渭南某水库水文水利计算
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水利计算公式精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-1. 河床稳定计算及河相分析1.1. 河床稳定计算河床稳定指标可采用横向稳定指标、纵向稳定指标及综合稳定指标3种形式分析，以确定河道特性。
1.1.1. 河道横向稳定分析河道横向稳定系数按下式计算:b =Q 0.5J 0.2B式中：b 横向稳定系数； Q 造床流量，m 3/s ； J 河床比降；B 相当于造床流量的平摊河宽，m 。
1.1.2. 河道纵向稳定分析水流对河床泥沙的拖曳力与床面泥沙抵抗运动的摩阻力之间的相互作用，决定河床的纵向稳定性。
根据黄河水利出版社出版《治河及泥沙工程》中河道纵向稳定系数采用爱因斯坦水流强度函数按下式计算：ℎ=d ℎJ式中：ℎ纵向稳定系数；D 床沙平均粒径，mm ； J 河床纵比降；H 河流平摊水深，m 。
1.1.3. 综合稳定指标综合稳定指标是综合考虑河床的纵、横向稳定性。
建议采用的公式为h 2b *）（φφφ=1.2. 河床演变分析与河相关系调查工程区河道历史主流及河道变迁，分析工程区河道形态。
共分为蜿蜒型河道、游荡型河道两种形式。
蜿蜒型河段一般凹岸崩退，凸岸淤长，凹岸深槽和过渡段浅滩在年内发生互相交替的冲淤变化。
游荡型河道的河岸及河床抗冲性较差，从长距离来看河道往往呈藕节状，其中窄段水流归顺，有控制河势的作用，宽段则河床宽浅，洲滩密布，汊道交织，水流散乱，主流迁徙不定。
河道的平面状态可用“宽、浅、散、乱”四个字概括。
在水流长期作用下形成的河床，其形态有一定的规律，大量资料表明，表征河床形态的水深、河宽、比降等，与来水来沙条件及河床地质条件之间，有一定函数关系，这种关系便称为河相关系。
根据俄罗斯国立水文所提出公式，河道横断面河相关系公式为:HB =ξ 式中:ξ河相相关系数；B 造床流量下的水面宽（m ）； H 造床流量下的平均水深（m ）；（蜿蜒型河道ζ约为2~4，较为顺直的过渡性河段约为8~12，游荡型河道ζ约为20~30）2. 护岸结构设计2.1. 护岸顶高程确定根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）（以下简称《堤防规范》）要求，堤顶高程为设计洪水位加超高值确定。
水库水文计算全过程
2水文2.1流域概况××水库位于××西南方向，坝址高程1760m，径流面积0.78km2，主河长1.6km，平均坡降为88‰，流域平均高程1880m，径流量条形状。
××水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上。
河流自北向南，在坝址下游500m向西转，进入溶洞，流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见《××水库水系图》。
××水库流域地处中低山区，森林种类较多，主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前，森林林植被完好，覆盖率在80%以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。
2.2气象特性西洋江流域属中亚热带高原季风气候区。
夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，5～10间湿热多雨，水量充沛，其降水量占年降水量的85%左右，此期间又多集中在6—8月，占全年降水量的50%左右。
冬季，受周围山脉作屏障作用，阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（11—4月），据××县象站资料统计，多年平均降水量为1046.00mm，蒸发量（d=20m）为1637.6mm，多年平均气温为16.7℃，极高最高气温为36.7℃，最低为-5.5℃。
多年无霜期为306天，雨季相对湿率82%，绝对浊率19.9hp a，旱季相对湿度76%，绝页脚内容22对湿度10.8hp a。
以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。
该气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。
2.3年径流分析拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点，采用查径流深等直线图和移用西洋街（二）站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。
2.3.1移西洋街（二）站径流模数法西洋街（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473km2。
水利工程常用计算公式
水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、 明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u ＝ RiC 流量公式Q ＝Au ＝A RiC 流量模数 K ＝A RC 式中：C —谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f 21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数； f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用 ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=—；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=—；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=—；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=—；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
渭南某水库水文水利计算
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。
水库水文计算全过程
2水文流域概况××水库位于××西南方向,坝址高程1760m,径流面积0.78km2,主河长1.6km,平均坡降为88‰,流域平均高程1880m,径流量条形状;××水库属珠江水系西洋江流域源头支流,地处珠江流域与红河流域的分水岭上;河流自北向南,在坝址下游500m向西转,进入溶洞,流入其龙得河,又通过地下暗河进入头河,汇入西洋江,流域水系分布详见××水库水系图;××水库流域地处中低山区,森林种类较多,主要分布有灌木、杂草、杉木等植物,目前,森林林植被完好,覆盖率在80%以上,径流内有少量的泉点出露,来水主要靠地表径流;气象特性西洋江流域属中亚热带高原季风气候区;夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响,5～10间湿热多雨,水量充沛,其降水量占年降水量的85%左右,此期间又多集中在6—8月,占全年降水量的50%左右;冬季,受周围山脉作屏障作用,阻滞北方冷空气的入侵,使本流域干燥,凉爽少雨11—4月,据××县象站资料统计,多年平均降水量为1046.00mm,蒸发量d=20m为1637.6mm,多年平均气温为16.7℃,极高最高气温为36.7℃,最低为-5.5℃;多年无霜期为306天,雨季相对湿率82%,绝对浊率,旱季相对湿度76%,绝对湿度;以上结果表明,流域具有气候温和,降水量年际变化小,年内分配均匀,集中程度高,干湿分明的特点;该气候特点决定了径流由降水补给,径流与降水规律一致;年径流分析拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区,水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点,采用查径流深等直线图和移用西洋街二站径流模数两种方法分析,再作综合论证后取值;移西洋街二站径流模数法西洋街二站属国家基本水文站,观测内客有水位、流量、降水、蒸发,观制面积2473km2;该站有1964—2001年的流量统计系列,且该系列已具有一定的代表性,统计年限满足规范要求,用适线法将该径流系列进行频率计算,矩法初估参数,取倍比系数C5=,计算结果如表2-1由表2-1计算离势系数C V ： C V =1)1(221--∑=n k n i =则西洋街二站径流量统计参数如表2-2;表2-2××水库位于西洋街二 站的源头支流上,直线距离50km,虽然××水库控制面积远小于西洋街二站的控制面积,但彼此间为同一个流域,具有相同的气候条件,帮移用径流模数计算年径流量：×=万m3各种频率的年径流量如表2-3;量流（M3/S.月）重现期（年）频率（%）西洋街（二）站年径流量频率曲线图均值（Qo）:411.00（倍比）Cs/Cv=2.5采用值:Cv=0.330Cs/Cv=2.5均值（Qo）:411.03优选值：Cv=0.359995908070503020105.01.00.100.0120040060080010001200140016001800200010020105251020100100010000查径流深等直线图查××水文站1981年9月编制的××水文图集得××水库片区年降水量为1030mm,根据1995年编制的××水资源调查及水利区划成果报告可知,陆面蒸发量为600～770mm之间,××水库海拔较高,陆面蒸发取600mm,则由水量平衡公式得：径流深：1030-600=430mm径流模数：430×=43万m3/km2水库年径流量：43×=万m3查××水文图集得,水库坝址处降水变差系数C V=,偏差系数C S=2C V,则各种频率的年径流量如表2-3;表2-3由表2-3法可知,两种方法计算的多年平均径流量相近,只出入万m3;变差系数C V的取值也比较相近;为更合理取值,综合各因素,取用两种方法的平均值,则××水库年径流量如表2-4：表2-4设计年径流分配××水库无任何实测的水文资料,设计年径流分配移用西洋街二站典型年的分配,近同倍比法进行分配到月;在西洋街二站径流系列中分析选取1970-1971年作丰水年P=12,1976-1977年为平水年P=48,1980-1981年为枯水年P=87,则××水库年径流分配如表2-5：表2-5地下水径流量水库库区内有少量的地下泉点补给常年不断;本年11月8日测得流量为为s,12月1日测得流量为 m3/s;通过对碗厂村的几位老人的了解,通过他们对各时段的介绍,折算后得出各月的径流量如表2-6;表2-6××水库设计规模为小2型蓄水工程,年径流设计保证率取用P=75%,由该水库年径流量总分配如表2-7;表2-7水库蒸发××水库与××气候站同处于西洋江流域,两地均处于西洋江流域的分水岭上,两地相距直线距离34.5km,两地海拔高程虽然出入较大,但属同一个流域,有相同的气候条件,故水面蒸发量移用××气候站实测的蒸发量进行分析;该站有1954年至2002年的水面蒸发统计系列,用适线法将该系列频率计算,矩法估参数,点线配合情况见图;取C S=2C V;得均值为1637.61mm,C V=,各频率蒸发量如表2-8;频率（%）重现期（年）均值（Qo）:1646.15采用值:Cv=0.080Cs/Cv=2.0优选值：Cv=0.08均值（Qo）:1646.20（倍比）Cs/Cv=2.0流量（mm）100001000100201052510201004000360032002800240020001600120080040000.010.101.05.0102030507080909599广南（气）站年蒸发量（d=20cm(频率曲线图表2-8××水库设计规模为小2型水库工程,水面蒸发采用与径流量对应的保证率,选用P=75%,水面蒸发分配直接采用对应的年内分配,结果如表2-9;表2-9水库泥沙计算××水库及下游的西洋街二站均未进行悬段质泥沙观测,水库泥沙计算按正常运行年限的沉积泥沙估算：V d =N ·r rF =万m 3 取万m 3N —水库正常运行年限,取30年；r —平均侵蚀模数;库区土壤侵蚀主要以水力侵蚀为主,但库区植被好,植被率在80%左右,查土壤侵蚀强度分级标准得,轻度侵蚀的侵蚀模数为800T/km 2；F —水库径流面积； r 0—沉积物的容重,取m 3;渗漏损失坝轴区基底基岩均为灰白色厚层石英砂岩泥质粉矿岩、微弱含水层,岩层产状倾向上游,地层防渗性能好,无构造影响和不利组成;故库盆内不会有漏水现象有在,渗漏损失按中等地质条件,采用时段平均库容的1%计算;洪水计算××水库无实测的洪水资料,洪水计算根据××1994编制的××省暴雨洪水查算实用手册进行计算;、基本情况××水库径流面积F=0.78km2,主河长L=1.6km,河床平均坡降i=;水库洪水由库区径流的暴雨所形成,洪水与暴雨同频率;、洪水标准××水库主体工程为浆砌石坝,根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL－2000规定,工程等级为五等,设计洪水标准为20年一遇p=5%,校核洪水标准为200年一遇p=%;、设计暴雨计算1、设计暴雨历时、时段根据××省暴雨特点,设计暴雨历时取24h,时段△t取1h;查图暴雨等值图将径流集雨中心各种历时的统计参数值列于表2-9-1,并列出各种频率的设计点暴雨量;设计点暴雨量计算表2、计算点设计暴雨量的递增指数值,列于表2-9-2;H6p H24pN2p=—— N2p=——H1p H6p点设计暴雨量递增指数值其它历时点暴雨计算如下：H2－5=5%=H24p×4－N3p×6－N2p×t N2pH2－5=%=H24p×4－N3p×6－N2p×t N2pH7－23=5%=H24p×24－N3p×t N2pH7－23=%=H24p×24－N3p×t N2p3、进行的暴雨历时的a F1t值计算查××省暴雨区划图得,水库位于暴雨第十区,由××省分区综合时～面～关系表进行径流面积为0.78km2的各时段的a Ft值,见表2-9-3;4、按××省一日暴雨分区雨型表的十区排列次序,将H面t值排列下表2-9-4——2-9-5;二十年一遇暴雨净雨过程计算表2-9-4二百年一遇暴雨净雨过程计算产流计算1、确定产流渗数值查××省暴雨洪水查算手册的附图产流参数分区图可知,该工程的综合产流参数分别为：Wm=100mm,W T=82mm,Fc=2.2mm/h,E=3mm,△R=10mm;2、1h逐时段雨量计算,计算过程如表;汇流计算1、汇流系数与雨强的计算及取值;查汇流系数数分区图得：Cm=、Cn=;由表可算出,P=5%的最大3h净雨强度为60mm,P=%的最大3h净雨强度为,均超过非线性,经全省分析、设计、校核标准主净雨强度取值的规定：3h净雨强度取10mm;2、纳希瞬时单位线参数n、k值计算B=F/L2==M1=·J－·B－·i/10－=× =n==× 6013、时段单位线计算1由n、k值查St曲线查用表,将t/k、St分别列于表,并计算th值;表2-9-62由表2-9-6的计算结果绘制St曲线图;S(t)曲线3由St曲线图从t=0起,每隔1h读取St值,填入表2～9～10,按公式q=10F/计算出水库河流1h10mm时段单位线q列于表2-9-7;4、推求洪水过程1采用以下公式,由设计净雨和时段单位线推求设计洪水地表流量过程线;Q11－i=q i R1/10Q12－i=q i R2/10· ·· ·· ·· ·· ·· ·Q1m－i=q i R m/102基流流量计算根据水库径流区的地理位置,查最大基流量分布图,计算水库坝址断面的基流量;Q基=÷100×F=s3潜流流量计算潜流流量采用等腰三角形回加法,地表洪水起涨点潜流流量为零,第一时段为△Q潜,到地表径流终止点为三角形顶点,出现潜流洪峰流量Q潜m,此后递减;具体按以下公式进行计算：Q潜m=Σfc·F/t为地表洪水过程历时P=5%,Q潜m=××9=Q潜=Q潜m/t－1=P=%,Q潜m=××13=Q潜=Q潜m/t－1=××水库P=5%与P=%设计洪水计算成果列于表2-9-8——2-9-9,峰量值列于表2-9-10P=5%洪水过程计算表P=%洪水过程计算表表2-9-9表2-9-104绘制设计洪水过程线图012345367洪水过程线。
水文水利计算
水文水利计算1.水文水利计算(1)设计暴雨推求有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁(2)1)（5-1Ci济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95；Ai——各地类面积（km2）；Rp——设计暴雨量(mm)；Ei——各地蒸发量（mm），一般可采用4mm/d；hi——各地类暂存水量（mm），水稻田采用40mm，鱼塘采用50mm～100mm，河涌采用100mm；W1——水闸排水量（m3）；W2——截洪渠截流水量（m3）；W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）；T——排涝历时（s）；q1q2q3q4qF2)（5-2K；m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系）。
我省目前还没有关于排涝模数各项参数选取的统计分析。
建议参考湖北省平原湖区的分析：集雨面积大于500km2的涝区，K=0.0135，m=1.0，n=-0.201；集雨面积500km2以下的涝区，K=0.017，m=1.0，n=-0.238。
3)产流、汇流方法根据设计暴雨、设计雨型、设计净雨深，推求最大涝水流量和涝水过程，并依据蓄涝容积和蓄涝区限制水位（最高控制水位），进行涝区水量蓄泄平衡计算（排涝演算），通过试算推求排水流量。
这种方法适用于排水区面积大、蓄涝容积大、排水历时长的地区。
(3)果。
2.排涝工程布局及规模计算(1)调蓄水域的布局及规模1）对范围较大的平原涝区，有条件时可规划一定的河道、沟渠、湖泊、坑塘作为蓄涝容积。
蓄涝容积的规模应与排水闸、站规模的关系分析比较确定，平原区水面率可采用5%～10%；其他地区可稍低，或参考湖北等地取5万m3/km2～15万m3/km2的蓄涝率。
蓄涝容积一方面可以削减雨洪峰量，减轻排水负担，减小排水工程的规模，节约投资，另外还可以利用蓄涝容积进行养殖、航运，或建设成人工湖公园等。
2）正常蓄水位一般按照涝区内大部分农田能自流排水的原则来确定，布置于涝区低洼处。
水利工程常用计算公式
精心整理水利专业常用计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B 0δεm（2gH 03）1/2式中：m —堰流流量系数 ε—堰流侧收缩系数最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s2）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）； v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）； a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数； f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R n 1=n 2 0.2m ； （6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9； 6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定： 式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑wh—从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）；γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
附加压强水头按下式计算：式中：0γ—吼道断面中心半径（m ） 计算结果，须满足下列条件：式中： h a —计算断面处的大气压强水柱高（m ）； H v —水的气化压强水柱高（m ） 最小淹没深度S ，可按下式估算：式中：0γF —吼道断面的水流弗劳德数，000gh /V F =γ。
B —坝址处的河谷宽度(相当于坝顶的部仪)，m 。
L —蓄水后库区延伸长度(回水长度)，km(公里)。
H —最大坝前水深，m 。
K —按库尾蓄水断面与坝址蓄水断面之比采用的系数： l:lO 时，K=32；1:5时，K=27（2）根据淹没面积初估： V=HA/KV—水库总库容，104·m3(万立米)。
水利工程设计常用计算公式
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算:Q=B0δεm（2gH03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下:流速公式：u＝流量公式Q＝Au＝A流量模数K＝A式中：C—谢才系数,对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定,即C＝R—水力半径（m）;i—渠道纵坡;A-过水断面面积（m2）;n-曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用.逐段试算法的基本公式为△x=式中：△x——流段长度（m）；g——重力加速度（m/s²）；h1、h2——分别为流段上游和下游断面的水深(m）;v1、v2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s）；a1、a2—-分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；——流段的平均水里坡降,一般可采用或式中：h f——△x段的水头损失(m);n1、n2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时,则n1=n2=n；R1、R2—-分别为上、下游断面的水力半径（m);A1、A2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为（2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b0/h0=1.5—2。
5；（2）吼道中心半径与吼道高之比:r0/h0=1。
5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A1/A0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A0/A M=1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0。
1m—0。
2m；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0。
9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a处，a点的最大负压值按下式确定：式中：—前池内正常水位与最低水位之间的高差（m）；h0—吼道断面高度（m）;-从进水口断面至吼道断面间的水头损失(m);—因法向加速度所产生的附加压强水头(m）。
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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，干流全长，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，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%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。
3、资料的代表性审查。
因为坝址距水文站上游公里处，两处控制的流域面积相差不大（不超过20%），又因水文站具有50年的逐月径流资料，属长系列。
由上面的年径流差积曲线可知，该年径流系列的代表性较好。
二、设计表年法设计年径流量及其年内分配1、根据月径流变化情况，将水文年资料转变为水文年资料，即从每年3月到来年2月为一水文年。
2、利用水文比拟法将水文站的年径流资料转化为坝址处的年径流资料，即将参证站的年径流资料经过修正后移用于设计站，以流域面积和多年降水量为参变量，其中以流域面积为主要参变量，因为此流域无降水资料，所以只选用流域面积为参变量。
年径流的移置形式如下：式中： F1、 F2为坝址及水文站的年平均流量；F1、F2 为坝址及水文站的流域面积。
3、水库年径流频率计算见表附表1。
4、利用矩法计算、Cs、Cv ，其中计算的Cv=,Cs=， =。
5、选配皮尔逊Ⅲ型频率曲线，配线计算见表2-1，频率曲线见附图1。
经过多次配线和调整参数，发现当Cv=,Cs=时拟合较好。
6、年径流频率计算成果见表2-27、不同频率的年径流年内分配先选择取径流量与设计值相近的年份，再选取对工程不利的年份（即需水时径流量较枯，不需水时径流量又较大的）。
然后利用公式：K=Qp/Qd. 进行年径流年内分配，即缩放比K乘以各代表年逐月径流，得设计年内分配。
不同频率下的年径流年内分配过程见附表2。
其中：Qp----设计年径流量Qd----代表年的年径流量第三章洪水分析一、洪峰流量及洪量的频率计算1、资料转换,利用水文比拟法将水文站的洪峰流量资料转化为坝址处的洪峰流量资料,其转化形式为：Q设=( )水式中：Q设 Q水----坝址及水文站的洪峰流量。
F1，F2-----坝址及水文站的流域面积。
指数，因为该河的流域面积超过100km2,属中型河流，所以取。
2、经验频率计算转化后的洪峰流量资料属于不连序系列，由实测系列和特大值系列共同组成，作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在历史调查期N年内统一排位。
在该洪峰流量系列中，历史调查期N为111年，在调查期内发生两场特大洪水，即a=2；实测年n为51年，在实测年中无特大洪水发生，则有l=0。
N年内的a项特大洪水的经验频率用公式（3-1）计算，51项实测系列均匀分布在1-PMa 频率范围内，PMa为特大洪水第末项M=a的经验频率，实测系列第m项的经验频率利用式（3-2）计算。
3、配频率曲线，配线计算见表3-1，并点绘洪峰流量频率曲线见附图2。
经过多次配线，发现当Cv=1，Cs=3时拟合较好。
4、洪水频率计算成果表见表3-2。
由此计算可查附图2得20年一遇的洪峰流量为1330m3/s100年一遇的洪峰流量为2240m3/s1000年一遇的洪峰流量为3610m3/s二、绘制设计洪水过程线1、采用同频率放大法进行典型洪水过程线的放大，当选定控制时段为最大1日、最大2日、最大3日、最大4日时，按下列公式推求放大倍比：洪峰放大倍比RQm: RQm =Qmp/Qmd 最大1d洪量放大比R1: R1=W1p/W1d最大2d洪量放大比R2： R2=（W2p-W1p）/(W2d-W1d)最大3d洪量放大比R3： R3=(W3p-W2p)/(W3d-W2d)最大4d洪量放大比R4： R4=(W4p-W3p)/(W4d-W3d)典型洪水过程线绘于图3-1，典型洪水过程线的洪峰，不同时段的洪量乘以相应的放大倍比，得不同频率下的设计洪水过程线。
然后针对时段分界处出现的不连续可以用手修匀，则得不同频率下的设计洪水过程线亦见图3-2、图3-3、图3-4。
从图中推求得到不同时段的洪峰洪量见表3-3，不同历时洪量频率曲线见附图3洪水放大过程中需要说明的是，最大1天洪量包括在最大2天洪量之中，同理，最大2天洪量包括在最大3天洪量之中，最大3天洪量包括在最大4天洪量之中，得出的洪水过程线上的洪峰和不同时段的洪量，恰好等于设计值。
由于各时段的放大倍比不相等，放大后的过程线在时段分界处出现不连续现象，此时可徒手修匀，修匀后仍保持洪峰和各时段洪量等于设计值。
第四章兴利调节计算一、各种需水量计算1、城市用水城市供水每年按亿m3计，年内采用均匀供水，即每个月城市用水为s。
2、农业用水二、兴利调节计算（见附表4）1、代表段的选取利用差积曲线可选得代表段为水文年（1980-1981）—（1999-2000），即代表段的年数为20年，用这20年的径流系列求得的变差系数与总体的变差系数很接近，而均值与总体的均值相等，这说明这个代表段的选取是很合理的。
2、兴利调节计算水库死水位为，并且查水位-库容曲线图1-1 可得死库容为330×104m3,用水包括95%保证率下的城市供水和75%保证率下的农业用水,以及水库的月蒸发量和渗漏损失，其月蒸发量和渗漏损失分别按当月水库蓄水量的2%和%计，再根据来水进行兴利计算。
该设计为了全面考虑城市用水和农业用水，采用试算法进行兴利调节计算，先按不计损失进行计算，先假设一个库容V，因第一个月出现亏水，因此第一个月对应的库容是死库容，然后继续往下计算，遇到余水相加，遇到亏水相减，当算得的当月库容大于假定设计库容时，当月库容以假定设计库容计，当算得的当月库容小于死库容时该月库容以死库容计。
按照顺时序法进行计算，并求得各月平均蓄水量，然后按此平均蓄水量来计算水量损失。
然后再考虑蒸发渗漏损失，继续进行调节计算，计算后得到的库容如果能够满足95%保证率下的城市供水和75%保证率下的农业用水，且很接近，那么这个假定库容就是所要求的库容。
如果不满足则要重新假定库容，直到满足为止。
一般要调节两次以上计算出来的库容才比较准确，本设计在进行调节计算时，一共进行了三次调节计算，调节计算过程见附表3。
最终算的结果是正常蓄水位对应的库容是9997万m3，由水位~库容关系曲线可查得正常蓄水位也就是堰顶高程为，那么：兴利库容=正常蓄水位对应的库容是（9997万m3）-（死库容330万m3）=9667万m3在计算保证率的时候城市用水用的是月保证率，灌溉用水用的是年保证率，当城市用水有几个月不满足时，就计几个月不满足，在算保证率的时候用到以下公式：城市用水保证率=（代表段总月数-城市用水未满足的年份）/代表段总月数；当月初的蓄水量与本月来水量之和减去蒸发渗漏损失不能满足用水时，要首先用来满足城市供水，如果一年中有一个月的农业用水不能得到满足时，那么这一年的农业用水都不能得到满足，即该年为一个破坏年。
农业用水保证率=（代表段总年数-破坏的年数）/代表段总年数进行几次试算可知，假设不同的库容，可以得出不同的农业用水保证率，据此可以绘出库容保证率关系曲线，见图4-1。
由库容~保证率曲线可查得农业用水保证率对应的库容为（m3/s）.月，与进行多次调节的结果非常接近。
第五章防洪调节计算该水库泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，故本水库调洪计算采用静库容曲线进行调洪计算。
根据水库水量平衡方程：二、调洪演算（见附表5、附表6、附表7）利用列表试算法进行调洪计算，对任意的△t1时段，其Q1、Q2、q1、V1已知，需要求解q2和V2，其步骤是，假定水位Z2后，可以用Z2减去正常蓄水位（）求得堰上水头H，再从水力学书查得堰流系数m=, 断面为矩形，宽度为30米。
运用公式q泄= mBH3/2=64 H3/2计算得到堰顶泄流量，然后用q泄加上输水洞的泄流（70m3/s）就得到总的泄流量q总，然后求W出=（q总1+q总2）/2*△t，W入=（Q1+Q2）/2*△t，△V=（W入-W出），然后有V2=V1+△V，由水位~库容函数关系V21=×Z2，可得V21。
如果V2= V21，则说明水位假设正确；如果V2不等于 V21，则重新假设水位，直到V2等于V21。
算完以后，看最高水位处的来水量和泄水量是否相等，如果不接近的话，则需要在峰值附近内插一个时段，流量和时间都按直线内插，对假设段重新进行试算，如果不接近，则重新内插，直到来水量和泄水量不能在接近为止，此时的泄流量就是最大泄流量，水位就是水库最高洪水位，然后完成假设段后面的试算，就可以得到完整的泄流过程。
千年一遇、百年一遇、20年一遇的水库调洪计算都是按照以上步骤完成的。
从附表5中可以得到P=%时，qm=2065m3/s,此时V=13901×104立方米，校核洪水位Z设=。
从附表6中可以得到P=1%时， qm=此时V=×104立方米，设计洪水位Z设=。
从附表7中可以得到P=5%时qm=s,此时V=×104立方米，防洪高水位Z防=。
第六章结论一、水库特征水位和特征库容因为该水库泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，所以正常蓄水位与防洪限制水位重合。