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    工程水文及水利计算-

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    课程设计书
    课设名称：天福庙水库防洪复核计算
    姓安小虎
    名学： 2015095081 号： 班15农业水利工程1班 级：
    2017年6月22日
    天福庙水库防洪复核设计
    一、设计任务
    专业资料


    天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积
    553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6%，总库容6367万m3，是一座以灌溉
    为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974 年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。1975年技术设计时，水文系 列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务，是在 延长基本资

    料的基
    础上，按现 要求对水库 标准进行复 具体任务
    1 .选择水库防洪标准。
    2 .历史洪水调查分析及洪量插补。 3.设计洪水和校核洪水的计算。
    二、流域自然地理概况，流域水文气象特性
    （一）流域及工程概况
    天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面
    积553.6km 2，河长58.2km，河道比降10.6%。，总库容6367万m2,是一座以 灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。
    天福庙水库于 1974 年冬开工建设， 1978 年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝， 坝前河底高程
    348m ，坝高 63.3m ，电站总装机 6040kw 。水库死水位 378m ， 死库容 714 万 m 3，正常蓄水位 409m ，相应库容 6032 万 m 3。设计洪水位（ P=2%） 409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程 411.3m 。库区吹程
    1000m 。
    专业资料


    （二）水文气象资料
    1. 气象特征。天福庙流域地处亚热带季风区，四季分明，夏季炎热多雨，
    冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，气温年内变化较大，无霜期长。 多年平均气温16.8 C,历年最高气温达40 C,最低气温-12 C,平均风速1.2m/s, 多年平均最大风速15.5m/s，风向多为NE。流域多年平均降水量1036.3mm， 流域暴雨频繁，洪水多发， 4-10 月为汛期，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 12 月，仅占全年的 1.3%。
    2. 水文测站。 黄柏河干流上 1958 年设立池湾河水文站， 1971 年设立小溪
    塔水文站， 1961 年在东支设立分乡水文站。天福庙水库建成后，先后开展了降 雨、水位、泄流观测，有比较完整的运行资料。分乡水文站是重要的参证站，控 制流域面积 1083.0km 2。
    3. 分乡站历史洪水。根据 1982 年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的
    审定结果，分乡站洪水的排位为 1935 年、1984 年、1826 年、1930 年、1958 年，资料可靠，可直接采用。经审定认为，分乡站 1935 年洪水 1826 年以来的 第 1 位，重现期为 176 年， 1984 年洪水于 1826 年、1930 年洪水相当，分别确

    专业资料


    定为1826年以来的地2-4位，1958年洪水为1826年以来的地5位。分乡站历 史洪水成果见表KS1—1 o
    表KS1— 1分乡站历史洪水成果
    洪峰流量
    序号
    年份
    1d洪量 3d洪量
    重现期
    备注
    / 3/ \ （m s）

    (x 108m3

    (x 108m3

    1 2 3 4 5
    1935 1984
    4680
    176
    3739
    1.0738
    1.6664
    1826



    不能定量 不能定量


    1930 1958     2820     1.2201     1.9500 三、防洪标准选择
    水利水电枢纽工程的等级
    水库
    工程
    等级 工程规模
    总库容
    城镇及工 矿企业的
    3防洪
    保护农田 （万亩）
    治涝 治涝面积 （万亩）
    灌溉 灌溉面积 （万亩）
    供水 城镇及工 矿企业的 重要性
    水电站 装机容量
    (X
    10m
    8(X
    4 重要性
    104kw 〉120 -一- 大（1 ）型 >10 特别重要 〉500 500 ~
    100 >200 〉150 特别重要
    -二二 大（2 ）型 10 〜1.0 重要 200 〜60 150 〜50 重要 120 〜30 三 中型 1.0 〜0.10 中等 100 〜30 60 〜15 50 ~ 5 中等 30〜5 四 小（1 ）型 0.10 〜0.01
    一般 30〜5 15〜3 5~ 0.5
    一般 5〜1 五

    小（2 ）型
    0.01 〜
    0.001 <5 〈3 〈0.5 〈1 水库工程建筑物防洪标准

    水工

    防洪标准［重现期（年）］
    专业资料


    建筑 物的 类别
    设计
    混凝土坝、浆砌石坝及其
    土坝、堆石坝
    他水工建筑
    可能最大洪水（PFM） 或
    -一-
    1000 〜500 5000 - 2000 10000 〜5000 5000 〜2000 2000 〜1000 1000 〜300 3000 〜200 300 〜100 2000 〜1000 山区、丘陵区
    校核
    设计
    校核
    平原区、滨海区
    -二二 三 四 五
    500〜100 100 〜50 50 〜30 30 〜20 2000 - 丿 1000 1000 、500 500 - 200 200 - 丿100 100 〜50 50 〜20 20 〜10 10 1000 〜300 300〜100 100 〜50 50 〜20 依据天福庙库容量，根据《水库工程建筑物防洪标准》查得天福庙水库工程等级
    为三级，其防洪标准为：设计 T=50年，校核T=500年
    （四）、峰、量选样及历史洪水调查
    1、 天福庙水库坝址1959 —1977年峰、量系列根据分乡站资料换算得到，洪峰
    按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积的一次方换算。
    2、 天福庙坝址1978 —2001峰、量系列直接采用天福庙入库洪水计算。 3、分乡站历史洪水换算天福庙水库峰量根据
    洪量（见表格）
    1978 —2001年峰量关系得1d , 3d
    天福庙水库洪峰、洪量系列
    3d洪量
    洪峰Qm 年份
    (m3/s
    (108m3
    1d洪量W1 W
    (108m3
    xy1 xy3 xA2
    1958
    1803 0.6237 0.9968 1124.5 1797.23 325080 专业资料




    3 0.0664 0.138 0.1023 0.2924 0.5725 0.1314 0.23 0.1253 0.2852 0.6594 0.2213 0.3103 0.2877 0.0797 0.2233 0.1589 0.248 0.138 0.1795 0.2812 0.5393 0.2092 0.1241 0.3172 5.6854 24.498 6 13.28 127.93 6 386.11 7 59.392 8 75.358 8 15.441 3 145.20 2 237.32 2 64.799 2 133.53 3 65.390 9 2.3232 64.836 5 19.512 125.75 8 25.323 2 14.823 45.597 5 182.59 2 98.497 5 10.596 6 123.79 04 8.6984 36.708 20.46 187.136 593.11 59.3928 119.37 23.6817 220.744 8 552.577 2 94.7164 185.559 4 111.915 3 5.1008 99.3685 38.136 210.304 37.536 29.079 84.0788 341.916 2 119.453 2 15.6366 184.610 9 17161 70756 40000 409600 107329 6 204304 269361 35721 599076 702244 183184 357604 151321 4096 198025 57600 719104 73984 26244 89401 401956 326041 15876 338724 1959 I960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981
    131 266 200 640 1036 452 519 189 774 838 428 598 389 64 445 240 848 272 162 299 634 571 126
    0.0434 0.0921 0.0664 0.1999 0.3727 0.1314 0.1452 0.0817 0.1876 0.2832 0.1514 0.2233 0.1681 0.0363 0.1457 0.0813 0.1483 0.0931 0.0915 0.1525 0.288 0.1725 0.0841 0.2127 1982 582 专业资料







    1983


    437

    0.2124


    0.3223 0.8518

    1 92.818

    4 140.845 1 2034.95 02 15.8147





    1984

    2389


    0.5489


    8 1311.3

    190969


    570732

    1985




    121

    0.0613


    0.1307
    2 7.4173 21.342

    1 14641

    1986

    218 438 222 0.0979

    0.1924 0.2864 0.179







    2 73.452

    41.9432 125.443 2 39.738
    47524


    1987



    0.1677



    1988








    0.1154





    6 25.618 8 131.95


    191844
    49284




    1989


    592 634
    0.2229

    0.3189 0.179


    188.788     8     113.486
    1990








    0.1209





    7 76.650 6 187.65


    350464
    401956




    1991


    804 851 425 167 261 487 544 974 170
    0.2334


    0.3158 0.3288 0.1824 0.2131 0.186 0.4334 0.3186 0.4135 0.1686


    253.903 2     279.808





    4 224.23


    646416


    1992



    0.2635








    9 50.787
    8


    724201


    1993



    0.1195




    5 19.655
    77.52 35.5877 48.546 211.065
    180625





    1994



    0.1177






    9 25.708


    27889





    1995



    0.0985






    5 114.00


    68121




    1996



    0.2341







    7 75.235

    8     173.318

    237169




    1997





    0.1383





    2 220.31
    4 402.749 28.662 193.524

    295936



    1998



    0.2262



    9 12.478 129.52

    948676
    1999





    0.0734



    28900


    2000


    613 471 23324 530.0909 0.2113


    0.3157 0.2986 12.5524 0.28528 6653.91





    7 90.102

    1 140.640 6     9722.85

    375769




    2001





    0.1913





    求和

    3 6082.4     3



    221841
    203250






    7.7307 0.1757 4097.97



    47     34
    平均



    1


    n x
    y




    nxA 123638
    专业资料


    2 1
    40 1
    b1 b2 a1 a2 0.0002492 7     0.00039     0.0435     6 W仁0.000249266Q1+0.043564 W2=0.000385Q2+0.080938 0.08094
    1958-2001年峰、量相关关系（图表见附录 1）
    五、设计洪水和校核洪水计算
    典型洪水过程线
    根据公式: 专业资料


    时段 △ t=1h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 流量 m /s 3时段 △ t=1h 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 流量 m /s 3时段 △ t=1h 流量 m /s 3时段 △ t=1h 流量
    m     3    /s 96.6 572 1085 1345 1568 1791 2090 2389 2138.7 1465.5 1005.1 768.8 494.3 584.9 421.2 358.7 344.8 313.7 232.5 216.3 183.5 156 138 121 103.9 108.4 91.5 83.5 68.6 53.3 40.9 51 61 54.8 48.5 46.3 45.2 44.2 2
    36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 45.2 44.2 43.5 41.7 40 38.3 36.6 34.8 33.1 32.2 31.3 30.4 29.5 28.7 27.8 27.2 26.6 26
    55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
    24.8 24.2 23.5 22.8 22.1 21.5 20.6 19.3 18.2 17.3 16.1 15.3 14.4 13.5 12.6 11.8 11 10.6 35.4 F
    天福庙
    F    分乡天福庙
    Q    天福庙
    =F分乡站
    3     Q站
    F分乡站
    W 分1d
    专业资料


    F天福庙
    W天3d= F分乡站
    W分3d计算天福庙库区1935,1984,的洪峰流量以及一天和三
    天洪量。
    洪峰流量 经验频率计算
    按数量大小排序 年份
    Q m m /s 3P= MN1 11 P= M2 2P= m 31 N1     1     n 1     m P3 M1 P1 M2 P2 1935 1984
    2987 2386


    1

    0.57

    2 2 2 3



    1.136 1.705 2.273 2.841



    1826 1930 1958 1963 1998 1992 1975 1968 1991 1967 1962 1979 1990 2000 1970 1999 1982 1980 1997 1965 1996 2001 1964 1973 1987 1983


    1803 1036 974 851 848 838



    3 4 5 6 7 6.70 8.90 11.10 13.30 15.50 17.70 19.90 22.10 24.30 26.50 28.70 30.90 33.10 35.30 37.50 39.70 41.90 44.10 46.30 48.50 50.70 52.90 55.10 57.30









    804



    8 9







    774 640 634 634 10 11 12



    613



    13 14



    598 592



    15 16



    582 571



    17 18



    544 519



    19 20



    487 471



    21 22



    452 445



    23 24



    438 437



    25 26     1969
    428 专业资料


    1993 1971 1978 1976 1960 1995 1974 1988 1986 1961 1966 1999 1994 1977 1959 1981 1985
    425 389 299 272 266 261 240 222 218 200 189 170 167 162

    27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 59.50 61.70 63.90 66.10 68.30 70.50 72.70 74.90 77.10 79.30 81.50 83.70 85.90 88.10 90.30 92.50 94.70 96.90



























    131 126 121





    1972 64 44 频率曲线见附录2
    由公式计算理论频率曲线的统计参数
    Q 平均= Cv=0.91 刀Qi=548.80m 3/s Cs=2.67C v=2.43 由查频率曲线方法得1826年，1930年的洪峰流量分别为2296 m 3/s和2059 m3/s。P=0.2%时的校核洪峰 Q°.2%=Q 平均(©°.2%Cv+1 =3360.41 m 3/s, P=0.2% 时的洪峰流量3360.41m 3/s°P=2%的设计洪峰Q2%=Q平均(^%Cv+1 =2060 m 3/s 1d洪量的相关数据
    序号
    1     2 专业资料
    系列值
    0.6785 0.6237
    频率 0.0057 0.011 骨口. 序号
    系列值 0.1483 0.1457 频率 0.507 0.529
    24 25

    3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0.5489 0.3727 0.288 0.2832 0.2635 0.2341 0.2334 0.2262 0.2233 0.2229 0.2127 0.2124 0.2113 0.1999 0.1913 0.1876 0.1725 0.1681 0.1677 0.1525 0.1514 0.017 0.067 0.089 0.111 0.133 0.155 0.177 0.199 0.221 0.243 0.265 0.287 0.309 0.331 0.353 0.375 0.397 0.419 0.441 0.463
    26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 0.1452 0.1383 0.1314 0.1209 0.1195 0.1177 0.1154 0.0985 0.0979 0.0931 0.0921 0.0915 0.0841 0.0817 0.0813 0.0734 0.0664 0.0613 0.0434 0.0363 0.551 0.573 0.595 0.617 0.639 0.661 0.683 0.705 0.727 0.749 0.771 0.793 0.815 0.837 0.859 0.881 0.903 0.925 0.947 0.969 0.485 频率曲线见附录3
    Cs=2.96C v=2.13 W平均= Cv=0.72 W=0.19 X 108m3
    由曲线图可知，p=0.2%时的校核洪量 Wp=W平均X ( ©o.2%Cv+1 =9.6 X 107m3
    p=0.2%时所对应的1d的洪量为0.96 X 108m3。 P=2%的设计洪量 Wp=W平均X (©2%Cv+1 =0.75 X 108m3 p=2%对应的 1d 洪量为 0.75 X 108m3
    3d洪量的相关数据
    序号
    峰量

    频率 序号 峰量 频率
    专业资料


    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
    1.0457 0.9668 0.8518 0.6594 0.5725 0.5393 0.4334 0.4135 0.3288 0.3223 0.3189 0.3186 0.3172 0.3158 0.3157 0.3103 0.2986 0.2924 0.2877 0.2864 0.2852 0.2812 0.248 0.0057 0.011 0.017 0.07 0.09 0.11 0.13 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24 0.27 0.29 0.31 0.33 0.35 0.38 0.4 0.42 0.44 0.46
    24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
    0.23 0.2233 0.2223 0.2213 0.2131 0.2092 0.1924 0.186 0.1824 0.1795 0.179 0.179 0.1686 0.1589 0.138 0.138 0.1307 0.1253 0.1241 0.1023 0.0797 0.0664
    0.51 0.53 0.55 0.57 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.71 0.73 0.75 0.77 0.79 0.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.925 0.947 0.969 23 0.49 Wi=0.3 x 108m3
    Cv=0.71 Cs=3.18C v=2.26 由曲线图可知，p=0.2%时的校核洪量 Wp=W平均x (悅.2%Cv+1 =1.499 x 108m3
    p=0.2%时所对应的3d的洪量为1.499 x 108 m3 。 Wp=W平均x ( ^%Cv+1 =1.193 x 108m3
    p=2% 对应的 3d 洪量为 1.193 x 108m3
    频率曲线见附录4
    合理性分析
    (1通过对本站洪峰、洪量及其统计参数随时间变化的分析和从洪峰、洪量及
    专业资料



    其统计参数随地区的变化规律的分析， 以及从形成洪水的暴雨方面分析，都得出 了相应的合理结论。
    （2）将各种统计时段洪量的频率曲线点绘制在一张图上，在适用范围内不能
    相交。因为如果相交，就不能保证同一频率下长时段的洪量大于短时段的洪量。
    选择典型洪水过程线

    洪峰（m 3/s）
    洪量[(m3/sh] 1d P=0.2%的校核洪水
    3d 41638 21663 1984.7.26.0~7.28.24 3200 2389.0 1984.7.26.00 26667 19879 1984.7.26.0~24 典型洪水 起止时间

    计算放大比
    KQ =Q mp /Q m 典=1.3 （21663-19879）=8.38 Kwi=Wtp/Q t 典=1.3Kw3-i= ( 41638-26667
    / 校核洪水过程线计算表
    时间（△
    流量
    t=1h） 0 1 2 3 4 5 6 7 洪峰,1d交界 8 9 10
    11 96.6 572 1085 1345 1568 1791 2090 2389 2389 2138.7 1465.5 1005.1 768.8
    1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 放大倍比
    放大流量
    t=1h） 时间（△
    流量
    37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 44.2 43.5 41.7 40 38.3 36.6 34.8 33.1 32.2 31.3 30.4 29.5 28.7 放大倍比 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 放大流量
    125.58 743.6 1410.5 1748.5 2038.4 2328.3 2717 3105.7 3105.7 2780.31 1905.15 1306.63 999.44 370.396 364.53 349.446 335.2 320.954 306.708 291.624 277.378 269.836 262.294 254.752 247.21 240.506 专业资料


    12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1d,3d交界 处 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
    36 494.3 584.9 421.2 358.7 344.8 313.7 232.5 216.3 183.5 156 138 121 103.9 108.4 108.4 91.5 83.5 68.6 53.3 40.9 51 61 54.8 48.5 46.3 45.2 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 642.59 760.37 547.56 466.31 448.24 407.81 302.25 281.19 238.55 202.8 179.4 157.3 135.07 140.92 908.392 766.77 699.73 574.868 446.654 342.742 427.38 511.18 459.224
    50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
    27.8 27.2 26.6 26 35.4 24.8 24.2 23.5 22.8 22.1 21.5 20.6 19.3 18.2 17.3 16.1 15.3 14.4 13.5 12.6 11.8 11 10.6


    8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38 8.38
    232.964 227.936 222.908 217.88 296.652 207.824 202.796 196.93 191.064 185.198 180.17 172.628 161.734 152.516 144.974 134.918 128.214 120.672 113.13 105.588 98.884 92.18 88.828
    406.43 387.994 378.776


    典型洪水线及放大线（附录5）
    专业资料


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