牤牛河设计洪水计算书(共29页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上牤牛河设计洪水计算书1 概述牤牛河发源于东营燕子沟，在大屯乡大屯村汇入兴洲河，流域面积344.76km2，河流长度33.5km窟窿山水库坝址在滦平县城南7.5km处的安匠屯乡铧子炉村，水库以上控制面积142.2km2，占全河流域面积的41.2%，窟窿山水库大坝以上主河道长22km，河道平均坡降20.3‰因坡陡流急、汛期洪水迅猛而得名“牤牛河”牤牛河由南至北纵贯滦平县城，是滦平县城区主要行洪河道线路于大屯乡营房村南侧约400m处跨越牤牛河，位于牤牛河入汇兴洲河河口上游约700m，根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》，河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程终止点为国道112公路桥，该桥所处位置位于线路跨越牤牛河断面下游约500m,该段河道治理在原有河堤基础上修建防洪堤和平整河道，迎水面采用浆砌石仰斜式挡土墙，迎水坡边坡1：0.25，背水坡边坡1：0.15，顶宽1.1m，高5m，底宽1.85m；外边坡1：2防洪堤内填筑砂砾石，采用浆砌石护岸该段河道治理后，防洪标准为10年一遇2 设计洪峰流量2.1设计暴雨根据《承德地区水文实用图集》，由“河北省承德地区年最大24小时降雨量多年平均值等值线图”和“河北省承德地区年最大3日降雨量多年平均值等值线图”，断面以上流域年最大24小时降雨量多年平均值位于70mm与80mm等值线之间，年最大3日降雨量多年平均值位于80mm与85mm等值线之间，由此可见该流域的暴雨集中在1日，采用1日设计暴雨进行洪水计算符合该地区暴雨洪水特点。

根据年最大24小时降雨量多年平均值等值线查得牤牛河流域最大24小时降雨量平均值为：H1=75（mm）由“河北省承德地区年最大24小时降雨量变差系数（Cv）等值线图”查得：Cv1=0.40，24小时Cv值的折算系数为1.11Cv1 = Cv11.11=0.44；Cs1/Cv1 = 3.5；由“P-Ⅲ型曲线Kp值表(Cv=3.5)”查得最大24小时降雨量Kp值：P = 1﹪，Kp = 2.48；P = 2﹪，Kp = 2.21；P = 3.33﹪，Kp = 2.02；P = 20﹪, Kp = 1.301；牤牛河流域各频率24小时设计暴雨量为：P = 1﹪，H1% = 802.48 = 198.4（mm）；P = 2﹪，H3.33% = 802.21 = 176.8（mm）；P = 3.33﹪，H3.33% = 802.02 = 161.6（mm）；P = 20﹪，H20% = 801.301 = 104.1（mm）；牤牛河流域位于燕山迎风区，计算区间流域面积202km2，查“各区不同历时点面折减系数表”，最大24小时点面折减系数为0.92：点面折算后，流域设计面暴雨量H为：频率流域24小时设计面暴雨量HP = 1﹪198.40.92=182.5mmP = 2﹪176.80.92=162.7mmP = 3.33﹪161.60.92＝148.7mmP = 20﹪104.10.92=95.8mm2.2河道长度/流域面积根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》，自窟窿山水库至国道112公路桥区间流域面积为202km2。

根据1:50000地形图量算，主河道长度为14.306km，按等高线量算流域主河道比降，区间流域图见图2.2-1，比降量算表见2.2-1图2.2-1 窟窿山水库至线路跨越断面区间流域图表2.2-1 窟窿山水库至牤牛河区间流域主河道比降量算表序号间距（m）高程（m）1811.744021110.445031351.24604882.347051587.84806993.449071507.850082279.551091295.653010351.4540111387.755012637.460013109.765014690总长度14306比降9.599‰2.3区间设计洪峰流量分别采用《承德水文图集》中的合理化公式法和水利部科研院法计算线路跨越水文断面100年一遇、50年一遇、30年一遇和5年一遇的设计洪峰流量2.3.1 合理公式法根据《承德水文手册》，计算洪峰流量的合理公式如下：Q1%=0.278(i-μ)F （1）i= Sp /τn （2）v=0.278L/τ （3）上式中：Q1%——百年一遇设计洪峰流量（m3/s）； 0.278——单位换标系数； i——暴雨强度（mm/h）； μ——产流历时内平均入渗率（mm/h）； F——流域面积（km2）； Sp——雨力（mm/h）； τ——汇流时间（h）； n——暴雨递减指数； L——河流长度（km）； v——汇流速度（m/s）全流域的河道坡度为：J = 9.599‰。

牤牛河流域属兴洲河的一级支流，由“河北省承德地区汇流参数分区图”可知，该流域属于Ⅲ区，查询“洪峰流量推理公式分区参数表”得：H=1.412，B=0.52，x=0.0036，y=1.88；查“河北省承德地区短历时暴雨递减指数等值线图”100年一遇暴雨衰减指数n1=0.651.03=0.67，n2=0.75，n3=0.651.06＝0.69；τ=H（L/J0.5）B = 1.412（14.306/9.5990.5）0.52 = 3.13（h）；100年一遇设计洪水计算如下：Sp=H24P/241-n=182.5/241-0.69= 68.1（mm/h）；i= Sp /τn=68.1/3.130.69=31.0（mm/h）；μ=xSpy=0.003668.11.88=10.1（mm/h）；Q1%=0.278(i-μ)F=0.278（31.0-10.1）202=1174（m3/s）；查《承德水文图集》“设计洪峰流量换算系数表”，潮河流域设计洪峰流量换算系数及各频率洪峰流量见表2.3-1（30年一遇通过Cv、Cs/Cv查P-Ⅲ型曲线Kp值表，采用比值计算）表2.3-1牤牛河设计洪水计算成果表频率CvCs/Cv换算系数洪峰流量（m3/s）1%0.842.51.011742%0.842.50.861010 3.3%0.842.50.74869 20%0.842.50.37434 2.3.2 水科院采用EHP软件中的水科院法计算区间设计洪水，由于流域内主要为山丘区，地面植被为零星杂草及低矮的树木，山区土层薄，多处岩石出露，土质多为黄土，汇流参数取m=1.2；损失系数取μ＝10.1mm/h，水科院法计算过程如附录1所示，计算结果如表2.3-2。

表2.3-2 牤牛河水科院法计算成果频率洪峰流量（m3/s）1%16002%13003.3%111020%5122.3.3 区间设计洪水成果分析将合理化公式法与水科院法计算结果进行比较，水科院法各频率设计洪峰流量均明显高于合理化公式法，合理化公式法中的参数取值均来自《承德水文图集》，能很好体现牤牛河流域特征，符合该流域洪水特点，合理化公式法计算成果相比于水科院法更为合理、可靠，因此选用合理化公式法计算成果，100年一遇、30年一遇和5年一遇洪水位设计洪峰流量分别为1134m3/s、839m3/s、420 m3/s2.4 窟窿山水库洪水分析计算线路跨越牤牛河断面位于窟窿山水库下游14km处，所布设的水文断面来水为水库下泄洪水与区间洪水的叠加组合2.4.1 窟窿山水库概况窟窿山水库于1958年3月开工兴建，位于滦平县城以南7.5km处的铧子炉村，控制流域面积142.2km2，总库容1430万立方米，调洪库容898万立方米，是一座以防洪为主结合供水的中型水利工程水库设计标准为100年一遇，校核标准为1000年一遇窟窿山中型水库于2005年完成了除险加固窟窿山水库历史最大入库流量为948 m3/s，历史最大出库流量为334 m3/s，发生于1976年7月23日。

2.4.2 水库入库设计洪水根据《河北省滦平县牤牛河县城下游段河道综合治理工程设计变更报告》中已有成果，不同重现期设计洪水过程线见表2.4-1表2.4-1 窟窿山水库不同重现期设计洪水过程线成果表时间(h)不同重现期设计流量(m3/s)50年20年10年12.62.62.628.93.93.4321.212.310.1454.843.135.35283.4141.7115.96500.4310.3253.97656.5380.4311.28850.0660.0480.09576.6453.5371.010405.9371.1303.611195.8154.0126.01247.037.030.3窟窿山水库100年一遇入库洪峰流量为1110 m3/s，根据各频率入库洪峰流量点绘P-Ⅲ频率曲线，通过频率曲线查得30年一遇入库洪峰流量为771 m3/s，5年一遇入库洪峰流量为326 m3/s，详细计算过程见附录2100年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对50年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为1110/850=1.31；30年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对20年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为771/660=1.17；5年一遇洪水过程线按洪峰流量同倍比法对10年一遇洪水过程线进行缩放，缩放系数为326/480=0.68。

各频率设计洪水过程线见表2.4-2表2.4-2 窟窿山水库各频率入库洪水过程线时间(h)不同重现期设计流量(m3/s)100年50年30年20年10年5年13.4 2.62.62.62.61.8211.6 8.94.63.93.42.3327.7 21.214.412.310.16.9471.6 54.850.343.135.3245370.1 283.4165.5141.7115.978.76653.5 500.4362.5310.3253.9172.47857.3 656.5444.4380.4311.2211.481110.0 8507716604803269753.0 576.6529.8453.537125210530.1 405.9433.5371.1303.6206.211255.7 195.8179.915412685.61261.4 4743.23730.320.62.4.3 水库下泄洪水（本节所采用的高程系统为1956黄海高程）窟窿山水库调度运用方式为：主汛限水位采用566.36。