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宁南县竹寿水库洪水设计及调洪演算.doc

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宁南县 水库 洪水 设计 演算
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本科毕业论文(设计)题 目 宁南县竹寿水库洪水设计及调洪演算 I宁南县竹寿水库洪水设计及调洪演算专业名: 水文与水资源工程学生: 艾尼玩尔.艾尔肯 指导老师: 缪 韧摘要:水库作为人类兴水“利”除水“害”的重要手段之一,其职责可归纳为两个方面:一是确保自身安全;二是最大限度地发挥防洪和兴利效益。随着水文观测资料的延续和水库运行经验的积累,定期对水库设计洪水进行分析研究是保证水库实现上述两大职责的基础。 随着社会经济的可持续发展和现代化进程的加快,防洪问题引起人们愈来愈多的关注。如何在确保水库自身安全的前提下最大限度地发挥其综合效益是一个重大的研究课题,水库设计洪水分析研究是该课题研究中的基础工作之一。正是基于这种考虑,本论文结合唐村水库的实际情况,本着理论性与实用性相结合的原则,重点研究以下内容:1、利用暴雨资料推求设计洪水过程;2. 利用水文比拟法推求设计洪水过程;3、对两种方法计算的设计洪水过程进行调洪演算;4. 坝顶高程确定;关键词: 设计洪水; 频率曲线; 调洪演算;水文比拟法IIThe design flood and flood routing for ZhuShou Reservoir of Ningnan CountyHydrology and Water Resources EngineeringStudent: Anwar.Arkin Adviser: Miu RenAbstract: Reservoir is one of the important measures using to flood control and actives by human. The duty of reservoir may be reduced two aspects. One is reliable provision the safety of reservoir. Another is maximum allowable dispatching the effectiveness of flood control and actives .With the extension of hydrological observation data and accumulation of reservoir operation experiments, periodic analysis and research the reservoir design flood is basic of operating above two aspects.With the continuous development of society economic and modern process, flood control is paied close attention by people. under reliable provision the safety of reservoir how to maximum allowable dispatching the effectiveness of flood control and actives is a important research subject . The research of reservoir design flood is one of basic works in this subject.It is based on the reasons, and the actual conditions of Zhushou reservoir are combined,the following contents are researched in this paper:1. The design flood hydrograph is computed using observation maximum precipitation.;2. The design hydrology analogue method is computed using observation maximum precipitation;3. The flood routing is carried on using above two flood hydrographs and the reservoir characteristic stage is computed.;4. Determine the crest elevation.Key words: design flood; frequency curve; flood routing; hydrology analogue methodIIIIII目录第一章 绪论 .......................................................11.1 问题的提出 .............................................................11.2 国内外研究 ............................................................11.2.1 防洪标准的研究概况 .................................................11.2.2 频率计算的研究概况 .................................................41.2.3 中小流域设计洪水计算研究概况 .......................................51.3 主要研究内容 ..........................................................5第二章 竹寿水库概况 ................................................62.1 工程概况 ...............................................................62.2 流域概况 ..............................................................72.3 水文气象概况 .........................................................10第三章 基本资料的收集和整理 ........................................113.1 流域特征资料 ..........................................................113.2 库容曲线 .............................................................123.3 暴雨、径流资料 .......................................................123.3.1 暴雨,径流资料 ....................................................123.3.1 资 料 分 析 与 处 理 ..................................................143.4 设计洪水标准复核和评价 ...............................................14第四章 推理公式法推求设计洪水 .......................................174.1 推理公式法 ............................................................174.2 设计暴雨的推求 ........................................................184.3 设计洪峰流量的推求 ...................................................234.3.1 公式 ..............................................................23IV4.3.2 参数确定 ..........................................................234.3.3 用推理公式计算洪峰流量的步骤 ......................................264.3.4 计算成果 ..........................................................274.4 设计洪水总量 .........................................................284.5 设计洪水过程线 ........................................................28第五章 水文比拟法 .................................................325.1 水文比拟法设计洪峰流量 ................................................325.2 设计洪水总量及设计洪水过程 ...........................................33第六章 设计洪水推荐成果 ............................................35第七章 调洪演算 ...................................................38第八章 坝顶高程确定 ...............................................41参考文献 .........................................................42致 谢 ............................................................43V1第一章 绪论1.1问题的提出宁南县竹寿水库是一座以灌溉为主的兼有发电效益的中型水库。位于四川省凉山州会理县黄柏乡境内鲹鱼河上游支流岩洞河上,水库设计灌溉面积 3.2 万亩,随着城市人口的增长,水库同时也为宁南县城城市供水的水源。工程的安全对下游会东沿河两岸以及会东县人民的生命财产、生产用水安全至关重要。多年运行后水库出现了较严重的渗漏,坝体变形,白蚁等书库病害,目前正进行水库整治,水库的病害整治需要重新进行洪水设计及调洪演算,以评价水库的防洪标准,抗洪能力与水工建筑物的整治设计。本任务即是为南宁水库病害整治提供所需洪水设计数据,以确定整治后的水工建筑物尺寸,设计任务涉及暴雨洪水计算,调洪演算,波浪爬高计算等内容。1.2 国内外研究1.2.1 防洪标准的研究概况防洪标准的选取是一项复杂的工作, 是经济与社会协调的综合产物, 拟定合理的防洪标准, 是做好大坝设计工作的一项重要任务。随着我国各家水利设计企业逐步进入国际设计市场,我国国家洪水设计标准怎样与国外标准接轨,了解国外标准对于我们更好再涉及到国外工程时节约成本,降低投资有非常重要的意义。日本:在日本,大坝的设计洪水设计标准由在河道法的基础上之制定的河道防护设施结构标准(内阁命令)规定。根据该标准,无论大坝属于新建还是重建,对以混凝土大坝的设计洪水流量的选取应该基于以下三个流量的最大值:1)坝址处 200 年一遇洪水;2)坝址处实测历史最大洪水;3)在相似的水力和气象条件下,根据流域内的实测历史最大洪水推测出的坝址处最大洪水流量。对于土石坝的设计洪水标准应该为相应规模混凝土坝的 1.2 倍。实际上,土石坝设计洪水2的重现期通常为 1000 年一遇甚至更高。英国:在英国,对于大坝安全政府没有任何的强制性标准,其安全评估被委托给政府指定的能够胜任设计和检查水库安全性的独立的法定工程师小组负责,且该工程师小组为业主所建筑的大坝的安全负责。大坝的设计洪水通常由 1978 年伦敦土木工程师协会的设计导则确定。根据大坝的分类,不同类型大坝的设计洪水可以选取PMF、 0.5PMF、0.3PMF、0.2PMF 或者对应的 10000、1000、150 年的重现期洪水,表 1.2.1.1表 1.2.1.1 根据大坝类别的水库洪水和波浪标准大坝设计洪水流量分类原始水库环境一般标准 最低标准设计最小波浪安全超高及计算采用风速A平均日流量下长期泄洪PMF0.5PMF 或 1000 年一遇洪水B水库满蓄(没有泄洪)0.5PMF 或 1000 年一遇洪水0.3PMF 或 1000 年一遇洪水冬季:10 年一遇最大小时风速;夏季年平均最大小时风速;波浪超高最小 0.6mC水库满蓄(没有泄洪)0.3PMF 或 1000 年一遇洪水0.2PMF 或 1000 年一遇洪水年平均最大小时风速;波浪超高最小 0.4mD平均日流量下长期泄洪0.2PMF 或 1000 年一遇洪水不做要求年平均最大小时风速;波浪超高最小 0.3m美国:大多数情况下,美国的设计洪水为 PMF。因为当确定的设计洪水流量小于 PMF 时,负责该工程的业主,代理商或者组织就应该为大坝一旦溃决所引发的损失负责。很显然,大多数的工程师都不愿冒这种风险。美国陆军工程兵团(USACE)建议设计洪水流量应该由坝高和库容的规模来进行选择,且应考虑大部一旦失事对下游区域的危害。美国垦务局(USBR )一般情况下均选用 PMF 作为设计洪水 USACE 和 BSBR 的洪水设计标准见表 1.2.1.2,表 1.2.1.3. 国际大坝委员会(ICOLD):作为一个总的原则,ICOLD 建议设计洪水应该为 PMF(表 1.2.1.4) ,并且对于带溢洪道的过流能力应该满足宣泄全部设计洪水而不考虑水库的调洪作用;对于不带闸门溢流坝则应根据考虑水库调蓄作用下的下泄流量进行设计。3表 1.2.1.4 ICOLD建议设计洪水标准大坝失事后的危险性 大坝规模 洪水设计标准小 —中 PMF高大 PMF小 —中 PMF特别高大 PMF表 1.2.1.2 美国陆军工程兵团设计洪水标准按照大坝规模分级类别 库容(1000,000m 3) 坝高(m)小 0.62~1.23 7.6~12.2中 1.23~61.5 12.2~30.5打 ≥61.5 ≥30.5按照大坝失事后替在的危险性分级类别 生命损失(发展程度) 经济损失低 无法统计(没有人类居住的永久结构的地区) 极为微小(农业或者城镇均欠发达)中几乎没有(没有发达城镇,仅仅一小部分适于居住结构的地区)损失较大(农业,工业或者城镇均由一定的发展)高 有生命损失损失特别大(由大规模的社区,工业或者农业)推荐安全标准危险性规模 安全标(设计洪水频率)小 50~100中 100~0.5PMF低大 0.5 PMF~ PMF小 100~0.5PMF中 0.5 PMF~ PMF中大 PMF小 0.5 PMF~ PMF高中 PMF
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