PAGE水wen學案例分析12-1青年水庫為年調節(jié)水庫，以下述資料用時歷法（計入損失），試求水庫興利庫容、設計蓄水位及其蓄水、棄水過程。1）壩址斷面設計苦水年（P=90%）流量過程見表12-15.設計枯水流量過程表12-15月份234567891011121流量9.8711.9810.8030.906.195.9016.346.795.191.710.694.16（2）用水部門設計枯水年需水要求見表12-16。設計枯水年需水過程表12-16 月份234567891011121灌溉用水000.172.130.914.383.100.070.82000發(fā)電用水6.626.626.626.626.626.626.626.626.626.626.626.62共計6.626.626.798.757.5311.009.726.697.446.626.626.62（3）水庫水位～面積，水位～容積曲線見表12-17。水庫水位～容積、水位～面積關系表12-17水位（）95100102104106108111112114水面面積（）0.0560.0750.0840.0880.0960.1030.1130.1120.133水庫容積（）0.450.780.951.101.281.481.711.942．20（4）蒸發(fā)損失標準見表12-18。水庫蒸發(fā)損失標準表12-18月份123456789101112蒸發(fā)損失1.091.655.107.336.109.7017.57.7010.605.452.852.06（5）水庫每月滲漏損失按月平均蓄水量的1%計。（6）水庫設計死水位。（7）下游水位變化不大，平均為86.0m。解：（1）首先不考慮水量損失，計算各時段的蓄水量。將水庫的來水和用水過程以月為時段，按水利年度列于表格第（1）、（3）、（5）欄，由時段水量平衡方程計算各時段水庫的余水量和缺水量列于表格第（6）、（7）欄，可得，則可確定庫容為。（2）計算各時段平均蓄水量，即各時段初，月末蓄水量平均值（10）欄。（3）計算各時段平均水面面積?？捎傻冢?0）欄查水庫容積曲線和面積曲線，得各月的，列于第（11）欄。（4）由當年實測蒸發(fā)資料計算所得的蒸發(fā)損失標準，列于表第（12）。（5）由蒸發(fā)標準乘以月平均水面面積得蒸發(fā)損失量，列于第（13）欄。（6）根據(jù)庫區(qū)的地質情況，決定滲漏標準，填于第（14）欄。（7）用月末平均蓄水量乘以滲漏標準得滲漏損失水量，填于第（15）欄。（8）蒸發(fā)損失加上滲漏損失的和，為總水量損失，填于（16）欄。（9）不計損失的用水量加上總水量損失的和為總出庫水量，填于第（17）欄。（10）用來水量和考慮損失的用水量進行平衡計算，余水填于（18）欄，缺水填于第（19）欄。（11）累計各連續(xù)時段的余、缺水量，得，得庫容。（12）由于，則。在水庫水位、容積水位容積曲線上查得水位為。（13）求出各時段水庫蓄水量填于（20）欄和棄水量（21）欄。（13）檢查計算結果是否有誤。根據(jù)水量平衡原理，應有。本題中：說明計算無誤。12-2按習題12-1的資料和推求的水庫興利庫容、設計蓄水位，不計水頭損失，用列表法推求保證出力和設計枯水年的年發(fā)電量。a，將習題12-1題中的來水量列于第（2）欄，發(fā)電用水列于第（3）欄，月末水庫蓄水列于第（4）欄，由水庫水位、容積曲線和月平均=蓄水量查得月平均水位列于第（5）欄，將下游平均水位列于第（6）欄，用月平均水位減去下游水位得水頭列于第（7）欄，計算水庫的平均出力列于第（8）欄。本題中用公式N=A*Q*H靜A取8來水取表中用水流量。例如：2月份N=8*16.5*6.62=8741-12月份以此類推，列表如下。b，計算保證出力。供水期的平均出力即為保證出力C，計算年發(fā)電量。第（8）欄的平均值就是此年的平均出力，；將其乘以一年的小時數(shù)，即為此年的發(fā)電量。配圖如下：天福廟水庫防洪復核設計一、設計任務天福廟水庫位于湖北省遠安縣黃柏河東支的天福廟村，大壩以上流域面積553.6km2，河長58.2km，河道比降1.06%，總庫容6367萬m3，是一座以灌溉為主，結合防洪、發(fā)電、攔沙、養(yǎng)殖等綜合利用的水利工程。天福廟水庫于1974年冬開工建設，1978年建設成，已運行近30年。1975年技術設計時，水文系列年限僅20年，系列太短，也缺乏大洪水的資料。本次課程設計的任務，是在延長基本資料的基礎上，按現(xiàn)行規(guī)范要求對水庫的防洪標準進行復核，其具體任務是：選擇水庫防洪標準。歷史洪水調查分析及洪量插補。設計洪水和校核洪水的計算。調洪計算。壩頂高程復核。二、流域自然地理概況，流域水文氣象特性流域及工程概況天福廟水庫位于湖北省遠安縣黃柏河東支的天賦廟村，大壩以上流域面積553.6km2，河長58.2km，河道比降10.6‰，總庫容6367萬m2，是一座以灌溉為主，結合防洪、發(fā)電、攔沙、養(yǎng)殖等綜合利用的水利工程。天福廟水庫于1974年冬開工建設，1978年建設成，大壩為漿砌石雙曲拱壩，壩前河底高程348m，壩高63.3m，電站總裝機6040kw。水庫死水位378m，死庫容714萬m3，正常蓄水位409m，相應庫容6032萬m3。設計洪水位（P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，壩頂高程410.3m，防浪墻頂高程411.3m。庫區(qū)吹程1000m。水文氣象資料1.氣象特征。天福廟流域地處亞熱帶季風區(qū)，四季分明，夏季炎熱多雨，冬季低溫少雨，秋溫高于春溫，春雨多于秋雨，氣溫年內變化較大，無霜期長。多年平均氣溫16.8℃，歷年最高氣溫達40℃，最低氣溫-12℃，平均風速1.2m/s,多年平均最大風速15.5m/s，風向多為NE。流域多年平均降水量1036.3mm，流域暴雨頻繁，洪水多發(fā)，4-10月為汛期，汛期降雨量占全年降雨量的86.7%左右，尤其以7月最大，占全年的19.5%。月降雨量最少是122.水文測站。黃柏河干流上1958年設立池灣河水文站，1971年設立小溪塔水文站，1961年在東支設立分鄉(xiāng)水文站。天福廟水庫建成后，先后開展了降雨、水位、泄流觀測，有比較完整的運行資料。分鄉(xiāng)水文站是重要的參證站，控制流域面積1083.0km2。3.分鄉(xiāng)站歷史洪水。根據(jù)1982年省雨洪辦對宜昌市歷史洪水調查成果的審定結果，分鄉(xiāng)站洪水的排位為1935年、1984年、1826年、1930年、1958年，資料可靠，可直接采用。經(jīng)審定認為，分鄉(xiāng)站1935年洪水1826年以來的第1位，重現(xiàn)期為176年，1984年洪水于1826年、1930年洪水相當，分別確定為1826年以來的地2-4位，1958年洪水為1826年以來的地5位。分鄉(xiāng)站歷史洪水成果見表KS1—1。表KS1—1分鄉(xiāng)站歷史洪水成果序號年份洪峰流量（m3/s）1d洪量

（×1083d洪量

（×108重現(xiàn)期備注1193546831.02681.53021762198437391.07381.666431826不能定量41930不能定量5195828201.22011.9500三、防洪標準選擇水利水電樞紐工程的等級工程等級水庫防洪治澇灌溉供水水電站工程規(guī)?？値烊?/p>

（×108m3）城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護農(nóng)田

（萬畝）治澇面積

（萬畝）灌溉面積

（萬畝）城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性裝機容量

（×104kw）一大（1）型>10特別重要〉500>200〉150特別重要〉120二大（2）型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30三中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5四?。?）型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1五?。?）型0.01～0.001<5〈3〈0.5〈1水庫工程建筑物防洪標準水工建筑物的類別防洪標準[重現(xiàn)期（年）]山區(qū)、丘陵區(qū)平原區(qū)、濱海區(qū)設計校核設計校核混凝土壩、漿砌石壩及其他水工建筑土壩、堆石壩一1000～5005000～2000可能最大洪水（PFM）或

10000～5000300～1002000～1000二500～1002000～10005000～2000100～501000～300三100～501000～5002000～100050～20300～100四50～30500～2001000～30020～10100～50五30～20200～1003000～2001050～20依據(jù)天福廟庫容量，根據(jù)《防洪標準》GB50201-94查得天福廟水庫工程等級為三級，其防洪標準為：設計T=50年，校核T=500年。四、峰、量選樣及歷史洪水調查1、天福廟水庫壩址1959—1977年峰、量系列更具分鄉(xiāng)站資料換算得到，洪峰按面積比指數(shù)的2/3次方換算，洪量按面積的一次方換算。2、天福廟壩址1978—2001峰、量系列直接采用天福廟入庫洪水計算。3、分鄉(xiāng)站歷史洪水換算天福廟水庫峰量根據(jù)1978—2001年峰量關系得1d，3d洪量（見表格）。天福廟水庫洪峰、洪量系列年份洪峰Qm（m3/s）1d洪量W1（108m3）3d洪量W3（108m3）年份洪峰Qm（m3/s）1d洪量W1（108m3）3d洪量W3（108m3）195818030.62370.996819805710.17250.209219591310.04340.066419811260.08410.124119602660.09210.138019825820.21270.317219612000.06640.102319834370.21240.322319626400.19990.2924198423890.54890.8518196310360.37270.572519851210.06130.130719644520.13140.131419862180.09790.192419655190.14520.230019874380.16770.286419661890.08170.125319882220.11540.179019677740.18760.285219895920.22290.318919688380.28320.659419906340.12090.179019694280.15140.221319918040.23340.315819705980.22330.310319928510.26350.328819713890.16810.287719934250.1195003630.079719941670.11770.213119734450.14570.223319952610.09850.186019742400.08130.158919964870.23410.433419758480.14830.248019975440.13830.318619762720.09310.138019989740.22620.413519771620.09150.179519991700.07340.168619782990.15250.281220006130.21130.315719796340.28800.539320014710.19130.2986195818030.62370.996819805710.17250.20921979-2001年峰、量相關關系五、設計洪水計算時段△t=1h流量m3/s時段△t=1h流量m3/s時段△t=1h流量m3/s時段△t=1h流量m3/s096.619216.33645.25524.8157220183.53744.25624.221085211563843.55723.531345221383941.75822.841568231214040592294138.36021.56209025108.44236.66120.6723892691.54334.86219.382138.72783.54433.16318.291465.52868.64532.26417.3101005.12953.34631.36516.111768.83040.94730.46615.312494.331514829.56714.413584.932614928.76813.514421.23354.85027.86912.615358.73448.55127.27011.816344.83546.35226.6711117313.73645.253267210.618232.53744.25435.4洪峰流量經(jīng)驗頻率計算按數(shù)量大小排序===年份Qmm3/sM1P1M2P2mP31935299210.571984238921.136182621.705193022.2731958180332.8411963103636.70199897448.901992851511.101975848613.301968838715.501991804817.701967774919.9019626401022.1019796341124.3019906341226.5020006131328.7019705981430.9019995921533.1019825821635.3019805711737.5019975441839.7019655191941.9019964872044.1020014712146.3019644522248.5019734452350.7019874382452.9019834372555.1019694282657.3019934252759.5019713892861.7019782992963.9019762723066.1019602663168.3019952613270.5019742403372.7019882223474.9019862183577.1019612003679.3019661893781.5019991703883.7019941673985.9019771624088.1019591314190.3019811264292.5019851214394.701972644496.90流量根據(jù)公式：=，=，=計算。由公式計算理論頻率曲線的統(tǒng)計參數(shù)Q平均=1/N∑Qi=548.80m3/sCv=0.91Cs=2.67Cv=2.43由查頻率曲線方法得1826年，1930年的洪峰流量分別為2296m3/s和2059m3/s。P=0.2%時的校核洪峰Q0.2%=Q平均（φ0.2%Cv+1）=3360.47m3/s，P=0.2%時的洪峰流量3200m3/s。1d洪量的相關數(shù)據(jù)序號系列值頻率序號系列值頻率10.67850.0057240.14830.50720.62370.011250.14570.52930.54890.017260.14520.55140.37270.067270.13830.57350.2880.089280.13140.59560.28320.111290.12090.61770.26350.133300.11950.63980.23410.155310.11770.66190.23340.177320.11540.683100.22620.199330.09850.705110.22330.221340.09790.727120.22290.243350.09310.749130.21270.265360.09210.771140.21240.287370.09150.793150.21130.309380.08410.815160.19990.331390.08170.837170.19130.353400.08130.859180.18760.375410.07340.881190.17250.397420.06640.903200.16810.419430.06130.925210.16770.441440.04340.947220.15250.463450.03630.969230.15140.485W平均=QUOTE1/n∑Wi=0.19×108m3Cv=0.72Cs=2.96Cv=2.13由曲線圖可知，p=0.2%時的校核流量Wp=W平均×(φ0.2%Cv+1）=9.6×107m3p=0.2%時所對應的1d的洪量為0.95×108m3。3d洪量的相關數(shù)據(jù)序號峰量頻率序號峰量頻率11.04570.0057240.230.5120.96680.011250.22330.5330.85180.017260.22230.5540.65940.07270.22130.5750.57250.09280.21310.660.53930.11290.20920.6270.43340.13300.19240.6480.41350.16310.1860.6690.32880.18320.18240.68100.32230.2330.17950.71110.31890.22340.1790.73120.31860.24350.1790.75130.31720.27360.16860.77140.31580.29370.15890.79150.31570.31380.1380.82160.31030.33390.1380.84170.29860.35400.13070.86180.29240.38410.12530.88190.28770.4420.12410.9200.28640.42430.10230.925210.28520.44440.07970.947220.28120.46450.06640.969230.2480.49W平均=1/n∑Wi=0.3×108m3Cv=1/W平=0.71Cs=3.18Cv=2.26由曲線圖可知，p=0.2%時的校核流量Wp=W平均×(φ0.2%Cv+1）=1.499×108m3p=0.2%時所對應的3d的洪量為1.55×108m3合理性分析（1）通過對本站洪峰、洪量及其統(tǒng)計參數(shù)隨時間變化的分析和從洪峰、洪量及其統(tǒng)計參數(shù)隨地區(qū)的變化規(guī)律的分析，以及從形成洪水的暴雨方面分析，都得出了相應的合理結論。（2）將各種統(tǒng)計時段洪量的頻率曲線點繪制在一張圖上，在適用范圍內不能相交。因為如果相交，就不能保證同一頻率下長時段的洪量大于短時段的洪量。選擇典型洪水過程線洪峰（m3/s）洪量[（m3/s）h]1d3dP=0.2%的設計洪峰、洪量32002639043055.6典型洪水過程線的洪峰、洪量2389.019879.621663.4起止時間1984.7.26.81984.7.26.0~241984.7.26.0~7.28.24計算放大比KQ=Qmp/Qm典=1.34Kw1=Wtp/Qt典=1.32Kw3-1=QUOTE43055.6-2639021663.4-19879.6設計洪水過程線計算表時間（△t=1h）流量放大倍比放大流量時間（△t=1h）流量放大倍比放大流量096.61.32127.5123645.29.34422.16815721.32755.043744.29.34412.828210851.321432.23843.59.34406.29313451.321775.43941.79.34389.478415681.322069.7640409.34373.6517911.322364.124138.39.34357.722620901.322758.84236.69.34341.844723891.32/1.343201.264334.89.34325.03282138.71.322823.0844433.19.34309.15491465.51.3222004532.29.34300.748101005.11.321679.854631.39.34292.34211768.81.321598.994730.49.34283.93612494.31.321498.264829.59.34275.5313584.91.3214004928.79.34268.05814421.21.321385.325027.89.34259.65215358.71.321375.945127.29.34254.04816344.81.321287.335226.69.34248.44417313.71.321198.6153269.34242.8418232.51.321157.385435.49.34330.63619216.31.321135.215524.89.34231.63220183.51.321099.895624.29.34226.028211561.321032.145723.59.34219.49221381.32990.865822.89.34212.952231211.32980.325922.19.34206.41424103.91.32967.346021.59.34200.8125108.41.32/9.34870.566120.69.34192.4042691.59.34854.616219.39.34180.2622783.59.34779.896318.29.34169.9882868.69.34720.526417.39.34161.5822953.39.34680.786516.19.34150.3743040.99.34640.566615.39.34142.90231519.34595.986714.49.34134.49632619.34569.746813.59.34126.093354.89.34511.8326912.69.34117.6843448.59.34452.997011.89.34110.2123546.39.34432.44271119.34102.743645.29.34422.1687210.69.3499.004六、設計洪水調洪計算庫水位庫容(×104m3)左岸溢洪道q1(m3/s)壩頂溢洪道q2(m3/s)合計泄流量q(m3/s)3983460000399367037037400389010701074014100216021640243253650365403454553025555404477573010383340550049222301152406523511304001530407551513456051950408579015828352417409604518451095294041063102115137534904116596237016954065天福廟水庫為有閘溢洪道，調洪時段△t=1h，洪起調水位為正常蓄水位409m，在次水位下，左岸溢洪道2孔、壩頂溢洪道4孔全開的流量為2940m3/s。當入庫洪水流量小于此流量時，通過開啟溢洪道閘門孔數(shù)，使泄流量等于來水流量，保持設計蓄水位409m不變。當入庫洪水流量大于2940m3/s時，6孔閘門全開泄洪，庫水位開始上漲，直至達到最高洪水位，然后再回落至設計蓄水位409m。V2=1/2(Q1+Q2)△t-1/2(q2+q1)△t+V1由起始條件得V1=346