云南农业大学工程水文课程设计.docx

1、云南农业大学工程水文课程设计工程水文及水利计算课程设计天福庙水库防洪复核计算学 院： 水利水电与建筑学院 课程代码： 3091039 *班级专业： 2010级水利水电工程 学 号： * *天福庙水库防洪复核设计一、设计任务天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降1.06%，总库容6367万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。1975年技术设计时，水文系列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务，是在延长

2、基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是：1选择水库防洪标准。2历史洪水调查分析及洪量插补。3设计洪水和校核洪水的计算。4调洪计算。5坝顶高程复核。二、流域自然地理概况，流域水文气象特性（一）流域及工程概况天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6，总库容6367万m2，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝，坝前河底高程348m，坝高63.3m，电站总装机6040kw。水库死水位378m，死

3、库容714万m3，正常蓄水位409m，相应库容6032万m3。设计洪水位（P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程411.3m。库区吹程1000m。（二）水文气象资料1.气象特征。天福庙流域地处亚热带季风区，四季分明，夏季炎热多雨，冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，气温年内变化较大，无霜期长。多年平均气温16.8，历年最高气温达40，最低气温-12，平均风速1.2m/s,多年平均最大风速15.5m/s，风向多为NE。流域多年平均降水量1036.3mm，流域暴雨频繁，洪水多发，4-10月为汛期，汛期降雨量占全年降雨量的86.7

4、%左右，尤其以7月最大，占全年的19.5%。月降雨量最少是12月，仅占全年的1.3%。2.水文测站。黄柏河干流上1958年设立池湾河水文站，1971年设立小溪塔水文站，1961年在东支设立分乡水文站。天福庙水库建成后，先后开展了降雨、水位、泄流观测，有比较完整的运行资料。分乡水文站是重要的参证站，控制流域面积1083.0km2。3.分乡站历史洪水。根据1982年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的审定结果，分乡站洪水的排位为1935年、1984年、1826年、1930年、1958年，资料可靠，可直接采用。经审定认为，分乡站1935年洪水1826年以来的第1位，重现期为176年，1984年洪水于1

5、826年、1930年洪水相当，分别确定为1826年以来的地2-4位，1958年洪水为1826年以来的地5位。分乡站历史洪水成果见表KS11。表KS11 分乡站历史洪水成果:序号年份洪峰流量 （m3/s）1d洪量（108m3）3d洪量（108m3）重现期备注1193546831.02681.53021762198437391.07381.666431826不能定量41930不能定量5195828201.22011.9500三、防洪标准选择表3-1 水利水电枢纽工程的等级：工程等级水库防洪治涝灌溉供水水电站工程规模总库容（108m3）城镇及工矿企业的重要性保护农田（万亩）治涝面积（万亩）灌溉面积（

6、万亩）城镇及工矿企业的重要性装机容量（104kw）一大（1）型10特别重要500200150特别重要120二大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030三中型1.00.10中等100306015505中等305四小（1）型0.100.01一般30515350.5一般51五小（2）型0.010.001530.51表3-2 水库工程建筑物防洪标准：水工建筑物的类别防洪标准重现期（年）山区、丘陵区平原区、滨海区设计校核设计校核混凝土坝、浆砌石坝及其他水工建筑土坝、堆石坝一100050050002000可能最大洪水（PFM）或10000500030010020001000二5

7、001002000100050002000100501000300三100501000500200010005020300100四50305002001000300201010050五30202001003000200105020依据天福庙库容量，根据防洪标准GB 50201-94查得天福庙水库工程等级为三级，其防洪标准为：设计T=50年，校核T=500年。四、峰、量选样及历史洪水调查1、天福庙水库坝址19591977年峰、量系列更具分乡站资料换算得到，洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积的一次方换算。即：=（553.6/1083.0）=0.63931 =0.51117 =0.5111

8、72、天福庙坝址19782001峰、量系列直接采用天福庙入库洪水计算。3、分乡站历史洪，并按公式换算天福庙水库峰量，填入表中4.1根据19782001年峰量关系得1d，3d洪量（见表格）。由于1984年洪水于1826年、1930年洪水相当，且为1826年以来的地24位，故设 =2385 m3/s， =2380 m3/s 4、天福庙水库洪峰、洪量系列：见KS1-1。表：4-1 天福庙水库洪峰、洪量系列年份洪峰Qm（m3/s）1d洪量W1（108m3）3d洪量W3（108m3）年份洪峰Qm（m3/s）1d洪量W1（108m3）3d洪量W3（108m3）195818030.62370.9968198

9、05710.17250.209219591310.04340.066419811260.08410.124119602660.09210.138019825820.21270.317219612000.06640.102319834370.21240.322319626400.19990.2924198423890.54890.8518196310360.37270.572519851210.06130.130719644520.13140.131419862180.09790.192419655190.14520.230019874380.16770.286419661890.08170.1

10、25319882220.11540.179019677740.18760.285219895920.22290.318919688380.28320.659419906340.12090.179019694280.15140.221319918040.23340.315819705980.22330.310319928510.26350.328819713890.16810.287719934250.11950.18241972640.03630.079719941670.11770.213119734450.14570.223319952610.09850.186019742400.0813

11、0.158919964870.23410.433419758480.14830.248019975440.13830.318619762720.09310.138019989740.22620.413519771620.09150.179519991700.07340.168619782990.15250.281220006130.21130.315719796340.28800.539320014710.19130.2986图4-1根据以上峰、量关系计算历史洪水的1d、3d洪量：例如：1935年：由Qm=4680 m3/sW1=0.0002042*Qm+0.07096=1.0266108m3

12、W3= 0.0002983*Qm+0.1341=1.5301108m3依次计算填入表4-2表4-2 分乡站与天福庙峰、量换算年份洪峰流量(m3/s)1d洪量(108m3)3d洪量(108m3）1935分乡站46801.02661.5301天福庙29920.52480.78211984分乡站 37391.07381.6664天福庙23890.54890.85181826分乡站天福庙23850.55500.85801930分乡站天福庙23800.55700.85981958分乡站28201.22011.9500天福庙18030.62370.9968五、设计洪水计算1、对天福庙坝址峰量1d、3d系列

13、进行频率计算，推求出各种设计频率的实际峰量及1d、3d的设计洪量由统一样本法, （%），分别计算洪峰Qm,W1,W3的频率考证期至今：N=2001-1826+1=176实测洪水系列：n=44N年中的特大洪水：a=5n年中的特大洪水：l=2表5-1 洪峰洪量计算表：年份洪峰Qm排队序号经验频率(Q-Q)2一天洪量排队(W1-W1)2三天洪量排队(W3-W3)2PMPm19352989298910.56%6143171.50.52480.62370.2080.78210.99680.524219842389238921.13%3528920.80.54890.5570.15160.85180.85

14、980.344518262385238531.69%3513908.50.5550.5550.150.8580.8580.342419302380238042.26%3495188.10.5570.54890.14530.85980.85180.335219581803180352.82%1670665.40.62370.52480.12750.99680.78210.2594合计119461194618351854.22.80942.80940.78244.34851.80571959131103635.08%276194.60.04340.37270.0420.06640.65940.14

15、94196026697447.34%214871.40.09210.2880.01450.1380.57250.0898196120085159.60%1159690.06640.28320.01330.10230.53930.0711962640848611.86%113934.70.19990.26350.00920.29240.43340.025819631036838714.12%107283.90.37270.23410.00440.57250.41350.01981964452804816.38%861670.13140.23340.00430.22230.32880.003119

16、65519774918.64%69454.50.14520.22620.00340.230.32230.002419661896401020.90%16781.20.08170.22330.00310.12530.31890.002119677746341123.16%15262.70.18760.22290.00310.28520.31860.002119688386341225.42%15262.70.28320.21270.0020.65940.31720.00219694286131327.68%10514.90.15140.21240.0020.22130.31580.0018197

17、05985981429.94%7663.60.22330.21130.00190.31030.31570.001819713895921532.20%6649.10.16810.19990.0010.28770.31030.00141972645821634.46%5118.30.03630.19130.00060.07970.29860.000719734455711736.72%3665.40.14570.18760.00040.22330.29240.000419742405441838.98%1125.10.08130.172500.15890.28770.00021975848519

18、1941.24%730.14830.168100.2480.28640.000219762724872043.50%550.30.09310.167700.1380.28520.000219771624712145.76%1556.90.09150.15250.00020.17950.28120.000119782994522248.02%3417.30.15250.15140.00030.28120.2480.000619796344452350.28%4284.70.2880.14830.00040.53930.230.001819805714382452.54%5250.10.17250

19、.14570.00050.20920.22330.002519811264372554.80%53960.08410.14520.00050.12410.22230.002619825824282657.06%6799.30.21270.13830.00090.31720.22130.002719834374252759.32%73030.21240.13140.00130.32230.21310.003619851213892861.58%147520.06130.12090.00220.06130.20920.00419862182992963.84%44714.40.09790.1195

20、0.00230.19240.19240.006519874382723066.10%56862.10.16770.11770.00250.28640.1860.007519882222663168.36%59759.60.11540.11540.00270.1790.18240.008219895922613270.62%62229.20.22290.09850.00480.31890.17950.008719906342403372.88%73147.40.12090.09790.00490.1790.1790.008819918042223475.14%83207.90.23340.093

21、10.00560.31580.1790.008819928512183577.40%85531.60.26350.09210.00570.32880.16860.010919934252003679.66%963840.11950.09150.00580.18240.15890.01319941671893781.92%103335.10.11770.08410.0070.21310.1380.018219952611703884.18%115911.50.09850.08170.00740.1860.1380.018219964871673986.44%117963.30.23410.081

22、30.00750.43340.12530.021819975441624088.70%121422.80.13830.07340.00890.31860.12410.022119989741314190.96%143988.20.22620.06640.01030.41350.10230.029119991701264293.22%147807.80.07340.06130.01130.16860.07970.037320006131214395.48%151677.40.21130.04340.01540.31570.06640.04262001471644497.74%199324.60.

23、19130.03630.01730.29860.06130.0447合计191322778567.76.55810.230810.72530.6984均值510.5均值0.1677均值0.2728Cv0.81Cv0.59Cv0.6根据基本公式： 分别求得： = 0.81洪峰流量选配： 由, 分别取Cv=0.80, 进行配线，记录在表5-2中。表5-2 洪峰流量理论频率曲线选配表：频率P(%)第一次配线第二次配线,Cv=0.80,Cs=3.0Cv=2.4,Cv=0.80,Cs=2.5Cv=2.0KpQpKp Qp(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)13.814.0120473.613.85196552.012.5913222.002.581317101.262.0010211.302.031036200.541.437300.611.48756300.131.105620.201.1659240-0.130.90459-0.070.9448050-0.340.73373-0.290.7739360-0.500.61