工程水文學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、天 津 農(nóng) 學(xué) 院 工程水文學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目： 工程水文學(xué)課程設(shè)計(jì) 系 別： 水利工程系 專 業(yè)： 水文與水資源 學(xué)生姓名: 王澤 學(xué) 號: * 起迄日期: 12年05月28日 12年06月03日 指導(dǎo)教師: 教研室主任： 11目 錄一、原始數(shù)據(jù)1、流域概況2、氣象3、測站及主要資料二、設(shè)計(jì)過程 （一）設(shè)計(jì)年徑流量及年內(nèi)分配分析計(jì)算1、數(shù)據(jù)資料2、設(shè)計(jì)任務(wù)3、設(shè)計(jì)年徑流量分析計(jì)算（二）推求設(shè)計(jì)洪水1、原始數(shù)據(jù)2、設(shè)計(jì)任務(wù)3、設(shè)計(jì)計(jì)算分析4、同頻率放大法推求設(shè)計(jì)洪水過程線三、主要參考文獻(xiàn)工程水文學(xué)課程設(shè)計(jì)一原始數(shù)據(jù)1流域概況a河屬于長江流域漢江水系，發(fā)源于河南省全長373.1公里。根據(jù)2

2、002年6月某縣水利電力局編制的縣水電資源規(guī)劃，該縣境內(nèi)水能資源可開發(fā)量4775千瓦，年發(fā)電1881千瓦時(shí)，已開發(fā)量325千瓦。擬計(jì)劃在a河干流建b水電站，為徑流引水式。渠首壩位于上級電站下游60米處，此處為深山區(qū)，河道較窄，布置建筑物可節(jié)省工程量。電站樞紐位于渠首壩下游9公里處。交通條件較好。2.氣象工程所在區(qū)域?qū)倥瘻貛降丶撅L(fēng)氣候區(qū)，一年四季分明，光照充足。由于山高谷深，地形復(fù)雜，氣溫垂直變化較大。據(jù)氣象站資料統(tǒng)計(jì)：該地區(qū)年最高氣溫38，最低氣溫-12，多年平均氣溫14.5，無霜期165天，平均日照2960小時(shí)。根據(jù)該地雨量站c統(tǒng)計(jì)資料，該區(qū)降雨量年內(nèi)分配不均，69月份降雨量占全年的70%

3、左右，暴雨多出現(xiàn)在79月份，冬季降雨量偏少，僅占810%。年徑流變化規(guī)律與降水量一致。區(qū)內(nèi)夏季盛行偏東風(fēng)，冬季則多西北風(fēng)，年平均風(fēng)速1.5米/秒，最大風(fēng)速12米/秒。3. 測站及主要資料工程所在區(qū)域附近只有c雨量站，沒有水文測站，但在下游境內(nèi)有d水文站，該站位于設(shè)計(jì)電站b下游87公里的a河干流上，控制流域面積300平方公里。測站資料情況見表1。表1 測站資料情況表 資料年限 項(xiàng)目測站站名流域面積、位置（平方公里）年 限備 注 d水文站30019611999資料系列連續(xù)，現(xiàn)搜集到19611999年實(shí)測徑流系列和19611999年實(shí)測洪水資料b電站渠首壩控制流域面積為250平方公里，其上游有c雨量

4、站，根據(jù)所搜集到的資料進(jìn)行整理得出，69月份占全年降雨量的67%。由于只有一個(gè)雨量站，利用降雨推求徑流誤差較大；d水文站位于b電站下游，具有長系列實(shí)測徑流資料，采用此系列進(jìn)行徑流推算比較合適。二設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)計(jì)年徑流量及年內(nèi)分配分析計(jì)1、數(shù)據(jù)資料表2 d水文站年徑流資料表年 序123456789年徑流量(m3/s)46.125.621.520.819.718.617.817.717.2年 序101112131415161718年徑流量(m3/s)17.014.914.714.314.314.213.913.813.8年 序192021222324252627年徑流量(m3/s)13.613.

5、213.112.812.612.212.111.911.3年 序282930313233343536年徑流量(m3/s)9.69.59.489.118.027.816.485.925.41年 序37年徑流量(m3/s)5.22表3 不同代表年月分配百分比月份678910111212345全年豐水代表年月分配百分比%（25%）11.51917.914.59.18.54.32.62.72.543.4100平水代表年月分配百分比%（50%）10.219.816.813.18.78.65.94.53.21.22.55.5100枯水代表年月分配百分比%（75%）10.918.814.313.311.59

6、.85.142.72.43.83.41002、設(shè)計(jì)任務(wù)b水電站附近無實(shí)測洪水資料，但其下游d水文站具有39年實(shí)測洪水資料，且有一場特大洪水,另外通過查閱調(diào)查歷史洪水資料，得知d站150年間有2次特大洪水，為5100 m3/s，4800 m3/s經(jīng)分析考證，可以斷定150年來沒有遺漏比3410 m3/s更大的洪水，洪水資料見表4。另外，b水電站和d水文站自然氣象條件接近，同屬一個(gè)降雨區(qū)，因此b水電站站址處設(shè)計(jì)洪峰可由d水文站參證站間接計(jì)算。3、設(shè)計(jì)年徑流量分析計(jì)算表2 d水文站實(shí)測洪水資料表 單位：m3年份年徑流量 x 序號 按大小排列 xi (m3)模比系數(shù)kiki-1(ki-1)2p=m/(

7、n+1) (%)(m3)146.1146.13.25 2.25 5.05 2.63 225.6225.61.80 0.80 0.64 5.26 321.5321.51.51 0.51 0.26 7.89 420.8420.81.46 0.46 0.22 10.53 519.7519.71.39 0.39 0.15 13.16 618.6618.61.31 0.31 0.10 15.79 717.8717.81.25 0.25 0.06 18.42 817.7817.71.25 0.25 0.06 21.05 917.2917.21.21 0.21 0.04 23.68 101710171.20

8、 0.20 0.04 26.32 1114.91114.91.05 0.05 0.00 28.95 1214.71214.71.04 0.04 0.00 31.58 1314.31314.31.01 0.01 0.00 34.21 1414.31414.31.01 0.01 0.00 36.84 1514.21514.21.00 0.00 0.00 39.47 1613.91613.90.98 -0.02 0.00 42.11 1713.81713.80.97 -0.03 0.00 44.74 1813.81813.80.97 -0.03 0.00 47.37 1913.61913.60.96

9、 -0.04 0.00 50.00 2013.22013.20.93 -0.07 0.00 52.63 2113.12113.10.92 -0.08 0.01 55.26 2212.82212.80.90 -0.10 0.01 57.89 2312.62312.60.89 -0.11 0.01 60.53 2412.22412.20.86 -0.14 0.02 63.16 2512.12512.10.85 -0.15 0.02 65.79 2611.92611.90.84 -0.16 0.03 68.42 2711.32711.30.80 -0.20 0.04 71.56 289.6289.6

10、0.68 -0.32 0.10 73.62 299.5299.50.67 -0.33 0.11 76.32 309.48309.480.67 -0.33 0.11 78.95 319.11319.110.64 -0.36 0.13 81.58 328.02328.020.57 -0.43 0.18 84.21 337.81337.810.55 -0.45 0.20 86.84 346.48346.480.46 -0.54 0.30 89.47 355.92355.920.42 -0.58 0.34 92.11 365.41365.410.38 -0.62 0.38 94.77 375.2237

11、5.220.37 -0.63 0.40 97.37 合計(jì)525.25525.2537.00 0.00 9.04 1）計(jì)算系列的多年平均徑流量 =（）/n=525.25/37= 14.20m3利用公式求= 0.252） 通過應(yīng)用水文頻率計(jì)算適線軟件，獲取數(shù)據(jù)。如下表：序號年徑流量頻率序號年徑流量頻率序號年徑流量頻率146.12.63 1414.336.84 2711.371.56 225.65.26 1514.239.47 289.673.62 321.57.89 1613.942.11 299.576.32 420.810.53 1713.844.74 309.4878.95 519.713.

12、16 1813.847.37 319.1181.58 618.615.79 1913.650.00 328.0284.21 717.818.42 2013.252.63 337.8186.84 817.721.05 2113.155.26 346.4889.47 917.223.68 2212.857.89 355.9292.11 101726.32 2312.660.53 365.4194.77 1114.928.95 2412.263.16375.2297.37 1214.731.58 2512.165.79 1314.334.21 2611.968.42 3）輸入樣本實(shí)測年徑流，應(yīng)用參數(shù)

13、估計(jì)并繪制曲線得下圖：豐水年得cv=0.44,cs=13.87縮放比k 平水年得cv=0.5,cs=2.32枯水年得cv=0.53,cs=2.33 計(jì)算結(jié)果如下表：月份678910111212345全年豐水代表年月分配百分比%（25%）11.51917.914.59.18.54.32.62.72.543.4100縮放比k0.160.160.160.160.160.160.160.160.160.160.160.16豐水設(shè)計(jì)年月分配百分比%（25%）1.843.04 2.86 2.32 1.46 1.36 0.69 0.42 0.43 0.40 0.64 0.54 15.93平水代表年月分配百分

14、比%（50%）10.219.816.813.18.78.65.94.53.21.22.55.5100縮放比k0.130.130.130.130.130.130.130.130.130.130.130.13平水設(shè)計(jì)年月分配百分比%（50%）1.332.57 2.18 1.70 1.13 1.12 0.77 0.59 0.42 0.16 0.33 0.72 12.76枯水代表年月分配百分比%（75%）10.9 18.814.313.311.59.85.142.72.43.83.4100縮放比k0.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.1枯水設(shè)計(jì)年月分配百分比%（75%）

15、1.091.881.431.331.150.980.510.40.270.240.380.349.51 (二)推求設(shè)計(jì)洪水1、原始數(shù)據(jù)表4 d水文站實(shí)測洪水資料表年 份123456789洪峰流量(m3/s)341026302200164016001420132012701220年 份101112131415161718洪峰流量(m3/s)11901160107010201000950928916910年 份192021222324252627洪峰流量(m3/s)875765759690670653649560535年 份282930313233343536洪峰流量(m3/s)530526482

16、475453445420420417年 份373839洪峰流量(m3/s)3211171052、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)b水電站規(guī)劃擬定的工程規(guī)模及各類建筑物的等級，初定下列洪水標(biāo)準(zhǔn)： 五十年一遇，百年一遇，以滿足工程設(shè)計(jì)要求。3、設(shè)計(jì)計(jì)算分析崗南水庫洪峰流量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算頻率表按數(shù)量大小排列獨(dú)立樣本法按數(shù)量大小排列獨(dú)立樣本法年份qm（m3/s)pm=m/(n+1)pm=m/(n+1)年份qm（m3/s)pm=m/(n+1)pm=m/(n+1)151002.38 2276550.00 248004.76 2375952.50 334102.50 2469055.00 426305.00 2567057.50 5

17、22007.50 2665360.00 6164010.00 2764962.50 7160012.50 2856065.00 8142015.00 2953567.50 9132017.50 3053070.00 10127020.00 3152672.50 11122022.50 3248275.00 12119025.00 3347577.50 13116027.50 3445380.00 14107030.00 3544582.50 15102032.50 3642085.00 16100035.00 3742087.50 1795037.50 3841790.00 1892840.00 3932192.50 1991642.50 4011795.00 2091045.00 4110597.50 2187547.50 利用水文頻率分布曲線適線軟件繪制b水電站洪峰流量頻率曲線，如圖五十年一遇通過圖得出