水文水利计算课程设计

水文水利计算课程设计
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目录
第一章设计水库概况 (1)
1。

1流域概况 (1)
1.2工程概况 (1)
第二章年径流分析计算 (4)
2.1 径流资料来源 (4)
2.2 年径流资料的审查 (4)
2.2.1 资料可靠性审查 (4)
2。

2。

2 资料一致性审查 (4)
2.2。

3 资料代表性审查 (4)
2.3 设计年径流分析计算 (4)
2.3。

1 水利年划分 (4)
2。

3.2 绘制年径流频率曲线 (4)
2.3。

2。

1 频率曲线线型选择 (4)
2.3.2.2 经验频率计算 (4)
2。

3。

2。

3 频率曲线参数估计 (5)
2.3.2。

4 绘制频率曲线 (5)
2.3。

3 计算成果 (7)
2.3。

4成果合理性分析 (7)
2。

4 设计代表年径流分析计算 (7)
2.4。

1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则: (7)
2.4.2 设计代表年径流年内分配计算 (7)
2.4.3 代表年内径流分配成果 (7)
第三章设计洪水分析 (9)
3.1 洪水资料的审查 (9)
3.1.1 洪水资料可靠性审查 (9)
3。

1。

2 洪水资料一致性审查 (9)
3。

1。

3 洪水资料代表性审查 (9)
3。

2 特大洪水的处理 (9)
3。

3 设计洪水分析计算 (9)
3.3。

1 频率曲线线型选择 (9)
3.3。

2 经验频率计算 (9)
3。

3.3 频率曲线参数估计 (10)
3.3。

4 绘制频率曲线 (10)
3。

3.5 成果合理性分析 (13)
3。

3。

6 计算成果 (13)
3。

4 设计洪水过程线 (13)
3.4。

1 典型洪水过程线的选取 (13)
3。

4。

2 推求设计洪水过程线方法 (13)
3.4.3 计算成果 (14)
3。

4.4 设计洪水过程线的绘制 (14)
第四章兴利调节 (16)
4。

1 兴利调节计算的方法 (16)
4.2 兴利调节计算 (16)
4。

2。

1 来水量的确定 (16)
4.2.2 用水量的确定 (16)
4.2.2.1 灌溉用水量的确定 (16)
4.2.2.2 城镇生活供水 (16)
4。

2.3 死水位与死库容的确定 (17)
4.2。

3.1死水位的确定 (17)
4.2.3。

2 死库容的确定 (17)
4。

2.3水量损失的确定 (18)
4.2.4 渗漏损失 (18)
4.2。

5 计入水量损失的兴利调节 (18)
4。

2。

7 计算成果 (18)
第五章水库调洪演算 (20)
5。

1 泄洪方案的拟定 (20)
5。

2 水库调洪的基本原理 (20)
5.3 水库调洪的列表试算法 (21)
5。

4 计算成果 (22)
5。

4.1 不同重现期洪水的水库调洪试算 (22)
5。

4.2 特征水位及特征库容 (25)
参考文献 (26)
第一章设计水库概况
1.1流域概况
石堡川河系洛河左岸的一级支流，发源于陕西省黄龙山脉的宜川县丰河沟海拔1700m的中字梁，流经宜川、黄龙、洛川、白水等县，于白水县法家塔汇入洛河。

流域面积950.3km2，河流全长79.3km，是洛河的第四大支流，河流水系分布见图1-1.
石堡川河流域属暖温带大陆季风气候区,冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春秋两季为过渡期。

石堡川水库坝址缺乏气象资料，而黄龙气象站位于坝址以上流域中心处，故借用黄龙气象站的观测资料加以说明。

黄龙气象站1952年设立,位于北纬35°35′，东经109°50′.据该站1960～1998年实测资料统计，多年平均降水量为575mm，多年平均气温为8。

5℃，极端最高气温36。

9℃（1991年7月20日)，最低气温为—25。

1℃(1991年12月28日）；多年平均蒸发量1561mm,多年平均风速2.5m/s，最大风速13.0m/s（1977年5月13日），风向NNE；多年平均相对湿度63％，多年平均地温10.6℃，多年平均日照时数2118。

75h。

根据流域规划,拟在洛川县石头乡盘曲河村东500m修建一水库，水库坝址以上流域面积820km2，河道长62.1km，河床平均比降8。

3%。

坝址位于黄土塬区，坝址处河床高程884m。

坝址以上流域海拔高程880～1700m，流域中上游为黄土林区,占坝址以上流域的四分之三，区内高山起伏,河谷狭窄，森林茂密；流域下游为黄土塬区，占坝址以上流域的四分之一，沟壑纵横，植被为荒草及少量灌木，总体较差。

1.2工程概况
水库以灌溉为主，兼顾防洪、供水等多项任务。

水库灌溉设计保证率为75%。

水库承担着下游0。

5万人民群众的生活全保障任务，同时还涉及到下游西延铁路、渭清铁路、108国道、王莽寨电站、党家湾电站、蒲白煤矿供水站、洛惠渠渠首等工程的防洪安全。

根据《防洪标准》（GB50201-2014）和“水利水电工程等级划分及洪水标准"（SL252—2000），该水库为Ⅲ等中型水利工程，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，水库的防洪标准维持2000年除险加固时采用的防洪标准不变，即100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。

图4-1 石堡川水库流域水系图
水库枢纽由拦河大坝、输水洞、泄洪洞、泄洪底洞和溢洪道五部分组成。

输水洞位于大坝左侧，全长171。

1m，进口底坎高程905。

7m，出口高程905.12m，比降
1/300，洞径2.4m,为钢筋混凝土衬砌的圆形有压洞.该洞最大引水能力56m3/s,进口为喇叭型，控制建筑物为圆形放水塔，塔径4。

8m，塔高36.8m；放水塔设平板工作闸门和检修闸门各一扇，尺寸为2。

4m×2.4m。

输水洞主要任务是输水灌溉和供水。

泄洪洞位于大坝左岸。

全长402。

6m,进口高程920m，比降1/14,洞身为4.6m×6。

0m的圆拱直墙型无压隧洞，最大泄洪能力300m3/s.进口设有平板工作闸门与检修闸门各一扇，孔
口尺寸为4。

6m×4。

5m,工作闸门启闭机采用QPG630KN—17m，检修闸门启闭机采用QPG320KN—17m.
泄洪底洞位于大坝右岸，由施工导流洞改建而成.全长317.9m，进口高程896.5m，出口高程883.3m,比降1/50，洞径2。

0m 的圆形压力隧洞，最大泄洪能力为43m3/s;放水塔为圆形，塔径4。

0m，塔高45.15m，分别设有平板工作闸门和检修闸门各一扇，闸门尺寸为2.0m×1。

8m，工作闸门启闭机采用QPG630KN—42m，检修闸门采用启闭机QPG320KN—42m，该洞以泄洪和排沙为主.
第二章年径流分析计算
2。

1 径流资料来源
由于石堡川水库坝址缺乏气象资料，而上游黄龙气象站与坝址控制水面面积小于5%所以可用水文比拟法直接引用。

2。

2 年径流资料的审查
2.2。

1 资料可靠性审查
获得的水文资料均来自水文站观测得到,观测质量较好，且每年的观测资料都经水文与水资源局整编，认为资料精度可靠。

2.2。

2 资料一致性审查
就年径流系列而言，它的一致性是建立在气候条件和下垫面条件的稳定性上.一般可以认为气候条件的变化极其缓慢，它相对稳定。

拟在洛川县石头乡盘曲河村东500m处，坝址以上流域海拔高程880～1700m,流域中上游为黄土林区，占坝址以上流域的四分之三，区内高山起伏，河谷狭窄，森林茂密;流域下游为黄土塬区,占坝址以上流域的四分之一，沟壑纵横，植被为荒草及少量灌木，总体较差。

且上游无水库、引水工程，因此可以认为年径流资料具有一致性.
2.2。

3 资料代表性审查
该水文站具有 1975～2015 年共 41年的月平均流量资料,可认为是长期实测径流资料而且资料包括了丰、平、枯三种水文情况。

此外，该水文站位于该河上，水文站的径流资料与设计水库的径流资料存在成因联系，所以该资料系列具有代表性。

2。

3 设计年径流分析计算
2。

3。

1 水利年划分
根据不同设计保证率下用水资料和多年年径流来水资料，可以看出从各年 8 月份水库开始有余水，到次年 7 月份缺水结束.所以，将每年 8 月份作为这一水利年的起始月，而将下一年 7 月份为这一水利年的终止月。

2.3。

2 绘制年径流频率曲线
2。

3。

2。

1 频率曲线线型选择
根据 SL278—2002 中规定“径流频率曲线的线型应采用皮尔逊Ⅲ型”故年径流频率线型采用皮尔逊Ⅲ型。

2.3。

2。

2 经验频率计算
根据 SL278-2002 中规定，在n项连序径流系列中按大小次序排列的第n项的经验频率应按下式数学期望公式计算
（2—1)式中n取 1,2，…，n。

2。

3。

2。

3 频率曲线参数估计
根据 SL278-2002 中规定，年径流频率曲线的统计参数采用均值、变差系数和偏态系数表示统计参数可用矩法等方法初估。

(2-2）
（2—3）
2。

3。

2.4 绘制频率曲线
根据估计所得统计参数，绘制出频率曲线，发现该曲线配线效果不佳，因此,根据SL278—2002 中规定,用适线法调整确定，适线时应在拟合点群趋势的基础上侧重考虑平枯水年的点据。

见图2—1。

水文水利计算课程设计
6
水文水利计算课程设计2.3.3 计算成果
2.3.4成果合理性分析
根据 SL278—2002 中规定，年径流的分析计算成果应与上下游干支流和邻近流域的计算
成果比较分析检查其合理性. 经分析,成果合理.
2.4 设计代表年径流分析计算
在规划设计中常选择有代表性的丰水年、枯水年、平水年作为设计代表年.因此,根据
灌区用水设计保证率和城镇生活供水的综合要求,则设计丰水年、设计平水年、设计枯水年的年径流,由设计保证率 P=25％，P=50％，P=75％在年径流量频率曲线上分别确定。

设计代表年的年径流分配过程是通过代表年年径流过程的缩放来获得的。

2。

4.1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则：
1。

水量接近原则，代表年的年径流量与设计值要接近。

2。

选择对工程较不利的代表年径流过程线。

一般来说，对灌溉工程，选取灌溉需水季节年径流比较枯的年份，对水电工程，则选取枯水期较长、径流又较枯的年份。

2.4.2 设计代表年径流年内分配计算
将设计代表年径流量按代表年的月径流量进行分配，按年水量控制的同倍比法进行缩放。

公式如下：
P =7 5％的设计年径流量为n = 5371×104 n3，选择 2000~2001 年为代表年，代表年年径流量为n代= 5676 × 104 n3 ,缩放比 K=0。

9464。

P = 50% 的设计年径流量为n = 9083×104 n3，选择 2010~2011 年代表年，代表年年径流量为n代= 7028× 104n3，缩放比 K = 1.2924。

P = 25％的设计年径流量为n=9706× 104n3，选择 2006~2007 年为代表年，代表年年径流量为n代= 9777× 104 n3，缩放比 K=0.9927
2.4。

3 代表年内径流分配成果
水文水利计算课程设计
8
表2-2 成家河水文站保证率为75％ 的年径流的年内分配
频率
代表年
单位 月 份
全年 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 75％
2000～ 2001
%
11.1 8.7 19。

7 7.8 6。

5 2.9 3。

8 4。

8 7。

2 4。

3 8.2 15。

0 100 设计径流量
104m 3 595
466
1056 420
348
156 202 259
389
232
442
805
5371
流量（m 3
/s ）
2。

27 1。

77 4.02
1。

60 1.33
0.595
0.768
0。

987 1.48 0。

883 1。

68 3。

07 1。

70
表2—3 成家河水文站保证率为50％ 的年径流的年内分配
频率
代表年
单位 月 份
全年 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 50％
2010~ 2011
％
42.3 22。

8 5。

6 2.6 2.9 1.5 1。

8 1。

5 1。

8 4.1 2.2 10。

8 100 设计径流量
104m 3
3845
2072 509
237
268
138
162
140
168
370
198
978
9083
流量（m 3
/s ） 14。

6
7.89
1.94 0。

900 1。

02 0.531 0。

622 0。

533 0。

641 1。

41 0。

750 3。

72 2。

88
表2—3 成家河水文站保证率为25％ 的年径流的年内分配
频率 代表年 单位 月 份
全年 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 25％
2006～ 2007
%
17。

1 25。

5 7.7 3。

9 2.8 1.9 2。

8 11.4 8。

3 1.6 2.0 14.9 100 设计径流量
104m 3 1655 2479 752 375 272 189 267 1111 810
157
190
1450
9706 流量（m 3/s ）
6。

30
9.44
2.86
1。

43
1.04
0。

72
1。

02
4。

23
3。

08 0.601 0。

721 5。

52
3.08
第三章设计洪水分析
3。

1 洪水资料的审查
3。

1.1 洪水资料可靠性审查
该系列具有连续实测的 1975～2015 年洪水要素资料，经审查资料来源可靠真实，具有
一定的精度,而且具备频率分析所必需的某些统计特征，具有较高的可靠性。

3。

1.2 洪水资料一致性审查
在观测期中,洪水形成条件相同，使用的洪水资料受人类活动影响很小,故有较好的一致性。

3。

1.3 洪水资料代表性审查
该水文站具有较长系列的洪峰资料，且比较完整，系列中包括大、中、小各种洪峰，与
实际较吻合,因此可认为资料代表性良好.
3。

2 特大洪水的处理
根据该水文站的实测洪峰流量成果，可以发现于1984年的洪峰流量为1785 m³/s,为实
测期内的特大洪水,1987年的洪峰流量为1535 m³/s，1983年的洪峰流量为1212 m³/s，认
为是次大洪峰。

调查石堡川河历史洪水得1875年、1933年有大洪水分别为2040 m³/s 、1370 m³/s。

有现有资料不难看出，1875年洪水是自1875年以来的最大洪水，在1857~2015年的考证
期N=141年间排列第一位,1984年、1987年、1933年、1983年的洪水是自1875年以来的第
2~5位洪水，其余洪水在n=41年的实测期（1975~2015年）根据大小依次排列。

3.3 设计洪水分析计算
3.3.1 频率曲线线型选择
根据 SL44-2006 中规定，频率曲线的线型应采用皮尔逊Ⅲ型。

对特殊情况,经分析论证
后也可采用其他线型。

则该工程采用皮尔逊Ⅲ型。

3。

3.2 经验频率计算
此次洪水采用统一处理法,公式见（3—1）、（3-2)：
（3-1)
（3—2）
式中:M为考证期N内特大洪水的排位;
m为实测期n内一般洪水的排位;
L 为实测期特大洪水个数。

3。

3。

3 频率曲线参数估计
根据 SL44-2006 中规定，采用矩法或其他参数估计法，初步估算统计参数.对于不连序系列,其统计参数的计算公式与连序系列的计算公式有所不同.如果在迄今的n年中已查明有n个特大洪水（其中有n个发生在n年实测或插补系列中),假定（n−n)年系列的均值和均方差与出去特大洪水后的（n−n）年系列的均值和均方差分别相等，可推导出统计参数的计算公式见（3-4）、（3—5）：
= 335 m³/s （3-3）
=0.98 （3—4）3。

3。

4 绘制频率曲线
年最大洪峰频率曲线见图3-1，一日、三日洪量频率曲线图见图3-2。

11
12
3。

3.5 成果合理性分析
从各种历时的洪量频率曲线对比分析，发现各种曲线在使用范围内无交叉现象。

故成果合理性较好。

3。

3.6 计算成果
表
3
—1 成家河水文站洪峰流量分析成果表
计算 采用 计算 采用
0。

1 0.2 0.33 0。

5 1 2 3。

3 5 10 335
348
0。

98
1。

08 2.5 3046 2697 2446 2240 1899 1563 1326 1133
820
一日洪量和三日洪量分析成果表见表3-2、3—3。

计算
采用 计算 采用 0.1 0.2 0。

33 0。

5 1 2 3.3 5 10
一日
842
842
0。

79
0。

9
2。

5 5562 4989 4576 4234 3666 3102 2696 2362 1810
表3-3成家河水文站三日洪量分析成果表
计算
采用 计算 采用
0.1 0.2 0。

33 0。

5 1 2 3。

3 5 10
三日
1472
1472
0。

68
0。

76 2。

5 7933 7186 6646 6197 5447 4695 4150 3697 2938
3。

4 设计洪水过程线
3。

4。

1 典型洪水过程线的选取
根据 SL44-2006 中规定,设计洪水应选取资料可靠、具有代表性、对工程防洪又较不利的大洪水作为典型洪水过程线。

在选择典型时,应对设计流域内的洪水，尤其是特大洪水的形成规律和气象条件加以分析。

同时,应分析洪水过程线的特征,如大洪水出现的时间、季节、峰型、主峰位置、上涨历时、洪量集中程度等。

具体如下:
1. 选择峰高量大的洪水过程线，其洪水特征接近于设计条件下的稀遇洪水情况。

2。

洪水过程线具有一定的代表性，即它的发生季节、地区组成、洪峰次数、峰量关系 等能代表本流域上大洪水的特性.
3。

从防洪安全着眼，选择对工程防洪运用较不利的大洪水典型,如峰型比较集中,主 峰靠后的洪水过程.
3.4.2 推求设计洪水过程线方法
根据 SL44-2006 中规定，放大典型洪水过程线时，应考虑工程防洪设计要求和流域洪水特性.峰、量都对工程防洪安全起作用时，可采用按设计洪峰流量、时段洪量控制放大,即同频率放大。

在放大典型洪水过程线时，选定控制时段为最大24h、最大72h，再根据典型洪水过程,找到相应控制时段的最大洪量值，按洪峰和不同历时的洪量分别采用不同倍比将典型过程进行放大。

计算公式如下：
（3-6）
(3—7）3.4.3 计算成果
洪峰、洪量的放大倍比n值见表3-4、3-5。

表3-4 百年一遇设计洪峰、洪量缩放系数计算表
项目洪峰（m3/s）
洪量（万m3）
1天3天
设计值（P=1％）189936665447典型值178513432377
起迄日期3日16：003日0：00 ～24：002日15：00 ~5日15：00倍比系数k1。

06 2.73 1.72
表3—5 千年校核洪峰、洪量缩放系数计算表
项目洪峰（m3/s）
洪量（万m3）
1天3天
设计值（P=0.1%）304655627933典型值178513432377
起迄日期3日16:003日0：00 ~24：002日15:00 ～5日
15:00
倍比系数k1。

71 4.14 2.29
3。

4.4 设计洪水过程线的绘制
典型洪水过程线乘以相应放大倍比得到不同频率的设计洪水过程线，时段分界处的不连续应进行修匀，最终得到效果较好的设计洪水过程线。

设计洪水过程线见图 3-3。

水文水利计算课程设计
图3-3 石堡川水库百年一遇与千年校核洪水过程线
15
第四章兴利调节
4。

1 兴利调节计算的方法
采用时历法中的代表年法.
4。

2 兴利调节计算
4.2.1 来水量的确定
选择灌区用水设计保证率为 75%，代表年 2000～2001 年的径流年内分配过程为来水过程.
4.2.2 用水量的确定
4.2.2.1 灌溉用水量的确定
石堡川水库灌区地处极度缺水的渭北旱塬区澄城县和白水县,海拨高程600m~800m。

规划有效灌溉面积已增加到18万亩，灌溉水利用系数为0.58。

结合灌区社会经济的发展以及澄白两县的《十三五发展战略规划》,设计水平年2020年灌区作物种植结构：小麦30%,春玉米20%,苹果50％，蔬菜5％，秋杂25%,作物复种指数提高到130％，其中常规灌溉面积占100％,节水灌溉面积占灌区灌溉面积的30％.详见表4-1.
表4—1 石堡川水库灌区设计水平年作物种植结构及灌水方式表
作物小麦春玉米苹果蔬菜秋杂
合计
灌水方式常规灌常规灌节灌常规灌节灌节灌常规灌
种植比例（%）301553020525130
4。

2.2.2 城镇生活供水
石堡川水库拟承担澄城、白水两县城城市供水，预计到设计水平年澄白两县人口将达到25万人；根据两县年均用水量统计，现状年人均日用水量120L/d，2020年人均用水量提高到140L/d。

城镇生活供水采用年内均匀供水.
总用水量见表4—2.
表4-2 灌溉、城镇生活供水计算成果表
月份123456789101112合计
农业灌溉652 667 650 824 171 290 579
3833
城镇供
水(万
m3)
106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 1277总计
(万
m3）
106 106 758 106 774 756 931 277 106 106 396 686 5110
4.2.3 死水位与死库容的确定
4.2。

3.1死水位的确定
石堡川水库坝址主要考虑泥沙淤积问题和自流引水最低高程。

最终确定水库死水位为925.00m 。

4。

2。

3。

2 死库容的确定
水位库容计算公式如下：
（4—1）
(4—2)式中：V——水库库容，m3；
Z——相邻两水位间的水位差或等高距，m；
、及`A——相邻两水位的水面面积及两者的平均值，m2。

计算结果见表4—3。

表4—3石堡川水库库容计算表
水位(m）905。

70910。

00915。

00920。

00925。

00930.00935.00940。

00950。

00面积
015116142176205.37240269.8340（104m2）
△V1万m332。

2328645795953111312753049库容（万
m3）032。

2 360 1005 1800 2753 3867 5141 8190 水位库容曲线见图4—1。

图 4—1 石堡川水库水位库容曲线
水文水利计算课程设计
4。

2.3水量损失的确定
根据黄龙气象站1980～1999 年20 年Φ20cm蒸发皿实测水面蒸发量,采用三门峡站蒸发皿折算系数计算的多年平均水面蒸发量及其年内分配见表5。

水库蒸发增损，按下式计算：
ΔE=E-E陆 (4-3）式中：ΔE—-水库库区多年平均蒸发增损深度,mm；
E——水库库区多年平均水面蒸发深度，mm；
E陆—-建库前水库库区多年平均陆面蒸发深度,mm；
石堡川流域多年平均面雨量为554.9mm，流域径流深为78mm，故流域陆面蒸发为476.9 mm，按上式计算出的水面蒸发增损为260.8mm，各月增损量见表4-4。

表4—4石堡川水库蒸发增损年内月分配表
月份123456789101112全年
蒸发增损（mm）9.4
11。

7
18。

3
30。

3
33。

1
33.4
29。

7
27。

4
22.721.114.69.1260.8
4。

2.4 渗漏损失
水库的渗漏标准可根据水库坝址的地质、地貌状况等情况最终确定为月平均蓄水量的1%.结果见表4-5。

4.2。

5 计入水量损失的兴利调节
先用各月的来水减去各月的用水求得各月余缺水量.采用逆时递推法求兴利库容.假定年末(7 月末）水库放空，即认为年末兴利库容所需蓄水为零，逆时序往前计算，再考虑蒸发和渗漏水量损失，遇缺水相加，遇余水相减，减后若小于零取为零,求得各特征时刻兴利库容应蓄水量，取各月末应蓄水量的最大值为该年所需兴利库容。

按早蓄方案计算出水库各月末蓄水量.
计算过程见表4-5。

4.2.7 计算成果
根据兴利调节计算表表4—5，分析得n兴=1566 万m3，对应水库正常蓄水位n蓄= 929。

00 m 。

水文水利计算课程设计
19
表4-5 考虑损失的兴利调节计算表
月 来水 W 来 (万m 3) 用水 W 用 （万m 3） W 来-W 用
月末蓄水 量V （万m 3） 月平均蓄水量 (万m3） 月平均水面面积F （万m 2） 水库水量损失
考虑损失
后的用水量 M=W 用+ W 损 （万m 3）
W 来-M 月末蓄 水量 V ′ 弃水
量 W 弃 （万m 3） 余水 （万m 3) 缺水 （万m 3） 蒸发 渗漏 总损失 W 损= W 蒸+W 渗 (万m 3
） 余水量 万m 3 缺水量 万m 3 蒸发增损 （mm ） W 蒸 (万m 3) 标准 % W 渗 （万m 3) 1005 1005
8 595 277 318 1323 1164 149 27。

4 4。

07 以当月水
库蓄水量
的1％
计
11。

6 15。

7 293 303 1308 9 466 106 359 1682 1503 165 22。

7 3.75 15。

0 18。

8 125 340 1648 10 1056 106 950 2394 2038 183 21.1 3.85 20.4 24。

2 131 926 2571 2.55
11 420 396 24。

16
2394 2394 195 14.6 2。

85 23。

9 26。

8 423 3.00 2568
12 348 686 370 2057 2226 190 9.10 1.73 22.3 24.0 710 361 2207 1 156 106 49。

76 2107 2082 187 9.40 1.76 20。

8 22.6 129 27。

18
2234
2 202 106 95.19 2202 2154 189 11.7 2。

21 21.5 23.8 130 71。

44
2306
3 259 758 535 1703 1952 182 18。

3 3.32 19。

5 22.8 781 522 1784
4 389 106 283 1986 1844 178 30.3 5。

38 18.4 23.8 130 259 2042
5 232 774 579 1444 1715 173 33。

1 5。

72 17。

1 22.9 797 565 1477
6 442 756 350 1130 128
7 145 33。

4 4.84 12。

9 17。

7 774 332 1145 7 805 931 171 1005 1067 141 29.7 4。

19 10.7 14.9 946 140 1005
S 5371 5110 2079 2005 261 43.7 214 258 5367 1926 1559 23300
第五章水库调洪演算
5.1 泄洪方案的拟定
溢流坝的堰顶高程取正常蓄水位929。

00m，采用无闸门形式，调洪计算的起调水位取正常蓄水位，溢洪道净宽为25m。

流量系数M=1.55。

本次泄洪原则如下：
(1)由于输水洞下游渠道过流能力有限，进水泄流影响下游安全。

因此,调洪计算用溢洪道与泄洪洞以及泄洪底洞联合泄洪，输水洞不参与泄洪。

(2）调洪计算的起调水位采用正常蓄水位（929.00m）。

(3）当来水量小于泄洪底洞的泄洪能力N=36。

7m3/s时,控制泄洪底洞闸门泄洪,来多少泄多少,使水库维持正常蓄水位929.00m不变.
(4）当来水量大于泄洪底洞的泄洪能力N=36.7m3/s，小于泄洪洞的泄洪能力N=175 m3/s 时，泄洪底洞的闸门全开，控制泄洪洞闸门泄洪，来多少泄多少，仍保持正常蓄水位929。

00m 不变。

（5）当来水量大于泄洪底洞和泄洪洞的总泄洪能力N=212m3/s时，溢流坝开始泄洪。

（6）当入库流量大于212m3/s时，泄洪底洞、泄洪洞和溢洪道敞泄,当入库水位达到最高水位后，再次落回到929。

00m时，控制泄洪底洞、泄洪洞闸门开度，使出库流量等于入库流量,水库水位仍然维持正常蓄水位929.00m不变.
5。

2 水库调洪的基本原理
在某一∆n时段内入库水量减去出库水量，应等于该时段内增加或减少的蓄水量，对此可写出如下的水量平衡方程：
(5-1)式中：n1，n2-—分别为计算时段初、末的入库流量（m3/s）；
n1,n2-—分别为计算时段初、末的下泄流量（ m3/s );
n1，n2-—分别为计算时段初、末水库的蓄水量（万m3);
∆n—-计算时段，其长短的选择，应以能较精确地反映洪水过程的形状为原则，陡涨陡落的，∆n取短些；反之，取长些.
泄洪水头n与下泄流量q常常采用关系曲线来表示，又借助于水库容积特性，求出相应的水库容积,于是下泄流量写成库容n的函数式，得到蓄泄方程。

q = (n） (5 – 2)利用以上方程组进行调洪计算并具体采用列表试算法，进行调洪。

5.3 水库调洪的列表试算法
采用列表试算法进行水库调洪计算，具体步骤如下：
(1）计算泄流量。

B=25 m,流量系数M=1.55，公式如下：
（5—3）式中--溢洪道的泄流能力,m3/s；
H——溢洪道堰上水头,m；
B—-溢洪道净宽，m；
M——流量系数。

具体计算见表5-1。

表5—1 石堡川水库泄流计算表
库水位 Z（m)929。

00
929。

50
930.00 930.50 931.00 931.50 932.00 933.00
934。

00
935。

00
936.00
溢洪道堰顶水头H
（m）
00.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6。

00 7.00 溢洪道泄量q溢（m3/s)0 13.7 38。

8 71。

2 110 153 201 310 433 570 718 泄洪洞泄量q洞（m3/s)175 185 195 205 210 220 226 240 250 263 274 泄洪底洞泄量q低
（m3/s）
36。

7 36。

9 37。

1 37。

3 37。

5 37。

8 38。

0 38。

5 39.4 39.7 39.9 总泄流量q(m3/s）212 236 271 313 357 411 465 589 723 872 1032 库容V（104m3)2562 2658 2753 2865 2976 3087 3199 3421 3644 3867 4089 由表5—1绘制q~V、Z~V 曲线见图5—1；
（2）从来
水量大于泄洪
底洞及泄洪洞
的总泄流能力
343万m3时开
始调洪，由起
调水位929。

00m查图5-1
得相应 V1、q1，由入库洪过程线查得Q1、Q2；假设一个q2值，根据水量平衡计算出相应 V2，再由 q～V 曲线
图5-1 石
查出对应 q2，若二者相同，q2即为所求。

否则，应重假设 q2是，重复上述过程,直到二者相等为止;
（3）将上时段末的 q2、V2作为下一时段的起始条件，重复上述过程，最后可得出水库下泄流量过程线 q（t) ；
（4）入库洪水Q(t）t 和下泄流量过程线 q（t）点绘在一张图上，若计算的最大下泄流量 q m正好是二线的交点，说明 q m计算正确。

否则，应改变时段重新计算, 直至计算的 q m正好是二线的交点为止；
（5)由 q m查 q~V 曲线，得最高洪水位时的总库容 V，从中减去堰顶以下的库容得到调节库容 V调.由 V m查 q～V 曲线, 可得最高洪水位 Z m。

5.4 计算成果
5.4。

1 不同重现期洪水的水库调洪试算
结果见表 5-2、表 5-3,不同重现期洪水的蓄泄曲线图如图5-2，5—3。

表5—2 石堡川水库百年设计调洪试算表
时间t(h )
Q
入库水
量
W(104m3)
出库流量
q
（m3/S）
出库水
量
W(104m3
）
蓄水量
（104m3
）
V
（104m3
）
Z(m）备注(m3/S
）
038。

0 38。

02562929.0
泄洪底
洞敞
泄，泄
洪洞控
制泄流
343.0 3943。

039.4 0 2562 929。

00
691.08091.0 79.6 0 2562 929。

00
9
175144175 144 0 2562
929.0
12
178191178 191 0 2562
929。

00
17.
8212407212 407 0 2562
929.0
21。

8343400232 320 80。

0 2642
929.4
2
泄洪洞
和泄洪
底洞敞
泄,溢流
坝自由
泄洪
22
35225235 16.8 8。

00 2650
929。

46
24
456291284 187 104 2754
930.0
1
25
857236320 109 128 2882
930。

58
25.
51508213384 63.4 149 3031
931。

25
26
1100235462 76.1 159 3190
931。

97
27
650315535 179 136 3325
932。

58
28
550216547 195 21.2 3347
932。

67
29
450180539 195 —15。

5 3331
932.6
31
355290493 372 —82.0 3249
932.2
3
33
260221436 334 -113 3136
931。

73
34。

6212136386 237 -101 3036
931.2
7
40
103306258626 -320 2715
929.8
1
40.
575.0 16
212
42。

3
—153
2562
929。

00
泄洪洞
和泄洪
底洞控
制泄流
40。

5 75.5 16。

0 75.5 16。

0 0 2562
929。

00
50
72。

225272。

2 565 0 2562
929。

00
60
53.622653.6 478 0 2562
929.0
72
25。

017025.0 210 0 2562
929.0
表5—3 石堡川水库千年一遇调洪试算表
时间t
（h ） Q （m 3/S) 入库水量W （104m 3）
出库流量q （m3/S) 出库水量W （104m 3）
蓄水量（104m 3） V
（104m3） Z （m) 备注
0 50.9 50。

9 2562 929.00 泄洪底洞敞泄,泄洪洞控制泄流
3 11
4 89.0 114 89.0 0 2562 929.00 6。

7 212 217 212 217 0 2562 929.00 9 248 190 216 177 13。

1 257
5 929。

07 泄洪洞和泄洪底洞敞泄，溢流坝自由泄洪
12 242 265 222 237 28.4 2603 929.22 15 253 267 228 243 24.2 2628 929.35 18 307 302 243 254 48.0 2676 929。

60 20 380 247 266 183 64。

1 2740 929。

93 22 524 325 311 208 118 2857 930.47 24 692 438 390 252 185 3043 931。

30 25 1300 359 490 158 200 3243 932.21 25。

8 3046 626 754 179 447 3690 934.22 26 1530 165 826 56.9 108 3798 934。

70 27 1030 461 929 316 145 3942 935。

29 28 940 177 938 168 9。

00 3952 935.33 30 600 554 840 640 —86。

0 3866 935。

01 32 455 380 718 561 —181 3685 934。

19 34 345 288 605 476 —188 3497 933。

35 37 240 316 461 576 -260 3237 932。

18 38。

6 212 130 402 249 -118 3119 931.65 40 188 101 358 192 —91 3028 931.24 49 125 507 212 923 —416 2612 929。

26 49 125 0 125 405 0 2562 929。

00 泄洪洞和泄洪底洞控制泄流
56 121 310 121 121 0 2562 929.00 72
57.3
514
57。

0
513
2562
929.00
图5-2 石堡川水库百年一遇设计洪水退水曲
5。

4.2 特征水位及特征库容
当入库流量Q和下泄流量n相等时，即可得n n，此时n,n均达到最大值，n n为不同防洪标准下的特征水位，对应的n n减去堰顶高程库容即为不同防洪标准下的特征库容。

最终得到各特征水位及特征库容见表 5-3。

表5—3 特征水位及特征库容
特征水位（m)死水位正常蓄水位设计洪水位校核洪水位920。

00
929。

00
932。

67
935。

33
特征库容（万m3）死库容兴利库容拦洪库容调洪库容1005 1566 785 1390
图5— 3 石堡川水库千年一遇设计洪水蓄
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 SL44—2006。

[3］中华人民共和国行业标准.小型水力发电站水文计算规范 SL77—94。

［4］中华人民共和国行业标准.水利工程水利计算规范 SL104-95。

［5]中华人民共和国行业标准.小水电水能设计规程 SL76－94。

[6]水利部水利水电规划设计院，长江流域规划办公室。

水利动能设计手册.水利电力出
版社.1988.
[7]叶守泽主编。

水文水利计算. 水利电力出版社。

1992 刘光文。

水文分析与计算。

水利水电出版社.1989。

[8］叶秉如.水利计算及水资源规划。

水利电力出版社。

1995。