工学水利计算课程设计.docx
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工学水利计算课程设计
课程设计（综合实验）报告
（2012--2013年度第一学期）
名称：
课程或实验名称
题目：
天福庙水库防洪复核计算
院系：
可再生能源学院
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：
2周
成绩：
日期：
2013年1月8日
一．课程设计的目的与要求1
1.设计任务1
二．设计正文1
2.流域自然地理概况，流域水文气象特性1
3.防洪标准选择2
4.峰量选样及历史洪水调查3
5.设计洪水计算4
6.设计洪水调洪计算7
7.坝顶高程复核计算8
三．课程设计总结9
四．附录10
1.分乡站历史洪水成果（附录1）10
2.天福庙水库洪峰、洪量系列表（附录2）10
3.典型洪水过程线（1984.7.26—28）（附录3）11
4.天福庙水库库容曲线和泄洪建筑物泄流曲线（附录4）11
5.混凝土拱坝安全超高hc（附录5）12
6.水利水电枢纽工程的等级（附录6）13
7.水工建筑物的级别（附录7）13
8.水库工程建筑物防洪标准（附录8）13
9.天福庙1978-2001年峰量系列1d洪量与洪峰关系（附录9）14
10.天福庙1978-2001年峰量系列3d洪量与洪峰关系（附录10）15
11.天福庙历史洪水成果（附录11）16
12.天福庙峰量频率计算表（附录12）17
13.洪峰频率曲线配线过程（附录13）19
14.1d洪量频率曲线配线过程（附录14）20
15.3d洪量频率曲线配线过程（附录15）21
16.P=2%典型洪水过程线（1984.7.26—28）（附录16）22
17.P=0.2%典型洪水过程线（1984.7.26—28）（附录17）25
18.Z-V关系图（附录18）28
19.q-V关系图（附录19）29
20.泄流过程试算编程代码（利用MATLAB编程）（附录20）31
21.设计洪水调洪计算（附录21）32
22.校核洪水调洪计算（附录22）35
分乡站历史洪水成果（附录1）
序号
年份
洪峰流量（m3/s）
1d洪量
（×108m3）
3d洪量
（×108m3）
重现期
备注
1
1935
4680
176
2
1984
3739
1.0738
1.6664
3
1826
不能定量
4
1930
不能定量
5
1958
2820
1.2201
1.9500
天福庙水库洪峰、洪量系列表（附录2）
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）
1958
1803
0.6237
0.9968
1980
571
0.1725
0.2092
1959
131
0.0434
0.0664
1981
126
0.0841
0.1241
1960
266
0.0921
0.138
1982
582
0.2127
0.3172
1961
200
0.0664
0.1023
1983
437
0.2124
0.3223
1962
640
0.1999
0.2924
1984
2389
0.5489
0.8518
1963
1036
0.3727
0.5725
1985
121
0.0613
0.1307
1964
452
0.1314
0.1314
1986
218
0.0979
0.1924
1965
519
0.1452
0.23
1987
438
0.1677
0.2864
1966
189
0.0817
0.1253
1988
222
0.1154
0.179
1967
774
0.1876
0.2852
1989
592
0.2229
0.3189
1968
838
0.2832
0.6594
1990
634
0.1209
0.179
1969
428
0.1514
0.2213
1991
804
0.2334
0.3158
1970
598
0.2233
0.3103
1992
851
0.2635
0.3288
1971
389
0.1681
0.2877
1993
425
0.1195
0.1824
1972
64
0.0363
0.0797
1994
167
0.1177
0.2131
1973
445
0.1457
0.2233
1995
261
0.0985
0.186
1974
240
0.0813
0.1589
1996
487
0.2341
0.4334
1975
848
0.1483
0.248
1997
544
0.1383
0.3186
1976
272
0.0931
0.138
1998
974
0.2262
0.4135
1977
162
0.0915
0.1795
1999
170
0.0734
0.1686
1978
299
0.1525
0.2812
2000
613
0.2113
0.3157
1979
634
0.288
0.5393
2001
471
0.1913
0.2986
典型洪水过程线（1984.7.26—28）（附录3）
时段（
流量
时段（
流量
时段（
流量
时段（
流量
（m3/s）
（m3/s）
（m3/s）
（m3/s）
0
96.6
19
216.3
38
43.5
57
23.5
1
572
20
183.5
39
41.7
58
22.8
2
1085
21
156
40
40
59
22.1
3
1345
22
138
41
38.3
60
21.5
4
1568
23
121
42
36.6
61
20.6
5
1791
24
103.9
43
34.8
62
19.3
6
2090
25
108.4
44
33.1
63
18.2
7
2389
26
91.5
45
32.2
64
17.3
8
2138.7
27
83.5
46
31.3
65
16.1
9
1465.5
28
68.6
47
30.4
66
15.3
10
1005.1
29
53.3
48
29.5
67
14.4
11
768.8
30
40.9
49
28.7
68
13.5
12
494.3
31
51
50
27.8
69
12.6
13
584.9
32
61
51
27.2
70
11.8
14
421.2
33
54.8
52
26.6
71
11
15
358.7
34
48.5
53
26
72
10.6
16
344.8
35
46.3
54
35.4
17
313.7
36
45.2
55
24.8
18
232.5
37
44.2
56
24.2
天福庙水库库容曲线和泄洪建筑物泄流曲线（附录4）
库水位
库容
左岸溢洪道q1
坝顶溢洪道q2
合计泄洪量q
（×104m3）
（m3/s）
（m3/s）
（m3/s）
398
3460
0
0
0
399
3670
37
0
37
400
3890
107
0
107
401
4100
216
0
216
402
4325
365
0
365
403
4545
530
25
555
404
4775
730
103
833
405
5004
922
230
1152
406
5235
1130
400
1530
407
5515
1345
605
1950
408
5790
1582
835
2417
409
6045
1845
1095
2940
410
6310
2115
1375
3490
411
6596
2370
1695
4065
混凝土拱坝安全超高hc（附录5）单位：
m
坝的级别
1
2
3
正常运用
0.7
0.5
0.4
非常运用
0.5
0.4
0.3
防洪标准选择
水利水电枢纽工程的等级（附录6）
工程等级
水库
防洪
治涝
灌溉
供水
水电站
工程规模
总库容
城镇及工矿企业的重要性
保护农田
治涝面积
灌溉面积
城镇及工矿企业的重要性
装机容量（104kw）
（108m3）
（万亩）
（万亩）
（万亩）
一
大
（1）型
>10
特别重要
〉500
>200
〉150
特别重要
〉120
二
大
（2）型
10～1.0
重要
500～100
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
水工建筑物的级别（附录7）
工程等级
永久性水工建筑物级别
临时性水工建筑物级别
工程等级
永久性水工建筑物级别
临时性水工建筑物级别
主要建筑物
次要建筑物
主要建筑物
次要建筑物
1
1
3
4
4
4
5
5
2
2
3
4
5
5
5
3
3
4
5
水库工程建筑物防洪标准（附录8）
水工建筑物的类别
防洪标准[重现期（年）]
山区、丘陵区
平原区、滨海区
设计
校核
设计
校核
混凝土坝、浆砌石坝及其他水工建筑
土坝、堆石坝
一
1000～500
5000～2000
可能最大洪水（PFM）或
10000～5000
300～100
2000～1000
二
500～100
2000～1000
5000～2000
100～50
1000～300
三
100～50
1000～500
2000～1000
50～20
300～100
四
50～30
500～200
1000～300
20～10
100～50
五
30～20
200～100
3000～200
10
50～20
天福庙1978-2001年峰量系列1d洪量与洪峰关系（附录9）
天福庙1978-2001年峰量系列3d洪量与洪峰关系（附录10）
天福庙历史洪水成果（附录11）
序号
年份
洪峰流量（m3/s）
1d洪量
（×108m3）
3d洪量
（×108m3）
1
1935
2995.2
0.6826
1.0276
2
1984
2389
0.5489
0.8518
3
1826
2390.4
0.5591
0.8472
4
1930
2387.2
0.5584
0.8462
5
1958
1803
0.6237
0.9968
天福庙峰量频率计算表（附录12）
序号
洪峰Qm（m3/s）
1d洪量W1
（
）
3d洪量W3
（
）
PM（%）
Pm（%）
M
m
I
2995.2
0.6826
1.0276
0.56
II
2390.4
0.6237
0.9968
1.13
III
2389
0.5591
0.8518
1.69
IV
2387.2
0.5584
0.8472
2.26
V
1803
0.5489
0.8462
2.82
1
1036
0.3727
0.6594
5.08
2
974
0.288
0.5725
7.34
3
851
0.2832
0.5393
9.60
4
848
0.2635
0.4334
11.86
5
838
0.2341
0.4135
14.12
6
804
0.2334
0.3288
16.38
7
774
0.2262
0.3223
18.64
8
640
0.2233
0.3189
20.90
9
634
0.2229
0.3186
23.16
10
634
0.2127
0.3172
25.42
11
613
0.2124
0.3158
27.68
12
598
0.2113
0.3157
29.94
13
592
0.1999
0.3103
32.20
14
582
0.1913
0.2986
34.46
15
571
0.1876
0.2924
36.72
16
544
0.1725
0.2877
38.98
17
519
0.1681
0.2864
41.24
18
487
0.1677
0.2852
43.50
19
471
0.1525
0.2812
45.76
20
452
0.1514
0.248
48.02
21
445
0.1483
0.23
50.28
22
438
0.1457
0.2233
52.54
23
437
0.1452
0.2213
54.80
24
428
0.1383
0.2131
57.06
25
425
0.1314
0.2092
59.32
26
389
0.1209
0.1924
61.58
27
299
0.1195
0.186
63.84
28
272
0.1177
0.1824
66.10
29
266
0.1154
0.1795
68.36
30
261
0.0985
0.179
70.62
31
240
0.0979
0.179
72.88
32
222
0.0931
0.1686
75.14
33
218
0.0921
0.1589
77.40
34
200
0.0915
0.138
79.66
35
189
0.0841
0.138
81.92
36
170
0.0817
0.1314
84.18
37
167
0.0813
0.1307
86.44
38
162
0.0734
0.1253
88.70
39
131
0.0664
0.1241
90.96
40
126
0.0613
0.1023
93.22
41
121
0.0434
0.0797
95.48
42
64
0.0363
0.0664
97.74
洪峰频率曲线配线过程（附录13）
频率
第一次配线
第二次配线
P（%）
Q=510.56,Cv=0.81,Cs=3.0Cv=2.43
Q=510.56,Cv=0.81,Cs=3.5Cv=2.835
Kp
Qp
Kp
Qp
0.2
5.63
5.5603
2838.866768
6.01
5.8681
2996.017136
1
3.81
4.0861
2086.199216
3.97
4.2157
2152.367792
2
3.02
3.4462
1759.491872
3.11
3.5191
1796.711696
5
2.01
2.6281
1341.802736
2.01
2.6281
1341.802736
10
1.26
2.0206
1031.637536
1.21
1.9801
1010.959856
20
0.54
1.4374
733.878944
0.46
1.3726
700.794656
30
0.13
1.1053
564.321968
0.06
1.0486
535.373216
40
-0.15
0.8785
448.52696
-0.2
0.838
427.84928
50
-0.35
0.7165
365.81624
-0.38
0.6922
353.409632
60
-0.51
0.5869
299.647664
-0.51
0.5869
299.647664
75
-0.68
0.4492
229.343552
-0.64
0.4816
245.885696
90
-0.795
0.35605
181.784888
-0.702
0.43138
220.2453728
95
-0.82
0.3358
171.446048
-0.71
0.4249
216.936944
1d洪量频率曲线配线过程（附录14）
频率
第一次配线
第二次配线
P（%）
w1=0.1686,Cv=0.61,Cs=3.0Cv=1.83
w1=0.1686,Cv=0.61,Cs=3.5Cv=2.135
Kp
wp
Kp
wp
0.2
5.01
4.0561
0.68385846
5.33
4.2513
0.71676918
1
3.5
3.135
0.528561
3.66
3.2326
0.54501636
2
2.85
2.7385
0.4617111
2.93
2.7873
0.46993878
5
1.98
2.2078
0.37223508
2
2.22
0.374292
10
1.32
1.8052
0.30435672
1.29
1.7869
0.30127134
20
0.64
1.3904
0.23442144
0.59
1.3599
0.22927914
30
0.24
1.1464
0.19328304
0.19
1.1159
0.18814074
40
-0.05
0.9695
0.1634577
-0.1
0.939
0.1583154
50
-0.28
0.8292
0.13980312
-0.32
0.8048
0.13568928
60
-0.48
0.7072
0.11923392
-0.49
0.7011
0.11820546
75
-0.72
0.5608
0.09455088
-0.71
0.5669
0.09557934
90
-0.94
0.4266
0.07192476
-0.869
0.46991
0.079226826
95
-1.02
0.3778
0.06369708
-0.911
0.44429
0.074907294
3d洪量频率曲线配线过程（附录15）
频率
P（%）
第一次配线
第二次配线
w3=0.2736,Cv=0.61,Cs=3.0Cv=1.83
w3=0.2736,Cv=0.61,Cs=3.5Cv=2.135
Kp
wp
Kp
wp
0.2
5.01
4.0561
1.10974896
5.33
4.2513
1.16315568
1
3.5
3.135
0.857736
3.66
3.2326
0.88443936
2
2.85
2.7385
0.7492536
2.93
2.7873
0.76260528
5
1.98
2.2078
0.60405408
2
2.22
0.607392
10
1.32
1.8052
0.49390272
1.29
1.7869
0.48889584
20
0.64
1.3904
0.38041344
0.59
1.3599
0.37206864
30
0.24
1.1464
0.31365504
0.19
1.1159
0.30531024
40
-0.05
0.9695
0.2652552
-0.1
0.939
0.2569104
50
-0.28
0.8292
0.22686912
-0.32
0.8048
0.22019328
60
-0.48
0.7072
0.19348992
-0.49
0.7011
0.19182096
75
-0.72
0.5608
0.15343488
-0.71
0.5669
0.15510384
90
-0.94
0.4266
0.11671776
-0.869
0.46991
0.128567376
95
-1.02
0.3778
0.10336608
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