水文水利计算课程设计

水文水利计算课程设计（优秀）

2007-12-16 11:44:09| 分类：专业相关| 标签：|字号大中小订阅

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。

3、资料的代表性审查。

因为坝址距水文站上游1.5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=0.36,Cs=0.8，=12.17。

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=0.4,Cs=0.8时拟合较好。

6、年径流频率计算成果见表2-2

7、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=( )0.67Q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。

0.67---------指数，因为该河的流域面积超过100km2,属中型河流，所以取0.67。

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/s

100年一遇的洪峰流量为2240m3/s

1000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