水文课程设计

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、洪水预报的目的意义 1\o"CurrentDocument"二、流域自然地理概况 1\o"CurrentDocument"三、水库工程管理情况 1\o"CurrentDocument"四、产流方案的编制 21、确定前期影响雨量折减系数K 22、计算前期影响雨量P 4a3、绘制降雨径流相关图 5\o"CurrentDocument"五、汇流方案的编制 51、单位线的推求 5\o"CurrentDocument"2、单位线的时段转换 8\o"CurrentDocument"六、产流汇流方案的编制 101、利用降雨径流相关图推求净雨 102、水库洪水过程线 10\o"CurrentDocument"七、体会与意见 12一、 洪水预报的目的意义洪水预报的目的就是预测短、中、长期河道洪水的发生与变化趋势。准确及时的水文预报在防范水旱灾害、保证工农业安全生产、充分利用水资源以及发挥水利设施的作用等方面都具有重大意义。二、 流域自然地理概况该水库位于东经XX,北纬XX,第二松花江流域XX河水系，X河支流。集水面积541平方公里，流域南北长约36公里，东西宽约22.5公里。河流于XX镇汇入X河，全长54.9公里，流域面积756.8平方公理，为水库控制面积的1.4倍。整个流域内没有较大的厂矿、企业和水利工程，沿河两岸滩地种植农作物约占坝址以上流域面积的17.8%。水利设施有拦河坝和塘坝近40处，蓄水约150万立方米，这些水利设施对汛期洪水影响不大，但对年径流特性有所改变。该流域主要属大陆性气候，夏季常受太平洋季风和台风的影响，雨水较多，多年平均降雨量为750~800毫米，6~9月流域平均雨量约占全年的80%以上．最大月雨量为371.1毫米（1960年8月），最大日雨量达132.5毫米（1957年7月）降雨分布很不均匀，多集中在7~8月，占整个汛期60%以上。冬季常受西伯利亚寒流影响，气温较低。结冰期约140天。多年平均温度为4°C,水面蒸发约600毫米，春秋多风而干燥，常出现5级以上的大风。汛期洪水次数一般为2〜8次，洪水历时5~7天，最大日平均流量为190m3/s，瞬时最大流量为442m3/s。根据洪水调查，1951年洪峰流量为1250米m3/s，相当于60年一遇的洪水。三、 水库工程管理情况该水库于1958年建成，1958年蓄水灌溉，1965年基本配套完成。1972年又进行了输水洞钢板衬砌。涵洞口新建了高压闸。1974年又在渠首修建了排洪闸，水库的主体工程基本结束。水库多年调节、总库容2.34亿m3。其中防洪库容1.69亿m3,兴利库容为0.7亿m3,防洪与兴利结合库容0.24亿m3,水库最大设计入流量2421米m3/s，溢洪道最大下泄流量为200m3/s。过去,汛期水库没有分时段控制防洪限制水位,随着工程配套的逐步完善和水稻灌溉的发展,水库防洪与兴利的矛盾日益突出,为了充分发挥水库的效益,汛期6~9月份分为6月、7~8月、9月三个控制时段,提高了汛期防洪限制水位。到1973年水库的灌溉面积,已经超过设计标准14.4万亩,1981年实灌面积17.6万亩,超过设计效益22%以上。在汛期流域内设置雨量点,建立无线电通讯网,直接传递雨情,大大提高了情报传递速度与精度,由原来的6~8小时缩短为20分钟,使短期洪水预报更为准确。因此，可预蓄水位0.30〜0.5米，增加调节水量400〜500万m3。1981年泄洪洞建成，可参加泄洪50米m3/s，则预蓄水位1米。汛末结合天气预报，逐步抬高水位,尽可能地使水库蓄至正常蓄水位。自从1972年以来认真分析水库运用资料，在研究洪水规律的基础上，实行分期限制水位，13年来均每年多调蓄水量1017万m3,累计多供水13000万m3,多灌水22.7万亩，累计创造造价值575万元。四、产流方案的编制1、确定前期影响雨量折减系数K在历年雨洪资料中选择久旱无雨之后，降一场大雨产生径流；由公式I=(P-R) ，可求得I值［或I二(P+P-R)］。m max m ma max表1：降雨径流相关因素统计表序号流域平均雨量P/mm前期影响雨量Pa/mm径流深R/mm序号流域平均雨量P/mm前期影响雨量Pa/mm径流深R/mm123.49.42.3368662.465.8269.520.919.53753.954.447.8323.351.1&33849.74735.3446.539.713.73985.410.1653957.724.54038.738.57.8624.67021.44123.261.97.5736.855.727.24236.566.619.6

864.225.253.24382.51928.3939.919.94.94444.325.76.81029.250.911.34530.844.79.41134.825.95.94648.246.4121247.437.617.14724.441.19.81348.922.57.74832.343.716.714131.756106.54924.624.26.3159.329.96.15067.814.721.61631.9339.551579.910.51780.849.349.65256.524.214.11854.243.622.65358.317.719.4192725.34.35433.858.920.6203335.57.95560.831.815.62147.412.23.15627.417.92.82241.544.745754.715.7&12344.918.8105847.129.716.62431.6184.85921.242.37.1253837.611.160190.321.8136.12621.846.55.86142.638.35.52736.627.46.46223.239.53.42829.848.89.36357.213.312.62936.854.7236423.236.97.33016.831.612.56521.628.17.23140.413.23.96657.722.712.33266.319.513.46729.131.383352.947.527.56825.642.29.83481.534.236.26970.31916.33535.135.418.4该水库站1957年至1973年的（17年）流域平均日最大蒸发量，统计结果：5月份为12.1毫米；6月份为10.5毫米；7月份为9.8毫米；8月份为7.6毫米；9月份为6.4毫米。根据表1分析，流域最大蓄水量I=79.4mm，取I=80mm。8月份的平均日蒸mm发量E为7.6mm。mE 7.6前期影响雨量折减系数K=1-―m=1一^^=0.905I 80m

2、计算前期影响雨量Pa由公式P =K(P+P)从P=0之日开始逐日计算。7月31日P值由7月a,t+1 a,t t a a降雨资料计算得出：P=12mm。表2按1965年8月份降雨资料计算P值，成果aa见下表；表2：前期影响雨量P值计算表a月日P(mm)Em(mm)KPa(mm)8111.97.60.90510.9272.77.60.90520.632.27.60.90580407.60.90574.450.67.60.90567.360.87.60.90561.479.27.60.90556.3811.37.60.90559.3907.60.90563.9100.57.60.90557.81120.27.60.90552.81207.60.90566.1130.37.60.90559.8140.67.60.90554.4153.37.60.90549.8161.87.60.90548.11707.60.90545.21807.60.90540.9190.57.60.90537200.97.60.90533.9212.97.60.90531.52207.60.90531.12307.60.90528.12407.60.90525.42507.60.905232607.60.90520.8270.67.60.90518.82841.27.60.90517.6296.77.60.90553.2304.27.60.90554.23107.60.90552.9由表中资料，8月1日，p=k(P+P)=0.905x62+0)=10.9mma,t+l a,tt同理，8月2日，P=0.905x(10.9+11.9)=20.6mma8月3日,P=0.905x(20.6+72.7)=84.4>10mm,取P=80mmaa8月4日,P=0.905x(2.2+80)=74.4mm,其余结果见表。a3、绘制降雨径流相关图在绘制前应将各次洪水的流域平均雨量、前期影响雨量、径流深计算成果汇编成降雨径流相关因素统计表，统计表见表1，然后作相关图；降雨径流相关图的绘制步骤：、以径流深R为横坐标，流域平均雨量P为纵坐标，将表1中降雨径流相关因素统计表中的69个点绘在坐标格纸中，并在各点标上相应的P值；a、通过原点作45°线，沿纵坐标轴向上平移20mm、40mm、60mm分别作45°线的平行线。、将图中所绘的任意两点连成线段，根据两点的P值大小，利用直线内插a法在这条线段或线段延长线上标出P=60的点。用此方法在图中找出68个这样a的点并标出，观察这些点的分布规律，通过这些点的点群中心画一条曲线，曲线左侧与纵坐标轴相交，右侧与上述45°线的平行线相切。、用同样的方法，绘制P=0，P=20，P=40的曲线。a a a(5)、降雨径流相关图如图1所示。五、汇流方案的编制1、单位线的推求表3：单位线计算成果表日期月日时时间(小时)时段净雨h(mm)流量过程(ms/s)部分径流单位线q(ms/s)修正后q(ms/s)h1=3.8h2=1

（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）719200000863.81.91.905514616.86.30.516.61420611.19.41.724.724.7202616.113.62.535.835.88614.310.73.628.228.414612.910.12.826.62420612.49.72.725.520.821269.672.618.417.9868.46.61.817.415.81467.35.61.714.713.82066.24.71.512.412.122265.241.210.510.5864.33.21.18.48.41463.42.60.86.86.82062.92.20.75.85.3232621.40.63.73.7861.30.90.42.42.41460.60.40.21.11.1206000.1000合计4.8264250.5由公式1，Q=hh1q+旷q210210hQ二眉hQ二眉q1101

推出1h/10q2Q-(h/10)•qI2h/101例如7月q2Q-(h/10)•qI2h/101例如7月19日8时一行，1.93）行，第（6）列，h2qq— 1 — —51h/103.8/1011X510q二io=0"；第⑸列'£-10qi=6.8-0.5=6.37）列，q2=3・8/310=16.6，将数据填入表格。同样地，7月19日20时一行，第（6）列，h2q1X16.610」2 10 ="；第⑸列Q3hq2=w-=9.4，第⑺列，°3二眾二24.7，以此方法得到6Q3单位线。由于实测资料及净雨推算具有一定的误差，且流域汇流仅近似遵循倍比和叠加假定，分析法求出的单位线往往会呈现锯齿状，甚至出现负值，需作光滑修正但应保持单位线的径流深为10mm。检验：单位线累加起来：Yq=264m3/s，集水面积F=541km2i修正前单位线径流深：h= i = =10.54mm>10mm,需要F 541修正单位线，修正后Yq=土二=10X541=250.5i3.6At 3.6x6修正所求单位线：在方格纸中，以时间为横坐标，单位线为纵坐标，将所求单位线点绘在方格纸中，并用光滑曲线连起来。将图中曲线适当修改，使累加后的单位线之和等于250.5。修正前后图纸见图2.表4场次降雨径流统计表日期月日时时间(小时)时段净雨(mm)流量过程(ms/s)部分径流单位线q(m3/s)h1=7.7mmh2=2.5mmh3=1.8mm71920000867.71414018.21462.519.815.34.5019.92061.834.826.653.234.520266148.88.63.663.48635.513.515.86.217.514624.78.94.411.411.620619.513.42.93.217.4212617.210.74.42.113.986158.33.53.210.8146137.82.72.510.120611.57.12.51.99.222269.55.42.31.878684.51.81.75.81466.53.71.51.34.820652.71.21.13.523263.820.90.92.6862.51.30.60.61.71461.20.40.40.40.5206000.10.30242600.10合计12252.4不同次洪水分析的单位线常有些不同，有时差别还比较大，主要原因及处理方法如下：（1）洪水大小的影响大洪水流速大、汇流快，用大洪水资料求得的单位线峰高且峰现时间早；小洪水则相反，求得的单位线过程平缓，峰低且峰现时间迟。可以针对不同量级的时段净雨采用不同的单位线。（2）暴雨中心位置的影响暴雨中心位于上游的洪水，汇流路径长，洪水过程较平缓，单位线峰低且峰现时间偏后；若暴雨中心在下游，单位线过程尖瘦，峰高且峰现时间早。可以按暴雨中心位置分别采用相应的单位线。2、单位线的时段转换（1）S曲线的推求将表3中修正后的单位线纵坐标依次累加起来，得到S曲线的纵坐标值。计算成果如下表：表5：S曲线计算成果表时间（小时）0612182430364248546h单位线q(m3/s)051424.735.828.42420.817.915.8S曲线(m3/s)051943.779.5107.9131.9152.7170.6186.4时间（小时）606672788490961021081146h单位线q(m3/s)13.812.110.58.46.85.33.72.41.10S曲线(m3/s)200.2212.3222.8231.2238243.3247249.4250.5250.5（2）、单位线时段转换a、 在坐标格纸中，以时间为横坐标，累加的单位线为纵坐标将表5中的点绘制在图纸上，并用光滑的曲线连起来，此曲线即为S（t）曲线。b、 将S曲线向右平移5小时得到S（t-At）曲线。

c、 转换后的单位线由公式q(At,t)=^t0[sC)-sC-At)]求出，其中At二6h,At 0At=5h,Is(t)-S(t-At)]由坐标格纸中曲线每隔5h读出的值相减求得。d、 SC)曲线及S(t-At)曲线图见图3.e、时段转换后的5小时单位线计算成果如表6。表6：单位线时段转换计算成果表时间(小时)S(t)(ms/s)S(t-5)(m3/s)5h单位线m3/s(1)(2)(3)(4)0005404.8101249.615301221.6205530302585553630107.5852735128107.524.640145.51282145161145.518.650175.516117.455188.5175.515.660199.6188.513.3265210199.612.487021921010.875226.82199.3680233226.87.4485238.52336.690242.7238.55.0495246242.73.961002482462.4105249.42481.68110250.5249.41.32115250.5250.50表中第(2)列为sQ曲线上对应时刻的读数，第(3)列为S(-At)曲线上对应时刻的读数，第(4)列为所求的5小时单位线。例如表中第4彳丁，q(At,t)= 0Is(t)-S(t-At)]=(12-4)=9.6，其他计算结At 5果见表6。六、产流汇流方案的应用1、利用降雨径流相关图推求净雨用已知的降雨量和求出P值，在降雨径流相关图上找出对应时段的净雨深。a如时段1的降雨量为16.8mm,在纵坐标上找到16.8mm的点，作横坐标的平行线，用直线内插法在P=40和P=60之间找到P=53的点，向下作纵坐标的平行线与aaa横坐标的交点即为所求净雨深。时段2的降雨量为44.9mm，求该时段净雨深时,应在时段2降雨量的基础上加上前面时段的降雨量，用上述方法求累加降雨量的净雨，再减去时段1的净雨深，即为时段2的净雨。用同样的方法找到其余各时段的净雨。2、水库洪水过程线根据单位线的倍比假定，第1时段净雨h=6mm是单位净雨的0.6倍，所形成的部分径流Q]'(t)=0.6q(t)，见表7中A列。第2时段净雨h2=29.5mm所形成部分径流晚一个时段，Q；(t+At)=2.95q(t),见表7中B列；同理，第3时段净雨h3=50.5mm所形成部分径流晚两个时段，Q3'(t+2At)=5.05q(t)，见表7中C列。同理，求出其他各时段所形成的部分径流，见表7中D、E、F列。按单位线的叠加假定，计算出口断面流量过程：Q(t)=Q1'(t)，Q(t)=Q1'(t)+Q2'(t)，……，Q〜§⑺=Q1'(t)+Q2'(t)+……Q6'⑺。c、入库洪水过程线的计算成果如下表所示表7：入库洪水过程线计算成果表项目各时段降雨量、净雨量及其相应的洪水过[程线叠加后净雨形成的累计洪力C过程线时段1234561~1时段1~2时段1~3时段1~4时段1~5时段1~6时段雨量16.844.951.434.529.118.9净雨629.550.534.529.118.9时段单位线ABCDEFJKLMN010000000024.82.902.92.92.92.92.92.939.65.814.205.82020202020101112131415161718192021222330362724.62118.617.415.613.3212.4810.89.367.446.65.043.962.41.681.32300.61821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.563.788.5106.279.772.66254.951.34639.336.831.927.648.5109.1151.5181.8136.4124.2106.193.987.978.867.36354.516.633.174.5103.5124.293.284.972.564.26053.84643.11427.962.987.3104.878.671.661.154.150.645.438.89.118.140.856.7685146.539.735.232.929.521.9 47.3 37.3 36.3 25.21821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.519.5 37.6 32.3 31.4 23.6 32.4 14.9 33.3 25.7 27.2 20.4 2.41.40.8180.611.725.522.821.717.71.47.13.98872012.18.56.7151817.413.78.35.84.6103819.214.711.54.93.8874.814.112.59.57.54.53.22.5568.20.8180.681.7110.1122.494.585.273.265.360.75446.843.337.532.125.922.517.313.18.15.83.91067.6130.2219.2273.9276.3221.6197.4171.4154.6141.9125.6110.6100.586.673.260.150.638.628.117.912.46.72585.8146.8252.3348.4379.8345.8290.6256.3227.1206.1185.6164.4146.5129.7110.592.476.361.445.531.620.712.54.63623.3146.8266.3376.3442.7433.1395.4334.9298.7267.2239.7215191.9168.5146.8123.8103.583.164.746.332101112131415161718192021222330362724.62118.617.415.613.3212.4810.89.367.446.65.043.962.41.681.32300.61821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.563.788.5106.279.772.66254.951.34639.336.831.927.648.5109.1151.5181.8136.4124.2106.193.987.978.867.36354.516.633.174.5103.5124.293.284.972.564.26053.84643.11427.962.987.3104.878.671.661.154.150.645.438.89.118.140.856.7685146.539.735.232.929.521.9 47.3 37.3 36.3 25.21821.616.214.812.611.210.49.47.56.55.64.519.5 37.6 32.3 31.4 23.6 32.4 14.9 33.3 25.7 27.2 20.4 2.41.40.8180.611.725.522.821.717.71.47.13.98872012.18.56.7151817.413.78.35.84.6103819.214.711.54.93.8874.814.112.59.57.54.53.22.5568.20.8180.681.7110.1122.494.585.273.265.360.75446.843.337.532.125.922.517.313.18.15.83.91067.6130.2219.2273.9276.3221.6197.4171.4154.6141.9125.6110.6100.586.673.260.150.638.628.117.912.46.72585.8146.8252.3348.4379.8345.8290.6256.3227.1206.1185.6164.4146.5129.7110.592.476.361.445.531.620.712.54.63623.3146.8266.3376.3442.7433.1395.4334.9298.7267.2239.7215191.9168.5146.8123.8103.583.164.746.332.219.59.53.84498.1146.8266.3385.4460.8473.9452.1402.9349.7313.7279.4250.2224.8198172147.4123.9100.878.858.841.727142.55066.3表8水库设计洪水过程线（一九七五年典型放大）年•月•日•时0.10.1