小流域水库设计洪水计算与调洪演算

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1、４２中国农村水利水电·２０１４年第５期文章编号：１００７－２２８４（２０１４）０５－００４２－０３小流域水库设计洪水计算与调洪演算周全１，２，候建国１（１．武汉大学土木建筑工程学院，武汉４３００７２，２．湖北理工学院，湖北黄石４３５００３）摘要：在中小流域上兴建水利工程，经常遇到流量资料不足或代表性差的情况，难于使用相关法来插补延长推求设计洪水；而暴雨资料一般较多，故可用暴雨资料推求设计洪水。以某一小（二）型水库为研究对象，在流域暴雨资料的基础上，采用推理公式法推求设计及校核洪水过程，并进行了水库调洪演算，可为确定水库坝顶高程提供参考。关键词：中小流域；暴雨；设计洪水；调洪演

2、算中图分类号：ＴＵ３７８文献标识码：ＡＴｈｅＤｅｓｉｇｎＦｌｏｏｄＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄＦｌｏｏｄＲｏｕｔｉｎｇｏｆＳｍａｌｌＷａｔｅｒｓｈｅｄＲｅｓｅｒｖｏｉｒｓＺＨＯＵＱｕａｎ１，２，ＨＯＵＪｉａｎ－ｇｕｏ１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｕｂｅｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｎｇｓｈｉ，４３５００３，ＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ＇ｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｇｅｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｌｏｏｄｏｆｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖ

3、ａｎｃｙｐｒｏｊｅｃｔｉｎｓｍａｌｌ－ｍｉｄｗａｔｅｒｓｈｅｄａｒｅａｓｆｏｒｔｈｅｌａｃｋｏｆｆｌｏｗｄａｔａ．Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅｒａｉｎｓｔｏｒｍｄａｔａｈｅｌｐｓｃｏｍｐｕｔｅｄｅｓｉｇｎｆｌｏｏｄ．Ａｓｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆａｓｍａｌｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒｒａｉｎｓｔｏｒｍｄａｔａｔｏａｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｄｅ－ｓｉｇｎｆｌｏｏｄａｎｄｆｌｏｏｄｒｏｕｔｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｒｅｓｔｅｌｅｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌ－ｍｉｄｗａｔｅｒｓｈｅｄ；ｒａｉｎｓｔｏｒｍ；ｄｅｓｉｇｎｆｌｏｏｄ；ｆｌ

4、ｏｏｄｒｏｕｔｉｎｇ１水库概况该水库位于湖北省境内，规划以灌溉为主。水库规模为小（二）型，工程等别为５等，主要建筑物级别为５级。岸边溢洪道堰顶高程７０．５２ｍ，净宽１．５ｍ。２设计洪水计算水库设计洪水标准为１０年一遇（Ｐ＝１０％），校核洪水标准为５０年一遇（Ｐ＝２％）。设计洪水的计算主要有两种途径［１］。一是根据流量资料计算设计洪水，二是根据暴雨资料计算设计洪水。由于该水库处于无实测资料地区，故只能根据暴雨资料２．１暴雨递减指数ｎ和雨力Ｓ根据区域实测地形图等资料及现场复核后，选定相关地理参数如下：集雨面积Ｆ＝０．７６ｋｍ２，河流长度Ｌ＝０．５ｋｍ，河流坡降Ｊ＝０．０１８，集

5、雨区域特征参数θ＝Ｌ／Ｊ１／３＝１．９１。水库暴雨参数见表１，各历时不同频率面暴雨量成果见表２。表１水库暴雨参数表点雨量均值／ｍｍ４０８０１２４变差系数Ｃｖ０．４３０．５２０．５４时段／ｈ１６２４Ｃｖ／Ｃｓ３．５３．５３．５Ｐ＝２％２．１８２．４８２．５５计算设计洪水，一般有瞬时单位线法、推理公式法和地区经验公式法。本文根据《湖北省暴雨径流查算图表》，采用推理公式法进行设计洪水计算，其中推理公式为：μＱｍ＝Ｋ１（ｍ）Ｋ２（ＳＦ）Ｋ３－Ｋ４Ｆ（１）θ式中：Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４为暴雨递减指数ｎ的函数，计算时可以通过查《湖北省暴雨径流查算图表》选取合理数值。ＫｐＰ＝１０％１．５

6、７１．６９１．７１表２水库面暴雨成果表时段／ｈ１６２４雨量点面换算系数１．０１．０１．０点雨量／ｍｍ８７．２１９８．４３１６．２Ｐ＝２％收稿日期：２０１４－０２－１７作者简介：周全（１９８３－），男，博士研究生。Ｅ－ｍａｉｌ：２５４３２５７４９＠ｑｑ．ｃｏｍ。Ｐ＝１０％面雨量／ｍｍ８７．２１９８．４３１６．２点雨量／ｍｍ６２．８１３５．２２１２．０４面雨量／ｍｍ６２．８１３５．２２１２．０４小流域水库设计洪水计算与调洪演算周全候建国４３已知１、６、２４ｈ的面雨量Ｈｔ，则面递减指数根据下式得到：１≤ｔ＜６，ｎ１＝１＋０．５５８ｌｎβ１（２）６≤ｔ＜２４，ｎ２＝１＋０．７２１

7、ｌｎβ２（３）式中：β１＝Ｈ１面／Ｈ６面；β２＝Ｈ６面／Ｈ２４面。本文中雨力Ｓ取设计的最大一小时雨量，即Ｓ＝Ｈ１面。故ＳＰ＝２％＝８７．２ｍｍ；ＳＰ＝１０％＝６２．８ｍｍ。２．２汇流参数ｍ及损失参数μ该水库汇流参数ｍ及损失参数μ分别按照下式计算：ｍ＝０．５θ０．２１（４）０．７５６μ＝０．０３８４Ｒ２４（５）Ｒ２４＝Ｈ２４面－２２．５（６）图２水库水位～库容曲线０ｑ＝εｍＢ槡２ｇＨ３／２（９）经计算，ｍ＝０．５７，μ＝２．０２ｍｍ／ｈ。２．３洪峰流量Ｑｍ当Ｐ＝１０％，假设τ＜６ｈ，先用ｎ１＝０．５７