某水库水文水力计算毕业设计--说明书

1、毕业设计（论文）说明书题目：长江流域某水库水文水利计算系 名 建筑工程系 专 业 水利水电工程 学 号 学生姓名 指导教师 2017年6月8日摘 要长江流域是中国人口密集，经济最繁荣的地区，沿江重要城市有重庆、武汉、南京和上海。长江可供开发的水能总量达2亿千瓦，是中国水能最富有的河流。长江干流通航里程达2800多公里，素有三峡大坝“黄金水道”之称。长江流域的合理开发利用对我国城市建设和国民经济发展有着重要的利益影响。由此，在流域主、支流上兴建水库、堤坝等改善河道的水利工程是重点。该流域覆盖面广、落差大，下垫面形式复杂，历史上多次发生洪水等自然灾害，泥沙淤积等河道问题也有待解决。为有效解决其弊端

2、因素，转弊为利，设计主要对在长江流域拟建水库某水库进行水文水利计算，主要包括入库径流分析、设计洪水分析、溢洪道堰顶高程的确定和水库各特征水位和特征库容确定。关键词：洪峰流量频率曲线;洪水过程线;特征水位ABSTRACT The Yangtze river basin is one of the most densely populated areas in China, with chongqing, wuhan, nanjing and Shanghai in important cities along the Yangtze river. With a total capacity of

3、 200 gigawatts, the Yangtze river is the richest river in China. The Yangtze river is known as the golden waterway of the three gorges dam, which is more than 2,800 kilometers long. The rational exploitation and utilization of the Yangtze river basin have important benefits for the construction of C

4、hinese cities and the development of national economy. Therefore, the construction of water conservancy projects such as reservoirs and DAMS on the main and tributaries of the river basin are the main points. The basin covers a wide area and is large, and the surface of the basin is complex, and the

5、re have been many floods and other natural disasters in history. In order to solve the disadvantages factors effectively, turning disadvantage for profit, the design of a reservoir in the Yangtze river basin of the proposed reservoir calculation of hydrology and water conservancy including inbound f

6、low analysis, the determination of design flood analysis, spillway weir crest elevation and reservoir features of water level and capacity of each set.Key words: Flood frequency curve;Flood process line;Characteristic water level目 录第一章 综合说明11.1 基本情况11.2 基本资料1 1.2.1 径流资料1 1.2.2 洪水资料2 1.2.3 农业用水3 1.2.

7、4 城镇生活供水3 1.2.5 农村生活供水3 1.2.6 水库特性3第二章 入库径流分析52.1 水文资料审查5 2.1.1 可靠性审查5 2.1.2 一致性审查5 2.1.3 代表性审查52.2 分析计算5 2.2.1 划分水利年5 2.2.2 参数计算及频率曲线的绘制6 2.2.3 设计年内分配过程11第三章 设计洪水分析143.1 水文资料审查14 3.1.1 可靠性审查14 3.1.2 一致性审查14 3.1.3 代表性审查143.2 分析计算14 3.2.1 洪峰流量频率曲线14 3.2.2 洪峰流量分析成果17第四章 兴利调节264.1 死库容的确定264.2 兴利调节计算方法及

8、成果26 4.2.1 农业用水计算26 4.2.2 城市生活用水计算26 4.2.3 农村生活用水计算26 4.2.4 水量损失计算26 4.2.5 兴利调节成果26第五章 调洪计算305.1 水库调洪计算的任务和基本原理30 5.1.1 水库防洪调节计算的任务30 5.1.2 水量平衡方程31 5.1.3 水库蓄泄方程315.2 列表试算法水库调洪计算32 5.2.1 列表试算法水库调洪计算任务32 5.2.2 列表试算法水库调洪计算步骤32第六章 总结34 参考文献35 附录36 外文资料 中文译文 致 谢第一章 综合说明1.1 基本情况 水库建设的任务主要为县城进行城镇供水，并兼顾下游的

9、农业灌溉供水。该水库将承担着下游防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。城镇、农村供水及工业用水的设计保证率为90%，灌区用水设计保证率为50%。1.2 基本资料1.2.1 径流资料 某水文站有还原后的19501977年逐月径流资料，见表1-1。表1-1 水文站还原后的19501977年逐月径流资料 单位：万m3年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月19508.444.971.3512.3544.61137.2982.2855.667.159.741.718.019519.248.677.2555.0590.0

10、1232.01064.1926.972.664.645.219.419529.952.483.2597.7635.41326.81145.9998.278.269.648.720.9195310.656.189.1640.4680.81421.61227.81069.583.874.652.122.4195411.359.895.0677.9624.81310.31126.6993.689.479.655.623.919557.741.165.3466.0429.6900.8774.6683.161.554.738.216.519568.444.971.3508.4468.6982.7845.

11、0745.267.159.741.718.019579.248.677.2550.8507.71064.6915.4807.372.664.645.219.419589.952.483.2593.1546.71146.5985.8869.478.269.648.720.9195911.359.895.0683.1726.21516.31309.61140.889.479.655.623.9196010.656.189.1635.5585.81228.41056.2931.583.874.652.122.419618.842.366.3466.9465.0977.1818.9736.769.96

12、2.243.518.719629.646.172.4509.3507.31066.0893.3803.776.267.847.420.4196310.449.978.4551.8549.51154.8967.7870.782.673.551.422.1196411.253.884.4594.2591.81243.61042.2937.788.979.155.323.8196512.861.596.5684.3727.11518.91313.31146.0101.690.463.227.2196612.057.690.5636.7634.11332.51116.61004.695.384.859

13、.325.5196710.751.580.8568.8566.51190.3997.5897.585.175.752.922.8196811.756.188.0619.7617.21296.91086.9977.892.782.557.724.8196913.464.2100.7708.8706.01483.51243.21118.5106.094.466.028.4197010.048.075.4534.6568.01186.71026.0895.379.470.649.421.3197114.261.895.7668.6709.91483.91284.61122.3112.9100.570

14、.230.2197215.291.7147.81070.1986.72067.81775.61563.3120.9107.675.232.4197314.084.6136.3986.8909.91906.91637.41441.6111.599.269.329.8197412.776.3123.0890.7888.01863.71558.21398.4100.689.562.626.9197512.072.5116.8845.8843.21769.91479.71327.995.685.059.425.6197614.687.9141.61033.11098.92293.51979.01722

15、.2115.8103.172.031.0197713.983.5134.5974.0898.11882.11616.11422.9110.097.968.429.51.2.2 洪水资料水文站有实测的19501977年洪水要素资料，经整理摘录的逐年洪峰流量见表1-2。将资料整理、统计后计算出了不同频率洪量和典型洪水过程，结果见表1-3、表1-4。表1-2 水文站历年洪峰流量年份洪峰流量Qm（m3/s）年份洪峰流量Qm（m3/s）年份洪峰流量Qm（m3/s）19501345.9196013269.9196917440.919518902.719612719.91970182261952848.21

16、96211496.419717220319532299.319636729.619724437.319549884.119647451.619736904.9195515001.419656694.619743140.519565383.719662628.819753841.519576014.6196712162.41976347019585068.2196812253.519776904.9195912688.1表1-3 水文站不同时段洪量频率分析计算成果表 单位（104m3）洪量 项目 W12hW24hW48hW72h均值1740272042605420Cv0.70.70.60.6Cs

17、/ Cv2.5232.5表1-4 典型洪水过程线时间（年/月/日/时/分）流量Qm（m3/s）时间（年/月/日/时/分）流量Qm（m3/s）时间（年/月/日/时/分）流量Qm（m3/s）1989/7/22 2:003781989/7/22 13:4070401989/7/23 7:0016101989/7/22 7:2416901989/7/22 14:0070401989/7/23 8:0016101989/7/22 7:4816901989/7/22 14:5770401989/7/23 11:0016501989/7/22 8:0018201989/7/22 15:2170401989/

18、7/23 14:0013301989/7/22 8:4824601989/7/22 15:5772251989/7/23 17:009661989/7/22 9:1230601989/7/22 16:0072401989/7/23 20:009221989/7/22 9:1838601989/7/22 17:0052801989/7/23 23:008801989/7/22 9:5442901989/7/22 17:1852801989/7/24 2:008801989/7/22 10:0042901989/7/22 18:1844701989/7/24 8:00880续表1-4时间（年/月/

19、日 时:分）流量Qm（m3/s）时间（年/月/日 时:分）流量Qm（m3/s）时间（年/月/日 时:分）流量Qm（m3/s）1989/7/22 10:3038101989/7/22 18:2444701989/7/24 13:067981989/7/22 11:0038101989/7/22 19:0041901989/7/24 14:007981989/7/22 11:2450101989/7/22 19:1241901989/7/24 16:127181989/7/22 11:3050101989/7/22 20:0040801989/7/25 2:007181989/7/22 12:30

20、57301989/7/22 22:0031301989/7/25 8:006431989/7/22 12:3662201989/7/22 23:0031301989/7/25 14:006431989/7/22 13:0066501989/7/23 0:0025601989/7/25 20:006801989/7/22 13:0266501989/7/23 5:0020501989/7/26 2:006801.2.3 农业用水表1-5 某水库灌区平水年（P=50%）各月灌溉用水量表某水库灌区平水年（P=50%）各月灌溉用水量表月份34567891011全年用水量（万m3）621.414752.

21、724537.93514.4414.9443.45243.452141.228604.3323273.9121.2.4 城镇生活供水拟建水库城镇生活供水量根据预测的2020年城镇生活总缺水量要求确定，水库主要供给城镇居民日常生活用水，城镇公共服务和城镇生态环境用水以来其它水源供水，在节水条件下城镇居民日常生活年用水总计53.97万m3。1.2.5 农村生活供水农村生活供水包括农村居民生活和牲畜需水，在节水条件下平均每年农村生活用水总计81.44万m3。1.2.6 水库特性 1、 水库特性曲线水库死水位为2900.00m，107万m3，从安全角度考虑，溢流坝的堰顶高程取正常蓄水位，采用无闸门形式

22、，调洪计算的起调水位取正常蓄水位，只考虑溢流坝泄洪，而不考虑排沙洞的泄洪，溢流坝的宽度取10m。 2、 蒸发损失： 蒸发损失量以当月水库蓄水量的2计算。 3、 水库渗漏损失： 根据本地区气象资料和地质资料，水库渗漏量按当月水库蓄水量的1%计。 4、 水库水位容积图表 见表1-6，图1-1。表1-6 水库水位容积表水位Z（m）库容V（万m3）2900107290226029044662906725290810372910140229121820291422912916281529183392292040222922470529245441292662302928707229307967图1-1

23、水库水位容积曲线图第二章 入库径流分析2.1 水文资料审查 水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响着工程设计的精度。因此，对于所使用的水文资料必须慎重地进行审查。这里所谓审查就是鉴定实测年径流量系列的可靠性、一致性和代表性。2.1.1 可靠性审查 径流资料已通过水文局整理和汇编，资料来源可靠。2.1.2 一致性审查 对该水文站径流资料进行累加计算并绘制图表，如图2-1。图2-1 水文站年径流逐年累积曲线该线拟合度较好，符合规律，故一致性良好。2.1.3 代表性审查该水文站站点距离水库3Km处和坝址在区间降水、蒸发且下垫面条件差异不大，且该流域人为活动影响较小，流域下垫面条件稳定，因此可以认为

24、水文站的资料代表性良好。综上，该资料可以使用，能进行下一步计算。2.2 分析计算2.2.1 划分水利年根据来水和用水的情况将日历年径流资料转变为水利年径流资料，即从头年4月到次年3月为一水利年资料表2-1。表2-1 水利年逐月径流表 万m3年份序号4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月19501512.3544.61137.2982.2855.667.159.741.7188.444.971.31951255559012321064.1926.972.664.645.219.49.248.677.219523597.7635.41326.81145.9998.278.269.6

25、48.720.99.952.483.219534640.4680.81421.61227.81069.583.874.652.122.410.656.189.119545677.9624.81310.31126.6993.689.479.655.623.911.359.89519556466429.6900.8774.6683.161.554.738.216.57.741.165.319567508.4468.6982.7845745.267.159.741.7188.444.971.319578550.8507.71064.6915.4807.372.664.645.219.49.248.6

26、77.219589593.1546.71146.5985.8869.478.269.648.720.99.952.483.2195910683.1726.21516.31309.61140.889.479.655.623.911.359.895196011635.5585.81228.41056.2931.583.874.652.122.410.656.189.1196112466.9465977.1818.9736.769.962.243.518.78.842.366.3196213509.3507.31066893.3803.776.267.847.420.49.646.172.41963

27、14551.8549.51154.8967.7870.782.673.551.422.110.449.978.4196415594.2591.81243.61042.2937.788.979.155.323.811.253.884.4196516684.3727.11518.91313.31146101.690.463.227.212.861.596.5196617636.7634.11332.51116.61004.695.384.859.325.51257.690.5196718568.8566.51190.3997.5897.585.175.752.922.810.751.580.819

28、6819619.7617.21296.91086.9977.892.782.557.724.811.756.188196920708.87061483.51243.21118.510694.46628.413.464.2100.7197021534.65681186.71026895.379.470.649.421.3104875.4197122668.6709.91483.91284.61122.3112.9100.570.230.214.261.895.71972231070.1986.72067.81775.61563.3120.9107.675.232.415.291.7147.819

29、7324986.8909.91906.91637.41441.6111.599.269.329.81484.6136.3197425890.78881863.71558.21398.4100.689.562.626.912.776.3123197526845.8843.21769.91479.71327.995.68559.425.61272.5116.81976271033.11098.92293.519791722.2115.8103.1723114.687.9141.6197728974898.11882.11616.11422.911097.968.429.513.983.5134.5

30、2.2.2 参数计算及频率曲线的绘制 目估适线法估计频率曲线参数具体步骤如下： 1、 根据水文站还原后的19501977年逐月径流资料计算19501977年各年径流量填入表2-2的（2）中。并将实测资料由大到小排列填入表2-2中（4）栏。 2、 用频率计算公式 式（2-1）计算各项的经验频率，列入表2-2中（9）栏，并根据X和P在频率格纸上点绘经验点据。如图2-2。 3、 计算序列的多年平均径流量=（）/=5376.64104m3/。 4、 计算各项的模比系数，计入表2-2中（5）栏，期总和等于。 5、 计算各项的，列入表2-2中（6）栏，其总和应为零。 6、 计算，列入表2-2中（7）栏，可

31、求得： 式（2-2） 7、 计算，列入表2-2中（8）栏，可求得： 式（2-3） 8、 第一次配线。首先根据算出的、和频率P，查皮尔逊型曲线离均系数表，利用公式计算出列于表2-3中（2栏），再由，计算各种频率下的值于表2-3中（3栏）。根据表2-3中（1）（3）栏对应数值点绘曲线，观察其与经验频率曲线吻合程度，发现其首尾部分明显偏于经验点据之下，如图2-3。故需增大、值，进行第二次配线。 9、 重新选取=0.3、=5=1.5。查表得出各值并计算出各值列于表2-3中（4）、（5）栏中，并根据（1）、（5）栏中的数值点绘曲线，如图2-4，发现频率曲线上部高于经验曲线。下部低于经验曲线，整体较陡，故

32、需减小值，进行第三次配线。 10、 重新选取=0.27，=5.6=5.12，查表得出各值并计算出各值列于表2-2中（6）、（7）栏中，并根据（1）、（7）栏中的数值点绘曲线，如图2-5。该线与今晚曲线点据配合较好，即取为最后采用的频率曲线，其参数为：，=0.27，=5.6=5.12。图2-2 经验频率曲线表2-2 某水库年径流量频率计算表年份年径流量序号按大小排列的模比系数（%）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1950434318692.71.620.620.380.233.4519514704.828054.31.500.500.250.126.9019525066.9

33、37427.31.380.380.150.0610.3419535428.847330.91.360.360.130.0513.7919545147.857090.61.320.320.100.0317.2419553539.166733.41.250.250.060.0220.691956386175842.81.090.090.010.0024.1419574182.685790.61.080.080.010.0027.5919584504.495754.81.070.070.000.0031.0319595790.6105733.11.070.070.000.0034.481960482

34、6.1115428.81.010.010.000.0037.9319613776.3125149.50.96-0.040.000.0041.3819624119.5135147.80.96-0.040.000.0044.8319634462.8145066.90.94-0.060.000.0048.28196448061550120.93-0.070.000.0051.7219655842.8164826.10.90-0.100.010.0055.17续表2-2年份年径流量序号按大小排列的模比系数（%）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)19665149.51748060.8

35、9-0.110.010.0058.6219674600.1184704.80.88-0.120.020.0062.0719685012194600.10.86-0.140.020.0065.5219695733.1204564.70.85-0.150.020.0068.9719704564.7214504.40.84-0.160.030.0072.4119715754.8224462.80.83-0.170.030.0075.8619728054.32343430.81-0.190.04-0.0179.3119737427.3244182.60.78-0.220.05-0.0182.76197

36、47090.6254119.50.77-0.230.05-0.0186.2119756733.42638610.72-0.280.08-0.0289.6619768692.7273776.30.70-0.300.09-0.0393.1019777330.9283539.10.66-0.340.12-0.0496.55合计.9.928.000.001.670.37179表2-3 频率曲线选配图频率P（%）第一次配线Cv=0.25Cs=3.8Cv=0.95第二次配线Cv=0.3Cs=5Cv=1.5第三次配线（采用）Cv=0.27Cs=5.6Cv=1.512pKpXppKpXppKpXp（1）（2）

37、（3）（4）（8）（9）（10）（5）（6）（7）13.02 1.76 9436.00 3.33 2.00 10747.90 3.33 1.90 10210.78 51.88 1.47 7903.66 1.95 1.59 8521.97 1.95 1.53 8207.44 101.34 1.34 7177.81 1.33 1.40 7521.92 1.33 1.36 7307.39 200.76 1.19 6398.20 0.69 1.21 6489.60 0.69 1.19 6378.31 50-0.16 0.96 5161.57 -0.24 0.93 4989.52 -0.24 0.94

38、5028.23 75-0.73 0.82 4395.40 -0.73 0.78 4199.16 -0.73 0.80 4316.90 90-1.13 0.72 3857.74 -1.02 0.69 3731.39 -1.02 0.72 3895.91 95-1.32 0.67 3602.35 -1.13 0.66 3553.96 -1.13 0.69 3736.23 99-1.59 0.60 3239.43 -1.26 0.62 3344.27 -1.26 0.66 3547.51 图2-3 第一次配线图图2-4 第二次配线图图2-5 第三次配线图（采用）2.2.3 设计年内分配过程 1、 计

39、算保证率P=25%、P=50%、P=75%条件下，对最小1个月，最小3个月、最小5个月以及12个月的设计径流计算结果如下表2-4、表2-5、表2-6。从实测历年径流过程线中选择代表年，并计算各时段的放缩比K。K的计算公式 式（2-4） 式（2-5） 式（2-6） 式（2-7）式中：、为设计和代表年最小1个月的平均流量之和，其他符号意义类同。表2-4 水库时段径流频率计算成果（P=25%）时段均值m3/sCvCs/CvQpm3/sQ代 （1965年）m3/s12个月1.7050.275.601.9231.853最小5个月0.1750.213.620.1970.196最小3个月0.1150.202

40、.800.1290.131最小1个月0.0420.202.150.0430.047 选择1965年为代表年，放缩比K1=0.917，K3-1=1.031，K5-3=1.04，K12-5=1.042。表2-5 水库时段径流频率计算成果（P=50%）时段均值m3/sCvCs/CvQpm3/sQ代（1964年）m3/s12个月1.7050.275.61.5941.585最小5个月0.1750.213.620.1700.171最小3个月0.1150.22.80.1120.113最小1个月0.0420.22.150.0410.040 选择1964年为代表年，放缩比K1=1.032，K3-1=0.965，

41、K5-3=1.012，K12-5=1.007。表2-6 水库时段径流频率计算成果（P=75%）时段均值m3/sCvCs/CvQpm3/sQ代（1962年）m3/s12个月1.7050.275.61.3681.377最小5个月0.1750.213.620.1480.147最小3个月0.1150.22.80.0990.098最小1个月0.0420.22.150.0360.036 选择1962年为代表年，放缩比K1=1.001，K3-1=1.011，K5-3=1.023，K12-5=0.991。 2、 计算设计枯水年年内分配，用各自的缩放倍比乘对应的代表年的各月流量而得，成果见表2-7、表2-8、表

42、2-9。表2-7 同频率法P=25%设计枯水年年内分配计算表P=25%月份456789101112123全年总量m3/s代表年19652.6402.7155.8604.9034.2790.3920.3380.2440.1020.0480.2540.36021.472放缩比K1.0421.0421.0421.0421.0421.0421.041.041.0310.9171.0311.042设计枯水年2.7512.8296.1065.1094.4580.4080.3510.2540.1050.0440.2620.37522.371表2-8 同频率法P=50%设计平水年年内分配计算表P=50%月份4

43、56789101112123全年总量m3/s代表年19642.2922.2104.7983.8913.5010.3430.2950.2130.0890.0420.2150.31517.632放缩比K1.0071.0071.0071.0071.0071.0071.0121.0120.9651.0320.9651.007设计平水年2.3082.2254.8313.9183.5250.3450.2990.2160.0860.0430.2070.31717.755表2-9 同频率法P=75%设计丰水年年内分配计算表P=75%月份456789101112123全年总量m3/s代表年19621.9651.8944.1133.3353.0010.2940.2530.1830.0760.0360.1910.27015.114放缩比K0.9910.9910.9910.9910.9910.9911.0231.0231.0111.0011.0110.991设计丰水年1.9471.8774.0763.3052.9740.2910.2590.1870.0770.0360.1930.26814.993第3章 设计洪水分析3.1 水文资料审查 水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响着工程设计的精度。3.1.1 可靠性审查 径流资料已通过水文局整理