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8
9
年径流量(m3/s)
46.1
25.6
21.5
20.8
19.7
18.6
17.8
17.7
17.2
10
11
12
13
14
15
16
17
18
年径流量((m3/s)
17.0
14.9
14.7
14.3
14.2
13.9
13.8
19
20
21
22
23
24
25
26
27
13.6
13.2
13.1
12.8
12.6
12.2
12.1
11.9
11.3
28
29
30
31
32
33
34
35
36
9.6
9.5
9.48
9.11
8.02
7.81
6.48
5.92
5.41
37
38
39
40
41
5.22
5.1
4.3
3.3
3.2
表3不同代表年月分配百分比
月份
全年
丰水代表年月分配百分比%(25%)
10.5
17.9
14.5
9.1
8.5
2.6
2.7
2.5
3.4
100
平水代表年月分配百分比%(50%)
10.2
19.8
16.8
8.7
8.6
5.9
4.5
1.2
5.5
枯水代表年月分配百分比%(75%)
10.9
18.8
13.3
11.5
9.8
2.4
3.8
B水电站附近无实测洪水资料,但其下游D水文站具有39年实测洪水资料,且有一场特大洪水,另外通过查阅调查历史洪水资料,得知D站150年间有2次特大洪水,为5200m3/s,3900m3/s经分析考证,可以断定150年来没有遗漏比3410m3/s更大的洪水,洪水资料见表4。
另外,B水电站和D水文站自然气象条件接近,同属一个降雨区,因此B水电站站址处设计洪峰可由D水文站参证站间接计算。
表4D水文站实测洪水资料表
年份
洪峰流量(m3/s)
3410
2630
2200
1640
1600
1420
1320
1270
1220
1190
1160
1070
1020
1000
950
928
916
910
875
765
759
690
670
653
649
560
535
530
526
482
475
453
445
420
417
321
117
105
根据B水电站规划拟定的工程规模及各类建筑物的等级,初定下列洪水标准:
五十年一遇,百年一遇,以满足工程设计要求。
第四章设计年径流量及其年内分配的推求
1.由题可知,电站B无水文站,即没有水文资料,但下游有D水文站,且有41年水文资料,则可应用水文比拟法计算电站B的设计年径流量及年内分配。
假定参证站为D水文站,设计站为电站B。
2.计算D水文站的均值EX、Cv和Cs。
由表2的数据可知对应年径流量的频率可由公式P=m/(n+1)算出。
频率见下表5。
频率曲线见下图1。
表5年径流量频率
年序
按大小排列的年径流量(m3/s)
频率
0.02
0.05
0.07
0.10
0.12
0.14
0.17
0.19
0.21
0.24
0.26
0.29
0.31
0.33
0.36
0.38
0.40
0.43
0.45
0.48
0.50
0.52
0.55
0.57
0.60
0.62
0.64
0.67
0.69
0.71
0.74
0.76
0.79
0.81
0.83
0.86
0.88
0.90
0.93
0.95
0.98
图1
3.有图1可知,参证流域D水文站的均值EX=13.20。
Cv=0.48。
s=0.96。
由经验频率曲线可知参证流域在P=25%,P=50%,P=75%下的设计流量分别为Q参=16.75(m3/s),Q参=12.2(m3/s),Q参=8.57(m3/s)。
4.由Q=Q参证×
(F/F参)^n得:
设计流域P=25%:
Q设=16.75*(
)2/3=13.9m3/s
P=50%:
Q设=:
12.2*(
)2/3=10.13m3/s
P=75%:
Q设=8.57*(
)2/3=7.11m3/s
5.由上可知,在P=25%即丰水年时水电站B的年设计流量为13.90m3/s,在P=50%即平水年时水电站B的年设计流量为10.13m3/s,在P=75%即枯水年时水电站B的年设计流量为7.11m3/s。
则可根据设计代表年的月分配比算出设计代表年的月分配流量,见表6。
表6设计代表年的月分配流量
全年总量(m3/s)
月径流量(m3/s)
17.51
33.36
29.86
24.19
15.18
14.18
7.17
4.34
4.50
4.17
6.67
5.67
166.80
11.75
22.81
19.35
15.09
10.02
9.91
6.80
5.18
3.69
1.38
2.88
6.34
115.2
枯水代表年月分配百分比%(75%
10.90
8.48
14.62
11.12
10.34
8.94
7.62
3.97
3.11
2.10
1.87
2.95
2.64
77.76
6.由上表可得丰水年、平水年、枯水年设计月径流量的流量曲线,见下图(a,b,c)。
a.丰水年设计月径流量(m3/s)
b.平水年设计月径流量(m3/s)
c.枯水年设计月径流量(m3/s)
第五章、设计洪水的推求
1.由题可得:
在D水文站(参证流域)内N1=150年间的特大洪水分别为5200m3/s,3900m3/s和3410m3/s,并且在N2=39年的实测洪水资料内,只有一次为4310m3/s的特大洪水.则5200m3/s的年份排在第一位,3900m3/s的年份排在第二位,3410m3/s的年份排在第三位。
N2=39年间的洪水依次大小排列,据此分析求得各年洪峰流量的经验频率(按统一处理法公式计算),结果见表7。
表7洪峰流量经验频率
洪峰流量
经验频率计算
按数量大小排序
PM=
Pm=Pa+(1-Pa)
排序
Qm(m3/s)
M
P1
m
P2
5200
0.007
3900
0.013
0.020
空位
0.045
0.051
0.077
0.103
0.128
0.154
0.179
0.205
0.231
0.256
0.282
0.308
0.333
0.359
0.385
0.410
0.436
0.462
0.487
0.513
0.538
0.564
0.590
0.615
0.641
0.667
0.692
0.718
0.744
0.769
0.795
0.821
0.846
0.872
0.897
0.923
0.949
0.974
2.由上表的洪峰流量和经验频率可进行频率计算,求得EX,Cv,Cs。
并由此求得五十年一遇(P=0.02),百年一遇的(P=0.01)的设计洪水。
频率曲线见下图2,设计洪水见下表(表7)。
图2
表8设计洪水
EX(m3/s)
Cv
Cs/Cv
P=0.02
P=0.01
1117.37
0.7
3.95
3536.74(m3/s)
4192.69(m3/s)
3.由上表可知,B电站五十年一遇的设计洪水为3536.74(m3/s),百年一遇的设计洪水为4192.69(m3/s)。
六、小结
这次设计月分配流量前首先得注意考虑用什么方法,不能因为看到长系列资料而直接计算,却不管资料是来自哪个站或者是哪个流域的。
比如这题,资料来自D水文站,但要求的是B电站,所以不能将D水文站的数据直接挪用,要考虑各个因素比如流域面积或者降雨量的影响,通过水文比拟法确定。
其次,得考虑同倍比法和同频率法的适用条件及其变形。
已知每年的月径流量的时候用同频率法计算时段的参数,从而确定设计流量;
已知年径流量的的时候则只能通过同倍比法计算,特别要注意已知代表年的月分配比的这种变形,否则设计流量会出差错。
通过这次的设计,让我了解到了设计流量对工程,灌溉的重要性,因此在设计时应该更加谨慎,更加精确,以此来保障工程的安全。
所以,在以后的各种设计中,要保持一种水利人的精神,做正确的设计,算更加精确的数据,为水利工程的后续铺上一层坚实的路。
七、参考文献
[1].詹道江,叶守泽.工程水文学.北京:
中国水利电力出版社,2000.
[2].王燕生.工程水文学.北京:
中国水利电力出版社,1992.
[3].邱大洪.工程水文学.北京:
人民交通出版社,1999.5.
[4].雒文生.河流水文学.北京:
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