水库水文计算全过程

2水文21流域概况水库位于西南方向，坝址高程1760M，径流面积078KM2，主河长16KM，平均坡降为88，流域平均高程1880M，径流量条形状。水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上。河流自北向南，在坝址下游500M向西转，进入溶洞，流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见水库水系图。水库流域地处中低山区，森林种类较多，主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前，森林林植被完好，覆盖率在80以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。22气象特性西洋江流域属中亚热带高原季风气候区。夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，510间湿热多雨，水量充沛，其降水量占年降水量的85左右，此期间又多集中在68月，占全年降水量的50左右。冬季，受周围山脉作屏障作用，阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（114月），据县象站资料统计，多年平均降水量为104600MM，蒸发量（D20M）为16376MM，多年平均气温为167，极高最高气温为367，最低为55。多年无霜期为306天，雨季相对湿率82，绝对浊率199HPA，旱季相对湿度76，绝对湿度108HPA。以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。该气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。23年径流分析拟建的水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点，采用查径流深等直线图和移用西洋街（二）站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。231移西洋街（二）站径流模数法西洋街（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473KM2。该站有19642001年的流量统计系列，且该系列已具有一定的代表性，统计年限满足规范要求，用适线法将该径流系列进行频率计算，矩法初估参数，取倍比系数C525CV，计算结果如表2119643351728212851128471273441256196528525641649064898042117351319662953551161106109703732847691967289451915174051741026771410261968564547313829038292014662712821969316644613040303980092403153819704367436127470274740075483179519715518421228022796005196720511972215941212046020457004185230819734091040911958019580038338256419744211393114901490200222082821197531123921146101461002134530771976357133721087600876200076783333197732214371081800817800066873590197872815357104380043770001916384619794121633509794002055000042241031980227173220941400585600034343591981211183160923900761000579246151982301193130915100848800072044872198339320310906400936500087751281984372131090640093650008775385198537222301088011996001439564119864732330108801199600143958971987207243010880119960014396154198827125298087130128730016572641019892222629508625013750018907666719902982728908450155040024039692319912222828608362016382002683671791992286292850833301667400278027436199330130271079230207670043128769219945193126307689023106005338979491995301322270663703363201131088205199639233222064910350930123155846219974463422206491035093012315587181998263352150628603714013793889741999313621106169038310146762923120003133720706052039479015585994872001553855016080839207042499744西洋江年径流频率计算表表21模比系数KI（KI1）2PM/N1100KI1年份年径流量（M3/S）序号大小排列由表21计算离势系数CVCV03512NKI则西洋街（二）站径流量统计参数如表22。表22面积（KM2）均值（M3/S月）均值MMCVCS产水模数（万M3/KM2）24734104343020352CS4302水库位于西洋街（二）站的源头支流上，直线距离50KM，虽然水库控制面积远小于西洋街（二）站的控制面积，但彼此间为同一个流域，具有相同的气候条件，帮移用径流模数计算年径流量07843023356万M3各种频率的年径流量如表23。量流（M3/S月）重现期（年）频率（）西洋街（二）站年径流量频率曲线图均值（QO）410（倍比）CS/V25采用值3均值（）优选值CV0595908750321051001240681021406820102125102101232查径流深等直线图查水文站1981年9月编制的水文图集得水库片区年降水量为1030MM，根据1995年编制的水资源调查及水利区划（成果报告）可知，陆面蒸发量为600770MM之间，水库海拔较高，陆面蒸发取600MM，则由水量平衡公式得径流深1030600430MM径流模数4300143万M3/KM2水库年径流量430783354万M3查水文图集得，水库坝址处降水变差系数CV03，偏差系数CS2CV，则各种频率的年径流量如表23。表23设计值（）计算方法均值（万M3）CV1050759095移用径流模数法335603549333222251719801712查径流深等值法33540346963253261621471878由表23法可知，两种方法计算的多年平均径流量相近，只出入002万M3。变差系数CV的取值也比较相近。为更合理取值，综合各因素，取用两种方法的平均值，则水库年径流量如表24表24设计值均值万M3CV10205075909533550334737421432425572047177824设计年径流分配水库无任何实测的水文资料，设计年径流分配移用西洋街（二）站典型年的分配，近同倍比法进行分配到月。在西洋街（二）站径流系列中分析选取19701971年作丰水年（P12），19761977年为平水年（P48），19801981年为枯水年（P87），则水库年径流分配如表25表25月份P1123456789101112均值1009510807707228959811121069553409214141473720076060431341932181186902722349158173421450092080610590610296929644563621641132475073063048047048102546761367286129087255790066058045039078089232699127142083067204725地下水径流量水库库区内有少量的地下泉点补给常年不断。本年11月8日测得流量为为00027M3/S，12月1日测得流量为00018M3/S。通过对碗厂村的几位老人的了解，通过他们对各时段的介绍，折算后得出各月的径流量如表26。表26月份123456789101112合计径流量万M30402010101080808080650550457水库设计规模为小（2）型蓄水工程，年径流设计保证率取用P75，由该水库年径流量总分配如表27。表27月份123456789101112合计径流量万M3113083058057058182626841447351184127312726水库蒸发水库与气候站同处于西洋江流域，两地均处于西洋江流域的分水岭上，两地相距直线距离345KM，两地海拔高程虽然出入较大，但属同一个流域，有相同的气候条件，故水面蒸发量移用气候站实测的蒸发量进行分析。该站有1954年至2002年的水面蒸发统计系列，用适线法将该系列频率计算，矩法估参数，点线配合情况见图。取CS2CV。得均值为163761MM，CV0008，各频率蒸发量如表28。频率（）重现期（年）均值（QO）1645采用值CV08S/2优选值均值（）（倍比）流量（M）1010210520104362082401602804010105102350780959广南（气）站年蒸发量（DCM频率曲线图表28P1020507590均值蒸发量MM1483415454161851717118107163761水库设计规模为小（2）型水库工程，水面蒸发采用与径流量对应的保证率，选用P75，水面蒸发分配直接采用对应的年内分配，结果如表29。表29月份123456789101112合计蒸发量MM1118106520672172235817471359145814078609805801717127水库泥沙计算水库及下游的西洋街（二）站均未进行悬段质泥沙观测，水库泥沙计算按正常运行年限的沉积泥沙估算VDN1245万M3取12万M30RFN水库正常运行年限，取30年；R平均侵蚀模数。库区土壤侵蚀主要以水力侵蚀为主，但库区植被好，植被率在80左右，查土壤侵蚀强度分级标准得，轻度侵蚀的侵蚀模数为800T/KM2；F水库径流面积；R0沉积物的容重，取15T/M3。28渗漏损失坝轴区基底基岩均为灰白色厚层石英砂岩泥质粉矿岩、微弱含水层，岩层产状倾向上游，地层防渗性能好，无构造影响和不利组成。故库盆内不会有漏水现象有在，渗漏损失按中等地质条件，采用时段平均库容的1计算。29洪水计算水库无实测的洪水资料，洪水计算根据1994编制的省暴雨洪水查算实用手册进行计算。291、基本情况水库径流面积F078KM2，主河长L16KM，河床平均坡降I0088。水库洪水由库区径流的暴雨所形成，洪水与暴雨同频率。292、洪水标准水库主体工程为浆砌石坝，根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2000规定，工程等级为五等，设计洪水标准为20年一遇P5，校核洪水标准为200年一遇P05。293、设计暴雨计算（1）、设计暴雨历时、时段根据省暴雨特点，设计暴雨历时取24H，时段T取1H。查图暴雨等值图将径流集雨中心各种历时的统计参数值列于表291，并列出各种频率的设计点暴雨量。统计参数KPHTPKPHTP13503535CVL1675845229801565403535CVL16790182291237247303536CVL16712192291672设计点暴雨量计算表HTCVTCSTTHHPTHTP（MM）表291P5P052、计算点设计暴雨量的递增指数值，列于表292。H6PH24PN2P1285LGN2P1285LGH1PH6PP05P5P05P5024017024017N2PN3P点设计暴雨量递增指数值表292其它历时点暴雨计算如下H255H24P4N3P6N2PTN2PH2505H24P4N3P6N2PTN2PH7235H24P24N3PTN2PH72305H24P24N3PTN2P3、进行078KM2的暴雨历时的AF1T值计算查省暴雨区划图得，水库位于暴雨第十区，由省分区综合时面AP关系表进行径流面积为078KM2的各时段的AFT值，见表293。4、按省一日暴雨分区雨型表的十区排列次序，将H面T值排列下表294295。历历H历1历历H历112345672345672412191099120450861572816717099165161691785523121040991195908922145165460991634717521133221201380991187010438761636909916172197393721119202099117650964564161850991597518849262011822709911669100542715995099157881955726191172110991156910563391579809915593203659118116150991146411072321559309915390211741417115038099113541158210153790991517922183781611387109911239121918215155099149582329336151126410991111812810178149200991472624410325141113410991098913611156146730991448225711291131099620991085314512145144120991422527312273121084910991070815613136141350991395229113257111069140991055217814128138410991366132514244101052130991037418215121135250991333633615232910336509910192210161151318509913000378162218101337099998223217110128140991262241417211799085409897508761810512407098122080401820369018098488737123303191044612366098412179259191972593632109839204033339120100271143670983112459120194849018210983886489642742109618108354098310657264211875385921109828437454564422089110106809829925936822174928025530981787304421452308594916216098189881133231692158450985728157282433032801509878557855240402表293历历TH历TMMAF1H历TMMP5P05历历历H历1MM历历历H历TMMAF1H历TMMH历1MM二十年一遇暴雨净雨过程计算123456789101112131415161718192021222324排列序181716151413654321789101112192021222324H面1110115121128136145333394275642145572887623221018217815610510009610408908621025728876232210182178156105100096104089086180254285761369499514313694995143112045,210245,初损125357,37806,稳损23244,46507,56507,ER3513,R净HWMWTFCER1204510082244136507不需修正表294降雨过程扣初渗2扣稳渗3ER4净雨过程5时段序备注二百年一遇暴雨净雨过程计算123456789101112131415161718192021222324排列序181716151413654321789101112192021222324H面12112212322442572739265917269371133785504041437833632529120319518819717516956459172693711337855040414378336325291203195188197175169264291426637833755511407803602513416129650770374251341612965076367225表295时段序降雨过程扣初渗2扣稳渗3ER4净雨过程5备注116516,214716,初损127552,31025,稳损234466,49226,58959ER351291,R净HWMWTFCER1651610082446612918959不需修正294产流计算1、确定产流渗数值查省暴雨洪水查算手册的附图产流参数分区图可知，该工程的综合产流参数分别为WM100MM，WT82MM,FC22MM/H，E3MM，R10MM。2、1H逐时段雨量计算，计算过程如表。295汇流计算1、汇流系数与雨强的计算及取值。查汇流系数数分区图得CM04、CN065。由表可算出，P5的最大3H净雨强度为60MM，P05的最大3H净雨强度为786MM，均超过非线性，经全省分析、设计、校核标准主净雨强度取值的规定3H净雨强度取10MM。2、纳希瞬时单位线参数N、K值计算BF/L2078/1620305M1CMF0262J0171B0476I/10084F0109040780262008801710305047610999NCNF016106510601610625KM/N083/06516013、时段单位线计算1由N、K值查ST曲线查用表，将T/K、ST分别列于表，并计算TH值。T/P030512345TH048080160320480640801ST029042066088096099100表2962由表296的计算结果绘制ST曲线图。TH横10纵S曲线8642ST108643由ST曲线图从T0起，每隔1H读取ST值，填入表2910，按公式Q1T10F/36V1T计算出水库河流1H10MM时段单位线Q1T列于表297。时序AT1HSTST1无因次单位线U1T时段单位线Q1TM3/S001050051083333333207405024052308607401202640930860070151666667509609300300656098096002004333333370990980010021666667809909900表2974、推求洪水过程1采用以下公式，由设计净雨和时段单位线推求设计洪水地表流量过程线。Q11IQIR1/10Q12IQIR2/10Q1MIQIRM/102基流流量计算根据水库径流区的地理位置，查最大基流量分布图，计算水库坝址断面的基流量。Q基10M3100F0009M3/S3潜流流量计算潜流流量采用等腰三角形回加法，地表洪水起涨点潜流流量为零，第一时段为Q潜，到地表径流终止点为三角形顶点，出现潜流洪峰流量Q潜M，此后递减。具体按以下公式进行计算Q潜MFCF/36TT为地表洪水过程历时P5，Q潜M244078/369066Q潜Q潜M/T10073P05，Q潜M4466078/3613074Q潜Q潜M/T10061水库P5与P05设计洪水计算成果列于表298299，峰量值列于表2910P5洪水过程计算表时间TH设计净雨深RIMM1小时单位线流量QIM3/SR14995MM地表流量过程Q1IM3/SR21369MM地表流量过程Q2IM3/SR3143MM地表流量过程Q3IM3/S地表流量过程RIM3/S基流流量Q基M3/S潜流流量过程Q潜M3/SP5设计洪水流量过程QPIM3/SP5设计洪水修匀流量过程QPIM3/S00149951083333541125541125000936007342592654940359262136905225974148308333340804833330009360146851852423669518531430261298707118801549166672165496667000936021985185223947085194015166707575750355940074361187875000936029285185214900868525006503246750207631667003718056948666700093603658518520944698519600433330216450088985002168833303271233330009360438851852077533518570021667010822500593233330009295017684333300093605118518520698055185800002966166700061966670035858333000936058485185206300701859000030983330003098333000936065785185206703101851000000936073085185207402118521106578518520657851852120584851852058485185213051185185205118518521404388518520438851852150365851852036585185216029285185202928518521702198518520219851852180146851852014685185219007385185200738518522000008518520000851852表298P05洪水过程计算表时间TH设计净雨深RIMM1小时单位线流量QIM3/SR17225MM地表流量过程Q1IM3/SR2636MM地表流量过程Q2IM3/SR3507MM地表流量过程Q3IM3/SR4296MM地表流量过程Q4IM3/SR5161MM地表流量过程Q5IM3/SR6134MM地表流量过程Q6IM3/S地表流量过程RIM3/S基流流量Q基M3/S潜流流量过程Q潜M3/SP05设计洪水流量过程QPIM3/SP05设计洪水修匀流量过程QPIM3/S0017225108333378270833782708000936006194444789838777826363827052375706894154446410009360123888894579663468350675402618785033091