水文水利課程設(shè)計報告

課程設(shè)計報告(2012—2013年度第1學期)名稱：水文水利計算題目：紅楓水庫設(shè)計洪水過程線推求院系：班級：學號：學生姓名：指導(dǎo)教師：設(shè)計周數(shù)：1周成績：日期：2013年1月4日課程課程設(shè)計報告PAGE14一、課程設(shè)計的目的與要求設(shè)計目的《水文水利計算》是水文水資源工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，它包括水文分析與計算以及各種水文要素收集、測量和水文資料整編等內(nèi)容。它的主要任務(wù)是研究和收集各種地表水體的水文要素，把得到的各種水文資料用適當?shù)姆椒ê鸵?guī)定的格式整編成為系統(tǒng)完整的水文資料，并運用這些資料進行設(shè)計年徑流及設(shè)計洪水計算，供國民經(jīng)濟各部門和水利工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計等階段使用。該課程的實踐性較強，課程設(shè)計是實踐性教學的重要途徑之一。為了進一步促進學生鞏固課本知識，加深對課程內(nèi)容的消化與吸收，提高學生分析、解決實際問題的能力，并為今后走上工作崗位從事相關(guān)的工作打下堅實的基礎(chǔ)，進行了這次課程設(shè)計。設(shè)計要求運用所學的設(shè)計洪水計算方面的知識，完成長江流域烏江南岸支流貓?zhí)犹菁壖t楓水電站的設(shè)計洪水計算，推求出滿足設(shè)計標準和校核標準的設(shè)計洪水過程線，為電站規(guī)模的確定提供必要的設(shè)計資料。二、基本資料水庫基本資料流域概況紅楓水庫所轄貓?zhí)恿饔颍挥跂|經(jīng)105°59′~106°43′，北緯26°09′~26°59′之間。上游有二源：左源狗橋河，右源羊昌河作為干流，發(fā)源于安順縣，兩源在紅楓匯合后向東北流經(jīng)清鎮(zhèn)、修文和貴陽等縣市，于沙坡注入烏江。河流全長181km，落差549.6m，平均比降3.04‰，流域面積3195km2。貓?zhí)恿饔虺誓媳毕颡M長形，介于三岔河與南明河之間，南面以苗嶺與珠江水系相隔，分水嶺高程在1500m左右。流域形狀呈兩頭大中間小，中間收縮在紅楓附近。地勢自西向東漸減，左岸高于右岸。全河可分為三段，紅楓以上為上游，屬淺山丘陵區(qū)，沿河兩岸多階地，流域平均高程1327m，干流河長99.5km，河床坡降1.21‰；紅楓至百花為中游，由丘陵向山岳過渡，河谷逐漸由寬緩變?yōu)檎睿瑑砂渡椒鍧u高，流域平均高程1295m，干流河長24.lkm，河床坡降2.06‰；百花以下為下游，河流進入高山峽谷，流域平均高程1302m，地形高差達300-400m，兩岸多為陡壁，基巖裸露，灘多水急，干流河長57.4km，平均河床坡降7.05‰，貓?zhí)酉掠斡野遁^大支流有李官河、修文河、峽蛤橋河，左岸有羊皮洞等三條暗河匯入。貓?zhí)由嫌蔚匦伪容^開闊，下游山陡谷深，和一般河谷地貌的常態(tài)正好相反。貓?zhí)恿饔蛭挥谫F州省中部，是烏江南岸一級支流，流域面積3195km2，是一條落差大，水量豐富，地理位置好，開發(fā)條件較為優(yōu)越的中型河流。全流域為七級開發(fā)，分別命名為紅楓(一級)、百花(二級)、李官(二級半)、修文(三級)、窄巷口(四級)、紅林(五級)、紅巖(六級)。梯級原設(shè)計總裝機容量252MW，運行三十多年來累積發(fā)電量250億kwh，為貴州省經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻，流域梯級分布見圖1。降雨特性貓?zhí)恿饔驅(qū)賮啛釒Ъ撅L氣候區(qū)，全年溫暖濕潤多雨，紅楓以上多年平均降雨量1232mm。降雨年際變化較為穩(wěn)定，但年內(nèi)變化較大，降雨多集中在5-9月，占全年雨量的70%，而以6、7月更為集中。降雨在地區(qū)上分布呈自上游向下游遞減趨勢。暴雨以6、7月最多，持續(xù)時間多在1-2日內(nèi)，而以一日最多，圖圖1貓?zhí)恿饔驁D暴雨的主雨峰時段一般常發(fā)生在夜間，白天降雨強度驟減，因此一般一日降水量主要集中在9-12小時，短歷時暴雨強度很大。根據(jù)貴州省可能最大降雨分布編圖辦公室對全省暴雨天氣普查分析：造成貓?zhí)拥貐^(qū)大暴雨的主要天氣系統(tǒng)為長江橫切變類(占30%)，兩高切變類(占30%)，冷風低槽類(占26%)。地面系統(tǒng)以冷鋒南下形成的暴雨次數(shù)最多，其次是靜止鋒。洪水特性貓?zhí)恿饔蜓雌陂_始于5月，結(jié)束在9月，年最大洪水多發(fā)生在6、7月，峰高量大。洪枯流量相差大。如修文電廠水文站1959年6月26日至7月2日一次洪水總量達3.5億m3，為該站多年平均徑流量的27%，而洪峰流量1740m3/s為多年平均流量40.6m流域集水面積雖不大，但因山丘起伏，地形較為復(fù)雜，暴雨常呈塊狀或條狀分布，因暴雨集中地區(qū)不同，使洪水組合情況較為復(fù)雜。紅楓以上河網(wǎng)發(fā)育，左岸地勢較陡，匯流較快，右岸較開闊，匯流較慢，因而在紅楓常出現(xiàn)復(fù)式洪峰，一次洪水歷時一般5-7天，漲水歷時9-36h不等，其洪量主要集中在2-3天。紅楓以下河床深切，兩岸坡陡，匯流迅速，常因強度大而集中的暴雨形成尖瘦洪水，又因流域內(nèi)暴雨中心移動路徑多為逆流而上或橫跨各支流，所以上下游洪峰往往錯開，在修文河口出現(xiàn)復(fù)式洪峰，紅楓上下各區(qū)間一次洪水歷時一般為2.5天，漲水歷時5-15h，其洪量主要集中在1-2天內(nèi)。數(shù)據(jù)資料水庫簡況紅楓水庫建于1960年，是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪、供水、旅游等綜合利用的不完全多年調(diào)節(jié)水庫，控制流域面積1596km2，流域平均高程1327m，河床坡降1.21‰，正常蓄水位以下總庫容為5.896億m3，是確保貓?zhí)犹菁壏篮榘踩年P(guān)鍵性工程。紅楓水庫運行設(shè)計指標見表1。歷史洪水資料貓?zhí)痈芍Я髟M行過多次洪水調(diào)查。1957年7月和1958年1月～6月，先后有成都水電設(shè)計院和貴州水電勘測處(國家電力公司貴陽勘測設(shè)計研究院前身命名)在干流五里橋、狗洞及紅楓、小屯坡、獅子石等河段作過歷史洪水的調(diào)查。對該流域1959年、1960年及1963年連續(xù)發(fā)生的較大洪水，國家電力公司貴陽勘測設(shè)計研究院也都及時進行了調(diào)查。1965年長辦水文處在下游獅子石河段進行了洪水調(diào)查，于1975年12月在《烏江干流及主要支流歷史洪水調(diào)查資料匯編》中進行了刊布，1978年又收集了歷史洪水文獻資料。貓?zhí)恿饔蚋骱佣魏樗{(diào)查成果見表2。除1912年洪水主要集中在中、下游外，其它洪水年份上下游基本相應(yīng)，可以通過流域面積比例關(guān)系插補出紅楓壩址的洪峰流量，再由峰量關(guān)系推算出洪量，其成果見表3。表2貓?zhí)恿饔蚋骱佣魏樗{(diào)查成果表調(diào)查河段地點流域面積（km2）調(diào)查成果(按大小排位)序位1234干流紅楓1596年份195919151920流流五里橋1818年份1880195918991934流量18001570干流獅子石2792年份百多年前189219121934流量4690328025402160表3紅楓壩址歷史洪水峰、量成果表年份洪峰流量(m3/s)最大三日洪量(億m3)最大七日洪量(億m3)備注183032504.785.661830、1892年洪水移用獅子石站洪峰模(Qmax/F＾0.66)189220903.073.75

三、計算公式頻率計算均值計算變差系數(shù)Cv值計算頻率計算（統(tǒng)一樣本法）特大洪水：末項頻率：普通洪水：設(shè)計洪水計算洪峰放大倍比計算最大三天洪量放大倍比計算最大七天洪量放大倍比計算

四、頻率配線圖、表格、數(shù)據(jù)配線結(jié)果最大洪峰流量頻率計算表格序號年份流量頻率序號年份流量頻率1183032500.25%31197855549.16%2199123001.14%32199455050.85%3189220901.70%33199754352.55%4196315003.40%34199551554.24%5195914005.09%35196150755.94%6195210206.79%36198249957.63%7199210208.48%37197149459.33%8195494810.18%38199349461.02%9194891611.87%39195348662.72%10196089813.57%40195848464.41%11196583515.26%41199848366.11%12199981916.96%42198847167.8065%43199046669.4935%44197546071.1904%45198044872.88%16195077123.74%46198644374.5843%47196944076.2713%48195642877.97%19200475728.82%49198442479.66%20194973530.52%50197441081.36%21197972332.21%51195140483.05%22199670433.90%52200140384.75%23197069835.60%53196739286.44%24197368437.29%54200338088.14%25197767438.99%55195737189.83%26196463240.68%56198735091.53%27197662442.38%57198328593.22%28200258944.07%58196628394.92%29196257745.77%59198926196.61%30194756047.46%60198116298.31%均值644.92變差系數(shù)Cv0.56三天最大洪峰流量頻率計算表格序號流量頻率序號流量頻率14.780.25%310.87449.16%23.5991.14%320.85650.85%33.071.70%330.85452.55%42.1623.40%340.84854.24%51.635.09%350.83955.94%61.596.79%360.8357.63%71.4078.48%370.8359.33%81.39710.18%380.80661.02%91.38911.87%390.80462.72%101.33613.57%400.78664.41%111.27415.26%410.75766.11%121.2716.96%420.73667.80%131.21918.65%430.7369.49%141.2120.35%440.71871.19%151.17122.04%450.7172.88%161.14923.74%460.70774.58%171.13125.43%470.70576.27%181.1227.13%480.70177.97%191.1128.82%490.60879.66%201.10230.52%500.59981.36%211.0232.21%510.5983.05%220.99533.90%520.53684.75%230.94135.60%530.51386.44%240.93837.29%540.50888.14%250.93738.99%550.50589.83%260.9340.68%560.49391.53%270.92242.38%570.42993.22%280.88844.07%580.4194.92%290.87445.77%590.40896.61%300.87447.46%600.21498.31%均值0.96變差系數(shù)Cv0.54七天最大洪峰流量頻率計算表格序號年份流量頻率序號年份流量頻率118305.660.25%3119941.29249.16%219915.2891.14%3219671.28750.85%318923.751.70%3319731.23152.55%419542.613.40%3419951.22854.24%519592.585.09%3519611.19455.94%619602.4326.79%3619761.18957.63%720002.3818.48%3720011.17559.33%819922.17810.18%3819931.15661.02%919772.14111.87%3919681.13762.72%1019482.1413.57%4019581.11364.41%1119642.04115.26%4120021.07866.11%1219631.98816.96%4219521.06267.80%1319701.89718.65%4319531.0669.49%1419791.84620.35%4419571.02271.19%1519991.84422.04%451951172.88%1619851.72923.74%461986174.58%1719501.72825.43%4719740.98376.27%1819961.72527.13%4819470.96577.97%1919691.69328.82%4919820.94479.66%2019901.54630.52%5019840.88881.36%2119491.5432.21%5119800.88283.05%2219971.53433.90%5219750.86184.75%2319721.52535.60%5319870.85386.44%2419651.50137.29%5419620.78288.14%2519551.46238.99%5519660.72989.83%2619711.44240.68%5619560.72291.53%2720041.44242.38%5720030.69293.22%2819881.41244.07%5819830.65894.92%2919981.34145.77%5919890.6296.61%3019781.32547.46%6019810.27198.31%均值1.43變差系數(shù)Cv0.49頻率配線結(jié)果項目QW3W7均值626.270.931.4Cv0.550.560.52Cs2.893.242.16設(shè)計洪峰/洪量2703.833.994.92校核洪峰/洪量5039.47.518.28典型洪水最大洪峰、洪量結(jié)果典型年最大洪峰、洪量結(jié)果最大洪峰Q（m^3/s）最大三天洪量W3（億立方米)最大七天洪量（億立方米)7041.151.6放大倍比結(jié)果放大倍比結(jié)果P=0.5%的設(shè)計洪水值P=0.01%的校核洪水值KQ3.847.16K33.476.53K72.071.711996.7洪水過程線結(jié)果時間典型洪水P=0.5%的設(shè)計洪水P=0.01%的校核洪水放大倍比放大流量修勻流量放大倍比放大流量修勻流量M^3/sM^3/sM^3/sM^3/s7月1號1232.07254.61279.211.71210.33286.592號05228.12.07472.167517.7871.71390.051531.4732號08236.52.07489.555536.8551.71404.415551.0452號11242.12.07501.147549.5671.71413.991614.0932號14122.42.07253.368612.3351.71209.304823.3552號17206.83.47717.596645.2166.531350.4041182.8962號20253.63.47879.992791.2326.531656.0081450.5922號232693.47933.43839.286.531756.571538.683號02315.13.471093.397983.1126.532057.6031802.3723號05443.73.471539.6391254.3446.532897.3612337.9643號08447.33.471552.1311375.5766.532920.8692558.5563號11457.83.471588.5661528.3366.532989.4342918.6163號14538.53.471868.5951680.126.533516.4053380.223號17654.23.472270.0742041.1046.534271.9263742.0243號207043.842703.362316.167.165040.644111.363號23668.93.472321.0832156.9686.534367.9173926.1084號02641.23.472224.9642000.5446.534187.0363767.6644號05633.63.472198.5921976.8326.534137.4083624.1924號08592.53.472055.9751848.66.533869.0253389.14號11562.43.471951.5281754.6886.533672.4723216.9284號14531.33.471843.6111657.6566.533469.3893009.0364號17458.43.471590.6481430.2086.532993.3522622.0484號20433.53.471504.2451352.526.532830.7552479.624號233663.471270.021141.926.532389.982093.525號02319.63.471109.012997.1526.532086.9881828.1125號05292.23.471013.934911.6646.531908.0661671.3845號08251.43.47872.358784.3686.531641.6421438.0085號11227.83.47790.466710.7366.531487.5341303.0165號14206.73.47717.249644.9046.531349.7511182.3245號17379.43.471316.518589.2346.532477.482843.3455號20195.92.07405.513444.6931.71334.989556.4475號23160.12.07331.407363.4271.71273.771373.0336號02150.82.07312.156342.3161.71257.868351.3646號05136.52.07282.555309.8551.71233.415318.0456號08186.52.07386.055323.3551.71318.915234.5457月7號90.82.07187.956206.1161.71155.268211.564

典型、設(shè)計、校核洪水折線圖

五、心得體會當所有的課程設(shè)計結(jié)果出來的時候，心里的自豪感上升到最高點！這是整個小組精誠配合、共同努力的結(jié)果，也是我自己這一周以來的勞動結(jié)晶。水文水利計算是我們專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課，為了檢驗我們在這個學期對這門課程知識的掌握程度，老師為我們安排了這次課程設(shè)計，大家都覺得