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本科生毕业设计（论文）开题报告

课题名称 系 名 学生姓名 一、课题来源及意义 长江流域某水库水文水利计算 建筑工程系 专 业 指导教师 水利水电工程 从公元前两千多年大禹治水到公元前256年都江堰建成再到公元2009年三峡大坝主体工程完工，水的治理不以朝代更替为转移始终贯穿于整个华夏文明的发展历程中。水是人类及其他生物繁衍生存的基本条件，是人们生活不可替代的重要资源，是生态环境中最活跃、影响最广泛的因素，不仅在中国乃至全世界，治水在国家整体规划建设中发挥着不可忽视的作用。随着人类社会发展，一方面一些不当的水资源开发、利用、管理方式导致了许多水问题的产生，这些现象是造成当前水资源利用矛盾的主要原因；另一方面人为地干预水利资源以及自然环境的瞬息万变，使得水灾害的防治变得复杂。为了缓解水资源利用矛盾，适应各行业和谐发展需求同时做好防范水灾的措施，必须掌握大量的水文数据从系统理论角度寻找出合理的水资源利用矛盾解决途径，这样才能保障社会经济的健康持续稳定发展。 通过建设水利工程设施开通人与水沟通的渠道。研究水文水利计算是水利工程运行的重要基础。 水文水利计算在水利工程建设中的不同阶段有着不同的作用，在规划设计阶段中，用于合理确定工程规模，在不同水文环境下，水工建筑物要按照不同的设计标准进行设计;在施工建设阶段，由于水利工程工期较长，一些临时性水工建筑物如围堰、导流隧洞、导流明渠等的建设必须预先估算未来一段时间的水文和气象预报，这就需要水文水利计算来完成；在水利设施建成后的管理运行阶段，要通过水文水利计算对水文数据进行处理，并依此制定合理的调度方案对水利设施进行控制，调配水资源。 由此，需要兴建许多用于整治河道调配水资源的水利设施。其中，水库作为水利枢纽的重点工程，对水库上下游起着重要调配作用，水库的蓄泄必须经过严格的计算分析。水文水利计算能为水库调度，保证上下游河道安全，合理分配水 资源在各领域各部门中的应用等提供数据，也是水资源规划利用的重要参考。 本设计系针对长江流域某水库的水文水利计算设计书。某河为长江的一级支流，河道的长度为23.6km，河道的天然比降为56.9‰，拟建的某水库坝址以上控制流域面积为2295km2，距坝址3km处有一水文站，控制面积3210 km2。水库建设的任务主要为县城进行城镇供水，并兼顾下游的农业灌溉供水。该水库将承担着下游防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。城镇、农村供水及工业用水的设计保证率为90%，灌区用水设计保证率为50%。 二、国内外发展现状 大致在上世纪八十年代，定量水文计算开始在工程中应用，但大都是以经验性的近似估算来提供生产中的实际需要。且提供的水文数据往往是不太可靠的。到了二十世纪，水文计算开始在确定性和统计计算两个方向发展，取的了显著的进展。 对各国设计洪水计算方法进行分析，可以得出以下结论： 1) 世界各国基于频率分析推求设计洪水，技术思路基本一致，主要在数据选样、经验频率公式、频率曲线分布线型、参数估计方法等方面存在差异。 2) 在基于流量资料推求设计洪水时，通过构建洪水频率分析模型来进行计算，该模型由洪水频率分布函数和参数估计方法构成。一般根据各国的规范或者实际情况选择水文变量最适合的分布函数后，采用合理的参数估计方法求解该分布函数的各项参数，从而得到水文变量的理论分布函数，并通过它进行设计洪水计算。 3) 对于设计洪水计算方法是推荐方式，部分国家，如中国、美国、英国等，基于专业基础研究和大量工程应用实践，以行业规范、推荐指南、计算手册的形式推荐，权威性和强制性较高；部分国家以协会、水资源委 员会或理事会发布的报告形式予以推荐；还有些国家没有明确的洪水计算规范或指南性文件，常用的设计洪水 计算方法均可接受。 考虑到大多数雨量站资料系列较短，为了充分利用长系列信息，建国以来曾多次进行了暴雨统计参数的地区综合，绘制了不同历时的暴雨均值，变差系数的等值线图。近年来对暴雨时~面~深关系做了大量的分析研究工作并绘制了全国1小时、6小时及24小时暴雨统计参数等值线图，为小流域短历时设计暴雨提供了更为可靠的依据。国外设计暴雨的研究开展过早，本世纪三十和四十年代发展较快，以后计算方法有较大的变动，美国建立了大型的余量试验基地，测试手段

详尽，研究范围较广。我国在对待特大暴雨后都由水文，气象部门共同进行了详细调查，并组织了大尺度天气系统的细致分析论证了暴雨移置范围等，这样的工作国外是很少的，目前英国、美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及由英美在地上世界援建的大型工程，仍以PMP推求的PMF作为设计标准。应用比较广泛的方法是水汽、效率放大法及暴雨移置法。 近年来，国内不少单位已开始在水文计算中应用计算机，取得了一定的效果。但因软件落后，外部设备功能差，应用范围窄；且因使用人员水平较低，只能用一般预言编写个别程序，程序库与数据库的建立才起步，尚不能完全取代水文计算中的手工劳动。超级计算机正在成为解决某些重大和基本科学问题的有力工具，超级计算机在模拟大尺度天气现象；大气、海洋、陆地及生物耦合系统中的相互作用；改进天气预报模型，研究了由于地表加热产生的紊动、旋涡，进而影响到大气中热量水汽的输送以及探讨大气科学中的其他基本问题研究提供帮助。美国国家大气研究中心(NCAR)1977年安装了世界上第二台CRAY-IA超级计算机,速度达每秒1.47亿次浮点运算。1983年又安装了一台。1986年10月安装了另一台更大的CRAYX-MR/48超级计算机,处理速度达到每秒8.4亿次浮点运算。 三、研究目标 根据所掌握的数据对入库径流进行分析，并得到有关结果。根据洪水洪峰流量，历时，流量等要素得到对设计洪水的数据分析。通过分析，推算得到溢洪道堰顶高程的确定以及水库各特征水位和特征库容的确定，为水库的设计提供合理可行的方案。 四、研究内容 查阅或引用相关文献和学术论文，明确研究对象，收集基础数据；入库径流特征分析：该水库年径流频率曲线、年径流统计参数、不同频率年径流量及其年内分配过程；设计洪水分析：该水电站站址和坝址年最大洪峰流量及不同历时洪量频率曲线、年最大洪峰流量及不同历时洪量统计参数、不同重现期年最大洪峰流量及不同历时洪量值，设计洪水过程线；溢洪道堰顶高程的确定；水库各特征水位和特征库容的确定。 五、研究方法与手段 通过已收集的水文站实测多年径流数据绘制流频率曲线、计算得到年径流统计参数、不同频率年径流量及其年内分配过程。利用水文站实测洪水要素资料推