工程水文學(xué)與水力計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)

PAGE92013屆課程設(shè)計(jì)工程水文學(xué)與水力計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)所屬學(xué)院專業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師日期塔里木大學(xué)課程設(shè)計(jì)PAGE9前言本設(shè)計(jì)是工程水文與水力計(jì)算基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)課程作業(yè)的綜合補(bǔ)充。對(duì)加深課程理論的理解和應(yīng)用具有重要意義。此次課程設(shè)計(jì)目的是為了加強(qiáng)我對(duì)工程水文與水力計(jì)算基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)知識(shí)的進(jìn)一步了解，學(xué)習(xí)工程水文與水力計(jì)算基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的主要過程。提高工程水文與水力計(jì)算基礎(chǔ)課程的計(jì)算，設(shè)計(jì)的處理能力。培養(yǎng)正確熟練運(yùn)用設(shè)計(jì)規(guī)范、手冊(cè)、各種標(biāo)準(zhǔn)圖集及參考書的能力。通過實(shí)際工程訓(xùn)練，初步建立工程水文計(jì)算，水力計(jì)算基礎(chǔ)課程協(xié)調(diào)統(tǒng)一的思想。我的設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)已有的資料設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算、確定興利庫(kù)容和正常蓄水位和調(diào)洪庫(kù)容的推求，并按照設(shè)計(jì)指導(dǎo)的要求進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。由于初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，難免有錯(cuò)誤和不妥之處,請(qǐng)老師批評(píng)指正。目錄TOC\o"1-3"\h\u4200一、基本資料 111261.1水文站年徑流資料 1307671.2水位和庫(kù)容、面積關(guān)系 1150941.3死庫(kù)容 1122661.4灌溉用水量 246441.5蒸發(fā)損失水量和滲漏損失水量 2321071.6洪水過程線 2179561.7溢洪道尺寸 4191941.8風(fēng)浪 425448二、任務(wù) 465262.1、設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算 4236872.2、確定興利庫(kù)容和正常蓄水位 4310392.3、調(diào)洪庫(kù)容的推求 428814三、設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算 5259643.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 5278743.2樣本處理： 52563.3統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算 6284353.4計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率 7265693.5選配理論頻率曲線 7118493.6實(shí)際年徑流年內(nèi)分配 87316四、確定興利庫(kù)容和正常蓄水位 9207994.1不計(jì)損失時(shí)的年調(diào)節(jié)計(jì)算 996774.2計(jì)損失時(shí)的年調(diào)節(jié)計(jì)算 1015585五、調(diào)洪庫(kù)容的推求 12133375.1溢洪道尺寸的擬定 12268875.2繪出水庫(kù)水位與下泄流量關(guān)系曲線 12191155.3水庫(kù)水位與下瀉流量關(guān)系曲線 13296715.4推求防洪特征庫(kù)容和水位 16244255.5水庫(kù)壩頂高程的確定 2012849參考文獻(xiàn) 2122815致謝 22PAGE11一、基本資料沙河上游山丘區(qū)經(jīng)常發(fā)生暴雨洪水，且時(shí)有山洪爆發(fā)。下游沿河兩岸近20萬畝農(nóng)田及縣城等經(jīng)常遭受洪水的侵襲。另一方面，流域內(nèi)塘壩很少，攔蓄的地表徑流不多，農(nóng)業(yè)灌溉深感困難。為解除洪水對(duì)下游地區(qū)災(zāi)害，攔蓄地表徑流以灌溉農(nóng)田和養(yǎng)殖水產(chǎn)，擬在上游水文站附近攔河筑壩，興建水庫(kù)。據(jù)來水、用水情況，暫定調(diào)節(jié)性能為年調(diào)節(jié)。1.1水文站年徑流資料水文站以上集水面積148.5平方公里，對(duì)實(shí)測(cè)水位資料審查和扦補(bǔ)延長(zhǎng)，得到水文站年徑流資料如表1-1,年徑流量年內(nèi)分配見表1-6。表1-1水文站歷年年平均流量統(tǒng)計(jì)表年份19591960196119621963196419651966196719681969流量m3/s1.811.902.303.092.082.642.151.711.811.342.59年份19701971197219731974197519761977197819791980流量m3/s2.261.611.302.781.863.362.163.900.661.662.92經(jīng)流域水文調(diào)查，獲得以下有關(guān)歷史枯水資料：本流域歷史上旱災(zāi)和枯水現(xiàn)象較少。1934年及1978年為歷史上罕見的干旱年。1934年旱災(zāi)嚴(yán)重，自4月底到10月底，連續(xù)6個(gè)月未下雨。河槽流量很小。1978年因特旱，年降水量不足700mm，為有實(shí)測(cè)水位記錄以來三十多年中的最低水位。對(duì)以上兩年的年降水進(jìn)行比較，可知1978年比1934年要小。由此推斷1978年徑流量也比1934年的年徑流量小。依據(jù)調(diào)查訪問并結(jié)合歷史文獻(xiàn)考證，了解到自1892年以來未發(fā)生過比上述兩次更為嚴(yán)重的旱情，故認(rèn)為這兩年可以連續(xù)排位，其最大重現(xiàn)期為：N=1980-1829+1=152年因1934年的年徑流量無法估算出來，故只能對(duì)1978年作特小值處理。1978年的年徑流量為152年最小值。1.2水位和庫(kù)容、面積關(guān)系由地形圖上量得水庫(kù)水位和庫(kù)容、面積關(guān)系見表1-2。水庫(kù)水位G（m）1012.416171819202122232425庫(kù)容V（104m3）03380157221822952383248625972725287521025211902面積F（km2）0—4.727.527.929.7210.9211.3214.3215.7216.3218.72表1-2水庫(kù)水位G-庫(kù)容V、面積F關(guān)系1.3死庫(kù)容該水庫(kù)有效運(yùn)用期n=100年，在此期間的淤沙總量經(jīng)計(jì)算Vs=378×104米3，查水庫(kù)-庫(kù)容曲線圖，得水位為12.4米，灌區(qū)的田面高程為14.35米，根據(jù)灌溉最小水頭的要求，確定水庫(kù)的最低水位為15.8米。綜合以上兩方面，結(jié)合建庫(kù)后庫(kù)內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖的要求，確定死水水位G死為16.0米，相應(yīng)的死庫(kù)容V死為1570×104米3。1.4灌溉用水量根據(jù)水庫(kù)灌區(qū)作物布局，初步規(guī)劃水庫(kù)自流灌溉53928畝耕地，同時(shí)庫(kù)區(qū)內(nèi)還有2800畝耕地需提水灌溉，總計(jì)56728畝，灌區(qū)為砂壤土。通過灌區(qū)實(shí)驗(yàn)，獲得水庫(kù)灌區(qū)中旱年的水稻灌溉資料，算得灌區(qū)灌溉用水量過程見成果表1-3。表1-3水庫(kù)灌區(qū)灌溉用水量過程表月份567891011總計(jì)毛綜合用水量（104米3）176.6517.1795.01063.6586.3535.022.63696.21.5蒸發(fā)損失水量和滲漏損失水量蒸發(fā)損失水量計(jì)算成果見表1-4，滲漏損失量以各月蓄水量的1％計(jì)。月份123456789101112全年蒸發(fā)量7.568.4413.0216.7221.3225.1229.8234.1221.9217.3212.228.73216.24表1-4沙河水庫(kù)蒸發(fā)損失量年內(nèi)分配表(mm)1.6洪水過程線水文站僅有14年實(shí)測(cè)洪水資料，無法直接用洪峰流量和洪量資料推求設(shè)計(jì)洪水，但該流域有一定數(shù)目的實(shí)測(cè)暴雨資料可推求設(shè)計(jì)洪水。經(jīng)水文計(jì)算，其設(shè)計(jì)洪水成果如下：1.6.1大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用P=1%，校核標(biāo)準(zhǔn)P=0.1%，P=1%，P=0.1%洪水過程線經(jīng)水文計(jì)算見表51.6.2下游防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P=2%，當(dāng)發(fā)生P=2%的設(shè)計(jì)洪水，允許下泄流量g安=100米3/秒，當(dāng)入庫(kù)洪水超過P=2%時(shí)，主要考慮大壩安全。P=2%洪水過程線見表1-5。時(shí)段（△t=2小時(shí)）012345678910P=2%Q（m3/s）3.29.538.922.113.410.58.577.536.597.929.5P=1%Q（m3/s）3.210.34323.914.487.099.5837.2P=0.1%Q（m3/s）3.211.646.92616.7139.729.878.9610.4942.2時(shí)段（△t=2小時(shí)）1112131415161718192021P=2%Q（m3/s）85117.2299.2407.2711.2573.2330.2249.2257.2249.2240.2P=1%Q（m3/s）109.2139.2349.2464.2813.2672.2386.2291.2300.2290.2278.2P=0.1%Q（m3/s）157.2184.2401.2523.2964.2719.2425.2376.2389.2381.2353.2時(shí)段（△t=2小時(shí)）2223242526272829303132P=2%Q（m3/s）222.2211.2187.2144.2123.2109.280.675.170.16461.2P=1%Q（m3/s）253.2238.2211.2161.2137.2121.28983.377.9——P=0.1%Q（m3/s）296.2287.2268.2201.2195.2182.2136.2129.2119.2——表1-5設(shè)計(jì)洪水過程線表1-6年徑流年內(nèi)分配表（）年份月平均流量年平均流量12345678910111219590.3612.6793.132.491.444.690.50.8610.9791.8119600.1550.4332.73221.866.851.560.4030.434.2371.750.291.919610.993.655.737.291.333.860.410.730.372.090.890.262.319620.492.554.39.9124.5022.814.740.551.013.831.130.913.0919630.5770.9583.0823.855.191.843.280.190.652.861.790.6932.0819640.6292.8933.1476.267.780.252.790.6361.424.191.2740.4112.6419650.9684.495.9723.232.811.61.860.570.433.20.650.692.1519660.4612.7812.953.443.7390.7321.290.630.4371.211.550.31.7119670.2550.5434.027.854.310.6361.410.5440.4590.1931.220.2591.8119680.651.940.7582.3622.020.611.50.791.122.950.990.391.3419691.0131.9484.0927.9026.1383.20.540.450.693.061.560.4872.5919700.9174.3415.7991.491.554.740.410.731.223.881.30.7432.2619710.1450.6790.8330.610.7781.944.360.410.3531.6119720.3543.513.111.591.171.280.440.6360.451.081.590.4011.319730.4171.8526.1886.0078.0330.861.540.6991.034.0912.030.6132.7819740.5781.8132.2274.2022.83820.860.740.733.851.990.4921.8619750.3492.8334.2077.157.895.640.7363.0640.6913.3619760.7321.1183.944.2073.9033.792.4511.850.3892.1619770.6334.6157.9028.3689.791.754.1522.8980.8123.8919780.2540.4580.130.2120.2063.140.550.361.030.3619790.8211.2332.8073.7322.30831.150.4911.940.9810.2581.6619800.2333.0714.896.7428.0683.792.081.551.341.2371.340.3392.921.7溢洪道尺寸水庫(kù)下游有防洪要求。初步擬定采用閘門控制的開敞式溢洪道。堰頂高程為16.0米，溢洪道寬度B為7.5米。溢洪道下瀉流量計(jì)算公式，根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)成果，溢洪道出流流量計(jì)算公式q=MBh3/2中的系數(shù)M=1.44。因溢洪道有閘門控制，故防洪限制水位低于正常蓄水水位。1.8風(fēng)浪多年平均最大風(fēng)速V為18米/秒，水面吹程D為3公里，大壩為土石壩，傾斜壩坡，其迎水面坡高tgα=1/3,有漿砌石塊石護(hù)坡（K=0.77）。設(shè)計(jì)條件下的設(shè)計(jì)風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，校核條件下的設(shè)計(jì)風(fēng)速即為多年平均最大風(fēng)速。二、任務(wù)2.1、設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)樣本處理統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算（4）計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率（5）選配理論頻率曲線（6）實(shí)際年徑流年內(nèi)分配2.2、確定興利庫(kù)容和正常蓄水位（1）不計(jì)損失時(shí)的年調(diào)節(jié)計(jì)算（2）計(jì)損失后的年調(diào)節(jié)計(jì)算2.3、調(diào)洪庫(kù)容的推求（1）溢洪道尺寸的擬定（2）繪出水庫(kù)水位與下泄流量關(guān)系曲線（3）制作調(diào)洪計(jì)算工作曲線（4）推求防洪特征庫(kù)容和水位（5）繪制P=2%和P=1%的洪水過程線和下泄流量過程線三、設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算3.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：有設(shè)計(jì)資料可知，該水庫(kù)的有效運(yùn)營(yíng)期為100年，則設(shè)計(jì)是的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用百年一遇的流量設(shè)計(jì)；又考慮到該水庫(kù)修建在沙河上游山丘區(qū)，并且此地區(qū)經(jīng)常發(fā)生暴雨洪水，且時(shí)有山洪爆發(fā)。說明突發(fā)因素較多。另外考慮到保護(hù)下游沿河兩岸近20萬畝農(nóng)田，養(yǎng)殖水產(chǎn)及縣城的因素。校核流量采用千年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。又參考《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50288-99》，年徑流標(biāo)準(zhǔn)用P=80%。即：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按百年一遇設(shè)計(jì)，校核標(biāo)準(zhǔn)按千年一遇設(shè)計(jì)，灌溉保證率采用P=80%。3.2樣本處理：樣本處理采用矩法處理，其具體步驟如下：將原始資料按年份分別列于表3-1的第1欄和第2欄；將原始資料按流量由大到小排列，列入表3-1的第4欄，并且按大小順序編號(hào)，列于表3-1的第3欄；（3）樣本均值；式中：從1959年至1980年的平均流量（）；從1959年至1980年的年數(shù)；各年的年平均流量（）；1，2，3，4，5，6，……（4）計(jì)算模比系數(shù)，并列于表3-1的第5欄；式中：為表3-1第4欄的流量大小，（）；為1959年至1980年的平均流量，（）計(jì)算列于表3-1的第6欄；計(jì)算列于表3-1的第7欄；計(jì)算頻率；式中:P為頻率；m為此行的序號(hào)值（1，2,3,4,5)；n為從1959年至1980年的年數(shù)樣本處理結(jié)果如表3-1所示；表3-1流量經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算表年份洪峰流量Qi序號(hào)由大到小排列Qi模比系數(shù)頻率Ki/%1234567819591.81013.8901.78740.78740.62004.347819601.90023.3601.54390.54390.29588.695719612.30033.0901.41980.41980.176213.043519623.09042.9201.34170.34170.116817.391319632.08052.7801.27740.27740.076921.739119642.64062.6401.21300.21300.045426.087019652.15072.5901.19010.19010.036130.434819661.71082.3001.05680.05680.003234.782619671.81092.2601.03840.03840.001539.130419681.340102.1600.9925-0.00750.000143.478319692.590112.1500.9879-0.01210.000147.826119702.260122.0800.9557-0.04430.002052.173919711.610131.9000.8730-0.12700.016156.521719721.300141.8600.8546-0.14540.021160.869619732.780151.8100.8317-0.16830.028365.217419741.860161.8100.8317-0.16830.028369.565219753.360171.7100.7857-0.21430.045973.913019762.160181.6600.7627-0.23730.056378.260919773.890191.6100.7398-0.26020.067782.608719780.660201.3400.6157-0.38430.147786.956519791.660211.3000.5973-0.40270.162191.304319802.920220.6600.3033-0.69670.485495.6522總計(jì)47.8800—47.880022.00000.00002.4332—3.3統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算（1）樣本均值；式中：從1959年至1980年的平均流量，（）；從1959年至1980年的年數(shù)；各年的年平均流量，（）；1，2，3，4，5，6，……（2）計(jì)算變差系數(shù)：式中：變差系數(shù)；模比系數(shù)；從1959年至1980年的年數(shù)3.4計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率式中:P為頻率；m為此行的序號(hào)值（1，2，3，4，5)；n為從1959年至1980年的年數(shù)計(jì)算的結(jié)果如表3-1的第8欄所示。3.5選配理論頻率曲線（1）在頻率格紙上點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)；（2）假定一組參數(shù)、Cv、Cs作為初始值。為減少盲目性，應(yīng)該先按照上述公式進(jìn)行計(jì)算；(3)選定線形，一般用PIII曲線；(4)先根據(jù)、Cv、Cs的初試值，通過查武漢大學(xué)葉守則主編的《水文水利計(jì)算》附表2，得出相應(yīng)于不同頻率p的值，列入表3-2中第（2）欄，乘以得相應(yīng)的值，列入表3-2中第（3）欄。將理論頻率曲線繪在機(jī)率格紙上，目估配線，是否與經(jīng)驗(yàn)頻率曲線吻合，如不理想，重新選定一組參數(shù)、Cv、Cs再次配線；(5)最后根據(jù)頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)的配合情況，從中選擇一條與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)配合最佳的曲線作為采用曲線。表3-2理論頻率曲線選配計(jì)算表頻率P/%第一次配線第二次配線﹙1﹚﹙2﹚﹙3﹚﹙4﹚﹙5﹚652.445.30911.833.98224.35251.543.3511.643.569101.43.0461.473.199201.242.6981.282.785500.972.1110.982.132750.781.6970.751.632900.641.3930.591.284950.561.2190.511.110990.440.9570.370.805繪制頻率曲線圖，如圖3-1所示圖3-1流量頻率曲線最后確定，，，并且有圖1可推求出百年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量為4.352，千年一遇的校核流量為5.309。3.6實(shí)際年徑流年內(nèi)分配(1)通過對(duì)年、月徑流量資料的審查分析，認(rèn)為22年的實(shí)測(cè)資料具有較好的可靠性、一致性和代表性。(2)確定設(shè)計(jì)年值由圖1，查P=80%灌溉保證率對(duì)應(yīng)的流量為。代表年的選擇設(shè)計(jì)典型年常用于水電工程，而較少用于灌溉工程。因?yàn)楣喔扔盟c氣象資料有關(guān)，作物需水量大小，取決于當(dāng)年蒸發(fā)量資料，灌溉水量的多少，取決于降水情況。如用設(shè)計(jì)典型年法，設(shè)計(jì)來水過程可按代表年月徑流過程縮放求得，但與之相應(yīng)的設(shè)計(jì)年的灌溉用水量、蒸發(fā)量和降水量確很難處理。所以灌溉工程不用設(shè)計(jì)典型年，而用實(shí)際典型年。典型年內(nèi)分配采用年徑流與設(shè)計(jì)年徑流量相近、分配不利（汛期水量較豐）的原則，并對(duì)灌溉用水不利（6—9月來水與常年同期徑流相比，水量偏少）年份，經(jīng)分析采用兩個(gè)典型年。（1967年、1968年）見表3-3表3-3代表年年內(nèi)徑流分配年份月平均流量年平均流量12345678910111219710.1450.6790.8330.610.7781.944.360.410.3531.6119720.3543.513.111.591.171.280.440.6360.451.081.590.4011.3四、確定興利庫(kù)容和正常蓄水位4.1不計(jì)損失時(shí)的年調(diào)節(jié)計(jì)算對(duì)典型年的實(shí)際年內(nèi)分配列表進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算，從對(duì)供水保證率可靠方面考慮，取得興利庫(kù)容。計(jì)算結(jié)果如表4-1所示表4-1列表法年調(diào)節(jié)計(jì)算（一回運(yùn)用）(萬)年.月來水量灌溉用水量來水量-用水量早蓄方案遲蓄方案余水（+）虧水（—）水庫(kù)月末蓄水量棄水量水庫(kù)月末蓄水量棄水量1971.101167.78535632.7800632.780632.7811106.2722.683.67716.45083.671294.5594.55811094.551972.0194.8294.82905.82094.822849.14849.141754.96843.55.643832.98832.982225.38362.561676.484412.13412.132225.38412.132088.615313.37176.6136.772225.38136.772225.386331.78517.1185.322040.062040.067117.85795677.151362.911362.918170.351063.6893.25469.66469.669116.64586.3469.6600合計(jì)4607.663696.23136.842225.38911.46911.46校核4607.66-3696.2=911.463136.84-2225.38=911.46由上表可知，余水期只需要蓄2225.38萬。即可滿足本年用水需要?jiǎng)t。4.2計(jì)損失時(shí)的年調(diào)節(jié)計(jì)算（1）繪制水庫(kù)水位、庫(kù)容、面積關(guān)系曲線計(jì)算結(jié)果如表4-2所示塔里木大學(xué)課程設(shè)計(jì)PAGE13表4-2計(jì)入損失的年調(diào)節(jié)計(jì)算（萬）年.月來水量灌溉用水量來水量－用水量水庫(kù)蓄水量月平蓄水量月平均水面面積水庫(kù)水量損失考慮損失后的用水量M=W用+W損W來－M水庫(kù)蓄水量V棄水量W棄余水（+）虧水（—）蒸發(fā)滲漏總損失W損=W蒸+W滲余水（+）虧水（—）標(biāo)準(zhǔn)（mm）W蒸標(biāo)準(zhǔn)（%）W滲1971.101167.78535632.7815701886.396.1817.310.69以當(dāng)月水庫(kù)蓄水量的1%計(jì)18.8629.56564.56603.221570.002202.782173.2211106.2722.683.672244.6157.6312.29.3122.4531.7554.3551.922286.452225.141294.5594.552333.7257.168.716.2423.3429.5729.5764.9823812290.121972.0194.8294.822428.417.687.545.7924.2830.0730.0764.752475.822354.862849.14849.142900.397.968.426.7029.0035.7135.71813.433324.963168.303832.98832.983560.179.161311.9135.6047.5147.51785.473795.383953.774412.13412.133795.389.6516.716.1237.9554.0754.07358.06315.293795.383996.545313.37176.6136.773795.389.6521.320.5537.9558.51235.1178.2678.263795.383996.546331.78517.1185.323702.729.5825.124.0537.0361.07578.17246.393610.063750.157117.85795677.153271.4858.5729.825.5432.7158.25853.25735.402932.913014.748170.351063.6893.252486.2857.6934.126.2224.8651.091114.69944.342039.662070.419116.64586.3469.661804.835.821.912.7018.0530.75617.05500.4115701570.00合計(jì)4607.663696.23136.842225.38216.07175.82342.10517.914214.112820.092426.54393.55由上表求得，比不計(jì)水量損失的，增大了。查關(guān)系曲線（圖6-1），得。塔里木大學(xué)課程設(shè)計(jì)PAGE25調(diào)洪庫(kù)容的推求5.1溢洪道尺寸的擬定水庫(kù)下游有防洪要求，初步擬定采用閘門控制的開敞式溢洪道。堰頂為16.0m,閘門高度為，再加上安全超高0.4m,最后得閘門高度為3.5m。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和水文特征評(píng)價(jià)，基本資料已給出溢流堰寬度為7.5m，經(jīng)調(diào)洪效果綜合比較防洪限制水位為18.5m.。5.2繪出水庫(kù)水位與下泄流量關(guān)系曲線取計(jì)算時(shí)段為小時(shí)，假定洪水到來時(shí)，水位剛好保持在防洪限制水位，此時(shí)閘門前已具有一定的水頭，如果打開閘門，則具有較大的泄洪能力。在無預(yù)報(bào)的情況下，應(yīng)控制泄洪，逐漸開啟閘門使下泄流量與入庫(kù)流量相等，如圖5-1的開始a段所示。從a點(diǎn)以后，入庫(kù)流量開始大于閘門全部開啟時(shí)下泄流量。這時(shí)為使水庫(kù)有效泄洪，應(yīng)將閘門全部打開，形成自由泄流，如圖5-1的ab段所示。當(dāng)下泄流量達(dá)到時(shí)，水庫(kù)水位仍在上漲，為了使下泄流量不超過，必須將閘門逐漸關(guān)閉，形成固定泄流方式，如圖5-1的bc段。下游防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P=2%，大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P=1%，在這種情況下，水庫(kù)調(diào)洪任務(wù)應(yīng)首先滿足下游防護(hù)對(duì)象的安全要求，使上游水庫(kù)調(diào)洪后的下泄流量不超過,并得相應(yīng)的和相應(yīng)的防洪高水位。其中即是在水庫(kù)蓄水達(dá)到之前，水庫(kù)按下泄；當(dāng)水庫(kù)蓄水達(dá)到時(shí)，說明這次洪水的大小已超過下游設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，下游防洪要求不能滿足，但應(yīng)保證水工建筑物的安全，把閘門全部打開，形成自由溢流，至e點(diǎn)泄洪能力達(dá)到最大植，所增加的防洪庫(kù)容為。水庫(kù)的防洪庫(kù)容。圖5-1水庫(kù)洪水多級(jí)調(diào)節(jié)示意圖5.3水庫(kù)水位與下瀉流量關(guān)系曲線5.3.1列表計(jì)算曲線根據(jù)堰流公式—溢流堰的泄流能力,；—出流系數(shù)，取1.44；—溢流堰寬度(m)；—堰頂水頭(m)表5-1沙河水庫(kù)關(guān)系計(jì)算庫(kù)水位Z（m）16.017.018.019.020.021.022.023.0堰頂水頭H(m)01234567泄流能力q010.830.5556.1286.4120.75158.73200.02庫(kù)容157021802950383048605970725087505.3.2繪水庫(kù)庫(kù)容曲線Z～V及蓄泄曲線q～V,如圖5-2圖5-2沙河水庫(kù)庫(kù)容曲線Z～V及蓄泄曲線q～V5.3.3推求下泄流量過程線用列表試算法來聯(lián)立求解水量平衡方程和動(dòng)力方程Q1，Q2-時(shí)段Δt始末的入庫(kù)流量;q1，q2-時(shí)段Δt始末的泄水流量;V1，V2-時(shí)段Δt始末的水庫(kù)蓄水量。以求得水庫(kù)的下泄流量過程線,見圖5-3，試算過程見表5-2表5-2沙河水庫(kù)（P=2%）調(diào)節(jié)計(jì)算(調(diào)洪演算)時(shí)間t(h)時(shí)段Δt(h)023.26.354.5706.354.57335018.529.512.7335018.5224.217.4224.217.42438.935.7335018.5230.521.9630.521.96622.125.1335018.5217.7512.7817.7512.78813.410.2335018.5211.958.6011.958.601010.513.7335018.529.5356.879.5356.87128.575.37335018.528.055.808.055.80147.5310.73335018.527.065.087.065.08166.593.39335018.527.2455.227.2455.22187.911.1335018.5218.713.4618.713.462029.526.3335018.5258.1541.8734.1524.592286.8423366.4918.562102.974.094330.9624119443408.1818.592210151.24532.4026301463525.5418.652355254.1649.535.6428409533744.0618.952561403.925841.7630713634104.7819.32644463.686949.6832575754517.3419.72453.5326.528057.6034332854784.8219.92291.5209.888661.9236251874931.3420.12255183.69064.8038259935048.7020.252255183.69467.6840251955163.1820.352246.5177.489669.1242242975270.1020.42233167.7698.570.92442241005365.5020.52218.5157.3210072462131005449.3820.62201144.7210072481891005520.6620.622167.5120.610072501461005567.8220.662135.597.5610072521251005591.9420.68211884.9610072541111005603.520.8296.769.62100725682.41005599.6020.67279.6557.35100725876.91005583.5120.66274.453.57100726071.91005563.6420.65268.8549.57100726265.81005539.7720.64264.446.371007264631005511.6920.61經(jīng)過表5-2的防洪調(diào)節(jié)計(jì)算，繪出圖5-3和過程線。可見以小時(shí)逐時(shí)段試算，在下游有防洪要求（），所以在沒有超過防洪庫(kù)容的情況下，下泄流量不能超過。由表5-2計(jì)算出的，相對(duì)應(yīng)的防洪高水位。5.4推求防洪特征庫(kù)容和水位5.4.1設(shè)計(jì)洪水位的推求大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P=1%，所以按照P=1%的洪水過程線進(jìn)行調(diào)節(jié)，同樣用列表試算法來聯(lián)立求解水量平衡方程和動(dòng)力方程，以求得水庫(kù)的下泄流量過程線。試算過程見表5-3。表5-3沙河水庫(kù)（P=1%）調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)間t(h)時(shí)段Δt(h)023.26.754.5706.754.86335018.5210.313.5335018.5226.6514.4226.6519.19443.039.8335018.5233.4521.9633.4524.08623.927.1335018.5219.1512.7819.1513.79814.411.2335018.5212.858.612.659.251011.314.5335018.5210.216.8710.217.35129.125.92335018.528.555.88.556.16147.9811.18335018.51527.5355.087.5355.43167.093.89335018.528.3355.228.3356.00189.5812.78335018.5223.3913.4623.3916.842037.234335018.5274.141.873827.3622111403375.9218.57212674.094129.5224141423435.6818.612246151.244.532.0426351473579.3218.672408.5254.165136.7228466553835.2818.842640.5403.966143.9230815674251.0819.252744.5463.68755432674834731.6819.752531326.5287.56334388925049.9220.252340.5209.8894.568.0436293975225.620.352297.5183.698.570.92383021005367.4420.502297183.610072402921005507.8420.612286177.4810575.6422801105636.7220.722267.5167.7611280.64442551145747.2420.852247.5157.3211683.52462401185840.4820.952226.5144.7211985.68482131205916.4421.002188120.612187.12501631225963.2421.01215197.56122.588.2521391235982.3221.03213184.9612388.56541231235986.6421.052106.969.62122.588.25690.81225973.9720.05287.9557.3512187.125885.11205948.7321.01282.453.5711985.686079.71185920.9421.002經(jīng)過表5-3的防洪調(diào)節(jié)計(jì)算，繪出圖5-4和過程線。由圖5-4可見以小時(shí)逐時(shí)段試算求得的不是正好落在線上，而是偏在它的下方，正確的應(yīng)比大一些，出現(xiàn)時(shí)間稍晚些，為此，可根據(jù)二曲線相交的趨勢(shì)，設(shè)，在圖5-2上查得小時(shí)，該時(shí)段初的，，，得：圖5-4沙河水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過程線及下泄流量過程線1-計(jì)洪水過程線；2—下泄流量過程線依此在圖5-2的q～V線查得，與假設(shè)的相符。故即為所求，其出現(xiàn)時(shí)間在第52小時(shí)。推求設(shè)計(jì)防洪庫(kù)容和設(shè)計(jì)洪水位按從圖5-2的q～V線查得相應(yīng)的攔洪庫(kù)容，再減去堰頂高程以下的庫(kù)容，即得；由值從圖5-2的Z～V線上查得5.4.2推求校核洪水位該水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)采用P=0.1%，利用P=0.1%的洪水過程線進(jìn)行調(diào)節(jié)，同樣用列表試算法來聯(lián)立求解水量平衡方程和動(dòng)力方程，來求得校核洪水位。表5-4沙河水庫(kù)（P=0.1%）調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)間t(h)時(shí)段Δt(h)0307.45.33335018.5211.614.8335018.5226.6519.1826.6519.18446.938.5335018.5236.4526.2436.4526.24626.034.4335018.5221.3515.3721.1515.37816.77.9335018.5214.8510.6914.8510.691013.021.8335018.5211.368.1811.368.18129.720.92335018.529.2956.699.2956.69149.8717.64335018.529.4156.789.4156.78168.961.19335018.529.7257.009.7257.001810.4918.26335018.5226.34518.9726.34518.972042.234.43335018.52100.672.4338.21527.51522159423393.6318.552172.5124.243.531.3224186453485.0718.622294.5212.0447.534.226403503661.4718.852464334.0853.538.5228525573915.6319.122745.5536.7661.544.2830966664203.9919.402843.5607.32755432721844755.8719.952574413.2888.563.7234427935103.9920.302402.5289.896.569.48363781005322.8720.502384.5276.84102.573.8383911055524.4720.65時(shí)間t(h)時(shí)段Δt(h)402383387277.211511079.25722.4720.822369265.68116.583.88423551185843.0720.952326.5235.0812287.84442981266119.4721.182293.5211.32127.591.8462891296237.5521.252279.5201.24130.593.96482701326343.3921.302236.5170.2813395.76502031346416.4721.352200140.00134.596.84521971356462.1921.382190.5137.16135.597.56541841366500.3521.412161115.92136.598.28561381376516.5521.452134.596.84136.598.28581311366513.5521.43212690.7213697.92601211366504.9121.422由上表可以得出校核洪水位為5.5水庫(kù)壩頂高程的確定水面吹程D為3.5公里，大壩為土壩，由規(guī)范知此壩為三級(jí)土壩，傾斜壩坡，其迎水面坡高tanα=1/3,有漿砌石塊石護(hù)坡（K=0.77）。設(shè)計(jì)條件下的設(shè)計(jì)風(fēng)速取多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，在校核條件下的設(shè)計(jì)風(fēng)速為多年平均最大風(fēng)速V為18米/秒，由浪高的計(jì)算公式如下：(設(shè)計(jì)條件)(校核條件)浪爬高的計(jì)算公式：(設(shè)計(jì)條件)(校核條件)安全超高Δ按三級(jí)土壩查規(guī)范得：(設(shè)計(jì)條件)(校核條件)壩頂高程：(設(shè)計(jì)條件)(校核條件)壩頂高程取設(shè)計(jì)情況和校核情況的最大值，所以壩頂高程為22.9m水庫(kù)特征水位和壩頂高程如圖5-5所示圖5-5水庫(kù)特征水位及壩頂高程圖參考文獻(xiàn)[1]葉守澤主編，水文水利計(jì)算，中國(guó)水利水電出版社，1994;15-17[2]陳德亮主編，水工建筑物，中國(guó)水利水電出版社，1994;15-16,28-29[3]水文與水利計(jì)算復(fù)核，水利部水利管理司，中國(guó)水利水電出版社，1993;130-133[4]水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局主編，水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范，中國(guó)水利水電出版社，2003；[5]水利電力部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院主編，水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范SDJ214-83，水利電力出版社，1985。[6]耿鴻江主編，工程水文及水利計(jì)算，中國(guó)水利水電出版社，2001；[7]任樹梅，李靖主編，工程水文及水利計(jì)算，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004；[8]葉守澤，詹道江合編，工程水文學(xué)（第三版），中國(guó)水利水電出版社，2000；[9]張朝暉，拜存有主編，工程水文水力學(xué)，西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2004；[10]劉俊民，余新曉，水文與水資源學(xué),中國(guó)林業(yè)出版社1999年；致謝工程水文學(xué)與水利計(jì)算基礎(chǔ)課程及其課程設(shè)計(jì)對(duì)于我們來說非常重要，它是工程的前期準(zhǔn)備工作，對(duì)工程的地址進(jìn)行水文資料的收集及分析，以此來確定工程的安全系數(shù)和工程的投資及使用壽命。所以說學(xué)好工程水文學(xué)與水利計(jì)算基礎(chǔ)課程和做好這門課程設(shè)計(jì)對(duì)我們來說至關(guān)重要。在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝張老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，使我能順利完成這次設(shè)計(jì)，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把設(shè)計(jì)做得更加完善。在此期間，我不僅鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝和我一起研究學(xué)習(xí)的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。最后再一次感謝張旭賢老師的幫助！在這里向他表示最誠(chéng)摯的感謝！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(cè)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(yíng)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐