三峡大学水文水利计算课程设计.docx

1、三峡大学水文水利计算课程设计水文水利计算课程设计说明书姓 名：班 级： 2021学 号： 2021学 院：水利与环境学院 指导教师：2021年1月第1章 设计任务.1第3章 设计年径流分析计算.23.1设计年径流计算.23.2设计年分配的推求.5第4章 兴利调节.74.1兴利库容.74.2死水位计算.8第5章 防洪计算.85.1设计洪水计算.85.2水库防洪调节计算.205.3坝顶高程确实定.41第6章 设计体会.41第1章 设计任务在流域上拟修建一水库，因而要进展水库规划的水文水利计算，其任务如下：1求丰水年P，具体P 值见EXCEL 表、平水年P50%、枯水年1-P% 3种典型年的年径流量

2、及其年分配。2不同频率设计洪水及其过程线推求坝址、水文站、区间三局部相应的采用由流量资料推求与推理公式法推求。3兴利调节计算、兴利库容及正常蓄水位的推求。4泄洪建筑物尺寸选择、水库设计洪水调洪计算。5水库死水位、正常蓄水位、坝顶高程确实定。6成果整理与分析。 第2章 设计资料2.1 工程概况拟在省某流域A处修建一水库。水库坝址以上区域为山区或半山区，流域多年平均降雨1843mm，多年平均径流深1250mm。汛期为5-9月，丰水、枯水期较为明显。降雨主要集中于5-9月，约占全年降雨量的70%，最大年水面蒸发值为1108mm，库区渗漏损失按中等地质条件考虑。该水库开发目标以防洪、灌溉为主。水库下游

3、有一城市防护地区，人口42万，在防护区位置B处有一水文站，拥有该河流的水位及流量资料。水库与防洪区间有2条河流汇入干流。考虑上游有文物保护，正常蓄水位不能超过448m，根据综合利用要求，死水位不低于423m。2.2 计算资料1坝址1958-1983 年共25 年逐月平均流量。2上游站年最大洪峰、1 日洪量、3 日洪量资料统计表。3水文站典型洪水过程。4水库特性曲线。5灌溉用水过程表。表2-1 水位库容曲线Z(m)405410415420425430435440445450V(万m3)30110300620106016402390330044305800第3章 设计年径流分析计算3.1 设计年径

4、流计算水库坝址具有1985-1982年共25年实测逐月平均流量资料，见下表3-1。表3-1 坝址历年各月平均流量 单位：m3/s年/月12345678910111219583.2 2.1 11.1 8.5 11.3 16.7 63.2 32.0 37.0 12.2 6.0 3.8 19593.0 2.2 4.4 4.7 15.7 41.3 23.6 26.9 39.7 7.5 4.6 3.7 19602.9 3.7 9.4 12.2 24.8 47.210.9 32.5 10.2 5.5 4.2 3.4 19614.7 3.3 4.6 8.1 33.4 18.2 28.4 47.8 63.9

5、15.9 8.7 6.2 19623.0 2.9 2.9 2.8 46.4 57.9 24.7 16.6 18.5 12.1 5.9 4.3 196311.3 8.0 6.0 5.8 2.6 36.7 57.1 16.2 18.7 6.9 6.9 3.5 19642.4 3.1 2.9 10.5 10.0 37.2 9.1 35.4 15.0 10.1 4.2 3.3 19652.9 3.9 4.5 10.4 9.1 37.5 37.0 17.8 8.1 9.8 6.3 4.0 19663.2 4.4 7.2 19.5 2.4 40.0 20.9 25.4 10.6 6.3 3.8 4.0 1

6、9672.5 6.6 5.9 6.7 9.6 15.8 20.5 8.3 7.2 3.9 3.2 3.2 19689.6 11.4 18.8 11.5 26.6 46.6 14.3 12.7 5.7 6.7 3.3 4.2 19695.7 3.6 14.2 11.5 16.6 21.9 11.9 33.0 17.8 8.0 5.1 4.2 19703.2 3.5 2.9 2.7 19.6 31.6 24.2 28.9 43.8 10.4 5.6 5.9 19713.4 4.3 2.0 8.0 16.2 22.5 8.2 11.5 18.4 6.5 3.7 5.4 19725.1 4.4 4.5

7、 30.7 14.0 40.6 16.8 42.9 14.8 8.0 5.8 5.0 19733.6 3.7 3.6 7.7 42.4 30.6 40.6 22.3 25.3 14.4 8.2 4.5 19747.7 9.1 17.7 16.8 24.5 22.2 18.7 15.6 5.9 14.6 13.6 6.0 19754.1 5.3 8.5 16.4 46.2 37.8 15.8 27.3 23.3 29.0 8.0 8.1 19765.0 3.9 3.6 4.4 9.7 28.6 27.8 30.9 18.2 12.0 7.3 5.1 19774.1 4.2 11.4 18.7 1

8、7.9 40.2 12.3 17.0 10.0 11.8 4.5 4.3 19783.4 4.4 18.7 14.6 25.5 36.2 15.3 20.6 9.2 6.0 5.2 3.4 19793.3 6.3 14.2 19.7 21.9 27.8 11.9 11.6 20.7 5.4 3.9 2.8 19803.1 4.7 10.7 14.7 32.4 11.2 13.7 18.9 15.5 8.3 6.1 4.0 19813.5 4.2 6.9 10.1 15.5 29.4 14.7 17.9 24.1 9.6 6.3 4.4 19826.1 18.0 34.6 33.3 14.4 1

9、7.4 17.0 18.1 9.5 6.9 6.0 4.3 对实测样本资料系列进展可靠性、一致性和代表性的审查，经初步审查，实测资料可用于本次设计。将历年各月平均流量转化为水利年逐月平均流量，如下表3-2。表3-2 水利年逐月平均流量 单位：m3/s5678910111212341958195911.3 16.7 63.2 32.0 37.0 12.2 6.0 3.8 3.0 2.2 4.4 4.7 1959196015.7 41.3 23.6 26.9 39.7 7.5 4.6 3.7 2.9 3.7 9.4 12.2 1960196124.8 47.2 10.9 32.5 10.2 5.5

10、 4.2 3.4 4.7 3.3 4.6 8.1 1961196233.4 18.2 28.4 47.8 63.9 15.9 8.7 6.2 3.0 2.9 2.9 2.8 1962196346.4 57.9 24.7 16.6 18.5 12.1 5.9 4.3 11.3 8.0 6.0 5.8 196319642.6 36.7 57.1 16.2 18.7 6.9 6.9 3.5 2.4 3.1 2.9 10.5 1964196510.0 37.2 9.1 35.4 15.0 10.1 4.2 3.3 2.9 3.9 4.5 10.4 196519669.1 37.5 37.0 17.8

11、8.1 9.8 6.3 4.0 3.2 4.4 7.2 19.5 196619672.4 40.0 20.9 25.4 10.6 6.3 3.8 4.0 2.5 6.6 5.9 6.7 196719689.6 15.8 20.5 8.3 7.2 3.9 3.2 3.2 9.6 11.4 18.8 11.5 1968196926.6 46.6 14.3 12.7 5.7 6.7 3.3 4.2 5.7 3.6 14.2 11.5 1969197016.6 21.9 11.9 33.0 17.8 8.0 5.1 4.2 3.2 3.5 2.9 2.7 1970197119.6 31.6 24.2

12、28.9 43.8 10.4 5.6 5.9 3.4 4.3 2.0 8.0 1971197216.2 22.5 8.2 11.5 18.4 6.5 3.7 5.4 5.1 4.4 4.5 30.7 1972197314.0 40.6 16.8 42.9 14.8 8.0 5.8 5.0 3.6 3.7 3.6 7.7 1973197442.4 30.6 40.6 22.3 25.3 14.4 8.2 4.5 7.7 9.1 17.7 16.8 1974197524.5 22.2 18.7 15.6 5.9 14.6 13.6 6.0 4.1 5.38.5 16.4 1975197646.2

13、37.8 15.8 27.3 23.3 29.0 8.0 8.1 5.0 3.9 3.6 4.4 197619779.7 28.6 27.8 30.9 18.2 12.0 7.3 5.1 4.1 4.2 11.4 18.7 1977197817.9 40.2 12.3 17.0 10.0 11.8 4.5 4.3 3.4 4.4 18.7 14.6 1978197925.5 36.2 15.3 20.6 9.2 6.0 5.2 3.4 3.3 6.3 14.2 19.7 1979198021.9 27.8 11.9 11.6 20.7 5.4 3.9 2.8 3.1 4.7 10.7 14.7

14、 1980198132.4 11.2 13.7 18.9 15.5 8.3 6.1 4.0 3.5 4.2 6.9 10.1 1981198215.5 29.4 14.7 17.924.1 9.6 6.3 4.4 6.1 18.0 34.6 33.3 1982198314.4 17.4 17.0 18.1 9.5 6.9 6.0 4.3 此处先计算各水利年年径流量并对其排位，见下表3-1。表3-3 年径流量频率计算年份排位系列值频率19731974 1 239.60.040 19611962 2 234.10.080 19621963 3 217.50.120 19811982 4 213.9

15、0.160 19751976 5 212.40.200 19581959 6 196.50.240 19591960 7 191.20.280 19701971 8 187.70.320 19761977 9 1780.360 19631964 10 167.50.400 19721973 11 166.50.440 19781979 12 164.90.480 19651966 13 163.90.520 19601961 14 159.40.560 19771978 15 159.10.600 19741975 16 155.40.640 19681969 17 155.10.680 19

16、641965 18 1460.720 19791980 19 139.20.760 19711972 20 137.10.800 19661967 21 135.10.840 19801981 22 134.80.880 19691970 23 130.80.920 19671968 24 1230.960 将经历频率P和对应的水文年总来水量作为点据点绘在海森概率格纸上，并采用矩法估计P-III型曲线分布密度中的未知参数，根据分布参数运用频率计算方法可以求出在这种参数下Xp-p的关系，从而可以绘制理论频率曲线，并与经历频率点据绘制在同一概率格纸上。再进展拟合情况的检查，如果点线拟合得好，所给参

17、数即为适线法的估计结果，如果拟合效果较差，那么需要调整参数，重新绘制理论频率曲线直到点线拟合效果好为止，最终的参数即为适线法估计结果。见以下图3-1。图3-1 年径流量频率曲线推求频率为10%，50%，90%的丰，平，枯年份的年径流量，作为三个设计代表年的设计值。求出频率为10%，50%，90%的丰、平、枯年份的年径流量，分别为221.66m3/s、165.32m3/s、128.36m3/s。Ex=171.20,Cv=0.22,Cs=0.95。3.2设计年的推求在选择枯水代表年时，19691970年和19671968年的年径流量均与设计年径流量相近，按以下原那么进展选择：1)选取年径流量接近于

18、设计流量的代表年径流量过程线。2)选取对工程不利的代表年径流过程线。根据以上原那么，对枯水年最终选择19691970年作为典型年。同理，确定典型年为19751976、19781979、19691970。然后求出缩放倍比，见下表3-4.表3-4设计年径流与典型年径流设计频率设计年平均流量(m/s)典型年典型年平均流量(m/s)缩放倍比丰水年0.1221.6619621963217.50.981平水年0.5165.3219781979164.90.997枯水年0.9128.3619691970130.81.019求出放大倍比为丰水年：0.98，平水年：1.00，枯水年：1.02。按设计年径流量为控

19、制用同倍比方法缩放各代表年的逐月年分配 。见下表3-5。表3-5 设计年径流量 单位：m3/s设计丰水年19621963设计平水年19781979设计枯水年19691970典型设计典型设计典型设计546.445.525.525.516.616.9657.956.736.236.221.922.3724.724.215.315.311.912.1816.616.320.620.63333.7918.518.19.29.217.818.21012.111.96688.2115.95.85.25.25.15.2124.34.23.43.44.24.3111.311.13.33.33.23.3287.

20、86.36.33.53.6365.914.214.22.93.045.85.719.719.72.72.8第4章 兴利调节4.1 兴利计算用设计枯水年的来水量及用水过程进展兴利调节计算，求兴利库容。参考教材227页得表4-1表4-1 枯水年兴利计算月份来水流量m3/s用水流量m3/s余水量m3/s月亏水量 m3/s月水库蓄水量m3/s月弃水量 m3/s月兴利库容m3516.67.88.8048854016621.97.514.48.8711.97.34.618.64.68335.527.518.64.6917.86.611.218.627.51086.61.418.611.2115.15.40

21、.318.61.4124.25.2118.313.273.817.323.56.73.213.532.97.84.910.342.78.15.45.4合计130.881.567.918.6049.3水库月末蓄水量流量最大值为18.6m3/s月，那么兴利库容V兴=18.62626560=48854016m3由表2-1绘制水位库容关系曲线，见以下图4-1。图4-1 水位-库容关系曲线4.2 死水位确实定水库使用年限为50年。根据下式计算淤积库容：V淤FST(1+E)/式中：V淤淤积库容；F流域面积，km2；S年侵蚀模数，t/(km2a)；T淤积年限；E推移质占泥沙悬移质的百分数，%；泥沙容重，t/

22、m3；灌溉引水洞直径 D3m，洞下缘离淤积高程1.5m，上缘离死水位1.5m。由F=354 km2，S=229 t/(km2a)，E=0.29%，=1.3 t/m3，求得淤积库容为402.21万m3。查水位库容关系曲线，插得淤积高程为416.60m。淤积高程加上引水洞直径3m、洞下缘离淤积高程1.5m、上缘离死水位1.5m得死水位422.60m。由已算的死水位查水位库容曲线得死库容848.8m3，加上兴利库容之后，得总库容5734.2m3，继续用水位库容关系曲线查的正常蓄水位为449.76m。第5章 防洪计算5.1 设计洪水计算1、洪水资料的分析与处理1洪水资料的选择。选年最大洪峰流量、年最大时段洪峰量作为样本，可得洪峰和各时段的洪量系列。历年洪峰、1日洪量、3日洪量如表5-1。表5-1 水文站洪峰特征统计年份洪峰(m3/s)1日洪量(万m3)3日洪量资料统计(万m3)195874531706476195929420303436196072836005056196185833004446196253412002396