工程水文学课程设计党河

工程水文学课程设计党河内容摘要：

s，重现期至 2020年为 52 年； 1937 年洪水洪峰流量 642m3/s，重现期截止 2020 年为 66 年一遇。 四、 洪水 资料三性分析 （ 1） 可靠性分析： 党河第 B 级水电站引水渠首下游约 15km 处为党城湾水文站，电站和水文站之间无径流汇入和引出，电站和水文站区间集雨面积相差 171km2,占党城湾水文站集雨面积的%，故可以直接利用党城湾水文站实测洪峰流量系列资料 计算洪水作为该电站设计洪水。 党城湾水文站有 1966～ 2020 年共 37 年实测洪水资料，资料精度较高，系列较长，系列完整，可靠性良好，控制流域面积 14325km2，另外有 1951 年、 1959 年和 1937 年共计 3 年历史调查洪水资料，可作为党河第 B级水电站洪水分析计算的依据。 （ 2）一致性分析： 党城湾水文站实测连续系列洪峰流量单累积曲线 如图（ 31）， 趋于直线，说明该地区这段时间内，人类活动和气候变化以及下垫面条件变化对其影响 不大，也就是资料 一致性很好， 可不用 进行还原计算，给定资料可直接利用。 204208201220162020202420282032201966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2020年份（年）洪峰流量值（m3） 图 31 洪峰流量单累积曲线 12 （ 3）代表性分析： 根据 实测系列差积过程线 如图（ 32），曲线有升段，平缓段，降段。 说明代表系列有丰水年组，平水年组 ，枯水年组，代表性较好。 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2020 2020年份（年）∑(Ki1) 图 32 洪峰流量差积过程线 三性审查合格之后即可进行频率分析。 五、 洪水资料的频率分析 根据已知的资料 情况 ， 党城湾站实测洪水系列较长，实测最大流量 259m3/s，发生在1979 年 7月 26 日 ，次最大流量 253m3/s，发生在 1999 年 7 月 16 日。 据《甘肃省洪水调查资料（内陆河流域）》记载，党河党城湾历史上曾发生过 3 场大洪水，党城湾河 段调查洪峰流量分别为 1951 年 7 月洪水洪峰流量 231m3/s，重现期至 2020 年为 52 年； 1937年洪水洪峰流量 642m3/s，重现期截止 2020 年为 66 年一遇。 处理时由于 1959 年 7 月洪水洪峰流量 139m3/s， 既 不属于特大洪水， 又不属于实测系列所以 不予考虑，所以把 1937 年洪水 、 1951 年 7 月洪水 、 1979 年 7 月 26 日 洪水 以及1999 年 7月 16 日洪水作为特大洪水 考虑处理。 用统一样本法计算， 其基本计算公式 ： 一般洪水的经验频率为 公式（ 3） 特大洪水的经验频率为 公式（ 4）  nllmn mP m ,2,11  aMN MP M ,2,11  13 实测系列中其余的（ nl ）项一般洪水的经验频率为 ： 公式（ 5） 其中 M=4,N=66,n=37,l=2。 频率分析时用 皮尔逊 Ⅲ 型 曲线。 频率曲线的统计参数 有 均值、变差系数和偏态系数。 计算得 X 均 =（ m3/s） ,Cv=, Cs= Cv。 公式（ 6） 表 31 党河湾站 洪峰流量分析成果表 mQ （ m3/s） VC CvCs 不同频率洪峰流量 QP（ m3/s） 计算 采用 计算 采用 1 2 5 10 3 六 、 计算成果的 合理性检查 在洪水 洪峰 频率分析计算中 ， 不可避免的存在着各种误差， 为防止因各种原因带来的差错，必须对计算成果进行合理性检查，以便尽可能提高精度。 检查工作从三方面进行： （ 1）根据 党城湾站频率计算成果， 检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时之间的关系。 得出随着历时的增加洪量的均值也逐渐增大，而时段平均流量的均值则随历时的增加而减小。 （ 2） 根据 党城湾上下游站及邻近地区各河流洪水的频率分析成果进行比较得出：下游站 、干流站 的频率曲线高于上游站，曲线间距变化有一定的规律。 (3)根据暴雨资料频率分析成果进行比较。 但本站为给处暴雨资料，故不需要进行该项的合理性计算。 根据以上 两方面 计算成果合理性检查可得该洪水频率计算成果比较合理。    nllmln lmPPP aMaMm ,2,111 ,     2121111111nliiajjVnliiajjWWln aNWWNWCXln aNQNQ 14 七、 分期设计洪水 前已述及，党城湾站具有 1965～ 2020 年实测资料，其中有些年份在 最枯季节无测流资料。 根据党城湾站与下游党河水库站同期资料分析，枯季 11～ 2 月党城湾站潜水补给较多，与党河水库站同期洪峰相比，党城湾站枯季均值为 ，较面积比结果要大。 根据党河流域来水特性，将来水划分为 11～ 2月枯水期、 3～ 5 月汛前过渡期、 6～ 9月汛期和 10 月汛后过渡期四期。 采用不跨期独立选样方法，选取相应时段内最大流量，进行频率分析计算。 用矩法估算参数， PIII 型曲线适线，得到分期设计洪水成果，见下表。 表 32 党城湾站分期设计洪水成果表 单位： m3/s 分期 5% 10% 20% % 10 月 11～ 2 月 3～ 5 月 6～ 9 月 342 206 105 60 八、 引水渠首、渠道和前池冰情分析 党河第 B 级水电站 为径流式水电站，引水渠首水深 ，虽对水体无明显的热调节作用，但冰期堰前会有明显雍水现象，将会造成水面封冻等冰情现象发生。 堰前水面比降较 天然河道为小水流流速亦小。 因此，冰期堰前将会有冰盖形成。 根据冰情资料分析，冰期平均长约 73 天，岸冰最大冰厚 ， 11 月上旬开始结冰， 11 月中旬封冻，至次年 3 月中旬开始解冻， 3 月下旬全部融冰，因此， 党河第 B 级水电站 冰期封冻冰盖厚度可参照取 ～。 冰期电站安全运行的关键是确保取水口能正常引水。 根据党城湾水文站冰情 测资料分析，大部分年份冰期该河段会现出封冻现象。 修建引水渠首后，水面比降显著减小，断面过水面积明显增大，水流速度较天然河道情况下减少，更有利于水面封冻形成冰盖。 党河冰情的又一 个特点为河道上游先封冻、下游后封冻，这样减少了下游河道封冻前的河道流冰量；而开河（解冻）则为先下游、后上游，称为 “文开河 ”，使开河期下游河道流冰密度降低，减少了河道出现冰坝、冰塞等灾害性冰情的机会。 在开河期虽然流冰密度不高，但由于渠首溢流堰较河道窄，必须采取必要的排冰措 15 施。 利用坝顶自由溢流坝，将开河期流到堰前的浮冰排出。 前池水深 5m，冰期堰前会有雍水现象，将会造成水面封冻等冰情现象发生。 水面比降较天然河道为小，水流流速亦小。 因此，冰期将会有冰盖形成，冬季电站运行须注意排冰，确保压力管道正常进水。 九、 泥 沙输移量 党河党城湾水文站有 1972～ 2020 年共计 30 年的实测泥沙系列资料，资料系列具有较好的代表性， 党河党城湾水文站控制流域面积 14325km2，党河第 B 级水电站以上流域面积 14154km2，两断面之间集水面积差为 171km2，仅占水文站控制面积的 %，区间无径流汇入和引出，河流泥沙含量基本稳定，可以直接 采用党城湾水文站实测泥沙资料推算 党河第 B 级水电站 的渠首沙量。 （ 1）悬移质输沙量 根据党河党城湾水文站实测 1972～ 2020 年资料统计，多年平均悬移质输沙量 万 t，站址以上流域侵蚀模数为。 由于泥沙主要来源于降雨对地表的冲刷。 降雨多发生于汛期，因此河道来沙量分布很不均匀，主要集中于汛期， 6～ 9 月悬移质输沙量月均 万 t，占年输沙量的 %，其中 7～ 8月输。