水库水文计算全过程.docx
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水库水文计算全过程
2水文
2.1流域概况
××水库位于××西南方向，坝址高程1760m，径流面积0.78km2,主河长1.6km,平均坡降为88‰,流域平均高程1880m,径流量条形状。
××水库属珠江水系西洋江流域源头支流，地处珠江流域与红河流域的分水岭上.河流自北向南,在坝址下游500m向西转，进入溶洞,流入其龙得河，又通过地下暗河进入头河，汇入西洋江，流域水系分布详见《××水库水系图》.
××水库流域地处中低山区，森林种类较多,主要分布有灌木、杂草、杉木等植物，目前,森林林植被完好，覆盖率在80%以上，径流内有少量的泉点出露，来水主要靠地表径流。
2.2气象特性
西洋江流域属中亚热带高原季风气候区.夏季受东南太平洋和孟加拉湾暖湿气流影响，5~10间湿热多雨，水量充沛,其降水量占年降水量的85%左右，此期间又多集中在6—8月，占全年降水量的50％左右。
冬季,受周围山脉作屏障作用,阻滞北方冷空气的入侵，使本流域干燥，凉爽少雨（11—4月），据××县象站资料统计,多年平均降水量为1046。
00mm,蒸发量（d=20m）为1637。
6mm，多年平均气温为16。
7℃，极高最高气温为36.7℃，最低为-5.5℃。
多年无霜期为306天，雨季相对湿率82％，绝对浊率19。
9hpa，旱季相对湿度76％，绝对湿度10.8hpa。
以上结果表明，流域具有气候温和，降水量年际变化小，年内分配均匀，集中程度高，干湿分明的特点。
该气候特点决定了径流由降水补给，径流与降水规律一致。
2。
3年径流分析
拟建的××水库坝址附近属无测水文气象资料地区，水库设计年径流量根据其地理位置及气候成固相似性的特点,采用查径流深等直线图和移用西洋街
（二）站径流模数两种方法分析，再作综合论证后取值。
2。
3。
1移西洋街
（二）站径流模数法
西洋街
（二）站属国家基本水文站，观测内客有水位、流量、降水、蒸发，观制面积2473km2。
该站有1964-2001年的流量统计系列,且该系列已具有一定的代表性，统计年限满足规范要求，用适线法将该径流系列进行频率计算，矩法初估参数，取倍比系数C5=2.5CV，计算结果如表2—1
由表2-1计算离势系数CV:
CV=
=0.35
则西洋街
（二）站径流量统计参数如表2—2。
表2-2
面积（km2）
均值
（m3/s·月）
均值（mm）
CV
Cs
产水模数
（万m3/km2）
2473
410。
43
430。
2
0.35
2Cs
43。
02
××水库位于西洋街
（二）站的源头支流上，直线距离50km，虽然××水库控制面积远小于西洋街
（二）站的控制面积，但彼此间为同一个流域，具有相同的气候条件，帮移用径流模数计算年径流量:
0。
78×43.02=33。
56万m3
各种频率的年径流量如表2—3。
2.3.2查径流深等直线图
查××水文站1981年9月编制的《××水文图集》得××水库片区年降水量为1030mm,根据1995年编制的《××水资源调查及水利区划（成果报告）》可知，陆面蒸发量为600～770mm之间，××水库海拔较高，陆面蒸发取600mm，则由水量平衡公式得:
径流深：
1030-600=430mm
径流模数：
430×0.1=43万m3/km2
水库年径流量：
43×0。
78=33。
54万m3
查《××水文图集》得，水库坝址处降水变差系数CV=0.3，偏差系数CS=2CV，则各种频率的年径流量如表2-3.
表2-3
计算方法
均值
（万m3）
CV
设计值（%）
10
50
75
90
95
移用径流模数法
33。
56
0。
35
49.33
32。
22
25.17
19.80
17.12
查径流深等值法
33.54
0。
3
46.96
32.53
26.16
21。
47
18.78
由表2-3法可知,两种方法计算的多年平均径流量相近，只出入0。
02万m3。
变差系数CV的取值也比较相近。
为更合理取值,综合各因素，取用两种方法的平均值，则××水库年径流量如表2—4：
表2-4
均值
（万m3）
CV
设计值（%）
10
20
50
75
90
95
33.55
0。
33
47。
37
42.14
32。
4
25。
57
20。
47
17。
78
2.4设计年径流分配
××水库无任何实测的水文资料，设计年径流分配移用西洋街
（二）站典型年的分配，近同倍比法进行分配到月.
在西洋街
（二）站径流系列中分析选取1970-1971年作丰水年（P=12），1976-1977年为平水年（P=48），1980-1981年为枯水年（P=87），则××水库年径流分配如表2-5：
表2-5
P1%
月份
均值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10%
0.95
1。
08
0.77
0.72
2。
89
5。
98
11.12
10。
69
5。
53
4.09
2。
14
1。
41
47。
37
20%
0.76
0。
6
0。
43
1.34
1。
93
2.18
11.86
9。
02
7.22
3。
49
1.58
1。
73
42.14
50％
0.92
0。
8
0。
61
0。
59
0.61
0.29
6.92
9。
64
4.56
3。
62
1.64
1。
1
32。
4
75％
0。
73
0.63
0。
48
0.47
0.48
1.02
5。
46
7。
61
3。
67
2。
86
1.29
0.87
25.57
90%
0.66
0.58
0。
45
0。
39
0.78
0。
89
2。
32
6。
99
1.27
1。
42
0。
83
0.67
20。
47
2。
5地下水径流量
水库库区内有少量的地下泉点补给常年不断.本年11月8日测得流量为为0.0027m3/s，12月1日测得流量为0.0018m3/s。
通过对碗厂村的几位老人的了解，通过他们对各时段的介绍，折算后得出各月的径流量如表2-6.
表2-6
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
径流量（万m3）
0。
4
0。
2
0。
1
0.1
0。
1
0.8
0.8
0.8
0。
8
0。
65
0。
55
0.4
5.7
××水库设计规模为小
（2）型蓄水工程,年径流设计保证率取用P=75％，由该水库年径流量总分配如表2-7。
表2—7
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
径流量（万m3）
1.13
0.83
0。
58
0.57
0。
58
1.82
6.26
8。
41
4。
47
3。
51
1。
84
1.27
31.27
2.6水库蒸发
××水库与××气候站同处于西洋江流域，两地均处于西洋江流域的分水岭上，两地相距直线距离34.5km,两地海拔高程虽然出入较大，但属同一个流域,有相同的气候条件，故水面蒸发量移用××气候站实测的蒸发量进行分析。
该站有1954年至2002年的水面蒸发统计系列，用适线法将该系列频率计算，矩法估参数，点线配合情况见图.取CS=2CV。
得均值为1637.61mm，CV=0.008，各频率蒸发量如表2—8。
表2-8
P％
10
20
50
75
90
均值
蒸发量（mm）
1483。
4
1545.4
1618.5
1717。
1
1810.7
1637.61
××水库设计规模为小
（2）型水库工程，水面蒸发采用与径流量对应的保证率，选用P=75％，水面蒸发分配直接采用对应的年内分配,结果如表2—9.
表2—9
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
合计
蒸发量（mm）
111.8
106.5
206。
7
217.2
235。
8
174.7
135。
9
145.8
140.7
86.0
98。
0
58。
0
1717。
1
2.7水库泥沙计算
××水库及下游的西洋街
（二）站均未进行悬段质泥沙观测,水库泥沙计算按正常运行年限的沉积泥沙估算：
Vd=N·
=1。
245万m3取1。
2万m3
N—水库正常运行年限,取30年;
r—平均侵蚀模数。
库区土壤侵蚀主要以水力侵蚀为主，但库区植被好，植被率在80％左右，查土壤侵蚀强度分级标准得,轻度侵蚀的侵蚀模数为800T/km2；
F—水库径流面积；
r0—沉积物的容重，取1。
5T/m3.
2。
8渗漏损失
坝轴区基底基岩均为灰白色厚层石英砂岩泥质粉矿岩、微弱含水层,岩层产状倾向上游，地层防渗性能好,无构造影响和不利组成。
故库盆内不会有漏水现象有在，渗漏损失按中等地质条件,采用时段平均库容的1％计算。
2。
9洪水计算
××水库无实测的洪水资料，洪水计算根据××1994编制的《××省暴雨洪水查算实用手册》进行计算。
2。
9.1、基本情况
××水库径流面积F=0.78km2，主河长L=1。
6km,河床平均坡降i=0。
088。
水库洪水由库区径流的暴雨所形成，洪水与暴雨同频率。
2.9。
2、洪水标准
××水库主体工程为浆砌石坝，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL－2000规定，工程等级为五等，设计洪水标准为20年一遇（p=5%），校核洪水标准为200年一遇（p=0。
5%）.
2。
9。
3、设计暴雨计算
（1）、设计暴雨历时、时段
根据××省暴雨特点，设计暴雨历时取24h，时段△t取1h。
查图暴雨等值图将径流集雨中心各种历时的统计参数值列于表2-9—1,并列出各种频率的设计点暴雨量。
2、计算点设计暴雨量的递增指数值,列于表2-9-2。
H6pH24p
N2p=1。
285Lg-—N2p=1。
285Lg—-
H1pH6p
其它历时点暴雨计算如下:
H（2－5）=5%=H24p×4－N3p×6－N2p×tN2p
H（2－5）=0。
5％=H24p×4－N3p×6－N2p×tN2p
H（7－23）=5%=H24p×24－N3p×tN2p
H（7－23）=0.5％=H24p×24－N3p×tN2p
3、进行0。
78km2的暴雨历时的aF1t值计算
查××省《暴雨区划图》得,水库位于暴雨第十区，由《××省分区综合时～面～a。
p关系表》进行径流面积为0。
78km2的各时段的aFt值，见表2—9—3.
4、按《××省一日暴雨分区雨型表》的十区排列次序，将H面t值排列下表2—9—4-—2—9-5。
二十年一遇暴雨净雨过程计算
二百年一遇暴雨净雨过程计算
2.9.4产流计算
1、确定产流渗数值
查××省暴雨洪水查算手册的附图《产流参数分区图》可知，该工程的综合产流参数分别为:
Wm=100mm，WT=82mm，Fc=2.2mm/h，E=3mm，△R=10mm。
2、1h逐时段雨量计算，计算过程如表。
2。
9.5汇流计算
1、汇流系数与雨强的计算及取值。
查《汇流系数数分区图》得：
Cm=0.4、Cn=0。
65.
由表可算出，P=5%的最大3h净雨强度为60mm，P=0。
5％的最大3h净雨强度为78.6mm，均超过非线性，经全省分析、设计、校核标准主净雨强度取值的规定：
3h净雨强度取10mm。
2、纳希瞬时单位线参数n、k值计算
B=F/L2=0。
78/1。
62=0.305
M1=CmF0。
262·J－0。
171·B－0。
476·（i/10）0。
84F－0。
109
=0.4×0.780.262×0.088－0。
171×0。
305－0.476×1
=0。
999
n=CnF0.161=0。
65×1。
060.161=0。
625
k=M/n=0。
83/0。
65=1。
601
3、时段单位线计算
（1）由n、k值查《S（t）曲线查用表》,将t/k、S（t）分别列于表，并计算t（h）值.
（2）由表2-9—6的计算结果绘制S（t）曲线图。
（3）由S（t）曲线图从t=0起，每隔1h读取S（t）值,填入表2～9~10,按公式q（1.t）=10F/3.6V（1。
t）计算出水库河流1h10（mm）时段单位线q（1。
t）列于表2—9—7。
4、推求洪水过程
（1）采用以下公式，由设计净雨和时段单位线推求设计洪水地表流量过程线。
Q11－i=qiR1/10
Q12－i=qiR2/10
··
··
··
··
··
··
Q1m－i=qiRm/10
（2）基流流量计算
根据水库径流区的地理位置，查《最大基流量分布图》，计算水库坝址断面的基流量。
Q基=1.0m3÷100×F=0.009m3/s
（3）潜流流量计算
潜流流量采用等腰三角形回加法，地表洪水起涨点潜流流量为零，第一时段为△Q潜，到地表径流终止点为三角形顶点，出现潜流洪峰流量Q潜m，此后递减.具体按以下公式进行计算：
Q潜m=Σfc·F/3。
6t（t为地表洪水过程历时）
P=5％，Q潜m=24.4×0。
78/3.6×9=0。
66
Q潜=Q潜m/（t－1）=0。
073
P=0.5％，Q潜m=44。
66×0。
78/3。
6×13=0。
74
Q潜=Q潜m/（t－1）=0.061
××水库P=5％与P=0.5%设计洪水计算成果列于表2—9—8——2—9-9，峰量值列于表2-9—10
P=5%洪水过程计算表
P=0。
5％洪水过程计算表
表2—9-10
P=5％
P=0。
5%
最大洪峰流量
21小时洪量
最大洪峰流量
21小时洪量
5.49m3/s
7.69万m3
7.91m3/s
10.73万m3
（4）绘制设计洪水过程线图
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