云华水库水文计算 下载本文

水资源工程系顶岗实践报告

题目: 云华水库水文计算

专 业 : 班 级 : 姓 名 : 学 号 : 指导导师 :

2012年6月10日

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水资源工程系顶岗实践报告

目录

一、实习说明 ........................................................1 二、实习过程 ........................................................1

1、了解过程 .....................................................1 2、实际工作 .....................................................1 三、实习内容 ........................................................1

1流域概况 .......................................................2

1.1自然地理概况及流域水系 ...................................2 1.2气候特征 .................................................2 2径流 ...........................................................3

2.1径流特征 .................................................3 2.2参证站的选取 .............................................3 2.3资料分析 .................................................4

2.3.1资料可靠性分析 ......................................4 2.3.2资料一致性分析 ......................................4 2.3.3资料系列代表性分析 ..................................5 2.4资料的插补展延 ...........................................5 2.5参证站年径流量 ...........................................6

2.5.1沘江金顶站年径流量的计算 ............................6 2.5.2径流成果的合理性分析 ................................8 2.6云华水库年径流量的计算 ...................................8

2.6.1设计年净流量计算 ....................................8 2.6.2径流成果合理分析及采用 ..............................9 2.6.3代表年径流的年内分配 ...............................10

3洪水分析 ......................................................10

3.1暴雨洪水特性 ............................................11 3.2洪水标准 ................................................11 3.3设计洪水计算 ............................................11

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3.3.1暴雨图集法推求设计洪水 .............................11 3.3.2洪水成果的合理分析 .................................16

4水面蒸发损失量计算 ............................................18

4.1陆地蒸发量 ..............................................18 4.2水面蒸发量 ..............................................18

4.2.1查《云南省水资源综合规划·水资源调查评价成果图集》计算 4.2.2以云龙县气象站实测蒸发资料计算 .....................18 4.2.3成果比较及采用 .....................................19 4.3水面蒸发增损量 ..........................................19 4.4水面蒸发损失量年内分配 ..................................19 5泥沙 ..........................................................19 6水文测报系统 ..................................................20

6.1建设水文测报系统的必要性 ................................20 6.2系统监视目标 ............................................20 6.3水情自动测报系统规划 ....................................20

6.3.1水文预报方案的拟定 .................................20 6.3.2遥测站网规划 .......................................21 6.3.3遥测项目 ...........................................21 6.3.4系统通信方式 .......................................21 6.3.5系统工作体制 .......................................22 6.3.6系统功能 ...........................................22 6.4“系统”通信方式 .........................................23

...........................................23 致谢 ..........................................................24

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四、实习期工作总结及收获五、18

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一、实习说明

1、实习时间:2011年11月14日至2012年5月20日 2、实习地点:云南中咨科技有限公司 3、实习性质:毕业实习 4、实习目的:

(1)通过本次实习使我能够从理论高度上升到实践高度,更好的实现理论和实践的结合,为我以后的工作和学习奠定初步的知识。

(2)通过本次实习使我能够亲身感受到由一个学生转变到一个职业人的过程。 (3)本次实习对我完成毕业设计和实习报告起到很重要的作用

二、实习过程 1、了解过程

起初,刚进入公司的时候。看着公司的老员工在哪忙忙碌碌,而自己则是刚进入公司,一是在学校所学的理论知识不能和实际结合,二是没有工作经验,我则学习已完成项目的报告,从中学习一些方法,并且开始慢慢学着计算和编写报告,在学习的同时注意计算的方法及有关注意事项等。毕业实习的第一天,我就在这初次的工作岗位上计算和编写报告,体验首次在社会上工作的感觉。在工作的同时慢慢熟悉工作环境。 作为初次到社会上去工作的学生来说,对社会的了解以及对工作单位各方面情况的了解都是甚少陌生的。一开始我对公司里的各项规章制度,及工作中的相关注意事项等都不是很了解,于是我便向小组里的员工同事请教了解工作的相关事项,通过他们的帮助,我对公司有了一定的了解。

2、实际工作

对公司里的环境有所了解熟悉后,开始有些紧张的心开始慢慢平静下来,工作期间每天按时上班,每周都开工作例会,主要是说明工作进度和接下来的工作分配,明确工作任务后,则要做一下工作前的准备工作,首先是罗列所需资料,之后便到资料室查找所需资料,如果没有资料要上报,视资料情况看是去当地搜集,还是和当地政府协调购买,再者之后就是很据资料计算年径流。

在刚开始的工作中,感觉就是无从下手,虽说已经看过相关的项目报告,还是感觉棘手,工作效率也不高,计算出的数据也不准确,就一边学习已完成的项目报告中的计算方法,看它们使用哪些数据,及这些数据的计算,也可以说把完成的报告当做例题,不厌其烦一遍一遍的学习,最终慢慢的可以独立计算。

三、实习内容

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1流域概况

1.1自然地理概况及流域水系

云华水库工程位于云南省大理州云龙县白石镇境内,属沘江流域澜沧江水系,坝址区地理坐标东经99°26′3″~99°26′14″,北纬26°19′12″~26°19′21″,距白石镇约59km。

云华水库位于白石镇江尾河上,江尾河发源云龙县和兰坪县交界处罗坪山脉的玉皇山上,流经拾梨村、下屋甸村、大石壁村与井场河汇合后称云华河,经水平登村后汇入象图河,干流全长12.8 km,江尾河总集水面积44.4 km2;该河流是沘江的二级支流,沘江发源于于兰坪县境内,至云龙县北部金鸡桥入境,由北向南流经云龙县的白石镇、长新乡、检槽乡、诺邓镇、宝丰乡,至功果桥下游约200m处的象鼻岭汇入澜沧江,总流长169.5km,云龙县境内流程122.8km,主道平均坡度8.4‰,流域多年平均降雨量880mm,多年平均径流量11.4×108m3。河面宽度50~100m,最大流量为604m3/s,最小流量为1.1m3/s,年平均流量28.3m3/s。

云华水库工程坝址位于白石镇,地处澜沧江水系沘江二级支流江尾河上。据1/10000航测图量算, 上坝址以上集水面积为26.07km2,上坝址以上主河道长5.9km,主河道平均坡降为7.9%;下坝址以上集水面积为27.78km2,下坝址以上主河道长6.6km,主河道平均坡降为7.2%。上下坝址流域特征参数见表1.1-1。

表1.1-1 流域特征参数表 断面 上坝址 下坝址 集水面积(km2) 26.07 27.78 河长(km) 5.9 6.6 平均比降(%) 7.9 7.2 云华水库所在江尾河流域内主河槽呈长条形,河床比降较小,河谷绝大部分较为宽缓,断面略呈“U”字型,地势北高南低,属中山谷地,河流主体流向为由北向南。

1.2气候特征

云龙县地处北纬25°28′~26°23′的回归高气压带。在全国及云南的气候区划中,隶属大陆性亚热带高原季风气候区。因受太阳辐射、大气环流和特定地理环境的影响,形成多样复杂气候 “干湿季分明、雨热同季、干凉同季、冬春干旱”的特点,光照充足,热量丰富,常年少雨干旱,气候温和。受境内特殊的地理位置和复杂地形、海拔高差的影响区内气候的垂直差异十分明显,水平差异也较为复杂,具有典型的“立体

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气候”特点。云龙县因地处横断山南段滇西纵谷区,地势北高南低,怒江、澜沧江由北向南纵贯境内,受江水的强烈切割,使降水时空分布极不均匀。由于地形对气流的抬升作用,降水量山地迎风坡多于背风坡,区域降水量有随高程增高而递增的趋势;降水量的年内分布也极不均匀,全年约80%的降水量集中在5~10月,降水量多集中在雨季。

根据区域内的云龙气象站的观测资料统计,多年平均降雨量为765.2mm,最大年降雨量1253.6mm(1991年),最小年降雨量834.3mm(2006年),多年平均≥0.1mm降水天数是131.9天,多年平均≥25mm降水天数是5.2天,多年平均≥50mm降水天数是0.2天;多年平均气温15.9℃,最热月平均气温22℃,最冷月平均气温7.5℃,极端最高气温34.3℃,极端最低气温-4.2℃;多年平均日照时数为2114.9小时;多年平均蒸发量(d=20cm)1826mm。

2径流 2.1径流特征

区域径流以大气降水补给为主,降水特性对径流形成起决定性作用。与降水相应,区域径流时空分布极不均匀,大部分径流集中在雨季,径流的年内变化与降水的年内变化规律大体一致,且由于流域下垫面的调节作用,比降水滞后约一个月。据实测资料分析,5~10月径流量约占全年径流量的83.3%,约65.4%的径流集中在6~9月三个月内;枯段1~4月和11~12月的径流量仅占全年径流量的16.7%,其中最枯段3~5三个月的径流量仅占全年径流量的4.6%,最小流量一般出现在4、5月。

本区域径流以大气降水补给为主,因受大气环流影响的变化和海拔高程的垂直影响,区域降水时空分布不均匀,降水量有随高程增高而递增的趋势;与降水相对应,径流的时空分布亦不均匀。由于云华水库坝址及其他相关设计断面处的的实测资料短缺,因此需要根据区域其他站点的实测降水资料,分析区域年降水的分布规律。并求得各设计断面和参证站控制流域的多年平均降水量,进而分析区域的降水径流变化规律,来推求个频率的设计年径流。

2.2参证站的选取

江尾河流域无视侧水文资料,根据工程实际情况拟利用径流区附件水文站的资料,采用水文比拟法移用至工程区进行径流计算。

沘江金顶水文站与工程所在流域同属澜沧江水系沘江流域,距离设计流域较近;且控制的径流区气候条件、下垫面因素与设计流域基本相似,二者的降雨形成径流的过程以及径流特性较为接近,故拟选沘江金顶水文站作为设计参证站。

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2.3资料分析

由于基本资料直接影响着水文分析计算成果的质量及精度,对收集到的水文、气象等资料须作复核并评价其精度,即主要从可靠性、一致性和代表性三个方面对实测水文、气象资料进行审查和分析,对各站观测和整编的水文、气象资料进行综合评价,以确保分析计算成果的可靠、合理。

2.3.1资料可靠性分析

沘江金顶水文站于1960年5月设立,属省级重要水文站和地方报汛站。沘江金顶水文站采用人工与自记水位计结合的观测方式,摘录水位过程控制过程完整流量历年采用缆道流速仪施测、流量测次分布合理,受断面冲於影响较小,采用临时曲线法推流时,年头年尾水位流量关系相互衔接较好,历年降雨、径流过程基本相对应;至今有完整的观测资料,资料的观测、整编、审查、刊布均按国家有关规范进行,资料质量可靠。本阶段收集到沘江金顶水文站1991~2010年的水文要素特征值资料。

2.3.2资料一致性分析

对年降水资料系列而言,因在相对地质年代很短的时期内,影响降水的主要因素(如气候成因、地形、地貌)不会因人类活动的加剧而发生明显改变,而是基本处于相对稳定状态,即历年降水资料(含暴雨资料)的成因在前后段具有较高的一致性。因此,在具有相同成因条件下,各站点历年的年降水样本系列前、后段具有较高的一致性。

对径流资料而言,随流域下垫面条件差异、人类活动影响程度变化较为敏感,其一致性容易遭到破坏。下面分别对本阶段收集到各站点径流资料的一致性进行分析评价。

沘江金顶水文站是澜沧江流域沘江区域代表站,位于沘江上游,其上游用水主要为农田灌溉用水,而其回归水亦汇入测站控制断面上游河道内。经单站年降水、径流检查,且从沘江金顶水文站的降水~径流过程对照图(图2.3-1)来看,历年降水、径流过程基本对应,说明该流域的下垫面条件没有发生明显改变。因此,综合考虑其他需要相关的影响情况,不再对沘江金顶水文站的资料进行还原。

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1400.01200.01000.0800.0600.0400.0200.00.019901995200020052010

年径流深年降水量图2.3-1 沘江金顶水文站降水~径流过程对照图

2.3.3资料系列代表性分析

资料的代表性分析主要是对本次分析中所采用的年降水、年径流和暴雨资料系列而言。从涉及到的站点看,降水资料(年降水和暴雨)以沘江云龙水文站和沘江金顶水文站的实测年限长、资料完整,因此,本阶段就以沘江云龙水文站为代表,对年降水、年径流和暴雨资料的代表性进行分析。

根据沘江云龙水文站1959~1992年水文年径流系列资料分析,用逆时序分析的方法,累积均值,且点绘累积均值过程线。根据模比系数累积均值过程线、差积过程线分析,1959~1992年水文年逆时序模比系数累积过程线变幅越来越小,变化趋于稳定;从差积曲线图看出水文站1959~1992年年径流量系列是一个包含丰水年、平水年、枯水年的时段,由此可见,资料系列具有较好的代表性。

2.4资料的插补展延

沘江金顶水文站仅有1991~2010年共20个水文年的实测年径流量资料,根据系列代表性分析,需要展延沘江金顶水文站年径流量系列。沘江金顶水文站径流区下游有沘江云龙水文站实测水文年年径流量资料系列较长,且两水文站具有同步实测资料。因此,选择沘江云龙水文站作为沘江金顶水文站流量系列展延参证站。

如果用同时期实测沘江云龙水文站、沘江金顶水文站水文年年径流量建立相关关系,相关点据少,且相关关系较差,难于定相关直线及方程。因此,用同时期实测沘江云龙水文站、沘江金顶水文站月经流量建立相关关系(见图2.4-1)。从该相关关系图看,相关点子基本成带状,相关系数r=0.992,相关程度符合技术要求。根据相关点子分布情况定相关直线。

相关直线方程为:Q金顶=0.2466Q云龙-0.6295

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式中:Q金顶为沘江金顶水文站月平均流量 Q云龙为沘江云龙水文站月平均流量 经延展后的沘江金顶水文站年流量见表2.4-1。

403530y = 0.2466x - 0.6295R = 0.98362沘江金顶站2520151050020406080沘江云龙站

100120140160图2.4-1 同时期沘江云龙、沘江金顶水文站月平均流量相关图

表2.4-1 沘江金顶水文站年流量系列表 年份 年平均流量(m3/s) 年份 年平均流量(m3/s) 年份 年平均流量(m3/s) 年份 年平均流量(m3/s) 4.0 4.2 7.4 5.3 7.9 5.2 8.9 6.7 4.8 5.9 7.3 5.5 7.4 6.8 5.0 3.6 3.5 6.6 8.2 7.5 5.4 6.0 2.7 5.3 3.1 3.6 4.0 5.4 5.4 3.6 5.7 4.3 8.1 6.9 4.9 3.6 2.9 4.1 5.5 6.5 4.4 6.0 6.7 8.9 6.4 6.2 11.4 5.4 6.8 4.4 4.1 6.1 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2.5参证站年径流量

2.5.1沘江金顶站年径流量的计算

沘江金顶站用展延后的资料作为频率分析样本,作年径流(年平均流量)系列的频

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率计算。年径流资料按水利年进行水文资料系列统计。对年平均流量用数学期望公式计算经验频率,矩法初估统计参数,以P-Ⅲ型曲线为线型,适线法确定年径流统计参数,在适线过程中主要考虑中下部点据的配合,采用Cs=2.21Cv;沘江金顶站的频率曲线见图2.5-1,频率计算成果详见表2.5-1,

表2.5-1 沘江金顶站频率计算成果表

断面名称 沘江金顶站

设计参数 Q(m3/s) 5.7 Cv 0.31 Cs/Cv 2.21 设计频率的年径流量(m3/s) 25% 6.8 50% 5.5 75% 4.4 95% 3.2

图2.5-1 沘江金顶频率曲线

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2.5.2径流成果的合理性分析

沘江金顶站径流分析的计算系列为52年,其系列长度满足规范要求,具有一定的代表性。且该站所在流域的气候及下垫面条件与设计流域基本一致,故以此站的径流量计算成果作为推算依据。

2.6云华水库年径流量的计算 2.6.1设计年净流量计算

(1)水文比拟法

云华水库上坝址汇水区集水面积26.07km2,主河道长L=5.9km。坝址以上河道平均比降J=6.37%;下坝址汇水区集水面积27.78km2,主河道长L=6.6km。坝址以上河道平均比降J=6.26%。可通过水文比拟法推求云华水库的年径流,并根据降雨量及径流系数进行修正。根据前面分析得知,云华水库坝址区流域平均降雨量P顶站以上流域平均降雨量P

金顶

云华

=1100mm,沘江金

=1068mm,云华水库坝址的年径流量用面积比拟加降雨量

修正及径流系数修正的计算式为:

Q云华?P云华P金顶?F云华F金顶?a云华a金顶?Q金顶

式中:

P云华——云华水库取水坝址以上流域多年平均降雨量,单位:mm; P金顶——沘江金顶站测流断面以上流域多年平均降雨量,单位:mm; F云华——云华水库取水坝址以上集水面积,单位:km2; F金顶——沘江金顶站集水面积,单位:km2;

Q云华——云华水库取水坝址多年平均流量,单位:m3/s; Q金顶——沘江金顶站多年平均流量,单位:m3/s; a云华——云华水库径流系数; a金顶——沘江金顶站径流系数。

云华水库坝址区域平均降雨量P云华=1100mm,沘江金顶站以上流域平均降雨量P金顶=1068mm,因设计站与参证站的流域面积差异过大,增加径流系数修正并进行了微调。由上述公式计算得到水库坝址处的多年平均流量,设计年径流成果见下表3.6-1:

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表3.6-1 设计年径流成果表

断面 沘江金顶水文站 云华水库上坝址 云华水库下坝址 流域面积(km2) 449 26.07 27.78 年径流量(万m3) 17975 643 1111 Cv 0.31 0.31 0.31 Cs/Cv 2.21 2.21 2.21 设计频率的年径流量(万m3) 25% 772 1333 50% 620 1071 75% 498 860 95% 359 620 21569 17324 13913 10037 (2)等值线图法

以云华水库坝址以上流域的流域重心查2008年版《云南省水资源调查评价成果图集》径流深等值线图,查得云华水库坝址以上流域的多年平均径流深均为400mm,Cv=0.23;计算得坝址各频率下的设计年平均流量,见下表3.6-2。

表3.6-2 云华水库坝址设计年径流量计算成果表(年径流深等值线图) 名称 上坝址 下坝址 流域面积(km2) 26.07 27.78 年径流深 (mm) 400 400 年径流量(万m3) 1043 1111 Cv 0.22 0.22 Cs/Cv 2.0 2.0 设计频率年径流量(万m3) 25% 1194 1271 50% 1028 1095 75% 880 938 95% 701 747 2.6.2径流成果合理分析及采用

本次设计分析了经过展延后的沘江金顶站1959~2010年52年径流系列资料,在52年实测径流资料中包括了丰、平、枯年份,从径流累进平均曲线、进变差过程看,当系列长度越长,其均值、Cv值趋于稳定,所以,该系列具有代表性。本次分析计算成果与2008年版《云南省水资源调查评价成果图集》径流深等值线图分析计算成果相比较分析(见表3.6-3),分析成果差异不大,分析造成差异的原因为选择径流系列不同所至,故认为本次分析成果基本合理。

表3.6-3 云华水库坝址设计年径流计算成果对照表

项目 水文比拟法 等值线图法 相对差 名称 上坝址 下坝址 上坝址 下坝址 上坝址 下坝址 年径流量(万m3) 643 1111 1043 1111 -3.8% 0.0% Cv 0.31 0.31 0.22 0.22 Cs/Cv 2.21 2.21 2.0 2.0 设计频率P(%)年径流量(万m3) 25% 772.0 1333.0 1194.0 1271.0 -3.5% 0.5% 50% 620.1 1071.1 1028.0 1095.0 -4.0% -0.2% 75% 498.0 860.1 880.0 938.0 -4.3% -0.8 95% 359.0 620.0 701.0 747.0 -4.9 -1.7 从上表可见,两种方法计算的结果相差不大,考虑到水文比拟法所选水文站为实测资料,且与径流深等值线图法所得结果也较接近,因此本阶段以水文比拟法计算结果作为最终采用值。

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2.6.3代表年径流的年内分配

设计代表年年内分配根据与经验频率接近的实测典型年同倍比缩放确定,典型年的选择原则为:水量相近,且对工程较为不利。综合考虑选择,典型年选取实测径流深资料完整和对工程未来运行较为不利的年份。经分析比较,在沘江金顶水文站实测径流系列中选取1962年为丰水年(P=25%)的典型年,1984为平水年代表年(P=50%)的典型年,1969年为偏枯年代表年(P=75%)的典型年,1996为枯水年代表年(P=95%)的典型年。把各代表年的典型年月平均流量用同倍比放大法推求云华水库坝址断面不同频率设计年年内分配成果,见表3.3-4、表3.6-5。

表3.6-4 云华水库设计年径流年内分配(上坝址) 单位:万m3 月份 P 25% 50% 75% 95% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 18.3 17.7 15.0 17.8 13.1 91.9 82.8 261.0 110.7 69.2 45.9 28.5 772.0 17.9 12.9 8.8 12.9 9.6 4.5 1.7 8.1 24.1 6.6 5.2 13.1 6.5 2.3 6.0 49.6 120.1 128.1 157.0 55.4 33.0 24.3 620.1 55.4 84.6 160.2 78.1 47.1 20.8 13.7 498.0 4.3 47.8 86.4 102.9 46.9 17.3 3.9 359.0 表3.6-5 云华水库设计年径流年内分配(下坝址) 单位:万m3 月份 P 25% 50% 75% 95% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 31.7 30.5 26.0 30.8 22.6 158.7 143.0 450.7 191.1 119.6 79.3 49.2 1333.0 31.0 22.3 15.3 11.4 11.2 85.6 207.4 221.4 271.2 95.6 57.0 41.9 1071.1 22.3 16.6 14.0 7.8 3.0 41.7 9.0 22.6 4.0 10.3 95.7 146.0 276.7 134.8 81.4 36.0 23.7 860.1 7.5 82.5 149.3 177.7 81.0 29.9 6.8 620.0 3洪水分析

云华水库流域因无洪水资料,区域内仅有的云龙县气象站实测降水资料较为可靠完整,年洪水分析主要采用暴雨洪水途径。水库设计洪水主要采用《云南省暴雨洪水查算实用手册》进行计算。

查《云南省暴雨统计参数图集》计算设计洪水:根据《云南省暴雨统计参数图集》查算水库暴雨参数,产、汇流参数及分区参数采用查《云南省暴雨洪水查算实用手册》附图,然后采用《云南省暴雨洪水查算实用手册》进行设计洪水计算;

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水资源工程系顶岗实践报告

3.1暴雨洪水特性

云华水库流域洪水由暴雨形成,河道系典型的山区性河流,水库流域面积小,暴雨多集中在5~10月,洪水由暴雨形成,与暴雨相应,具有明显的季节性,发生的洪水一般为峰高,历时短,呈单峰型的山区河流特性,由于暴雨汇流时间短,调洪计算中不考虑洪水预报。

3.2洪水标准

云华水库的库容在650~700万m3之间,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,属于小(一)型水库,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物4级,次要建筑物5级,云华水库属山区水利水电工程,按根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,设计洪水位重现期为30年一遇,校核洪水重现期为300年一遇。

3.3设计洪水计算

3.3.1暴雨图集法推求设计洪水

由于云华水库洪水流量资料缺测,根据洪水来源于暴雨的特点,查《云南省暴雨洪水查算使用手册》图表求得暴雨参数、产汇流参数及分区参数,采用《云南省暴雨洪水查算使用手册》附带程序来计算水库设计洪水。

(1)流域特征

云华水库上坝址集水面积26.07km2,地理位置东经99°26′3″,北纬26°19′12″,主河道长L=5.9km,主河道平均比降J=0.0637;下坝址集水面积27.78km2,地理位置东经99°26′14″,北纬26°19′21″,主河道长L=6.6km,主河道平均比降J=0.0626。

(2)暴雨参数

根据流域的重心位置,分别查《云南省暴雨洪水查算使用手册》中的“附图1~附图6”可得流域最大1h、6h、24h暴雨量均值及Cv值,暴雨统计参数见表3.3-1,年最大1h、6h、24h暴雨量等值线图使用资料年限为1959~2005年,资料系列长度符合规范规定最短系列长度要求。通过暴雨统计参数,计算不同频率下的水库设计暴雨量,其成果见表3.3-2。

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云华水库水文计算

表3.3-1 暴雨参数

时段 统计参数 均值(mm) Cv Cs/Cv 1小时 30 0.40 3.5 6小时 42 0.40 3.5 24小时 55 0.42 3.5 Kk=2 暴雨分区 表3.3-2 水库设计暴雨量成果表 统计参数 历时t(h) 1 6 24 Ht(mm) 各频率P(%)设计值(mm) Cv/Cs 3.5 3.5 3.5 0.1% 91.20 127.68 174.90 0.33% 75.00 105.00 143.00 2% 62.40 87.36 118.25 3.33% 55.80 78.12 108.90 10% 45.90 64.26 85.80 20% 38.40 53.76 70.95 Cv 0.40 0.40 0.42 30 42 55 (3)产流参数

根据《云南省暴雨洪水查算实用手册》附图 “产流参数分区图”云华水库集水区流域属于第5区,该区的综合产流参数值分别是:

土壤最大缺水量Wm=120mm,

设计暴雨洪水的土壤前期含水量Wt=95mm, 土壤的后期平均入渗率(4)汇流参数

根据《云南省暴雨洪水查算实用手册》附图8“汇流系数分区图” 云华水库集水区流域属于第5区,汇流系数Cm=0.42、Cn=0.70。

(5)设计暴雨的时程分配

查《云南省暴雨洪水查算使用手册》,得水库径流区暴雨点面关系换算系数,以及暴雨量时程分配过程。根据水库设计暴雨量,计算得水库面设计暴雨时程分配,成果见表3.3-3。

fc=1.5mm,

降径关系不平衡缺水量△R=10mm。

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水资源工程系顶岗实践报告

表3.3-3 云华水库24h设计面暴雨量时程分配表 历时t(h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 各频率P(%)设计暴雨量(mm) 0.1% 5.1 5.1 6.1 8.0 11.2 78.5 3.8 3.8 3.5 3.2 3.0 2.8 2.6 2.5 2.4 2.2 2.2 2.1 2.2 2.1 2.1 2.0 2.0 1.9 0.33% 3.4 4.2 5.0 6.6 9.8 64.6 3.7 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.7 1.7 1.6 1.6 1.6 1.5 2% 3.3 3.5 4.2 5.5 7.8 53.7 2.6 2.5 2.3 2.1 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.5 1.4 1.3 1.4 1.4 1.4 1.3 1.3 1.3 3.33% 1.0 3.2 3.8 5.0 8.6 48.0 4.5 2.3 2.1 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.3 1.2 1.3 1.3 1.3 1.2 1.2 1.2 10% 2.4 2.6 3.1 4.0 5.7 39.5 1.8 1.8 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 1.0 1.0 0.9 1.0 1.0 1.0 0.9 0.9 0.9 20% 1.9 2.2 2.6 3.4 4.9 33.1 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.7 (6)设计洪水

根据坝址断面的流域几何特征参数以及《云南省暴雨洪水查算使用手册》附图的暴雨参数和产、汇流参数、分区参数,采用初损后损法作产流计算,纳须瞬时单位线法作汇流计算,推求水库设计洪水,水库设计洪水计算成果见表3.3-4,水库设计洪水过程线见表3.3-5、3.3-6,洪水过程线见图3.3-1、3.3-2。

表3.3-4 设计洪水计算成果表 名称 上坝址 下坝址 项目 洪峰流量(m3/s) 最大24h洪量(万m3) 洪峰流量(m3/s) 最大24h洪量(万m3) 各频率P(%)设计暴雨量时程分配 0.1% 227.3 244.3 242.3 260.5 0.33% 180.0 183.1 191.8 195.0 13

2% 144.3 146.1 153.8 155.9 3.33% 121.1 126.8 129.0 135.0 10% 87.2 82.8 92.9 88.3 20% 61.9 57.8 66.0 61.5

云华水库水文计算

表3.3-5 水库设计洪水过程表(上坝址) 各频率P(%)设计洪水过程线(m3/s) 历时t(h) 0.1% 0.33% 2% 3.33% 10% 20% 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 23.8 8.1 144.3 121.1 87.2 61.9 3 227.3 180.0 83.3 75.7 49.3 34.7 4 134.0 105.7 66.8 59.2 38.9 26.9 5 107.4 83.8 51.4 45.3 29.0 20.0 6 79.4 62.8 18.6 17.3 8.9 5.9 7 29.3 22.2 7.8 6.7 2.5 1.5 8 15.0 9.2 16.4 13.5 8.1 5.6 9 26.9 19.2 9.1 7.7 4.0 2.7 10 15.2 10.1 3.9 3.0 1.2 0.8 11 7.4 3.7 1.6 1.1 0.3 0.2 12 4.3 1.3 1.5 1.0 0.5 0.3 13 3.6 1.4 0.8 0.6 0.2 0.2 14 2.3 0.7 0.2 0.1 0.0 0.0 15 1.1 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 16 0.6 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 17 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 18 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 19 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 20 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 21 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 22 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 23 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 14

水资源工程系顶岗实践报告

3.3-6 水库设计洪水过程表(下坝址) 各频率P(%)设计洪水过程线(m3/s) 历时t(h) 0.1% 0.33% 2% 3.33% 10% 1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2 25.4 8.7 153.8 129.0 92.9 3 242.3 191.8 88.8 80.6 52.6 4 142.8 112.8 71.2 63.1 41.4 5 114.6 89.4 54.8 48.4 31.0 6 84.7 67.0 19.8 18.3 9.5 7 31.4 23.6 8.3 7.1 2.6 8 16.2 9.7 17.6 14.3 8.6 9 28.8 20.4 9.7 8.1 4.2 10 16.3 10.7 4.2 3.1 1.3 11 7.9 3.9 1.7 1.1 0.3 12 4.5 1.4 1.6 1.1 0.5 13 3.9 1.4 0.9 0.6 0.3 14 2.4 0.8 0.3 0.2 0.0 15 1.1 0.2 0.2 0.1 0.0 16 0.6 0.1 0.1 0.0 0.0 17 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 18 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 19 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 20 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 21 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 22 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 23 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 24 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 20% 0.0 66.0 36.9 28.6 21.2 6.2 1.6 6.0 2.9 0.9 0.2 0.3 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 15

云华水库水文计算

300.0250.0200.0150.0100.050.00.0051015202530

系列1系列2系列3系列4系列6系列7图3.3-1 云华水库上坝址各频率洪水过程线

300.0250.0200.0150.0100.050.00.0051015202530

系列1系列2系列3系列4系列6系列7图3.3-2 云华水库下坝址各频率洪水过程线

3.3.2洪水成果的合理分析

云华水库洪水成果的合理性分析采用地区综合法进行分析,以水库1000年一遇设计洪水成果与大理州内各水库1000年一遇设计洪水成果进行比较,并绘制1000年一遇洪峰流量及最大24小时洪量与集水面积关系图,以确定设计洪水成果是否合理。

云华水库洪水成果与大理州其他工程洪水成果见表3.3-7、图3.3-3、图3.3-4。

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水资源工程系顶岗实践报告

表3.3-7 大理州主要水库设计洪水成果表

水库 名称 小官村 许长 天池 栗树营 蒙化箐 福庆 三哨 小官村 新兴苴 邵家 母子垦 三岔河 海稍 大银甸 普淜 平均 云华 集水面积 (km2) 84 28.46 6.25 93.5 9.30 26.8 31.6 84 58.4 67.1 8.10 68.68 230.5 126.7 149.3 27.78 主河长 (km) 14.45 11.75 3.55 16.95 4.99 6.50 7.56 14.45 16.8 15.0 4.20 13.44 21.2 27.7 6.6 主 河 道 平均坡降 0.0239 0.0187 0.1125 0.0484 0.0806 0.0677 0.0223 0.0239 0.0134 0.0209 0.0219 0.0811 0.0189 0.0152 0.072 洪峰Qmax (m3/s) 270 94.5 84 228 95.6 249 302 270 155 308 93.7 336 538 346 528 242.3 洪量W24 (万m3) 737 297 93.7 823 104 434 554 737 650 525 110 665 1523 1962 1165 260.5

图3.3-3 地区综合Qmax~F关系图(1000年一遇)

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云华水库水文计算

图3.3-3 地区综合W24~F关系图(1000年一遇)

在双对数格纸上点绘各水库1000年一遇洪峰流量及最大24小时洪量与集水面积关系图,从图中可以看出,云华水库洪峰流量、最大24小时洪量紧靠地区综合线。

从以上分析可以看出,云华水库洪峰模数、洪量模数与均值相近,洪峰流量、最大24小时洪量在地区综合线上,设计洪水成果是合理的。

4水面蒸发损失量计算 4.1陆地蒸发量

根据流域水量平衡原理,陆面蒸发为流域平均降水量与径流深的差值。根据前面的分析成果,江尾河流域多年平均降水量1100mm,多年平均径流深为400mm,由水量平衡公式“E=P-R”来推求,则水库多年平均陆地年蒸发量700mm。

4.2水面蒸发量

云华水库无实测蒸发量资料,本次计算水面蒸发量采用两种方法: (1)、查《云南省水资源综合规划·水资源调查评价成果图集》计算 (2)、以云龙气象站实测蒸发资料计算

4.2.1查《云南省水资源综合规划·水资源调查评价成果图集》计算

查《云南省1956年~2000年多年平均水面蒸发量等值线图》水面蒸发1000mm。

4.2.2以云龙县气象站实测蒸发资料计算

(一)云龙气象站多年平均水面蒸发量计算

云龙气象站实测蒸发量资料系列为1981~2010年,经计算多年平均蒸发量(φ

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水资源工程系顶岗实践报告

=20cm)为1826mm,由《云南省20cm口径与E601型蒸发器蒸发量折算系数等直线图》,E601/E20折算系数为0.65,多年平均水面蒸发量(E601)为1186.9mm。

(二)云华水库多年平均水面蒸发量计算 (1)E601型水面蒸发量计算

云龙气象站比云华水库站址高程低640.3m,查《云南省水资源调查评价专题报告》年水面蒸发量与高程关系图,气象站至云华水库年蒸发量减少324.9mm,凤羽河水库多年平均水面蒸发量(E601型)为1186.9-324.9=862mm。

(2)标准蒸发池(20㎡)水面蒸发量计算

E601型蒸发器与标准蒸发池(20㎡)水面蒸发折算系数查水利水电工程计算规范(SL278-2002)附录C,为0.93;标准蒸发池(20㎡)水面蒸发量801.6mm。

4.2.3成果比较及采用

从以上两种计算方法看,查《云南省水资源综合规划·水资源调查评价成果图集》是无资料地区水面蒸发量计算时常用的方法,属地区综合成果;但本阶段考虑到云龙气象站实测蒸发量资料系列较长,代表性较好,且与面上成果相符,成果精度相对较高,故取为设计成果。云华水库多年平均水面蒸发量(20㎡)为801.6mm。

4.3水面蒸发增损量

水面蒸发量(801.6mm)减陆地蒸发量(700mm)及得水面蒸发增损量,经计算,云华水库水面蒸发增损量为101.6mm。

4.4水面蒸发损失量年内分配

云华水库水面蒸发量年内分配采用云龙气象多年平均月过程进行分配,成果见表4.4-1。

表4.4-1 云华水库水面蒸发量增损量表 月份 1月 △E 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年总量 101.6 6.5 7.6 10.5 12.4 13.7 10.4 8.2 6.9 7.1 6.9 5.9 5.6 5泥沙

流域内无实测资料,邻近流域沘江金顶站也无泥沙资料,故采用“云南省2004年

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云华水库水文计算

土壤侵蚀现状遥感调查报告”及图集复核云华水库的输沙量。

云华水库流域集水面积27.78km2,流域内大部分地区植被覆盖良好,属轻微度水土流失区,局部地区属中度侵蚀区,没有强度侵蚀地区。本阶段按照轻微度侵蚀区占85%,中度侵蚀区占10%,强度侵蚀区占5%的来估算云华水库流域输沙量。轻微度侵蚀区土壤侵蚀模数取500T/(km2·年),中度侵蚀区土壤侵蚀模数取2500T/(km2·年),强度侵蚀区土壤侵蚀模数取5000t/(km2·a)。对于推移质因观测资料较少,一般通过分析推移质与悬移质淤积量的比值来计算推移质的淤积量。本次计算中推移质输沙量按悬移质的10%考虑。计算的云华水库断面年输沙总量为2.57T/年,其中悬移质输沙量2.31T/年,推移质输沙量0.26T/年。云华水库泥沙计算成果见表5-1。

表5-1 云华水库泥沙成果表

多年平均悬移质泥沙(万T) 多年平均推移质泥沙(万T) (万T) 2.31 相应淤积高程为2494m。 0.26 2.57 合计 (m3) 备注:云华水库多年平均淤积量2.57万m3,按50年淤积计算,则水库淤积128.5万m3,

6水文测报系统

6.1建设水文测报系统的必要性

云华水库的洪水由暴雨形成,根据初步估算,洪峰滞后,其汇流时间短,对水库防洪安全不利。同时由于云华水库附近没有水文测报相关设施,不能满足水库预报期的要求,需要建立完整的水库水文自动测报系统,实施收集、处理水情、雨情信息,进行水文预报和水库优化调整作业,以实现水库防洪、供水的合理调度,充分发挥工程效益。根据水库工程的主要任务,水库水文自动测报系统的建立在满足运行管理要求条件下,力求简单的原则。

6.2系统监视目标

为便于实时掌握水情、雨情等相关信息,更好地进行水量监督、调度,以及今后用水管理,本阶段拟建云华水库水情自动测报系统一套。具体布置包括水情遥测站,水库观测站,水情遥测站主要负责雨量观测及数据传输,水库站除了雨量观测以外,还包括库水位监测。水情数据接收站设置在水库管理监控中心内。

6.3水情自动测报系统规划 6.3.1水文预报方案的拟定

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水资源工程系顶岗实践报告

云华水库水情自动测报系统规划主要涉及27.78km2的范围。

云华水库为年调节水库。水库建成后,水库的入库径流和洪水主要由库水位的变化及出流量多少来反映,即由水位和岀流资料通过水库水量平衡方法还原得到。选择有代表性的资料进行经验降雨径流方案编制。

6.3.2遥测站网规划

(1)站网布设原则

站网布设要服从“系统”建设的目的。同时既要合理,又要经济可行。影响站网布设的因素很多,根据现有系统建设的经验,站网布设应遵循以下原则:

①充分利用水情站点和气象站点,合理选用,适当增补;

②利用河道分段控制流域水情,结合预见期分析,尽量选用已有河道站进行流量(水位)预报;

③采用降雨径流预报的“系统”,站点布设的重点在暴雨中心和主要产流区,同时注意站点分布具有区域地形和气候的代表性,结合水情、雨情站点配套布设;

④遥测站的选址应尽量考虑交通、维护方便等因素。 (2)站网布设

水情自动测报系统是一项应用计算机、通信、遥测、水文测验和预报等多种学科的系统工程。对工程以上流域内的降雨,水位等水文气象参数的实时搜集,要求迅速准确并作出雨情、水情预报,站网的合理布设不仅关系到洪水预报的精度,而且也涉及整个“系统”建设的规模和投资。

①水库站和水位站

由于清水河径流面积27.78km2,云华水库建成后,受水库回水淹没的影响,上游的河道已无建水库和水文站的条件,且从控制面积来说也再无建站的价值。故水库建成后,应设立云华水库站进行库水位、岀流及降水、蒸发量的观察。即最终由水位和岀流资料通过水库水量平衡方法还原得到水库入库水量。

②遥测雨量站

《水文站网规划技术导则》对站网密度的要求,在27.78 km2的范围规划水情遥测站和水库观测站。

6.3.3遥测项目

“系统”遥测项目为水位、雨量、蒸发。水位、雨量信息实时、定时自报传向中心站。

6.3.4系统通信方式

云华水库流域内地形条件虽较为复杂,但由于各遥测站距中心站的传输距离不远,

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云华水库水文计算

可选用功率较大的电台,无需建中继站也可将信息传至中心站。因此,测站信息发送宜采用超短波传输方式。使用频段,按全国和云南省无线电管理委员会的要求,超短波通信系统暂定为230MHz频段,具体频点分配在总体方案设计报告中考虑。

6.3.5系统工作体制

在超短波水情自动测报系统中主要有两种基本系统工作体制,即自报式工作体制和应答式工作体制。这两种工作体制有不同的运行方式,在系统结构、电源消耗等方面有所差异,在软件程序控制上更是不同。但自报式工作体制是目前国内水情自动测报系统广泛应用的主流方式,而且可靠性高、工程费用低。因此,确定“系统”采用自报式工作体制。系统应满足如下要求:

(1)遥测站、中继站等野外站采用太阳能浮充蓄电池供电方式供电。

(2)遥测站具备功耗控制能力,在值守时关闭不工作部分电路电源,使设备处于微功耗状态。

(3)降雨量增加1mm或水位变化1cm时,遥测站主动发送当前遥测数据。 (4)中心站长期值守接收遥测站数据。

6.3.6系统功能

“系统”主要功能是:由云华水库中心站接收,区间内每个遥测站传来的雨情数据和水库水位、岀流数据,并对采集到的资料信息进行处理、计算并作出水情预报并把预报结果再传至祥云县防洪办。

(1)中心站

中心站负责流域内遥测站数据的接收、处理、存贮、显示及统计报表输出、洪水预报及水库调度等。

功能要求如下:

①实时接收所属遥测站的数据,完成数据合理性检验,加注时标,存贮原始数据。 ②提供实时数据显示界面,以图形方式动态实时显示水文遥测站数据。 ③提供遥测数据超限报警功能。

④按要求建立水文自动测报系统历史数据库,并提供数据库查询、修改、录入等功能。

⑤可按要求输出各种查询、统计图形及报表。 ⑥提供数据安全管理功能。

⑦进行洪水预报及水库的优化调度。

⑧系统软件具有较强的适用性、可靠性、可扩充性,易于操作和维护。 ⑨能与相关部门联网。 (2)遥测雨量站

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水资源工程系顶岗实践报告

遥测雨量站为无人值守有人看管的野外站,只监测雨量。 功能要求如下:

①遥测雨量站不单独建站房,采用野外筒式或钢板箱式一体化结构。 ②采用220~230MHz频段水文遥测超短波通信频率传送遥测数据。 ③每降1mm雨主动上电发送雨量数据。

④非降雨期间每隔一定时间(如6~8小时)自动发送上一次遥测数据以示遥测仪正常工作。

⑤在不需要数据采集和传输期间,遥测设备应进入微功耗休眠状态。 ⑥可方便设置遥测设备站号和前导码长度。

⑦为便于安装、维护,遥测设备应具备清零及人工发送数据能力和本地显示接口。 ⑧采用太阳能电池浮充蓄电池方式供电,充电回路应有过充电保护能力。 ⑨蓄电池及太阳能电池板的配置应能保证设备连续阴雨30天的条件下仍能正常工作。

(3)水库站

水库站建在云华水库坝上,监测雨量、库水位、岀流等项目。 功能要求如下:

除了满足遥测雨量站所有要求以外,还应满足如下要求: ①每隔一定时间(如10分钟)采集一次水位、岀流数据。

②如采集到的水位发生了1cm的变化,遥测站自动发送当前水位(云华水库站)。 ③当人工置入观测数据后,自动发送人工观测数据。

6.4“系统”通信方式

采用自报式,有超短波通信系统将采集的数据实时、定时传输。自报式规定数据传输信道误码率Pe≦1×10-4,超短波信道应优先选用国家无线电管理部门分配给水文遥测系统建设的专用频率。

四、实习期工作总结及收获

实习期间,我对项目的所需资料、资料的搜集、资料的整理、水文的计算有了解和熟悉。虽然实习的工作和所学专业相同,但在实习中,我还是拓展了自己的知识面,学习了很多学校以外的知识,甚至在学校难以学到的东西。

在实习的那段时间,让我体会从工作中再拾起书本的困难性。每天较早就要上班工作,晚上较晚才下班回宿舍,深感疲惫,很难有精力能再静下心来看书。这更让人珍惜在学校的时光。

此次毕业实习,我学会了运用所学知识解决处理简单问题的方法与技巧,学会了与员工同事相处沟通的有效方法途径。积累了处理有关人际关系问题的经验方法。同时我体验到了社会工作的艰苦性,通过实习,让我在社会中磨练了下自己,也锻炼了下意志力,训练了自己的动手操作能力,提升了自己的实践技能。积累了社会工作的简单经

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云华水库水文计算

验,为以后工作也打下了一点基础。

五、致谢

感谢云南中咨科技有限公司给了我这样一个实习的机会,能让我到社会上接触学校书本知识外的东西,也让我增长了见识开拓眼界。感谢我所在部门的所有同事,是你们的帮助让我能在这么快的时间内掌握工作技能,感谢你们帮助我解决处理相关问题,包容我的错误,让我不断进步。此外,我还要感谢我的实习指导老师刘洪波老师,在实习期间指导我在实习过程中需要注意的相关事项。我感谢在我有困难时给予我帮助的所有人。

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