水库设计洪水工程水文学课程设计HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】水文学课程设计课程名称：工程水文学题目：陂下水库设计洪水学院：土木工程系：水利水电与港口工程专业：水利水电工程班级： 2012级学号：学生姓名：起讫日期： 201 ~201指导教师：职称：高工二O一四年六月目录第1章基本资料 (1)工程概况 (1)设计资料 (1)第2章设计要点 (3)设计标准 (3)确定流域参数 (3)设计暴雨 (3)损失参数 (11)汇流参数 (11)设计洪峰流量推求 (11)设计洪水过程线 (13)第3章设计成果 (18)第4章成果合理性分析 (19)附录 (20)第1章基本资料工程概况水库概况陂下水库位于福建省长汀县四都乡，与江西省毗邻。

坝址位于汀江支流濯田河的小支流陂下河上。

濯田河水力资源丰富，经流域规划，提出水力发电四级开发方案，陂下水库为一级龙头水库。

根据地形、地质条件，总库容初估约为5000~6000万m3，属中型水库，装机容量5000kW左右，属小型电站。

水工建筑物为三级建筑物，大坝为砌石坝。

流域概况陂下水库坝址以上流域面积166 km2，流域为山丘区，平均高度500 m，主河长30．4 km，主河道平均比降7．82 ‰。

流域内植被良好，土壤以红壤土为主。

流域内雨量丰沛，多年平均降雨量1617．5 mm，主要集中在四~九月，其中四~六月份以锋面雨为主，七~九月份以台风雨为主。

流域内多年平均径流深981 mm，多年平均陆面蒸发量636．5 mm，多年平均水面蒸发量990 mm。

设计资料资料概况陂下水库坝址处无实测流量资料，流域内也无实测雨量资料。

坝址下游约1 km 处有四都雨量站，具有1956~1975年实测降雨系列。

陂下河1973年5月31日发生过一场特大暴雨，四都站实测最大一日雨量332．5 mm ，经调查，重现期约为80~100年。

流域附近有观音桥、官庄、上杭、桃溪、杨家坊水文站及长汀、新桥、铁长、庵杰、四都、濯田等雨量站。

资料情况见表1。

其它资料：水利水电工程设计洪水计算手册，福建省水文手册、龙岩地区简易水文手册、龙岩地区水文图集。

设计资料1．各水文站站有关资料年限统计表，见表1。

2. 暴雨资料长汀、四都、濯田站实测短历时暴雨资料，见表2。

3.福建省暴雨点~面折算关系，见表3。

4. 福建省设计暴雨时程分配，见表4。

5. 福建省次暴雨强度i和损失参数μ关系，见表5。

次6. 降雨历时等于24小时的径流系数α值表，见表6。

7. 福建省汇流参数m 经验公式，见表7。

8. 汇流参数 m 值查用表，见表8。

9. 福建省24h 暴雨洪水概化过程线系数表，见表9。

10. 福建省龙岩市和江西省赣州市部分水文站洪峰流量分析成果表，见表10。

第2章 设计要点设计标准根据工程规模确定设计洪水标准，包括设计洪水标准和校核洪水标准。

该水库为三级建筑物，大坝为砌石坝，设计标准为50年一遇，校核标准为500年一遇。

确定流域参数根据万分之一地形图，坝址以上集水面积F 为166 km 2，主河道长度L 为，主河道河底比降为‰。

设计暴雨暴雨递减指数2n根据长汀雨量站各种历时T=3h 、6h 、12h 、24h 实测最大雨量系列进行频率分析，其中1966年暴雨可以认为是1936年以来最大。

求出P=%，1%，2%，10%，20%设计雨量P ,T H ，并化为降雨强度P ,T i ，在双对数纸上点绘T 和P ,T i 关系，并图解出暴雨递减指数2n 。

x 调整后得：图2-1x调整后得：图2-2x调整后得：图2-3x调整后得：图2-4图2-5根据长汀站降雨强度与时间对数关系曲线，见图2-5，解出暴雨递减指数2n 并求其平均值，82.05/22∑==n n 为最终的暴雨递减指数。

四都站24h 设计暴雨计算根据四都站实测日最大雨量进行频率分析，其中1973年暴雨须作特大值处理，求出设计日雨量，再按经验关系：P ,P ,H .H 日14124=，换算为24h 设计雨量。

表2-11 四都最大一日降水量经验频率成果表经计算，,E x = Cv= 调整后得：图2-6表2-12 四都24h 设计暴雨 单位：设计雨力SP当P=2%时，根据公式求出设计雨力124224-⨯=n P ,P H S =。

当P=%时，124224-⨯=n P ,P H S 为。

求各种历时设计雨量利用暴雨公式：22112424n n P ,P ,t t H H --⨯⨯= （h t h 241≤≤）推求1h 、3h 、6h 、24h 设计雨量。

直接移用四都站设计雨量，按福建省暴雨点~面折算关系求陂下水库各种历时流域设计面平均雨量。

按福建省水文手册中24h 设计暴雨典型分配推求设计暴雨时程分配（表3）。

查表并由内插法算得：表2-19 P=%时暴雨时程分配表求设计净雨过程按福建省水文手册规定，24h 设计暴雨不扣损，直接将设计暴雨过程作为设计净雨过程损失参数μP=2%时 ，i 次=H 24,p /24=h ，查表并由内插法算得，μ=h P=时，i 次= H 24,p /24=h ，查表并由内插法算得，μ=h汇流参数m按福建省水文手册经验关系： 31/~J L m 推求。

主河道长度L=，主河道河底比降J=‰。

L/J 1/3=，查表并由内插法算得，m=设计洪峰流量推求用推理公式计算： 当τ≥C t 时： 当τ<C t 时：采用试算法，试算法步骤如下： ① 由（D ）式计算C t 。

② 假定一个mP Q ，代入（B ）式计算出τ。

③ 计算'mP Q（1）当τ≥C t 时：由（A1）式计算'mP Q 。

（2）当τ<C t 时：由（A2）式计算'mP Q 。

④ 比较'mP Q 和mP Q ，（1）当ε<-mP 'mP Q Q ，'mPQ 即为所求； （2）当ε≥-mP 'mP Q Q ，将'mP Q ⇒mP Q ，返回 ②。

式中ε为误差标准。

试算法：21n PSP=%时 =取校核洪峰流量Q mp =2730m 3/s τ= P=2%时=取设计洪峰流量Q mp =1480m 3/s τ=设计洪水过程线分割时段地表径流和地下径流记时段净雨为R i ，时段地表净雨为R Si ，时段地下净雨为R gi 。

当R i >μ：gi i Si gi R R R ,R -=μ= 当μ≤i R ：0==Si igi R ,R R地表净雨 ∑=Si S R R （mm ） 地下净雨 ∑=gi g R R （mm ）表2-22 P=2%时时段地表和地下净雨量表地表净雨 ∑=Si S R R = 地下净雨 ∑=gi g R R =表2-23 P=%时时段地表和地下净雨量表地表净雨 ∑=Si S R R = 地下净雨 ∑=gi g R R = 当 P=2%时，根据公式算得地表洪量 F R W S S 1000=3 地下洪量 F R W g g 1000= 3P=%时，根据公式算得地表洪量 F R W S S 1000=3 地下洪量 FR W g g 1000= 3 地表洪水过程线采用福建省概化洪水过程线推求。

先计算洪水形状系数3600⨯⨯=γT Q W mS S，式中，mP mS Q Q =，T 为地表洪水过程线的底宽，24h 设计雨量固定为50h ，然后根据γ值查%Q Q ~t ~mtγ关系表（见表9），乘以地表洪峰流量即得设计地表洪水过程线（表9）。

P=2%时，3600⨯⨯=γT Q W mS S = P=%时，3600⨯⨯=γT Q W mS S=图2-8 校核洪水地表过程线地下洪水过程线地下洪水过程线概化为等腰三角形，底宽是地表洪水过程线底宽的两倍，洪峰流量3600⨯=T W Q g mg ，T 为地表洪水过程线的底宽。

P=2%时 ，3600⨯=T W Q g mg =86m 3/s P=%时，3600⨯=T W Q g mg =124m 3/s图2-9 地下洪水过程线将地下洪水过程线的洪峰流量置于地表洪水过程线的终止点，起涨点和地表洪水过程线的起涨点重合，中间过程按直线内插，然后同时刻地表流量和地下流量叠加即得设计洪水过程线。

图2-10 设计洪水过程线图2-11 校核洪水过程线第3章设计成果暴雨递减指数n2四都站24h设计雨量H24,p（mm）设计雨力Sp(mm)损失参数μ(mm/h)汇流参数m设计洪峰流量Qmp(m3/s)设计1480 校核2730地表净雨Rs(mm) 地下净雨Rg(mm)地表洪量Ws(m3)地下洪量Wg(m3)洪水形状系数γ地下洪峰流量Qmg(m3/s)设计86第4 章 成果合理性分析根据福建省及江西省赣州市部分小流域实测洪水频率计算成果分析论证陂下水库设计洪水的合理性和可靠性。

设面积为取对数为x ，洪峰流量取对数为y经计算，回归线性方程为：y=+。

以95%为置信区间做该直线的两条平行线作为所有点的包线,经计算，两条平行线的方程分别为 Y=+ y=+ 做成果分析，把F=166，Qm=1480m 3/s 点在图中，该点刚好落在包线的区域内部，所以坡下水库设计洪水合理。

图4-1附录附表5． 福建省次暴雨强度次i 和损失参数μ关系表 （单位：备注：31θ=J/L。