工程水文及水利计算课程设计

农业大学

工程水文及水利计算

课

程

设

计

题目：天福庙水库防洪复核计算

学院：

年级：

学号：

姓名：陈永顺

目录

1.设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

2.流域自然地理概况，流域水文气象特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3.防洪标准选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.峰、量选样及历史洪水调查．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5.设计洪水计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

6.设计洪水调洪计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

7.坝顶高程复核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

一、设计任务

天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。1975年技术设计时，水文系列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务，是在延长基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是：

1 . 选择水库防洪标准。

2 . 历史洪水调查分析及洪量插补。

3 . 设计洪水和校核洪水的计算。

4 . 调洪计算。

5 . 坝顶高程复核。

二、流域自然地理概况，流域水文气象特征

天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m2，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库位置及水系见图KS1-1。

图KS1-1 黄柏河流域及天福庙水库位置图

天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝，坝前河底高程348m，坝高63.3m，电站总装机6040kw。水库死水位378m，死库容714万m3，正常蓄水位409m，相应库容6032万m3。设计洪水位（P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程411.3m。库区吹程1000m。

水文气象资料

1.气象特征。天福庙流域地处亚热带季风区，四季分明，夏季炎热多雨，冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，气温年内变化较大，无霜期长。多年平均气温16.8℃，历年最高气温达40℃，最低气温-12℃，平均风速1.2m/s,

多年平均最大风速15.5m/s，风向多为NE。流域多年平均降水量1036.3mm，流域暴雨频繁，洪水多发，4-10月为汛期，汛期降雨量占全年降雨量的86.7%左右，尤其以7月最大，占全年的19.5%。月降雨量最少是12月，仅占全年的1.3%。

2.水文测站。黄柏河干流上1958年设立池湾河水文站，1971年设立小溪塔水文站，1961年在东支设立分乡水文站。天福庙水库建成后，先后开展了降雨、水位、泄流观测，有比较完整的运行资料。分乡水文站是重要的参证站，控制流域面积108

3.0km2。

3.分乡站历史洪水。根据1982年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的审定结果，分乡站洪水的排位为1935年、1984年、1826年、1930年、1958年，资料可靠，可直接采用。经审定认为，分乡站1935年洪水1826年以来的第1位，重现期为176年，1984年洪水于1826年、1930年洪水相当，分别确定为1826年以来的地2-4位，1958年洪水为1826年以来的地5位。分乡站历史洪水成果见表KS1-1。

表KS1-1 分乡站历史洪水成果表

三、防洪标准选择

根据课本第七章的知识点进行防洪标准选择，如下表1、2、3所示。

表1 水利水电枢纽工程的等级

表2 水工建筑物等级

表3 水库工程水工建筑物的防洪标准

由分乡站历史洪水成果表，得到天福庙水库记录的最大洪量为4680m3/s，

重现期为176年，以及库容量，根据《水库工程建筑物防洪标准》查得天福庙水库工程等级为三级，其防洪标准为：设计T=50年，校核T=500年。

四、峰、量选样及历史洪水调查

1、天福庙水库坝址1959-1977年峰、量系列根据分乡站同期资料换算得出，洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积比的1次方换算。

2、天福庙水库坝址1978-2001年峰、量系列直接采用天福庙入库洪水系列计算。

3、分析分乡站历史洪水，并换算至天福庙水库坝址。根据天福庙水库坝址1978-2001年峰、量系列建立峰量关系；根据比峰、量关系计算历史洪水的1d、3d洪量。

具体如下：

KS1-2 天福庙水库洪峰、洪量系列

五、设计洪水计算

1.对天福庙水库坝址洪峰及1d洪量、3d洪量系列分别分别进行频率计算，推求出各设计频率的设计洪峰和1d、3d设计洪量。（在几率格纸上绘制峰、量频率曲线）

2.洪峰和洪量成果的合理分析。

3.选择典型洪水过程线。

4．按同频率放大法计算设计洪水过程线，并按选择时段△t=1h绘制洪水过程线。

由于天福庙水库坝址1959-1977年峰、量系列根据分乡站同期资料换算得出，洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积比的1次方换算。则Q天福庙=（F天福庙/F分乡站）2/3Q分乡站W天福庙1d=（F天福庙/F分乡站）W分乡站1d

W天福庙3d=（F天福庙/F分乡站）W分乡站3d，计算天福庙库区1935、1984年洪峰和1d、3d洪量。

1935年Q天福庙=2992m3/s

1984年Q天福庙=2390 m3/s，W天福庙1d=0.5489×108m3，W天福庙3d=0.8518×108m3

洪峰经验频率计算表