水文水利计算.doc
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水文水利计算
一、基本资料
1、年降水量
由胶南市水利局统计灵山卫周家夼地区自1960~1989年共计30年的实测降水资料，按降水量由大到小的顺序排列，列入表1-1，并由以下公式计算频率P，多年平均降水量和变差系数Cv值。
P=m/（n+1）×100%
=
Cv===0.383
式中：
m-年降水量由大到小排列的序号
n-降水系列的系数，本式中n=30年
P i-降水系列中某一年的降水量，mm
Ki-模比系数Ki=P i/
将实测降水频率点绘点在对数线上，按P-Ⅲ型曲线进行适线，如图1-1，表1-2，适线结果：
③号线为选用线
Cv=0.40Cs=2.5Cv
从而得到周家夼水库流域不同频率的年降水量：
P50%=624.3mm75%=471.5mmP90%=365.3mm
灵山卫水利站年降水频率计算表
表1-1
年份
年径流深（mm）
由大到小排列
Ki=Ri/R
Ki-1
（Ki-1）2
P=×100%
序号
年径流深（mm）
1960
1025.9
1
143.9
2.02
1.02
1.0404
3.23
1961
646.5
2
115
1.68
0.68
0.4624
6.45
1962
1064.5
3
1064.5
1.6
0.6
0.36
9.68
1963
565.5
4
1025.9
1.54
0.54
0.2916
12.9
1964
943
5
943
1.42
0.42
0.1764
16.13
1965
647.5
6
905
1.36
0.36
0.1296
19.35
1966
476.6
7
833.5
1.26
0.26
0.0676
22.58
1967
654
8
773.3
1.16
0.16
0.0256
25.81
1968
481.7
9
766.3
1.15
0.15
0.0225
29.03
1969
345.7
10
760.5
1.15
0.15
0.0225
32.26
1970
1343.9
11
714.6
1.08
0.08
0.0064
35.48
1971
905
12
659.8
0.99
-0.01
0.0001
38.71
1972
760
13
6540
0.98
-0.02
0.0004
41.94
1973
558
14
647.5
0.97
-0.03
0.0009
45.16
1974
773.3
15
646.5
0.97
0.03
0.0009
48.39
1975
1115
16
637.5
0.96
0.04
0.0016
51.61
1976
833.5
17
632.2
0.95
0.05
0.0025
54.84
1977
498.1
18
576
0.87
0.13
0.0169
58.06
1978
632.2
19
565.5
0.85
0.15
0.0225
61.29
1979
637.5
20
558
0.84
0.16
0.0256
64.52
1980
659.8
21
501
0.75
0.25
0.0625
67.74
1981
294.5
22
498.1
0.75
0.25
0.0625
70.97
1982
576
23
481.7
0.73
0.27
0.0729
74.19
1983
375.9
24
476.6
0.72
0.28
0.0784
77.42
1984
714.6
25
411.1
0.62
0.38
0.1444
80.65
1985
766.3
26
375.9
0.57
0.43
0.1849
83.87
1986
501
27
362.7
0.55
0.45
0.2025
81.7
1987
362.7
28
354.3
0.53
0.47
0.2209
90.32
1988
354.3
29
345.7
0.5
0.48
0.2304
93.55
1989
411.1
30
294.5
0.44
0.56
0.3136
96.77
合计
1924.1
1924.1
4.2494
降水适线计算表
表1-2
频率P
第一次适线
第二次适线
第三次适线
%
Kp
Xp
Kp
Xp
Kp
Xp
1
2.1
1394.6
2.16
1434.5
2.21
1467.7
5
1.7
1129
1.74
1155.5
1.75
1162.2
10
1.51
1002.8
1.54
1022.7
1.54
1022.7
20
1.3
863.3
1.31
870
1.3
863.3
50
0.95
630.9
0.95
630.9
0.94
624.3
75
0.72
478.2
0.7
464.9
0.71
471.5
90
0.55
365.3
0.53
352
0.55
365.3
95
0.47
312.1
0.45
298.8
0.47
312.1
99
0.33
219.2
0.3
199.2
0.36
239.1
注：
Kp=1+Cv·∮p，Xp=Kp·
2、年径流深
尽管该地区没有实测年径流深资料，但由于崂山乌衣巷地区的地质、地形情况与周家夼流域的相似，因此，可以利用乌衣巷地区的降水-径流相关关系图线（见图1-2），结合周家夼水库流域的降水资料，推算出该区域的年径流深资料。
按年径流深由大到小的顺序排列入表1-3中，并由以下公式计算频率P，多年平均径流深和变差系数Cv：
P=m/（n+1）×100%
=
a===0.72
式中各符号的意义同前。
将年径流频率点绘点在对数纸上，按P-Ⅲ型曲线进行适线，如图1-3，表1-4.适线的结果：
③号线为选用值：
Cv=0.75Cs=2.0Cv
从而得到周家夼水库流域不同频率的年径流深：
P50%=302.6mmP75%=166.1mmP90%=84.9mm
P95%=55.4mm
周家夼水库流域年径流深计算表
表1-3
年份
年径流深（mm）
由大到小排列
Ki=Ri/
Ki-1
（Ki-1）2
P=×100%
序号
年径流深（mm）
1961
360
1
1100
2.98
1.98
3.92
3.1
1962
803
2
856
2.32
1.32
1.742
6.3
1963
270
3
803
2.18
1.18
1.392
9.4
1964
670
4
725
1.96
0.96
0.922
12.5
1965
360
5
670
1.82
0.82
0.672
15.6
1966
175
6
630
1.71
0.71
0.504
18.8
1967
365
7
555
1.5
0.5
0.25
21.9
1968
180
8
490
1.33
0.33
0.109
25
1969
34
9
485
1.31
0.31
0.096
28.1
1970
1100
10
478
1.3
0.3
0.09
31.3
1971
630
11
430
1.17
0.17
0.029
34.4
1972
478
12
372
1.01
0.01
0
37.5
1973
264
13
365
0.99
-0.01
0
40.6
1974
490
14
360
0.98
0.02
0
43.8
1975
856
15
360
0.98
0.02
0
46.9
1976
555
16
350
0.95
-0.05
0.003
50
1977
197
17
340
0.92
-0.08
0.006
53.1
1978
340
18
280
0.76
-0.24
0.058
56.3
1979
350
19
270
0.73
-0.27
0.073
59.4
1980
372
20
264
0.72
-0.28
0.078
62.5
1981
10
21
204
0.55
-0.45
0.203
65.6
1982
280
22
200
0.54
-0.46
0.212
68.8
1983
65
23
197
0.53
-0.47
0.221
71.9
1984
430
24
180
0.49
-0.51
0.2
75
1985
485
25
175
0.47
-0.53
0.281
78.1
1986
200
26
103
0.28
-0.72
0.518
81.3
1987
50
27
65
0.18
-0.82
0.672
84.4
1988
40
28
50
0.14
-0.86
0.74
87.5
1989
103
29
40
0.11
-0.89
0.792
90.6
1990
725
30
34
0.09
-0.91
0.828
93.8
1991
204
31
10
0.03
-0.97
0.941
96.9
合计
11441
11441
15.612
年径流深适线计算表
表1-4
频率P
第一次适线
第二次适线
第三次适线
%
Kp
Xp
Kp
Xp
Kp
Xp
1
3.37
1243.7
3.66
1350.8
3.5
1291.7
5
2.4
885.7
2.49
919
2.46
907.9
10
1.96
723.4
1.98
730.7
2
738.1
20
1.5
553.6
1.47
542.5
1.52
561
50
6.83
306.3
0.78
287.9
0.82
302.6
75
0.47
173.5
0.46
169.8
0.45
166.1
90
0.26
96
0.31
114.4
0.23
84.9
95
0.16
59
0.26
96
0.15
55.4
99
0.05
18.5
0.21
77.5
0.05
18.5
注：
Kp=1+Cv·∮p，Xp=Kp·
3、最大24小时暴雨
从“山东省多年平均年最大24小时降水量等值线图（图6-1）”查得，该区域的多年平均年最大24小时降水量24=110mm
从“山东省年最大24小时降水量变差系数（Cv）等值线图（图6-2）”查得，该区域的Cv=0.50，Cs=3.5Cv
由皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表（附表6）查得
当Cv=0.5P=2%时，Kp=2.42
当Cv=0.5P=0.33%时，Kp=3.24
不同频率的24小时暴雨：
P=2%（50年一遇）：
H24=Kp24=2.42×110=266.2mm
P=0.33%（300年一遇）：
H24=Kp24=3.24×110=256.4mm
4、蒸发：
统计周家夼水库流域自1960-1989年共计30年实测水面蒸发资料，如表1-5，并求得周家夼水库多年平均水面蒸发量H=932.7mm（已换成E601值），陆地蒸发为实测降水量减去径流深而得。
周家夼水库逐年逐月水面蒸发量（E601）mm
表1-5
年月
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
全年
1960
28.0
50.1
58.0
125.4
151.5
90.5
86.4
104.9
91.1
74.1
41.9
42.2
944.1
61
40.9
45.1
81.3
123.5
124.6
97.2
88.4
105.5
88.1
81.3
47.4
33.2
956.5
62
41.5
48.2
104.9
191.7
195.2
120.5
84.4
103.8
76.0
61.1
42.1
27.1
1096.5
63
48.7
54.4
82.0
78.8
79.5
106.1
76.6
81.8
91.3
98.3
49.6
33.7
880.8
64
26.5
30.3
74.5
51.5
101.9
107.5
99.1
86.7
66.1
46.4
48.9
31.5
770.9
65
38.4
37.9
101.9
96.1
152.1
136.2
81.7
91.9
103.2
91.4
50.8
41.4
1023.0
66
37.8
40.9
63.4
95.4
121.3
114.9
92.5
110.4
96.1
79.2
56.0
32.6
940.5
67
32.2
33.3
61.6
93.1
113.5
87.8
81.2
89.7
75.4
76.3
54.9
37.9
836.9
68
41.0
49.7
81.0
111.2
108.7
122.4
92.8
89.0
77.8
66.9
37.9
30.8
909.2
69
32.8
21.2
49.4
103.9
113.1
109.6
79.0
90.6
68.1
79.6
65.8
46.6
859.7
1970
35.5
45.0
65.3
86.7
97.9
80.7
79.9
77.5
72.8
72.7
54.4
31.0
799.4
71
38.3
37.4
69.4
100.0
143.8
87.0
104.8
99.0
83.9
72.9
55.9
49.2
941.6
72
25.7
30.7
71.8
121.0
139.3
154.8
95.4
91.4
98.7
95.8
51.3
50.5
1026.4
73
34.7
45.1
97.0
102.6
110.1
104.5
91.0
120.3
92.0
75.8
71.7
52.8
997.6
74
34.7
40.6
82.3
121.0
131.8
136.3
90.5
91.3
109.1
75.8
52.4
23.8
989.6
75
23.6
39.4
93.3
100.4
129.6
117.4
94.2
99.3
90.5
69.2
46.5
37.1
940.5
76
48.5
38.0
74.9
97.5
133.0
110.4
86.8
92.6
95.8
86.9
57.6
43.5
965.5
77
34.7
59.0
94.7
96.0
85.3
106.1
101.7
101.1
102.2
90.2
61.7
36.5
969.2
78
44.6
47.7
79.2
161.4
144.8
165.1
113.0
111.0
89.7
84.2
49.6
40.7
1131
79
43.0
40.2
75.8
78.8
134.8
109.6
85.1
131.3
94.9
107.3
69.3
32.6
1002.7
1980
35.8
41.4
77.1
97.4
127.0
92.9
83.1
93.9
108.5
71.7
60.1
40.6
929.5
81
34.7
41.2
72.3
124.1
189.4
16.5
116.3
110.7
127.0
103.5
57.2
37.7
1030.6
82
36.3
41.6
75.2
124.4
184.4
128.4
110.4
108.1
116.8
75.1
42.7
30.8
1074.2
83
25.4
30.8
55.2
104.0
103.2
156.1
120.3
138.2
95.3
68.3
62.9
41.8
1001.5
84
33.6
42.2
85.1
90.5
113.3
99.4
88.8
103.3
88.8
84.7
49.1
30.3
909.1
85
27.3
28.5
68.0
115.8
91.5
101.8
99.1
90.0
71.7
72.9
55.2
35.0
856.8
86
33.2
35.6
66.7
116.0
161.0
119.7
112.3
104.2
104.3
89.3
55.0
34.5
1031.8
87
29.8
38.3
75.5
81.7
109.1
109.3
92.8
101.7
115.3
72.0
50.7
34.5
910.7
88
36.1
45.6
66.5
116.4
122.9
132.1
100.9
117.9
100.6
84.9
75.5
39.7
1039.1
89
25.8
43.8
79.4
107.6
136.1
96.7
87.2
112.5
105.0
98.3
42.8
35.2
970.4
合计
28735.3
5、由实测1：
1000库区地形图求得周家夼水库水位～库容、水位水面积关系曲线（图1-4）。
6、由1：
2000地形图量算周家夼水库流域面积F=7.85Km2
二、兴利调节计算
1、死库容的确定：
周家夼水库为工业用水水库，死库容按泥沙淤积情况确定。
泥沙淤积体积：
V淤=MFN/r
式中M——流域多年平均侵蚀模数，查《山东省水文图集》得M=500t/Km 2
F——流域面积，从地形图量得F=7.85Km 2
N——水库使用年限，小型水库N=20～30年，这里取N=30年
r=泥沙浮容重，r=1.47t/m3
代入式中得，V淤=500×7.85××30/1.47=8.01×104m3，相应高程为65.8m
取死水位G死=66.0m，相应死库容V死=8.30×104m3
2、兴利库容的确定：
兴利库容按R75%频率确定。
径流深R75%=166.1mm
则正常蓄水库容：
V正=0.4F×（R75%+0.45×1.1×）=0.1×7.85×（166.1+0.45×1.1×369.06）=273.8（104m3）
取兴利库容V兴=270（104m3）
相应兴利水位G兴=94.2m
3、洪水量计算
周家夼水库供水保证率为95，根据30年的径流蒸发资料，以三个不同的日供水量逐年逐月进行兴利调节计算（见附表1-6）。
通过调节计算得出不同供水量的供水保证率，列入表1-7，并绘保证率——供水量曲线，如图1-5。
由曲线查得，95%的供水量保证率，日供水量为3150m3。
保证率——供水量关系表
表1-7
供水量（吨/日）
3000
4000
5000
保证率（%）
96.43
89.29
82
三、调洪演算
1、基本数据及洪水标准
水库流域面积F=7.85Km2
河道干流长度L=5.12KM
河道干流坡度J=0.005
流域内多年平均最大24小时暴雨24max=110mm，变差系数Cv=0.50，离差系数Cs=3.5Cv
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SDJ12-78），水库为小
（一）型，按五十年一遇（P=2%）洪水设计，三百年一遇（P=0.33%）洪水校核。
相应最大24小时暴雨：
五十年一遇H24max=266.2mm
三百年一遇H24max=356.4mm
演算方法，采用《山东省小型水库洪水核算方法》
2、洪水过程线推求：
最大洪峰流量Qm=0.680F0.782J0.316Ht0.462Rt0.669
（1）从“山东省短历时暴雨指数N2等值线图”图（6-5），查得该流域中心处N2=0.73。
（2）以F=7.85KM2，N2=0.73，查“山东省山丘地区设计流域平均降水量Ht查算系数表”表（7-4），查算出系数K=0.59，故其推求洪峰流量的设计流域平均降水量：
五十年一遇：
Ht=KH24max=0.59×266.2=157.1mm
三百年一遇：
Ht=KH24max=0.59×356.4=210.3mm
（3）根据“山东省暴雨径流关系表”表（7-2）第1号线，以
Ht+Pa=157.1+40=197.1Rt=135mm
，求得Ht产生的净雨深
Ht+Pa=210.3+40=250.3Rt=183mm
（4）由洪峰流量公式Qm=0.68F0.782J0.316Ht0.462Rt0.669得：
五十年一遇：
Qm=0.68×7.850.732×0.0050.315×157.10.462×1350.669=159.4m3/s
三百年一遇：
Qm=0.68×7.850.732×0.0050.
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