整理水文水利计算课程设计

　 石河子大学农业水利工程专业

　《水文学及水利计算》

　课

　程

　设

　计

　 班 班

　级：10 级农水四班

　姓 姓

　名：倪显锋

　 学 学

　号：2010510188

　 指导老师：

　刘兵

　 设计成绩：

　水 水 利 建 筑 工 程 学 院 2012 年 年 6 月 月 30 日 日 ——7 月 月 13 日

　目录

　（1）

　任务书-------------------------------------------------------------第 3 页

　 （2）设计来水过程计算------------------------------------------------第 6 页

　 （3）设计用水过程计算------------------------------------------------第 18 页

　 （4）不计损失兴利调节计算------------------------------------------第 20 页

　 （5）计入损失兴利调节计算------------------------------------------第 22 页

　 （6）设计洪水过程计算------------------------------------------------第 27 页

　 （7）调洪计算------------------------------------------------------------第 34 页

　 （8）课程设计心得------------------------------------------------------第 36 页

　一 一 任务书 一、

　目的 课程设计是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的重要环节。主要目的在于：较系统的复习、巩固所学理论，联系实际、解决生产的问题；使学生初步了解和掌握设计工作的内容、方法和步骤；培养学生分析问题、解决问题的能力。

　二、 选题 本课程为：安集海灌区引、蓄水工程规划设计中的水文水利计算。

　三、

　资料

　（一）位置 安集海灌区位于新疆维吾尔自治区沙湾县境内的西部，距沙湾县城约 20公里。处于准葛尔盆地南缘，天山北坡的八音沟河冲积扇和冲积平原上。

　（二）水源及水文 1、水源 主要水源是八音沟河，其次春季有部分融雪水。

　2、水文资料 ①八音沟发源于天山山系中部的伊乃尔卡山的北坡。全长约 100-120 公里，河川径流主要为高山冰雪补给，山区暴雨对洪水的形成起重要作用。黑山头水文站为基本测站，建于 1954 年，为准备渠首上移，于 1966 年在头道沟设专用测站，至 1971 年撤消，测站位置见八音沟示意图。

　②黑山头站集水面积 1688Km3 ，河床纵坡比约 1/70，河床宽约 300m 左右。两岸为 40-60m 的砂卵石沉积层悬崖，在测站附近建的渠首将报废。

　黑山头站至安大桥约 15Km，河床纵坡比约 1/70-1/100，河床宽约 1000m，为卵石组成。河床渗漏严重，据短期测定一般渗漏损失为 35-45%，枯水期达70-80%。

　安大桥至水库附近河道长约 12Km，河床纵坡比为 1/100-1/200，河床为砂砾石，两岸为砂石和壤土覆盖。

　黑山头站历史逐年平均流量如表 1；

　 黑山头站悬移质含沙量如表 2； 黑山头站推移质输沙率如表 3； 黑山头站最大流量和最小流量如表 4。

　 ③头道沟水文站在黑山头站上游约 15Km 处，集水面积约为 1500Km2 。

　头道沟站历年逐月平均流量如表 5； 头道沟站推移质输沙率如表 6； 头道沟站悬移质输沙率如表 7。

　（三）气象 由安集海气象站观测资料获取。

　1、历年逐月平均降水量如表 8； 2、历年逐月蒸发量如表 9。

　（四）作物种植比例、灌溉制度及可耕地 1、乡镇、团场种植比例如表 10 和表 11； 2、作物灌溉制度如表 12； 3、可耕地：乡镇拟 6 万亩，团场 43 万亩。

　（五）安集海水库 水位~面积~库容关系如表 13。

　（六）其他 1、年径流量统计参数比较如表 14； 2、洪峰、洪量频率计算成果统计如表 15。

　四、

　任务

　一．为进一步发展农牧业，生产更多的农牧产品，更好地促进乌鲁木齐、石河子、奎屯、克拉玛依等大中城市的工业发展，繁荣城乡经济，需建引、蓄水工程。由于原黑山头渠首因淤积严重，拟在头道沟建新渠首，下游黑山头渠首作为冲沙水回收渠首。头道沟至黑山头引水渠线长 18Km，黑山头至灌区附近的总分水闸，引水渠线长 17.4Km，设计流量为 60m3 /s。总分水闸闸前水位定为 614.40m，总分水闸向东分水出冬夏引水渠，设计流量为 20m3 /s。水库为贯注式平原水库，设东、西两座泄水闸，西泄水闸考虑水库防洪保坝，设计流量为 30m3 /s，东泄水闸设计流量为 6m 3 /s。两泄水闸平均水位均为

　 453.00m。

　二．为确定引、蓄水工程的规模、尺寸，需求出两种灌溉保证率情况下的设计年径流来水过程；确定头道沟渠首的引水流量；计算两种灌溉面积情况下的用水过程；进行水库兴利调节计算，求出所需要的库容。

　三．为保证大坝安全，求出设计保准和校核标准情况的设计洪水过程，进行调洪演算，求出设计调洪库容和下泄流量过程，最高洪水位。

　 二 二 设计来水过程 为提高资料的代表性。先利用黑山头站的资料将头道沟站的历年逐月平均流量展延（讯期 6，7，8，9 月回归分析，其他月给出）

　表 1

　6 月黑山头站与头道沟站月均流量相关计算表 年份 黑山头站月均流量X(m3/s) 头道沟站月均流量Y(m3/s) Kx Ky

　Kx-1 Ky -1 (Kx-1)2 (Ky-1)2 (Kx-1)

　(Ky-1) 1966 15.900

　0.955

　17.900

　0.982

　-0.045

　-0.018

　0.002

　0.000

　0.001

　1967 22.800

　1.370

　23.400

　1.283

　0.370

　0.283

　0.137

　0.080

　0.105

　1968 17.700

　1.063

　19.200

　1.053

　0.063

　0.053

　0.004

　0.003

　0.003

　1969 22.400

　1.346

　25.200

　1.382

　0.346

　0.382

　0.120

　0.146

　0.132

　1970 11.200

　0.673

　11.300

　0.620

　-0.327

　-0.380

　0.107

　0.145

　0.124

　1971 9.870

　0.593

　12.400

　0.680

　-0.407

　-0.320

　0.166

　0.102

　0.130

　平均值 16.645

　 18.233

　求和 99.870

　 109.400

　 0.000

　0.000

　0.535

　0.476

　0.496

　 ① 均值 x =niixn11=6870 . 99=16.645 niiyny11=6400 . 109=18.233 ②均方差 x1) 1 (21nkxnix i=5.445 y = y1) 1 (21nkniy i=5.628 ③ 相关系数

　         niniy xynixi ii ik kk kr1 12 211 11 1= 0.982

　r>0.8 说明黑山头水文站汛期来水与头道沟水文站汛期来水相关密切

　④ 回归系数 Rx y/=ryx=0.98 94 . 56 . 5 =1.015  1 ⑤ y 倚 x 的线性回归方程   x x R y yi x y  /= x+1.588 ⑥ 回归直线的均方误差 Sy = y21 r  =1.067 即占 y 的 5.85%。小于 15%

　由六月份的计算七、八、九月的流量相同，得到：

　6 月的相关方程：y= x +1.588 7 月的相关方程：y=1.012 x +2.16 8 月的相关方程：y=1.100 x -1.261 9 月的相关方程：y=1.253 x -1.163

　 其余月份按回归方程计算，其中十、十一月的月流量相关系数 r>0.8，得相关方程 10 月的相关方程：y=1.585 x -1.4

　11 月的相关方程：y=1.603 x -0.55 十二月至五月的月流量相关系数 r<0.8，通过做相关曲线得相关方程

　1 月的相关方程 y=-4.31462x +14.73 x -9.714

　2 月的相关方程 y=27.1353x -134.422x +218.86 x -114.34

　3 月的相关方程 y==-54.5362x +203.22 x -186.53

　 4 月的相关方程 y=-24.9153x +146.582x -283.76 x +183.37

　5 月的相关方程 y=0.092x +0.346 x +2.2 根据相关方程，计算出各月流量，进行展延：

　 表 2

　头道沟站讯期平均流量展延成果表

　头道沟

　 年月 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6

　 1954 22.704

　33.059

　13.372

　5.891

　2.816

　1.912

　1.912

　4.705929 0.674

　6.136

　2.552

　11.788

　1955 35.860

　31.849

　11.868

　9.426

　4.211

　3.436

　3.436

　2.298611 1.820

　13.939

　2.650

　17.788

　10.14048

　1956 37.276

　35.809

　9.989

　5.733

　3.618

　3.252

　3.252

　2.433804 2.410

　2.920

　3.545

　12.788

　10.33314

　1957 26.144

　30.969

　10.991

　5.733

　3.778

　3.348

　3.348

　3.096754 2.633

　3.217

　2.666

　18.888

　10.79373

　1958 37.074

　48.789

　19.261

　8.586

　4.596

　2.944

　2.944

　3.018112 2.784

　7.759

　2.801

　15.888

　9.679805

　1959 51.343

　33.059

　23.646

　10.503

　7.401

　3.239

　3.239

　2.850866 1.766

　6.360

　3.774

　15.788

　12.91882

　1960 37.782

　29.759

　17.131

　6.842

　4.307

　3.534

　3.534

　9.090821 2.786

　4.261

　4.285

　16.288

　14.11978

　1961 28.472

　25.139

　16.128

　5.669

　3.634

　3.249

　3.249

　2.32676 2.314

　2.162

　4.837

　16.388

　10.88605

　1962 44.462

　50.989

　21.015

　7.635

　5.237

　3.203

　3.203

　3.0776 2.425

　12.557

　8.023

　24.288

　11.32202

　1963 35.354

　39.109

　11.342

　5.162

　4.371

　3.157

　3.157

　3.64174 2.536

　5.898

　3.850

　18.188

　14.15088

　1964 34.746

　48.789

　11.868

　6.319

　4.820

　4.754

　4.754

　3.113738 2.647

　3.077

　4.053

　21.688

　11.4856

　1965 42.842

　33.499

　12.495

　6.414

　4.371

　2.192

　2.192

　2.655139 2.758

　4.478

　4.035

　18.288

　12.1419

　1966 33.000

　45.200

　22.200

　8.010

　4.620

　4.180

　2.720

　2.64 2.750

　2.430

　2.700

　17.900

　11.07947

　1967 33.000

　29.000

　7.350

　4.820

　3.020

　2.670

　3.380

　3.36 2.950

　2.800

　7.270

　23.400

　13.36417

　1968 36.600

　28.600

　8.960

　5.060

　3.400

　2.360

　2.030

　2.23 2.130

　2.020

　4.150

　19.200

　9.301667

　1969 42.600

　40.100

　12.500

　5.930

　3.430

　3.330

　1.210

　1.68 2.410

　2.980

　6.080

　25.200

　10.37833

　1970 41.800

　28.900

　18.900

　6.980

　3.850

　2.390

　2.800

　2.56 2.540

　3.170

　5.210

　11.300

　11.28917

　1971 38.800

　33.600

　15.300

　6.970

　4.470

　2.890

　2.000

　2.42 2.690

　3.270

　3.930

　12.400

　10.79417

　1972 30.192

　39.109

　12.244

　6.715

　4.980

　2.192

　2.192

　2.578799 2.784

　2.522

　7.030

　23.688

　11.9022

　1973 36.669

　26.899

　15.502

　6.271

　4.211

　3.382

　3.382

　2.533803 2.276

　2.630

　3.920

　15.988

　10.51355

　1974 47.498

　34.599

　8.811

　5.701

　4.083

　3.300

　3.300

　2.652521 1.972

　1.601

　10.181

　20.188

　11.06915

　1975 28.776

　32.949

　11.254

　4.956

　3.602

　3.218

　3.218

　2.714362 1.669

　3.705

　2.904

　13.688

　10.99079

　1976 32.115

　23.379

　11.004

　5.653

　3.762

　2.989

　2.989

　2.454239 0.309

　2.850

　5.827

　17.088

　9.689325

　1977 26.752

　29.649

　18.133

　7.016

　3.634

　3.339

　3.339

　2.389055 0.783

　5.457

　2.843

　21.188

　9.575073

　1978 42.336

　30.749

　9.701

　5.891

　3.329

　3.690

　3.690

　1.747586 1.495

　8.063

　4.579

　26.988

　11.25717

　1979 30.395

　40.319

　9.713

　4.591

　2.752

　2.920

　2.920

　2.600818 2.206

　3.572

　3.244

　21.188

　10.95229

　1980 33.937

　30.419

　16.003

　6.525

　4.371

　3.381

　3.381

　2.307194 2.685

　3.203

　12.443

　14.888

　10.79985

　1981 43.450

　28.989

　10.001

　5.352

　3.345

　3.382

　3.382

　2.68337 0.223

　2.834

　9.675

　21.488

　11.24343

　1982 36.973

　29.869

　10.377

　5.891

　3.425

　2.890

　2.890

　2.339402 2.758

　2.489

　15.001

　22.788

　11.89869 2．根据表 2，3，4，将第一年 7 月到第二年 6 划分为 1 个水利年度，对 1954-1978 年的平均流量进行频率计算

　表 3

　 头道沟站平均流量频率计算表

　 资料 经验频率及统计参数的计算 序号 年份 平均流量 x（m/s）

　从大到小排列 xi（m/s）

　模比系数 Ki Ki-1 （Ki-1）^2 P=

　 1 1954-1955 10.14048 14.15088 1.261578 0.261578 0.068423 0.034483 2 1955-1956 10.33314 14.11978 1.258805 0.258805 0.06698 0.068966 3 1956-1957 10.79373 13.36417 1.191441 0.191441 0.03665 0.103448

　 4 1957-1958 9.679805 12.91882 1.151737 0.151737 0.023024 0.137931 5 1958-1959 12.91882 12.1419 1.082474 0.082474 0.006802 0.172414 6 1959-1960 14.11978 11.9022 1.061104 0.061104 0.003734 0.206897 7 1960-1961 10.88605 11.89869 1.060791 0.060791 0.003696 0.241379 8 1961-1962 11.32202 11.4856 1.023963 0.023963 0.000574 0.275862 9 1962-1963 14.15088 11.32202 1.00938 0.00938 8.79766E-05 0.310345 10 1963-1964 11.4856 11.28917 1.006451 0.006451 4.16112E-05 0.344828 11 1964-1965 12.1419 11.25717 1.003598 0.003598 1.29474E-05 0.37931 12 1965-1966 11.07947 11.24343 1.002373 0.002373 5.63238E-06 0.413793 13 1966-1967 13.36417 11.07947 0.987756 -0.01224 0.00015 0.448276 14 1967-1968 9.301667 11.06915 0.986836 -0.01316 0.000173 0.482759 15 1968-1969 10.37833 10.99079 0.97985 -0.02015 0.000406 0.517241 16 1969-1970 11.28917 10.95229 0.976418 -0.02358 0.000556 0.551724

　 17 1970-1971 10.79417 10.88605 0.970512 -0.02949 0.00087 0.586207 18 1971-1972 11.9022 10.79985 0.962828 -0.03717 0.001382 0.62069 19 1972-1973 10.51355 10.79417 0.96232 -0.03768 0.00142 0.655172 20 1973-1974 11.06915 10.79373 0.962282 -0.03772 0.001423 0.689655 21 1974-1975 10.99079 10.51355 0.937303 -0.0627 0.003931 0.724138 22 1975-1976 9.689325 10.37833 0.925248 -0.07475 0.005588 0.758621 23 1976-1977 9.575073 10.33314 0.921219 -0.07878 0.006206 0.793103 24 1977-1978 11.25717 10.14048 0.904043 -0.09596 0.009208 0.827586 25 1978-1979 10.95229 9.689325 0.863822 -0.13618 0.018545 0.862069 26 1979-1980 10.79985 9.679805 0.862973 -0.13703 0.018776 0.896552 27 1980-1981 11.24343 9.575073 0.853636 -0.14636 0.021422 0.931034 28 1981-1982 11.89869 9.301667 0.829261 -0.17074 0.029152 0.965517

　总计 314.0707 314.0707 28 0.0000

　0.329237

　 均值 11.21681

　根据表 3 进行配线 ① 选定 Cv=0.1，Cs=4Cv=0.4 进行配线，发现频率曲线的中段与经验 频率点据配合完好，但头部和尾部偏低。

　② 改变参数，选定 Cv=0.1，Cs=6Cv=0.6 进行配线，头部和尾部偏高。

　③ 再次改变参数，选定 Cv=0.1，Cs=5Cv=0.5 进行配线，配合完好。

　 表 4

　频率曲线选配计算表

　频率（%）

　第一次配线 x =11.217

　 Cv=0.1，Cs=4Cv=0.4 第二次配线 x =11.217

　 Cv=0.1，Cs=6Cv=0.6 第三次配线 x =11.217

　Cv=0.1，Cs=5Cv=0.5 φ p

　K x φp

　K x

　 φp

　K x 1 2.62 1.262 14.15585 2.75 1.275 14.30168 2.68 1.268 14.22316 5 1.75 1.175 13.17998 1.8 1.18 13.23606 1.77 1.177 13.20241 10 1.32 1.132 12.69764 1.33 1.133 12.70886 1.32 1.132 12.69764 20 0.82 1.082 12.13679 0.8 1.08 12.11436 0.81 1.081 12.12558 50 -0.07 0.993 11.13848 -0.1 0.99 11.10483 -0.08 0.992 11.12726 75 -0.71 0.929 10.42059 -0.72 0.928 10.40938 -0.71 0.929 10.42059 90 -1.23 0.877 9.837309 -1.2 0.88 9.87096 -1.22 0.878 9.848526 95 -1.52 0.848 9.512016 -1.45 0.855 9.590535 -1.49 0.851 9.545667 99 -2.03 0.797 8.939949 -1.88 0.812 9.108204 -1.96 0.804 9.018468

　 图 1 第一次配线

　图 2 第二次配线

　 图 3 第三次配线

　3.为确定设计年径流量的年内分配，选取设计保证率为 75%的年径流为代表年，查频率曲线可得 P=75%是所对应的平均流量是 10.50m3/s。结合枯水年保证率，根据代表年的选取原则选取 1967-1968 水利年度为代表年，其平均流量为9.3 m3/s，采用同倍比法对年径流量过程线进行缩放。

　缩放比：K 年 =年，代年 ，QpQ=30 . 950 . 10=1.129 表 5

　代表年（1967-1968）年径流量同倍比缩放表

　月年 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 缩放前 33 29 7.35 4.82 3.02 2.67 2.03 2.23 2.13 2.02 4.15 19.2 缩放后 37.25 32.74 8.29 5.44 3.40 3.01 2.29 2.51 2.40 2.28 4.68 21.67

　 三 三 设计用水过程计算 拟订乡镇灌溉面积 10 万亩，团场灌溉面积 38 万亩。

　表 6 安集海乡近年作物种植比列 作物 小麦 棉花 甜菜 玉米 油菜 瓜菜 苜蓿 其他 种植比列 23.1 6.4 15.4 26.7 5.4 2.6 6.4 14.3 作物面积 1.386 0.384 0.924 1.602 0.324 0.156 0.384 0.858

　表 7 安集海灌区规划农场的作物种植比列 作物 小麦 棉花 甜菜 玉米 油菜 瓜菜 苜蓿 其他

　种植比列（%）

　27.5 17.5 7.5 17.5 4.4 6 12.5 7.5 100.4 作 物面积

　 11.825 7.525 3.225 7.525 1.892 2.58 5.375 3.225 43.172 表 8 安集海灌区农作物面积及各月用水量

　 面积（万亩）

　7月 8月 9月 10月 11月 4月 5月 6月 小麦 12.76 0 0 70 80 0 30 120 80 棉花 7.29 140 60 0 0 0 60 0 60 甜菜 4.39 80 140 60 0 0 40 20 60 玉米 4.39 140 60 0 0 0 41.25 18.75 60 油菜 2.212 140 60 0 0 80 0 0 60 瓜菜 2.54 130 70 60 0 0 34.375 65.625 50 苜蓿 5.39 80 80 40 40 0 0 0 0 其他 4.28 120 100 60 0 0 0 0 60 各月用水总量

　3571.08 2485.12 1781.4 1236.4 176.96 1264.2 1868 2501.52 2.河道冲沙用水 本次设计由于资料不足等原因，冲沙用水以推移质泥沙计算，沙水比为 1：50。

　 表 9

　头道沟站推移质输沙率

　项目

　年 月平均输沙率（公斤/秒）

　平均输沙率（公斤/秒）

　输沙量（万吨）

　最大日平均输沙率 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 公斤/秒 日/月 1966 0 18.4 44.2 64.9 18.1 12.3 38.6 128 12/8 1967 2 21 43.7 34.5 1.707 8.3 27.1 118 24/7 1968 0.05 14.7 46.9 41.4 1.66 9.16 29 139 15/8 1969 1.06 24.4 39.7 33 6.48 8.79 27.8 97.9 25/6 1970 3.73 8.89 45.4 22.2 8.2 7.46 23.6 140 25/7 1971 0 5.26 35.3 32.5 3.83 5.66 17.8 80 23/7 ①河流月平均输沙率：

　6161jiw w 沙 ； ②河流月平均输沙率：

　r t w w /沙 沙 ； 式中:

　t------河流月输沙时间，以秒记，t=30.4×24×3600=2626560s;

　r------泥沙颗粒的干容重，取：r=2-2.2 吨/ m3

　，即 r=2.1 吨/ m 3; ③河流月平均冲沙水量计算：

　沙w = 水w ×50 计算结果列入表 10 中

　表 10 冲沙用水计算结果表

　 月份 项目 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 月 平 均 输 沙 率（kg/s）

　1.14 15.44 42.53 38.08 6.50 0 月平均输沙量（万m3 ）

　 0.14 1.93 5.32 4.76 0.81 0 月平均冲沙水量 （万 m3 ）

　7 96.5 266 238 40.5 0

　 四 四 不计损失兴利调节计算 1．设计保证率 P=75%，灌溉面积为乡团 48 万亩，典型年为 1967-1968 年，不计损失计算结果见表 11。

　①月径流量 Q：参见表 2 ②月径流水量 W: W=1000086400 4 . 30   Q ③ 大河来沙，渠首冲沙及冲沙用水见表 11 ④ 该表中兴利调节为二次运用，兴利库容为：

　V 兴 =1608.08+1627.56=3235.64 万 m3 ⑤ 确定死库容：

　V 死 =rV最大月份含沙量 兴  T=757.02 万 m3 泥沙容重 r=1.1~1.5t/m 3

　 表 11

　安集海水库兴利年调节计算表(不计损失)

　 （乡团灌溉面积 48

　万亩，保证率为 75

　 %）

　典型年为 67~68

　年

　 月份 大河来水 大河 来沙（万m3）

　头道沟渠首 黑山头渠首 干 渠总 引 水（万 m3）

　水库调节计算（万 m3）

　月径流Q(m3/s) 月径流 W(万m 3 ) 冲沙（万m3）

　冲沙用水（万 m3）

　渠首 引 水（万 m3）

　河道 损失（万m3）

　来水 量（ 万m3）

　渠首 引水（万m3）

　冲沙用水（ 万m3）

　大 河入库 团场

　40

　万亩；乡镇8万亩

　灌溉 用 水量 干 渠入库水量 水库 泄 水量 月 末库存水量 弃水 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 37.3

　9783.9

　6.3

　6.0

　299.3

　9484.7

　59.9

　239.4

　71.8

　167.6

　9556.5

　33.5

　4761.4

　4795.1

　 2348.2

　2480.4

　8 32.7

　8599.4

　6.1

　6.7

　333.5

　8265.9

　66.7

　266.8

　80.0

　186.7

　8345.9

　37.3

　3313.5

　5032.4

　 2348.2

　5069.8

　9 8.3

　2177.4

　0.9

　0.6

　30.0

　2147.5

　6.0

　24.0

　7.2

　16.8

　2154.7

　3.4

　2375.2

　 220.5

　2130.1

　 10 5.4

　1428.8

　0.0

　1428.8

　1428.8

　 1648.5

　 219.7

　1911.3

　 11 3.4

　893.0

　 893.0

　893.0

　 235.9

　657.1

　 2348.2

　220.2

　12 3.0

　790.6

　 790.6

　790.6

　790.6

　 2348.2

　790.6

　1 2.3

　601.5

　 601.5

　601.5

　601.5

　 2348.2

　601.5

　2 2.5

　659.3

　 659.3

　659.3

　659.3

　 2348.2

　659.3

　3 2.4

　630.4

　 630.4

　630.4

　300.0

　 630.4

　 2348.2

　630.4

　4 2.3

　598.9

　 598.9

　598.9

　 1685.6

　 1086.7

　1261.4

　 5 4.7

　1229.2

　0.0

　1229.2

　1229.2

　 2490.7

　 1261.4

　0.0

　 6 21.7

　5691.8

　1.4

　5691.8

　5691.8

　 3335.4

　2356.4

　注：（3）=（2）×30.4×86400/10000；将 5、6 月份的泥沙分配于 7、8 月份大水时进行冲沙。（6）=（5）×500 （7）=（3）-（6）；（8）=（6）×20%；（9）=（6）-（8）；（10）=（9）×30%；（11）=（9）-（10）；（12）=（7）+（10）

　单独 3 月份融雪 300 万 m3;（13）=(11) ×20%; (14）=灌溉用水;(15)=(12)-(14)；（17）=（13）+（15）-（16）未考虑死库容

　 五 五 计入损失兴利调节计算 表 12 安集海水库水位～面积～容积关系表 水位（米）

　面积（万米2 ）

　容积（万米3 ）

　452.0 / / 2.5 0.31 0.16 3.0 3.35 1.83 3.5 9.18 4.62 4.0 24.80 18.82 4.5 60.20 48.92 5.0 93.90 95.87 5.5 113.50 152.62 6.0 135.00 220.12 6.5 165.00 302.62 7.0 204.60 404.92 7.5 248.50 529.17 8.0 296.50 677.42 8.5 359.50 857.17 9.0 430.00 1072.17 9.5 499.00 1321.67 460.0 573.00 1608.17 0.5 642.50 1929.42 1.0 706.00 2282.42 1.5 772.00 2668.42 2.0 833.00 3084.92 2.5 889.00 3529.42 3.0 942.00 4000.42 3.5 989.00 4494.92 4.0 1033.00 5011.42 464.5 1077.00 5549.92

　 1．确定蒸发损失 E=(Z o  K-X o )A 式中：

　 E——蒸发损失 Z o ——各月多年平均睡眠蒸发器读数 X o ——各月多年平均降雨量 A——月平均水面面积 20mm 蒸发皿折损系数 Kw 值 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kw 0.64 0.57 0.57 0.46 0.53 0.57 0.59 0.66 0.75 0.74 0.89 0.8

　 2. 设计保证率 P=75%，乡团灌溉面积 52 万亩，典型年为 1967-1968 年，计入损失计算见表 13。

　① 该水库为二次运用，兴利库容为：

　V 兴 =1683.47+1701.09=3584.56 万 m3 ② 查水位-面积-容积曲线得到月平均水位面积 ③ 蒸发损失由数据代入公式可得 ④ V 总

　=V 兴 +V 死 =757.02+3584.56=4341.57 万 m3

　 表 13

　安集海水库兴利年调节计算表(计损失)

　 （乡团灌溉面积 54 万亩，保证率为 75 %）

　典型年为 67~68 年 月份 来水量 W 来

　用水量 W 用

　W 来-W 用 月末水库蓄水量

　月平均蓄水量

　月平均水面面积

　损

　失

　水

　量 供水量=用水量+总损失量 W 来-W 供 水库蓄水量 水库泄水量 蒸发 渗漏 总损失量

　 余水量 亏水量

　余水量 亏水量

　标准

　mm 蒸发量 标准 mm 渗漏量

　 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 529.40 7.00 9442.50 4761.44 4681.06

　1703.48 573.38 49.49 28.38 当月水量的1% 17.03 45.41 4806.85 4635.65

　2952.97 1682.68 2877.57 8.00 8219.20 3313.49 4905.71

　2877.57 820.48 61.44 50.41 28.78 79.19 3392.68 4826.52

　2952.97 4826.52 2877.57 9.00 2143.20 2375.20

　232.00 2761.57 800.36 62.55 50.06 27.62 77.68 2452.88

　309.68 2643.29

　2645.57 10.00 1428.80 1648.53

　219.73 2761.57 800.36 25.78 20.63 27.62 48.25 1696.78

　267.98 2375.30

　2877.57 11.00 893.00 235.95 657.05

　2877.57 820.48 0.00 0.00 28.78 28.78 264.72 628.28

　2952.97 50.61 2877.57 12.00 790.60

　790.60

　2877.57 820.48 0.00 0.00 28.78 28.78 28.78 761.82

　2952.97 761.82 2877.57 1.00 601.50

　601.50

　2877.57 820.48 0.00 0.00 28.78 28.78 28.78 572.72

　2952.97 572.72 2877.5

　 2.00 659.30

　659.30

　7 2877.57 820.48 0.00 0.00

　28.78 28.78 28.78 630.52

　2952.97 630.52 2877.57 3.00 630.40

　630.40

　2877.57 820.48 2.50 2.05 28.78 30.83 30.83 599.57

　2952.97 599.57 2877.57 4.00 598.90 1685.60

　1086.70 2334.22 718.12 20.18 14.49 23.34 37.83 1723.43

　1124.53 1828.43

　1790.87 5.00 1229.20 2490.67

　1261.47 1160.13 426.36 60.90 25.96 11.60 37.57 2528.23

　1299.03 529.40

　529.40 6.00 5691.80 3335.36 2356.44

　529.40 229.78 76.88 17.67 5.29 22.96 3358.32 2333.48 2423.57 529.40 2333.48 529.40 注:(2)=上表中(12)+(13)；（3）=上表中（14）； 802 死V 万 m 3

　六 设计洪水过程计算 1．资料 表 14

　巴音沟河最大、最小流量统计

　 项目

　年 黑山头 头道沟 最大流量 最小流量 最大流量 最小流量

　m3/s 日/月 M3/s 日/月 m3/s 日/月 m3/s 日/月 1958 105 13/8 0.22 5/12

　 1959 114 6/7 1.38 6/3

　 1960 74.6 2/7 1.35 24/3

　 1961 75.8 29/7 1.17 25/11

　 1962 150 10/7 1.00 4/5

　 1963 74.9 31/7 0.98 6/1

　 1694 115 3/8 0.75 8/8

　 1965 125 25/6 0.12 26/12

　 1966 135 28/7 0.06 19/12 87.7 11/8 1.64 5/4 1967 325 17/7 0.84 30/11 124 28/7 1.34 28/12 1968 67.3 15/8 0.18 25/2 69 25/7 1.36 1/1 1969 107 5/7 0.35 4/1 91.2 1/7 0.65 24/1 1970 81.8 25/7 0.3 31/12 94.1 25/7 1.30 25/12 1971 68.6 21/7 0.25 26/12 75.5 21/7 1.44 4/1 1972 116 10/7 0.29 13/12

　 1973 64.5 3/8 0.56 29/1

　 1974 79.4 17/7 0.17 15/12

　 1975 115 19/8 0.39 13/12

　 1976 71.3 27/7 1.09 31/1

　 1977 86.3 15/7 0.44 26/1

　 1978 74 18/6 0.54 7/2

　 1979 168 22/7 0.66 27/4

　 1980 64.8 21/7 0.20 31/7

　 2．洪峰洪量频率计算 表 15 黑山头站最大流量频率计算表 资料 经验频率及统计参数的计算 年份 最大流量 x（m3/s）

　从大到小排列x i （m3/s）

　模比系数 K i

　K i -1 （K i -1）2 P=1  nm 1958 105 325 3.04 2.04 4.162 4 1959 114 168 1.57 0.57 0.325 8 1960 74.6 150 1.40 0.40 0.160 13 81961 75.8 135 1.26 0.26 0.068 17 1962 150 125 1.17 0.17 0.029 21 1963 74.9 116 1.09 0.09 0.008 25 1694 115 115 1.08 0.08 0.006 29 01965 125 115 1.08 0.08 0.006 33 1966 135 114 1.07 0.07 0.005 38 1967 325 107 1.00 0 0 42 1968 67.3 105 0.98 -0.08 0 46 1969 107 86.3 0.81 -0.19 0.036 50 1970 81.8 81.8 0.77 -0.23 0.053 54 31971 68.6 79.4 0.74 -0.26 0.068 58 1972 116 75.8 0.71 -0.29 0.084 63 1973 64.5 74.9 0.70 -0.30 0.090 67 1974 79.4 74.6 0.70 -0.30 0.090 71 1975 115 74 0.69 -0.31 0.096 75 1976 71.3 71.3 0.67 -0.33 0.109 79 1977 86.3 68.6 0.64 -0.36 0.130 83 1978 74 67.3 0.63 -0.37 0.137 88 1979 168 64.8 0.61 -0.39 0.152 92 1980 64.8 64.5 0.60 -0.40 0.160 96 总计 2458.3

　23.01 0.01 5.974

　由表 18 可以算出：

　 x =233 . 2458=106.88

　m3/s  =1) 1 (21nknii=0.521 选定 Cv=5,Cs=5 Cv=25 进行配线，发现曲线上部与中部配合不齐。重新选定参数，取 Cv=45,Cs=5 Cv=22.5 进行配线，配合较好。

　过程如表 16。

　表 16

　频率曲线选配计算表 频率 P（%）

　第一次配线 x =106.88

　 Cv=0.5，Cs=5.27Cv 第一次配线 x =106.88

　 Cv=0.55，Cs=5.27Cv Kp

　xp

　Kp

　xp

　4 3.04 325 3.04 325 8 1.57 168 1.57 168 13 1.40 150 1.40 150 17 1.26 135 1.26 135 21 1.17 125 1.17 125 25 1.09 116 1.09 116 29 1.08 115 1.08 115 33 1.08 115 1.08 115 38 1.07 114 1.07 114 42 1.00 107 1.00 107 46 0.98 105 0.98 105 50 0.81 86.3 0.81 86.3 54 0.77 81.8 0.77 81.8 58 0.74 79.4 0.74 79.4 63 0.71 75.8 0.71 75.8 67 0.70 74.9 0.70 74.9 71 0.70 74.6 0.70 74.6 75 0.69 74 0.69 74 79 0.67 71.3 0.67 71.3 83 0.64 68.6 0.64 68.6 88 0.63 67.3 0.63 67.3 92 0.61 64.8 0.61 64.8 96 0.60 64.5 0.60 64.5

　图 4

　第一次配线

　 图 5

　第二次配线

　 3. 计算成果的合理性分析

　 表 17

　洪量频率计算的参数 历时（d）

　时段平均流量（m3/s）

　C v

　C Cvs Q

　Q% 1 Q% 1 . 0 1 65.6 127.4 160 0.3 4 3 60.2 116.9 147 0.3 4 7 53.1 93.4 113.1 0.3 4 Q m

　106

　 由表 17 可知：随着历时的增加，洪量的均值逐渐增大，而时段平均流量则随历时的增加而减小。

　表 18 洪峰、洪量频率计算成果统计表 河名站名 洪峰（洪量）

　均值 C v

　C s

　P=1% P=0.1% 玛纳斯河红山嘴 洪峰（m3/s）

　335.78 0.375 6 C v

　805.87 112.1 洪量（m6/s）

　一日 21.54 0.3 6 C v

　44.15 57.9 三日 58.09 0.25 6 C v

　106.3 134.18 七日 118.38 0.225 6 C v

　204.79 252.74 金沟河 红山头 洪量（m4/s）

　95.88 0.395 6 C v

　239.53 337.9 由表 18 可知：由于气候和地形条件相似，则洪峰、洪量均值自上游到下游递增。

　所以，该频率计算成果合理。

　4. 设计洪水过程线 由调洪频率曲线图可以查得设计洪峰

　表 19

　洪峰、洪量统计表

　 项目 洪峰（m3/s）

　洪量（m3/s）

　一日 三日 七日 P=0.1%的设计值 509.91 160 441 791.7 P=0.1%的设计值 338.88 127.4 350.7 652.8 典型过程线相应值 106 105 296.5 558.8 选择典型洪水过程线进行同频率放大 表 20 典型洪水过程线选 1958.8.11-17 日（（m3/s））

　典型洪水过程 时间 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 流量 74.1 103 105 88.5 71 70.2 47 P=0.1%:

　 K Qm =10691 . 509=4.81 K 1 =105160 =1.524

　 K1 3=105 5 . 296160 441=1.47

　 K3 7=5 . 296 8 . 558441 7 . 791=1.34 P=1%:

　 K Qm =10688 . 338=3.197 K 1 =1054 . 127=1.213

　K1 3=105 5 . 2964 . 127 7 . 350=1.166

　 K3 7=5 . 296 8 . 5587 . 350 8 . 653=1.156 根据上述数据求得安集海洪峰、洪量、平均流量统计表 表 21

　安集海洪峰、洪量、平均流量统计表 时间 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 P=1% 倍比 1.156 1.156 1.166 1.213 1.166 1.156 1.156 流量 85.66 120.1 127.37 103.19 82.02 81.15 54.33 P=0.1% 倍比 1.34 1.34 1.47 1.524 1.47 1.34 1.34 流量 99.29 151.41 160.02 130.1 95.4 94.07 62.98

　根据 21 点绘设计洪水过程线

　图 6

　设计洪水过程线

　七 七 调洪计算

　 1．起调水位的确定 假设起z =死z +2.5=460.5 2．泻洪洞面积的确定 泄洪洞面积 w=3.96 m2

　q=2.97gh 2

　3.净入库流量 Q 净入库 =（4 . 30 10000864008月灌溉Q Q p）

　 8640010000（1-40%）

　40%——河床渗漏损失 4． t  的确定

　t  取 86400s 表 22

　 q~（v/t+q/2）辅助线计算表（t=86400）

　上z (m) V(万3m ) q(sm 3 ) q/2 v/t v/t+q/2 460.5 1929.42 36 18 223.31 241.31 461 2282.42 37.19 18.6 264.17 282.77 461.5 2668.42 38.33 19.17 308.84 328.01 462 3084.92 39.45 19.73 357.05 376.78 462.5 3529.42 40.53 20.27 408.5 428.77 463 4000.42 41.58 20.79 463.01 483.8 463.5 4494.92 42.61 21.31 520.25 541.56 464 5011.42 43.61 21.81 580.03 601.84 464.5 5549.92 44.59 22.3 642.35 664.65 根据表 22 绘制辅助曲线 图 7 q-（v/△t+q/2）辅助曲线303234363840424446200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700v/△t+q/2q 表 26

　 百年一遇洪水调洪计算表

　 时间

　Q

　Q

　 tV+ +2q

　q

　q

　tV

　tV

　( ( 1)

　(2)

　(3)

　(4)

　(5)

　(6)

　(7)

　(8)

　8.11

　41.95

　241.31

　36

　223.31

　52.29

　36.25

　16.04

　8.12

　62.62

　257.6

　36.5

　239.35

　64.8

　36.89

　27.91

　8.13

　66.98

　285.9

　37.28

　267.26

　59.72

　37.58

　22.14

　8.14

　52.47

　308.34

　37.88

　289.4

　46.14

　37.97

　6.17

　8.15

　39.81

　316.6

　38.06

　295.57

　39.53

　38.04

　1.49

　8.16

　39.258

　316.07

　38.02

　297.06

　31.21

　37.96

　- - 6.75

　8.17

　23.16

　309.26

　37.9

　290.31

　调洪V =297.06×86400/10000=2566.万3m

　起调V =死V +兴V -调洪V =4341.57-2566.6=1774.97万3m

　查 z~v 曲线得起调水位 z=460.3，与第二次假定起调水位 z=460.5m 相差 0.2m，在误差允许范围，故安集海水库起调水位为 460.3m。相应防洪库容为防洪V =2566.6-1774.97=791.63 万3m

　7、同理计算得千年一遇洪水计算表 27

　表 27

　 千年一遇洪水调洪计算表

　 单位：sm 3 时间

　Q

　 Q

　 tV+2q q

　q

　tV

　tV

　(1)

　(2)

　(3)

　(4)

　(5)

　(6)

　(7)

　(8)

　8.11

　50.13

　241.31

　36

　223.31

　65.59

　36.41

　29.8

　8.12

　81.04

　270.9

　36.82

　252.49

　83.31

　37.42

　46.39

　8.13

　86.57

　317.89

　38.02

　298.88

　77.61

　38.53

　39.08

　8.14

　68.64

　357.58

　39.04

　337.96

　58.14

　39.26

　18.88

　8.15

　47.44

　376.58

　39.48

　356.84

　47.32

　39.57

　7.75

　8.16

　47

　384.42

　39.66

　364.59

　37.68

　39.63

　- - 1.95

　8.17

　28.35

　382.44

　39.6

　362.64

　 八 八 课程设计心得 通过近 11 天水文设计，使我更加扎实的掌握了有关水文与水利计算方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

　在水文设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。在设计中遇到了很多问题，但在老师的指导和组员们深入研究下，最终迎逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！

　水文与水利计算是一门专业课，通过水文设计使我的专业知识以及专业技能得以提升，给了我许多可以思考的空间，同时也让我感触很深，使我对抽象的理论有了具体的认识。

　我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。

　回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

　 实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

　此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教，查阅书籍或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。