设计洪水分析计算

设计洪水分析计算

1、洪水标准

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2006），

确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。

本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。

2、设计洪水推求成果

1、基本资料

流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。

根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时

=85毫米。

暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H

24

该水库水位、库容关系表如下：

设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。

计算

2、最大入库流量Q

m

（1）、流域综合特征系数K

按下式计算K=L/j1/3F2/5

（2）、设计暴雨量计算

查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v 等值线图》，该流域中心C v =0.6，采用C s =3.5C v 应用皮尔逊3型曲线K p 值表得，20年一遇K p =2.20，200年一遇K p =3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H 24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H 24=3.62*85=307.7毫米。

（3）单位面积最大洪峰流量计算

经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m - H 24-K 关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量及200年一遇单位面积最大洪峰流量q m 。

（4）洪水总量及洪水过程线推求

已算得20年一遇最大24小时降雨量H 24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H 24=307.7毫米，取其75%为P 。设计前期影响雨量P a 取40毫米，计算P+P a ，查P+P a 与设计净雨h R 关系曲线，得20年一遇及 00年一遇h R 。

洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R ，由此可计算得20年一遇及200年一遇洪水总量W 。

将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m 。 3、调洪计算成果

已知水位-库容关系曲线，溢洪道泄流按宽顶堰计算，泄量q=1.5Bh 3/2，起调水位与溢洪道底齐平，以上计算，由计算机软件模拟图解法计算。计算成果见下图：

图 1 桐峪沟水库20年一遇调洪计算图

并将该成果列如下表：

桐峪沟水库防洪调洪成果表

图 2 桐峪沟水库200年一遇调洪计算图

坝顶高程设计

1、坝顶超高计算

坝顶超高按（SL189—96）公式（

式中：

Y—坝顶在静水位以上的超高（m）；

R—波浪在坝坡上的最大爬高（m）；

A—安全加高值（m）。

㈠波浪爬高计算

1.波浪的平均波高、平均波周期及平均坡长计算

按（SL274—2001）附录A中的蒲田实验站公式：

式中：

—平均波高(m)；

h

m

T

—平均波周期(s)；

m

W—计算风速（m/s），采用水面以上10m处多年平均最大风速，正常运用条件下取1.5倍的多年平均年最大风速；非常运用条件下取多年平均

年最大风速；本水库取多年平均年最大风速为20 m/s ；

D —风区长度（m ），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值；

H m —水域平均水深（m ），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值；

g —重力加速度，取9.81m/s 2。 平均波长可按下式计算： 式中：

L m —平均波长（m ）；

H —迎水面坝前水深（m ），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值。

计算：正常运用情况平均波高h m 、平均波长L m ； 非常运用情况平均波高h m 、平均波长L m 。 2.平均波浪爬高计算

平均波浪爬高采用（SL274—2001）中的（ 式中：

R m —平均波浪爬高（m ）；

m —单坡的坡度系数，若坡脚为α，则m=ctgα；

K Δ—斜坡的糙率及渗透性系数。干砌石取0.75.浆砌石取0.80、混凝土预制块取0.85～0.90；

K W —经验系数，取K W =1～1.02； h m —平均波高；

L

m

—平均波长。

计算：正常运用情况R

m ；非常运用情况R

m

。

3.设计频率的波浪爬高值计算

设计频率波浪爬高值取累积概率P=5%的爬高值。查《碾压式土石坝设

计规范》表（，据此计算最大波浪爬高R

p

：

计算：正常运用情况R

p ；非常运用情况R

p

。

2、安全超高

正常运用情况取0.50m，非常运用情况取0.30m。

3、坝顶高程复核

坝顶高程应分别按以下情况进行计算，取其最大值。

1.正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高。

2．设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高。

波浪计算成果如下：

20年一遇计算成果：

平均波长Lm= 3.48 m

平均波高Um= 0.33 m

计算波浪壅高e= 0.0016 m

Rm= .40 m

计算Rp= .78m

200年一遇计算成果：

平均波长Lm= 3.90 m

平均波高Um= 0.36 m