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水文设计

工程水文

课程设计报告

1绪论………………………………………………第一章1.设计题目

2.设计目的及要求

3.设计任务

4.设计时间

第二章文字部分…………………………………………1

1.流域概况

2.水库简介

3.基本方法

4.结语

第三章图表部分……………………………………………7

1.表

2.图

第一章绪论

一、设计题目——东周水库防洪调节计算

二、设计目的及要求：

《工程水文学》课程设计的目的有三：

一是通过设计系统地掌握由暴雨资料推求设计洪水及调洪计算的基本方法和步骤。

通过对资料的收集、处理、计算、绘图和合理性分析等环节、全面锻炼学生综合运用所学专业知识的运用技能，以及培养学生独立思考、分析问题解决问题的能力。

二是进一步了解山东省现行的一套方法和有关图表的使用。

三是给学生一个水库指标复核演算的模式，以增加学生在生产第一线的实践能力。

三、设计任务：

1、由暴雨资料推求设计洪水。

2、由设计洪水演算出出库洪水。

四、设计时间——2006年3月6日—11日。

第二章文字部分

第一节流域概况

山东省新泰市东周水库位于泰沂山南区，柴汶河上游支流上，流域面积2，河道干流平均坡度J=0.0042m/m，干流长度L=30.9KMF=189KM。

设计流域内皆为山丘区，土壤为壤土和砂壤土，植被条件一般，每年7—9月份为该流域的主雨期，降水量可达全年的60%以上，多为气旋雨和锋面雨。

多年平均降雨量约为800mm，多年平均径流量约为340mm,多年平均最大二十四小时降水量约为103mm。

由于本流域水文要素观测资料较少，缺乏实测水文资料，本次设计按无资料情况进行。

第二节水库简介

3，防洪库容为740万m万8000东周水库为综合性中型水库，设计总库容为33，设计灌溉面积为13万亩，设计年发电量为m103m万，兴利库容为6630万度。

水库上游有三座小

（一）型水库，水库距新汶矿区、磁莱铁路约10KM，津浦铁路约80KM。

泄洪建筑物为开敞式溢洪道，溢洪道底（堰顶）高程为217.5m,堰顶净宽为40m,内设四孔闸门，闸门尺寸（宽×高）为10×12m。

根据国家规范（SDJ12—78规范），该水库为二等工程，大坝为二级建筑物，由此确定大坝的防洪设计标准为百年一遇（P=1%），千年一遇（P=0.1%）校核并以可能最大洪水作为保坝设计洪水。

水库方面的基本资料如下：

1）水库水位（G）与面积（F）、水库水位（G）与库容（V）关系曲线。

2）泄洪建筑物为开敞式溢洪道，溢洪道底（堰顶）高程为217.5m,堰顶净宽为40m,内设四孔闸门，闸门尺寸（宽×高）为10×20m。

3）假定泄洪道不设闸门控制运用：

水库汛期限制水位、兴利水位与溢洪道堰顶高程平起。

基本方法第三节

1）由暴雨资料推求设计洪水。

由于缺乏资料，水文分析计算采用图集法。

根据山东省水利厅暴雨洪水组编制的《山东省山丘区暴雨径流查算图》（1979年10月）中提供的方法及有关图表进行计算。

其中，设计暴雨量的时程分配采用分区设计雨型，取计算时段长2小时。

产流计算采用降雨径流相关法，汇流计算采用综合瞬时单位线法。

2）由设计洪水经过水库调洪验算，求出出库洪水即水库调洪计算采用单辅助曲线法。

第四节基本步骤

本次设计的具体任务是：

完成东周水库的设计洪水计算及东周水库设计条件下的防洪特征水位及库容的推求，进而确定出坝顶高程，各部分的具体步骤如下。

（一）水文计算部分：

1.设计暴雨的计算：

采用山东省暴雨参数等值线图推求，设计历时取24小时，先求设计标准的点雨量，再由点面关系换算为面雨量。

（1）设计点雨量的计算

由“山东省多年平均最大24小时降雨量等值线图”及“山东省最大24小时降水量变差系数Cv等值线图”，查流域中心处的XCv。

24,

=107mmCv=0.55（C=3.5C）XVS由Cs=3.5Cv，P=1％查“P-III型曲线模比系数Kp值表”求Kp=2.96.,由此得到东周水库百年一遇最大24小时设计点暴雨量。

.

=×Kp=107×2.96=316.72mm

Kp=2.96XX2424,P由“山东省三日暴雨换算系数K值图”查得三日换算系数：

K=1.25

×=1.25雨×量=K遇最大三日设计点年由此求得百一XX24,p3p316.7=395.9mm

（2）设计面雨量的计算：

2,设计历时T=24小时，3天查由流域面积F=189KM“山东省点面换算系数表”得：

3天设计面雨量24=0.9722,K=0.9811。

由此求得小时，点面换算系数：

KX24,P243d=388.4mm=307.9mm。

=K=KXXX3,p3d243,p24,P﹡﹒﹡（3）设计暴雨的日程分配：

按“山东省泰沂山南北区二小时雨型表”进行日程分配，查得：

-）=0.3580.5=28.2mm第一天：

=0.35（XXX24,P3,p1,p﹡）=0.65-第二天：

80.5=52.3mm

=0.65（XXX24,P2,p3,p﹡=307.9mm

=第三天：

XX24,P3,p

2．设计净雨量的计算：

根据“山东省暴雨径流关系使用范围表”，东周水库以上流域为大汶河流域，22，由此确定该流域的设计KM小于津浦铁路以东山丘地区且F=189KM300

相关图的第四号线，第四号线的+P-Y使用+P-Y=60mmP=40mm,I相关XXaaam关系见表1-3。

（1）设计净雨量的计算方法为：

第一天：

用+P查图Xa,p第二天、第三天：

用+I查图Xm

计算结果填入表：

（表一）

逐日设计净雨计算表

Ph备注日程XX+PaaP=40mma,p4028.268.212.1第一天=60mmIm号第四使用41.8

60

52.3

712.3

第二天线+XP～Y

a278.9

60367.9307.9第三天

（2）设计净雨的时程分配：

为了计算简单、山东省采用先计算逐日净雨量，然后将净雨量分配到各个阶段的方法求得各时段的净雨。

由“山东省泰沂山南北区二小时雨型表”，计算设计净雨的时程分配，填入表二。

表二见下页。

（表二）

设计净雨时程分配计算表

净净雨分配过程t=小时5

6

7

18

9

10

2

3

4

1112合

100%53.940.16.16.524.840.7412.1

12.130.040.023.0%7.010041.8

9.62.912.516.741.8天1.50.33.93.92.913.721.234.58.56.43.2%100第三4.20.810.910.98.138.259.196.223.717.88.9278.9

278.9

天

3、设计洪水过程线的计算：

（1）计算各日瞬时单位线参数M值：

各日根据净雨量及产流历时的不同，采用不同的单位线。

设计流域属于人黄山丘地区，M的计算公式为：

0.33-0.270.17-0.20JhM=0.24FTc12）F----流域面积（KM式中：

J-----干流平均坡度（m/m小数）

T-----该日的产流历时（小时）ch-----日净雨量（mm）

计算结果填入表三。

（表三）

逐日M计算表1

h（mm）tc）备日小时1

2F=189KM12.164.885第一天J=0.0042m/m

41.884.004第二天278.9

3.253

22

第三天

（2）推求各日采用的单位线：

查“山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M与2小时单位2，h=10mm,t=2小时的单位线，将其乘以线表”，得各日F=100KM

F/100=189/100=1.89，便得设计流域采用的单位线，填入表四。

（3）设计洪水过程线的计算：

首先求出各时段净雨形成的部分径流过程，将其迭加，即求得地面径流过程，再加入基流，即求得设计洪水过程线，其运算过程填入表四。

最后根据表四绘出洪水过程线图。

4、成果合理性分析：

合理性分析途径：

（1）与不同方法的成果比较。

（2）与当地历史调查洪水的成果相比较。

（3）与临近水文站根据实测资料计算成果相比较。

此次设计，因资料不足，该步工作暂不作具体分析。

5、设计洪水计算成果汇编：

通过分析论正后，此次设计采用瞬时单位线计算成果。

汇编情况填入表五。

表五见下页。

（表五）

东周水库设计洪水计算成果表

设计面雨设计净雨设计洪峰3/s）

（m27335738

设计标准

暴雨设计参数

（mm）

（mm）

CXV24

CXS

X243

h天24

h天3278.91700.282530.81082.8

P=1%P=0.1%

1070.55

1.925307.9463.7

388.4599.2

12.1431.6

PMP

920.0

1187.5

866.8

（1）涉及洪水过程线见表四，图（5备注）

（2）设计洪量指由三日设计暴雨的产流量

设计洪

（1）

6339.04921003520470

（二）水库调洪演算部分：

利用单辅助曲线法，将P=1%的设计洪水过程线进行调洪演算。

（1）根据表1-1，绘制水库特性曲线及水库蓄泄关系曲线。

（2）根据表1-1，计算并且绘制单辅助曲线。

（3）用单辅助曲线调洪演算。

（4）求设计调洪库容V,设计洪水位G,最大下泄流量q.mmm（5）在同一坐标中，绘制入库洪水和出库洪水过程线。

（6）求坝顶高程：

坝顶高程H=G设+h爬+△h

式中：

h爬=0.89△h=2.81

由调洪计算表知：

q=979。

再查图q=f（v）曲线得最大库容V总=3180万m33，则：

设计调洪库容V=3180-800=2380万。

已知起调库容V=800万mmm3。

m3/s，查q～z曲线，得：

设计洪水位=979m以qG设=224m。

m则：

坝顶高程H=G设+h爬+△h=224+0.89+2.81=227.7m。

因校核洪水未做，此次设计坝顶高程就取设计条件下的。

第五节结语

通过这次实习，使我们真实的了解了修建一项水利工程所必需的一些步骤。

使我们收集资料处理资料的能力得到了提高。

同时也使我们的分析问题解决问题的能力得到了提高。

实习是教学中的一个重要的环节，是对课本知识的必要补充和练习。

经过这次实习，我们对于课本上的一些知识得到了一些新的认识和更进一步的理解。

．

第三章图表部分

东周水库特性曲线表

水位（m）216.55

水面面积4孔全开泄量水位库容水面面积4孔全开泄量库容

332233/s）

（m（km（万m（））

（m/s）

（m）万m（km）

）

600

225.5

1360

217.50218.0218.5

0

226.0

4459

6.775

1488

925

2.448

2060

226.5227.0

5170

7.462

16201752

219.0219.5220.0220.5

1186

2.767

112170

227.5228.0

5951

8.137

19002040

1487

3.277

236310

228.5229.0

6798

8.820

21902348

221.0221.5222.0

1843

3.834

392

229.5

2492

2253

4.384

480572

230.0230.5

7714

9.156

26402816

2992222.5231.06758691

31464.926776231.5223.02718

3300890232.09729223.5

32385.481224.0996

224.51120

225.0

1236

3817

6.086

11表——

表1——3

东周水库以上流域暴雨径流关系表

X+Pa

径流深

X+P

径流深a

X+P径流深a

备注第四号线

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）

（mm）（mm）

50

4

190

111

243330

60

8

200

120

252340

2627013021035013

2718036018220139

281230902414837029038010033240157299390110167402503081201772604840057186130270

14019665280

20574150290

21430016083

22431092170

233

320

101

180

表1-（3）

东周水库单辅助曲线计算

水库水位（Z（m）217.5218.0

库容堰顶以上库容VV总33（万万mm））

V/△t下泄流量3（m/s）q（m

q/2q33/s）/s）（m

V/△t+

q/23/s）（m0184

800925

0125

0174

020

010

219.0220.0

11861487

386687

536954

112236

56118

5921072

221.0222.0

18432253

10431453

14492018

392572

196286

16452304

223.0224.0

27183238

19182438

26643386

776996

388498

30523884

225.0226.0227.0228.0

48084190301712363817618

58263659148850824459744

69454370517017526069876

817410205951204071545151

95052348599883311174229.06798

1092326406914230.0771496031320

124562992231.086917891109601496

14051

1650

8929

3300

12401

232.09729

41表——（）东周水库单辅助曲线法调洪计算（P=1%）

平均流量时段末的时段末的下总库容库水时流量时段

333（△间V/△t+泄流量（m（/s）万mt=）位（m）

（m/s）

332h）q/2（m/s）

/s）

（m（t）

00800217.50000

0-11.910.21.91.9

1-218.97921.310.512.2

2-336.070.14844.655.5

3-494.85314.3413282.5

4-521.973.35384.2201.95

5-625.86237.457.441.265

6-714.66428.0239.626.07

7-8225.511.924.588.976

8-9207.86.7522.64.4689

9-10

2.7601020.5

188.9

3.65

112.145121.96056.77113208.4814

10-1111-1212-1313-14

2.452.0529.4133.0

170.9154.4167.0281.8

18.616.818.230.6

267.1315

14-15

238.0

489.2

53.2

154.51161762.224

15-1616-17

211.0108.0

647.0684.7

70.3154

1863.56122.6119

17-1818-19

62.993.1

593.6552.7

134125

101.252050.21421

19-2020-21

112.075.8

539.7493.5

122111

19.508227.36923

21-2222-23

34.913.5

417.4336.8

94.136.6

243.437

23-24

5.4

305.6

33.2

2530.3372657.32

24-2525-26

16.943.8

289.3301.7

31.432.8

27107.4728215.81

26-2727-28

82.4162.0

351.3475.1

38.2107

29249.1530432.31

28-2929-30

465.0341.0

833.1959.1

215248

918.5531321578.1

30-3131-32

675.01248.0

1368.12257.1

377617

1700.333

32-33

1639.0

3279.1

834

1048.234588.9535

33-3434-35

1374.0819.0

3819.13659.1

979968

3180

288.183697.42937

35-3636-37

439.0193.0

3130.12527.1

796627

26.99387.539

37-3838-39

62.217.3

1962.31511.6

468360

2.965402.10241

39-4040-41

5.252.55

1156.9904.5

255234

421.934

41-42

2.00

672.5

152

431.9

42-43

1.9

522.4

118

224

1

图

）东周水库特性曲线（Z-V图12000100008000

Z水位m3）库容（6000万400020000234220228222216224218232226230214库容V

2

图东周水库特性曲线（Z-F图）109876

Z水位15系列43210232216228230218220222224226面积F

3图

（q=f（v）东周水库蓄泄关系曲线）3500300025002000

q下泄流量1系列150010005000120002000800040000100006000V库容

4

图东周水库调洪计算单辅助曲线16000140001200010000

1系列q下泄流量80002系列6000400020000234218*********216226228230232Z,V/t+q/2水位

5

图出库洪水过程线东周水库入库,18001600140012001000

1系列qQ,时段末的下泄流量流量8002系列600400200050353005104515204025-200t时间

6

图东周水库以上流域降雨径流相关图350300250Xp+Pa（mm）200

1系列150100500450400050100150200250300350径流深R（mm）