1、R 水库水文水利计算一、流域概况R 水库集水面积 F=992km2。流域地处山区，植被良好。流域多年平均降水量为 1520mm，多年平均径流深为 740mm，多年平均水面蒸发量为 950mm。主河道长 94km，河道平均比降为 3.85，流域平均高程 378m。二、基本资料R 站 19531985 年最大洪峰流量及最大 1 天、3 天、7 天洪水总量资料见附表 A-1调查年的最大洪峰流量调查无遗漏:1877 年:Q m=2790m3/s;1922 年:Q m=2630m3/s;1914 年:Q m=2130m3/s;R 站典型水洪过程摘录表见附表 A-2水库特征资料:根据水库大坝的设计分析,决
2、定拟建泄洪建筑物为无闸门溢洪道,根据试验得 q=MBh3/2， 其中 M=1.17，通过技术经济对比分析，溢洪道宽度为 B=90m。下游无防护要求，水库特征曲线见附表 A-3。三、计算任务推求 p=1%，p=0.1%的设计洪水过程线。通过调洪计算确定设计洪水位、校核洪水位及相应库容。注：Z 死=70m，Z 堰顶 =90m，Z 正 =90m四、方法指导及参考结果W Tp及 Qmp的计算利用 WTQ m相关关系插补展延调查年相应时段的洪量利用相关分析法，见表 A-1。利用附表 A-1 实测资料点绘相关图，相关关系良好，可计算相关方程，调查年的 1877 年、1922 年、1914 年的洪峰和最大
3、1 天、3 天、7 天的洪水总量可由方程求出。1. 对历史洪水进行排位分析，确定最大重现期N=1985-1877+1=109年2. 通过频率计算适线法推求 WTp及 Qmp表 A-1 调查年的最大洪水总量年份 Qmm 3/s W1d亿 m3 W2d亿 m3 W3d亿 m31877192219142790263021301.181.120.921.901.801.502.412.291,94根据已知资料分析，1969 年与调查调查年的洪水属同一量级，可从实测系列中抽出作特大值处理，故 L=1。经验频率计算采用分开处理法，有PM= 100%1NPm= 100%n由 m= j+ iN=109，a=4
4、，n=33，L=1QN1ajL-n1iQCv= mQ1 n1i2mia1j2mj -a-LQNQN计算该系列的均值 m和变差系数 C ，成果见表 A-2。v表 A-2 考虑特大洪水成果表项目 均值 C vCs/ C vP=0.1% P=1%QmW1dW2dW7d917.3 m3/s0.41 亿 m30.754 亿 m31.116 亿 m30.5540.500.4220.4572.282.611.981.732841.342.143.3424771.011.732.61采用同频率放大法推求设计洪水过程线 Q t，并进行误差p分析。绘制典型洪水过程和洪水过程经过对流域实测资料分析选择 1969 年
5、 7 月的一次洪水过程线作为典型洪水过程线，其洪峰流量及各时段洪量由洪水过程线上摘录而得见表 A-3。表 A-3 洪峰流量及各时段洪量时段洪量亿 m3项目 洪峰流量m 3/s1 天 3 天 7 天典型洪水过程 2180 1.01 1.47 2.03计算放大倍比，其中设计洪水的放大倍比为K = = =1.14Qmdp218047K = = =1.021dWP0.3K = = =1.5231d1p-P1.47K = = =1.5737d3p.0236同理，校核洪水的放大倍比为K =3284/2180=1.51QK =1.34/1.01=1.33d1K =2.14-1.34/1.47-1.01=1.
6、7413K =3.34-2.14/2.03-1.47=2.147过程线的修匀。将经放大后流量过程线与典型洪水过程线，采用同一坐标点绘的坐标纸上。如图 A-1 所示，修匀的原则是将不连续部分按洪水过程线的涨落特征徒手连城光滑的曲线，并要求将各时段洪量进行演算，使修匀后的流量过程线中各时段流量与设计流量相等或将其误差控制在一定范围内。修匀后的过程线各时段洪量与设计值的误差见表 A-4。05001000150020002500300035003日00:00 4日00:00 5日00:00 6日00:00 7日00:00 8日00:00 9日00:00 10日00:00 11日00:00 12日00:
7、00流量（m3/s)典 型 洪 水 过 程设 计 洪 水 过 程校 核 洪 水 过 程图 A-1 设计洪水过程线表 A-4 设计洪水过程修匀前后洪量误差统计表P=1%的设计洪水过程 P=0.1%的设计洪水过程洪量修匀前 修匀后 相对误差（%）修匀前 修匀后 相对误差（%）1 天洪量3 天洪量7 天洪量1.031.732.611.041.742.900.970.580.381.342.143.341.332.153.320.750.470.60绘制水库库容曲线绘制库容曲线 ZV,按照表 A-5 所给数据，即可绘制 ZV 曲线。表 A-5 水位特征资料高程 50 60 70 80 90 100面积
8、（万 m ）20 50 150 200 500 750库容（万 m ）30 280 1250 3500 7500 13500累积（万 m ） 0 280 1530 5030 12530 26030列表计算 qV。如表 A-6 所示在堰顶高程 90m 以上假设不同的水库水位 Z，列于表中第栏，将其减去 90m，得第栏所示的堰顶水头 h，带入堰流公式q =MBh =1.1790h =105.3h溢 232323从而计算出各 h 下溢洪道泄流能力，得 Z 值相应的水库泄流能力 q列于第栏。再由第栏值查 ZV 曲线，得 Z 相应的库容 V，见表第栏。表 A-6 R 水库 qV 关系计算表库水位 Z(m
9、) 90 92 94 96 98 100堰顶水位 H(m) 0 2 4 6 8 10泄流能力（m 3/s） 0 29 84 154 2383 3330库容 V（万 m3） 75 87 99 111 123 135绘制该水库的蓄泄曲线 qV，由表 A-6 中第、栏对应值，即可绘出 qV 曲线。计算并绘制单辅助工作曲线水库水量平衡方程为t+ t=V -V21Q2q121水库蓄泄方程活蓄泄曲线为q=f（v）或 qV 曲线采用单辅助曲线法求得：单辅助曲线法的基本原理仍然是逐时段连续求解水库的水量平衡方程和蓄泄方程，但公式水量平衡方程作了变换。分离已知项和未知项后，可改变为+ = -q +（ ）tV2q
10、21Q12t1qV为与之相照应，将蓄泄方程改为q=f（ ）2t1q列表绘出 q 辅助曲线如图 A-2 所示。2tV接着进行调洪演算。对于第一时段，将Q =62m /s、Q =62m /s、q =0、 =0 代入水量平衡方程，得1323121qtV=62m /s，以此查表得 q =10m /s。对于其他时段，计算方法qt2V3 23完全一样，计算结果列于表 A-7 中。表 A-7 R 水库设计洪水调洪计算表（单辅助曲线法， t=6h）时间 t（h） Q(m /s)3(m /s)21Q3q(m /s)3(m /s)2qtV3 061218243036424854606672626269812451
11、470218096348330624721320962667516386018281572723395277230211205010306024043013001530153069039030024006211816316326688622942486167911448817217884909610210811412012613213814415015616220016820119026820915512010694848788766118518527130423918213811310089868882692402252102402502602151801501201209090909063
12、2597542502563627616538461394344313279277269按表 A-7 中第、栏的数据绘出 Qt 线和（qt 线见图 A-2） ，由 qt 线得出峰值 q ，按趋势绘于 Qt 线的退水段上，m并量得 q =1530m /s，由此可求得m3V =110.6910 m ；V =35.6910 m ；Z =95.9m总 63设 63设由 Qt 和 qt 的交点求 q （设计） 。050010001500200025000 20 40 60 80 100 120 140 160 180t(h)Q,q(m3/s)设 计 洪 水 过 程 线 Q-t 下 泄 流 量 过 程 线
13、q-t图 A-2 R 水库设计洪水调洪示意图同理，可用同样的方法计算出校核洪水 q =1980m /s，则有m3V =117.2110 m V =42.2110 m Z =97.0m总 63核 6核五、设计小结要求图标清晰，步骤完整，计算准确。注：使用计算机的内容也要写清楚计算步骤，计算程序也要附在其后。附表 A-1 R 站 19531985 年洪水资料统计表年份 Qmm 3/s)W1亿m3W3亿m3W7亿m31953195419551956195719581250129052751617105340.4500.5690.2440.3320.7650.3431.041.340.5180.683
14、1.400.6161.522.330.8610.8511.680.90719591960196119621963196419651966196719681969197019711972197319741975197619771978197919805541720965776427718524612773376218012201120415175054581071813102174218600.2320.7390.6070.3210.3180.3460.2390.3790.3700.2331.010.6750.5650.2100.6370.3030.3240.1860.5360.0980.206
15、0.3400.4621.000.9500.5210.6190.6870.4400.6850.6410.5121.471.340.8660.4411.220.6940.5070.3880.8570.2270.4140.7350.6871.212.140.6251.710.9820.5320.9020.7371.142.031.551.430.6801.540.7590.7000.6121.200.3120.6991.2819811982198319841985855750148011256400.3460.3840.4540.4490.3000.6890.6290.9670.7300.5950.
16、9780.7241.860.9430.723附表 A-2 R 站 1969 年 7 月洪水要素摘录表（典型）时间（日 T 时：分） 流量m3/s)时间（日 T 时：分） 流量m3/s)04T01:0011:3020:0023:0005T04:0006:0009:0012:0013:3015:3015:4816:3018:5421:3062.362.376.585.5263628134017802150218021602080149096306T20:2007T05:2410:3016:3019;0020:0008T00:4203:3004:1211:0023:0009T05:3013:0020:0021420819816215916328134033724914211099.383.423:3006T03:3008:0011:0074048333427810T08:0010:0020:0011T01:0089.388.165.549.0附表 A-3 水库特征资料高程 50 60 70 80 90 100库水面积（万 m ）20 50 150 200 500 750库容（万 m ） 0 280 1250 3500 7500 13500
