目录一、工程概况 (1)二、分析计算书 (5)1、设计年径流计算 (5)2、推求三十年一遇的设计面暴雨过程计算 (7)3、设计净雨与设计洪水过程线的计算 (8)4、洪水调节及保坝标准复核 (11)5、兴利调节计算 (15)6、推求完全年调节时的F完,相应的兴利库容V兴 (19)三、结语 (21)摘要M 河水库为中型水利枢纽,该水库自1959年蓄水至2015年泥沙淤积量约为280万m ³,死库容已基本於平,影响到兴利库容。
现在按正常运行30年的要求,将死水位由现状122.65m ,提高至124.652m 。
由于输水洞泄流能力较小,现将汛限水位提高至溢洪道堰顶高程130.652m 。
水文水利计算的主要任务 (1)洪水调节及保坝标准复核 (2)兴利调节计算 洪水调节及保坝计算根据资料中给的数据,61.7,B m =1,1,0.32,s m m σ===3261.7(130.65)m q m gBhH εσ==⨯-,求得不同水位时的下泄流量。
利用Excel 计算表格内插法求得半图解法计算表中的相关数据见表11,根据表11可以得出最大下泄量与 Q 不相等,此时应用试算法推求出 Q=q=m q 时m q 的取值。
最后试算得到mq=994m ³/s时满足m q ≤s m q /11003=安,其他指标见表。
表12 100年一遇洪水调洪计算分析成果故提高汛限水位能满足要求。
兴利调节计算根据分析计算1得到年径流数据,扣除上游耗水量得入库流量,即来水量。
损失计算 =+W W W 总蒸渗通过不同的灌溉面积与灌溉水量定额得到用水量,从而可以计算出计入损失的兴利库容。
最后将拟定的不同的灌溉面积,相应的兴利库容汇总,推求完全年调节下的灌溉面积和兴利库容。
本次水文水利计算成果,在抬高汛限水至溢洪道堰顶高程的情况下,最大下泄量能够满足下游的防洪要求,且满足坝体自身的防洪要求;兴利库容大于完全年调节库容能够足灌溉要求,则推求出的完全年调节是的灌溉面积即为,频率P=25%、P=50%时的代表年保证的灌溉面积。
一、工程概况M 河水库为重行水利枢纽工程,初建时总库容2322万m ³,控制流域面积94平方千米。
水库枢纽主要建筑物有拦河坝、溢洪道和放水洞水库于1958年兴建,1959年7月竣工并投入使用,经历1964-1965年水毁恢复、1976年加高大坝并加做坝顶防浪墙、1982年抗震加固,1983年坝后修建减压井、1985年坝后铺设反虑土工布、1997年副坝防渗工程等多次除险加固,工程达到现状规模。
M 河水库现状工程特性有关数据见表1。
表1 M河水库现状工程特性有关数据该水库以防洪为主,结合蓄水灌溉等综合利用的中型水库枢纽工程,担负着下游主要主要交通干线及64个村镇的防洪,及下游km(4万亩)土地的灌溉任务。
水库自1959年投入运用以来,26672在防洪、灌溉等方面发挥了显著地效益。
该水库虽经数次除险加固,但水库运用过程中仍存在一些安全问题,需进一步除险加固,并调整有关特征水位。
与水利计算有关的除险加固项目是,水库现状溢洪道浆砌石衬砌不满足设计洪水抗冲要求,根据除险加固要求,需要新衬砌0.3m 厚混凝土,堰顶高程由现状130.352m 提高到130.652m 。
根据水库上游情况,通过研究表明现状正常水位提高至除险加固后的溢洪道堰顶高程130.652m ,而不需要征地移民。
该水库现状防洪限制水位低于堰顶高程,防洪运用时,防洪限制水位与堰顶高程之间的蓄洪量靠输水洞泄放,由于输水洞的泄流能力较小,且为便利水库调度运用,减少操作事故风险,拟将汛限水位提高至除险加固后的溢洪道堰顶高程130.652m 。
此外,该水库自1959年蓄水至2005年,你啥淤积量约280万m ³,淤积形态为锥体淤积兼带状淤积,死库容已基本淤平,并已影响到兴利库容。
通过对泥沙淤积分析计算,并按该水库除险加固后正常运行30年的要求,将死水位由现状122.652m ,提高至124.652m 。
二、分析计算书 1、设计年径流计算(1)来水资料:该水库缺乏实测资料,利用等值线图法已求得水库坝址断面处年径流量的统计参数为101,v=1.20R mm C =,采用 2.5Cs Cv =。
(2)搜集设计流域所在地区《水文手册》不同频率代表年的各月径流量分配比见表2表2 M 河水库不同频率代表年径流量年内分配设计年径流计算已知 2.0, 3.0,25%0.196P Cv Cs P ===φ=当时,查得,25%(v+1)101(0.196)124.7552P R R C mm =φ=⨯⨯1.2+1=50%50%0.39,(v+1)101(0.39)53.732P P P R R C mm=φ=-=φ=⨯-⨯1.2+1=当时,3310001000124.75529411726988.81000100053.732945050808W R F m W R F m=⨯=⨯⨯==⨯=⨯⨯=设计年内分配计算根据表2给出的各月径流量占全年总流量的百分比,分别乘以相应的设计年径流,即为代表年的年内分配。
见表3、4表3 P=25% 设计年径流量年内分配计算表表4 P=50% 设计年径流量年内分配计算表2、推求三十年一遇的设计面暴雨过程计算 (1)流域特征参数如表5表5 M 河水库流域特征参数(2) M 河水库雨量站具有1961~1997年共37年的雨量资料。
暴雨计算时段取1h 、6h 、24h 、3d 。
其中长历时24h 、3d 设计点雨量根据雨量站资料,频率计算求得;1h 、6h 设计点雨量采用等值线图法求得。
各时段设计点雨量乘以相应时段点面折算系数即得设计面雨量。
30年一遇不同频率设计面雨量成果见表6 表6 马河水库30年一遇设计暴雨量成果 采用公式法推求暴雨过程以3h 暴雨为例,计算过程如下:3h 暴雨在1~6h 之间,则暴雨递减 1l g (77/187)/(1/6)ab n =-=3h暴雨10.505377(3/1)132.7H -=⨯=计算成果果见表7)/lg(/)/lg(1)/()/(11b a b a ab n a i b i n a i a i t t H H n t t H H t t H H abab-===--表7 水库所在地区3d暴雨时程分配3、设计净雨与设计洪水过程线的计算产流方案:该流域属于半湿润半干旱地区,采用初损后损法产流计算。
该流域由设计的前期影响雨量确定设计条件下的085, 2.5/I mm f mm h ==初损值 后期平均损失强度汇流方案:采用瞬时单位线法。
参数n=1.0,参数1m 经验公式如下:其中:式中:F ———流域面积,2km ;L ———主河道长度,km ;J ———主河道坡度,以‰计;I ———设计净雨平均强度,mm/h ;B ———流域平均宽度,km ;a K ———流域面积不对称系数;=/a K f f f f 小大,小大为主河道一侧小流域面积,为主河道一侧大流域面积。
推求设计净雨 初损值0 5.207.80 1.300.001 5.6010.1010.1010.5010.508.90 5.0085I mm++++++++++==后损值9.95, 1.4859.93=2.5 1.485=3.7mmtt h-∆=∆=⨯后损值 计算结果见表8表8 设计净雨过程计算表 单位:mm根据表5 流域特征参数相关数据, 0.255.7=0.5=0.270817.7a a B B K K L L ⨯判断的区间,,则 0.250.250.290.380.290.27080.38=10=100.383a BK Lω-+-⨯+=; 10.650.30.350.650.30.350.3839411.28.35 1.68m F J I ω----==⨯⨯⨯=1/ 1.68K m n ==,查附表五得瞬时单位线的S(t)曲线,单位线 10(,)261.11(,)3.6i Fq u t t u t t t=∆=∆∆,计算结果见表9。
表8 马河流域设计洪水过程线计算表4、洪水调节及保坝标准复核 根据表5资料,绘制辅助曲线61.7,B m =1,1,0.32,s m m σ=== 3261.7(130.65)m q m gBhH εσ==⨯-计算结果见表10表10 辅助曲线计算表(1t h∆=)图1'()2V qqt-+∆马河水库曲线表11 半图解法调洪计算表图2 马河水库Q —t 与q —t 过程线如图2所示Q —t 曲线与q —t 曲线的交点与m q 不相等, 故需要试算 假设Q=q=m q =994m ³/s,两曲线的交点落在区间(25,26),利用Q —t 曲线 内插求得't∆'''11509901601150670140.338031t t t -∆∆====-∆ (1)m q =990m ³/s,根据表10中q —v 关系,内插得V1=1857.060m ³''1221''212222Q t t t t V V Q q q+--=⨯∆⨯∆⨯∆-⨯∆ (2) 计算得323155.1866671863.18568601mV m V ==根据已求得的2V 通过辅助计算表内插得到s m q /9943=,(误差在允许范围内)则最大下泄量 s m q m /4993=,mh sm Bhg m q s 663.2)7.6142719.4499(/499232323=⨯===εσ泄 坝前最高洪水位133.016m 2.366130.65Z =+=洪水, 分析论证下游防洪标准30年一遇保河道及农田、100年一遇保下游铁路⎪⎩⎪⎨⎧===sm s m q /76030%/11001%33安除险加固后马河水库的相关指标mm 137.582 Z 1000136.622 Z 100==允、校允、设年一遇年一遇⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≤允、校校)校(安)下(允、设设)设(调洪计算,调洪计算,调洪计算,必须同时满足Z Z Q q q Q Z Z Q p m p p t t t分析计算成果见表12表12 100年一遇洪水调洪计算分析成果结论:提高汛限水位是可行的。
5、兴利调节计算灌区与水库处于同一气候区。
2015年上游用水资料见表13 , 综合毛灌溉定额见表14。
表13 2015年水平上游耗水量 单位:万m ³表14 灌区2015水平年不同频率综合毛灌溉定额 单位: 23/hm m水库特性资料(1)蒸发、渗漏损失计算相关资料马河水库所在流域多年平均降水量500mm ,由水库器测水面蒸发观测资料确定年最大蒸发量为1510mm ,E-601型蒸发器折算系数年平均值为0.95,多年平均器测水面蒸发量逐月分配比见表15。