水文水利计算课程设计

《水文水利计算》课程实训报告水文与水资源专业实训报告课程：水文水利计算系别：xxxx班级：xxx姓名：xxx学号：xxxx指导老师：xxxxxx年xx月《水文水利计算》课程实训报告目录一、资料概述........................................................1（一）流域概况...................................................1（二）基本资料...................................................1二、设计年径流的分析计算.............................................3（一）设计年径流量的推求.........................................3（二）设计年径流的年内分配.......................................4三、设计洪水的分析计算...............................................6（一）设计洪峰流量的计算.........................................6（二）设计时段洪量的计算.........................................8（三）设计洪水过程线的推求.......................................8四、兴利调节计算....................................................11（一）死库容的确定..............................................11（二）兴利调节计算..............................................11五、防洪调节计算....................................................12（一）调洪计算原理..............................................12（二）单辅助曲线法调洪计算......................................12六、坝顶高程的确定..................................................15（一）坝顶高程的计算............................................15（二）水库特征水位示意图........................................15七、附表附图........................................................17（一）附录一....................................................17（二）附录......................................................18《水文水利计算》课程实训报告1水文水利计算一、资料概述（一）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。该河道有一水文站，控制流域面积686Km2。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%。（二）基本资料1．径流水文站有实测的1951~2000年逐月径流资料。2．洪水水文站有实测的1950~2000年洪水要素资料，经整理摘录得逐年洪峰流量，见（附录一附表1-1）同时调查到该水文站在1890和1930年曾经发生过两次大洪水，其洪峰流量见（附录一附表1-1）。并计算出不同频率洪量（附录一附表1-2）和典型洪水过程（附录一附表1-3）。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（附录一附表1-4）。24．城市用水城市供水每年按1.5亿m³计，年内采用均匀供水。5．水库特性水库库容曲线见（图1）。水库死水位确定为728.0m，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，堰型为曲线形实用堰，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。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。(图1)z-v关系曲线《水文水利计算》课程实训报告3二、设计年径流的分析计算（一）设计年径流量的推求1．资料的整理将某水文站实测的1951~2000年逐月径流资料，由日历年的表示方式转换成水文年的表示方式。（详见附录二附表2-1）2．设计年径流量的计算（1）将各年选定的时段径流量按自小到大的次序进行排列，即构成年径流量的计算系列。应用下列公式计算每一项的经验频率（详见附录二附表2-2）。%1001nmPm式中Pm——样本系列中从大到小排列的第m项的经验频率；m——样本系列中从大到小排列的每一项的序号；n——样本的总数（2）我国目前大多数采用P—Ⅲ型曲线的分布来分析研究年径流量的年际变化规律。P—Ⅲ型分布的三个参数通常可用矩法公式来计算，应用下列公式进行计算该系列的Q,VC,SC。n1ii1XnX；1112nKCniiV；3n1i3i3-n1-VSCKC式中n——系列项数Xi——系列的每一项，i=1,2,…，nKi——模比系数，XXK/ii年径流量的均值X一般称为正常径流量，它反映了设计断面所在流域蕴藏的水资源量的多少。均值的大小影响到频率曲线位置的高低。年径流变差系数VC反映年径流量的年际变动程度或相对离散程度。相对离散程度大，则大。4偏态系数SC反映系列中各种大小数值偏离均值的分布情况。则Q=12.19m³/s，VC=0.4（3）假定=2.5，查表得不同频率P的值，并计算相应的,点绘理论频率曲线（详见附录二附图2-1）。该线与经验频率点据配合良好，可不再另行适线，作为该站年径流量采用的频率曲线。（详见表1）（表1）某水文站平均径流频率曲线选配（图解适线法）频率％25%50%75%80%90%Q=12.19m³/sVC=0.4SC=2.5VCPK1.240.940.710.660.55QKQpp（m³/s）15.121.458.658.056.7（4）根据适线确定的统计参数，查P—Ⅲ曲线值表（或从采用的频率曲线上查读），可得到某水文站相应设计频率的年径流量，由下列公式可得某大坝设计年径流量。（详见表2）站坝站坝FFQQ，坝坝QKQpp表（2）设计年径流计算成果表项目年平均Q（m³/s）CVCS/CV不同频率的年径流量(m³/s)计算值采用值计算值采用值计算值采用值25%50%75%80%90%水文站12.4412.440.40.42.52.515.1711.648.88.216.81大坝12.1912.190.40.42.52.515.1211.458.658.056.7（二）设计年径流的年内分配1．代表年的选择要求选取年径流量接近设计年径流量的年份作为典型年，这是由于水量相近的情况，其径流形成条件可能不致相差太大，其年内分配可能比较相似。年径流量接近于设计年径流量的实测径流过程可能不止一个，应选择其中年内分配《水文水利计算》课程实训报告5对工程较不利的作为典型年。所谓对工程不利，是指根据这种年份的年内分配过程进行水利计算所确定的工程规模，其投资较大或效益较低，这样使工程设计偏于安全。一般说，对灌溉工程应选灌溉季节径流偏少的年份；对水力发电工程，应选择枯水期长、枯水流量小的年型；对丰水年则选择汛期长、峰高水量多的年型。根据上述原则，选取1955—1956年为丰水年的代表年，选取1976—1977年为平水年的代表年，选取1967—1968年为枯水年的代表年。2．设计年径流的年内分配计算（1）计算缩放系数采用同倍比法，应用下式进行计算：典设年QQK式中Q设——设计代表年平均流量，m³/sQ典——典型年平均流量，m³/s则，设计丰水年P=25%K丰=15.12/15.21=0.994设计平水年P=50%K平=11.45/11.45=1设计枯水年P=75%K枯=8.65/8.79=0.984（2）推求设计年径流的年内分配（详见表3）表（3）某大坝设计年径流年内分配典型年K项目月平均流量（m³/s）4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月丰水年P=25％1955-19560.994典型年9.7610.0511.3229.5816.5169.2615.467.695.192.782.212.67设计年9.709.9911.2529.4016.4168.8415.377.645.162.762.202.65平水年P=50％1976-19771典型年15.8217.2513.818.6851.0711.546.344.942.421.751.732.08设计年15.8217.2513.818.6851.0711.546.344.942.421.751.732.08枯水年P=75％1967-19680.984典型年14.7929.825.3119.022.8721.778.730.900.120.110.121.95设计年14.5529.345.2318.722.8221.428.590.890.120.110.121.926三、设计洪水的分析计算（一）设计洪峰流量的计算1．特大洪水的确定根据已知某水文站历年资料分析，1981年、1990年的洪水与1890年、1930年的洪水属于同一量级，洪峰流量仅次于1980年和1930年洪水，且与实测各年洪水相比较流量值明显偏大。因而，可从实测系列中抽出作特大值处理，故L=2。2．经验频率的计算将各年选定的时段洪峰流量按自小到大的次序进行排列，即构成洪峰流量的计算系列，经验频率按统一抽取，统一排位法计算（结果详见附录二附表2-3）。历史洪水和实测特大洪水的频率计算按下式计算%1001NMPM式中MP——特大洪水第M项的经验频率（%）M——特大洪水的序号（M=1,2,3…，a）N——特大洪水首项的重现期，年其余洪水的频率计算应用下式（结果详见）：%1001P-1MaMalnlmPPm式中Pm——实测中第m项的经验频率PMa——末位特大洪水的经验频率，1NaPMa，a为特大洪水总个数L——实测特大洪水个数n——实测洪水个数3．设计洪峰流量的计算（1）加入特大洪水的不连序系列的统计参数通常可用矩法公式来计算，应用下列公式进行计算该系列的mQ,VC。《水文水利计算》课程实训报告7nliijjmQlnaNQNQ1a11ajnliiiVKlnaNKNC11221111式中mQ、VC——加入特大值后系列的均值和变差系数Qj——特大洪水流量（j=1，2，3，…，a）Qi——一般洪水流量（i=1，2，3，…，n）a——特大洪水个数L——实测系列特大洪水项数Kj,Ki——洪水变率，mjjQQK，miiQQK则，mQ=426.49m³/s，CV=0.99（2）假定CS=4CV，查表得不同频率P的值，并计算相应点绘理论频率曲线（详见附录二附图2-2）。该线与经验频率点据配合良好，可不再另行适线，作为该站洪峰流量采用的频率曲线。（