水文实训模板

1、湖 南 水 利 水 电 职 业 技 术 学 院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power综合实训报告书课题名称: 桃花水库特征水位设计适用专业： 水利工程 班 级：12级五年高职水工一班 姓 名： 吴子龙 学 号： 201209030013 指导老师： 肖慧芳 教 研 室： 水 工 任务下达日期：2015年12月21日设计完成日期：2015年12月 25日水利工程系第一章 资料概述2一.流域概况2 二基本资料2第二章入库径流特征分析81 径流资料审查二设计年径流分析计算（统计参数计算）第三章.设计洪水分析计算11 一.径

2、流资料审查 二.设计洪水分析计算第四章兴利调节计算13 一死库容的确定 二.各类需水量计算课程设计心得体会21第一章 资料概述一.流域概况 桃花河上游山丘区经常发生暴雨洪水，且时有山洪爆发。下游沿河两岸近20万亩农田及县城等经常遭受洪水的侵袭。另一方面，流域内塘坝很少，拦蓄的地表径流不多，农业灌溉深感困难。为解除洪水对下游地区灾害，拦蓄地表径流以灌溉农田和养殖水产，拟在上游桃花河水文站附近拦河筑坝，兴建水库。据来水、用水情况，暂定调节性能为年调节。 水文水利计算的任务在于通过对实测水文资料及灌区用水要求的分析计算，提供水库的各项特征水位和相应的特征库容，溢洪道尺寸，以及坝顶高程等主要参数。二.

3、基本资料（1）径流桃花水文站以上集水面积148.5平方公里，该站有1962到1994年实测流量资料，各年年径流资料如表1。设计年径流按如下标准进行计算：设计标准。参照有关规定，年径流设计标准采用P=85%。用P型适线法求相应P=85%的设计年径流。典型年内分配采用年径流与设计年径流量相近，并对灌溉用水不利（69月来水与常年同期径流量相比，水量偏少）年份，以下三个典型年可供选择（1972年，1971年，1967年），见表2，最后按年水量控制同倍比放大法求设计年内分配。(每月按30.4天计算) 表1 桃花水文站历年年平均流量统计表 单位：m3/s年份196219631964196519661967

4、19681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份19731974197519761977197819791980198119821983流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10（2）洪水桃花水文站仅有14年实测洪水资料，无法直接用洪流量和洪量资料推求

5、设计洪水，但该流域有一定数目的实测暴雨资料可推求设计洪水。经水文计算，其设计洪水成果如表3表5：（3）用水根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算得灌区不同频率灌溉需水量见表6。（4）水量损失桃花水库观测资料得知，蒸发皿实测蒸发量为895mm，蒸发皿折算系数K=0.8，流域多年平均降水量= 1110mm，多年平均径流深=600mm，蒸发量的年内分配百分比见表11，渗漏损失量以各月蓄水量的1%计。 第二章 入库径流特征分析一径流资料审查 桃花水文站以上集水面积148.5平方公里，该站有1962到1994年实测流量资料，各年年径流资料如表1。 设计年径流按如下标准进行计算：计标准。参照有关规定，年

6、径流设计标准采用P=85%。用P型适线法求相应P=85%的设计年径流。典型年内分配采用年径流与设计年径流量相近，并对灌溉用水不利（69月来水与常年同期径流量相比，水量偏少）年份，以下三个典型年可供选择（1972年，1971年，1967年），见表3，最后按年水量控制同倍比放大法求设计年内分配。(每月按30.4天计算) 年份19621963196419651966196719681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份197319741975197619771978197919801981198219

7、83流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10表1 桃花水文站历年年平均流量统计表 单位：m3/s年份月 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5

8、900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79 表2 典型年年径流年内分配表 单位：m3/s二设计年径流分析计算（统计参数计算） 设计年径流分析计算，必须先计算出均值、均方差，变差系数（Cv）以及偏态系数来确定Kp值，用来确定当P=85%时的平均流量。 均值： 均方差： 变差系数： 偏态系数：Cs=2Cv表2 统计参数计算成果表均值CvCs/2CvKpP=85%2.14（m3/s）0.390.780.591.26三设计年径流量年内分配 1.代表年的选择年份月

9、 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79 表3 典型年年径流年内分配表 单位：m3/s 由于当计算P=85%时，1972年年平均径流量（1.28m3/s）于设计流量（1.26m3/s）最为接近。所以，选择197

10、2年为典型年(代表年)。 2.年内分配计算成果分类项目计算各月平均流量（m3/s）1234567典型年19720.3343.493.091.571.151.260.4885%设计枯水年同倍比倍比0.990.990.990.990.990.990.99设计过程线0.333.463.061.551.141.250.42月径流量（万m3）86.85907.50803.49408.25299.03327.64109.21表4-1 设计年内分配成果计算表表4-2 设计年内分配成果计算表分类项目计算各月平均流量（m3/s）89101112 年平均全年典型年19720.6160.431.061.570.38

11、11.2815.43 85%设计枯水年同倍比倍比0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 设计过程线0.61 0.43 1.05 1.55 0.80 1.30 15.64 月径流量（万m3）160.18 111.81 275.63 408.25 210.62 4108.47 四成果的合理性审查 1.资料的可靠性和成果的合理性审查需要通过“三性审查”，也就是资料的可靠性审查、资料代表性分析和资料一致性计算分析。 2.资料的可靠性审查，是指样本资料的可靠程度，从一定意义上面讲也就是样本资料是否存在着种种较大的误差或错误。由于资料的不确定性和可变性，所以在统计分析之前，就

12、应该对原始数据进行复核，对测验精度，资料整编成果等作出分析评价，如问题较大，应该对其进行修正。 3.资料的代表性分析，是指样本的统计特性（如统计参数）能否很好的反映总体的统计特性。样本系列的代表性好是指样本的统计参数与总体的统计参数（x,Cv,Cs）数据相近，或者是否抽样误差小。但根据抽样的误差变化规律，一般样本容量愈大，抽样误差就愈小，也就表面样本的代表性愈高。 4.资料的一致性计算分析，是指样本资料前后是否在同一条件下产生。在水文分析当中，样本一致性的好坏只要表现为人类活动对水文过程的影响上，集中体现在人类的活动对流域下垫面条件的改变上，对于径流资料来说，其影响因素为气候条件和下垫面条件，

13、一般气候条件在短期内不会有明显变化，而下垫面条件在人类活动的干预下经常会发生较大变化，从而影响径流的形成机制，当样本资料的一致性受到破坏时，则应把变化后的资料进行合理的修正，消除人类活动的影响，还原到工程建成前的同一基础上。 5成果的合理性审查，需要通过以上三个方面审查计算得出，如若满足，则代表计算成果是合理的。第三章设计洪水分析计算一径流资料审查 桃花水文站以上集水面积148.5平方公里，该站有1962到1994年实测流量资料，各年年径流资料如表1。设计年径流按如下标准进行计算：计标准。参照有关规定，年径流设计标准采用P=85%。用P型适线法求相应P=85%的设计年径流。典型年内分配采用年径

14、流与设计年径流量相近，并对灌溉用水不利（69月来水与常年同期径流量相比，水量偏少）年份，以下三个典型年可供选择（1972年，1971年，1967年），见表3，最后按年水量控制同倍比放大法求设计年内分配。(每月按30.4天计算) 年份19621963196419651966196719681969197019711972流 量m3/s3.072.062.622.131.691.791.322.572.241.591.28年份19731974197519761977197819791980198119821983流量m3/s2.761.843.342.143.870.641.641.582.082

15、.061.89年份19841985198619871988198919901991199219931994流量m3/s3.042.153.470.601.613.242.243.780.661.602.10表1 桃花水文站历年年平均流量统计表 单位：m3/s年份月 平 均 流 量年平均流量12345678910111219720.3343.493.091.571.151.260.4200.6160.4301.061.570.3811.2819710.1450.6790.8351.242.095.930.5900.7781.944.360.4100.3531.5919670.2350.5234.

16、007.834.290.6161.390.5240.4390.1731.200.2391.79表3 典型年年径流年内分配表 单位：m3/s二设计洪水分析计算 桃花水文站仅有14年实测洪水资料，无法直接用洪流量和洪量资料推求设计洪水，但该流域有一定数目的实测暴雨资料可推求设计洪水。经水文计算，其设计洪水成果如表5表7：表5 P=0.5%洪水过程线 单位：m3/s时段（t=4小时）012345678910P=0.5% Q（m3/s）3.651.41710.78.344.4166557975349348时段（t=4小时）1112131415161718192021P=0.5% Q（m3/s）3042

17、5316410793.285.47872666054表6 P=1%洪水过程线 单位：m3/s时段（t=4小时）012345678910P=1% Q（m3/s）3.042.814.28.926.8937.0139464813291290时段（t=4小时）1112131415161718192021P=1% Q（m3/s）25321113788.877.771.26560555045时段（t=4小时）012345678910P=2% Q（m3/s）2.637.212.37.86.032.2120.9403.5707253252.2时段（t=4小时）1112131415161718192021P=2

18、% Q（m3/s）220183.5119.177.267.661.956.552.247.843.539.1表7 P=2%洪水过程线 单位：m3/s第四章 兴利调节计算一.死库容的确定根据水库特征，水库库容曲线见表9。该水库有效运用期n=100年，在此期间的淤沙总量经计算Vs=378*104米3，灌区的田面高程为14.35米，根据灌溉最小水头的要求，确定水库的最低水位为15.8米。综合以上两方面，结合建库后库内水产养殖的要求，确定死水位Z及相应的死库容V死。初步拟定采用无闸门控制的开敞式溢洪道，堰顶高程为正常蓄水位，溢洪道宽度B为7.5米。溢洪道下泄流量计算公式，根据模型实验成果，溢洪道出流流

19、量计算公式q=MBh3/2中的系数M=1.44多年平均最大风速V为18米/秒，水面吹程D为3 公里，大坝为土坝，倾斜坝坡，其迎水面坡高tg=1/3,有浆砌石块石护坡（K=0.77）。设计条件下的设计风速取多年平均最大风速的1.5倍，校核条件下的设计风速即为多年平均最大风速。波浪爬高在设计水位情况下取0.65m。安全超高按三级土坝（级别）可查规范。风雍水面高度e取0.008m。坝顶高程： Z坝顶= Z水位+h浪+e水库水位Z（m）1012.416171819202122232425库容V（104m3）0378157021802950383048605970725087501025011900面积

20、F（km2）03.24.77.57.99.710.911.314.315.716.318.7表9 桃花水库水位Z-库容V、面积F关系 为防止泥沙静茹，在规划设计水库是，根据水库要求的使用年限和泥沙淤积量，确定水库的泥沙淤积库容和淤积水位。引水管一般要求引水管下缘放在淤积水位以上1m左右，以保证引水设备和发电设备能够安全运行，这个水深称为管低超高。而对于引水管上缘，也要求有1-2米以上的安全水深，保证引水时不致进入空气，破坏水流状态，并保证在特殊枯水年份能够动用部分死库容水量，此安全水深也称为管顶超高。据上述，死水位Z死为：Z死=Z淤+管度超高+引水管外径+管顶安全超高而对于有灌溉要求的水库，其

21、设计死水位主要取决于灌区自流引水灌溉对引水水位的要求，在满足上述要求意外，还要满足有足够水头动力能够对灌区实施灌溉。灌溉死水位确定计算公式： Z死=Z渠+D内/2+H最小+iL式中：Z渠灌区干渠渠首设计控制高程，m； i、L引水管坡度和长度，m； D内引水管内径，m； H最小保证输出渠道设计流量的最小水头，m； 由以上数据计算得出，最后确定死水位为15.8m。根据表9内插计算得出最终死库容为1503.78万m3。二.各类需水量计算根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算得灌区不同频率灌溉需水量见表10。表10 需水量表 单位：万m3月 份567891011总 计毛综合用水量（104米3）176

22、51679410635865342236913.水量损失计算月份123456789101112年百分比（%）3.473.896.027.739.8611.6213.8015.7910.148.015.654.03100表11 桃花水库蒸发损失量标准年内分配表 修建水库前，除河道为水面蒸发外，整个库区的其他面积都是陆面蒸发，而这部分陆面蒸发量已反映在坝址断面处的实测年径流资料中。建库之后，库区内陆面面积变为水库水面的这部分面积，由原来的陆面蒸发变成为水面蒸发。因水面蒸发比陆面蒸发大，故所谓水库的蒸发损失就是指由陆面面积变成水面面积所增加的额外蒸发量，以W表示。桃花水库观测资料得知，蒸发皿实测蒸发

23、量为895mm，蒸发皿折算系数K=0.8，流域多年平均降水量= 1110mm，多年平均径流深=600mm，蒸发量的年内分配百分比见表11，渗漏损失量以各月蓄水量的1计算。 蒸发量计算公式：W=1000（E水-E陆）FvE水=KE测E陆=E=H-Y式中:W水库的蒸发损失量，m3； E测实测水面蒸发量，mm； K蒸发器（皿）折算系数； E水水面蒸发量，mm； E陆陆地蒸发量，mm； H闭合流域多年平均年降雨量，mm； Y闭合流域多年平均年径流深，mm； E闭合流域多年平均年陆面蒸发量，mm；表12 桃花水库蒸发渗漏损失量计算表时段(月)W来（万m3）W用（万m3）损失水量（万m3）蒸发渗漏总计18

24、6.855.254.299.532907.506.205.2811.483803.499.026.9916.014408.2515.968.2124.165299.03176.0020.988.7429.726327.64516.0024.638.6733.307109.21794.0027.807.8035.608160.181063.0026.746.2132.959111.81586.0015.924.8320.7510275.63534.009.823.6813.5011408.2522.006.153.399.5412210.625.523.999.51总计4108.473691.0

25、0173.9772.09246.06417.474.时历列表法计算 水量平衡原理是进行水库兴利调节计算所依据的基本原理，即某一时段内入库水量与出库水量的差值等于水库蓄水量的变化值，其公式如下：W来-W用=（Q-q）t=V=V末-V初 式中：W来、Q时段t内的入库水量和入库平均流量，m3,m3/s； W用、q时段t内的出库水量和出库平均流量，m3,m3/s； V时段t内水库蓄水变量，m3，增加为正，减小为负； V末、V初时段t末、初的水库库容，m3, m3； 由表-4和表-10可得知，此水库为一次运用，即水库在一个调节年度内充蓄一次，泄放一次。当余水W1大于亏水W2时，W2是唯一的亏水量，只要水

26、库能充蓄W3的水量，就能够保证这一年的用水需要，因此水库的兴利库容V兴=W2。184.时历列表法计算表 表13-1 桃花水库计入损失的年调节库容计算(1)时段W来（万m3）W用（万m3）W来-W用V兴弃水C'V(万m3)F（万m2）蒸发深度E（mm）损失水量（万m3）+-蒸发渗漏总计1.0086.8586.85683.722144.097.347.14825.254.299.532.00907.50907.501591.222641.277.748.01346.205.2811.483.00803.49803.492394.713496.777.2712.40129.026.9916.

27、014.00408.25408.252508.00294.434102.6410.0215.923815.968.2124.165.00299.03176.00123.032508.00122.514368.2810.3320.311620.988.7429.726.00327.64516.00188.362319.644335.6110.2923.937224.638.6733.307.00109.21794.00684.791634.853899.049.7828.42827.807.8035.608.00160.181063.00902.82732.033105.238.2232.527426.746.2132.959.00111.81586.00474.19257.842416.737.6220.888415.924.8320.7510.00275.63534.00258.370.001841.725.9516.50069.823.6813.5011.00408.2522.00386.25386.251696.925.2811.6396.153.399.5412.00210.62210.62596.871995.366.658.30185.523.999.51总计4108.473691.002490.81173.9772.09246.06417.47正常蓄水位：19