水文水利计算
水文水利计算
1. 水文水利计算(1) 设计暴雨推求有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。
(2) 设计排涝流量设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。
当涝区内有较大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算使用。
1) 平均排除法广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝区排水设计。
平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模数，其计算公式为：4321321)(1000q q q q T W W W h E R A C Q i i p i i ++++-----⨯=∑ （5-1）F Q q =式中：Q ——设计排水流量(m 3/s)； Ci ——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用1.0；山岗、坡地、经济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95；Ai ——各地类面积（km 2）；Rp ——设计暴雨量(mm)；Ei ——各地蒸发量（mm ），一般可采用4mm/d ；hi ——各地类暂存水量（mm ），水稻田采用40mm ，鱼塘采用50mm ～100mm，河涌采用100mm；W1——水闸排水量（m3）；W2——截洪渠截流水量（m3）；W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）；T——排涝历时（s）；q1——堤围渗漏量（m3/s）q2——涵闸渗漏量（m3/s）q3——涝区引入水量，对灌溉是指回归水量（m3/s）q4——废污水量（m3/s）q——设计排涝模数(m3/s·km2)；F——控制排水面积（km2）。
治涝区内有水闸、泵站联合运用的情况下，一般先用水闸抢排，再电排。
在用平均排除法计算泵站排涝流量时，应扣除水闸排水量和相应排水时间。
2) 排涝模数经验公式法需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为：nm F=（5-2）⨯q⨯RK=Q⨯Fq式中：K——综合系数（反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素）；m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系）。
水文水利计算
水文水利计算
水文水利计算是水文学、水资源规划和利用、水工结构设计和施工等领域的重要基础计算工作。
它是以测量水文特性并应用数值计算方法来解决水文水利问题的综合技术。
水文水利计算的内容包括：河流水动力学及汇流计算，水库水动力学计算、洪水淹没计算、泥沙运动计算及河床演变计算、海洋工程滩涂计算、水资源规划、洪水淹没预报、河口水动力学计算及河口水文布局设计、涝漫排洪影响计算、水工结构设计及施工计算等数学计算程序。
计算内容尚可归纳为水文水利计算中心而言，其重要作用是提供科学依据，研究验证水文水利工程结构的计算、水文水利设计的可行性，以及检测现有水文水利工程的实际运行情况。
水利工程计算常用公式
水利工程计算常用公式水利工程是指以调节、利用和管理水资源为目的，进行河道治理、水库建设、河岸防护、水闸、泵站、引水工程等一系列工程建设和管理活动的综合体。
在水利工程的设计和计算中，常用的公式主要有以下几类：1.水文计算公式：a.流量计算公式：根据液体流体力学基本原理，常用的流量计算公式有：理论流量公式（Q=AV），曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)），和弗拉德公式等。
b.水位流量关系公式：如曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）中的Rh是水力半径，Rh=A/P，A为横截面积，P为横截面周长。
c.水位推算公式：如流量计算中的曼宁公式（Q=(1.49/n)A(Rh^2/3)(S^1/2)）可以根据已知流量和断面形状，反推算出水位。
2.水力学公式：a.管流公式：如达西公式（Q=CDA(RhS)^1/2）中的Rh是水力半径，A是横截面积，S是流量线斜率，D是管道直径，C是与管道摩擦相关的系数。
b. 水力势能公式：E=(H+0.5V^2+gz)，其中H是液体的压力能，V是液体的动能，g是重力加速度，z是液体所处的高度。
3.水库工程计算公式：a. 水位库容关系公式：如三角形库容计算公式（V=1/2Hbk），其中V是库容，H是水位高度，b是库底宽度，k是库容系数。
b.溢洪量计算公式：如矩形底孔溢洪公式（Q=CLH^1.5），其中Q是溢洪流量，L是孔口宽度，H是水头高度，C是与底孔形状相关的系数。
4.泵站工程计算公式：a.泵功率计算公式：P=WQHη/3600，其中P是泵的功率，W是水的密度，Q是流量，H是扬程，η是泵的效率。
b.泵性能曲线公式：H=f(Q)，其中H是扬程，Q是流量，曲线描述了泵的扬程和流量之间的关系。
5.水闸工程计算公式：a.开度流量关系公式：如梯形开度流量公式（Q=C(L+h1/2h2)h3/2）中的Q是流量，C是与槽门形状相关的系数，L是闸门的全长，h1和h2是上下水位之差，h3是开度。
水文水利计算
1水文1.1流域概况1.1.1李家岩水库流域概况李家岩水库坝址位于四川省成都市崇州市怀远镇清峰岭社区境内青峰岭大桥上游约1.3km处，地理位置位于东经103°07'-103°49'、北纬30°30'-30°53'之间。
该工程区处于四川盆地西北侧，地势西北高，南东低，东南侧山岭高程一般2200～1800m，相对高差140～1000m，西北侧山岭高程一般2200～3400m，相对高差1400～2500m，属于山区丘陵地带。
李家岩水库工程为岷江三级支流上的文井江干流河段。
其水系图如图1.1。
图1.1李家岩水库水系图1.1.2水库坝址流域概况李家岩水库下坝址位于青峰岭大桥上游约1.3km处，该坝址控制集水面积352.6 km2，占文井江流域面积的99.6%。
两坝址相距约1.3km，集水面积仅相差1.6%。
流域地势西北高，南东低，东南侧山岭高程一般2200～1800m，相对高差140～1000m，西北侧山岭高程一般2200～3400m，相对高差1400～2500m，属于山区丘陵地带。
1.2工程等级及洪水标准1.2．1工程等级和工程规模水利工程对社会经济的影响巨大，因此，应从社会经济全局的利益出发，将工程安全性与经济合理性统一考虑，进一步将枢纽中的建筑物进行分级。
水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，按中华人民共和国行业标准《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）（见表1.1）进行确定。
表1.1水利水电工程分等指标注：1.水库总库容是指最高水位以下的静库容；2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。
工程分等指标：（1）水库总库容：本工程基本资料里给出的正常蓄水位高程为763.00m，根据水位—库容曲线（图1.2），可以得知本工程总库容为17141万m3，1亿m3<1.7141亿m3<10亿m3，根据表1.1可查得本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。
工程水文及水利计算
工程水文及水利计算工程水文及水利计算工程水文是一门研究水文学在工程领域中的应用和方法的学科。
在工程设计、建设和管理过程中，对于水文数据的获取、处理和分析都是很重要的工作。
水利计算则是根据水文数据及相应的物理规律，对水利工程的运行、设计和优化等方面进行计算分析的一门学科。
本文将从以下几个方面进行讨论：一、工程水文的数据获取和处理1. 水文观测站的建设和运行水文观测站是获取水文数据的重要手段。
它们的建设和运行需要考虑以下一些因素：①位置选择：水文观测站的位置应该选择在目标流域能够代表性的位置，以保证观测数据的有效性和准确性。
②设备选择：水文观测站应该配备专业的水文测量设备，例如水位计、流速计、水温计等，以准确地测量水文信息。
③监测频率：水文观测站的监测频率需要根据实际情况而定，例如不同季节、不同流量范围、不同水文事件等都需要进行不同的监测。
2. 水文数据的处理和分析水文数据需要进行一系列的处理和分析，以满足不同的需求，例如:①数据筛选：根据实际需要筛选出有效的数据，以保证后续处理和分析的准确性。
②数据插补：对于缺失的数据或错误的数据需要进行插补处理，以保证后续计算的正确性。
③数据传输：为了方便数据共享和使用，需要将处理好的数据传输到相关的部门或人员。
二、水利计算的方法和技术1. 水库水文计算对于水库的水文计算，需要考虑以下一些因素:①入库径流计算：根据流域面积、平均降雨量、蒸发量等参数，计算出入库径流的总量。
②出库流量计算：根据出库规划和水位高度等因素，计算出出库流量的大小。
③水库调度规划：根据不同的需求，例如防洪、灌溉、发电等，对水库的调度进行规划和优化。
2. 河流水文计算对于河流的水文计算，需要考虑以下一些因素：①河道断面和流量计算：根据实际情况，建立河道流量和河道断面的数学模型，计算河道内的流量。
②洪水预报和预警：根据流域的水文数据和天气预报等信息，预测不同时间段内的洪水发生概率，提供相应的预警信息。
（完整版）水文水利计算课程设计
（完整版）⽔⽂⽔利计算课程设计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 (5)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。
《水文水利计算》课程教学大纲
《水文水利计算》课程教学大纲一、课程编号及名称水文水利计算（Hydrological Design and Water Conservancy Computation）二、开课对象水文与水资源工程专业四年制本科。
三、课程的性质必修、专业必修课。
四、教学目的和任务水文水利计算是水文与水资源工程专业一门重要的主干专业课，它包括水文分析分析与计算和水利计算两部分。
水文分析与计算的任务是研究自然界水文现象发展变化的规律，正确估计水文情势的特征，并预测他们将来可能发生的变化情况，从而为水利工程规划设计和其它国民经济建设提供合理的水文设计值。
水利计算的任务就是根据国民经济各部门的要求运用水文分析与计算找出河流的自然规律，对水利资源进行兴利除害的综合利用计算，以控制调节和重新分配河川径流，从而达到合理开发和利用水利资源的目的。
通过课程学习，培养学生认识水文现象的一般规律，正确理解和初步掌握水文水利计算的基本概念、基本原理和计算方法。
为继续学习专业课打下基础，也为毕业后从事水文分析计算、水利工程规划、设计、管理及科学研究打下基础。
五、基本要求1、使学生掌握水文水利计算的概念、分类。
2、了解降雨、径流的形成过程。
3、掌握水文分析计算中的设计年径流及其分配、由流量或暴雨自留推求设计洪水的方法和过程。
4、掌握水利计算中的水库兴利调节计算、水电站水能计算、水库防洪计算。
六、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程有水力学、气象学、水文测验学、水文统计学、水文学原理、水文预报。
七、教学内容及学时分配学分：3学时：48，其中理论学时48。
课程设计1周(主要内容为水文分析与计算、水利计算)第一章绪论（理论1学时）1.水文水利计算学科的基本任务2.水文水利计算的主要研究方法3.水文水利计算的基本内容第二章水分循环与水文资料收集整理（理论3学时）1.水分循环2.河流与流域3.降水、蒸发与下渗4.径流与水量平衡原理5.水文测站及观测6.水文资料收集整理7.水文调查与水文资料的采集第三章洪峰流量及时段洪量的频率分析（理论4学时）1.水文过程的随机特性描述2.洪水资料的分析处理3.历史洪水的调查和考证4.考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法5.设计成果的合理性分析6.洪水设计值的抽样误差和安全修正值问题第四章防洪安全设计与设计洪水（理论2学时）1.防洪安全设计2.设计洪水概念3.设计洪水过程线的拟定4.设计洪水的地区组成5.入库设计洪水6.分期设计洪水与施工设计洪水第五章由暴雨推求设计洪水（理论6学时）1.暴雨特性分析2.点暴雨量频率计算3.面暴雨量频率计算4.设计暴雨量的时空分布计算5.分期设计暴雨6.由设计暴雨推求设计洪水第六章城市及小流域设计洪水（理论6学时）1.小流域设计洪水计算特点2.小流域设计暴雨3.由推理公式推求设计洪水的基本原理4.地区经验公式推求设计洪水5.城市化对水文的影响6.城市排水管网设计流量计算7.管渠排水系统没计流量过程线推求第七章可能最大暴雨与最可能能最大洪水（理论6学时）1.可降水量2.时面深分析3.暴雨的极大化4.暴雨移置5.PMP时面深曲线绘制6.可能最大降雨的时空分布及其在流域上的应用7.暴雨组合法8.山区可能最大暴雨估算9.PMP等值线图的应用10.PMP成果的合理性分析11.可能最大洪水第八章设计年径流及其年内分配（理论6学时）1.影响年径流的因素2.具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算3.具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算4.缺乏实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算5.设计枯水径流量分析计算6.流量历时曲线第九章需水量计算与预测（理论2学时）1.用水户分类及其层次结构2.工业需水量的计算与预测3.灌溉需水量的计算与预测4.生态需水量的计算与预测5.其他需水量的计算与预测6.综合需水过程计算第十章径流(量)调节计算（理论6学时）1.年调节水库径流调节计算方法2.年调节水库保证供水量与设计库容之间的关系3.时历法多年调节计算4.数理统计在径流调节中的应用5.数理统计法多年调节计算6.水库水量损失计算第十一章水电站水能计算（理论2学时）1.电力系统的负荷及其容量组成2.保证出力和多年平均年发电量计算3.水电站装机容量选择4.正常蓄水位与死水位选择5.水电站水库调度图6.抽水蓄能电站简介第十二章灌溉工程水利计算（理论2学时）1.引水灌溉工程水利计算2.蓄水灌溉工程水利计算3.提水灌溉工程水利计算4.地下水灌溉工程水利计算第十三章防洪工程水利计算（理论2学时）1.水库防洪水利计算2.水库防洪计算有关问题3.堤防防洪水利计算4.分(蓄)洪工程水利计算5.溃坝洪水计算八、推荐教材及参考书目推荐教材：[1]梁忠民主编：《水文水利计算》，中国水利水电出版社，2006 参考书目：[2]叶守泽主编：《水文水利计算》，中国水利水电出版社，1992[3]沈黎国胜编著：《工程水文与水利计算》，黄河出版社，2009 撰稿人：宗永臣审稿人：。
（完整版）水文水利计算
（完整版）水文水利计算第一章绪论1水文水利计算分哪几个阶段？任务都是什么？答：规划设计阶段水文水利计算的主要任务是合理地确定工程措施的规模。
施工阶段的任务是将规划设计好的建筑物建成，将各项非工程措施付诸实施管理运用阶段的任务是充分发挥已成水利措施的作用。
2我国水资源特点？答：一）水资源总量多，但人均、亩均占有量少（二）水资源地区分布不均匀，水土资源配置不均衡（三）水资源年际、年内变化大，水旱灾害频繁四）水土流失和泥沙淤积严重（五）天然水质好，但人为污染严重3水文计算与水文预报的区别于联系?答：水文分析与计算和水文预报都是解决预报性质的任务。
（1）预见期不同，水文计算要求预估未来几十年甚至几百年内的情况，水文预报只能预报几天或一个月内的未来情况。
（2）采用方法不同，水文计算主要采用探讨统计规律性的统计方法，水文预报采用探讨动态规律性的方法。
4水文分析与计算必须研究的问题？答：（1）决定各种水文特征值的数量大小。
（2）确定该特征值在时间上的分配过程。
（3）确定该特征值在空间上的分布方式。
（4）估算人类活动对水文过程及环境的影响。
次重点：广义上讲，水文水利计算学科的基本任务就是分析研究水文规律，为充分开发利用水资源、治理水旱灾害和保护水环境工作提供科学的依据。
第二章水文循环及径流形成1水循环种类：大循环、小循环次重点定义：存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流等方式进行的往复交替的运动过程，称为水循环或水分循环。
2水量平衡定义，地球上任意区域在一定时段内，进入的水量与输出的水量之差等于该区域内的蓄水变化量，这一关系叫做水量平衡。
3若以地球陆地作为研究对象，其水量平衡方程式为多年平均情况下的水量平衡方程式若以地球海洋作为研究对象，其水量平衡方程式为多年平均全球水量平衡方程式流域水量平衡的一般方程式如下：若流域为闭合流域，则流域多年平均p=E+R4干流、支流和流域内的湖泊、沼泽彼此连接成一个庞大的系统，称为水系。
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水文水利计算
1.水文水利计算
(1)设计暴雨推求
有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁
(2)
1)
（5-1
Ci
济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95；Ai——各地类面积（km2）；
Rp——设计暴雨量(mm)；
Ei——各地蒸发量（mm），一般可采用4mm/d；
hi——各地类暂存水量（mm），水稻田采用40mm，鱼塘采用50mm～100mm，河涌采
用100mm；
W1——水闸排水量（m3）；
W2——截洪渠截流水量（m3）；
W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）；
T——排涝历时（s）；
q1
q2
q3
q4
q
F
2)
（5-2
K；m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；
n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系）。
我省目前还没有关于排涝模数各项参数选取的统计分析。
建议参考湖北省平原湖区的分析：集雨面积大于500km2的涝区，K=0.0135，m=1.0，n=-0.201；集雨面积500km2以下的涝区，K=0.017，m=1.0，n=-0.238。
3)产流、汇流方法
根据设计暴雨、设计雨型、设计净雨深，推求最大涝水流量和涝水过程，并依据蓄涝容积和蓄涝区限制水位（最高控制水位），进行涝区水量蓄泄平衡计算（排涝演算），通过试算推求排水流量。
这种方法适用于排水区面积大、蓄涝容积大、排水历时长的地区。
(3)
果。
2.排涝工程布局及规模计算
(1)调蓄水域的布局及规模
1）对范围较大的平原涝区，有条件时可规划一定的河道、沟渠、湖泊、坑塘作为蓄涝容积。
蓄涝容积的规模应与排水闸、站规模的关系分析比较确定，平原区水面率可采用5%～10%；其他地区可稍低，或参考湖北等地取5万m3/km2～15万
m3/km2的蓄涝率。
蓄涝容积一方面可以削减雨洪峰量，减轻排水负担，减小排水工程的规模，节约投资，另外还可以利用蓄涝容积进行养殖、航运，或建设成人工湖公园等。
2）正常蓄水位一般按照涝区内大部分农田能自流排水的原则来确定，布置于涝区低洼处。
无闸门控制的蓄涝区，其正常蓄水位一般低于附近地面0.2m～0.3m；设计
(2)
1)
主干排水沟设计流量和设计水位确定后，便可拟定其断面型式。
2)排水闸
排水闸的设计水位包括闸上设计水位和闸下设计水位。
对无蓄涝区的水闸，闸上水位采用闸前排水河道的设计水位，有蓄涝区的采用蓄涝区设计蓄涝水位。
闸下水位汛期按抢排要求确定，选择低于闸上水位0.1m～0.2m；冬春季排除内河涝水的水
闸，设计下水位一般采用外江多年平均枯季水位。
当闸下有引水渠时，要考虑外江到闸前的引水渠的水头损失。
对于无调蓄容积或蓄涝区容积很小的排水闸，其设计排水流量可直接采用排水河道的设计排水流量；有蓄涝容积的一般需假定闸孔宽度、闸底高程等，按设计排涝标准进行排涝演算，反复试算设计蓄水位后确定。
对应最大排水流量的水位即为水闸
(3)
1)
位。
位。
2)出水池水位
最高外水位：按泵站工程水工建筑物设计洪水标准的设计洪水位确定。
最高运行外水位：建议珠江三角洲采用“最高外水位”；其余地区按“最高外水位”降一级采用。
设计外水位：按我省规定，潮区可采用5年一遇的最高水位，其余地区采用外江多年平均洪峰水位。
平均水位：取排水期平均外水位的多年平均值。
3)特征扬程
排涝扬程包括设计扬程，平均扬程，设计最大、最小扬程、净扬程等。
扬程计算如下：
h
4)
N
H——泵站设计扬程（m）；
η——泵站抽水装置效率，轴流泵和混流泵效率不低于70％，离心泵不低于65％；泵站装机容量为工作容量与备用容量之和。
泵站备用容量一般设计装机容量的20％。
其他按照规范执行！。