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设计洪水分析计算

1、洪水标准

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL44-2023），

拟定该工程等级为五等，按2023一遇洪水标准设计，22023一遇洪水校核。

本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。

2、设计洪水推求成果

1、基本资料

流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。

根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省数年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心数年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。

该水库水位、库容关系表如下：

水位（米）

177.84

178.34

178.84

179.34

179.84

库容（万方）

23.29

24.74

27.55

30.36

33.64

水位（米）

180.34

180.84

181.34

181.84

库容（万方）

36.88

40.5

44.12

51.99

设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。

2、最大入库流量Qm计算

（1）、流域综合特性系数K

按下式计算K=L/j1/3F2/5

（2）、设计暴雨量计算

查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数Cv等值线图》，该流域中心Cv=0.6，采用Cs=3.5Cv应用皮尔逊3型曲线Kp值表得，2023一遇Kp=2.20，22023一遇Kp=3.62，则2023一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，22023一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。

（3）单位面积最大洪峰流量计算

经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区qm-H24-K关系曲线，得2023一遇单位面积最大洪峰流量及22023一遇单位面积最大洪峰流量qm。

（4）洪水总量及洪水过程线推求

已算得2023一遇最大24小时降雨量H24=187毫米及22023一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P。设计前期影响雨量Pa取40毫米，计算P+Pa，查P+Pa与设计净雨hR关系曲线，得2023一遇及2023一遇hR。

洪水总量按下式计算W=0.1*F*hR，由此可计算得2023一遇及22023一遇洪水总量W。

将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Qm。

3、调洪计算成果

已知水位-库容关系曲线，溢洪道泄流按宽顶堰计算，泄量q=1.5Bh3/2，起调水位与溢洪道底齐平，以上计算，由计算机软件模拟图解法计算。计算成果见下图：

图SEQ图表\*ARABIC1桐峪沟水库2023一遇调洪计算图

并将该成果列如下表：

桐峪沟水库防洪调洪成果表

项目

洪峰流量（m3/s)

起调水位(m)

最大泄量(m3/s)

最高洪水位(m)

堰顶宽度(m)

P=5.0%

16.3

177.84

6.85

179.57

2

P=0.50%

29.97

177.84

13.5

180.57

28

图SEQ图表\*ARABIC2桐峪沟水库22023一遇调洪计算图

坝顶高程设计

1、坝顶超高计算

坝顶超高按（SL189—96）公式（

式中：

Y—坝顶在静水位以上的超高（m）；

R—波浪在坝坡上的最大爬高（m）；

A—安全加高值（m）。

㈠波浪爬高计算

1.波浪的平均波高、平均波周期及平均坡长计算

按（SL274—2023）附录A中的蒲田实验站公式：

式中：

hm—平均波高(m)；

Tm—平均波周期(s)；

W—计算风速（m/s），采用水面以上10m处数年平均最大风速，正常运用条件下取1.5倍的数年平均年最大风速；非常运用条件下取数年平均年最大风速；本水库取数年平均年最大风速为20m/s

D—风区长度（m），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值；

Hm—水域平均水深（m），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值；

g—重力加速度，取9.81m/s2。

平均波长可按下式计算：

式中：

Lm—平均波长（m）；

H—迎水面坝前水深（m），按设计洪水位（正常运用）和校核洪水位（非常运用）分别取值。

计算：正常运用情况平均波高hm、平均波长Lm；

非常运用情况平均波高hm、平均波长Lm。

2.平均波浪爬高计算

平均波浪爬高采用（SL274—2023）中的（

式中：

Rm—平均波浪爬高（m）；

m—单坡的坡度系数，若坡脚为α，则m=ctgα；

KΔ—斜坡的糙率及渗透性系数。干砌石取0.75.浆砌石取0.80、混凝土预制块取0.85～0.90；

KW—经验系数，取KW=1～1.02；

hm—平均