水文课程设计

课程 一  推求设计年径流 (一)资料： 已知某拟建水库坝址处逐年月平均流量(见下表一) (二)要求： (1)如果设计水库的年径流设计保证率为p=90%，丰水采用p=10%，平水采用p=50% 试用频率法求丰平枯的设计年径流值。 (2)根据设计年径流成果，选择典型年，用同倍比推求p=90%的年径流过程。 (三)交阅成果： (1)频率分析计算表。 (2)频率分析适线图。 (3)频率p=90%的设计年径流过程。 表一      年月径流过程表 月 年 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 年平均 1930—31 121 214 216 161 60.2 28.8 69.0 46.7 15.6 41.4 37.6 155 97.2 31—32 131 105 300 168 102 32.8 109.0 18.4 21.7 25.0 13.1 60.2 90.5 32—33 44.8 123 321 394 64.6 29.5 48.7 12.6 29.5 18.7 44.0 122 104.4 33—34 141 155 201 407 108 68.6 30.7 14.2 14.7 7.7 10.9 17.6 98 34—35 118 225 141 186 14.8 8.5 18.5 9.0 14.8 19.1 46.7 54.8 71.4 35—36 82.3 178 91.5 386 77.6 92.6 44.5 16.2 37.8 37.4 54.0 85.8 98.6 36—37 148 282 186 348 69.0 96.9 28.7 5.5 6.5 6.5 10.4 57.5 103.8 37—38 187 208 182 331 35.4 145 28.0 18.3 14.2 7.0 33.6 95.4 107.1 38—39 78.5 29.1 163 112 47.5 24.6 9.8 4.0 2.8 2.8 2.7 14.3 40.9 39—40 116 152 78.8 100 111 18.7 23.8 20.4 35.4 18.0 19.6 44.0 61.5 40—41 155 20.4 62.3 63.0 57.9 18.8 96.2 157 20.7 8.0 32.7 84.6 64.7 41—42 150 61.5 172 194 201 95.7 80.0 9.1 46.0 33.3 11.3 50.5 92 42—43 101 144 214 492 63.7 8.0 126 7.3 7.4 15.2 12.2 38.7 102.5 43—44 112 62.5 113 377 116 75.0 13.0 50.8 6.3 6.4 31.2 77.5 86.7 44—45 48.0 195 226 161 29.5 78.3 36.0 56.7 147 22.0 33.1 54.3 90.6 45—46 69.4 48.5 44.5 87.3 121 21.5 209 37.3 41.2 38.0 10.8 33.0 63.5 46—47 253 93.5 232 160 270 59.5 49.1 17.7 29.5 61.0 64.2 63.4 112.7 47—48 44.8 43.2 145 208 70.1 46.4 23.5 28.5 10.2 13.7 15.6 175 68.7 48—49 169 80.0 281 248 355 88.0 48.0 10.6 9.0 40.0 23.0 40.0 116 49—50 125 195 149 294 174 97.0 16.4 77.0 13.2 51.0 21.1 102 109.6 50—51 90.0 88.5 187 258 87.0 77.0 131 25.0 15.6 19.4 38.0 75.0 91 51—52 209 226 68.0 171 38.0 18.5 47.0 24.0 23.3 31.3 31.3 119 83.9 52—53 206 102 285 273 233 83.5 118 36.9 11.4 9.5 50.4 54.5 121.9 53—54 101 102 208 309 22.6 37.3 92.7 38.6 166 68.0 74.3 35.4 104.6 54—55 69.7 213 350 452 229 62.3 8.6 5.0 3.8 5.2 4.8 63.1 122.2 55—56 104 89.7 182 407 34.5 26.8 13.8 2.9 4.0 2.5 5.2 21.3 74.5 56—57 106 97.7 291 105 11.6 66.7 199 25.3 7.1 5.4 12.7 50.3 81.5 57—58 82.8 214 220 98.8 15.5 39.6 16.3 34.7 12.6 15.0 12.3 34.5 66.3 58—59 171 129 356 42.2 26.9 25.8 82.4 33.9 8.7 4.9 14.1 229 93.7 59—60 27.3 20.7 255 238 97.6 50.5 128.5 7.4 14.9 12.4 35.6 9.9 74.8 60—61 101 89.3 131 173 195 74.5 96.0 3.3 17.4 8.3 19.0 134 86.8 61—62 104.5 102 220 203 49.7 38.1 66.3 25.7 21.5 10.8 22.4 9.4 72.8 62—63 120 188 281 270 170 98.4 62.3 43.5 25.5 13.2 5.8 8.8 107.2 63—64 20.7 62.9 196 165 28.5 39.0 67.7 7.4 22.1 12.3 62.9 48.9 61.1 64—65 80.4 72.2 210 316 27.4 28.1 11.7 38.0 7.3 3.2 2.8 32.1 69.1 65—66 52.2 186 94.0 170 54.4 48.9 15.7 39.2 69.9 85.6 56.9 63.7 78 66—67 118 199 55.3 138 172 11.8 26.2 8.2 6.6 15.6 6.7 40.6 66.5 67—68 93.5 105 295 282 38.4 8.6 3.6 1.8 3.2 3.6 2.8 15.2 71.1 68—69 56.4 93.4 135 227 227 10.9 13.7 9.2 3.4 15.4 51.4 112 79.6 69—70 99.4 87.3 273 176 179 37.5 31.0 14.1 9.1 7.0 27.2 36.6 81.4 70—71 179 170 218 258 125                                             二  推求设计洪水 (一)资料： 已知某拟建水库坝址处多年实测洪水资料(见下表二~表四)，另调查到1878年的洪峰流量为18300m3/s，1935年的洪峰流量为12500m3/s。 (二)要求： (1)根据表二及调查洪水试用频率分析列表法求p=1%和p=0.33%的设计洪峰流量。 (2)依据表三所给的一日、三日、七日设计洪量值以及上面求得的洪峰设计值，结合表四的典型洪水过程，推求p=1%的设计洪水过程线。 (三)交阅成果： (1)设计洪峰频率计算表以及频率分析图。 (2)同频率法推求的设计洪水过程线。 表二      实测洪峰流量成果表 年份 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 Qm(m3/s) 6420 9320 7800 13600 5850 5060 6540 4370 年份 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 Qm(m3/s) 3990 9080 7430 4040 6770 3560 7290 10900 年份 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 Qm(m3/s) 9820 7490 10000 6080 3820 10300 4340 7470 年份 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 Qm(m3/s) 8630 5670 5680 5140 6230 6160 8550 7730                   表三    不同时段洪量以及设计洪峰成果表 时段t（日） Qmp 1 3 7 洪量W(m3/s.d)）   13900 38500 64600           表四        典型洪水过程 月~日~时 6.19.0 19.06 19.12 19.18 20.00 20.06 20.12 20.18 Qm(m3/s) 1020 1630 3010 4860 6010 7250 8450 9580 月~日~时 21.00 21.06 21.12 21.18 22.00 22.06 22.12 22.18 Qm(m3/s) 10800 12000 12700 13300 13600 13500 13200 12600 月~日~时 23.00 23.06 23.12 23.18 24.00 24.06 24.12 24.18 Qm(m3/s) 11700 10700 9180 8500 7480 6420 5450 4500 月~日~时 25.00 25.06 25.12 25.18 26.00       Qm(m3/s) 3650 2760 2280 1900 1600                         三  列表法年调节计算 (一)资料： 已知某拟建水库坝址处逐年月平均流量表(见表一) (二)要求： (1)如果水库各月均匀供水，Q调=30m3／s，试用列表法求1964年3月至1965年2月这一年所需兴利库容(不考虑水库蒸发，渗漏损失)。 (2)分析该年什么时候兴利库容必须蓄满，什么时候兴利库容供水结束。 (3)分别用早蓄和迟蓄方案求水库蓄水变化过程和各月弃水量。 (三)交阅成果： (1)逐月流量调节计算表。 (2)绘出入库流量、出库流量、早蓄(或迟蓄)方案弃水量过程线(参考课本)。 (3)绘出早蓄和迟蓄方案水库蓄水过程线。 四  求年调节水库兴利库容 (一)资料 (1)某站逐年月平均流量表(见表—) (2)水库水位与水库容积，面积关系(见下表) Z(m) 170 190 210 230 250 270 V(106m3) 290 600 940 1320 1740 2200 F(km2) 14.8 16.2 17.8 19.8 22.2 24.9               (3)已知水库死水位=190m，用水保证率P=90%。 (二)要求 (1)各月固定用水，Q调=40m3／s，不计损失，求1960年至1969年各年所需库容。(1930年~1950年各年库容已求出，其结果如下。) 年份 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 V[(m3/s)月] 11.2 81.8 61.0 144.2 155.3 28.6 142.4 98.9 219 104.1 年份 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 V[(m3/s)月] 58.6 59.8 119.2 92.3 24.9 39.7 32.8 108.5 77.4 34.7 年份 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 V[(m3/s)月] 62.0 66.6 62.2 17.4 172.6 209.0 109.5 139.5 98.4 119.8                       (2)根据 公式点绘40年的库容频率曲线，求P=90%的兴利库容和正常蓄水位。 (三)交阅成果 (1)1960年~1969年各年所需库容。 (2)库容经验频率曲线。 (3)所求兴利库容和正常蓄水位。 五  水库多年调节计算 (一)资料： 某站逐年月平均流量表(见—) (二)要求： (1)各月固定用水，Q调=75m3／s，不计损失，求1960年至1969年各年所需库容。（1930 年~1959年各年库容已求出，其结果如下）。 年份 1930 1931 1932 1933 1934 1935 1936 1937 1938 1939 V[(m3/s)月] 189.7 275.0 277.4 360.4 413.8 185.1 334.9 295.9 662.4 824.7 年份 1940 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 V[(m3/s)月] 957.7 224.3 321.5 291.8 205.7 281.6 242.6 356.6 279.4 196.3 年份 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 V[(m3/s)月] 202.0 311.6 212.3 52.6 372.2 489.0 274.2 515.1 361.1 294.8                       (2) 根据 公式点绘40年的库容颏率曲线，用时历法求P=90%的兴利库容。 (三)交阅成果 (1)1960年至1969年差积曲线计算表。 (2)1960年~1969年差积曲线。 (3)列出时历法所求1960年至1969年各年库容。 六  水能计算 (一)资料： (1)某年调节水库设计保证率P=90％，设计枯水年流量过程如下。 月份 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 流量（m3/s） 481 290 595 284 200 39 121 145 43 28 85 340                           （2）水库水位容积关系 库水位（m） 130 135 140 145 150 160 库容[（m3/s）月] 0 54 167 298 433 755               （3）下游水位流量关系 下游水位（m） 64.5 65 65.5 66 66.5 67 流量（m3/s） 60 160 310 500 720 980               (4)出力系数K=8.0，水头损失ΔH=1.0m。 (二)要求：  已知正常蓄水位=160m，死水位=136m，试用等流量法、等出力法，求设计枯水年保证 出力。(用等出力法计算时，可先假定N=120，125，130kw，然后内插)。 (三)交阅成果 (1)等流量法计算结果。 (2)等出力工作曲线计算表、工作曲线图。 (3)等出力法调节计算结果。 七  水库调洪演算 (一)资料： (1)设计洪水频率P=1％ (2)设计洪水过程线 T(日/h) 12/2 4 6 8 10 12 14 16 18 Q(m3/s) 280 318 342 370 405 480 640 1930 3020 T(日/h) 20 22 24 13/2 4 6 8 10 12 Q(m3/s) 5750 7650 6830 5310 4700 3960 2900 2180 1590 T(日/h) 14 16 18 20 22 24 14/2 4 6 Q(m3/s) 1260 1060 906 755 660 561 505 450 410                     （3）水库水位容积关系 水位（m） 224 226 228 230 232 234 236 238   库容（亿m3） 12.05 12.43 12.81 13.20 13.60 14.02 14.44 14.85                       (4)泄洪设备及其尺寸 a．滚水坝(无闸门，自由式溢洪道)堰顶高程=正常蓄水位=224m，宽度B=80m,q=m1Bh1 ，m1=0.40。 b．当水位在224m以上时，水轮机过水流量为Q=370m3／s。 c．防洪限制水位等于正常蓄水位为224m。 (5)水库防洪操作方式 洪水来临前水库水位保持在防洪限制水位224m，当天然来水量超过水轮机最大过水能力Q=370(m3／s)时，一方面水轮机继续工作，另一方面，水库水位被迫抬高，超过224m时自由式溢洪道开始泄洪。 (二)要求 用半图解法或列表法进行水库调洪演算，求出所需防洪库容严防和最大下泄流量qm及水库设计洪水位Z设。 (三)交阅成果： (1)调洪演算工作曲线计算表（可选）。 (2)调洪演算工作曲线（可选）。 (3)调洪演算表(列出P=1％的水库设计洪水位)。 (4)水库入库、出库流量过程线。 说明和要求： 1.各位同学，请务必在期末考试前完成课程设计内容。 2.请各位同学务必独立完成，考试计算题的主要内容均已包含在课程设计内容之中，因此，各位应该以课程设计为导向进行复习，同时，一定要学会手算，不然考试会存在问题。 3.结果可以是电子版，也可是纸版！