水利水能规划课设

目 录

第一章 资料概述....................................................................................... 1

1.流域概况 ............................................................................................................ 1

2.基本资料 ............................................................................................................ 1

1.1径流 ............................................................................................................................ 1 1.2洪水 ............................................................................................................................ 1 1.3农业用水 .................................................................................................................... 1 1.4城市用水 .................................................................................................................... 1 1.5水库特性 .................................................................................................................... 1

3.工程设计标准....................................................................................................2

附表一.某水文站历年逐月平均流量表...............................................................2

附图一.某水库水位库容曲线...............................................................................3

第二章 水库入库径流分析 ...................................................................... 4

1.水文资料的审查 .................................................................................................. 4

1.1径流资料的可靠性分析 ............................................................................................ 4

1.2径流资料的一致性分析 ............................................................................................ 4 1.3径流资料的代表性分析 ............................................................................................ 4 2.设计年径流量的分析计算 .................................................................................. 6

2.1分析依据 .................................................................................................................... 6 2.2分析方法 .................................................................................................................... 6 2.3水文年划分 ................................................................................................................ 6 2.4设计年径流频率分析计算 ........................................................................................ 6 3.设计代表年年径流量的年内分配计算 .............................................................. 9

3.1代表年的选择 ............................................................................................................ 9 3.2径流年内分配计算 .................................................................................................... 9 3.3年内分配计算成果 .................................................................................................. 10 3.4设计年径流成果合理性检验 .................................................................................. 10

第三章 设计洪水分析 ............................................................................ 11

3.1 不同频率的设计洪峰流量与不同历时的洪量分析....................................................11

第四章 兴利调节计算 ............................................................................13

4.1分析依据 ......................................................................................................... 13

4.2兴利调节计算 ................................................................................................. 13

4.2.1死库容的确定 ...................................................................................................... 13

4.2.2各类需水量计算 .................................................................................................. 13 4.2.3水量损失计算 ...................................................................................................... 14 4.2.4时历列表计算 ...................................................................................................... 14 4.3溢洪道堰顶高程确定 ..................................................................................... 15

第五章 防洪调节计算 ............................................................................16

5.1分析依据 ........................................................................................................ 16

1

某水库水利分析计算

5.2泄流方案的拟定 ...................................................................................... 16 5.3起调水位的选择 ...................................................................................... 16 5.4水库调洪计算 .......................................................................................... 16

5.4.1调洪计算原理 ...................................................................................................... 16 5.4.2推求流量下泄过程线 .......................................................................................... 17 5.4.3调洪计算成果 ...................................................................................................... 17 5.4.4特征水位和特征库容的确定 .............................................................................. 21

第六章 成果分析及总结 ........................................................................22

6.1水库坝顶高程的确定 ............................................................................ 22

参考资料 ...................................................................................................23

2

某水库水利分析计算

第一章 工程概况

1.1.流域概况

某河是渭河南岸较大的一级支流，发源于秦岭北麓太白山区，流域面积 778.7km2，干流全长51.5km，河道比降1/60～1/70。流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良。该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。拟在该河干流上修建一水库，其坝址位于水文站上游1.5公里处，控制流域面积673km2。该水库将承担着下游和渭河的防洪任务，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。该水库建成后将承担本地区37万亩的农业用水任务和临近城市的供水任务，农业用水的保证率为75%，城市供水的保证率为95%。 1.2.基本资料

1.2.1径流

水文站有实测的1951～2000年逐月径流资料，见附表一。 1.2.2洪水

水文站有实测的1951～2000年洪水要素资料。 1.2.3农业用水

根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算的灌区不同频率灌溉需水量见表4.1。 1.2.4城市用水

城市供水每年按1.5亿m3计，年内采用均匀供水。 1.2.5水库特性

水库库容曲线见附图一。水库死水位已确定为728.0m，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，堰型为曲线型实用堰，断面为矩形，宽度为30米，。根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和3.5%计。

1

某水库水利分析计算

水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m，设计流量为70m3/s。 1.3工程设计标准

某水库初步规划属以灌溉为主，结合发电、防洪综合利用的大型水库。为国内最高土石坝工程，根据国家技术监督局与建设部联合发布的防洪标准（GB50201-94）要求：设计洪水（正常运用防洪标准）P=1%；校核洪水（非常运用防洪标准）P=0.1%。

附表一 某水文站历年逐月平均流量表 单位：m3/s

月平均年份 流量Q1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 （m3/s） 1951 2.80 2.54 2.56 8.46 19.39 4.52 27.37 14.21 58.57 32.81 12.60 4.99 15.90 1952 3.19 2.90 4.29 21.23 35.21 17.44 39.66 77.31 40.32 12.80 9.10 4.66 22.34 1953 3.65 3.45 5.14 7.44 20.84 20.99 28.59 9.99 10.47 8.56 7.32 2.42 10.74 1954 1.91 1.99 6.95 20.77 25.05 18.85 28.51 35.01 43.71 23.31 8.76 5.68 18.38 1955 2.36 2.69 5.21 9.76 10.05 11.32 29.58 16.51 69.26 15.46 7.69 5.19 15.42 1956 2.78 2.21 2.67 17.52 13.09 67.52 29.40 47.79 15.40 10.33 4.36 3.05 18.01 1957 2.35 2.08 3.09 19.04 29.75 25.37 49.55 5.14 7.26 3.30 6.40 2.89 13.02 1958 1.70 1.60 2.53 15.28 20.56 13.90 40.49 74.94 21.33 21.02 10.17 3.85 18.95 1959 2.20 1.95 6.27 8.63 21.85 9.73 13.72 15.68 12.81 4.42 5.89 1.94 8.76 1960 1.36 1.15 2.12 8.29 8.31 3.28 16.87 33.70 22.22 19.17 6.05 2.28 10.40 1961 1.56 1.41 2.97 18.21 19.29 31.23 36.62 17.80 15.58 36.45 9.68 3.88 16.22 1962 2.43 2.18 2.21 7.58 9.61 4.81 47.03 21.40 15.61 22.09 6.44 1.35 11.90 1963 0.19 0.18 1.99 12.24 43.98 3.80 21.96 8.65 39.89 6.35 3.11 0.14 11.87 1964 0.08 0.08 0.88 44.34 30.47 14.61 18.44 5.34 73.25 38.31 5.96 0.90 19.39 1965 0.10 0.10 0.37 17.17 16.64 9.28 21.69 2.78 7.23 8.70 0.87 0.09 7.09 1966 0.06 0.06 3.17 6.19 4.04 1.95 19.42 10.85 32.56 2.75 0.28 0.11 6.79 1967 0.04 0.04 3.54 14.79 29.82 5.31 19.02 2.87 21.77 8.73 0.90 0.12 8.91 1968 0.11 0.12 1.95 12.43 15.66 0.86 6.75 5.74 57.86 14.96 2.92 1.75 10.09 1969 2.30 2.02 5.43 22.02 8.87 2.72 3.91 6.40 22.80 10.24 4.04 2.15 7.74 1970 1.44 1.44 1.93 18.16 27.06 17.87 12.67 13.44 34.23 18.20 5.42 2.81 12.89 1971 1.90 1.65 1.89 12.12 17.93 11.01 25.42 7.45 6.10 12.73 5.98 2.17 8.86 1972 1.64 1.41 3.71 13.61 17.48 12.99 25.77 14.10 20.74 3.63 3.75 1.85 10.06 1973 1.28 1.34 1.61 15.23 20.24 6.08 11.29 12.85 18.69 2.19 4.64 2.03 8.12 1974 1.44 1.34 3.16 10.80 24.75 9.86 5.77 9.17 37.82 24.99 6.74 3.51 11.61

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月平均流量Q（m3/s） 某水库水利分析计算

1975 2.03 1.79 2.00 8.90 14.85 10.37 26.26 11.59 54.21 47.02 12.46 6.08 16.46 1976 3.72 3.05 3.97 15.82 17.25 13.81 8.68 51.07 11.54 6.34 4.93 2.42 11.88 1977 1.75 1.73 2.08 12.87 14.96 5.21 21.17 6.30 7.46 4.59 6.67 2.05 7.24 1978 1.26 1 .10 1.26 9.52 20.39 11.98 44.11 7.06 40.02 13.03 5.44 2.07 13.10 1979 1.47 1 .33 2.89 11.35 8.73 8.57 27.73 8.81 14.08 6.34 2.59 1.61 7.96 1980 1.27 1 .16 1.96 16.56 26.98 25.19 35.24 18.79 31.09 8.57 4.90 2.61 14.53 1981 1.88 1 .63 2.85 10.69 6.96 7.27 51.31 91.25 63.38 15.90 16.59 3.10 22.73 1982 2.18 1 .92 4.28 14.11 17.44 8.14 18.64 27.18 38.02 12.44 6.20 3.65 12.85 1983 2.45 2 .04 2.17 14.36 37.04 23.32 49.78 18.27 42.22 47.01 15.90 6.15 21.73 1984 2.69 2 .52 1.78 6.68 16.95 36.95 51.01 13.94 46.15 15.36 4.83 3.01 16.82 1985 2.30 2 .12 3.16 9.94 16.84 9.93 17.16 3.83 32.32 13.49 3.39 1.80 9.69 1986 1.37 1 .56 1.53 6.07 21.86 19.70 32.30 4.76 21.61 4.91 2.41 3.95 10.17 1987 1.31 1 .34 1.13 13.03 27.12 32.66 35.40 23.69 7.50 4.86 5.01 2.38 12.95 1988 1.48 0 .81 1.45 10.78 22.14 9.16 49.74 36.55 19.04 24.84 5.22 5.92 15.59 1989 1.64 1 .12 3.84 20.85 22.82 14.14 27.87 29.71 34.71 8.19 2.90 1.42 14.10 1990 1.44 1 .36 5.81 10.05 23.16 12.59 59.75 27.40 9.38 9.77 5.82 4.63 14.26 1991 1.45 0 .83 3.86 9.23 11.70 22.96 13.11 16.32 11.10 5.28 4.28 1.45 8.46 1992 1.03 1 .16 1.18 6.18 16.49 15.30 20.29 19.66 39.15 13.56 4.41 1.76 11.68 1993 1.71 1 .53 4.00 12.03 20.80 27.28 23.59 22.70 9.48 7.81 3.14 2.12 11.35 1994 1.90 1 .36 2.37 11.16 4.55 11.86 12.87 3.83 7.04 10.43 6.23 3.05 6.39 1995 1.65 1 .36 2.61 8.14 10.17 6.13 9.44 6.23 8.42 7.21 2.22 1.35 5.41 1996 1.38 0 .66 1.28 5.89 9.86 16.77 9.85 6.11 12.10 6.95 10.17 6.61 7.30 1997 1.69 1 .12 3.03 10.24 9.74 3.15 6.68 3.60 11.14 4.63 2.42 1.47 4.91 1998 1.53 0 .93 1.37 11.85 26.52 4.98 51.96 44.65 6.94 7.00 3.54 0.81 13.51 1999 1.24 1 .03 0.97 10.96 27.20 33.28 27.74 5.91 21.11 25.03 4.15 2.54 13.43 2000 2.23 1 .84 3.53 11.01 13.76 8.29 12.77 8.43 11.39 9.76 3.00 1.83 7.32 附图一 820水位Z(m)810800790780770760750740 73072071002000400060008000100001200014000库容V(104m3)16000水库水位~库容曲线水位-容积曲线 3

某水库水利分析计算

第二章 水库径流分析

2.1.水文资料的审查 2.1.1径流资料的可靠性分析

该水文站有实测的1951～2000年50年的逐月径流资料，来源于国家水文站，由此可知资料具有较高的可靠性。 2.1.2径流资料的一致性分析

就年径流系列来说，其一致性是建立在相同的气候条件、下垫面条件和同一测流断面的基础上的，由所给的多年径流资料可以看出以上条件均满足，所以，采用累积曲线法进行径流资料的审查，如图2.1

年平均流量Q (m3/s) 600 500 400 300 200 100 0 195019601970198019902000

年份

图2.1 年径流累积曲线

说明：由上图可以看出，各年的径流变化均在直线附近波动且起伏变化不大，故其一致性良好。 2.1.3径流资料的代表性分析

水文站具有50年的逐月径流资料，属长系列，用差积曲线法评价其代表性。 绘制某水文站差积曲线如如图2.2所示：

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某水库水利分析计算

流量Q (m3/s）40 35 30 25 20 15 10 5 0 年份1960 1970 1980 1990 2000 1950 图2.2 某水库流量顺时序差积曲线

说明：1950-1958年，1979-1984年曲线明显呈现上升，1966-1978年，1994-2000年曲线下降，1959-1965年，1983-1993年曲线相对平缓，说明该系列资料中存在丰水年、枯水年和平水年，经分析可知，资料的代表性较好。

代表性也可用年平均流量和年径流关系曲线来审查，如图2.3

流量Q (m3/s）

23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 19501960197019801990年份2000图2.3 某水库年平均流量和年径流量关系曲线说明：由上图可以看出，1951，1981，1983年为特大洪水，为丰水年。1953，1957，1962，1963，1970，1978，1982，1991逐年流量在多年平均流量附近上下波动为平水年。1959，1965，1966，1969，1977，1995，1997流量较小，为枯水年。既有丰水年，平水年，枯水年，故代表性良好。

5

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2.2.设计年径流量的分析计算 2.2.1分析依据

a) 水利水电工程水文计算规范SL278-2002 b) 小型水力发电站水文计算规范SL77-94 c) 水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93 2.2.2分析方法

设计年径流分析时，因其具有长期（50年）实测资料，首先对年径流资料进行可靠性、一致性、代表性分析。在工程实践中，如果资料的一致性遭受破坏，一般主要采用分项调查法对资料进行还原。对资料的代表性主要采用长短系列对比分析法进行分析；其次对通过“三性审查”的资料进行频率分析，求得年径流的统计参数和不同频率情况下的年径流值；最后通过对实测径流年内变化过程分析，按照一定的原则选择典型年，采用同频率或同倍比的方法分析不同频率年径流的年内分配过程。 2.2.3水文年划分

观察并分析该系列资料可以发现，每年四月来水流量会迅速增大，而1至3月流量较小，故将本年四月至次年三月作为一个水文年。 2.2.4设计年径流频率分析计算(此处与党方林共同分析讨论)

对我国来说几乎所有流域的径流频率曲线都与皮尔逊三型线吻合较好，所以选定皮尔逊三型线为该系列径流频率曲线线型，采用矩法来进行参数的初步估计，用目估适线法画频率曲线。

（1）将原始数据按大小顺序排列，列入表中； （2）用公式P=m/(n+1),计算经验频率；

x1x2xn1nxxi计算序列的多年平均径流量x平均= 12.31（3）用 nni13

（m/s）；

（4 计算各项的模比系数 Kixix,其总和应等于n； （5）计算各项的（Ki-1），其总和应为零；

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某水库水利分析计算

1Cvxxxii1n2n1(Ki1ni1)2

n1表2.1 某水文站年径流频率计算表 月平均流年份 量Q（m/s） 3序号 流量排序（m/s） 3Ki Ki-1 (Ki-1) 2(Ki-1) 3P(%) 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 15.9 22.34 10.74 18.38 15.42 18.01 13.02 18.95 8.76 10.4 16.22 11.9 11.87 19.39 7.09 6.79 8.91 10.09 7.74 12.89 8.86 10.06 8.12 11.61 16.46 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 22.73 22.34 21.73 19.39 18.95 18.38 18.01 16.82 16.46 16.22 15.9 15.59 15.42 14.53 14.26 14.1 13.51 13.43 13.1 13.02 12.95 12.89 12.85 11.9 11.88 1.85 1.82 1.77 1.58 1.54 1.49 1.46 1.37 1.34 1.32 1.29 1.27 1.25 1.18 1.16 1.15 1.10 1.09 1.06 1.06 1.05 1.05 1.04 0.97 0.97 0.85 0.82 0.77 0.58 0.54 0.49 0.46 0.37 0.34 0.32 0.29 0.27 0.25 0.18 0.16 0.15 0.10 0.09 0.06 0.06 0.05 0.05 0.04 -0.03 -0.03 7

0.72 0.66 0.59 0.33 0.29 0.24 0.21 0.13 0.11 0.10 0.09 0.07 0.06 0.03 0.03 0.02 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.61 0.54 0.45 0.19 0.16 0.12 0.10 0.05 0.04 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.96 3.92 5.88 7.84 9.80 11.76 13.73 15.69 17.65 19.61 21.57 23.53 25.49 27.45 29.41 31.37 33.33 35.29 37.25 39.22 41.18 43.14 45.10 47.06 49.02 某水库水利分析计算

1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 11.88 7.24 13.1 7.96 14.53 22.73 12.85 21.73 16.82 9.69 10.17 12.95 15.59 14.1 14.26 8.46 11.68 11.35 6.39 5.41 7.3 4.91 13.51 13.43 7.32 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 11.87 11.68 11.61 11.35 10.74 10.4 10.17 10.09 10.06 9.69 8.91 8.86 8.76 8.46 8.12 7.96 7.74 7.32 7.3 7.24 7.09 6.79 6.39 5.41 4.91 0.96 0.95 0.94 0.92 0.87 0.85 0.83 0.82 0.82 0.79 0.72 0.72 0.71 0.69 0.66 0.65 0.63 0.59 0.59 0.59 0.58 0.55 0.52 0.44 0.40 -0.04 -0.05 -0.06 -0.08 -0.13 -0.15 -0.17 -0.18 -0.18 -0.21 -0.28 -0.28 -0.29 -0.31 -0.34 -0.35 -0.37 -0.41 -0.41 -0.41 -0.42 -0.45 -0.48 -0.56 -0.60 总和 Cs 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.02 0.03 0.03 0.03 0.05 0.08 0.08 0.08 0.10 0.12 0.12 0.14 0.16 0.17 0.17 0.18 0.20 0.23 0.31 0.36 6.4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.02 -0.02 -0.02 -0.03 -0.04 -0.04 -0.05 -0.07 -0.07 -0.07 -0.08 -0.09 -0.11 -0.18 -0.22 1.2 0.55 50.98 52.94 54.90 56.86 58.82 60.78 62.75 64.71 66.67 68.63 70.59 72.55 74.51 76.47 78.43 80.39 82.35 84.31 86.27 88.24 90.20 92.16 94.12 96.08 98.04 Cv

均值 12.31 0.36 （6）计算(Ki-1)2， 可求得Cv=0.37；

（7）用水文分析软件分析的计算Cv值为0.36，Cs为0.54，Ex为12.31m3/s,

经调整后确定Cs=2Cv,得Cv=0.4，Cs=0.8，拟合良好，如图2.4

8

某水库水利分析计算

流量Q(m3/s)频率分布图26 24222018161412108Ex = 12.31 Cv = 0.4 Cs = 0.8 Cs = 2 Cv 图2.4 调整后的频率分布图 6420.10.512510图2.4 频率分布图 203040506070809095989999.599.9频率(%)（4）某水库设计年径流频率分析成果表如表2.1所示： 表2.2 某水库年径流频率计算成果表 地址 均值Q（m/s） 计算 水文站 坝址 采用 3CV 计算 采用 CS/CV 20% 25% 不同频率的年径流量WP（QP） 30% 50% 70% 75% 80% 85% 90% 12.31 12.31 0.36 12.31 12.31 0.36 0.4 2 0.4 2 16.12 15.16 14.33 11.66 9.35 8.75 8.11 7.41 6.6 16.12 15.16 14.33 11.66 9.35 8.75 8.11 7.41 6.6 2.3.设计代表年年径流量的年内分配计算 2.3.1代表年的选择

确定计算时段为年，根据水量接近与工程最不利的原则，分别选取丰水年1961年、平水年1993年和枯水年1991年三个代表年，即P=20%，P=50%，P=80%的设计保证率下的典型年的年径流量。 2.3.2径流年内分配计算

利用公式计算分配倍比K=Qp/Qd,(其中,Qp—设计年的年径流量，Qd—代表年的年径流量)，进行年径流量的年内分配，用K乘以代表年的逐月径流得设计年径流分配。

9

某水库水利分析计算

1961年，P=20%，K丰 = 16.12/16.30=0.99 1993年，P=50%，K平=11.66/11.22=1.04 1991年，P=80%，K枯=8.11/8.23=0.99 用Qp=QdK计算设计年的年内分配。 2.3.3年内分配计算成果

设计丰水年、平水年和枯水年的年径流量年内分配过程见表2.2。 表2.3 某水库不同频率下的年径流量年内分配计算表

频率 代 表 年 K m3/s 108m3 K m3/s 108m3 典型 80% 1991 K m3/s 108m3 单位 月 份 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 全年 典型 18.2 19.3 31.2 36.6 17.8 15.6 36.5 9.7 3.9 2.4 2.2 2.2 16.3 20% 1961 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 18.0 19.1 30.9 36.2 17.6 15.4 36.1 9.6 3.8 2.4 2.2 2.2 193.4 0.5 0.5 0.8 0.9 0.5 0.4 0.9 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 5.0 典型 12.0 20.8 27.3 23.6 22.7 9.5 7.8 3.1 2.1 1.9 1.4 2.4 11.2 50% 1993 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 12.5 21.6 28.4 24.5 23.6 9.9 8.1 3.3 2.2 2.0 1.4 2.5 139.9 0.3 0.6 0.7 0.6 0.6 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.0 0.1 3.6 9.2 11.7 23.0 13.1 16.3 11.1 5.3 4.3 1.5 1.0 1.2 1.2 8.2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 9.1 11.5 22.6 12.9 16.1 10.9 5.2 4.2 1.4 1.0 1.1 1.2 97.3 0.2 0.3 0.6 0.3 0.4 0.3 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 来水 104m3 2357 2987 5862 3347 4167 2834 1348 1093 370 263 296 301 2.3.4设计年径流成果合理性检验

（1）年径流计算所用的资料经过了“三性”审查然后在进行频率分析计算可靠性较高。

（2）本设计中频率曲线线型选用皮尔逊三型线，皮尔逊三型线跟我国绝大多数地区理论频率曲线相吻合，是我国水文频率计算中普遍选用的线性，因此线型选用合理。

（3）代表年的选择较好，丰、平、枯代表年资料较完整。

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某水库水利分析计算

第三章 设计洪水分析

3.1不同频率的设计洪峰流量与不同历时的洪量分析

水文站有实测的1951～2000年洪水要素资料，经整理计算，不同频率设计洪峰流量与不同历时设计洪量成果见表3.1，不同频率设计洪水过程线见表3.2。

表3.1 不同频率的设计洪峰流量与不同历时的洪量成果表 不同频率设计值 系列 0.10% 0.20% 0.5% Qm（m3/s） W24h(104m3) W48h(104m3) W72h(104m3) W96h(104m3) 3108 2819 2478 1% 2104 2% 2015 5% 1407 5067 7073 8111 8787 10% 1160 4031 5677 6482 7069 11191 10050 8636 7578 6477 15448 13959 11912 10516 8996 17381 15751 13543 11913 10247 18452 16775 14458 12781 11023 表3.2 某水库坝址断面处不同频率设计洪水过程线

时间 （h） 0.1% 0 12 20 26 32 39 43 46 52 55 56 59 16.3 140 190 133 101 90.9 321 591 651 731 740 869 流量Q（m/s） 1% 16.3 114 137 96 73 67 222 409 442 495 502 756 5% 16.3 89 102 71 56 50 152 279 295 331 335 650 3时间 （h） 60 63 64 65 68 72 76 80 96 105 110 流量Q（m/s） 0.1% 1380 2131 3108 2767 1860 1065 570 474 268 197 60 1% 875 1443 2104 1876 1323 743 456 389 208 165 60 5% 758 966 1407 1253 842 487 269 235 170 128 60 3由表3.2可得不同频率下设计洪水过程线，如下图3.1,3.2,3.3所示：

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某水库水利分析计算

流量Q（m3/s）1210101081061041021010020406080100t(h)图3.1 20年一遇的洪水过程线

流量Q（m3/s）20101510101051010020406080100t(h)图3.2 100年一遇的洪水过程线流量Q（m3/s）300025002000150010005000020406080100t(h)图3.3 1000年一遇的洪水过程线

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某水库水利分析计算

第四章 兴利调节计算

4.1分析依据

水利工程水利计算规范SL104-95。 4.2兴利调节计算

4.2.1死库容的确定 一方面考虑泥沙的淤积，另一方面发电，自流灌溉、航运、渔业及旅游的用水部门要求水位不能低于某一高程确定水库死水位Z死=728.0m,查水位-库容曲线，得相应的死库容为V死=320万m3. 4.2.2各类需水量计算 4.2.2.1农业用水

农业用水的保证率为P=75%，根据分析计算的灌区不同频率灌溉需水量确定农业用水。

表4.1 灌区不同保证率农业需水量表 单位：万m3

保证率全生1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 (%) 育期 25 50 75 95 5158 120 153 170 606 511 960 830 698 496 171 258 185 6605 208 103 471 104 1145 2099 1301 306 320 288 63 197 7407 204 320 529 168 510 776 1376 1073 1310 496 314 331 10511 265 253 502 578 999 2004 1925 2181 984 463 238 119 4.2.2.2城市用水

城市供水每年按1.5亿m计，年内采用均匀供水。

3

4.2.2.3总用水

各月总用水等于各月城市用水加各月75%农业用水，城市用水每月1250万m3，农业用水按75%的保证率查表可得。

总用水见下表4.1

13

某水库水利分析计算

表4.1 各月用水量

用水量 月份 1月 2月 320 3月 529 4月 168 5月 510 6月 776 农业用水（万m3） 城市用水（万m3） 月总用水（万m3） 月份 农业用水（万m3） 城市用水（万m3） 月总用水（万m3） 204 1250 1454 7月 1376 1250 2626 1250 1570 8月 1073 1250 2323 1250 1779 9月 1310 1250 2560 1250 1418 10月 496 1250 1746 1250 1760 11月 314 1250 1564 1250 2026 12月 331 1250 1581 4.2.3水量损失计算

根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和3.5%计。 4.2.4代表年法计算

水库的兴利调节计算见表4.2。

表4.2 水库兴利调节计算

月份 Q来 （万m) 2357 3Q用 （万m) 1418 3Q余 （万m) 939 3Q月末 （万m) 320 3Q均 （万m) 3q蒸 蒸发标准 （万m) 16 37 3渗漏标准 q渗 （万m) 28 66 3q总 （万m) 43 103 242 348 349 349 338 314 268 202 134 58 3Q总用 （万m) 1461 1863 2268 2974 2672 2909 2084 1878 3Q余总 （万m) 895 1124 3594 373 1495 -75 -736 -785 3Q末 （万m) 320 1215 2339 5933 6306 3q弃 （万m) 3 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 1259 789 2987 1760 5862 2026 3347 2626 4167 2323 2834 2560 1348 1746 1093 1564 370 263 296 301 1581 1454 1570 1779 1227 2486 1872 3836 6322 4404 721 6343 6332 1844 6343 6343 274 6343 6343 -398 5945 6144 按当月蓄水量的2% 88 127 127 127 123 114 97 73 49 21 按当月蓄水量的3.5%154 222 222 222 215 200 170 128 85 37 7731 70.12 7656 6920 6135 70.12 -471 5474 5709 计算-1211 4263 4868 -1191 3072 3668 -1274 1798 2435 -1478 320 1059 2818 计算1849 -1479 4656 1656 -1393 3264 1704 -1408 1856 1837 -1536 70 320 合计 25225 22407 999 1749 2748 25155 根据兴利调节计算分析可得V兴=7411万m3，查水位-库容曲线可得对应的

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某水库水利分析计算

水库正常蓄水位Z蓄=786m。 4.3溢洪道堰顶高程确定

泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，堰型为曲线型实用堰，断面为矩形，宽度为30米，泄洪溢洪道堰顶高程与正常蓄水位齐平，因此堰顶高程确定为786m。

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某水库水利分析计算

第五章 防洪调节计算

5.1分析依据

水利工程水利计算规范SL104-95. 5.2泄流方案的拟定

泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，堰型为曲线型实用堰，断面为矩形，宽度为30米，从安全角度考虑，溢流坝的堰顶高程取正常蓄水位，水库调洪计算采用静库容曲线进行调洪计算，只考虑溢流坝的泄洪，不考虑排沙洞的泄洪，利用堰顶公式q=M1BH3/2,得出溢流坝泄流量。

水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m，设计流量为70m3/s。

因此，水库的总泄流量等于溢洪道泄流量与输水洞流量之和。 5.3起调水位的选择

根据兴利调节计算分析得兴利库容V兴=7411万m3，兴利库容与死库容总和为7731万m，查水位-库容曲线得正常蓄水位为786m,假定洪水来临时，水位刚好等于溢洪道堰顶高程，即确定起调水位为786m。 5.4水库调洪计算 5.4.1调洪计算原理 水量平衡原理和动力平衡原理

根据水量平衡方程及动力平衡

(Q1+Q2)/2-(q1-q2)/2=(V1-V2)/∆t=∆V/∆t （5-1） q 溢=M1BH3/2 （5-2）

q泄= q溢 +q输 （5-3） 式中 M——系数，堰流取 1.6； B ——堰宽；

H ——堰流，H 即为库水位 Z 与堰顶高程之差；

3

16

某水库水利分析计算

5.4.2推求流量下泄过程线

采用列表试算法进行水库调洪计算，具体步骤如下：

（1）根据已知的水库水位容积关系曲线和泄洪建筑物方案,列出水位容积关系,求出下泄流量与库容的关系曲线q=（V）。 计算见表5.1，q-V,Z-V关系曲线图见图5.1。

（2）选取合适的计算时段Δt。列出修匀后的不同频率对应的设计洪水过程 线的流量时间关系。

（3）决定开始计算的时刻和此时刻的 V1，q1值,然后列表计算,先假定一个q2值,代入公式（5-1）,求出V2值。然后按此 V2值利用内插方法在曲线q=f(V)上求出 q2’值,将其与假定的q2值相比较。若两值不相等,则重新假定一个q2值，重复上述试算过程，直到两者相等或很接近为止。

（4） 当 qm出现时,一定是q=Q,此时 Z、V 均达到最大值,通过不断试算,确定时间,使 q=Q,则得出qm。

（5） 将 Q(t)和 q(t)两条曲线点绘在一张图上,qm在曲线交点处。 表5.1 某水库q-V关系曲线计算表

某水库q-V关系曲线计算表 Z(m) H(m) q溢(m/s) q电(m/s) q(m/s) V(万m) 3333 794 8 70 795 9 70 796 10 70 797 11 70 798 12 70 786 0 0 70 70 787 1 48 70 118 788 2 70 789 3 70 790 4 70 791 5 70 792 6 70 793 7 70 136 249 384 537 705 889 1086 1296 1518 1751 1995 206 319 454 607 775 959 1156 1366 1588 1821 2065 7713 8100 8300 8500 8800 9000 9200 9600 10000 10300 10500 10800 11150 1570107057070q-VZ-V 880093009800q（m3/s）794792790V(万m3)10300788786

7800830010800图5.1 水库蓄泄曲线q-V,Z-V17

Z(m)796某水库水利分析计算

5.4.3调洪计算成果（此处与党方林共同分析讨论）

该水库承担着下游的防洪任务，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。调洪计算表分别见表 5.2，表 5.3，表 5.4。分别绘制20年一遇、100年一遇、1000年一遇洪水的调洪成果图，如下图5.2、5.3、5.4所示。

表5.2 某水库20年一遇洪水调洪计算表

20年一遇的调洪计算表 (Q1+Q2)时时段间 △t (h) (h) 0 12 20 26 32 39 43 46 52 55 56 59 60 63 64 65 12 8 6 6 7 4 3 6 3 1 3 1 3 1 1 (m/s) 16.3 89 102 71 56 50 152 279 295 331 335 650 758 966 1407 1253 942 842 487 269 235 170 128 60 3(q1+q2)q (q1+q2)/2 ×△t/2 3Q (Q1+Q2)/2 ×△t/2 (m/s) 52.65 95.5 86.5 63.5 53 101 215.5 287 313 333 492.5 704 862 1187 1330 1098 892.1 664.5 378 252 202.5 149 94 3△V V 水位Z q' (10m) 227.45 275.04 43(m/s) 70 70 70 (m/s) 70 70 70.63 70.87 70.23 70.25 77.54 129.8 204.7 243.2 304.8 383.3 532.6 721.9 828.5 905.8 939.4 868.9 651.3 432.7 267.7 161.9 137 3(10m3) (10m3) (10m) （m） 302.4 201.6 152.6 153.1 177 101.2 83.74 280.4 221 87.55 329.2 138 575.2 259.9 298.3 739.6 247.5 1251 937.9 623.1 1542 524.7 246.7 -75 73.44 34.27 -15.9 -43.4 44.28 149 339.5 117 32.33 202.7 115.5 355.7 167.3 180.5 156.7 -12.4 -294 -394 -260 -375 -41.9 -77.5 7731 7656 7729.5 786 785.4 786 4443(m/s) 70 70 3186.84 71.2696 137.16 70.468 133.56 70 7763.8 786.1 71.2696 7747.8 786 70.468 70 70.5038 7704.4 785.9 7748.7 786 145.44 70.5038 232.74 84.5731 619.92 175.075 338.04 234.264 119.88 252.113 531.9 357.427 253.44 409.183 930.96 656.046 427.14 787.708 478.8 869.242 896.2 942.316 235.1 936.433 956.88 801.27 544.32 501.425 362.88 364.022 1166.4 171.29 482.76 152.573 169.2 121.519 7897.7 786.5 84.5731 8237.2 787.7 175.075 8354.2 788.3 234.264 8386.5 788.4 252.113 8589.3 789.3 357.427 8704.7 789.7 409.183 9060.5 791.3 656.046 9227.7 792.1 787.708 9408.3 792.5 869.242 9564.9 792.9 942.316 9552.5 792.9 936.433 9258.2 792.1 801.27 8864.6 790.3 501.425 8604.3 789.3 364.022 8229 787.6 171.29 67 2.268 68 0.732 72 76 80 96 105 110 4 4 4 16 9 5 8187.1 787.4 152.573 8109.7 787 121.519

18

某水库水利分析计算

流量Q/q（m3/s）Q-tq-t1210101081061041021010020406080100t(h)图5.2 20年一遇的洪水过程线Q-t及q-t表5.3 某水库100年一遇洪水调洪计算表

时段时间 △t (h) (h) 0 12 20 26 32 39 43 46 52 55 56 59 60 63 64 65 12 8 6 6 7 4 3 6 3 1 3 1 (Q1+Q2)(q1+q2)/(q1+q2)Q (Q1+Q2)/2 q △V ×△t/2 2 ×△t/2 (m/s) 16.30 114 137 96 73 67 222 409 442 495 502 756 875 3V (10m) 43水位Z （m） q' (m/s) 70.00 79.49 88.50 87.45 82.47 93.83 3(m/s) 65.2 125.5 116.5 84.5 70.0 144.5 315.5 425.5 468.5 498.5 629.0 815.5 3(10m) 43(m/s) 70.00 3(m/s) 3(10m3) (10m3) 447731.00 786.00 281.45 70.00 361.44 79.49 251.64 88.50 182.52 87.45 176.40 82.47 208.08 93.83 70.00 302.40 -20.95 7710.05 785.84 74.74 215.26 146.18 7856.22 786.34 84.00 181.43 70.21 87.97 190.02 -7.50 7926.43 786.53 7918.93 786.51 84.96 214.09 -37.69 7881.24 786.41 88.15 126.94 81.14 7962.38 786.63 340.74 146.66 120.24 129.86 210.88 8173.25 787.37 146.66 919.08 345.24 245.95 531.24 387.84 8561.09 789.20 345.24 505.98 392.68 368.96 398.48 107.50 8668.59 789.56 392.68 179.46 408.76 400.72 144.26 35.20 8703.79 789.68 408.76 679.32 515.89 462.33 499.31 180.01 8883.80 790.42 515.89 293.58 589.39 552.64 198.95 94.63 8978.43 790.89 589.39 3 1443 1 2104 1 1876 1159.0 1251.72 881.07 735.23 794.05 457.67 9436.10 792.59 882.07 1773.5 638.46 1022.53 951.80 342.65 295.81 9731.91 793.33 1022.53 1990.0 716.40 1190.24 1106.39 398.30 318.10 10050.02 794.17 1190.24 67 2.46 1422.54 1649.3 1460.59 1423.79 1307.02 1157.49 303.10 10353.12 795.27 1423.79 68 0.54 1323 72 76 80 96 105 110 4 4 4 16 9 5 743 456 389 208 165 60 1372.8 266.87 1413.98 1418.88 275.83 -8.96 10344.15 795.22 1413.98 1033.0 1487.52 1149.12 1281.55 1845.43 -357.91 9986.24 793.97 1149.12 599.5 422.5 863.28 865.11 1007.12 1450.25 -586.97 9399.27 792.50 865.11 608.40 580.30 722.70 1040.70 -432.30 8966.98 790.83 580.30 298.5 1719.36 231.35 405.82 2337.54 -618.18 8348.80 788.24 231.35 186.5 112.5 604.26 190.56 210.96 683.50 -79.24 8269.56 787.85 190.56 202.50 145.23 167.89 302.21 -99.71 8169.85 787.35 145.23 19

某水库水利分析计算

流量Q（m3/s）20101510101051010Q-tq-tt(h)020406080100图5.3 100年一遇的洪水过程线Q-t,q-t表5.4 某水库1000年一遇洪水调洪计算表

时段时间 △t (h) (h) 0 12 20 26 32 39 43 46 52 55 56 59 60 63 64 65 12 8 6 6 7 4 3 6 3 1 3 1 3 1 1 Q (m/s) 16.3 140 190 133 101 90.9 321 591 651 731 740 869 1380 2131 3108 2767 3(Q1+Q2)3(q1+q2)×q (q1+q2)/2 △V /2 ×△t/2 △t/2 (10m) 43(Q1+Q2)V (10m) 7731 43水位Z （m） 786 q' (m/s) 3(m/s) 78.15 165 161.5 117 95.95 205.95 456 621 691 735.5 804.5 1124.5 1755.5 2619.5 2937.5 (m/s) 70 3(m/s) 70.6273 85.0486 109.517 119.292 118.068 128.737 207.055 401.286 576.846 639.663 701.205 782.587 1017.14 1412.11 1764.42 2043.81 2141.64 1887.52 1359.11 924.985 3(10m3) 4(10m3) 4337.61 71.2546 475.2 98.8427 305.10983 32.4982 7763.498 786.088 71.2546 244.94004 230.26 7993.758 786.712 98.8427 787.03 120.191 787.005 118.393 348.84 120.191 252.72 118.393 241.79 117.742 296.57 139.732 492.48 274.378 1341.4 528.194 746.28 625.498 264.78 653.828 868.86 748.582 404.82 816.592 1895.9 1217.68 943.02 1606.54 1057.5 1922.3 236.55672 112.283 8106.041 257.67104 297.5306 -4.951 8101.09 -55.737 8045.354 786.852 107.742 8156.54 787.283 139.732 185.38135 111.187 223.61897 268.861 8425.401 788.627 274.378 866.77679 474.583 8899.985 790.5 528.193 622.99341 123.287 9023.271 791.116 625.498 230.27861 34.5014 9057.773 791.289 653.828 757.3014 281.7313 111.559 9169.331 791.847 748.582 123.089 9292.42 792.231 816.592 794.3 1217.68 1098.5061 797.434 10089.85 508.35888 434.661 10524.51 796.082 1606.54 635.19102 422.309 10946.82 797.419 1922.3 1464.3194 302.591 11249.42 798.398 2165.32 778.56062 -46.891 11202.52 798.21 2117.95 66.99 1.99 2165.3 2466.2 68 72 76 80 1.01 4 4 4 1860 1065 570 474 2012.7 1462.5 817.5 522 1766.9 2165.32 731.67 2117.95 2106 1657.09 2718.0302 -612.03 10590.49 796.302 1657.09 1957.1119 -779.91 9810.582 793.526 1061.12 1331.978 -580.3 9230.284 792.076 788.847 1177.2 1061.12 751.68 788.847

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某水库水利分析计算

流量Q（m3/s）

30002500Q-tq-t

2000 1500

10005000020406080100t(h)图5.4 1000年一遇的洪水过程线Q-t,q-t5.4.4特征水位和特征库容的确定

当入库流量Q和下泄流量q相等时，即可得 q ，此时 Z，V 均达到最大值，Z 为不同防洪标准下的特征水位，对应的 V 减去堰顶高程库容即为不同防洪标准下的特征库容。最后得出各特征水位及特征库容列表如下表5.5：

表5.5 各特征水位及特征库容

特征 水位 （m） 特征 库容 (万m) 3死水位 728.00 死库容 320.00 正常 蓄水位 786.00 兴利库容 7411.00 防洪高水位 792.91 防洪库容 1833.92 设计 洪水位 795.26 拦洪库容 2622.116 校核 洪水位 798.39 调洪库容 3518.415 防洪限制水位 786 总库容 11249 有效库容 10929.42

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某水库水利分析计算

第六章 成果分析及总结

6.1水库坝顶高程的确定

坝顶高程计算公式

Z坝＝Z设＋h浪，设＋△1 Z坝＝Z校＋h浪，校＋△2

波浪爬高的计算公式为h浪=3.2KhBtanα 浪高hB的计算公式为hB=0.0208V5/4D1/3

库区多年平均最大风速V=18m/s，水面吹程D=3 km，大坝浆砌石重力坝，倾斜坝坡，其迎水面坡比tanα=1/3，有浆砌石块石护坡（K=0.77）。

由上两式计算的h浪校=0.9135 m，h浪设=1.5164m。

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。

安全超高△按三级浆砌石坝计算。

永久性挡水建筑物安全加高（m）

永久性挡水建筑物级别 1 2 3 4 设计 1.5 1.0 0.7 0.5 土石坝 山区、丘陵区 0.7 0.5 0.4 0.3 校核 平原、滨海区 1.0 0.7 0.5 0.3 设计 0.7 0.5 0.4 0.3 混凝土闸坝、浆砌石闸坝 校核 0.5 0.4 0.3 0.2 建筑物类型及运用情况 查上表得，△1=0.4，△2=0.3，由此可得

Z坝＝Z设＋h浪，设＋△1= 795.2656+1.5164+0.4= 797.182m Z坝＝Z校＋h浪，校＋△2= 798.3977+0.9135+0.3= 799.611 m 所以Z坝=799.611 m

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某水库水利分析计算

参考文献

【参考文献】

（1） 水利水电工程水文计算规范 SL278-2002

（2） 中华人民共和国行业标准.水利水电工程设计洪水计算规范 SDJ44-93 （3） 中华人民共和国行业标准.水利工程水利计算规范 SL104-95. （4） 畅建霞 ，王丽学 水资源规划及利用 黄河水利出版社 2010 （5） 巨娟丽 ，向友珍 水文分析与水利计算课程设计指导书 2012

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