小浪底水库水文计算毕业论文(107页).docx

《小浪底水库水文计算毕业论文(107页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小浪底水库水文计算毕业论文(107页).docx（106页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-小浪底水库水文计算毕业论文-第 97 页 存档编号 华北水利水电大学 North China University of Water Resources and Electric Power 毕 业 论 文题目 小浪底水库水文计算学 院 水利学院 专 业 水文与水资源工程 姓 名 胡云鹏 学 号 20114723 指导教师 徐冬梅 完成时间 2015.5.22 教务处制独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发

2、表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名： 指导导师签名： 签字日期： 签字日期：毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电大学可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计（论文）作者签名： 导师签名：

3、签字日期： 签字日期：目录摘要IAbstractII第1章 基本概况11.1 流域及库区概况11.2 气象基本特征21.3 径流资料31.3.1 天然径流31.3.2 入库径流量3第2章 设计年径流计算72.1 资料审查分析72.2 设计保证率选择92.3 频率计算确定设计年径流量92.4 推求各设计代表年的径流过程16第3章 设计洪水过程线173.1 审查资料173.2 用相关分析法插补延长资料203.3 频率计算求设计洪量233.3.1 用矩法计算统计参数233.3.2 推求设计洪量243.4 分析洪水地区组成，并求出设计洪水过程线333.4.1 分析洪水地区组成333.4.2 三小间设计

4、洪水过程线的求取343.4.3 小浪底设计洪水过程线38第4章 校核洪水过程线424.1 审查资料424.1.1 可靠性审查424.1.2 一致性审查424.1.3 代表性审查424.2用相关分析法插补延长资料454.3 频率计算求设计洪量484.3.1 用矩法计算统计参数484.3.2 推求设计洪量484.4 校核洪水过程线494.4.1 分析洪水地区组成494.4.2 三小间校核洪水过程线的求取504.4.3 小浪底校核洪水过程线的求取53第5章 调洪演算575.1 已知资料575.2 调洪要求575.3 调洪计算575.4 坝顶高程确定65参考文献70附录72外文翻译72译文75毕业论文

5、任务书78华北水利水电大学本科生毕业论文开题报告80小浪底水库水文计算摘要近几年来，随着我国经济建设的迅速发展，水利水电工程建设也得到了迅猛的发展。在设计施工水电站前，首先应了解水库的基本径流特征和它所承担的防洪，防凌，灌溉，航运，发电等各种兴利任务。由这些任务可见小浪底水库是关键工程，所以应根据已知资料，进行合理规划，得到水库的最优化方案。本论文的分析计算主要包括五部分：基本概况，设计年径流的计算，设计洪水过程线的推求，校核洪水过程线的推求，调洪演算和坝高的确定。第一部分，查资料，了解小浪底水库的基本资料，例如，流域概况，库区概况，气象，暴雨和坝址气象要素等。第二部分为设计年径流的计算：首先

6、将库区的径流资料进行三性审查，根据小浪底水库实测径流资料，对年平均径流量进行频率计算，运用适线法选择理论频率曲线，之后通过考虑下游用水及发电站发电情况确定设计保证率，根据经验频率曲线得相应频率的径流量，之后选取丰、中、枯三个代表年，方法为（1）水量相近原则（2）分配不利原则，再采用同倍比放大法计算出缩放倍比，再用缩放倍比乘以代表年径流量，得出设计年径流及年内分配。第三部分设计和校核洪水过程线的推求：首先对小浪底、三门峡历年洪量进行资料审查，之后用相关分析法对资料进行插补延长以补全小浪底缺失的洪量资料，然后，运用P型曲线法计算出小浪底5日和12日设计洪量，用小浪底设计洪量减去三门峡设计洪量可得三

7、小间最大5日和12日的设计洪量，由三小间的典型流量过程线可以求出三小间的最大5日和12日的典型流量，用同频率放大法得出放大倍比。再求出三小间的设计洪量。最后用三小间与三门峡的设计洪量进行错时相加求得小浪底的设计洪水过程，绘出涉及洪水过程线。校核洪水过程线同理。第四部分为调洪演算和坝顶高程的确定，将已知资料和调洪要求转化为方程式，确定调洪控制条件，运用求得的小浪底入库流量并利用列表试算法，分四个过程对小浪底水库进行调洪演算，最后求出设计洪水位和校核洪水位，并根据这两个洪水位，加上各种要素，比如波浪爬高，最大风雍水高度，和安全加高，确定出坝顶高程。关键词：小浪底；径流；过程线；调洪；坝顶高程Hyd

8、rological calculation of the Xiaolangdi ReservoirAbstractIn recent years, with the rapid development of Chinas economic construction, the construction of water conservancy and hydropower projects also has rapid development. Design and construction of hydropower stations in the former, we must first

9、understand the various characteristics of the reservoir runoff Hennessy basic tasks it has undertaken and flood control, ice flood control, irrigation, navigation and power generation. These tasks can be seen from the Xiaolangdi Reservoir is a key project, it should be based on known information, an

10、d proper planning, get a reservoir optimization program.The analysis andcalculation of this paper includes five parts: basic profile, designed annual runoff calculation, design flood Hydrograph, check flood Hydrograph, flood routing and height of the dam. The first part, find information, know the b

11、asic information of the Xiaolangdi Reservoir, for example, watershed profile, reservoir profiles, weather, heavy rains and dam and other meteorological factors. The second part is designed annual runoff calculation: First, review the runoff data of the reservoir area, according to the Xiaolangdi Res

12、ervoir observed runoff data, the average annual runoff frequency calculated using curve-fitting method to select theoretical frequency curve, after the adoption of consider the downstream water and electricity power station design guaranteed rate is determined, based on the experience of runoff freq

13、uency curve to give the corresponding frequency, then select wetyear，normal year and dry years, the methods is (1) water similar principle (2) unfavorable allocation principles , and then using the same multiple method to calculate the scaling times ratio, and then scaling times ratio multiplied by

14、the representative annual runoff, get the annual distribution of thedesigned year. The third part of the design and check flood Hydrograph: First, Xiaolangdi,conduct Sanmenxia magnanimity over the years document review, using the correlation analysis to interpolate and lengthen the data to complemen

15、t the missing magnanimity data of the Xiaolangdi, and then use P curve method to calculate the 5th and the 12th of Xiaolangdi design magnanimity, with Xiaolangdi design magnanimity minus Sanmenxia design flood volume obtain maximum design flood volume on the 5th and the 12th between SanXiao（Sanmenxi

16、a and Xiaolangdi）by the typical flow process line SanXiao rooms can find 5 and 12 days typical maximum flow using the common frequence method to get the magnification ratio. Then calculated the design flood volume between the SanXiao. Finally, when summing together SanXiao rooms and magnanimity were

17、 wrong Sanmenxia design process involves flooding Xiaolangdi, and draw involving flood line. Check flood hydrograph empathy. The fourth part is flood routing and crest elevation determination, convert the known flood information and requirements into the equation and determine the flood control cond

18、itions, using the obtained Xiaolangdi Reservoir inflow and the List trial method, flood routing of the Xiaolangdi Reservoir by four process, finally get design flood level and check flood level, and according to these two flood level, plus a variety of factors, such as wave run-up, the maximum wind

19、backwater height, and heightening security, determine the crest elevation.Keywords: Xiaolangdi; runoff; process lines; flood; crest elevation第1章 基本概况1.1 流域及库区概况小浪底坝址位于黄河干流最后一个峡谷的下口，上距三门峡130公里，下距郑州花园口128公里。坝址控制流域面积694155平方公里。占黄河流域面积752443平方公里的92.2%，坝址至河源长4567.9公里，至黄河口895.7公里，自河源至内蒙古的托克托为上游，流域面积36.8万平

20、方公里；托克托至桃花峪为中游，流域面积36.2万平方公里，小浪底控制流域面积占黄河上、中游的95%。坝址以上流域西起巴颜克拉山，东至中条山，北临阴山，南至秦岭。流域内有世界上最大的黄土区，面积约43万平方公里，土质疏松，植被稀少，早被雨水冲刷，致黄河泥沙量属世界各大河之冠，坝址多年平均来沙量为16亿吨，多年平均径流量为426亿立方米。流域内七省（区）（除去河南、山东两省）计有270个县，4413个公社。总人口为5935万人，其中农业人口占83%，耕地面积1.69亿亩，粮食亩产平均257斤（1976年统计数字）。坝址以上黄河干流上已经建成有三门峡、刘家峡等大中型工程七座，总库容229.21亿立方

21、米，总装机容量210.9万千瓦。黄河上游龙羊峡水电站正在兴建中，支流已建大中型水库136座，总库容47.9亿立方米，坝址以上灌溉面积约为4000万亩，其中10万亩以上灌区62处，计2400万亩，年引黄水量约150亿立方米。三门峡至小浪底为黄河最后一个峡谷河段，坝址位于峡谷的下口。小浪底是三门峡以下唯一可以修建高坝大库保持必要调节库容的坝址。三门峡至小浪底区间流域面积5730平方公里，占三门峡至花园口区间面积14%，三门峡至小浪底两岸属土石山区，河谷上端较窄，下端较宽。三门峡至板涧河口长约66公里。河谷底宽200400米，板涧河口至小浪底坝址长约66公里，河谷底宽一般为500800米，坝址以上2

22、6公里的八里胡同长4公里，河谷最窄约200300米，水面宽一般200300米，河床比降约千分之一，河床为砂卵石覆盖。小浪底以下至花园口为黄河由峡谷进入平原的过渡段，由坝址至焦枝铁路桥（宁咀）长约8公里，河槽宽300500米，为卵石河床，焦枝桥至铁谢长约10公里，河槽宽13公里，为卵石加沙河床，铁谢以下全为沙质河床，小浪底库底高程131米。黄河小浪底位于黄河中游豫、晋两省交界处，在洛阳市西北约40km。上距三门峡坝址130km，下距郑州花园口128km。北依王屋、中条二山，南抵崤山余脉，西起平陆县杜家庄，东至济源县大峪河。控制流域面积69.4万平方公里，占黄河流域面积的92.3%。坝址所在地南岸

23、为孟津县小浪底村，北岸为济源市蓼坞村，是黄河中游最后一段峡谷的出口。 南北最宽处约72km，东西长93.6km。淹没区涉及两省4市(地区)所管辖的8个市(县)，即河南省的孟津、新安、渑池、陕县、济源；山西省的垣曲、平陆、夏县。 1.2 气象基本特征小浪底坝址以上黄河流域属大陆性气候，冬季受蒙古高气压控制，气候干燥严寒，雨雪稀少。夏季西太平洋副热带高压增强，暖湿的海洋气团从西南、东南方入侵本流域，蒙古高压渐往北移，冷暖气团相遇，产生降雨。流域内各地多年平均降水量200900毫米不等，青海河源区年降水量平均300600毫米，个别地方达到700毫米；甘肃宁夏及内蒙年降水量平均200400毫米,洮河局

24、部地区800900毫米，陕西、山西两省黄河流域年平均降水量在400700毫米，秦岭地区达800900毫米。流域内年平均蒸发量（水面蒸发）10002000毫米，西北部蒸发量大，河源及东南部蒸发量小，多年平均气温上游18，中游814，年内最高气温多在68月，一月份平均气温最低，无霜区青海河源区20100天，甘、宁、蒙100150天，个别地方达20天，陕晋及河南西部为150230天。黄河流域的暴雨集中与夏季，由于受大气环流季节变化的影响，每年由冬季入夏，西太平洋副热带高压（简称副高），自南向北移动，到九、十月份则由北向南移动，随着副高的进退，雨带也不断的变化，一般到七月中旬，雨带即越过淮河进入黄河中

25、下游，到八月中旬雨带达最北位置。在八月中旬到九月中旬初，雨带很快南移，所以黄河流域七、八月份暴雨次数多而强度大，黄河流域的大暴雨，三花间多发生在七月中旬至八月中旬，兰州至三门峡间多发生在七月下旬至九月上旬，暴雨季节东早西迟。小浪底坝址区缺乏气象资料，今借用孟津、洛阳及济源等地资料加以说明，坝址附近年平均气温14左右，一月份最低，平均0上下，极端最低气温-1720，七月份最高，平均2728，极端最高气温4141.9。年降水量601657毫米，其中79月降水量占50%，最大风速20m/s。1.3 径流资料1.3.1 天然径流黄河流域1919年开始在陕县设立水文站，后又于1934年在兰州、包头、龙门

26、、潼关、秦广、黑石关、小董等地设站，解放以后，逐渐形成完整的水文站。1961年黄委会水文处，曾以陕县为参证站，将全河干支流主要站实测年、月经流量延长到1919年，1961年11月水利电力部对该成果做了审查并刊印交付使用。从陕县实测资料来看，1922年至1932年出现11年枯水段，1968年水电部水电总局曾组织有关单位对黄河上中游进行调查。证明黄河上中游主要河段均曾出现过连续11年苦水段，其重现期约为60-80年一遇。自1960年以来，对黄河流域及各河段历年灌溉面积及耗水量做过多次调查分析，1949年以来，流域内因黄河灌溉面积及耗水量增长十分迅速。以花园口为例：1919年全流域实际引黄灌溉面积4

27、32万亩，耗水40亿立米，1949年达977万亩，耗水74亿立米，平均每年灌溉面积增长18万亩，耗水增长1.1亿立米，1974年达3342万亩，耗水164亿立米，这25年平均每年灌溉面积增长95万亩，耗水量增长3.6亿立米。历年来在流域内修建了一系列大中小型水利工程，由于水库的调蓄作用，改变了天然径流过程，对调蓄作用较大的刘家峡、三门峡及支流汾河水库进行了还原计算。将上述流域年径流主要来自干流兰州以上地区和龙门到三门峡区间的径、洛、渭、汾共115亿立米，占花园口以上径流量的20%；流域内最干旱地区为兰州到河口镇区间来水仅3.0亿立米，黄河流域的径流在年际间变化很大；花园口最大年流量940亿立米

28、（19641965年），最小年径流量274亿（19281929）。干流各站最大与最小年径流量之比为34倍，年径流变差系数0.220.25；主要支流最大、最小年径流之比达512倍，年径流变差系数0.40.5.年径流的年内分配随降水的变化而异，兰州以上最大月流量多发生在7月，最小月径流常出现在2月，河口镇以下中游地区，最大月径流多发生在8月，最小月径流量常出现在1月，干支流各主要站汛期710月径流量占全年流量的60%左右。1.3.2 入库径流量黄河上游用水比较集中的是宁蒙灌区，该灌区历年来用水量大，有大水漫灌的习惯，今后水利措施的重点是改造挖潜加强工程管理。工程配套任务很大，不可能大量增加新灌区。

29、黄河中游黄土地区虽干旱缺水，由于水流流失严重，艰苦条件受到限制。这些地区要提高水量利用率也比较困难。一些河谷川地已基本上实现了水利化，今后发展新灌区逐渐转向高原地区。工程难度，投资都比较大。根据国民经济调整、改革、整顿、提高的方针，结合黄河情况，初步估计在19952000年内（相当于设计水平），花园口以上引黄灌面积达到6660万亩，耗水284亿立米。龙羊峡水库是干流最上一级大型枢纽，为一多年调节水库。主要任务是发电。为了充分利用水力资源，龙羊峡水库采用等流量调节。刘家峡水库为年调节水库，其运用方式为在满足河口镇以上用水条件下，而后发电，水库泄水保证兰州大河流量不小于200秒立米，及河口镇流量不

30、小于100秒立米。根据内蒙防凌要求，当石咀山开河时，青铜峡流量不大于450秒立米。当刘家峡不能满足上述要求时，由龙羊峡予以补偿。盐锅峡、八盘峡、青铜峡、天桥等电站均为径流电站，不起调节作用。三门峡水库的运用方式，系根据1969年在三门峡召开的四省会议确定的原则：汛期（710月）发电限制水位为305米；非汛期发电限制水位为310米；其中，凌汛期（12月）防凌最高蓄水位为326米，凌汛后，考虑春灌蓄水要求，适当缓泄蓄水。小浪底坝址位于三门峡大坝以下130公里，区间流域面积5370平方公里。区间径流量30秒立米，采用三门峡出库流量加上区间来水再减去区间工农业耗水为小浪底的入库流量，见表1-1.表1-

31、1 小浪底水库入库流量表 年 份月平均流量(秒立米)8910111212345671919-19202389.2668.8683.0471.0684.247.3464.2465.2471.2534.8685.4648.11920-19211651.11549.01943.31060.1507.2494.1497.392.6495.9500.3384.12821.01921-19222826.11484.4699.0606.4487.5474.6477.2469.8471.9479.7204.8405.71922-19231244.61056.3264.6405.3230.5230.5289.9

32、669.5721.6459.1560.9440.91923-1924275.6757.6826.6779.3438.3450.9454.6452.8457.7453.2256.0143.01924-1925227.4423.6535.1568.3418.6416.9413.3412.1425.9437.1165.9737.41925-19261052.01289.5533.6513.7380.8354.2354.0355.6349.3378.3262.3301.51926-1927533.2393.9444.5457.4398.7426.4450.2453.4472.4466.7242.936

33、1.11927-1928470.41041.1643.8578.0431.3419.6409.4419.8411.3409.6215.658.41928-1929130.4399.8457.7426.6385.779.0376.5384.2376.2380.7168.6432.01929-19301002.6589.8550.6503.3348.8364.4360.8362.9362.8371.2225.4396.41930-1931557.6658.8522.4503.6340.2329.3335.3337.4339.5342.8199.3303.41931-1932626.9322.249

34、9.0386.8363.1289.2287.3283.8289.3294.3215.3497.41932-1933608.3924.8582.0456.6233.8379.3384.2382.3387.8385.0332.11166.51933-19343691.8976.9720.3614.2461.1464.5440.2432.8431.0435.4228.0159.71934-19351368.51476.02004.31365.3634.3608.6588.2597.0579.5596.8136.1209.91935-19361793.72665.71950.21544.9547.56

35、10.9558.6557.9558.4569.0238.4675.41936-19371631.91935.3649.9639.0346.0503.2536.5538.6552.4556.91025.52734.51937-19384204.64047.01839.21367.8669.3649.3856.4657.3701.4694.1611.42213.41938-19391426.42569.43174.61700.8881.0558.6579.7586.3566.9581.4427.91711.21939-19401465.6762.6293.8311.7364.8297.4298.9

36、329.0299.7332.2220.91297.91940-19413400.84143.83280.01536.4418.8319.0314.8328.7320.2330.266.5604.31941-19421026.61008.5779.1741.9685.8505.6507.1517.0505.7520.2405.9552.41942-19431413.6792.3568.3707.6629.0680.6673.2666.8649.4684.6109.22340.81943-19442617.83160.51308.8938.0600.7529.4527.0536.4511.0620

37、.6580.41691.51944-19451777.01022.2577.1608.3680.3680.4506.5641.1628.6684.4684.9830.81945-19461749.42522.81207.21155.6619.0631.9725.5722.5651.3951.0202.64312.11946-19472410.42909.91727.41220.1856.2415.5426.5423.0439.1441.9336.0982.31947-19482038.91949.61306.61031.4535.2542.6533.5548.4563.4558.4784.78

38、48.1续表1-1 小浪底水库入库流量表 年 份月平均流量(秒立米)8910111212345671948-19491945.41398.41018.4602.4578.2623.8587.2611.1614.3612.0195.02481.41949-19502770.64464.62497.81357.7587.3614.2610.7616.1602.0623.81048.3961.21950-19511392.6918.41501.01420.8418.9551.0513.8543.9536.5520.2553.01044.71951-19522153.22295.51348.61019

39、.8552.6545.5584.3596.5645.2623.0523.11706.81952-19532351.21151.5509.4525.3501.0458.0468.4440.2472.0475.9438.6703.01953-19541699.2756.21180.5997.3590.3545.9542.9541.0588.0579.0560.5739.11954-19552869.23185.31398.11455.5599.1560.5532.8560.0558.3539.21046.81600.91955-19562343.2441.61970.61464.7732.2507

40、.8607.6527.9539.6558.01313.82004.61956-19572492.41203.5647.5525.8543.9607.6622.2566.0597.3640.9580.01414.01957-1958357.6576.5511.4542.0606.8486.3492.3489.9495.4455.0159.22077.31958-19593753.02725.11673.61658.7912.0595.8739.7646.6736.1722.6723.71506.71959-19603827.31875.31601.8595.0516.0523.3506.8541

41、.4535.1573.7517.5326.71960-19611276.4988.8852.4980.0452.0577.1497.4546.5538.0591.7708.92241.81961-19622359.22433.42688.62263.2597.4653.8599.5687.8630.0628.3548.01257.41962-19632091.9913.61190.1946.8777.8589.6626.0665.6676.1326.3857.0728.51963-19642063.72276.32287.41273.9721.7630.9762.7734.11021.0211

42、.71857.22570.61964-19654215.33982.63258.21955.6918.9822.0788.2808.2854.5884.2837.71337.21965-19661003.9270.4488.6592.7461.6506.4506.7486.4514.8526.0181.0863.01966-19672110.72919.21932.41167.7489.5576.7631.3661.2762.0701.02603.02145.11967-19683636.64450.62717.51830.2476.2424.8905.3916.3892.7976.01741

43、.81620.21968-19691784.23042.62871.31067.2875.5634.6788.7749.8872.4589.5336.9847.41969-19701366.5855.5969.9452.8332.6649.4642.8659.5676.7657.1676.5421.41970-19712113.02198.0795.6605.9583.9563.7599.7568.1572.5619.5415.31071.51971-1972695.3928.3203.21283.7502.8579.0649.0587.4619.8609.1867.81297.81972-197313111095.