工程水文及水利计算.docx

1、. . .工程水文及水利计算课程设计书课设名称：天福庙水库防洪复核计算姓名 :安小虎学号： 2015095081班级： 15 农业水利工程1 班z. . .2017年6月22 日天福庙水库防洪复核设计一、设计任务天福庙水库位于省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km 2 ，河长 58.2km ，河道比降 10.6% ，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

2、设计的任务，是在延长基本资料的基础上，按现行规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。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省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面积553.6km 2 ，河长 58.2km ，河道比降 10.6，总库容 6367 万 m2，是一座以灌z. . .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，大坝为浆砌双曲拱坝，坝前河底高程 348m ，坝高 63.3m ，电站总装机

3、6040kw 。水库死水位 378m ，死库容 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1

4、036.3mm ，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%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 1083.0km 2。3.分乡站历史洪水。根据1982 年省雨洪办对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、

5、 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 1826 年、1930 年洪水相当，分别确定为1826z. . .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洪峰流量1d 洪量3d 洪量序号年份重现期备注（m 3/ s）（× 108m3） （× 108m 3）1193546801762198437391.07381.666431826不能定量41930不能定量5195828201.

6、22011.9500三、防洪标准选择水利水电枢纽工程的等级水库防洪治涝灌溉供水水电站工程城镇及工城镇及工装机容量总库容保护农田治涝面积灌溉面积等级工程规模矿企业的矿企业的（×（× 108m 3）（万亩）（万亩）（万亩）重要性重要性104kw ）一大（ 1）型>10特别重要 500>200 150特别重要120二大（2）型101.0重要500 200 60150 50重要12030100三中型1.00.10中等100 3060 1550 5中等305四小（ 1）型0.10 0.01一般30 515 350.5一般5 1五小（2）型0.01<5 3 0.5 1

7、0.001水库工程建筑物防洪标准水工防洪标准 重现期（年） z. . .建筑山区、丘陵区平原区、滨海区物的类别校核设计混凝土坝、 浆砌坝及其他土坝、堆坝设计校核水工建筑可能最大洪水（ PFM ）一1000 5005000 2000或300 1002000 100010000 5000二5001002000 10005000 2000100 501000 300三100 501000 5002000 100050 20300 100四5030500 2001000 30020 10100 50五3020200 1003000 200105020依据天福庙库容量， 根据水库工程建筑物防洪标准查得天

8、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、量系列根据分乡站资料换算得到，洪峰按面积比指数的 2/3 次换算，洪量按面积的一次换算。2、天福庙坝址 19782001 峰、量系列直接采用天福庙入库洪水计算。3、分乡站历史洪水换算天福庙水库峰量根据19782001 年峰量关系得 1d，3d洪量（见表格）。天福庙水库洪峰、洪量系列3d 洪量洪峰 Q m1d 洪量 W 1W 3年份xy1xy3x2（m3 /s）（108 m 3）（108m3）195818030.62370.99681124.5

9、1797.23325080z. . .304919591310.04340.06645.68548.69841716119602660.09210.24.49836.70870756619612000.06640.102313.2820.464000019626400.19990.2924127.93.1364096006196310360.37270.5725386.11593.111073297619644520.13140.131459.39259.3928204304819655190.14520.2375.358119.37269361819660.08170.125315.4412

10、3.681735721319677740.18760.2852145.20220.7445990762819688380.28320.6594237.32552.5777022442219694280.15140.221364.79994.7164183184219705980.22330.3103.533.559435760419713890.16810.287765.390111.915315132191972640.03630.07972.32325.1008409619734450.14570.223364.83699.3685198025519742400.08130.158919.

11、51238.1365760019758480.14830.248125.75210.304719104819762720.09310.25.32337.53673984219770.09150.179514.82329.2624419782990.15250.281245.59784.078889401519796340.2880.5393182.59341.9162401956219805710.17250.209298.497119.4532326041519811260.08410.124110.59615.636615876619825820.21270.3172123.79184.6

12、1043387241z. . .19834370.21240.322392.818140.84511909698198423890.54890.85181311.322034.9557073202119851210.06130.13077.417315.81471464119862180.09790.192421.34241.943247524219874380.16770.286473.452125.4431918446219882220.11540.17925.61839.73849284819895920.22290.3189131.95.7888350464719906340.1209

13、0.17976.650113.486401956619918040.23340.3158.654253.903646416219928510.26350.3288224.23279.8087242019819934250.11950.182450.78777.52180625519940.11770.213119.65535.587727889919952610.09850.25.70848.54668121519964870.23410.4334114.00211.0658237169719975440.13830.318675.235.3184295936219989740.22620.4

14、135220.31402.749948676919990.07340.168612.47828.6622890020006130.21130.3157129.52193.5241375769720014710.19130.298690.102140.64022184136求和233247.730712.55246082.49722.8520325034734平均530.09090.17570.285281n xy4097.976653.91nx123638240z. . .b1b2a1a20.00024920.00030.0435790.080946W1=0.000249266Q1+0.043

15、564W2=0.000385Q2+0.0809381958-2001 年峰、量相关关系（图表见附录1）五、设计洪水和校核洪水计算典型洪水过程线时段流量时段流量时段流量时段流量 t=1hm 3/s t=1hm 3/s t=1hm 3/st=1hm 3/s096.619216.33645.25524.8157220.53744.25624.221085213843.55723.531345223941.75822.841568231214040592294138.36021.56209025108.44236.66120.6723892691.54334.86219.38

16、2138.72783.54433.16318.291465.52868.64532.26417.3101005.12953.34631.36516.111768.83040.94730.46615.312494.331514829.56714.413584.932614928.76813.514421.23354.85027.86912.615358.73448.55127.27011.816344.83546.35226.6711117313.73645.253267210.618232.53744.25435.4F 天福庙2F 天福庙根据公式： Q天福庙 =F 分乡站3 Q分乡站 ，W 天

17、1d =F 分乡站W 分1d，z. . .W 天3d =F 天福庙F 分乡站W 分3d 计算天福庙库区1935,1984 ，的洪峰流量以及一天和三天洪量。洪峰流量经验频率计算按数量大小排序P1 =M 1P2 =M 2P3 =mN 1 1N1 1n 1年份Q mM 1P1M 2P2mP3m 3/s1935298710.571984238621.136182621.705193022.2731958180332.8411963103636.70199897448.901992851511.101975848613.301968838715.501991804817.701967774919.901

18、9626401022.1019796341124.3019906341226.5020006131328.7019705981430.9019995921533.1019825821635.3019805711737.5019975441839.7019655191941.9019964872044.1020014712146.3019644522248.5019734452350.7019874382452.9019834372555.1019694282657.30z. . .19934252759.5019713892861.7019782992963.9019762723066.101

19、9602663168.3019952613270.5019742403372.7019882223474.9019862183577.1019612003679.3019663781.5019993883.7019943985.9019774088.1019591314190.3019811264292.5019851214394.701972644496.90频率曲线见附录 2由公式计算理论频率曲线的统计参数Q 平均 =Q i=548.80m 3/sCv =0.91Cs=2.67C v=2.43由查频率曲线法得 1826 年，1930 年的洪峰流量分别为2296 m 3/s 和 2059 m

20、 3/s。P=0.2% 时的校核洪峰 Q 0.2% =Q平均 （ 0.2% Cv+1）=3360.41 m3 /s，P=0.2% 时的洪峰流量 3360.41m3/s。P=2%的设计洪峰Q2%=Q平均3/s（ 2% Cv+1）=2060 m1d 洪量的相关数据序号系列值频率序号系列值频率10.67850.0057240.14830.50720.62370.011250.14570.529z. . .30.54890.017260.14520.55140.37270.067270.13830.57350.2880.280.13140.59560.28320.111290.12090.61770.

21、26350.300.11950.63980.23410.155310.11770.66190.23340.177320.11540.683100.22620.330.09850.705110.22330.221340.09790.727120.22290.243350.09310.749130.21270.265360.09210.771140.21240.287370.09150.793150.21130.309380.08410.815160.19990.331390.08170.837170.19130.353400.08130.859180.18760.375410.07340.881

22、190.17250.397420.06640.903200.16810.419430.06130.925210.16770.441440.04340.947220.15250.463450.03630.969230.15140.485频率曲线见附录 3W 平均 =W i=0.19 ×108m3Cv =0.72Cs=2.96C v=2.13由曲线图可知， p=0.2% 时的校核洪量 W p=W 平均 ×( 0.2% Cv+1）=9.6 ×107m3p=0.2% 时所对应的 1d 的洪量为 0.96 ×108m3 。 P=2% 的设计洪量 W p=W 平均&

23、#215; (2% Cv+1）=0.75 ×108 m3p=2% 对应的 1d 洪量为 0.75 ×108m33d 洪量的相关数据序号峰量频率序号峰量频率z. . .11.04570.0057240.230.5120.96680.011250.22330.5330.85180.017260.22230.5540.65940.07270.22130.5750.57250.09280.21310.660.53930.11290.20920.6270.43340.13300.19240.6480.41350.16310.0.6690.32880.18320.18240.68100

24、.32230.2330.17950.71110.31890.22340.1790.73120.31860.24350.1790.75130.31720.27360.16860.77140.31580.29370.15890.79150.31570.31380.0.82160.31030.33390.0.84170.29860.35400.13070.86180.29240.38410.12530.88190.28770.4420.12410.9200.28640.42430.10230.925210.28520.44440.07970.947220.28120.46450.06640.9692

25、30.2480.49W 平均 =W i=0.3 × 108m 3Cv =0.71Cs=3.18C v=2.26由曲线图可知，p=0.2% 时的校核洪量 W p =W 平均×( 0.2% Cv+1）=1.499 ×108m3p=0.2% 时所对应的 3d 的洪量为 1.499×108 m3 。 W p=W 平均 ×( 2% Cv+1）=1.193 × 108m 3p=2% 对应的 3d 洪量为 1.193×108 m3频率曲线见附录 4合理性分析（ 1）通过对本站洪峰、洪量及其统计参数随时间变化的分析和从洪峰、洪量及z. .

26、.其统计参数随地区的变化规律的分析，以及从形成洪水的暴雨面分析，都得出了相应的合理结论。（2）将各种统计时段洪量的频率曲线点绘制在一图上，在适用围不能相交。因为如果相交，就不能保证同一频率下长时段的洪量大于短时段的洪量。选择典型洪水过程线洪峰（ m3 /s）洪量 （ m3/s）h1d3dP=0.2% 的校核洪 水32002666741638典型洪水2389.01987921663起止时间1984.7.26.001984.7.26.0241984.7.26.07.28.24计算放大比KQ =Q mp /Q m 典 =1.3Kw1 =W tp/Q t 典 =1.3K w3-1 = （ 41638-

27、26667） /（ 21663-19879 ）=8.38校核洪水过程线计算表时间（流量放大倍比放大流量时间（流量放大倍比放大流量t=1h ）t=1h ）096.61.3125.583744.28.38370.39615721.3743.63843.58.38364.53210851.31410.53941.78.38349.446313451.31748.540408.38335.2415681.32038.44138.38.38320.954517911.32328.34236.68.38306.708620901.327174334.88.38291.624723891.33105.74433.18.38277.378洪峰 ,1d 交界23891.33105.74532.28.38269.83682138.71.32780.314631.38