工程水文学课程设计.doc

天 津 农 学 院 工程水文学课程设计任务书设计题目： 工程水文学课程设计 系 别： 水利工程系 专 业： 水文与水资源 学生姓名: 王泽 学 号: * 起迄日期: 12年05月28日 12年06月03日 指导教师: 教研室主任： 11目 录一、原始数据1、流域概况2、气象3、测站及主要资料二、设计过程 （一）设计年径流量及年内分配分析计算1、数据资料2、设计任务3、设计年径流量分析计算（二）推求设计洪水1、原始数据2、设计任务3、设计计算分析4、同频率放大法推求设计洪水过程线三、主要参考文献工程水文学课程设计一原始数据1流域概况A河属于长江流域汉江水系，发源于河南省全长373.1公里。根据2002年6月某县水利电力局编制的县水电资源规划，该县境内水能资源可开发量4775千瓦，年发电1881千瓦时，已开发量325千瓦。拟计划在A河干流建B水电站，为径流引水式。渠首坝位于上级电站下游60米处，此处为深山区，河道较窄，布置建筑物可节省工程量。电站枢纽位于渠首坝下游9公里处。交通条件较好。2.气象工程所在区域属暖温带山地季风气候区，一年四季分明，光照充足。由于山高谷深，地形复杂，气温垂直变化较大。据气象站资料统计：该地区年最高气温38，最低气温-12，多年平均气温14.5，无霜期165天，平均日照2960小时。根据该地雨量站C统计资料，该区降雨量年内分配不均，69月份降雨量占全年的70%左右，暴雨多出现在79月份，冬季降雨量偏少，仅占810%。年径流变化规律与降水量一致。区内夏季盛行偏东风，冬季则多西北风，年平均风速1.5米/秒，最大风速12米/秒。3. 测站及主要资料工程所在区域附近只有C雨量站，没有水文测站，但在下游境内有D水文站，该站位于设计电站B下游87公里的A河干流上，控制流域面积300平方公里。测站资料情况见表1。表1 测站资料情况表 资料年限 项目测站站名流域面积、位置（平方公里）年 限备 注 D水文站30019611999资料系列连续，现搜集到19611999年实测径流系列和19611999年实测洪水资料B电站渠首坝控制流域面积为250平方公里，其上游有C雨量站，根据所搜集到的资料进行整理得出，69月份占全年降雨量的67%。由于只有一个雨量站，利用降雨推求径流误差较大；D水文站位于B电站下游，具有长系列实测径流资料，采用此系列进行径流推算比较合适。二设计过程（一）设计年径流量及年内分配分析计1、数据资料表2 D水文站年径流资料表年 序123456789年径流量(m3/s)46.125.621.520.819.718.617.817.717.2年 序101112131415161718年径流量(m3/s)17.014.914.714.314.314.213.913.813.8年 序192021222324252627年径流量(m3/s)13.613.213.112.812.612.212.111.911.3年 序282930313233343536年径流量(m3/s)9.69.59.489.118.027.816.485.925.41年 序37年径流量(m3/s)5.22表3 不同代表年月分配百分比月份678910111212345全年丰水代表年月分配百分比%（25%）11.51917.914.59.18.54.32.62.72.543.4100平水代表年月分配百分比%（50%）10.219.816.813.18.78.65.94.53.21.22.55.5100枯水代表年月分配百分比%（75%）10.918.814.313.311.59.85.142.72.43.83.41002、设计任务B水电站附近无实测洪水资料，但其下游D水文站具有39年实测洪水资料，且有一场特大洪水,另外通过查阅调查历史洪水资料，得知D站150年间有2次特大洪水，为5100 m3/s，4800 m3/s经分析考证，可以断定150年来没有遗漏比3410 m3/s更大的洪水，洪水资料见表4。另外，B水电站和D水文站自然气象条件接近，同属一个降雨区，因此B水电站站址处设计洪峰可由D水文站参证站间接计算。3、设计年径流量分析计算表2 D水文站实测洪水资料表 单位：m3年份年径流量 x 序号 按大小排列 xi (m3)模比系数kiKi-1(ki-1)2P=m/(n+1) (%)(m3)146.1146.13.25 2.25 5.05 2.63 225.6225.61.80 0.80 0.64 5.26 321.5321.51.51 0.51 0.26 7.89 420.8420.81.46 0.46 0.22 10.53 519.7519.71.39 0.39 0.15 13.16 618.6618.61.31 0.31 0.10 15.79 717.8717.81.25 0.25 0.06 18.42 817.7817.71.25 0.25 0.06 21.05 917.2917.21.21 0.21 0.04 23.68 101710171.20 0.20 0.04 26.32 1114.91114.91.05 0.05 0.00 28.95 1214.71214.71.04 0.04 0.00 31.58 1314.31314.31.01 0.01 0.00 34.21 1414.31414.31.01 0.01 0.00 36.84 1514.21514.21.00 0.00 0.00 39.47 1613.91613.90.98 -0.02 0.00 42.11 1713.81713.80.97 -0.03 0.00 44.74 1813.81813.80.97 -0.03 0.00 47.37 1913.61913.60.96 -0.04 0.00 50.00 2013.22013.20.93 -0.07 0.00 52.63 2113.12113.10.92 -0.08 0.01 55.26 2212.82212.80.90 -0.10 0.01 57.89 2312.62312.60.89 -0.11 0.01 60.53 2412.22412.20.86 -0.14 0.02 63.16 2512.12512.10.85 -0.15 0.02 65.79 2611.92611.90.84 -0.16 0.03 68.42 2711.32711.30.80 -0.20 0.04 71.56 289.6289.60.68 -0.32 0.10 73.62 299.5299.50.67 -0.33 0.11 76.32 309.48309.480.67 -0.33 0.11 78.95 319.11319.110.64 -0.36 0.13 81.58 328.02328.020.57 -0.43 0.18 84.21 337.81337.810.55 -0.45 0.20 86.84 346.48346.480.46 -0.54 0.30 89.47 355.92355.920.42 -0.58 0.34 92.11 365.41365.410.38 -0.62 0.38 94.77 375.22375.220.37 -0.63 0.40 97.37 合计525.25525.2537.00 0.00 9.04 1）计算系列的多年平均径流量 =（）/n=525.25/37= 14.20m3利用公式求= 0.252） 通过应用水文频率计算适线软件，获取数据。如下表：序号年径流量频率序号年径流量频率序号年径流量频率146.12.63 1414.336.84 2711.371.56 225.65.26 1514.239.47 289.673.62 321.57.89 1613.942.11 299.576.32 420.810.53 1713.844.74 309.4878.95 519.713.16 1813.847.37 319.1181.58 618.615.79 1913.650.00 328.0284.21 717.818.42 2013.252.63 337.8186.84 817.721.05 2113.155.26 346.4889.47 917.223.68 2212.857.89 355.9292.11 101726.32 2312.660.53 365.4194.77 1114.928.95 2412.263.16375.2297.37 1214.731.58 2512.165.79 1314.334.21 2611.968.42 3）输入样本实测年径流，应用参数估计并绘制曲线得下图：丰水年得Cv=0.44,Cs=13.87缩放比K 平水年得Cv=0.5,Cs=2.32枯水年得Cv=0.53,Cs=2.33 计算结果如下表：月份678910111212345全年丰水代表年月分配百分比%（25%）11.51917.914.59.18.54.32.62.72.543.4100缩放比K0.160.160.160.160.160.160.160.160.160.160.160.16丰水设计年月分配百分比%（25%）1.843.04 2.86 2.32 1.46 1.36 0.69 0.42 0.43 0.40 0.64 0.54 15.93平水代表年月分配百分比%（50%）10.219.816.813.18.78.65.94.53.21.22.55.5100缩放比K0.130.130.130.130.130.130.130.130.130.130.130.13平水设计年月分配百分比%（50%）1.332.57 2.18 1.70 1.13 1.12 0.77 0.59 0.42 0.16 0.33 0.72 12.76枯水代表年月分配百分比%（75%）10.9 18.814.313.311.59.85.142.72.43.83.4100缩放比K0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1枯水设计年月分配百分比%（75%）1.091.881.431.331.150.980.510.40.270.240.380.349.51 (二)推求设计洪水1、原始数据表4 D水文站实测洪水资料表年 份123456789洪峰流量(m3/s)341026302200164016001420132012701220年 份101112131415161718洪峰流量(m3/s)11901160107010201000950928916910年 份192021222324252627洪峰流量(m3/s)875765759690670653649560535年 份282930313233343536洪峰流量(m3/s)530526482475453445420420417年 份373839洪峰流量(m3/s)3211171052、设计任务根据B水电站规划拟定的工程规模及各类建筑物的等级，初定下列洪水标准： 五十年一遇，百年一遇，以满足工程设计要求。3、设计计算分析岗南水库洪峰流量经验计算频率表按数量大小排列独立样本法按数量大小排列独立样本法年份Qm（m3/s)PM=M/(N+1)Pm=m/(n+1)年份Qm（m3/s)PM=M/(N+1)Pm=m/(n+1)151002.38 2276550.00 248004.76 2375952.50 334102.50 2469055.00 426305.00 2567057.50 522007.50 2665360.00 6164010.00 2764962.50 7160012.50 2856065.00 8142015.00 2953567.50 9132017.50 3053070.00 10127020.00 3152672.50 11122022.50 3248275.00 12119025.00 3347577.50 13116027.50 3445380.00 14107030.00 3544582.50 15102032.50 3642085.00 16100035.00 3742087.50 1795037.50 3841790.00 1892840.00 3932192.50 1991642.50 4011795.00 2091045.00 4110597.50 2187547.50 利用水文频率分布曲线适线软件绘制B水电站洪峰流量频率曲线，如图五十年一遇通过图得出