33.72.41.10S曲線(m3/s)200.2212.3222.8231.2238243.3247249.4250.5250.5（2）、單位線時(shí)段轉(zhuǎn)換a、 在坐標(biāo)格紙中，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，累加的單位線為縱坐標(biāo)將表5中的點(diǎn)繪制在圖紙上，并用光滑的曲線連起來，此曲線即為S（t）曲線。b、 將S曲線向右平移5小時(shí)得到S（t-At）曲線。

c、 轉(zhuǎn)換后的單位線由公式q(At,t)=^t0[sC)-sC-At)]求出，其中At二6h,At 0At=5h,Is(t)-S(t-At)]由坐標(biāo)格紙中曲線每隔5h讀出的值相減求得。d、 SC)曲線及S(t-At)曲線圖見圖3.e、時(shí)段轉(zhuǎn)換后的5小時(shí)單位線計(jì)算成果如表6。表6：單位線時(shí)段轉(zhuǎn)換計(jì)算成果表時(shí)間(小時(shí))S(t)(ms/s)S(t-5)(m3/s)5h單位線m3/s(1)(2)(3)(4)0005404.8101249.615301221.6205530302585553630107.5852735128107.524.640145.51282145161145.518.650175.516117.455188.5175.515.660199.6188.513.3265210199.612.487021921010.875226.82199.3680233226.87.4485238.52336.690242.7238.55.0495246242.73.961002482462.4105249.42481.68110250.5249.41.32115250.5250.50表中第(2)列為sQ曲線上對應(yīng)時(shí)刻的讀數(shù)，第(3)列為S(-At)曲線上對應(yīng)時(shí)刻的讀數(shù)，第(4)列為所求的5小時(shí)單位線。例如表中第4彳丁，q(At,t)= 0Is(t)-S(t-At)]=(12-4)=9.6，其他計(jì)算結(jié)At 5果見表6。六、產(chǎn)流匯流方案的應(yīng)用1、利用降雨徑流相關(guān)圖推求凈雨用已知的降雨量和求出P值，在降雨徑流相關(guān)圖上找出對應(yīng)時(shí)段的凈雨深。a如時(shí)段1的降雨量為16.8mm,在縱坐標(biāo)上找到16.8mm的點(diǎn)，作橫坐標(biāo)的平行線，用直線內(nèi)插法在P=40和P=60之間找到P=53的點(diǎn)，向下作縱坐標(biāo)的平行線與aaa橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為所求凈雨深。時(shí)段2的降雨量為44.9mm，求該時(shí)段凈雨深時(shí),應(yīng)在時(shí)段2降雨量的基礎(chǔ)上加上前面時(shí)段的降雨量，用上述方法求累加降雨量的凈雨，再減去時(shí)段1的凈雨深，即為時(shí)段2的凈雨。用同樣的方法找到其余各時(shí)段的凈雨。2、水庫洪水過程線根據(jù)單位線的倍比假定，第1時(shí)段凈雨h=6mm是單位凈雨的0.6倍，所形成的部分徑流Q]'(t)=0.6q(t)，見表7中A列。第2時(shí)段凈雨h2=29.5mm所形成部分徑流晚一個(gè)時(shí)段，Q；(t+At)=2.95q(t),見表7中B列；同理，第3時(shí)段凈雨h3=50.5mm所形成部分徑流晚兩個(gè)時(shí)段，Q3'(t+2At)=5.05q(t)，見表7中C列。同理，求出其他各時(shí)段所形成的部分徑流，見表7中D、E、F列。按單位線的疊加假定，計(jì)算出口斷面流量過程：Q(t)=Q1'(t)，Q(t)=Q1'(t)+Q2'(t)，……，Q?§⑺=Q1'(t)+Q2'(t)+……Q6'⑺。c、入庫洪水過程線的計(jì)算成果如下表所示表7：入庫洪水過程線計(jì)算成果表項(xiàng)目各時(shí)段降雨量、凈雨量及其相應(yīng)的洪水過[程線疊加后凈雨形成的累計(jì)洪力C過程線時(shí)段1234561~1時(shí)段1~2時(shí)段1~3時(shí)段1~4時(shí)段1~5時(shí)段1~6時(shí)段雨量16.844.951.434.529.118.9凈雨629.550.534.529.118.9時(shí)段單位線ABCDEFJKLMN010000000024.82.902.92.92.92.92.92.939.65.814.205.82020202020101112131415161718192021222330362724.62118.617.415.613.3212.4810.89.367.446.65.043.962.41.681.32300.61821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.563.788.5106.279.772.66254.951.34639.336.831.927.648.5109.1151.5181.8136.4124.2106.193.987.978.867.36354.516.633.174.5103.5124.293.284.972.564.26053.84643.11427.962.987.3104.878.671.661.154.150.645.438.89.118.140.856.7685146.539.735.232.929.521.9 47.3 37.3 36.3 25.21821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.519.5 37.6 32.3 31.4 23.6 32.4 14.9 33.3 25.7 27.2 20.4 2.41.40.8180.611.725.522.821.717.71.47.13.98872012.18.56.7151817.413.78.35.84.6103819.214.711.54.93.8874.814.112.59.57.54.53.22.5568.20.8180.681.7110.1122.494.585.273.265.360.75446.843.337.532.125.922.517.313.18.15.83.91067.6130.2219.2273.9276.3221.6197.4171.4154.6141.9125.6110.6100.586.673.260.150.638.628.117.912.46.72585.8146.8252.3348.4379.8345.8290.6256.3227.1206.1185.6164.4146.5129.7110.592.476.361.445.531.620.712.54.63623.3146.8266.3376.3442.7433.1395.4334.9298.7267.2239.7215191.9168.5146.8123.8103.583.164.746.332101112131415161718192021222330362724.62118.617.415.613.3212.4810.89.367.446.65.043.962.41.681.32300.61821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.563.788.5106.279.772.66254.951.34639.336.831.927.648.5109.1151.5181.8136.4124.2106.193.987.978.867.36354.516.633.174.5103.5124.293.284.972.564.26053.84643.11427.962.987.3104.878.671.661.154.150.645.438.89.118.140.856.7685146.539.735.232.929.521.9 47.3 37.3 36.3 25.21821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.519.5 37.6 32.3 31.4 23.6 32.4 14.9 33.3 25.7 27.2 20.4 2.41.40.8180.611.725.522.821.717.71.47.13.98872012.18.56.7151817.413.78.35.84.6103819.214.711.54.93.8874.814.112.59.57.54.53.22.5568.20.8180.681.7110.1122.494.585.273.265.360.75446.843.337.532.125.922.517.313.18.15.83.91067.6130.2219.2273.9276.3221.6197.4171.4154.6141.9125.6110.6100.586.673.260.150.638.628.117.912.46.72585.8146.8252.3348.4379.8345.8290.6256.3227.1206.1185.6164.4146.5129.7110.592.476.361.445.531.620.712.54.63623.3146.8266.3376.3442.7433.1395.4334.9298.7267.2239.7215191.9168.5146.8123.8103.583.164.746.332.219.59.53.84498.1146.8266.3385.4460.8473.9452.1402.9349.7313.7279.4250.2224.8198172147.4123.9100.878.858.841.727142.55066.3表8水庫設(shè)計(jì)洪水過程線（一九七五年典型放大）年?月?日?時(shí)0.10.1