水文水利计算课程设计

第一章概况

一、基本情况

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。该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。

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（见附表1）。

2.洪水

水文站有实测的1951～2000年洪水要素资料，经整理摘录的逐年洪峰流量（见附表2），同时调查到该水文站在1980和1932年曾经发生过两次大洪水，其

洪峰流量（见附表2）。并计算出了不同频率洪量（见附表3）和典型洪水过程

（见附表4）。

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（见附表5）。

4.城市供水

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（见附图1）。水库死水位已确定为728.0m，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，堰型为曲线型实用堰，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。

第二章水库的入库径流特征分析

一、水文资料审查

1.资料可靠性审查

应为各种数据资料均摘自《水文年鉴》，故可靠性较高。

2.资料的一致性审查。

因为河流发源于秦岭北麓太行山区深处，流域内树木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良，因此可断定人为活动影响很小，流域下垫面条件稳定。图2-1利用累积曲线法进行代表性分析。有图可知该年径流系列一致性较好。

3.资料的代表性审查

资料代表性审查常用的方法有：年径流的周期分析；与更长系列的分布参数做比较。由于没有更长系列的水文资料，故用年径流的周期分析法审查资料的代表性。如图2-2所示。该径流系列的代表良好。

二、设计年径流量分析计算

1.分析依据

(1) 水利水电工程水文计算规范SL278-2002

(2) 小型水力发电站水文计算规范SL77-94

(3) 水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93

分析主要包括：年径流频率曲线、年径流统计参数、不同频率年径流量及其年内分配过程。

2.计算时段的确定

根据月径流变化情况，将资料转变为水文年资料，级从每年4月到下年3月为一个水文年。见表2-1

表2-1 历年逐月平均流量表单位：m3/s

续表2-1

3.计算参数

利用矩法计算Cv，Cs。

Q=ΣQ i/n= 615.291/50=12.3

Cv=√1

n−1∑(K i−1)2

n

i=1

=0.39

Cs=

∑(K i −1)

3n i=1(n−3)Cv 3

=0.52

4. 频率曲线线型选择

根据SL44-93中规定“频率曲线一般应采用皮尔逊Ⅲ型。”线型采用皮尔逊Ⅲ型。频率计算

SL278-2002《水利水电工程水文计算规范》规定，径流频率计算依据的资料系列应在20年以上，该系列资料为50年，利用适线法推求相应频率的设计年径流量。

5. 频率曲线参数的确定

经过多次配线和调整参数，发现当v C =0.41，s C =0.82时拟合较好。所以Q

=12.33

/s m ，v C =0.41，s C =0.82。

经过分析试算，绘出某水库年径流频率曲线图（图2-3）；某水文站年径流频率计算成果表见下表2-2。

2-2 某水文站年径流频率计算成果表

6. 结果还原

水文站控制流域面积686 km 2，坝址处控制流域面积673km 2，面积相差1.9%，坝址与水文站的集水面积相差不超过15%，且区间降水、下垫面条件与设计水文站以上流域相似，可按面积比推算工程地址的径流量。

根据公式 F Q Q F 坝坝站站

，将水文站的流量资料转化为坝址的流量资料。

式中：Q 坝、Q 站——坝址及水文站的年平均流量；

F 坝、F 站——坝址及水文站的流域面积。

则某水库年径流频率计算成果表见下表2-3。

表2-2 某水库年径流频率计算成果表

7. 成果合理性分析

成果分析主要对径流系列均值、离势系数、偏态系数进行合理性审查，可借助于水量平衡原理和径流的地理分布规律进行。

多年平均年径流量具有地理分布规律，将设计站与上下游站和邻近流域的多年平均径流量进行比较，同一河流，年径流系列的均值从上游到下游增大。同样，

v C 值也具有地理分布规律，同一河流v C 值从上游到下游减小，利用年径流量v C 等值线图可以检查年径流量的合理性。

经审查，成果合理。

第三章设计代表年年径流量的年内分布计算

1.选择代表年

确定计算时段为年，根据相近和不利的原则选取代表年，得以下三个典型年，分别为丰水年P=25%，平水年P=50%，枯水年P=75%。

2.径流年内分配计算

采用同倍比法计算，用设计年水量与代表年的年水量比值即：

K=Q p/Q d

对整个代表年的月径流过程进行缩放，即得设计年内分配。

P=25%的设计流量为Q p=15.0m3/s，选择1980-1981为丰水代表年代表径流量为Q d=14.7 m3/s，缩放比K=1.02；P=50%的设计流量为Q p=11.3m3/s，选择1993-1994为平水代表年代表径流量为Q d=11.2 m3/s，缩放比K=1.01；P=75%的设计流量为Q p=8.47m3/s，选择1991-1992为平水代表年代表径流量为Q d=8.28m3/s，缩放比K=1.02。列出设计丰水年、平水年、枯水年年径流量的年内分配过程见表2-2。某水库部分频率年径流量的年内分配见表2-3。

表2-2 某水库不同频率年径流量的年内分配

表2-3 某水库部分频率年径流量的年内分配