平垣水库水文水利计算课程设计

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1、水文水利计算平垣水库水文水利计算水文水利计算课程设计专 业 水文水资源工程 班 级 水文（二班） 姓 名 张楠 学 号 11084060 指导老师 王心亚 25目 录1.设计任务12.流域资料12.1流域概况12.2基本资料13.设计内容13.1及的计算13.2 用同频率放大法推求设计洪水过程线33.3 绘制水库库容曲线和蓄泄曲线43.4 计算并绘制单辅助工作曲线（t=6h）43.5 调洪计算53.6 设计成果6附表及附图6附表1平垣站19531985年洪水资料统计表7附表2 平垣站典型洪水过程线7附表3 水库特征资料8附表4 相关分析成果表8附表5 Qm频率计算表9附表6 W1频率计算表10

2、附表7 W3频率计算表11附表8 W7频率计算表12附表9 设计洪水过程线（同频率放大法）13附表10 核过程线（同频率放大法）14附表11 平垣水库单辅助曲线法调洪计算（p=1%）15附表12平垣水库单辅助曲线法调洪计算（p=0.1%）16附表13 平垣水库单辅助工作曲线计算16附图1QmW1相关图17附图2 QmW3相关图18附图3 QmW7相关图18附图4 Qm频率曲线图19附图5 W1频率曲线图20附图6 W3频率曲线图21附图7 W7频率曲线图22附图8 水库库容曲线23附图9水库蓄泄曲线23附图10 平垣水库单辅助曲线24附图9 设计洪水过程线24平垣水库水文水利计算1.设计任务（

3、1）推求平垣水库P=1%,P=0.1%的设计洪水过程线。（2）通过调洪计算确定平垣水库设计洪水位、校核洪水位及相应库容。（注： ）。2.流域资料2.1流域概况平垣水库坝址位于芜湖地区泾县境内的青弋江支流徽水上，集水面积F=992km2。流域地处皖南山区，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。2.2基本资料2.2.1 平垣站19531985年最大洪峰流量及最大一、三、七天洪水总量资料（见附表1）。2.2.2 调查年洪峰流量（调查期无遗漏）1877年：Qm=2790m3

4、/s1922年：Qm=2630m3/s1914年：Qm=2130m3/s2.2.3 平垣站典型流量过摘录表（见附表2）。2.2.4 水库特征资料：根据水库大坝的分析，决定拟建泄洪建筑物为无闸门溢洪道，根据实验得：，其中，通过技术经济对比分析，溢洪道宽度为B=94m。下游无防护要求，水库特性曲线（见附表3）。3.设计内容3.1及的计算3.1.1 利用相关关系插补展延调查年相应时段的洪量（见附图1、附图2、附图3及附表4）3.1.2 对历史洪水进行排位分析，确定最大重现期。对于历史调查洪水最大值即为1877年洪水，因而其最大重现期即为3.1.3 通过频率计算，适线法推求WTP及QMP.(注：1.洪

5、峰流量与W1考虑特大洪水;W3和W7计算时不考虑特大洪水。2.考虑特大洪水时经验频率采用分开处理法；都采用矩法初估参数。) 连续样本系列的矩法公式： （3-3） （3-4）经数学推导求得不连续样本系列的矩法公式： （3-5） （3-6）式中 、加入特大值后系列的均值和变差系数; 特大洪水流量； 一般洪水流量； 特大洪水个数； 实测系列中特大洪水项数； 、洪水变率，。经计算，可得频率计算表（附表5），频率计算表（附表6），频率计算表（附表7），频率计算表（附表8）；频率曲线图（附图4），频率曲线图（附图5），频率曲线图（附图6），频率曲线图（附图7）。表3-1平垣站洪水峰量频率计算成果表计值设及

6、数参量峰情况均值Cs/Cv洪水过程P=5%P=2%考虑特大洪水（m2/s）9170.553.001909.232327.84（亿m3）0.410.503.000.810.97不考虑特大洪水（亿m3）0.750.423.01.351.58（亿m3）1.120.463.02.122.513.2 用同频率放大法推求设计洪水过程线 3.2.1选择洪水过程线典型洪水过程见附表2 平垣站典型流量摘录表，并将其作为典型洪水过程线。其洪峰流量及时段洪量由洪水过程线上摘录而得，如表（3-2）所示。表3-2 典型洪水与设计洪水洪峰、洪量统计成果项目洪峰流量（m3/s）时段洪量（亿m3）1d3d7d典型洪水过程21

7、80.001.071.481.89设计洪水过程1909.230.811.352.12校核洪水过程2327.840.971.582.51 3.2.2 计算放大倍比洪峰放大系数： （3-7）式中 放大倍比; 设计洪峰流量; 典型洪峰流量各时段放大系数：放大最大一日内各时刻流量 （3-8） 放大（3-1）天时段内各时刻流量 （3-9）放大（7-3）天时段内各时刻流量 （3-10）式中 各时段设计洪量； 各时段典型洪量。由公式（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）得设计洪水放大倍比：KQ=2970.47/2180.00=1.3626K1dp=1.25/1.07=1.1682K(3d-1d)p

8、=(2.00-1.25)/(1.48-1.07)=1.8292K(7d-3d)p=(3.08-2.00)/(1.89-1.48)=2.6341校核洪水放大倍比：KQ=3384.42/2180.00=1.5525K1dp=1.43/1.07=1.3364K(3d-1d)p=(2.24-1.43)/(1.48-1.07)=1.9756K(7d-3d)p=(3.45-2.24)/(1.89-1.48)=2.9512经计算可得附表9、附表10。3.3 绘制水库库容曲线和蓄泄曲线在河流上拦河筑坝形成人工湖用来进行径流调节，这就是水库。水库的特性曲线是指用来反映库区地形特性的曲线。水库的形体特征，其定量表

9、示主要就是水库水位面积关系和水库水位库容关系。此次设计直接利用所给附表3可得附图8水位库容相关关系图，附图9 水库蓄泄曲线。3.4 计算并绘制单辅助工作曲线（t=6h）根据附图8、及2.2.4相关要求和条件经计算可得附表11平垣水库水库单辅助曲线计算和附图10平垣水库调洪计算单辅助曲线。其中，单辅助曲线法调洪计算的步骤如下：（1）由于该水库正常蓄水位为90，且不设闸门，所以汛前限制水位为90。因而，水库但辅助曲线计算表的第一列（水库水位（）由90为起始水位。（2）在此方案中选择水位间隔为1。在水位库容曲线上按水位查得各水位所对应的库容，对号列入第二列。（3）用90以上对应的库容分别减去90m所

10、对应的库容得相应的溢流堰顶以上库容，对应列入第三列。（4）用相应的库容，以t=6h为时间间隔，将相应的库容换算成对应的。对应列入第四列。（5）第五列下泄流量的计算方法：溢洪道所通过的流量，主要决定于溢流堰的堰顶水头，宽度和堰型。当溢流堰顶水平长度大于堰顶水头的10倍时，按明渠水流计算；若在（2.510）之间，按宽顶堰计算；在（0.672.5）之间，且具有光滑的曲线外形时，则按实用堰计算。一般中小型水库的溢洪道常设计为宽顶堰或实用堰，其下泄流量q按下式计算：式中：B溢流堰的堰顶净宽，； 计入进行流速的v0的堰上水头，一般忽略不计，故=，； 第二流量系数，在此设计书中取1.14。根据上述公式，分别

11、计算，并对应列入第五列。( 6 )对应计算列四的数据，分别除以2对应列入第六列。（7）将第四列和第六列数据对应相加得第七列，对应列入第七列。以上计算可得平垣水库单辅助曲线计算表。3.5 调洪计算根据附表11 平垣水库单辅助曲线、附图10 平原水库调洪计算单辅助曲线以及附图8 水位库容相关关系图、附图9 水库蓄泄曲线计算推求得附表11平垣水库单辅助曲线法调洪计算（=0.5%）以及附表12平垣水库单辅助曲线法调洪计算（=0.2%）。设计水位及库容计算方法步骤如下：（1） 按0，1，2，28列入第一列。（2） 在附表9 设计洪水过程线（同频率放大法）中，由洪峰开始，每隔6用直线内插，以时间为比例，查

12、得各时刻对应的流量。（3） 列四即为计算第二列对应流量的平均值，对应列入第四列。（4） 本表中，第4，5，6列计算首先应符合水量平衡方程，即（5） 第七列的计算，在单辅助曲线上查得时段末的下泄流量，对应列入第七列。（6） 求设计调洪库容及设计水位：根据查下泄曲线，可得总库容，然后根据水位库容曲线即可得设计水位。校核水位及相应库容计算方法与上相同，此处略。3.6 设计成果平垣水库设计库水位（=5%）为97，库容为11663万3；校核库水位（=2%）为98，相应库容为12573万3。附表及附图附表1平垣站19531985年洪水资料统计表年份W1W3W7备注195312500.4501.0401.5

13、20Qm:m3/s195412900.5691.3402.33019555270.2440.5180.861WT:亿m319565160.3320.6830.851195717100.7651.4001.68019585340.3430.6160.90719595540.2320.4620.687196017200.7391.0001.21019619650.6070.9502.14019627760.3210.5210.62519634270.3180.6191.71019647180.3461.6870.98219655240.2390.4400.53219666120.3790.6850

14、.90219677730.3700.6410.73719683760.2230.5121.140196921801.0101.4702.030197012200.6751.3401.550197111200.5650.8661.43019724150.2100.4410.680197317500.6371.2201.54019745450.3030.6940.75919758100.3240.5070.70019767180.1860.3880.612197713100.5360.8571.20019782170.0980.2270.31219794210.2060.4140.69919808

15、600.3400.7351.28019818550.3460.6890.97819827500.3840.6290.724198314800.4540.9671.860198411250.4490.7300.94319856400.3000.5950.723附表2 平垣站典型洪水过程线日 时 分流量（m3/s）日 时 分流量（m3/s）4 1：0011：3020：0023：005 4：006：009：0012：0013：3015：3015：4816：3018：5421：3023：306 3：308：0011：0062.362.376.585.52636281340178021502180216

16、0208014909637404833342786 20：207 5：2410：3016：3019：0020：008 0：423：304：1211：0023：009 5：3013：0020：0010 8：0010：0020：0011 1：0021420819816215916328134033724914211099.383.489.388.165.549.0附表3 水库特征资料高程（m）5060708090100库水面面积（万m3）050150200500750库容（万m3）028012503500750013500附表4 相关分析成果表相关分析插补成果相关变量回归方程R2R洪量1877年1

17、914年1922年QmW1y=0.0004x+0.06330.84890.9214W11.179 0.915 1.115 QmW3y=0.0006x+0.22240.56530.8811W31.896 1.500 1.800 QmW7y=0.0007x+0.45330.46880.6847W72.406 1.944 2.294 附表5 Qm频率计算表年 份序号按大小排列的QmKiKi-1（K1-1）2P1=M/(N+1)P2=m/(n+1)MP1%mP2%1877一27903.04142.04144.167310.909 1922二26302.86701.86703.485621.818 19

18、69三21802.37641.37641.894532.727 1914四21302.32191.32191.747543.636 1973217501.90770.90770.823925.882 1960317201.87500.87500.765638.824 1957417101.86410.86410.7466411.765 1983514801.61340.61340.3762514.706 1977613101.42800.42800.1832617.647 1954712901.40620.40620.1650720.588 1953812501.36260.36260.131

19、5823.529 1970912201.32990.32990.1089926.471 19841011251.22640.22640.05121029.412 19711111201.22090.22090.04881132.353 1961129651.05190.05190.00271235.294 1980138600.9375-0.06250.00391338.235 1981148550.9320-0.06800.00461441.176 1975158100.8830-0.11700.01371544.118 1962167760.8459-0.15410.02371647.05

20、9 1967177730.8426-0.15740.02481750.000 1982187500.8176-0.18240.03331852.941 1964197180.7827-0.21730.04721955.882 1976207180.7827-0.21730.04722058.824 1985216400.6977-0.30230.09142161.765 1966226120.6671-0.33290.11082264.706 1959235540.6039-0.39610.15692367.647 1974245450.5941-0.40590.16482470.588 19

21、58255340.5821-0.41790.17462573.529 1955265270.5745-0.42550.18112676.471 1965275240.5712-0.42880.18392779.412 1956285160.5625-0.43750.19142882.353 1963294270.4655-0.53450.28572985.294 1979304210.4589-0.54110.29283088.235 1972314150.4524-0.54760.29993191.176 1968323760.4099-0.59010.34823294.118 197833

22、2170.2366-0.76340.58293397.059 37238 9730 /2750811.31/6.67 Cv0.554181均值917.3452附表6 W1频率计算表年 份序号按大小排列的W1KiKi-1（K1-1）2P1=M/(N+1)P2=m/(n+1)MP1%mP2%1877一1.17932.8437 1.8437 3.3993 10.909 1922二1.11532.6894 1.6894 2.8540 21.818 1969三1.012.4355 1.4355 2.0606 32.727 1914四0.91532.2071 1.2071 1.4571 43.636 19

23、5720.7651.8447 0.8447 0.7135 25.882 196030.7391.7820 0.7820 0.6115 38.824 197040.6751.6277 0.6277 0.3940 411.765 197350.6371.5360 0.5360 0.2873 514.706 196160.6071.4637 0.4637 0.2150 617.647 195470.5691.3721 0.3721 0.1384 720.588 197180.5651.3624 0.3624 0.1313 823.529 197790.5361.2925 0.2925 0.0855

24、926.471 1983100.4541.0948 0.0948 0.0090 1029.412 1953110.451.0851 0.0851 0.0072 1132.353 1984120.4491.0827 0.0827 0.0068 1235.294 1982130.3840.9260 -0.0740 0.0055 1338.235 1966140.3790.9139 -0.0861 0.0074 1441.176 1967150.370.8922 -0.1078 0.0116 1544.118 1981160.3460.8343 -0.1657 0.0274 1647.059 196

25、4170.3460.8343 -0.1657 0.0274 1750.000 1958180.3430.8271 -0.1729 0.0299 1852.941 1980190.340.8199 -0.1801 0.0324 1955.882 1956200.3320.8006 -0.1994 0.0398 2058.824 1975210.3240.7813 -0.2187 0.0478 2161.765 1962220.3210.7740 -0.2260 0.0511 2264.706 1963230.3180.7668 -0.2332 0.0544 2367.647 1974240.30

26、30.7306 -0.2694 0.0726 2470.588 1985250.30.7234 -0.2766 0.0765 2573.529 1955260.2440.5884 -0.4116 0.1694 2676.471 1965270.2390.5763 -0.4237 0.1795 2779.412 1959280.2320.5594 -0.4406 0.1941 2882.353 1968290.2230.5377 -0.4623 0.2137 2985.294 1972300.210.5064 -0.4936 0.2437 3088.235 1979310.2060.4967 -

27、0.5033 0.2533 3191.176 1976320.1860.4485 -0.5515 0.3041 3294.118 1978330.0980.2363 -0.7637 0.5832 3397.059 16.7094.219/12.4909.741/5.220Cv0.499205均值0.414704附表7 W3频率计算表年 份序号按大小排列的W3KiKi-1（Ki-1）2P=m/n+1195411.470 1.9495 0.9495 0.9016 2.941 196121.400 1.8567 0.8567 0.7339 5.882 196931.340 1.7771 0.7771

28、 0.6039 8.824 198341.340 1.7771 0.7771 0.6039 11.765 196351.220 1.6180 0.6180 0.3819 14.706 195761.040 1.3793 0.3793 0.1438 17.647 197071.000 1.3262 0.3262 0.1064 20.588 197380.967 1.2824 0.2824 0.0798 23.529 195390.950 1.2599 0.2599 0.0675 26.471 1971100.866 1.1485 0.1485 0.0221 29.412 1980110.857

29、1.1366 0.1366 0.0186 32.353 1960120.735 0.9748 -0.0252 0.0006 35.294 1977130.730 0.9681 -0.0319 0.0010 38.235 1968140.694 0.9204 -0.0796 0.0063 41.176 1964150.689 0.9138 -0.0862 0.0074 44.118 1981160.687 0.9111 -0.0889 0.0079 47.059 1984170.685 0.9085 -0.0915 0.0084 50.000 1958180.683 0.9058 -0.0942

30、 0.0089 52.941 1966190.641 0.8501 -0.1499 0.0225 55.882 1955200.629 0.8342 -0.1658 0.0275 58.824 1956210.619 0.8209 -0.1791 0.0321 61.765 1974220.616 0.8169 -0.1831 0.0335 64.706 1967230.595 0.7891 -0.2109 0.0445 67.647 1982240.521 0.6910 -0.3090 0.0955 70.588 1985250.518 0.6870 -0.3130 0.0980 73.52

31、9 1975260.512 0.6790 -0.3210 0.1030 76.471 1979270.507 0.6724 -0.3276 0.1073 79.412 1959280.462 0.6127 -0.3873 0.1500 82.353 1972290.441 0.5849 -0.4151 0.1723 85.294 1962300.440 0.5835 -0.4165 0.1734 88.235 1976310.414 0.5490 -0.4510 0.2034 91.176 1965320.388 0.5146 -0.4854 0.2356 94.118 1978330.227

32、 0.3010 -0.6990 0.4885 97.059 24.883 5.692Cv0.421725均值0.75403附表8 W7频率计算表年 份序号按大小排列的W7KiKi-1（Ki-1）2P=m/n+1196912.030 2.0875 1.0875 1.1826 2.941 195721.680 1.9173 0.9173 0.8413 5.882 195432.330 1.8187 0.8187 0.6703 8.824 197041.550 1.6664 0.6664 0.4441 11.765 197351.540 1.5320 0.5320 0.2830 14.706 195

33、361.520 1.5051 0.5051 0.2552 17.647 196071.210 1.3887 0.3887 0.1511 20.588 198381.860 1.3797 0.3797 0.1442 23.529 196192.140 1.3618 0.3618 0.1309 26.471 1971101.430 1.2812 0.2812 0.0790 29.412 1977111.200 1.1468 0.1468 0.0215 32.353 1980121.280 1.0841 0.0841 0.0071 35.294 1984130.943 1.0751 0.0751 0

34、.0056 38.235 1974140.759 1.0213 0.0213 0.0005 41.176 1981150.978 0.8798 -0.1202 0.0145 44.118 1964160.982 0.8762 -0.1238 0.0153 47.059 1966170.902 0.8448 -0.1552 0.0241 50.000 1956180.851 0.8126 -0.1874 0.0351 52.941 1967190.737 0.8081 -0.1919 0.0368 55.882 1982200.724 0.7714 -0.2286 0.0523 58.824 1

35、963211.710 0.7624 -0.2376 0.0564 61.765 1958220.907 0.6800 -0.3200 0.1024 64.706 1985230.723 0.6603 -0.3397 0.1154 67.647 1962240.625 0.6486 -0.3514 0.1235 70.588 1955250.861 0.6477 -0.3523 0.1241 73.529 1968261.140 0.6271 -0.3729 0.1390 76.471 1975270.700 0.6262 -0.3738 0.1397 79.412 1959280.687 0.

36、6155 -0.3845 0.1478 82.353 1972290.680 0.6092 -0.3908 0.1527 85.294 1965300.532 0.5599 -0.4401 0.1936 88.235 1979310.699 0.5483 -0.4517 0.2040 91.176 1976320.612 0.4766 -0.5234 0.2739 94.118 1978330.312 0.2795 -0.7205 0.5191 97.059 36.8346.6862 Cv0.457103 均值1.116182附表9 设计洪水过程线（同频率放大法）日时 分流量（m3/s）设计洪

37、水过程放大倍比放大流量修匀流量41:001.878 116.999 116.999 1.878 11:301.878 116.999 116.999 1.878 20:001.878 143.667 143.667 1.878 23:001.878 160.569 160.569 1.878 54:001.878 1.317 493.914 346.397 420.156 1.878 6:001.317 0.757 827.139 475.396 651.267 1.317 9:000.757 1014.380 1014.380 0.757 12:000.757 1347.460 1347.4

38、60 0.757 13:300.757 1627.550 1627.550 0.757 15:300.876 1909.230 1909.230 0.876 15:480.757 1635.120 1635.120 0.757 16:300.757 1574.560 1574.560 0.757 18:540.757 1127.930 1127.930 0.757 21:300.757 728.991 728.991 0.757 23:300.757 560.180 560.180 0.757 3:000.757 389.855 389.855 0.757 63:300.757 365.631

39、 365.631 0.757 6:000.757 1.317 302.800 526.840 414.820 0.757 8:001.317 439.911 439.911 1.317 11:001.317 366.154 366.154 1.317 20:201.317 281.859 281.859 1.317 75:241.317 273.957 273.957 1.317 10:301.317 260.786 260.786 1.317 16:301.317 213.370 213.370 1.317 19:001.317 209.419 209.419 1.317 20:001.31

40、7 214.687 214.687 1.317 80:421.317 370.105 370.105 1.317 3:301.317 447.814 447.814 1.317 4:001.317 1.878 445.180 634.764 539.972 1.317 4:121.878 632.886 632.886 1.878 11:001.878 467.622 467.622 1.878 23:001.878 266.676 266.676 1.878 95:301.878 206.580 206.580 1.878 13:001.878 186.485 186.485 1.878 2

41、0:001.878 156.625 156.625 1.878 108:001.878 167.705 167.705 1.878 10:001.878 165.452 165.452 1.878 20:001.878 123.009 123.009 1.878 111:001.878 92.022 92.022 1.878 附表10 核过程线（同频率放大法）日时 分流量（m3/s）校核洪水过程放大倍比放大流量修匀流量41:0062.32.268 141.315 141.315 11:3062.32.268 141.315 141.315 20:0076.52.268 173.525 173.

42、525 23:0085.52.268 193.940 193.940 54:002632.268 1.488 596.563 391.291 493.927 6:006281.488 0.907 934.338 569.282 751.810 9:0013400.907 1214.710 1214.710 12:0017800.907 1613.570 1613.570 13:3021500.907 1948.975 1948.975 15:3021801.068 2327.840 2327.840 15:4821600.907 1958.040 1958.040 16:3020800.907

43、 1885.520 1885.520 18:5414900.907 1350.685 1350.685 21:309630.907 872.960 872.960 23:307400.907 670.810 670.810 3:005150.907 466.848 466.848 63:304830.907 437.840 437.840 6:004000.907 1.488 362.600 595.120 478.860 8:003341.488 496.925 496.925 11:002781.488 413.608 413.608 20:202141.488 318.389 318.3

44、89 75:242081.488 309.462 309.462 10:301981.488 294.584 294.584 16:301621.488 241.024 241.024 19:001591.488 236.560 236.560 20:001631.488 242.511 242.511 80:422811.488 418.072 418.072 3:303401.488 505.852 505.852 4:003381.488 2.268 502.876 766.685 634.781 4:123372.268 764.417 764.417 11:002492.268 56

45、4.807 564.807 23:001422.268 322.099 322.099 95:301102.268 249.513 249.513 13:0099.32.268 225.242 225.242 20:0083.42.268 189.176 189.176 108:0089.32.268 202.559 202.559 10:0088.12.268 199.837 199.837 20:0065.52.268 148.574 148.574 111:00492.268 111.147 111.147 附表11 平垣水库单辅助曲线法调洪计算（p=0.5%）时 间 t 流 量 Q 时

46、 段 t 平均流量 时段末的V/t+q/2时段末的下泄流量 q总库容 V总库水位 Z（6h）(m3/s)（6h）(m3/s)(m3/s)(m3/s)（万m3）(m)00.000 0.000 0.000 0.000 0.000 7500.000 90.000 1116.999 0158.500 63.814 10.629 7626.359 90.211 2116.999 12116.999 132.031 30.064 7752.719 90.421 3123.274 23120.137 135.777 31.281 7759.495 90.432 4152.118 34137.696 156.

47、888 38.384 7797.423 90.496 5394.197 45273.157 326.781 107.247 8090.020 90.983 61069.893 56732.045 967.303 470.516 9081.218 92.635 71909.230 671489.562 2172.411 1365.700 10717.453 95.362 8728.991 781319.111 1888.172 1138.123 10349.279 94.749 9414.820 89571.906 734.357 324.903 8735.316 92.059 10403.033