水文与水资源工程

综合课程设计

姓 名：

学 号：

班 级： 水文与水资源工程

指导教师：

2015年1月4日
综合课程设计指导书

某水库水文水利计算

一、设计任务

拟修建水库，需进行水库规划的工程水文及水利计算，具体任务包括：

1、推求符合设计标准和校核标准的设计洪水及过程线；

2、推求各种洪水特征水位。

二、设计提纲

（一）水文气象资料的搜集和审查

熟悉流域的自然地理情况，广泛搜集有关水文气象资料（见基本资料）。

（二）推求各种设计标准的设计洪水及过程线

根据《江西省暴雨洪水查算手册》（以下简称《手册》）使用说明，当流域面积大于50km2时，性质重要而且要求有较精确的设计洪水过程线时，宜采用瞬时单位线法推求设计洪水。

（1）设计暴雨量计算

由黄荆坝的地理位置，查《手册》附图得黄荆坝年最大24小时、最大6小时、最大1小时暴雨均值及相应的变差系数Cv，3小时点暴雨设计值按下式计算

（1）

式中。

（2）设计暴雨过程线计算

依据《手册》使用说明，采用三天暴雨，用瞬时单位线法计算设计洪峰流量时，视流域面积大小采用以3小时或6小时以上为时段的暴雨雨型进行分配计算。本次采用控制时段Δt=3小时，按《手册》中提供的暴雨时段分配比例，求得各频率下的时段暴雨分配量。

（3）产流计算

由产流分区图，查《手册》可知，流域最大蓄水量和前期土壤含水量。由72小时平均暴雨强度，查《手册》可得各频率下的下渗率，扣除初损和稳渗，计算出各频率下24小时净雨过程。

（4）汇流计算

A、地面汇流计算

由瞬时单位线计算分区图，利用该区的经验公式对单位线有关参数进行计算。

由流域特征值（F/J‰）和各时段净雨强度（Ii）计算(m1)i=(n·k)i,，由对应的(m1)i值，再计算各时段暴雨K。根据K值、Δt=3h、n=3.0，查得各时段无因次的单位线U（t，Δt）后，分别乘以流量换算系数C=F/3.6Δt，得各时段为3小时的单位流量q(t，Δt)。再由时段净雨量h，分别乘以各时段单位流量q(t，Δt)，得各时段净雨产生的时段流量过程，错开一个时段叠加，得地面流量过程。

B、地下汇流计算

采用简化三角形方法进行。地下径流峰值按QM地下=R下·F/3.6T计算，自QM地下开始向前减少一个时段、向后增加一个时段流量均随之减少一个△QM地下，（△QM地下=△t/T·QM地下），即得地下径流过程。

C、入库设计洪水过程线推求

地面流量过程和地下径流过程相加得到设计洪水过程。

（三）推求水库防洪特征水位

调洪计算方法采用瞬态法，再经简化后得如下公式：

(2)

式中 ：Q1，Q2—计算时段初、末入库流量；

q1，q2—计算时段初、末溢洪道下泄流量；

V1，V2—计算时段初、末的库容；

Δt—计算时段。

下泄流量和库存水量是库水位的函数：

(3)

通过试算法，联解上两式(2)和 (3)可求得水库最高洪水位。

三、设计说明书

设计说明书，主要应包括以下内容：

1、设计任务；

2、设计洪水的推求；

3、水库洪水特征水位的确定

4、附表、附图、最后装订成册。

说明书的重点是对计算成果的说明和合理性分析以及其它有关问题讨论。说明书要力求文字通顺、简明扼要，图表要清楚整齐，每个图、表都要有名称和编号，并与说明书中内容一致，最后成果图要字体工整，合订时，说明书在前，附表和附图分别集中，依次放在后面。

四、基本资料

1、流域概况及气象特征

某水库位于会昌县的西南部，清溪河是区域内的主要河流，沿河上下游主要分布有会昌县境内的清溪乡及周田镇的部分村镇。工程坝址岩背河与清溪河的交汇口下游1000m处，地理位置为115°33’ ～115°42’，北纬25°10’ ～25°16’，坝址控制流域面积为94.9km2。清溪河属贡水支流湘水的一级支流，发源于会昌县西南的清溪乡盘古嶂，最高峰海拔1184m，流向自西南向东北，在会昌县周田镇坝仔汇入湘水，全河长35.7km，全流域面积112km2，主河道比降10.9‰，清溪河水源丰富，小支流众多，较大支流为密坑河，流域积水面积18.8km2。

区域内属低山丘陵区，大部分地区（除东部外）海拔在500～1000m之间，千米以上的高山有12处，地形陡峻，除红层出露较好外，其余多为掩盖区，山高林密，覆盖较好，地势总体表现为东高西低。地表植被发达，水土流失较轻，不良物理地址现象不发达。

区内地下水类型主要为基岩构造裂隙水，地下水径流模数78L/s/km2，地下水量中等丰富，下降泉发育，泉流量0.054~0.454L/s，筠门岭东15华里处有温泉群点出露。区域地表径流较发育，主要水系以武夷山为源自西入东注入湘水后北汇流入贡水，河谷狭窄，水流湍急，河短水浅不能通航。

本流域属副热带东南亚季风气候区，气温温和，降水充沛。据会昌气象站的多年资料统计，多年平均气温19.3℃，历年最高气温39.5℃，历年最低气温-6.7℃，多年平均降水量1587mm，多年平均蒸发量1138.2mm。流域内暴雨类型主要有锋面雨和台风雨。锋面雨一般出现在4~6月，台风雨一般出现在7~9月，一次暴雨持续时间多在三日以内，并以一日为多。降水量丰富，但降水在年际及年内分配极不均衡。

依据1:10000的地形图复核了某水库坝址以上的集雨面积为94.3km2，主河道长30.3km，平均坡降为12.3‰。

2、某水库基本资料

（1）某水库溢流坝宽，堰顶厚度，设计堰上最大水头。本坝溢流堰为实用堰，堰顶高程：255.25米，流量系数取0.3433。

（2）某水库洪水调节方式：不考虑洪水预报和预腾库容，起调水位为堰顶高程，敞开式泄洪。

（3）某水库水位～面积关系，见表1

表1 某水库水位～面积关系表

一、推求符合设计标准和校核标准的设计洪水及过程线

该流域，瞬时P=0.1% 瞬时单位线设计洪水过程

表一

图一P=0.1%的洪水过程线

瞬时P=1% 瞬时单位线设计洪水过程

表二

图一P=1%的洪水过程线

根据表1内插计算水库库容，如表41

计算并制作水库的q~f(v)关系表。

已知B=56.3m,M=1.17,根据，计算不同水库水位下得堰上水头h与下泄流量q,如表42

试算法计算下泄流量，并算出设计洪水位和相应调洪库容。

3、绘制水库库容曲线和蓄泄曲线

水库库容曲线的推求见表3，

图3 水库库容曲线表

表4 蓄泄曲线表

图4 水库蓄泻曲线

表5 单辅助曲线计算

图6 调洪计算单辅助曲线

二、计算特征水位和校和水位

表6 水库单辅助曲线法调洪计算（p=1%）

表6 水库单辅助曲线法调洪计算（p=0.1%）

水文模型