陂下水库设计洪水工程水文学课程设计.docx

1、陂下水库设计洪水工程水文学课程设计水文学课程设计课程名称： 工程水文学 题 目： 陂下水库设计洪水 学 院： 土木工程 系： 水利水电与港口工程专 业： 水利水电工程 班 级： 2012级 学 号： 学生姓名： 起讫日期： 2014.06.23 2014.06.27指导教师： 职称： 高工二O 一四年六月第1章基本资料 11.1工程概况 11.2设计资料 1第2章设计要点 32.1设计标准 32.2确定流域参数 32.3设计暴雨 32.4损失参数 112.5汇流参数 112.6设计洪峰流量推求 112.7设计洪水过程线 13第3章设计成果 1820第4章成果合理性分析 19附录第1章基本资料1

2、.1工程概况1.1.1水库概况陂下水库位于福建省长汀县四都乡， 与江西省毗邻。坝址位于汀江支 流濯田河的小支流陂下河上。濯田河水力资源丰富，经流域规划，提出水力发电四级 开发方案，陂下水库为一级龙头水库。根据地形、地质条件，总库容初估约为 50006000万m3，属中型水库，装机容量5000kW左右，属小型电站。水工建筑 物为三级建筑物，大坝为砌石坝。1.1.2流域概况陂下水库坝址以上流域面积166 km2，流域为山丘区，平均高度 500 m，主 河长30. 4 km,主河道平均比降7. 82 %。流域内植被良好，土壤以红壤土为 主。流域内雨量丰沛，多年平均降雨量 1617. 5 mm，主要集

3、中在四九月，其中 四六月份以锋面雨为主，七九月份以台风雨为主。流域内多年平均径流深 981mm,多年平均陆面蒸发量636. 5 mm,多年平均水面蒸发量990 mm。1.2设计资料1.2.1资料概况陂下水库坝址处无实测流量资料，流域内也无实测雨量资料。坝址下游约 1km处有四都雨量站，具有19561975年实测降雨系列。陂下河1973年5月31 日发生过一场特大暴雨，四都站实测最大一日雨量 332. 5 mm，经调查，重现期约为80100年。流域附近有观音桥、官庄、上杭、桃溪、杨家坊水文站及长 汀、新桥、铁长、庵杰、四都、濯田等雨量站。资料情况见表 1 O其它资料：水利水电工程设计洪水计算手册

4、， 福建省水文手册、龙岩地区简 易水文手册、龙岩地区水文图集。1.2.2设计资料1 .各水文站站有关资料年限统计表，见表 1 O2.暴雨资料长汀、四都、濯田站实测短历时暴雨资料，见表 2o3.福建省暴雨点面折算关系，见表 3o4.福建省设计暴雨时程分配，见表 4。5.福建省次暴雨强度i次和损失参数卩关系，见表5。6.降雨历时等于24小时的径流系数a值表，见表6o7.福建省汇流参数 m经验公式，见表7。8.汇流参数 m 值查用表，见表 8。9.10。福建省 24h 暴雨洪水概化过程线系数表，见表 9。10.福建省龙岩市和江西省赣州市部分水文站洪峰流量分析成果表，见表第2章设计要点2.1设计标准根

5、据工程规模确定设计洪水标准，包括设计洪水标准和校核洪水标准。该水库为三级建筑物，大坝为砌石坝，设计标准为 50年一遇，校核标准为500年一遇。2.2确定流域参数根据万分之一地形图，坝址以上集水面积 F为166 km2，主河道长度L为30.4km，主河道河底比降为7.83%。2.3 设计暴雨2.3.1暴雨递减指数n2根据长汀雨量站各种历时T=3h 6h、12h、24h实测最大雨量系列进行频率 分析，其中1966年暴雨可以认为是1936年以来最大。求出P=0.2% 1% 2% 10% 20%S计雨量Hp，并化为降雨强度iTP，在双对数纸上点绘T和iP关系， 并图解出暴雨递减指数n2。表2-1 长汀

6、3h降雨量经验频率成果表序号降水量（mm）经验频率（%）序号降水量（mm）经验频率（%）1154.42.41150.152.4295.59.51250.157.1364.114.31347.961.9463.419.01446.566.755723.81545.471.4656.528.61643.376.2755.933.31741.881.0853.738.11841.185.7952.242.91939.690.51051.347.62024.995.2经计算，Ex=54.2mm Cv=0.39调整后得：图2-1表2-2 长汀6h降雨量经验频率成果表序号降水量（mm）经验频率（%）序号降

7、水量（mm）经验频率（）1174.72.4116052.421309.51259.557.1396.914.31358.561.9496.619.01456.266.7579.223.81552.971.4678.128.61652.576.2764.233.31751.281.0864.138.11849.385.7962.242.91946.490.51060.647.62037.595.20.01 0 05 O S 1 2 S 10 20 30 40 50 60 70 3D 90 9S 90 9999.5 S& 9 99 鱒频率经计算，Ex=68.8mm Cv=0.4调整后得：长汀6h流

8、量频率曲线0 01 0 05 0 5 1 2 5 10 20 30 40 SO 60 70 3D 90 95 &S 99 M.S 99 9 99 M图2-2表2-3 长汀12h降雨量经验频率成果表序号降水量（mm）经验频率（%）序号降水量（mm）经验频率（%）1178.82.41975.552.82141.75.62074.655.63129.88.32174.158.34113.711.12273.261.15111.113.92369.163.96106.616.72467.566.77106.419.42565.569.4810022.22662.672.2998.525.02759.3

9、75.01097.227.82858.777.81195.630.62957.780.61292.533.33057.483.31389.836.13153.386.11489.438.93253.288.91585.841.73352.791.71683.544.43451.794.41777.447.23551.597.21877.150.0长汀12h流量频率曲线图2-3表2-4 长汀24h降雨量经验频率成果表序号降水量（mm）经验频率（%）序号降水量（mm）经验频率（%）1219.62.420102.451.32167.75.121101.853.83148.27.722100.756.

10、4414410.32395.459.0513912.82495.161.56138.915.42593.664.17137.317.92690.466.78133.620.5278969.2912223.12886.671.810116.825.62984.974.411115.828.23079.576.912113.730.83176.779.513112.833.33270.382.114112.535.93369.984.615112.338.53466.287.216108.541.03561.189.717104.343.63659.592.318103.446.23758.394

11、.919102.748.73856.997.4经计算，Ex=104.9mm Cv=0.31调整后得：长汀24h流量频率曲线34032Q3002S02024D220200180160140120100806040200S0 01 0.05 0 5 1 2 5 10 20 30 4Q 5Q 60 70 80 90 95 90 99 &9.5 99.9 99 99图2-4表2-5 长汀设计雨量成果表（mm7(%)T(h0.2121020CvCs/Cv3214.66164.7142.4192.671.520.513.56229.92180.26158.86109.1587.720.503.512240

12、.2195.08175.28127.84106.290.383.524264.67221.1201.7154.11131.680.344.0表2-6 P=0.2%长汀降雨强度表T（ h）设计雨量（mm）降雨强度（mm/h）3214.6671.566229.9238.3212240.220.0124264.6711.03表2-7 P=1%长汀降雨强度表T(h)设计雨量（mm）降雨强度（mm/h）3164.754.96180.2630.0412195.0816.2624221.19.21表2-8 P=2%长汀降雨强度表T(h)设计雨量（mm）降雨强度（mm/h）3142.4147.476158.8

13、626.4812175.2814.6124201.78.40表2-9 P=10%长汀降雨强度表T(h)设计雨量（mm）降雨强度（mm/h）396.630.876109.1518.1912127.8410.6524154.116.42表2-10 P=20%长汀降雨强度表T(h)设计雨量（mm）降雨强度（mm/h）371.5223.84687.7214.6212106.298.8624131.685.49y 二-0. 7567x+l.8489 y = -0. 7081x+l. 71480.2 Q i i i i i i i i0 0.2 0.4 0.6 0. B 1 1.2 1.4 L. 6历时/

14、1雄(T)吗10%谀li (0. 2艸一第性（1W 性-tttt (1W)兢悄图2-5根据长汀站降雨强度与时间对数关系曲线，见图 2-5，解出暴雨递减指数n2并求其平均值，压压/5=0.82为最终的暴雨递减指数。2.3.2四都站24h设计暴雨计算根据四都站实测日最大雨量进行频率分析，其中 1973年暴雨须作特大值处 理，求出设计日雨量，再按经验关系： H24,p =1.14H日,p，换算为24h设计雨量。 表2-11 四都最大一日降水量经验频率成果表序号降水量（mm）经验频率（%）序号降水量（mm）经验频率（%）1332.51.0118952.42171.89.5128657.13130.11

15、4.31384.261.94121.219.01483.866.75118.923.81583.471.46110.428.61677.376.27108.233.31774.681.08108.238.11865.185.7993.442.91955.290.5109047.62054.395.2经计算，Ex=97.4mm Cv=0.37调整后得：2.3.3设计雨力SP当P=2谢，根据公式求出设计雨力 SP = H24,p父24n2=175.68mm当P=0.2% 时，sP =H24,P x24n2jL为 278.46mm2.3.4求各种历时设计雨量利用暴雨公式：Ht,p = H24F 汽2

16、4“214 （ 1h 兰t 兰 24h）推求 1h、3h、6h、24h设计雨量。表2-13 P=2% 时各种历时设计雨量表T（ h）13624H,p (mm)175.67214.49239.02303.34表2-14 P=0.2% 时各种历时设计雨量表T（ h）13624H,p (mm)278.41340.02378.90480.862.3.5陂下水库坝址以上流域面平均设计雨量及时程分配直接移用四都站设计雨量，按福建省暴雨点 面折算关系求陂下水库各种历时流域设计面平均雨量按福建省水文手册中24h设计暴雨典型分配推求设计暴雨时程分配 （表3）查表并由内插法算得：表2-15 陂下水库坝址以上流域点

17、 面折算系数成果表T（ h）13624折算系数0.8130.8490.8900.948表2-16 P=2%时设计面平均雨量表T（ h）13624设计面平均雨量 （mm）142.81182.10212.73287.56表2-17 设计暴雨时程分配表（p=2%） （ mm）日程最大24小时时段历时662136占H1 %100占(H3-H1) %100占（H6-H3）%100占（H24-H6）%204238设计暴雨过程15.9731.4339.292142.8130.62828.44表2-18 P=0.2%时设计面平均雨量表T (h)13624设计面平均雨量 （mm）226.39288.68337.

18、22455.86表2-19 P=0.2%时暴雨时程分配表 （mm）日程最大24小时时段历时662136占H1 %100占(H3-HJ %100占（H6-H3）%100占(H24-H6) %204238设计暴雨过程23.72749.82662.288226.38748.54645.08236 求设计净雨过程按福建省水文手册规定，24h设计暴雨不扣损，直接将设计暴雨过程作为设 计净雨过程2.4损失参数卩P=2%寸,i次=HUp/24=11.98mm/h，查表并由内插法算得， 卩=4.29mm/h P=0.2时，i次=HM,p/24=18.99mm/h，查表并由内插法算得， 卩=6.16mm/h 2

19、.5汇流参数m按福建省水文手册经验关系： m L/J 3推求。主河道长度L=30.4km，主河道河底比降J=7.83%。L/J1/3=153.16,查表并由内插法算得，m=1.292.6设计洪峰流量推求用推理公式计算：当tc - 时:当tc 一时:n SPtcQmP =0.278(-)F 卩：Rgi = , RSi = Ri - Rgi当 Ri 乞 I : Rgi = Ri , Rsi = 0 地表净雨 Rs八RSi(mm)地下净雨(mm)时段历时（h）662136Rgi(mm)15.9725.748.584.2912.8725.74Rsi (mm)05.6930.71138.5217.762

20、.70Rg f &i表 2-22P=2%时时段地表和地下净雨量表地表净雨 Rs 二 RSi =195.38mm时段历时（h）662136Rgi(mm)23.7336.9612.326.1618.4836.96Rsi (mm)012.8749.97220.2330.078.12地下净雨 Rg Rgi =93.19mm表2-23 P=0.2% 时时段地表和地下净雨量表地表净雨 RsRsi =321.25mm地下净雨 RgRgi =134.61mm2.7.2计算设计洪量当P=2%寸，根据公式算得地表洪量 Ws = 1000 Rs F =32433080地下洪量 Wg =1000RgF =154695

21、40mP=0.2%时，根据公式算得地表洪量 Ws = 1000 Rs F =53327002帛地下洪量 Wg 二 1000 Rg F =22344762m2.7.3地表洪水过程线米用福建省概化洪水过程线推求。先计算洪水形状系数丫 Ws一 Qms T 3600，式中，Qms =QmP，T为地表洪水过程线的底宽，24h设计雨量固定为50h，然后根据丫值查 t Q %关系表（见表9）,乘以地表洪峰流量即得设计地表洪水Qm过程线（表9）。P=2%寸， S =0.12 P=0.2% 时， S = 0.11Qms 汉 T X 3600 Qms 汉 T X 3600表2-24 设计/校核洪水过程线表t(h)p=2%Qt(m/s)Qm(nr/s)Qt+QmP=0.2%Qt(m3/s)Qm(rr/s)Qt+QmQt/Qm(%)(m3/s)Qt/Qm(%)(m3/s)00000000032.33453926377065.88610P 965.2158P 1517377.2107121196.41971721488.6127141417.723520255910.114915P 165 :9276P 222981011.81751719210.5322253471113.72031922212.437427401121