水文水利計(jì)算課程設(shè)計(jì)

目錄第一章設(shè)計(jì)水庫概況 11.1流域概況 11.2工程概況 1第二章年徑流分析計(jì)算 42.1徑流資料來源 42.2年徑流資料的審查 42.2.1資料可靠性審查 42.2.2資料一致性審查 42.2.3資料代表性審查 42.3設(shè)計(jì)年徑流分析計(jì)算 42.3.1水利年劃分 42.3.2繪制年徑流頻率曲線 4頻率曲線線型選擇 4經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算 5頻率曲線參數(shù)估計(jì) 5繪制頻率曲線 52.3.3計(jì)算成果 72.3.4成果合理性分析 72.4設(shè)計(jì)代表年徑流分析計(jì)算 72.4.1代表年的選擇應(yīng)用實(shí)測徑流資料選擇代表年的原則： 72.4.2設(shè)計(jì)代表年徑流年內(nèi)分配計(jì)算 72.4.3代表年內(nèi)徑流分配成果 7第三章設(shè)計(jì)洪水分析 93.1洪水資料的審查 93.1.1洪水資料可靠性審查 93.1.2洪水資料一致性審查 93.1.3洪水資料代表性審查 93.2特大洪水的處理 93.3設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算 93.3.1頻率曲線線型選擇 93.3.2經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算 93.3.3頻率曲線參數(shù)估計(jì) 103.3.4繪制頻率曲線 103.3.5成果合理性分析 133.3.6計(jì)算成果 133.4設(shè)計(jì)洪水過程線 133.4.1典型洪水過程線的選取 133.4.2推求設(shè)計(jì)洪水過程線方法 133.4.3計(jì)算成果 143.4.4設(shè)計(jì)洪水過程線的繪制 14第四章興利調(diào)節(jié) 164.1興利調(diào)節(jié)計(jì)算的方法 164.2興利調(diào)節(jié)計(jì)算 164.2.1來水量的確定 164.2.2用水量的確定 16灌溉用水量的確定 16城鎮(zhèn)生活供水 164.2.3死水位與死庫容的確定 17死水位的確定 17死庫容的確定 174.2.3水量損失的確定 184.2.4滲漏損失 184.2.5計(jì)入水量損失的興利調(diào)節(jié) 184.2.7計(jì)算成果 18第五章水庫調(diào)洪演算 205.1泄洪方案的擬定 205.2水庫調(diào)洪的基本原理 205.3水庫調(diào)洪的列表試算法 215.4計(jì)算成果 225.4.1不同重現(xiàn)期洪水的水庫調(diào)洪試算 225.4.2特征水位及特征庫容 25參考文獻(xiàn) 26第一章設(shè)計(jì)水庫概況1.1流域概況石堡川河系洛河左岸的一級(jí)支流，發(fā)源于陜西省黃龍山脈的宜川縣豐河溝海拔1700m的中字梁，流經(jīng)宜川、黃龍、洛川、白水等縣，于白水縣法家塔匯入洛河。流域面積950.3km2，河流全長79.3km，是洛河的第四大支流，河流水系分布見圖1-1。石堡川河流域?qū)倥瘻貛Т箨懠撅L(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，春秋兩季為過渡期。石堡川水庫壩址缺乏氣象資料，而黃龍氣象站位于壩址以上流域中心處，故借用黃龍氣象站的觀測資料加以說明。黃龍氣象站1952年設(shè)立，位于北緯35°35′，東經(jīng)109°50′。據(jù)該站1960～1998年實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降水量為575mm，多年平均氣溫為8.5℃，極端最高氣溫36.9℃（1991年7月20日），最低氣溫為-25.1℃（1991年12月28日）；多年平均蒸發(fā)量1561mm，多年平均風(fēng)速2.5m/s，最大風(fēng)速根據(jù)流域規(guī)劃，擬在洛川縣石頭鄉(xiāng)盤曲河村東500m修建一水庫，水庫壩址以上流域面積820km2，河道長62.1km，河床平均比降8.3%。壩址位于黃土塬區(qū)，壩址處河床高程884m。壩址以上流域海拔高程880～1700m1.2工程概況水庫以灌溉為主，兼顧防洪、供水等多項(xiàng)任務(wù)。水庫灌溉設(shè)計(jì)保證率為75%。水庫承擔(dān)著下游0.5萬人民群眾的生活全保障任務(wù)，同時(shí)還涉及到下游西延鐵路、渭清鐵路、108國道、王莽寨電站、黨家灣電站、蒲白煤礦供水站、洛惠渠渠首等工程的防洪安全。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）和“水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)”（SL252-2000），該水庫為Ⅲ等中型水利工程，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)維持2000年除險(xiǎn)加固時(shí)采用的防洪標(biāo)準(zhǔn)不變，即100年一遇洪水設(shè)計(jì)，1000年一遇洪水校核。

圖4-1石堡川水庫流域水系圖水庫樞紐由攔河大壩、輸水洞、泄洪洞、泄洪底洞和溢洪道五部分組成。輸水洞位于大壩左側(cè)，全長171.1m，進(jìn)口底坎高程905.7m，出口高程905.12m，比降1/300，洞徑2.4m，為鋼筋混凝土襯砌的圓形有壓洞。該洞最大引水能力56m3/s，進(jìn)口為喇叭型，控制建筑物為圓形放水塔，塔徑4.8m，塔高36.8m；放水塔設(shè)平板工作閘門和檢修閘門各一扇，尺寸為2.4m×泄洪洞位于大壩左岸。全長402.6m，進(jìn)口高程920m，比降1/14，洞身為4.6m×6.0m的圓拱直墻型無壓隧洞，最大泄洪能力300m3/s。進(jìn)口設(shè)有平板工作閘門與檢修閘門各一扇，孔口尺寸為4.6m×4.5m，工作閘門啟閉機(jī)采用QPG630KN-17m，檢修閘門啟閉機(jī)采用QPG320KN-17m。泄洪底洞位于大壩右岸，由施工導(dǎo)流洞改建而成。全長317.9m，進(jìn)口高程896.5m，出口高程883.3m，比降1/50，洞徑2.0m的圓形壓力隧洞，最大泄洪能力為43m3/s；放水塔為圓形，塔徑4.0m，塔高45.15m，分別設(shè)有平板工作閘門和檢修閘門各一扇，閘門尺寸為2.0m×1.8m，工作閘門啟閉機(jī)采用QPG630KN-42m，檢修閘門采用啟閉機(jī)QPG320KN

第二章年徑流分析計(jì)算2.1徑流資料來源由于石堡川水庫壩址缺乏氣象資料，而上游黃龍氣象站與壩址控制水面面積小于5%所以可用水文比擬法直接引用。2.2年徑流資料的審查2.2.1資料可靠性審查獲得的水文資料均來自水文站觀測得到，觀測質(zhì)量較好，且每年的觀測資料都經(jīng)水文與水資源局整編，認(rèn)為資料精度可靠。2.2.2資料一致性審查就年徑流系列而言，它的一致性是建立在氣候條件和下墊面條件的穩(wěn)定性上。一般可以認(rèn)為氣候條件的變化極其緩慢，它相對(duì)穩(wěn)定。擬在洛川縣石頭鄉(xiāng)盤曲河村東500m處，壩址以上流域海拔高程880～1700m，流域中上游為黃土林區(qū)，占?jí)沃芬陨狭饔虻乃姆种?，區(qū)內(nèi)高山起伏，河谷狹窄，森林茂密；流域下游為黃土塬區(qū)，占?jí)沃芬陨狭饔虻乃姆种唬瑴羡挚v橫，植被為荒草及少量灌木，總體較差。且上游無水庫、引水工程，因此可以認(rèn)為年徑流資料具有一致性。2.2.3資料代表性審查該水文站具有1975～2015年共41年的月平均流量資料，可認(rèn)為是長期實(shí)測徑流資料而且資料包括了豐、平、枯三種水文情況。此外，該水文站位于該河上，水文站的徑流資料與設(shè)計(jì)水庫的徑流資料存在成因聯(lián)系，所以該資料系列具有代表性。2.3設(shè)計(jì)年徑流分析計(jì)算2.3.1水利年劃分根據(jù)不同設(shè)計(jì)保證率下用水資料和多年年徑流來水資料，可以看出從各年8月份水庫開始有余水，到次年7月份缺水結(jié)束。所以，將每年8月份作為這一水利年的起始月，而將下一年7月份為這一水利年的終止月。2.3.2繪制年徑流頻率曲線頻率曲線線型選擇根據(jù)SL278-2002中規(guī)定“徑流頻率曲線的線型應(yīng)采用皮爾遜Ⅲ型”故年徑流頻率線型采用皮爾遜Ⅲ型。經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算根據(jù)SL278-2002中規(guī)定，在??項(xiàng)連序徑流系列中按大小次序排列的第??項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率應(yīng)按下式數(shù)學(xué)期望公式計(jì)算P=mn+1式中??取1,2,…，n。頻率曲線參數(shù)估計(jì)根據(jù)SL278-2002中規(guī)定，年徑流頻率曲線的統(tǒng)計(jì)參數(shù)采用均值、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)表示統(tǒng)計(jì)參數(shù)可用矩法等方法初估。CV=1n-1Cs=3CV繪制頻率曲線根據(jù)估計(jì)所得統(tǒng)計(jì)參數(shù),繪制出頻率曲線,發(fā)現(xiàn)該曲線配線效果不佳,因此,根據(jù)SL278-2002中規(guī)定，用適線法調(diào)整確定，適線時(shí)應(yīng)在擬合點(diǎn)群趨勢的基礎(chǔ)上側(cè)重考慮平枯水年的點(diǎn)據(jù)。見圖2-1。2.3.3計(jì)算成果由成家河水文站年徑流流量頻率曲線得頻率計(jì)算成果表2-1。表2-1成家河水文站年徑流頻率計(jì)算成果表不同頻率的年徑流量WP計(jì)算采用計(jì)算采用20%25%30%50%70%75%80%85%90%794179410.420.44310444970691569083572253715015506742382.3.4成果合理性分析根據(jù)SL278-2002中規(guī)定，年徑流的分析計(jì)算成果應(yīng)與上下游干支流和鄰近流域的計(jì)算成果比較分析檢查其合理性。經(jīng)分析，成果合理。2.4設(shè)計(jì)代表年徑流分析計(jì)算在規(guī)劃設(shè)計(jì)中常選擇有代表性的豐水年、枯水年、平水年作為設(shè)計(jì)代表年。因此，根據(jù)灌區(qū)用水設(shè)計(jì)保證率和城鎮(zhèn)生活供水的綜合要求，則設(shè)計(jì)豐水年、設(shè)計(jì)平水年、設(shè)計(jì)枯水年的年徑流,由設(shè)計(jì)保證率P=25%，P=50%，P=75%在年徑流量頻率曲線上分別確定。設(shè)計(jì)代表年的年徑流分配過程是通過代表年年徑流過程的縮放來獲得的。2.4.1代表年的選擇應(yīng)用實(shí)測徑流資料選擇代表年的原則：1.水量接近原則，代表年的年徑流量與設(shè)計(jì)值要接近。2.選擇對(duì)工程較不利的代表年徑流過程線。一般來說，對(duì)灌溉工程，選取灌溉需水季節(jié)年徑流比較枯的年份，對(duì)水電工程，則選取枯水期較長、徑流又較枯的年份。2.4.2設(shè)計(jì)代表年徑流年內(nèi)分配計(jì)算將設(shè)計(jì)代表年徑流量按代表年的月徑流量進(jìn)行分配，按年水量控制的同倍比法進(jìn)行縮放。公式如下：KP=75%的設(shè)計(jì)年徑流量為??=5371×104??3，選擇2000～2001年為代表年，代表年年徑流量為??代=5676×104??3，縮放比K=0.9464。P=50%的設(shè)計(jì)年徑流量為??=9083×104??3，選擇2010～2011年代表年，代表年年徑流量為??代=7028×104??3，縮放比K=1.2924。P=25%的設(shè)計(jì)年徑流量為??=9706×104??3，選擇2006～2007年為代表年，代表年年徑流量為??代=9777×104??3，縮放比K=0.99272.4.3代表年內(nèi)徑流分配成果表2-2成家河水文站保證率為75%的年徑流的年內(nèi)分配頻率代表年單位月份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月75%2000~2001%11.18.719.77.86.52.93.84.87.24.38.215.0100設(shè)計(jì)徑流量104m359546610564203481562022593892324428055371流量（m3/s）2.271.774.021.601.330.5950.7680.9871.480.8831.683.071.70表2-3成家河水文站保證率為50%的年徑流的年內(nèi)分配頻率代表年單位月份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月50%2010~2011%42.322.85.62.62.91.51.81.51.84.12.210.8100設(shè)計(jì)徑流量104m3384520725092372681381621401683701989789083流量（m3/s）14.67.891.940.9001.020.5310.6220.5330.6411.410.7503.722.88表2-3成家河水文站保證率為25%的年徑流的年內(nèi)分配頻率代表年單位月份全年8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月25%2006~2007%17.125.57.73.92.81.92.811.48.31.62.014.9100設(shè)計(jì)徑流量104m316552479752375272189267111181015719014509706流量（m3/s）6.309.442.861.431.040.721.024.233.080.6010.7215.523.08第三章設(shè)計(jì)洪水分析3.1洪水資料的審查3.1.1洪水資料可靠性審查該系列具有連續(xù)實(shí)測的1975～2015年洪水要素資料，經(jīng)審查資料來源可靠真實(shí)，具有一定的精度，而且具備頻率分析所必需的某些統(tǒng)計(jì)特征，具有較高的可靠性。3.1.2洪水資料一致性審查在觀測期中，洪水形成條件相同，使用的洪水資料受人類活動(dòng)影響很小，故有較好的一致性。3.1.3洪水資料代表性審查該水文站具有較長系列的洪峰資料，且比較完整，系列中包括大、中、小各種洪峰，與實(shí)際較吻合，因此可認(rèn)為資料代表性良好。3.2特大洪水的處理根據(jù)該水文站的實(shí)測洪峰流量成果，可以發(fā)現(xiàn)于1984年的洪峰流量為1785m3/s，為實(shí)測期內(nèi)的特大洪水，1987年的洪峰流量為1535m3/s，1983年的洪峰流量為1212m3/s，認(rèn)為是次大洪峰。調(diào)查石堡川河歷史洪水得1875年、1933年有大洪水分別為2040m3/s、1370m3/s。有現(xiàn)有資料不難看出，1875年洪水是自1875年以來的最大洪水，在1857~2015年的考證期N=141年間排列第一位，1984年、1987年、1933年、1983年的洪水是自1875年以來的第2~5位洪水，其余洪水在n=41年的實(shí)測期（1975~2015年）根據(jù)大小依次排列。3.3設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算3.3.1頻率曲線線型選擇根據(jù)SL44-2006中規(guī)定，頻率曲線的線型應(yīng)采用皮爾遜Ⅲ型。對(duì)特殊情況，經(jīng)分析論證后也可采用其他線型。則該工程采用皮爾遜Ⅲ型。3.3.2經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算此次洪水采用統(tǒng)一處理法，公式見（3-1）、（3-2）:PM=MN+1pm=Pa+(1-Pa)+m-ln-l+1式中：M為考證期N內(nèi)特大洪水的排位； m為實(shí)測期n內(nèi)一般洪水的排位；L為實(shí)測期特大洪水個(gè)數(shù)。3.3.3頻率曲線參數(shù)估計(jì)根據(jù)SL44-2006中規(guī)定，采用矩法或其他參數(shù)估計(jì)法，初步估算統(tǒng)計(jì)參數(shù)。對(duì)于不連序系列，其統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算公式與連序系列的計(jì)算公式有所不同。如果在迄今的??年中已查明有??個(gè)特大洪水（其中有??個(gè)發(fā)生在??年實(shí)測或插補(bǔ)系列中），假定（?????）年系列的均值和均方差與出去特大洪水后的（?????）年系列的均值和均方差分別相等，可推導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)參數(shù)的計(jì)算公式見（3-4）、（3-5）:x=1Nj=1axj+N-an-li=l+1nxCV=1x1N-1j=1a(3.3.4繪制頻率曲線年最大洪峰頻率曲線見圖3-1，一日、三日洪量頻率曲線圖見圖3-2。頻率P頻率P（%）圖3-2成家河水文站一日洪量和三日洪量頻率曲線圖3-2成家河水文站一日洪量和三日洪量頻率曲線估計(jì)適線均值W1=842W1=842W3=1472W3=1472CvCv1=0.79Cv1=0.90Cv3=0.68Cv3=0.76CsCs1=2.25Cs3=1.9頻率（%）3.3.5成果合理性分析從各種歷時(shí)的洪量頻率曲線對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)各種曲線在使用范圍內(nèi)無交叉現(xiàn)象。故成果合理性較好。3.3.6計(jì)算成果根據(jù)圖3-1，可以推求得成家河水文站不同頻率下的洪峰流量見表3-1。表3-1成家河水文站洪峰流量分析成果表（m3/s）CC不同頻率洪峰流量QP（m3/s）計(jì)算采用計(jì)算采用30.5123.35103353480.981.082.530462697244622401899156313261133820一日洪量和三日洪量分析成果表見表3-2、3-3。表3-2成家河水文站一日洪量分析成果表歷時(shí)（萬m3）C不同頻率洪量WP（萬m3/s）計(jì)算采用計(jì)算采用30.5123.3510一日8428420.790.92.5556249894576423436663102269623621810表3-3成家河水文站三日洪量分析成果表歷時(shí)（萬m3）CC不同頻率洪量WP（萬m3）計(jì)算采用計(jì)算采用30.5123.3510三日147214720.680.762.57933718666466197544746954150369729383.4設(shè)計(jì)洪水過程線3.4.1典型洪水過程線的選取根據(jù)SL44-2006中規(guī)定，設(shè)計(jì)洪水應(yīng)選取資料可靠、具有代表性、對(duì)工程防洪又較不利的大洪水作為典型洪水過程線。在選擇典型時(shí)，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)流域內(nèi)的洪水，尤其是特大洪水的形成規(guī)律和氣象條件加以分析。同時(shí)，應(yīng)分析洪水過程線的特征，如大洪水出現(xiàn)的時(shí)間、季節(jié)、峰型、主峰位置、上漲歷時(shí)、洪量集中程度等。具體如下：1.選擇峰高量大的洪水過程線，其洪水特征接近于設(shè)計(jì)條件下的稀遇洪水情況。2.洪水過程線具有一定的代表性，即它的發(fā)生季節(jié)、地區(qū)組成、洪峰次數(shù)、峰量關(guān)系等能代表本流域上大洪水的特性。3.從防洪安全著眼，選擇對(duì)工程防洪運(yùn)用較不利的大洪水典型，如峰型比較集中，主峰靠后的洪水過程。3.4.2推求設(shè)計(jì)洪水過程線方法根據(jù)SL44-2006中規(guī)定，放大典型洪水過程線時(shí)，應(yīng)考慮工程防洪設(shè)計(jì)要求和流域洪水特性。峰、量都對(duì)工程防洪安全起作用時(shí)，可采用按設(shè)計(jì)洪峰流量、時(shí)段洪量控制放大，即同頻率放大。在放大典型洪水過程線時(shí)，選定控制時(shí)段為最大24h、最大72h，再根據(jù)典型洪水過程，找到相應(yīng)控制時(shí)段的最大洪量值，按洪峰和不同歷時(shí)的洪量分別采用不同倍比將典型過程進(jìn)行放大。計(jì)算公式如下：K1=QPK3=QP3.4.3計(jì)算成果洪峰、洪量的放大倍比??值見表3-4、3-5。表3-4百年一遇設(shè)計(jì)洪峰、洪量縮放系數(shù)計(jì)算表項(xiàng)目洪峰（m3/s）洪量（萬m3）1天3天設(shè)計(jì)值（P=1％）189936665447典型值178513432377起迄日期3日16：003日0：00～24：002日15：00～5日15：00倍比系數(shù)k1.062.731.72表3-5千年校核洪峰、洪量縮放系數(shù)計(jì)算表項(xiàng)目洪峰（m3/s）洪量（萬m3）1天3天設(shè)計(jì)值（P=0.1％）304655627933典型值178513432377起迄日期3日16：003日0：00～24：002日15：00～5日15：00倍比系數(shù)k1.714.142.293.4.4設(shè)計(jì)洪水過程線的繪制典型洪水過程線乘以相應(yīng)放大倍比得到不同頻率的設(shè)計(jì)洪水過程線，時(shí)段分界處的不連續(xù)應(yīng)進(jìn)行修勻，最終得到效果較好的設(shè)計(jì)洪水過程線。設(shè)計(jì)洪水過程線見圖3-3。圖3-3圖3-3石堡川水庫百年一遇與千年校核洪水過程線第四章興利調(diào)節(jié)4.1興利調(diào)節(jié)計(jì)算的方法采用時(shí)歷法中的代表年法。4.2興利調(diào)節(jié)計(jì)算4.2.1來水量的確定選擇灌區(qū)用水設(shè)計(jì)保證率為75%，代表年2000～2001年的徑流年內(nèi)分配過程為來水過程。4.2.2用水量的確定灌溉用水量的確定石堡川水庫灌區(qū)地處極度缺水的渭北旱塬區(qū)澄城縣和白水縣，海撥高程600m～800m。規(guī)劃有效灌溉面積已增加到18萬畝，灌溉水利用系數(shù)為0.58。結(jié)合灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及澄白兩縣的《十三五發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》，設(shè)計(jì)水平年2020年灌區(qū)作物種植結(jié)構(gòu)：小麥30%，春玉米20%，蘋果50%，蔬菜5%，秋雜25%，作物復(fù)種指數(shù)提高到130%，其中常規(guī)灌溉面積占100%，節(jié)水灌溉面積占灌區(qū)灌溉面積的30%。詳見表4-1表4-1石堡川水庫灌區(qū)設(shè)計(jì)水平年作物種植結(jié)構(gòu)及灌水方式表作物小麥春玉米蘋果蔬菜秋雜合計(jì)灌水方式常規(guī)灌常規(guī)灌節(jié)灌常規(guī)灌節(jié)灌節(jié)灌常規(guī)灌種植比例（%）301553020525130城鎮(zhèn)生活供水石堡川水庫擬承擔(dān)澄城、白水兩縣城城市供水，預(yù)計(jì)到設(shè)計(jì)水平年澄白兩縣人口將達(dá)到25萬人；根據(jù)兩縣年均用水量統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)狀年人均日用水量120L/d，2020年人均用水量提高到140L/d。城鎮(zhèn)生活供水采用年內(nèi)均勻供水。總用水量見表4-2。表4-2灌溉、城鎮(zhèn)生活供水計(jì)算成果表月份123456789101112合計(jì)農(nóng)業(yè)灌溉6526676508241712905793833城鎮(zhèn)供水（萬m3）1061061061061061061061061061061061061277總計(jì)（萬m3）10610675810677475693127710610639668651104.2.3死水位與死庫容的確定死水位的確定石堡川水庫壩址主要考慮泥沙淤積問題和自流引水最低高程。最終確定水庫死水位為925.00m。死庫容的確定水位庫容計(jì)算公式如下：V=z0zA=式中：V——水庫庫容，m3;?Z——相鄰兩水位間的水位差或等高距，m；A1、A2及A——相鄰兩水位的水面面積及兩者的平均值，m計(jì)算結(jié)果見表4-3。表4-3石堡川水庫庫容計(jì)算表水位（m）905.70910.00915.00920.00925.00930.00935.00940.00950.00面積（104m2）015116142176205.37240269.8340△V1萬m332.2328645795953111312753049庫容(萬m3)032.2360100518002753386751418190水位庫容曲線見圖4-1。圖4-1圖4-1石堡川水庫水位庫容曲線4.2.3水量損失的確定根據(jù)黃龍氣象站1980~1999年20年Φ20cm蒸發(fā)皿實(shí)測水面蒸發(fā)量，采用三門峽站蒸發(fā)皿折算系數(shù)計(jì)算的多年平均水面蒸發(fā)量及其年內(nèi)分配見表5。水庫蒸發(fā)增損，按下式計(jì)算：ΔE=E-E陸（4-3）式中：ΔE——水庫庫區(qū)多年平均蒸發(fā)增損深度，mm；E——水庫庫區(qū)多年平均水面蒸發(fā)深度，mm；E陸——建庫前水庫庫區(qū)多年平均陸面蒸發(fā)深度，mm；石堡川流域多年平均面雨量為554.9mm，流域徑流深為78mm，故流域陸面蒸發(fā)為476.9mm，按上式計(jì)算出的水面蒸發(fā)增損為260.8mm，各月增損量見表4-4。表4-4石堡川水庫蒸發(fā)增損年內(nèi)月分配表月份123456789101112全年蒸發(fā)增損（mm）9.411.718.330.333.133.429.727.422.72滲漏損失水庫的滲漏標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)水庫壩址的地質(zhì)、地貌狀況等情況最終確定為月平均蓄水量的1%。結(jié)果見表4-5。4.2.5計(jì)入水量損失的興利調(diào)節(jié)先用各月的來水減去各月的用水求得各月余缺水量。采用逆時(shí)遞推法求興利庫容。假定年末（7月末）水庫放空，即認(rèn)為年末興利庫容所需蓄水為零，逆時(shí)序往前計(jì)算，再考慮蒸發(fā)和滲漏水量損失，遇缺水相加，遇余水相減，減后若小于零取為零，求得各特征時(shí)刻興利庫容應(yīng)蓄水量，取各月末應(yīng)蓄水量的最大值為該年所需興利庫容。按早蓄方案計(jì)算出水庫各月末蓄水量。計(jì)算過程見表4-5。4.2.7計(jì)算成果根據(jù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算表表4-5，分析得??興=1566萬m3，對(duì)應(yīng)水庫正常蓄水位??蓄=929.00m。表4-5考慮損失的興利調(diào)節(jié)計(jì)算表月來水W來（萬m3）用水W用（萬m3）W來-W用月末蓄水量V（萬m3）月平均蓄水量（萬m3）月平均水面面積F（萬m2）水庫水量損失考慮損失后的用水量M=W用+W損（萬m3）W來-M月末蓄水量V′棄水量W棄（萬m3）余水（萬m3)缺水（萬m3）蒸發(fā)滲漏總損失W損=W蒸+W滲（萬m3）余水量萬m3缺水量萬m3蒸發(fā)增損（mm）W蒸(萬m3)標(biāo)準(zhǔn)%W滲(萬m3)1005100585952773181323116414927.44.07以當(dāng)月水庫蓄水量的1%計(jì)11.615.7293303130894661063591682150316522.73.7515.018.812534016481010561069502394203818321.13.8520.424.213192625712.551142039624.162394239419514.62.8523.926.84233.00256812348686370205722261909.101.7322.324.07103612207115610649.76210720821879.401.7620.822.612927.182234220210695.192202215418911.72.2121.523.813071.44230632597585351703195218218.33.3219.522.8781522178443891062831986184417830.35.3818.423.8130259204252327745791444171517333.15.7217.122.9797565147764427563501130128714533.44.8412.917.7774332114578059311711005106714129.74.1910.714.99461401005537151102079200526143.721425853671926155923300第五章水庫調(diào)洪演算5.1泄洪方案的擬定溢流壩的堰頂高程取正常蓄水位929.00m，采用無閘門形式，調(diào)洪計(jì)算的起調(diào)水位取正常蓄水位，溢洪道凈寬為25m。流量系數(shù)M=1.55。本次泄洪原則如下：（1）由于輸水洞下游渠道過流能力有限，進(jìn)水泄流影響下游安全。因此，調(diào)洪計(jì)算用溢洪道與泄洪洞以及泄洪底洞聯(lián)合泄洪，輸水洞不參與泄洪。（2）調(diào)洪計(jì)算的起調(diào)水位采用正常蓄水位(929.00m）。（3）當(dāng)來水量小于泄洪底洞的泄洪能力N=36.7m3/s時(shí)，控制泄洪底洞閘門泄洪，來多少泄多少，使水庫維持正常蓄水位929.00m不變。（4）當(dāng)來水量大于泄洪底洞的泄洪能力N=36.7m3/s，小于泄洪洞的泄洪能力N=175m3/s時(shí)，泄洪底洞的閘門全開，控制泄洪洞閘門泄洪，來多少泄多少，仍保持正常蓄水位929.00m不變。（5）當(dāng)來水量大于泄洪底洞和泄洪洞的總泄洪能力N=212m3/s時(shí)，溢流壩開始泄洪。（6）當(dāng)入庫流量大于212m3/s時(shí)，泄洪底洞、泄洪洞和溢洪道敞泄，當(dāng)入庫水位達(dá)到最高水位后，再次落回到929.00m時(shí)，控制泄洪底洞、泄洪洞閘門開度，使出庫流量等于入庫流量，水庫水位仍然維持正常蓄水位929.00m不變。5.2水庫調(diào)洪的基本原理在某一???時(shí)段內(nèi)入庫水量減去出庫水量，應(yīng)等于該時(shí)段內(nèi)增加或減少的蓄水量，對(duì)此可寫出如下的水量平衡方程:Q1+Q2式中：??1,??2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫流量（m3/s）；??1，??2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下泄流量（m3/s）；??1，??2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末水庫的蓄水量（萬m3）；???——計(jì)算時(shí)段，其長短的選擇，應(yīng)以能較精確地反映洪水過程的形狀為原則，陡漲陡落的，???取短些；反之，取長些。泄洪水頭??與下泄流量q常常采用關(guān)系曲線來表示，又借助于水庫容積特性，求出相應(yīng)的水庫容積，于是下泄流量寫成庫容??的函數(shù)式，得到蓄泄方程。q=(??)（5–2）利用以上方程組進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算并具體采用列表試算法，進(jìn)行調(diào)洪。5.3水庫調(diào)洪的列表試算法采用列表試算法進(jìn)行水庫調(diào)洪計(jì)算，具體步驟如下：（1）計(jì)算泄流量。B=25m，流量系數(shù)M=1.55，公式如下：q溢=MBH3式中q溢——溢洪道的泄流能力，m3/sH——溢洪道堰上水頭，m；B——溢洪道凈寬，m；M——流量系數(shù)。具體計(jì)算見表5-1。表5-1石堡川水庫泄流計(jì)算表庫水位Z(m)929.00929.50930.00930.50931.00931.50932.00933.00934.00935.00936.00溢洪道堰頂水頭H(m)00.501.001.502.002.503.004.005.006.007.00溢洪道泄量q溢(m3/s)013.738.871.2110153201310433570718泄洪洞泄量q洞(m3/s)175185195205210220226240250263274泄洪底洞泄量q低(m3/s)36.736.937.137.337.537.838.038.539.439.739.9總泄流量q(m3/s)2122362713133574114655897238721032庫容V(104m3)25622658275328652976308731993421364438674089由表5-1繪制q～V、Z~V曲線見圖5-1；圖圖5-1石堡川水庫庫容曲線Z~V及蓄泄曲線q~V（2）從來水量大于泄洪底洞及泄洪洞的總泄流能力343萬m3時(shí)開始調(diào)洪，由起調(diào)水位929.00m查圖5-1得相應(yīng)V1、q1，由入庫洪過程線查得Q1、Q2；假設(shè)一個(gè)q2值，根據(jù)水量平衡計(jì)算出相應(yīng)V2，再由q～V曲線查出對(duì)應(yīng)q2，若二者相同，q2即為所求。否則，應(yīng)重假設(shè)q2是，重復(fù)上述過程，直到二者相等為止；（3）將上時(shí)段末的q2、V2作為下一時(shí)段的起始條件，重復(fù)上述過程，最后可得出水庫下泄流量過程線q（t）；（4）入庫洪水Q(t)t和下泄流量過程線q（t）點(diǎn)繪在一張圖上，若計(jì)算的最大下泄流量qm正好是二線的交點(diǎn)，說明qm計(jì)算正確。否則，應(yīng)改變時(shí)段重新計(jì)算，直至計(jì)算的qm正好是二線的交點(diǎn)為止；（5）由qm查q～V曲線，得最高洪水位時(shí)的總庫容V，從中減去堰頂以下的庫容得到調(diào)節(jié)庫容V調(diào)。由Vm查q～V曲線，可得最高洪水位Zm。5.4計(jì)算成果5.4.1不同重現(xiàn)期洪水的水庫調(diào)洪試算結(jié)果見表5-2、表5-3，不同重現(xiàn)期洪水的蓄泄曲線圖如圖5-2，5-3。表5-2石堡川水庫百年設(shè)計(jì)調(diào)洪試算表時(shí)間t(h)Q入庫水量W（104m3）出庫流量q（m3/S)出庫水量W（104m3）蓄水量（104m3）V（104m3）Z(m)備注（m3/S)038.038.02562929.00泄洪底洞敞泄，泄洪洞控制泄流343.03943.039.402562929.00691.08091.079.602562929.00917514417514402562929.001217819117819102562929.0017.821240721240702562929.0021.834340023232080.02642929.42泄洪洞和泄洪底洞敞泄，溢流壩自由泄洪223522523516.88.002650929.46244562912841871042754930.01258572363201091282882930.5825.5150821338463.41493031931.2526110023546276.11593190931.97276503155351791363325932.582855021654719521.23347932.6729450180539195-15.53331932.6031355290493372-82.03249932.2333260221436334-1133136931.7334.6212136386237-1013036931.2740103306258626-3202715929.8140.575.01621242.3-1532562929.00泄洪洞和泄洪底洞控制泄流40.575.516.075.516.002562929.005072.225272.256502562929.006053.622653.647802562929.007225.017025.021002562929.00圖5-2圖5-2石堡川水庫百年一遇設(shè)計(jì)洪水退水曲線表5-3石堡川水庫千年一遇調(diào)洪試算表時(shí)間t(h)Q（m3/S)入庫水量W（104m3）出庫流量q（m3/S)出庫水量W（104m3）蓄水量（104m3）V（104m3）Z(m)備注050.950.92562929.00泄洪底洞敞泄，泄洪洞控制泄流311489.011489.002562929.006.721221721221702562929.00924819021617713.12575929.07泄洪洞和泄洪底洞敞泄，溢流壩自由泄洪1224226522223728.42603929.221525326722824324.22628929.351830730224325448.02676929.602038024726618364.12740929.93225243253112081182857930.47246924383902521853043931.302513003594901582003243932.2125.830466267541794473690934.2226153016582656.91083798934.702710304619293161453942935.29289401779381689.003952935.3330600554840640-86.03866935.0132455380718561-1813685934.1934345288605476-1883497933.3537240316461576-2603237932.1838.6212130402249-1183119931.6540188101358192-913028931.2449125507212923-4162612929.2649125012540502562929.00泄洪洞和泄洪底洞控制泄流5612131012112102562929.007257.351457.051302562929.00圖5-3圖5-3石堡川水庫千年一遇設(shè)計(jì)洪水蓄泄曲線圖5.4.2特征水位及特征庫容當(dāng)入庫流量Q和下泄流量??相等時(shí)，即可得????，此時(shí)??,??均達(dá)到最大值，????為不同防洪標(biāo)準(zhǔn)下的特征水位，對(duì)應(yīng)的????減去堰頂高程庫容即為不同防洪標(biāo)準(zhǔn)下的特征庫容。最終得到各特征水位及特征庫容見表5-3。表5-3特征水位及特征庫容特征水位（m）死水位正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位920.00929.00932.67935.33特征庫容（萬m3）死庫容興利庫容攔洪庫容調(diào)洪庫容100515667851390參考文獻(xiàn)[1]水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范SL278-2002.[2]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范SL44-2006.[3]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).小型水力發(fā)電站水文計(jì)算規(guī)范SL77-94.[4]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水利工程水利計(jì)算規(guī)范SL104-95.[5]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).小水電水能設(shè)計(jì)規(guī)程SL76－94.[6]水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長江流域規(guī)劃辦公室.水利動(dòng)能設(shè)計(jì)手冊(cè).水利電力出版社.1988.[7]葉守澤主編.水文水利計(jì)算.水利電力出版社.1992劉光文.水文分析與計(jì)算.水利水電出版社.1989.[8]葉秉如.水利計(jì)算及水資源規(guī)劃.水利電力出版社.1995.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用HYPERLINK"/detail.htm?3