工程水文学课程设计

天津农学院
课程设计说明书
设计名称工程水文学设计书
设计题目工程水文学设计书
设计时间2013.6.17—2013.6.21
系别水利工程系
专业水文与水资源工程
班级水文一班
姓名黄伟民
学号**********
指导教师韩娜娜
2013 年 6 月21 日
目录
第一章流域概况 (2)
第二章基本资料 (2)
第一节气象资料 (2)
第二节测站及水文资料 (2)
第三章具有足够径流资料情况下的水文计算 (4)
第一节设计年径流量及年内分配 (4)
第二节设计洪水过程的推求 (4)
结语 (7)
参考文献 (7)
附录 (8)
第一章流域概况
A河流属于长江流域汉江水系，发源于河南省全长373.1公里。

根据2002年6月某县水利电力局编制的《 县水电资源规划》，该县境内水能资源可开发量4775千瓦，年发电1881千瓦时，已开发量325千瓦。

拟计划在A河流干流建B水电站，为径流引水式。

渠首坝位于上级电站下游60米处，此处为深山区，河道较窄，布置建筑物可节省工程量。

电站枢纽位于渠首坝下游9公里处。

交通条件较好。

第二章基本资料
第一节气象
工程所在区域属暖温带山地季风气候区，一年四季分明，光照充足。

由于山高谷深，地形复杂，气温垂直变化较大。

据气象站资料统计：该地区年最高气温38℃，最低气温-12℃，多年平均气温14.5℃，无霜期165天，平均日照2960小时。

根据该地雨量站C统计资料，该区多年平均降雨量在1000～1500毫米，年内分配不均，6～9月份降雨量占全年的70%左右，暴雨多出现在7～9月份，冬季降雨量偏少，仅占8～10%。

年径流变化规律与降水量一致。

区内夏季盛行偏东风，冬季则多西北风，年平均风速1.5米/秒，最大风速12米/秒。

第二节测站及水文资料
工程所在区域附近只有C雨量站，没有水文测站，但在下游境内有D水文站，该站位于设计电站B下游87公里的A河干流上，控制流域面积270平方公里。

测站资料情况见表1。

表1 测站资料情况表
B电站渠首坝控制流域面积为250平方公里，其上游有C雨量站，根据所搜集到的资料进行整理得出，该站观测多年平均降雨量835.16毫米，6~9月份占全年降雨量的67%。

由于只有一个雨量站，利用降雨推求径流误差较大；D水文站位于B电站下游，具有长系列实测径流资料，采用此系列进行径流推算比较合适。

第三章 具有足够径流资料情况下的水文计算
第一节 设计年径流量及年内分配 见图一
92.12=x E 50.0=v C 25.1=s C
查表得：P=25%，v s C C 5.2=时，29.0=ϕ 此时该测站设计频率为25%时的年径流量
79.14)29.05.01(92.12)1(=⨯+⨯=+=ϕv C Q Q m 3/s
丰水设计年径流的年内分配见表4. P=50%时，36.0-=ϕ
此时该测站设计频率为50%时的年径流量Q=10.59 m 3/s 平水设计年径流的年内分配见表5. P=75%时，67.0-=ϕ
此时该测站设计频率为75%时的年径流量Q=8.59 m 3/s 枯水设计年径流的年内分配见表6.
第二节 设计洪水过程的推求
已知设计暴雨和产、汇流计算方案，推求P=1%时的设计洪水。

资料及计算步骤如下。

（1） 已知平垣站以上流域（F=992km 2）P=1%时的最大24h 设计面
暴雨量为152mm ，其时程分配按1969年7月4日13时至5日13时的实测暴雨进行（表所示），t ∆取3h ，可求得设计暴雨过程。

（2） 设计净雨计算：本流域位于湿润地区，用同频率法求得设计
P a =82mm ，I m =100mm ，稳渗f c =1.5mm/h 。

由设计暴雨扣损，得地面、地下净雨过程（列表进行）
（3） 设计洪水计算：地面净雨采用大洪水分析得来的单位线（成果
见表）进行地面汇流计算，地下净雨采用三角形过程的地下汇流计算，再加深层基流40 m 3/s ，叠加的设计洪水过程线（列表进行）。

0.10109923600
38.9183600
3
=⨯⨯⨯=
⨯∆⨯∑F
t q （mm ）
典型暴雨面雨量过程
3h 10mm 的单位线
解：（1）面雨量放大倍数K=152/142.8=1.06 设计暴雨过程见表7
（2）假定此为蓄满产流，在未达到田间持水量之前不产流。

则初损量为I m -P a =100-82=18mm 。

设计净雨过程的推求。

用同频率法求得设计P a 值为82mm ，本流域I m =100mm ，降雨损失18mm ，求得设计净雨过程见表8。

（3）设计洪水的推求。

见表9
根据实测雨洪资料，分析得大洪水的单位线，见表中的（3）栏。

由设计地面净雨过程通过单位线推求，得设计地面径流过程，成果见表中（5）栏。

把地下径流过程概化为等腰三角形出流，其峰值出现在设计地面径流停止时刻（第19时段），地下径流过程的底长为地面径流底长的2倍，即T 下=2T 面=2*19*3=114（h ），则
W 下=0.1*h 下*F=0.1*21.96*992*104=2178.4*104（m 3） Q m 下=
5.1323600
114104.2178224
=⨯⨯⨯=下
下T W (m 3/s)
地下径流过程见表中（6）栏。

地面径流过程加上地下径流过程再加上深层基流即得P=1%
的设计洪水过程，见表中（8）栏。

结语： 通过本次课程设计，自己对水文学中一些基本原理和方法的
实际应用有了更为清晰的认识，将以前学到的零碎的知识串联了起来，加深了对其的理解。

与此同时，也提高了自己独立分析问题，解决问题的能力。

本次设计，也使自己初步掌握了一些工程软件的使用方法，加快了处理问题的速度，提高了工作效率。

虽然在设计过程中也遇到了不少问题，但我要真心感谢我的老师和同学，是他们的耐心指导和帮助让我的困惑得以解除，课程设计顺利完成。

最后我想说，本次课程设计，不仅提高了自己在理论方面的知识，更锻炼了自己实际解决问题的能力，自己感觉收获颇多。

参考文献：
[1]. 詹道江, 叶守泽. 工程水文学.北京：中国水利电力出版，2000.
[2].王燕生.工程水文学. 北京：中国水利电力出版社，1992.
[3].邱大洪. 工程水文学. 北京：人民交通出版社，1999.5.
[4].雒文生.河流水文学.北京：中国水利电力出版社，1992.
附录
图一
表4：丰水设计年径流的年内分配
月份 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 年
年内分
配% 11.5 20.0 16.9 13.5 10.1 7.5 4.3 3.6 2.7 2.6 3.9 3.4 100 年内分
配m3/s 20.41 35.50 29.99 23.96 17.93 13.31 7.63 6.39 4.79 4.61 6.92 6.03 14.79
表5：:平水设计年径流的年内分配
月份 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 年
年内分
配% 10.2 19.8 16.8 13.1 8.7 7.6 6.9 4.5 2.2 2.2 2.7 5.3 100 年内分
配m3/s 12.96 25.16 21.35 16.65 11.06 9.66 8.77 5.72 2.80 2.80 3.43 6.74 10.59
表6：枯水设计年径流的年内分配
月份 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 年年内分
配% 9.9 18.8 14.3 13.3 11.5 9.8 5.1 4 2.7 2.4 3.8 4.4 100 年内分
配m3/s 10.20 19.38 14.74 13.71 11.85 10.10 5.26 4.12 2.78 2.47 3.92 4.54 8.59
表7：设计暴雨过程
表8：设计净雨过程
表9：设计洪水过程推算表
时段数（Δt=3h）地面净
雨h
（mm)
单位线
纵坐标
q
(m3/s)
部分流量过程 (m3/s)
地面径
流流量
过程Qs
（m3/）
地下径
流流量
过程
QR
(m3/s)
深层基
流
(m3/s)
洪水流
量过程
Q
(m3/s)
7.64q/10 40.1q/10 29.5q/10 22.9q/10 2.7q/10
①②③④⑤⑥⑦⑧
0 0 0.0 0.0 40.0 40.0
1 68.9 0.0 7.0 40.0 47.0
2 237 0.0 0.0 13.9 40.0 53.9
3 7.6
4 258 52.6 52.6 20.9 40.0 113.5
4 0 184 181.1 0.0 181.1 27.9 40.0 249.0
5 40.1 91.9 197.1 276.3 0.0 473.4 34.9 40.0 548.3
6 29.5 44.1 140.6 950.4 203.3 0.0 1294.2 41.8 40.0 1376.0
7 22.9 21.1 70.2 1034.6 699.2 157.8 0.0 1961.7 48.8 40.0 2050.5
8 2.7 8.3 33.7 737.8 761.1 542.7 18.6 2094.0 55.8 40.0 2189.8
9 2.8 16.1 368.5 542.8 590.8 64.0 1582.2 62.8 40.0 1685.0
10 1.8 6.3 176.8 271.1 421.4 69.7 945.3 69.7 40.0 1055.0
11 0.92 2.1 84.6 130.1 210.5 49.7 477.0 76.7 40.0 593.7
12 0 1.4 33.3 62.2 101.0 24.8 222.7 83.7 40.0 346.4
13 0.7 11.2 24.5 48.3 11.9 96.6 90.7 40.0 227.3
14 0.0 7.2 8.3 19.0 5.7 40.2 97.6 40.0 177.8
15 3.7 5.3 6.4 2.2 17.7 104.6 40.0 162.3
16 0.0 2.7 4.1 0.8 7.6 111.6 40.0 159.2
17 0.0 2.1 0.5 2.6 118.6 40.0 161.1
18 0.0 0.2 0.2 125.5 40.0 165.7
19 0.0 0.0 132.5 40.0 172.5
20 125.5 40.0 165.5
21 118.6 40.0 158.6
22 111.6 40.0 151.6
23 104.6 40.0 144.6
24 97.6 40.0 137.6
25 90.7 40.0 130.7
26 83.7 40.0 123.7
27 76.7 40.0 116.7
28 69.7 40.0 109.7
29 62.8 40.0 102.8
30 55.8 40.0 95.8
31 48.8 40.0 88.8
32 41.8 40.0 81.8
33 34.9 40.0 74.9
34 27.9 40.0 67.9
35 20.9 40.0 60.9
36 13.9 40.0 53.9
37 7.0 40.0 47.0
38 0.0 40.0 40.0 合计112.84 918.8 9949.1 2517.5
10。