大跌水水电站径流和洪水分析;南安河水库设计洪水计算

课 程 设 计

课程名称： 水文统计及水文分析计算 设计题目：大跌水水电站径流和洪水分析；南安河水库设计洪水计算 学 院： 电力工程学院 专 业： 水文与水资源工程 年 级： 2010级

教 务 处 制

水文统计及水文分析计算课程设计

一、大跌水水电站径流和洪水分析

1、流域概况

电站位于云南省陆良县境内南盘江上，在西桥下游20公里处，径流面积3924平方公里。上游干流有西桥水文站，径流面积3397平方公里。下游30公里干流上有柴石滩水文站，径流面积4687平方公里。

南盘江属珠江流域西江水系。发源于云南省曲靖市马雄山，由南向北流经曲靖市，陆良，宜良，弥勒，开远。然后折向东流经师宗，罗平至八大河入广西，在蔗香街与北盘江汇合流入红水河，汇入珠江。

南盘江在陆良县境内的河段情况是：响水坝以上干流长135公里，河道比降0.13%。西桥水文站以上176公里，河道比降0.09%。大跌水以上干流长196公里，河道比降4.5%。

2、气象特征

本流域地处云贵高原，地形对气候影响较大，与昆明同处亚热带气候区，

但小区气候明显。本区气候特点：四季不分明，干湿季节明显，气候温和，无严寒酷暑，四季如春，有雨便成冬。沾曲坝区，多年平均气温14.4℃，极端最高气温33.1℃，极端最低气温-9.2℃。陆良坝区，多年平均气温14.7℃，春季﹙3—5月﹚平均气温16.5℃，夏季﹙6—8月﹚平均气温19.7℃，秋季﹙9—11月﹚平均气温14.5℃，冬季﹙12—2月﹚平均气温7.9℃，最冷一月平均温度7.0℃，最热七月平均温度20.1℃，极端最高温度33.9℃，极端最低温度-9.8℃﹙多数年份在-5.0℃以内﹚

雨量丰沛，但降雨集中而分配不均，旱季和雨季分明，雨季一般开始于5月20日左右，到10月下旬结束，雨季降水量约占全年降水量的87％左右。降水在一定高度范围内随高程的增加而随之增多，行程山区降水多于坝区，由于季风的影响，全流域是东北部迎风坡降水量多余西南部背风坡。陆良坝区全年降水量在1025毫米左右，一日最大降水量达125.1毫米。

全流域日照充足，全年日照时间较长。由于受天气，地形的影响分布不均，冬春季多于夏季和秋季。全年平均日照时数2245小时左右，占日照时数的51％左右。

流域内平均霜期116天左右，无霜期在249天左右，最早初霜期十月上旬左右，最晚终霜期四月上旬。流域内陆良坝区，最多风向为SSE，次风向为SW ，多年平均风速为2.8m/s，相应风向为E。

蒸发量随着气温的增高蒸发量增大，气候干燥，风速达蒸发量也大。反之则小，并随高程的增加而减少。根据西桥水文站的十多年实测资料多年平均蒸发量为1320mm。

3、水文基本资料

该设计电站为无水库的径流电站，在设计中所选用的基本资料是经过换算后

的坝址处的径流、洪峰资料、历史洪水资料，是具有长期实测径流资料的流域。

4、径流分析

4.1 水文年年平均流量及其经验频率计算、统计参数估算

根据资料所提供的大跌水水电站进水口处实测旬平均流量表，利用年、月平均流量计算公式：Q年??q.......?qq?121212、Q月??q?q?q1233计算出年平均流量

统计表。将根据实测资料计算出的年平均流量按由大到小的顺序排列，求得每一水文变量的累积出现次数，除以序列长度，列表并绘制曲线，再根据估计的频率分布曲线和样本点据配合最佳来优选参数。统计参数公式如下：

?x均值：x?ni；均方差：??xCv；变差系数：

3cv??(ki?1)2n?1；偏态系数：Cs???ki?1?(n?3)Cv3；经验频率：P?Qm100%；模比系数：ki??i。 n?1Q计算得下表：

表4.1 年平均流量水文年 Q(m3/s) 1956.6-1957.5 31.68 1957.6-1958.5 47.94 1958.6-1959.5 19.27 1959.6-1960.5 30.71 1960.6-1961.5 26.03 1961.6-1962.5 59.35 1962.6-1963.5 38.29 1963.6-1964.5 26.95 1964.6-1965.5 49.66 1965.6-1966.5 61.08 1966.6-49.16

年径流频率计算表 经验频由大到率模比系序号 小排列P=m/n+数K Q 1 (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 82.25 4 69.02 7 61.08 11 59.35 15 57.8 19 53.36 22 49.66 26 49.16 30 48.93 33 47.94 37 38.29 41 K-1 (k-1)^(k-1)^2 3 2.03 1.03 1.06 1.0987 1.71 0.71 0.50 0.3505 1.51 0.51 0.26 0.1318 1.47 0.47 0.22 0.1013 1.43 0.43 0.18 0.0783 1.32 0.32 0.10 0.0322 1.23 0.23 0.05 0.0117 1.21 0.21 0.05 0.0099 1.21 0.21 0.04 0.0091 1.18 0.18 0.03 0.0063 0.95 -0.05 0.00 -0.000

1967.5 1967.6-1968.5 1968.6-1969.5 1969.6-1970.5 1970.6-1971.5 1971.6-1972.5 1972.6-1973.5 1973.6-1974.5 1974.6-1975.5 1975.6-1976.5 1976.6-1977.5 1977.6-1978.5 1978.6-1979.5 1979.6-1980.5 1980.6-1981.5 1981.6-1982.5 36.53 12 69.02 13 20.68 14 31.78 15 48.93 16 26.51 17 33.51 18 82.25 19 22.23 20 53.36 21 32.37 22 31.93 23 57.80 24 37.52 25 37.52 44 36.53 48 33.51 52 32.37 56 31.93 59 31.78 63 31.68 67 31.09 70 30.71 74 26.95 78 26.51 81 26.03 85 22.23 89 20.68 93 0.93 -0.07 0.01 0.90 -0.10 0.01 0.83 -0.17 0.03 0.80 -0.20 0.04 0.79 -0.21 0.04 0.79 -0.21 0.05 0.78 -0.22 0.05 0.77 -0.23 0.05 0.76 -0.24 0.06 0.67 -0.33 0.11 0.65 -0.35 0.12 0.64 -0.36 0.13 0.55 -0.45 0.20 0.51 -0.49 0.24 31.09 26 19.27 96 0.48 -0.52 0.27 1055.6合计 3 26.08 8E-02 3.91 1.28 均值 40.60 由表中数据得出多年平均径流量为Q=40.48。

?2 -0.0004 -0.0009 -0.0051 -0.0080 -0.0094 -0.0099 -0.0103 -0.0125 -0.0141 -0.0373 -0.0411 -0.0455 -0.0916 -0.1170 -0.1438 cv?Cs?(k?1)i2n?13i?3.91?0.4； 26?1?k?1???(n?3)Cv3?1.28?0.86。

(26?3)?0.43

4.2 P?III曲线计算及绘制

采用目估适线法，根据估计的频率分布曲线和样本点据配合最优来优选参数。kp??Cv?1,Qp?kpQ。（?为离均系数，Qp为对应频率的流量）取Cs为

Cv不同倍数时，查表得出离均系数。则计算得下表：

? 表4.2 Cv=0.4 Cs=2.0Cv=0.8 Qp=KpP(%) Ф Kp=ФCv+1 Q均（m3/s） 109.40.1 1 3 5 10 20 4.24 2.89 2.18 1.84 1.34 0.78 -0.150 3 -0.775 3 -1.190 7 -1.395 8 -1.597 2 -1.799 4 0.30 0.39 0.45 0.53 0.71 0.95 2.70 2.16 1.87 1.74 1.54 1.31 6 年径流P?III曲线计算表 Cv=0.4 CS=2.5Cv=1 Qp=KpP(%) Ф Kp=ФCv+1 Q均（m3/s） 114.10.1 4.53 3.02 2.25 1.88 1.34 0.76 2.81 7 0.1 4.81 3.15 2.31 1.91 1.34 0.73 P(%) Ф Cv=0.4 Cs=3.0Cv=1.2 Qp=KpKp=ФCv+1 Q均（m3/s） 118.72.92 1 2.26 91.76 1.92 78.11 1.76 71.62 1.54 62.36 1.29 52.46 87.53 1 76.00 3 70.48 5 62.36 10 53.27 20 2.21 89.64 1 1.90 77.14 3 1.75 71.13 5 1.54 62.36 10 1.30 52.94 20 38.49 50 -0.16 0.94 38.00 50 -0.19 0.92 37.51 28.74 75 -0.73 0.71 28.74 75 -0.74 0.70 28.58 21.60 90 -1.13 0.55 22.25 90 -1.08 0.57 23.06 18.19 95 -1.32 0.47 19.16 95 -1.24 0.50 20.46 15.92 97 -1.42 0.43 17.54 97 -1.33 0.47 19.00 12.34 99 -1.59 0.36 14.78 99 -1.45 0.42 17.05 将三个表中的Qp值点绘曲线，观察其与经验频率点所绘曲线的拟合程度，发现当Cs?2.5Cv?1时所求得的Qp点绘制的曲线与经验频率曲线吻合较好。所以，优选Cs?2.5Cv?1时所绘曲线为最终频率曲线。图4-1 大跌水水电站进水口处年径流量频率曲线，见附录。

4.3 设计代表年年平均流量的确定及典型代表年的选择

采用P=10%、50%、90%的年径流分别作为丰、中、枯代表年，由P?III理论