1、本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱長江流域某水庫水文水利計算系名建筑工程系專業(yè)水利水電工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師一、課題來源及意義從公元前兩千多年大禹治水到公元前256年都江堰建成再到公元2009年三峽大壩主體工程完工，水的治理不以朝代更替為轉(zhuǎn)移始終貫穿于整個華夏文明的發(fā)展歷程中。水是人類及其他生物繁衍生存的基本條件，是人們生活不可替代的重要資源，是生態(tài)環(huán)境中最活躍、影響最廣泛的因素，不僅在中國乃至全世界，治水在國家整體規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮著不可忽視的作用。隨著人類社會發(fā)展，一方面一些不當?shù)乃Y源開發(fā)、利用、管理方式導(dǎo)致了許多水問題的產(chǎn)生，這些現(xiàn)象是造成當前水資源利用矛盾的主要原因；另一方面人為地干預(yù)

2、水利資源以及自然環(huán)境的瞬息萬變，使得水災(zāi)害的防治變得復(fù)雜。為了緩解水資源利用矛盾，適應(yīng)各行業(yè)和諧發(fā)展需求同時做好防范水災(zāi)的措施，必須掌握大量的水文數(shù)據(jù)從系統(tǒng)理論角度尋找出合理的水資源利用矛盾解決途徑，這樣才能保障社會經(jīng)濟的健康持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。通過建設(shè)水利工程設(shè)施開通人與水溝通的渠道。研究水文水利計算是水利工程運行的重要基礎(chǔ)。水文水利計算在水利工程建設(shè)中的不同階段有著不同的作用，在規(guī)劃設(shè)計階段中，用于合理確定工程規(guī)模，在不同水文環(huán)境下，水工建筑物要按照不同的設(shè)計標準進行設(shè)計;在施工建設(shè)階段，由于水利工程工期較長，一些臨時性水工建筑物如圍堰、導(dǎo)流隧洞、導(dǎo)流明渠等的建設(shè)必須預(yù)先估算未來一段時間的水文和

3、氣象預(yù)報，這就需要水文水利計算來完成；在水利設(shè)施建成后的管理運行階段，要通過水文水利計算對水文數(shù)據(jù)進行處理，并依此制定合理的調(diào)度方案對水利設(shè)施進行控制，調(diào)配水資源。由此，需要興建許多用于整治河道調(diào)配水資源的水利設(shè)施。其中，水庫作為水利樞紐的重點工程，對水庫上下游起著重要調(diào)配作用，水庫的蓄泄必須經(jīng)過嚴格的計算分析。水文水利計算能為水庫調(diào)度，保證上下游河道安全，合理分配水資源在各領(lǐng)域各部門中的應(yīng)用等提供數(shù)據(jù)，也是水資源規(guī)劃利用的重要參考。本設(shè)計系針對長江流域某水庫的水文水利計算設(shè)計書。某河為長江的一級支流，河道的長度為23.6km，河道的天然比降為56.9%，擬建的某水庫壩址以上控制流域面積為22

4、95km2，距壩址3km處有一水文站，控制面積3210km2。水庫建設(shè)的任務(wù)主要為縣城進行城鎮(zhèn)供水，并兼顧下游的農(nóng)業(yè)灌溉供水。該水庫將承擔著下游防洪任務(wù)，下游的防洪標準為20年一遇洪水，水庫設(shè)計標準為100年一遇洪水，校核標準為1000年一遇洪水。城鎮(zhèn)、農(nóng)村供水及工業(yè)用水的設(shè)計保證率為90%，灌區(qū)用水設(shè)計保證率為50%。二、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀大致在上世紀八十年代，定量水文計算開始在工程中應(yīng)用，但大都是以經(jīng)驗性的近似估算來提供生產(chǎn)中的實際需要。且提供的水文數(shù)據(jù)往往是不太可靠的。到了二十世紀，水文計算開始在確定性和統(tǒng)計計算兩個方向發(fā)展，取的了顯著的進展。對各國設(shè)計洪水計算方法進行分析，可以得出以下結(jié)論

5、：1）世界各國基于頻率分析推求設(shè)計洪水，技術(shù)思路基本一致，主要在數(shù)據(jù)選樣、經(jīng)驗頻率公式、頻率曲線分布線型、參數(shù)估計方法等方面存在差異。2）在基于流量資料推求設(shè)計洪水時，通過構(gòu)建洪水頻率分析模型來進行計算，該模型由洪水頻率分布函數(shù)和參數(shù)估計方法構(gòu)成。一般根據(jù)各國的規(guī)范或者實際情況選擇水文變量最適合的分布函數(shù)后，采用合理的參數(shù)估計方法求解該分布函數(shù)的各項參數(shù)，從而得到水文變量的理論分布函數(shù)，并通過它進行設(shè)計洪水計算。3）對于設(shè)計洪水計算方法是推薦方式，部分國家，如中國、美國、英國等，基于專業(yè)基礎(chǔ)研究和大量工程應(yīng)用實踐，以行業(yè)規(guī)范、推薦指南、計算手冊的形式推薦，權(quán)威性和強制性較高；部分國家以協(xié)會、水

6、資源委員會或理事會發(fā)布的報告形式予以推薦；還有些國家沒有明確的洪水計算規(guī)范或指南性文件，常用的設(shè)計洪水計算方法均可接受。考慮到大多數(shù)雨量站資料系列較短，為了充分利用長系列信息，建國以來曾多次進行了暴雨統(tǒng)計參數(shù)的地區(qū)綜合，繪制了不同歷時的暴雨均值，變差系數(shù)的等值線圖。近年來對暴雨時面深關(guān)系做了大量的分析研究工作并繪制了全國1小時、6小時及24小時暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖，為小流域短歷時設(shè)計暴雨提供了更為可靠的依據(jù)。國外設(shè)計暴雨的研究開展過早，本世紀三十和四十年代發(fā)展較快，以后計算方法有較大的變動，美國建立了大型的余量試驗基地，測試手段詳盡，研究范圍較廣。我國在對待特大暴雨后都由水文，氣象部門共同進行

7、了詳細調(diào)查，并組織了大尺度天氣系統(tǒng)的細致分析論證了暴雨移置范圍等，這樣的工作國外是很少的，目前英國、美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭以及由英美在地上世界援建的大型工程，仍以PMP推求的PMF作為設(shè)計標準。應(yīng)用比較廣泛的方法是水汽、效率放大法及暴雨移置法。近年來，國內(nèi)不少單位已開始在水文計算中應(yīng)用計算機，取得了一定的效果。但因軟件落后，外部設(shè)備功能差，應(yīng)用范圍窄；且因使用人員水平較低，只能用一般預(yù)言編寫個別程序，程序庫與數(shù)據(jù)庫的建立才起步，尚不能完全取代水文計算中的手工勞動。超級計算機正在成為解決某些重大和基本科學(xué)問題的有力工具，超級計算機在模擬大尺度天氣現(xiàn)象；大氣、海洋、陸地及生物耦合系統(tǒng)中的相

8、互作用；改進天氣預(yù)報模型，研究了由于地表加熱產(chǎn)生的紊動、旋渦，進而影響到大氣中熱量水汽的輸送以及探討大氣科學(xué)中的其他基本問題研究提供幫助。美國國家大氣研究中心(NCAR)1977年安裝了世界上第二臺CRAY-IA超級計算機，速度達每秒1.47億次浮點運算。1983年又安裝了一臺。1986年10月安裝了另一臺更大的CRAYX-MR/48超級計算機，處理速度達到每秒8.4億次浮點運算。三、研究目標根據(jù)所掌握的數(shù)據(jù)對入庫徑流進行分析，并得到有關(guān)結(jié)果。根據(jù)洪水洪峰流量，歷時，流量等要素得到對設(shè)計洪水的數(shù)據(jù)分析。通過分析，推算得到溢洪道堰頂高程的確定以及水庫各特征水位和特征庫容的確定，為水庫的設(shè)計提供合

9、理可行的方案。四、研究內(nèi)容查閱或引用相關(guān)文獻和學(xué)術(shù)論文，明確研究對象，收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；入庫徑流特征分析：該水庫年徑流頻率曲線、年徑流統(tǒng)計參數(shù)、不同頻率年徑流量及其年內(nèi)分配過程；設(shè)計洪水分析：該水電站站址和壩址年最大洪峰流量及不同歷時洪量頻率曲線、年最大洪峰流量及不同歷時洪量統(tǒng)計參數(shù)、不同重現(xiàn)期年最大洪峰流量及不同歷時洪量值，設(shè)計洪水過程線；溢洪道堰頂高程的確定；水庫各特征水位和特征庫容的確定。五、研究方法與手段通過已收集的水文站實測多年徑流數(shù)據(jù)繪制流頻率曲線、計算得到年徑流統(tǒng)計參數(shù)、不同頻率年徑流量及其年內(nèi)分配過程。利用水文站實測洪水要素資料推求不同重現(xiàn)期年最大洪峰流量及不同歷時洪量值、設(shè)計洪水

10、過程線。繪制壩區(qū)地形圖，分析流域地形地質(zhì)因素，計算溢滿足條件的洪道堰頂高程。根據(jù)出入庫水量以及水庫水位變化，計算和設(shè)計水庫各特征水位和特征庫容。六、進度安排2016/12/10-2016/12/31畢業(yè)論文選題2017/2/17-2017/2/27查找文獻了解資料，完成開題報告2017/2/28-2017/4/7設(shè)計計算，完成設(shè)計說明書初稿2017/4/28-2017/5/12繪圖及修改完善設(shè)計說明書2017/5/15-2017/5/30整理設(shè)計成果，確定論文終稿準備答辯七、主要參考文獻I 林繼鏞.水工建筑物-5版M.北京:中國水利水電出版社,2009.岳建平，鄧念武.水利工程測量-4版M.北

11、京:中國水利水電出版社,2008.張宏仁關(guān)于“地下水庫”J.中國水利報,2002,1(3):4-27.4鄧銘江，李濤，馬長慧.臺蘭河山前地下水開發(fā)新途徑J.水資源保護,2011,27:41-43.王淑英.水文系統(tǒng)模糊不確定性分析方法的研究與應(yīng)用D.大連:大連理工大學(xué),2004.曹劍峰，遲寶明，王文科.專門水文地質(zhì)學(xué)，第三版M.北京:科學(xué)出版社,2006.7 張兆光.青海省格爾木市那陵郭勒河山前平原地區(qū)地下水資源評價D.北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京),2013.8 杜新強,秦延軍，齊素文.介休市洪山泉流量動態(tài)及影響因素分析J.山西水利科技,2004,4(3):74-75.9 PeterDillon.FuturemanagementofaquiferrechargeJ.HydrogeologyJournal2005(2):313-316.10 杜新強，廖資生,李硯閣.地下水庫調(diào)蓄水資源的研究現(xiàn)狀與展望J.科技進步與對策,2005,(2):17