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暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。
该水库水位、库容关系表如下：
水位（米） 177.84 178.34 178.84 179.34 179.84
库容（万方） 23.29 24.74 27.55 30.36 33.64
水位（米） 180.34 180.84 181.34 181.84
库容（万36.88 40.5 44.12 51.99 方）
设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。
2、最大入库流量Qm计算
（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Cv等值线图》，该流域中心Cv=0.6，采用Cs=3.5Cv应用皮尔逊3型曲线Kp值表得，20年一遇Kp=2.20，200年一遇Kp=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=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qm- H24-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qm。
（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H24=187毫米及200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。设计前期影响雨量Pa取40毫米，计算P+Pa，查P+Pa与设计净雨hR关系曲线，得20年一遇及 00年一遇hR。
洪水总量按下式计算W=0.1*F*hR，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/1800Qm。
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=1.5Bh3/2，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
项 目 洪峰流量（m3/s) 起调水位(m) 最大泄量(m3/s) 最高洪水位(m) 堰顶宽度(m)
P=5.0% 16.3 177.84 6.85 179.57 2
P=0.50% 29.97 177.84 13.5 180.57 28
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：
hm—平均波高(m)；
Tm—平均波周期(s)；
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；
Hm—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/s2。
平均波长可按下式计算：
式中：
Lm—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hm、平均波长Lm；
非常运用情况平均波高hm、平均波长Lm。
2.平均波浪爬高计算 平均波浪爬高采用（SL274—2001）中的（
式中：
Rm—平均波浪爬高（m）；
m—单坡的坡度系数，若坡脚为α，则m=ctgα；
KΔ—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；
KW—经验系数，取KW=1～1.02；
hm—平均波高；
Lm—平均波长。
计算：正常运用情况Rm；非常运用情况Rm。
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Rp：
计算：正常运用情况Rp；非常运用情况Rp。
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
计算波浪壅高e= 0.0017 m
Rm= .44 m
计算Rp= .86 m
坝顶高程计算成果见下表：
坝顶高程计算成果表单位：m
计算 情况 平均 波高hm 平均波长Lm 计算波浪爬高 水面雍高 安全加高 坝顶 超高 静水 位 坝顶 高程
设计洪水位 0.33 3.48 0.78 0.0016 0.5 1.282 179.57 180.85
校核洪水位 0.36 3.90 0.80 0.002 0.3 1.10 180.57 181.67
当坝顶上游侧设有稳定、坚固、不透水且与坝的防渗体紧密结合的防浪墙时，可利用防浪墙抵御风浪，坝顶超高可以是静水位到防浪墙顶的高差。根据规范要求，在正常运用情况下，坝顶应高出静水位至少0.5m；在非常运用情况下，坝顶不应低于静水位。为此，设计坝顶高程182.0米，满足设计要求。