湖南农业大学工学院课程设计说明书课程名称：工程水文学题目名称：新塘水库除险加固设计水文计算班级：20 13级水利水电工程专业2班姓名：张雄亮学号：201340616226指导教师：张文萍评定成绩：教师评语：指导老师签名：20 年月日工程水文学课程设计任务书一、内容新塘水库除险加固设计水文计算二、设计资料2.1 流域概况新塘水库属湘江支流白水江水系，大坝坝址位于汨罗市川山坪镇清泉村，地理坐标位置东经113°01′11"，北纬28°36′01"，距清泉村庄约1.3km，距川山坪镇约5.0km，距汨罗市城区约35km。
新塘水库集雨面积0.5km2，干流长度0.572km，干流平均坡降为14.2‰。
新塘水库流域未设入库水文站，水库未开展任何水文水情观测；仅有断断续续的水位及雨情观测，并且其观测资料极不完整，不能满足规范要求。
故该水库洪水复核按无资料地区对待。
2.2 气象新塘水库地处亚热带季风气候区，属于湿润的大陆性气候。
冬季多为西伯利亚干冷气团控制，气候干燥寒冷；夏季为低纬海洋暖湿气团所盘据，温高湿重。
夏季之交，流域正处在冷暖气流交汇的过渡地带，形成阴湿多雨的梅雨天气。
根据汨罗气象站1957～2006年实测的气象站资料统计，多年平均气温为16.9℃，历年最高气温为40.1℃，最低气温为-14.7℃。
多年平均日照时数1987小时。
多年平均降雨量为1367.2mm，历年最大降雨量为2294.60mm（1998年），最小降雨量为1184.7mm（1972年），最大一日降雨量为208.00 mm。
历年最大风速24m/s，风向NNE，历年平均最大风速14.0m/s。
多年平均蒸发量为1104mm，全年无霜期266天。
6～8月气温高，蒸发量也大。
多年平均月蒸发量最大在7月份，达214.8mm。
2.3 水文基本资料新塘水库所在的河流没有水文站，建库后水库管理所也没有开展入库流量观测，为无资料地区，没有实测的水文气象资料，本次洪水复核按湖南省水利厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》查算设计洪水。
新塘水库库区径流（水库入库流量）主要由降雨形成，根据汨罗市气象资料分析，得该水库多年平均降雨量1367.2mm，多年平均径流系数0.47，多年平均径流深642.9mm，多年平均年入库水量48.22万m3。
该水库兴利库容为25.5万m3，库容系数=25.5/48.22=0.52>0.5，该水库属多年调节。
2.5 洪水白水江洪水由暴雨形成，洪水时空变化特性与暴雨特性一致。
每年4～8月为汛期，9月至次年3月为枯水期，年最大洪水多发生于每年4～7月，其中6、7两月出现次数最多。
汨罗江属典型的山溪河流，洪水陡降陡落。
三、设计任务3.1除险加固项目本工程除险加固设计项目包括：（1）对大坝坝体、坝基、坝肩进行防渗处理。
（2）对大坝上游坝坡进行砼预制块护坡。
（3）对大坝下游坝坡进行整形护坡，下游坝趾新修排水棱体。
（4）加高溢洪道进口段、控制段、泄槽段边墙，加固底板，出口新建消力池。
（5）输水涵封赌新建输水隧洞。
（6）完善大坝安全监测设施，改造通讯设施。
（7）按有关标准建设管理所。
3.2设计任务对水库进行除险加固，因而要进行水库的工程水文及水利计算，其具体任务是：1. 由设计暴雨推求设计净雨；2. 由于设计净雨推求设计洪水；3. 洪水复核结果的合理性检查和洪峰模数的计算；4. 调洪演算；5. 根据调洪演算推求各种洪水特征水位,利用新塘水库计算总库容。
根据《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定该工程等别、，其主要建筑物级别，次要建筑物级别，临时性建筑物。
6.计算成果如下：设计暴雨参数及成果表、设计洪水参数表、水库水位与库容关系、四、设计要求设计说明书应主要包括以下内容：1.设计任务；2.流域自然地理简况，流域水文气象资料概况；2.1由设计暴雨推求设计净雨；2.2由于设计净雨推求设计洪水；2.3.洪水复核结果的合理性检查和洪峰模数的计算；2.4.调洪演算；2.5.根据调洪演算推求各种洪水特征水位。
2.6.附表、附图、最后装订成册。
3.1.说明书的重点是对计算成果的说明和合理性分析以及其它有关问题讨论。
说明书要力求文字通顺、简明扼要，图表要清楚整齐，每个图、表都要有名称和编号，并与说明书中内容一致，最后成果图要字体工整，合订时，说明书在前，附表和附图分别集中，依次放在后面。
3.2．宽顶堰B每个人取值不一样，从1.6米开始值，如有雷同，则按抄袭重新算，计算表格见电子表格。
目录1.水文气象资料的搜集和审查 (6)1.1 流域概况 (6)1.2气象 (6)1.3水文基本资料 (6)1.4径流 (7)1.5洪水 (7)2.设计暴雨 (7)2.1流域内频率暴雨的计算 (7)2.2设计暴雨的时程分配和净雨过程的计算 (7)3.用推理公式推求设计洪水 (9)3.1.洪峰流量的计算 (9)3.2洪水过程线的推求 (11)3.3设计洪水总量的计算 (13)3.4洪水复核结果的复核性检查 (13)4.调洪演算 (13)4.1调洪演算的基本原则 (13)4.2调洪演算的基本方法 (14)4.3水位-容积关系（水位库容曲线） (14)4.4水位-下泄量关系（泄洪曲线） (14)4.5入库洪水过程线 (15)4.6调洪演算过程 (16)5.防洪标准复核 (16)5.1水库大坝坝顶高程复核 (16)5.2大坝心墙顶部高程复核 (18)5.3溢洪道控制段导墙顶部高程的确定 (18)6.计算结论 (20)参考文献 (20)新塘水库除险加固设计水文计算1.水文气象资料的搜集和审查1.1 流域概况新塘水库属湘江支流白水江水系，大坝坝址位于汨罗市川山坪镇清泉村，地理坐标位置东经113°01′11"，北纬28°36′01"，距清泉村庄约1.3km，距川山坪镇约5.0km，距汨罗市城区约35km。
新塘水库集雨面积0.5km2，干流长度0.572km，干流平均坡降为14.2‰。
新塘水库流域未设入库水文站，水库未开展任何水文水情观测；仅有断断续续的水位及雨情观测，并且其观测资料极不完整，不能满足规范要求。
故该水库洪水复核按无资料地区对待。
1.2 气象新塘水库地处亚热带季风气候区，属于湿润的大陆性气候。
冬季多为西伯利亚干冷气团控制，气候干燥寒冷；夏季为低纬海洋暖湿气团所盘据，温高湿重。
夏季之交，流域正处在冷暖气流交汇的过渡地带，形成阴湿多雨的梅雨天气。
根据汨罗气象站1957～2006年实测的气象站资料统计，多年平均气温为16.9℃，历年最高气温为40.1℃，最低气温为-14.7℃。
多年平均日照时数1987小时。
多年平均降雨量为1367.2mm，历年最大降雨量为2294.60mm（1998年），最小降雨量为1184.7mm（1972年），最大一日降雨量为208.00 mm。
历年最大风速24m/s，风向NNE，历年平均最大风速14.0m/s。
多年平均蒸发量为1104mm，全年无霜期266天。
6～8月气温高，蒸发量也大。
多年平均月蒸发量最大在7月份，达214.8mm。
表1新塘水库多年平均入库流量月份123456789101112全年降雨量（mm）54.484.6134.6197.3237.9190.0113.3118.659.773.658.245.01367.2径流0.320.390.470.490.510.550.460.460.450.430.420.380.470系数径流深(mm)17.4033.0063.2696.68121.34104.5052.1054.5526.8731.6324.4517.11642.903入库水量(104m3) 1.31 2.47 4.747.259.107.84 3.91 4.09 2.02 2.37 1.83 1.2848.221.3 水文基本资料新塘水库所在的河流没有水文站，建库后水库管理所也没有开展入库流量观测，为无资料地区，没有实测的水文气象资料，本次洪水复核按湖南省水利厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》查算设计洪水。
1.4 径流新塘水库库区径流（水库入库流量）主要由降雨形成，根据汨罗市气象资料分析，得该水库多年平均降雨量1367.2mm，多年平均径流系数0.47，多年平均径流深642.9mm，多年平均年入库水量48.22万m3。
该水库兴利库容为25.5万m3，库容系数=25.5/48.22=0.52>0.5，该水库属多年调节。
1.5 洪水白水江洪水由暴雨形成，洪水时空变化特性与暴雨特性一致。
每年4～8月为汛期，9月至次年3月为枯水期，年最大洪水多发生于每年4～7月，其中6、7两月出现次数最多。
汨罗江属典型的山溪河流，洪水陡降陡落。
2、设计资料的审查熟悉流域的自然地理情况，广泛搜集有关水文气象资料（见基本资料）。
经初步审查，降雨和径流等实测资料是可靠的、具有一致性的，可用于本次设计。
2.设计暴雨2.1流域内频率暴雨的计算根据水库的地理位置和集雨面积，从《湖南省暴雨洪水查算手册》图一中查得该流域，从图三“年最大24h点雨量均值等值线图”查得该流域中心最大24h点雨量均值，查图四得统计变差系数Cv=0.45，Cs=3.5Cv，查图十六得点面折算系数，利用《湖南省暴雨洪水查算手册》求得新塘水库流域内的频率暴雨。
①300年一遇点暴雨和面暴雨；由设计频率P=0.33%和C s=3.5C v查手册表（二）得K P=2.94，则三百一遇点雨量H24点=H-24点×K P=100×2.94=294mm,根据暴雨定点定面关系得，H24面=H24点×α=294×0.999=293.706mm.②30年一遇点暴雨和面暴雨；由设计频率P=3.33%和C s=3.5C v查手册表（二）得K P=2.05，则三百一遇点雨量H24点=H-24点×K P=100×2.05=205mm,根据暴雨定点定面关系得，H24面=H24点×α=205×0.999=241.738mm③20年一遇点暴雨和面暴雨。
由设计频率P=5%和C s=3.5C v查手册表（二）得K P=1.88，则三百一遇点雨量H24点=H-24×K P=100×1.88=188mm,根据暴雨定点定面关系得，H24面=H24点×α=188×0.999=187.812mm 点2.2设计暴雨的时程分配和净雨过程的计算 2.2.1设计暴雨二十四小时的时程分配参照《查算手册》推荐的公式计算，最大1～6小时净暴雨的时程分配公式为式（2-1），最大6～24小时净暴雨的时程分配公式为式（2-2）上述二式中:H t ——1～24小时内任一时段的暴雨量；n 2、n 3——依地理位置、集雨面积及降雨量而变的参数；（从《查算手册》图24和图25中可查得）；t ——对应H t 的时间。