【精品论文】庞英杰工程水文学课程设计

【精品论文】庞英杰工程水文学课程设计 湖南农业大学工学院 课程设计说明 课程名称:工程水文学课程设计 题目名称:大路山水库除险加固设计水文计算 班 级:2012级水利水电专业1班 姓 名:庞英杰 学 号:201240616113 指导教师:张文萍 评定成绩: 教师评语: 工程水文学课程设计任务 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 一、内容 大路山水库除险加固设计水文计算 二、设计资料 2.1 流域概况 大路山水库位于湖南省某市，该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。水库所在流域属山丘区，地势较为平坦，河道弯曲，流域内植被条件一般，水库所在流域上游无控制性水利工程。 大路山水库属湘江水系潇水河支流，本次设计利用万分之一地形 2图反复量测计算，求得水库坝址以上控制流域面积为6.2km，无外引水源，干流长度为5.84km，干流平均坡降为78.38‰。 2.2 气象 大路山水库所在流域内属中亚热带季风性湿润气候区，具有气候温和、四季分明、严冬期短、暑热期长、春温多变、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。 o根据气象局实测资料统计:多年平均气温为17.9C，极端最高气 oo温为43.7C，极端最低气温为,7.0C(1977年1月30日)。多年平均相对湿度为78%，最小相对湿度为11%。多年平均蒸发量为1428.3mm。多年平均降水量为1484.9mm，年最大降水量为1937.6mm(1970年)，最小降水量为950.0mm(1971年)，最大日降水量为194.8mm(1976年7月9日)，其中4,6月份降水量占全年41.7%，3,8月份降水量占全年68.75%。多年平均风速为3.1m/s，历年最大风速为25.7m/s(1973年4月11日)，风向NNE，多年平均最大风速值为16.8m/s。历年平均日照数为1623.1h，多年平均无霜日287天，最短240天，霜雪冰冻期较少。 本地区暴雨在4,7月为锋面暴雨，8月为台风暴雨，前者降雨的天气系统在高空为低槽、低涡，中层为低涡切变，地面为冷锋、静止锋，暴雨的走向多由北向南、由西向东，后者降雨的天气系统为台风或减弱了的热低压，暴雨的走向多由东向西或由东南向西北。 由于暴雨集中、强度大，故春夏易发生山洪，其洪水特性是汇流集中快、历时短、变化大。 2.3 径流 大路山水库所在流域属中亚热带季风性湿润气候区，径流主要由降雨形成，鉴于大路山水库附近水文资料极为缺乏，故本次设计径流通过《湖南省水资源》中径流深等值线图进行推算。查图得大路山水库流域径流深约为750mm，经计算多年平均径流量约为465万m3。 2.4 工程等级与洪水 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，该水库属小(二)型水库，大坝属?等5级建筑物，本次设计洪水标准按200年一遇校核，20年一遇设计，10年一遇消能防冲。 2.5洪水 大路山水库所在地理位置属于山丘区，洪水由暴雨形成，形成洪水的暴雨历时一般为二十四小时。 由于该水库所在小流域上无任何水文测站，本次设计采用查《湖南省暴雨洪水查算手册》中等值线图，得二十四小时雨量均值等参数。 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 对大路山水库进行除险加固，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。 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.要求 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。 目 录 一、水文气象资料的搜集和审查 .................. 错误～未定义书签。 二、设计暴雨 ................................. 错误～未定义书签。 三、用推理公式推求设计洪水 .................................... 8 四、调洪演算 ................................. 错误～未定义书签。 五、防洪标准复核 .............................. 错误～未定义书签。 六、计算结论 ................................. 错误～未定义书签。 参考文献 ..................................... 错误～未定义书签。 附表 ......................................... 错误～未定义书签。 大路山水库除险加固设计水文计算 一基本资料 1.设计资料 1.1 流域概况 大路山水库位于湖南省某市，该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。水库所在流域属山丘区，地势较为平坦，河道弯曲，流域内植被条件一般，水库所在流域上游无控制性水利工程。 大路山水库属湘江水系潇水河支流，本次设计利用万分之一地形 2图反复量测计算，求得水库坝址以上控制流域面积为6.2km，无外引水源，干流长度为5.84km，干流平均坡降为78.38‰。 1.2 气象 大路山水库所在流域内属中亚热带季风性湿润气候区，具有气候温和、四季分明、严冬期短、暑热期长、春温多变、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。 o根据气象局实测资料统计:多年平均气温为17.9C，极端最高气 oo温为43.7C，极端最低气温为,7.0C(1977年1月30日)。多年平均相对湿度为78%，最小相对湿度为11%。多年平均蒸发量为1428.3mm。多年平均降水量为1484.9mm，年最大降水量为1937.6mm(1970年)，最小降水量为950.0mm(1971年)，最大日降水量为194.8mm(1976年7月9日)，其中4,6月份降水量占全年41.7%，3,8月份降水量占全年68.75%。多年平均风速为3.1m/s，历年最大风速为25.7m/s(1973年4月11日)，风向NNE，多年平均最大风速值为16.8m/s。历年平均日照数为1623.1h，多年平均无霜日287天，最短240天，霜雪冰冻期较少。 本地区暴雨在4,7月为锋面暴雨，8月为台风暴雨，前者降雨的天气系统在高空为低槽、低涡，中层为低涡切变，地面为冷锋、静止锋，暴雨的走向多由北向南、由西向东，后者降雨的天气系统为台风或减弱了的热低压，暴雨的走向多由东向西或由东南向西北。 由于暴雨集中、强度大，故春夏易发生山洪，其洪水特性是汇流集中快、历时短、变化大。 1.3 径流 大路山水库所在流域属中亚热带季风性湿润气候区，径流主要由降雨形成，鉴于大路山水库附近水文资料极为缺乏，故本次设计径流通过《湖南省水资源》中径流深等值线图进行推算。查图得大路山水库流域径流深约为750mm，经计算多年平均径流量约为465万m3。 1.4 工程等级与洪水标准 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，该水库属小(二)型水库，大坝属?等5级建筑物，本次设计洪水标准按200年一遇校核，20年一遇设计，10年一遇消能防冲。 1.5洪水 大路山水库所在地理位置属于山丘区，洪水由暴雨形成，形成洪水的暴雨历时一般为二十四小时。 由于该水库所在小流域上无任何水文测站，本次设计采用查《湖南省暴雨洪水查算手册》中等值线图，得二十四小时雨量均值等参数。 2(设计任务 对大路山水库进行除险加固，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,利用大路山水库计算总 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、水位与下泄流量关系、调 洪 演 算 结 果、坝顶超高复核计算成果表。 二 设计暴雨推求 1.设计暴雨 根据大路山水库的地理位置和集雨面积，从《湖南省暴雨洪水查算手册》图一中查得该流域属暴雨一致区所属区，从图“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，查图得统计变差系数Cv=0.4，Cs=3.5Cv，查图得点面折算系数a=0.993，利用《湖南省暴雨洪水查算手册》求得大路山水库流域内的频率暴雨。见表1 ?200年一遇点暴雨和面暴雨; 由设计频率P=0.5%和C=3.5C查手册表(二)得K=2.53，则二百一遇点svP-雨量H=H×K=110×2.53=278.3mm,根据暴雨定点定面关系得，H=H点点面点2424P2424×α=276.35mm. ?20年一遇点暴雨和面暴雨; 由设计频率P=5%和C=3.5C查手册表(二)得K=1.78，则20年一遇点雨svP-量H=H×K=110×1.78=195.8mm,根据暴雨定点定面关系得，H=H点点面点2424P2424×α=194.43mm ?10年一遇点暴雨和面暴雨。 由设计频率P=10%和C=3.5C查手册表(二)得K=1.53，则10年一遇点svP-雨量H=H×K=110×1.53=168.3mm,根据暴雨定点定面关系得，H=H点点面点2424P2424×α=167.12mm 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) n,1n,n1,n3232H,H，24，6，t？？？？？？？？？？？？？？？？？(2,1)t24 n,11,n33H,H，24，t？？？？？？？？？？？？？？？？？？(2,2)t24 上述二式中:H——1,24小时内任一时段的暴雨量; t n、n——依地理位置、集雨面积及降雨量而变的参数;(从《查算23 手册》图26和图27中可查得);t——对应H的时间。 t 按《暴雨手册》计表一,列表计算得出设计暴雨时程分配过程见附表1。 2.2.2设计净雨过程的计算 (1)查《暴雨手册》可知初损值I为25mm,扣除初损值后，得时段净雨深0 (即径流深R)，然后参照《手册》φ值表(十一)，重现期300年、30年、总 20年地面径流占总径流的比值分别取0.78、0.75、0.75，根据公式R=R×ψ，上可求出不同频率下的时段地表净流深R，即为所计算的各设计频率的设计净雨上 过程R~t。 上 综上所述，可以将设计暴雨采用值和主要计算参数及设计成果用列表方式列出，见附表。 三、用推理公式推求设计洪水 本次设计利用《湖南省暴雨洪水查算手册》推求设计洪水。设计洪水过程包括地面径流过程和地下径流过程，地面径流过程采用径流分配系数法推求，地下径流过程采用三角形法推求。 3.1洪峰流量的计算 4页中介绍的试算法或图解法。参照《查算手册》φ值采用《手册》第3、 表(十一)，重现期300年、30年、20年地面径流占总径流的比值分别取0.78、0.75、0.75，各频率的地面洪峰流量和汇流时间是根据地理参数θ、汇流参数m及可以利用汇流公式: Q,0.278，F，R/t？？？？？？？？？？？？？？？？(2,3)mt 1/31/4t,0.278，L/mJQ？？？？？？？？？？？？？？？？(2,4)m L,, 1/41/3FJ 0.489m,0.145, 3汇流公式中:Q——地面最大净峰流量(m/s); m 22F——集雨面积(km)，为0.27km; R/t——地面径流强度; t t——汇流时间(h); L——流域干流长度，L=0.70km; J——干流平均坡降，J=14%; m——汇流参数; (1)根据上述公式得: F= 6.2 km2 θ= 8.647950034 L= 5.84 km m= 0.4164075 J= 0.07838 (2)列表计算R/t根据表一、二、三第(十四)栏，自最大时段净雨开始，t 向前后相邻时段连续累加得表五、六、七中第(三)栏，并除以相应的历时，得 第(四)栏R/t值。 t (3) 将有关数据代入汇流公式，可以求得千公水库的地面洪峰流量、汇流时 二百年一遇时段净雨强度计算表 时段 一 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 R上大-小 二 63.548 23.101 18.977 18.203 10.698 11.0 R上 三 63.548 86.649 105.626 123.829 134.528 145.545 Rt/t 四 63.548 43.325 35.209 30.957 26.906 24.258 Qm 109.532 74.674 60.686 53.358 46.374 41.810 t 2.816 3.099 3.264 3.371 3.491 3.583 Qm? 64.572 59.791 58.422 57.608 56.750 56.135 T 3.214 3.276 3.295 3.307 3.319 3.328 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 4.615 5.234 4.136 5.339 5.093 4.950 4.668 3.150 3.022 2.787 150.160 155.394 159.531 164.870 169.963 174.913 179.580 182.730 185.753 188.540 21.451 19.424 17.726 16.487 15.451 14.576 13.814 13.052 12.384 11.784 36.974 33.480 30.552 28.417 26.632 25.123 23.810 22.497 21.344 20.310 3.695 3.787 3.875 3.946 4.010 4.069 4.124 4.183 4.239 4.291 55.426 54.869 54.368 53.979 53.637 53.334 53.059 52.773 52.511 52.266 3.339 3.347 3.355 3.361 3.366 3.371 3.376 3.380 3.593 3.597 二十年一遇时段净雨强度计算 表 时段 一 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 R上大-小 二 55.54 16.00 13.15 11.78 6.92 7.13 R上 三 55.54 71.54 84.69 96.46 103.38 110.51 Rt/t 四 55.54 35.77 28.23 24.12 20.68 18.42 Qm 95.73 61.65 48.66 41.57 35.64 31.75 t 2.91 3.25 3.45 3.59 3.73 3.84 Qm? 50.98 46.65 45.27 44.39 43.57 42.98 T 3.41 3.49 3.51 3.53 3.55 3.56 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 2.70 2.55 2.42 3.00 2.62 1.70 1.57 0.00 0.00 0.00 113.21 115.76 118.17 121.17 123.80 125.50 127.06 127.06 127.06 127.06 16.17 14.47 13.13 12.12 11.25 10.46 9.77 9.08 8.47 7.94 27.87 24.94 22.63 20.89 19.40 18.03 16.85 15.64 14.60 13.69 3.96 4.08 4.18 4.26 4.34 4.42 4.50 4.58 4.66 4.74 42.33 41.79 41.33 40.96 40.62 40.30 40.00 39.68 39.39 39.12 3.57 3.58 3.59 3.60 3.61 3.62 3.62 3.63 3.86 3.87 十年一遇时段净雨强度计算表 时段 一 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 R上大-小 二 37.553 14.586 11.982 11.740 6.900 7.1 R上 三 37.553 52.139 64.121 75.861 82.761 89.867 Rt/t 四 37.553 26.069 21.374 18.965 16.552 14.978 Qm 64.726 44.933 36.840 32.689 28.529 25.816 t 3.212 3.519 3.698 3.810 3.942 4.042 Qm? 37.465 34.453 33.784 33.398 32.971 32.667 T 3.682 3.760 3.779 3.790 3.802 3.811 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 2.668 2.625 2.391 3.1 2.67007337 1.7 1.594360358 3.150 3.022 2.787 92.535 95.160 97.550 100.605 103.275 105.004 106.598 109.748 112.770 115.557 13.219 11.895 10.839 10.060 9.389 8.750 8.200 7.839 7.518 7.222 22.785 20.502 18.682 17.340 16.182 15.082 14.133 13.512 12.958 12.448 4.170 4.281 4.382 4.465 4.542 4.623 4.699 4.752 4.802 4.850 32.298 31.995 31.734 31.530 31.343 31.157 30.988 30.872 30.766 30.665 3.822 3.831 3.838 3.845 3.850 3.856 3.861 3.865 4.107 4.110 间及其它有关参数如表3 W= 88.12102153 十年 Sp= 50.070 六小时以 内 Q= 32.685 Sp= 77.944 mm H24*24^(n3-1)*6^(n2-n3) t= 3.79 h 六小时以 外 立方米/Q= 36.618 Q=0.278*φ*Sp/(t^n) 秒 ?Qi= 183.5854615 Qm/?Qi= 0.182 Qm地= 4.079676923 0.271978462 W= 105.04 二十年 Sp= 74.05 六小时以 内 Q= 44.09 Sp= 102.97 mm H24*24^(n3-1)*6^(n2-n3) t= 3.52 h 六小时以外 立方米/Q= 48.63 Q=0.278*φ*Sp/(t^n) 秒 ?Qi= 218.83 Qm/?Qi= 0.20 Qm地= 4.86 0.32 W= 155.8594131 二百年 Sp= 84.731 六小时以 内 Q= 57.665 Sp= 122.888 mm H24*24^(n3-1)*6^(n2-n3) t= 3.30 h 六小时以 外 立方米/Q= 65.285 Q=0.278*φ*Sp/(t^n) 秒 ?Qi= 324.7071107 Qm/?Qi= 0.179 Qm地= 7.215713571 0.481047571 3.2洪水过程线的推求 入库洪水过程线由地面径流过程线与地下径流过程线叠加而成，地面径流过程按径流分配系数法推求，地下径流过程按等腰三角形关系推求，由此而得的入库洪水过程线。 (1)用径流分配系数法求地面过程 RFQm上已知各频率下的R和Q,则根据公式，可求得的值，上mQ,,i3.6Q,t,i 再利用径流分配系数表作适当调整，然后用各时段分配系数分别乘以，Q,i 即得相应净雨深的地面径流过程Q~t，见附表2。 i (2)地下径流过程的计算 已知地下径流深R=R-R，按照等腰三角形关系求地下径流峰值下总上 FR1下，自开始每增减一个时段，其流量即减少一个QQ,，m地m地3.6，,t18 ,Q，于是得出地下径流过程，见附表2。 地 洪水过程线即地面、地下径流同时段相加，即可求得大路山水库各频率的洪水过 程如表3.2水库设计洪水过程线和图3.1水库入库洪水过程线 洪水过程 二百年 线 t(1小时) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0.021 0.094 0.18 0.13 0.098 0.078 0.061 0.051 0.042 Qi/?Qi Qi 0.000 6.819 30.522 58.447 42.212 31.821 25.327 19.807 16.560 13.638 Q0 0.481 0.962 1.443 1.924 2.405 2.886 3.367 3.848 4.329 4.810 Qi+Q0 0.481 7.781 31.966 60.371 44.617 34.708 28.694 23.656 20.889 18.448 7 8 9 10 11 12 13 14 0.061 0.051 0.042 0.036 0.031 0.027 0.024 0.021 19.807 16.560 13.638 11.689 10.066 8.767 7.793 6.819 3.848 4.329 4.810 5.292 5.773 6.254 6.735 7.216 23.656 20.889 18.448 16.981 15.838 15.021 14.528 14.035 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 5.845 5.195 4.546 3.896 3.247 2.598 2.273 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 6.735 6.254 5.773 5.292 4.810 4.329 3.848 3.367 2.886 2.405 1.924 1.443 0.962 12.579 11.449 10.318 9.188 8.058 6.927 6.121 3.368 2.887 2.406 1.925 1.444 0.962 22 23 24 25 26 27 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 3.367 2.886 2.405 1.924 1.443 0.962 3.368 2.887 2.406 1.925 1.444 0.962 】 洪水过 二十年 程线 t(1小时) 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 0.00 0.02 0.10 0.20 0.13 0.10 0.08 0.06 Qi/?Qi Qi 0.000 4.595 20.789 43.766 28.229 21.008 16.412 13.349 Q0 0.324 0.648 0.973 1.297 1.621 1.945 2.269 2.594 Qi+Q0 0.324 5.244 21.762 45.063 29.850 22.953 18.682 15.942 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 13.349 10.942 9.191 7.878 6.784 5.908 5.033 4.377 3.939 2.594 2.918 3.242 3.566 3.890 4.215 4.539 4.863 4.539 15.942 13.859 12.433 11.444 10.674 10.123 9.572 9.240 8.478 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00 24.00 25.00 26.00 27.00 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.939 3.501 3.064 2.626 2.188 1.751 1.313 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000 4.539 4.215 3.890 3.566 3.242 2.918 2.594 2.269 1.945 1.621 1.297 0.973 0.648 8.478 7.716 6.954 6.192 5.430 4.668 3.907 2.270 1.946 1.621 1.297 0.973 0.648 24.00 25.00 26.00 27.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 0.000 1.621 1.297 0.973 0.648 1.621 1.297 0.973 0.648 洪水过程 十年 线 t(1小时) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.021 0.094 0.18 0.13 0.098 0.078 0.061 Qi/?Qi Qi 0.000 3.855 17.257 33.045 23.866 17.991 14.320 11.199 Q0 0.272 0.544 0.816 1.088 1.360 1.632 1.904 2.176 Qi+Q0 0.272 4.399 18.073 34.133 25.226 19.623 16.224 13.375 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0.061 0.051 0.042 0.036 0.031 0.027 0.024 0.021 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 11.199 9.363 7.711 6.609 5.691 4.957 4.406 3.855 3.305 2.937 2.570 2.203 1.836 1.469 1.285 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 2.176 2.448 2.720 2.992 3.264 3.536 3.808 4.080 3.808 3.536 3.264 2.992 2.720 2.448 2.176 1.904 1.632 1.360 1.088 0.816 0.544 13.375 11.811 10.430 9.601 8.955 8.493 8.214 7.935 7.112 6.473 5.834 5.195 4.556 3.916 3.461 1.905 1.633 1.361 1.088 0.816 0.544 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.007 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 3.305 2.937 2.570 2.203 1.836 1.469 1.285 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 3.808 3.536 3.264 2.992 2.720 2.448 2.176 1.904 1.632 1.360 1.088 0.816 0.544 7.112 6.473 5.834 5.195 4.556 3.916 3.461 1.905 1.633 1.361 1.088 0.816 0.544 22 23 24 25 26 27 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.000 0.000 1.904 1.632 1.360 1.088 0.816 0.544 1.905 1.633 1.361 1.088 0.816 0.544 3W=R×F×1000(m)计算洪水总量。根据本次设计暴雨过程可知二百年一遇洪总mp2水的总径流深R为750mm，且F=6.2km,则大路山水库二百年一遇的洪水总量总3W为155.8594万m，同理可求得20年一遇和10年一遇的洪水总量，计算m0.5% 结果列于表3.1。 3.3洪水复核结果的合理性检查 《湖南省暴雨洪水查算手册》编制于八十年代初期，近20年，特别是九十年代，不少地域发生的暴雨资料没有参编，因此，有必要根据近期相关统计资料对本次计算成果进行合理性检查。 3.4洪峰模数 从洪水模数定性上分析,大路山水库200年一遇校核工况洪水模 3232数为9.94m/s.k，20年一遇设计工况洪水模数为6.34m/s.k，10年 2一遇水消能防冲工况洪水模数为5.11 /s.k，符合流域一般特性。因此，大路山水库设计洪水在面上分析是合理的，本次设计成果可满足本阶段设计要求 四.调洪演算 1.调洪演算的基本原则 根据大路山水库的实际情况，此次调洪演算的起调水位为正常蓄水位, 当入库洪水流量大于溢洪道的泄流能力时，库水位上涨，水库滞洪;至入库洪水流量等于溢洪道的泄流能力时，水库水位达到本次复核洪水的最高水位;随后，入库洪水流量小于溢洪道泄流能力，库水位下降。为水库安全起见，调洪演算时水库出库流量只计溢洪道的泄流能力，其他放水设施均不参与泄洪。 2.调洪演算方法、水位,容积、水位,下泄流量 2.1方法 调洪演算采用试算法。根据水量平衡原理，调洪演算基本方程: q,f(v) 2.2水位,容积关系 由于大路山水库所在流域植被一般，水土流失较少，泥沙较少，水库淤积不多，本次设计水库库容曲线仍采用1958年原设计成果，原设计库容曲线成果如表。 水 位(m) 155.84 156.82 158.0 159.0 160.0 161.0 162.0 43库容(10m) 0 0.47 1.8 4.4 7.9 12.2 17.3 水 位(m) 163.0 164.0 165.0 166.0 167.0 167.41 43库容(10m) 23.1. 29.6 36.8 44.6 53.0 56.5 2.3水位,下泄流量关系 大路山水库泄流设施有溢洪道和输水涵洞，主要泄水建筑物为溢洪道，从工程偏安全角度考虑，本次初步设计泄流计算不考虑涵洞泄流，仅考虑溢洪道泄洪。大路山水库两个溢流堰都为正槽式宽顶堰，过流总长度都12.0m。溢流堰泄流方式为自由出流，根据原设计资料，泄流计算公式如下: 3/2 Q,,，,，m，B，2g，Ho 式中:σ??淹没系数，σ=1; Ho,,1,0.2，Bε??侧收系数，; m??流量系数，查《水力学》公式(11.18)，取0.335; B??溢流堰过流宽度，B,12.0m; Q，Qq，qii，1ii，1 H??包括行近流速在内o ,,t,,t,,V,V,Vi，1i222的堰上水头，H=H+ a×V/(2×g)。 0o 2.4入库洪水过程线 入库洪水过程根据《查算手册》采用推理公式和径流分配系数法推算，见附件表格。 根据洪水流量过程线、水库的水位,水面容积关系曲线及溢洪道水力参数，由调洪起始水位依次计算，直至洪水过程结束，均由计算机完成。计算机输出各时段末的水位、库容及溢洪道下泄流量。 3 调洪演算结果 大路山水库调度原则为:溢洪道采用正槽式宽顶堰，堰顶高程为164.61m，无闸门控制。本次计算采用无泄量控制的方式，基本过程是:从正常蓄水位164.61m起调，当入库流量大于溢洪道的泄洪能力时，库水位上涨，水库滞洪;至入库流量等于溢洪道的泄洪能力时，水库水位达到该次洪水的最高水位;随后，入库流量小于溢洪道的泄洪能力时，库水位下降。为了工程安全，输水涵洞不参加调洪演算。 根据调洪演算的基本原则和大路山水库库容曲线、泄流曲线重现期为200年、20年、10年的调洪演算结果，见表。 频率P(%) 0.5 5 10 备注 最高水位Z (m) 166.3 166.35 166.55 m 43相应库容Vm(10m) 46.88 47.269 48.794 3相应泄量q (m/s) 13.307 8.859 7.524 m 43滞洪库容(10m) 4.939 0.81 0.30 4. 防洪标准复核 抗洪能力复核主要是对挡洪建筑物的顶部高程进行复核。对西湖水库而言，就是对水库大坝及溢洪道控制段导墙顶部高程进行复核。 五(水库大坝坝顶高程复核 1.大坝坝顶高程复核 由本次洪水复核，20年一遇设计洪水位，200年一遇校洪水位，根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)中的第6.1条规定进行坝顶超高复核计算，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，并按以下运行条件计算，取最大值: 1)正常蓄水位或设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高; 2)校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高; 3)正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高加地震涌浪高。 2.坝顶在水库静水位以上的超高按下式计算: Y=R+e+A 式中:Y—坝顶超高，m; A—安全加高，m; 1)风浪要素按蒲田试验站公式计算: ,0.45gD,,,0.0018,,0.72，，,ghgH,,W,,mm,0.13th0.7th,,,,, 220.7，，WW,,,,gH,,,，，m0.13th0.7,,,,,2W,,,,，，, 0.5 T,4.438hmm Lm=g×Tm2×th(2×π×H/Lm)/(2×π) 式中:h??平均波高，m; m T??平均波周期，s; m W??计算风速，m/s，正常运用条件下W=1.5W;非常运用条件下，0 W=W; 0 W??历年汛期最大风速平均值，m/s; 0 D??风区长度，m; H??水域的平均水深，m，设计工况6.81m，校核工况7.21m; m H??坝前水深，m，设计工况10.22m，校核工况10.82m; 2 g??重力加速度，取9.81m/s; L??平均波长，m。 m 2)风壅水面高度计算 风壅水面高度在有限风区的情况下，按下式计算: 2KWDe,cos, gH2m 式中:e??计算点处的风壅水面高度，m; -6k??综合摩阻系数，取K=3.6×10; D??由计算点逆风向量到对岸的距离(风区长度)，m; oβ??计算风向与坝轴线法线的夹角，()。 3)波浪爬高计算 在风的直接作用下，正向来波的单一斜波上的波浪爬高按下列方法确定: 当m=1.5,5.0时，按下式计算: kk0.5w, R,(hL)mmm20.5(1，m) Rp=Kp×Rm 式中:R??平均波浪爬高，m; m K??斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按规范表A.1.12-1? 确定:取0.9; K??经验系数，根据风速W(m/s)、坝前水深H(m)、重力加速度w 20.5(9.81m/s)组成的无维量W/(gH)，按规范表A.1.12-2确定; R??累积频率为P的波浪高(m); p K??爬高累积频率折算系数按规范表A.1.13确定，对1、2、3级p 土石坝，爬高累积频率取1%，对4、5级土石坝，爬高累积频率取5%; m??斜坡坡率，取2.5; h??平均波高，m; m L??平均波长，m。 m 土石坝安全加高值表 安全加高(m) 运用情况 坝的级别 1 2 3 4、5 设计工况 1.5 1.0 0.7 0.5 校核工况 0.7 0.5 0.4 0.3 各计算要素及成果见表。 3.大坝心墙顶部高程复核 根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第5.5.3条的规定:土质防渗体(心墙)顶部在正常蓄水位或设计洪水位以上的超高为0.6,0.3m;非常运用条件下，防渗体顶部不应低于非常运用条件的静水位。范山水库设计水位为，校核洪水位，超高取，设计洪水位加超高为，因此范山水库大坝防渗心墙顶部高程不得低于(校核洪水位)，现有心墙顶部高程低于 ，不符合规范要求。 4 .溢洪道控制段导墙顶部高程确定 大路山水库溢洪道无闸门控制，运用情况只有泄洪情况。根据《溢洪道设计规范》(SL253—2000)中的第2.3.7条规定，在宣泄校核洪水时溢洪道控制段的导墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高值。范山水库溢洪道为5级建筑物，《溢洪道设计规范》(SL253—2000)中有3级以上建筑物的安全超高值，没有4、5级建筑物的安全超高值，本工程参考3级建筑物的安全超高值取为0.3m。因此，范山水库溢洪道控制段导墙顶部高程应高于，现有控制段导墙高程为，符合规范要求。 5.计算结论 (1)本次设计布置的溢洪道尺寸能满足该水库防洪标准泄洪的要求，相应水位分别为:重现期10年设计洪水位为166.032m，相应最大下泄流量 325.983(m/s);重现期20年设计洪水位为165.9155m，相应最大下泄流量 329.479(m/s);重现期200年校核洪水位为166.813m，相应最大下泄流量 356.086(m/s)。 (2)大路山水库大坝坝顶高程满足规范所要求的坝顶超高，根据规范计算所需的坝顶高程最低为:正常运用时167.65m，非常运用时167.96m;现有坝顶高程大坝为167.8m，满足满足规范要求。 (3)大路山水库溢洪道控制段为山体开挖而成，导墙顶部现有高程比《碾压式土石坝设计规范》要求的低，满足规范要求。 (4)大路山水库大坝防渗心墙顶部高程不得低于(校核洪水位)167.96m. 坝顶超高复核计算成果表 计算情况 正常运用 非常运用 多年平均最大风速W,m/s, 16.8 16.8 风区长度D,m, 600 600 水域的平均水深H,m, 6.81 7.21 m 计算风速W,m/s, 25.2 16.8 水库静水位,m, 165.915 166.813 最大风壅水面高度,m, 0.010 0.004 平均波高h(m) 0.31 0.20 m 平均波周期Tm(s) 2.47 1.99 平均波长L(m) 9.54 6.16 m 平均波浪爬高R(m) 0.67 0.38 m Rp/Rm 1.84 1.84 累计频率的爬高R(m) 1.23 0.84 p% 安全加高A(m) 0.5 0.3 坝顶超高y(m) 1.74 1.15 计算最低坝顶高程(m) 167.65 167.96 参考文献 【1】湖南省水利水电厅.湖南省暴雨洪水查算手册[S].北京:中国水利水电出版社，1984. 【2】詹道江，徐向阳，陈元芳主编.工程水文学.北京: 中国水利水电出版社，2010. 【3】中华人民共和国水利部.SL 274,2001 碾压式土石坝设计规范[S]. 北京:中国水利水电出版社，2001. 【4】中华人民共和国水利部.SL 44,2006 水利水电工程设计洪水计算规范[S]. 北京:中国水利水电出版社，2006. 【5】中华人民共和国水利部.SL 104,1995 水利工程水利计算规范[S]. 北京:中国水利水电出版社，1995. 【6】中华人民共和国水利部.SL253—2000 溢洪道设计规范[S]. 北京:中国水利水电出版社，2000. 顶超高复核计算成果表