彭家湾水库安全论证报告

蓬 安 县 彭 家 湾 水 库 大坝安全评价报告 营 山 县 水 利 电 力 勘 测 设 计 室 二一四年十月 工程项目：蓬安县彭家湾水库 报告名称：大坝安全评价报告 工程地址：蓬安县相如镇彭家湾村 批 准： 核 定： 审 查： 校 核： 汇 编： 单位名称：营山县水利电力勘测设计室 单位地址：营山县城文林路 198 号水务局二楼 电 话： 08178216866 传 真： 08178216866 2 目 录 1 综合概述 .4 1.1 枢纽工程概况 4 1、场镇、人口及面 积 .4 1.2 水库枢纽工程安全鉴定依据 8 2 现场检查情况 9 2.1 工程管理 9 2.2 防洪调度 9 2.3 防汛道路 9 2.4 安全监测 9 3 工程质量评价 .11 3.1 枢纽工程地质概况 .11 3.2 大坝工程质量评价 .- 15 - 3.3 溢洪道工程质量评价 .- 16 - 3.4 取水设施质量评价 .- 16 - 3.5 工程质量综合评价 .- 16 - 4 运行情况评价 .- 18 - 4.1 水库管理基本情况 .- 18 - 4.2 枢纽工程运行管理 .- 18 - 4.3 大坝运行情况 .- 20 - 4.4 大坝维护与安全与监测 .- 21 - 4.5 运行情况综合评价 .- 22 - 5 防洪标准复核 .- 23 - 5.1 流域概况 .- 23 - 5.2 基本资料的收集、复核 - 24 - 5.3 设计洪水推求 .- 25 - 3 5.4 调洪计算与特征水位 - 30 - 5.5 坝顶高程复核 - 32 - 5.6 泄洪建筑物复核 - 33 - 5.7 下游淹没范围与淹没损失评估 - 34 - 5.8 防洪标准复核结论 - 34 - 6 渗流安全分析评价 - 35 - 6.1 概 述 - 35 - 6.2 渗流分析 - 35 - 6.3 渗流安全分析评价 .- 37 - 7 结构安全评价 - 39 - 7.2 大坝坝坡稳定分析 .- 39 - 7.3 其它建筑物结构安全分析 .- 41 - 7.4 结构安全评价 .- 42 - 8 抗震安全评价 - 43 - 9 金属结构安全评价 - 44 - 10 大坝安全鉴定综合评价 - 45 - 10.1 工程等级及设计标准 - 45 - 10.2 工程现状 - 46 - 10.3 洪水复核 .- 47 - 10.4 渗流分析评价 - 47 - 10.5 结构安全分析评价 .- 47 - 10.6 大坝抗震安全性评价 .- 48 - 10.7 其它 .- 49 - 10.8 综合评价 .- 49 - 10.9 加固措施的建议 .- 49 - 4 1 综合概述 1.1 枢纽工程概况 彭家湾水库枢纽工程位于蓬安县相如镇彭家湾村境内，嘉陵江水系， 距蓬安县城 5.5 公里，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪等综合利用的小 （二）型水利工程。该工程坝址以上集雨面积 0.45 平方公里，总库容 19.03 万 立方米，有效库容 11.37 万立方米，设计灌面 0.08 万亩农田，目前，已实现 有效灌面 0.06 万亩。该水利工程为当地灌区农业稳收高产及库区群众人畜 饮水提供了可靠保障，具有十分显著的经济效益和社会效益。影响人口达 0.2 万人，其主要设施有： 1、场镇、人口及面 积 大坝下游有：常住人口 0.2 万人，耕地近 0.1 万亩。 2、重要设施 、交通：蓬营公路 1 条长 2 公里。 、通 讯：有通 讯光缆 1 条长约 3.5 公里。 、供水：有供水 规模 1002000 人的联户供水站 1 座。 、水利 电 力工程：有山坪塘 3 座，渠道 4.0 公里。 、学校、厂矿、企 业 ：有小学 1 所，在校师生 0.08 万人。 水库大坝一旦溃坝，将造成工厂停产、学校停课，直接经济损失上千万 元，为确保下游人民生命、财产安全，确保工程效益充分发挥,必须尽快整治。 后果不堪设想。 水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施三部分组成。溢洪道布置在坝 左岸，放水设施位于左岸。 一、大坝工程概况 大坝为均质土坝，1973 年 3 月动工兴建，1974 年 11 月完工投运，大坝 5 坝高 11 米，坝顶轴线长 68 米，坝顶宽 3.0 米，坝顶高程为 431.50 米，上游 平均边坡为 11.85，下游平均边坡为 1:2.5。 二、溢洪道工程概况 溢洪道位于大坝左岸，为正堰开敝式，堰顶高程 429.40 米，溢洪道总长 35 米，其中 进口段 25 米，进口宽 3.5 米，出口宽 2.5 米，进口底高程 429.00 米，出口底高程 428.80 米，坡降 i=0.024。陡槽段 10 米，进口宽 2.5 米，出口 宽 2.5 米，进 口高程 428.80 米，出口底高程 426.90 米，坡降 i=0.19。陡槽段 的侧墙垮塌，底板冲毁，无消力池、排洪渠。 三、放水设施概况 取水口位于大坝左端，为浆砌条石卧涵管结构，卧管断面尺寸 120cm 120 cm（宽 高），卧管取水口高程 429.40 米，取水口径 20 cm（共 5 孔）， 该取水设施输水涵管长 25 米，进口底板高程 424.50 米（死水位），出口底高 程 424.38 米，坡降 1/200，设计取水流量 0.05m3/s。 6 工 程 特 性 表 表 11 序号 名 称 单位 特 性 备 注 一 河流特性 1 坝址以上流域面积 km2 0.45 2 多年平均径流深 mm 410.8 二 灌区特征 1 设计灌面 万亩 0.08 2 复查灌溉面积 万亩 0.08 3 实际灌面 万亩 0.06 4 设计保证率 % 75 5 设计干渠长 Km 3.5 三 特征水位及库容 1 设计洪水位 m 429.75 P=5% 2 校核洪水位 m 429.95 P=0.5% 3 正常蓄水位 m 429.40 4 死水位 m 424.50 5 工作水头 m 6 总库容 万 m3 19.03 7 有效库容 万 m3 11.37 8 死库容 万 m3 1.78 四 大坝工程 1 型式 均质土坝 7 工 程 特 性 表 续表 11 序号 名 称 单位 特 性 备 注 2 坝顶长度 m 68 3 最大坝高 m 11 4 最大坝底宽 m 5 坝顶宽 m 3.0 6 坝顶高程 m 431.50 五 溢洪道 1 进口型式 正堰开敞式 2 堰顶高程 m 429.40 3 堰顶宽度 m 3.5 净宽尺寸 4 最大下泄流量 m3/s 2.25 （ P=0.5%） 5 防洪标准 20 年一遇洪水设计、200 年一遇洪水校核 六 放水设备 1 型式 涵卧管结构 2 放水流量 m3/s 0.05 3 放水洞长 m 25 4 比降 m 1/200 5 卧管取水口径 cm 20 6 放水洞底板高程 m 424.50 8 1.2 水库枢纽工程安全鉴定依据 一、文件与资料 本次安全鉴定是依据水利部颁水库大坝安全鉴定办法，按照水库大 坝安全评价导则的要求，结合彭家湾水库实际情况而进行的。主要资料包 括有彭家湾水库三查三定资料，部分地勘、观测、土样试验报告，以及参 建人员、施工人员访问材料等资料。 二、本次安全鉴定工作依据的规范、标准及主要参考书 1、水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000； 2、中华人民共和国国家标准GB5020194； 3、碾压式土石坝设计规范SL2742001； 4、水利水电工程设计洪水计算规范SL4493； 5、水工建筑物荷载设计规范DL50771997 ； 6、水利水电工程钢闸门设计规范DL/T503995； 7、土工试验方法标准GB/T501231999； 8、土工试验规程SL2371999； 9、溢洪道设计规范SL2532000； 10、水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范DL/T501994； 11、土石坝安全监测技术规范SL6094； 12、土石坝安全监测资料整编规程SL16996； 13、水库工程管理设计规范SL10696； 14、土石坝养护修理规程SL21098； 15、水库大坝安全评价导则SL2582000； 16、建筑地基基础设计规范GBJ789； 17、中国地震动峰值加速度区划图（2001）； 18、四川省中小流域暴雨洪水计算手册（1984 年版）； 19、水利水电工程地质勘察规范GB5028799； 20、水力计算手册； 21、水工设计手册。 9 2 现场检查情况 2.1 工程管理 彭家湾水库大坝有管理机构，日常巡视检查工作基本到位。 大坝无观测设施、设备，无沉降、位移 观测资料，无大坝浸润线观测资 料，无渗漏观测资料。 2.2 防洪调度 该水库每年都按蓬安县水务局防汛抗旱指挥部审定批准后的防洪预案 和应急方案控制运用计划，进行防洪调度。 水库没有水文观测系统，防洪调度困难。 防洪调度的通讯设施只有管理人员的手机，但因水库所处的地理位置 限制，通讯 信号不好。 2.3 防汛道路 无防洪抢险交通工具，进库 1.5 公里道路，有 0.5 公里属于乡村道路， 路面极差，雨天路面积水，无法通车，只能靠步行到达大坝。 2.4 安全监测 大坝无安全观测设施和设备，无沉降、位移观测资料，仅进行了每年汛 前和部分巡视检查。 2.5枢纽建筑物安全现状 2.5.1 大坝工程 彭家湾水库大坝为均质土坝，最大坝高为 11 米，坝顶高程为 431.50 米， 坝顶长 68 米， 坝顶宽度为 3.0 米，大坝出现开裂、沉降，在左坝外坡高程 428.98m 处有散浸现象面积达 50m2，坝体外坡杂草纵生，大坝无排水棱体； 四周有白蚁活动迹象，大坝无观测设施等。 1、上游坝坡 上游平均坝坡 1:1.85，坡面未衬护，浪蚀严重,杂草丛生，极为凌乱。 2、下游坝坡 10 下游坝坡平均坡比 1: 2.5，局部地方隆起、不均匀沉降；坝坡无排水系统， 坝体杂草纵生、极为凌乱，坝脚无排水棱体； 在左坝外坡高程 428.98m 处有散浸现象面积达 50m2。 2.5.2 溢洪道工程 溢洪道位于大坝左岸，为正堰开敝式，堰顶高程 429.40 米，溢洪道总长 35 米，其中 进口段 25 米，进口宽 3.5 米，出口宽 2.5 米，进口底高程 429.00 米，出口底高程 428.80 米，坡降 i=0.024。陡槽段 10 米，进口宽 2.5 米，出口 宽 2.5 米，进 口高程 428.80 米，出口底高程 426.90 米，坡降 i=0.19。陡槽段 的侧墙垮塌，底板冲毁，无消力池、排洪渠。下泄水流直冲下游坝脚，危及大 坝安全。 2.5.3 放水设施 放水设施位于大坝左端，为浆砌条石卧涵管结构，卧管断面尺寸 120cm 120 cm（宽 高），卧管取水口高程 429.40 米，取水口径 20 cm（共 5 孔）， 该取水设施输水涵管长 25 米，进口底板高程 424.50 米（死水位），出口底高 程 424.38 米，坡降 1/200，设计取水流量 0.05m3/s。取水设施为浆砌条石结 构，输水涵管与坝体结合部位严重漏水，已不能正常使用，必须进行改建。 2.5.4 防洪抢险公路 防洪抢险设施、设备缺乏，进库1.5公里， 还有0.5公里村道公路，路面极 差，晴通雨阻，不利防洪抢险。 2.5.5 其他 该水库四周有白蚁活动迹象，无观测设施和管理房等。 从现场检查情况看，枢纽工程存在很大的安全隐患，建议尽快进行除险 加固。 3 工程质量评价 工程质量评价的目的是弄清工程地质及水文地质条件、复查工程的实 11 际质量是否符合现行规范要求，检查投入运行以来质量方面的实际情况和 变化，为大坝除险加固提供指导性意见。评价方法采用现场检查法；历史资 料分析法通过对参与建库、管库的老同志的走访，了解建库、管库有关历史 情况；勘察试验检查法对大坝进行钻探取样试验。 3.1 枢纽工程地质概况 3.1.1 水文气象 蓬安县属于中亚热带湿润气候区，具有气候温和，雨量充沛，湿度大， 阴天多，日照时数少，无霜期长和春早夏长，秋季气温下降快，冬季短而少 雨干燥等特点。多年平均气温17oC，全年日照 时数1342小时，全县多年平均 降雨量为1042.7mm，主要集中在每年的6-9月，约占全年降雨量的70%，年 最大降雨量为1307.7mm ，年最小降雨量为718.5mm ，日最大降雨量为 168.5mm。多年平均径流深410.8mm，水面蒸 发量807.9mm，陆面蒸发量 660mm，加之降雨在时 空上分布不均，气温有南高北低之差，雨量有 东南多 西北少之殊，导致灾害频繁，素有“十年九灾 ”之称。 3.1.2 地形地貌及物理地质现象 坝址位于溪河上游，河流流向由N至S，河谷断面呈开洞的U 型，谷底较 平，河床平直，侵蚀不深，两岸呈阶梯状，坡角 200350 ，残、坡积层薄，仅 局部处较单薄，坝址上游河谷开敞，坝址处变窄。从地形条件看，建坝条件 较好。区域内冲沟发育，特别是蓬莱镇组地层，由于植被差，坡面陡竣，地表 岩层风化剧烈，冲沟尤其发育，并沿坡面平等排列，同时因砂质泥岩的抗风 化能力很弱，地表部分风化成碎块，在重力作用下向坡脚堕落或撒落堆积。 蓬莱镇地层地质崩塌现象较为普遍，坡面上随时可见巨、细结合的岩堆 和孤石。 3.1.3 地层结构 区内出露地层主要为侏罗系蓬莱镇组（J3P），岩层由砂岩与砂质泥岩不 等厚互层夹泥质粉砂岩薄层或透镜体组成。山坡及沟内广布第四系全新统 坡残积层（Q4dl+el）及坡洪 积层（Q4dl+pl）粉质粘土。 12 坡洪积层分布于大坝上、下游河沟及侧向冲沟地带，主要为粉质粘土， 红褐色，可塑软塑状，土质较均匀，其表 层 0.50m左右为耕作土，含大量植 物根系和有机质。该层厚度5.009.00m。 坡残积层分布于河沟两岸台地及山顶平缓地带，主要为粉质粘土，紫褐 色，可塑硬塑，土质 不均， 夹岩石碎屑颗粒，厚度 1.502.50m，上部多为 耕作土。 基岩岩性在枢纽区主要为砂岩与砂质泥岩不等厚互层、砂岩层中夹砂 质泥岩和泥质粉砂岩薄层组成。 1、砂质泥岩：为紫红色，粉砂泥质结构， 层状构造， 矿物成分以粘土矿 物为主，次 为长石、云母等，层理发育，岩性不均， 夹砂岩和泥质粉砂岩薄层 或透镜体，岩性软弱，抗风化、抗冲刷能力低，具遇水软化、脱水开裂特征。 厚度一般89m，与砂岩呈互层状产出，分布于大坝坝肩及坝基地带，为大 坝坝基的主要持力岩层。 2、砂岩：多为紫灰色，粉-细粒结构，中厚层 状，泥钙质胶结，泥质较重， 层理发育，主要成分为长石、石英，次为云母及岩屑及暗色 矿物组成。岩性 相对坚硬， 较完整，岸坡地带裂隙较发育， 单层 厚度大于916m，呈砂质泥 岩呈互层状产出，分布于大坝坝基地带，为大坝坝基的主要持力岩层。 3.1.4 地质构造及地震 该坝址位于蓬安背斜北翼，为产状平缓的单斜岩层，走向N3000W，倾 向SW2100， 倾角25-30，倾向下游偏左岸，无大的断裂构造，但有裂隙存在， 裂隙主要发育有二组，组与组之间裂隙间距大，延伸远，切割深。 SN向裂隙与岸 边近于平行，近岸部位，在御荷作用不会进一步扩展。 根据GB183062001中国地震动参数区划图（1/400万）查得工程区地 震动峰值加速度小于0.05g，动反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度 小于VI 度，区域构造稳定性好。按水工建筑抗震设计规范可不进行抗震计算。 13 3.1.5 水文地质 区内水文地质条件简单。地下水主要为松散堆积层中的孔隙潜水和基 岩风化裂隙水，主要接受大气降水和库水的补给。 孔隙水主要赋存于沟底松散土层中，水量一般丰富，地下水位高。裂隙 水主要赋存于基岩内各种裂隙中，一般以泉水的形式排泄。 该区地表水，地下水水质类型属重碳酸钙型低矿化度水，水质较好，适 于饮用灌溉， 对混凝土不具侵蚀性。 3.1.6 岩土物理力学性质 坝体参照类似工程物理力学试验,结合枢纽区的工程地质条件，类比同 类工程经验，按中小型水利水电工程地质勘察规范SL55-2005，对坝体土 及枢纽区各岩土层有关物理力学指标提出如下建议值，供安全鉴定及初步 设计阶段使用。见表 3-1。 3.1.7 主要的病险情况 该工程修建时，抢进度，施工组织不合理， 对筑坝填料的密实度控制不 严，加之，没作工程地 质勘探。出 现以下病险 ：一是上游坝坡过陡，大坝建成 后多次出现开裂、沉降；二是左外坡在 428.98m 处有散浸现象面积达 50m2， 坝脚无排水棱体；三是溢洪道: 陡槽段的侧墙垮塌，底板冲毁，无消力池、排 洪渠；四是放水设施：输水涵管与坝体结合部严重漏水。五是无观测设施，无 法对大坝安全运行进行全面监测、预防等。防洪公路不畅。大坝四周有白蚁 活动迹象。 总体评价彭家湾水库工程质量差。 14 彭家湾水库枢纽区岩、土物力理学性质指建标议值表 表 3-1 浮 密度 干 密度 天然 密度 饱和 密度 压缩 系数 压缩 模量 渗透 系数 饱和单 轴抗压 强度 允许 承载 力 摩擦 系数 永久 边坡 非饱固快 饱 固 快含 水 量 d s a0.10.2 Es0.10 .2 K frc R f 凝聚 力 内摩擦角 凝聚 力 内摩擦角 项目 % g/cm3 MPa-1 MPa cm/s MPa kPa kPa 度 kPa 度 坝体土 （Q4S） 23.7 1.01 1.59 1.98 2.01 0.33 6.0 2.5410 -5 15.8 17.6 13.6 15.1 粉质粘土 （Q4dl+pl） 25.4 1.00 1.57 1.97 2.00 0.40 5.0 3.1710 -5 105 / 1:2.0 16.3 15.6 14.3 13.2 强风化 砂岩（J 2S） 2.20 强 -中透水 300 0.38 1:0.50 弱风化 砂岩（J 2S） 2.28 中透水 13.0 800 0.45 1:0.25 新鲜砂岩 （J2S） 2.35 中-弱透 水 20.0 1200 0.50 1:0.25 强风化砂质 泥岩（J 2S） 2.35 中透水 200 0.35 1:0.75 弱风化砂质 泥岩（J 2S） 2.40 中-弱透 水 3.5 500 0.40 1:0.75 新鲜砂质 泥岩（J 2S） 2.45 弱-微透 水 5.0 800 0.45 1:0.75 - 15 - 3.2 大坝工程质量评价 3.2.1 大坝建设情况 彭家湾水库大坝于1973年3月动工兴建，1974年11月竣工。 3.2.1.1 坝基和岸坡处理情况及存在的问题 基础处理情况，当时未作基础探测，对地质状况不明，对河床表面杂物 及淤泥进行了清除，简单地对基础进行了开挖处理，未对基岩作防渗处理， 大坝基础置于强风化带内， 虽然设有基础齿槽，齿槽深度仅1米左右，对基 础已出现的裂隙，用粘土筑缝即回填。在运行中发现: 在左坝外坡高程 428.98m处有散浸现象面积 达50m 2。 3.2.1.2 坝体填筑情况 根据参与建库老同志的介绍，筑坝料场选在库内、外350米以远的农田， 清除表层耕土后的田间土作为筑坝土料，但土料含水量较高，且填筑方法采 用人力打夯、石磙子碾压，夯填密 实度没达到施工规范要求。在运行中，局 部出现隆起、不均匀沉降。 3.2.1.3 白蚁危害 2010年3月经湖北省罗田县白蚁防治研究所来库调查，发现有黄胸散白 蚁，属严重建巢危害水库之一。 3.2.1.4 大坝存在的主要问题 从现场检查和管理人员介绍情况看，大坝主要存在的问题是： 1、大坝无排水棱体。 2、上游坝坡较陡，不 满足稳定要求，上游坡浪蚀严重，下游坡出现局部 隆起、沉降现象，坝体安全受到 严重的威胁。 3、上、下游坝坡没有护坡， 坝面凌乱，杂草丛生，为白蚁生长提供了有 利条件，存在白蚁危害现象。 4、水库无变形观测设施、设备、无管理房。 3.2.1.5 大坝工程质量评价 - 16 - 综合大坝的建设情况，结合现场检查分析，可以得出以下结论： 1、坝肩和坝体结合部位施工时未按要求进行处理，存在渗漏通道。 2、坝体土料及填筑质量较差，外坡面无排水系统。 综合评价大坝工程质量为不合格。 3.3 溢洪道工程质量评价 3.3.1 溢洪道建设情况 溢洪道位于大坝左岸，为正堰开敝式，堰顶高程 429.40 米，溢洪道总长 35 米，其中 进口段 25 米，进口宽 3.5 米，出口宽 2.5 米，进口底高程 429.00 米，出口底高程 428.80 米，坡降 i=0.024。陡槽段 10 米，进口宽 2.5 米，出口 宽 2.5 米，进 口高程 428.80 米，出口底高程 426.90 米，坡降 i=0.19。陡槽段 的侧墙垮塌，底板冲毁，无消力池、排洪渠。下泄水流直冲下游坝脚，危及大 坝安全。 3.3.2 溢洪道工程质量评价 溢洪道现状，陡槽段的侧墙垮塌，底板冲毁，无消力池、排洪渠。下泄洪 水直冲下游农田。根据大坝安全评价规定，确定溢洪道质量不合格。 3.4 取水设施质量评价 放水设施位于大坝左端，为浆砌条石卧涵管结构，卧管断面尺寸120cm 120 cm（宽 高），卧管取水口高程429.40米，取水口径20 cm（共5孔），该 取水设施输水涵管长25米， 进口底板高程424.50米（死水位），出口底高程 424.38米，坡降1/200，设计 取水流量0.05m3/s 。取水设施为浆砌条石结构，输 水涵管与坝体结合部位严重漏水，已不能正常使用，影响了整个工程正常运 行。 根据大坝安全评价规定，确定放水设施质量为不合格。 3.5 工程质量综合评价 通过上面叙述，可见水库枢纽工程在建设过程中，主要存在以下问题： - 17 - 一是上游坝坡过陡，大坝建成后多次出现开裂、沉降；二是左外坡在428.98m 处有散浸现象面积达50m 2，坝脚无排水棱体；三是溢洪道: 陡槽段的侧墙垮 塌，底板冲毁，无消力池、排洪渠；四是放水设施：输水涵管与坝体结合部严 重漏水。五是大坝无观测设施，无法对大坝安全运行进行全面监测、预防等。 因此，可以认为彭家湾水库枢纽工程质量不合格。 4 运行情况评价 - 18 - 4.1 水库管理基本情况 彭家湾水库枢纽工程位于蓬安县相如镇彭家湾村境内，嘉陵江水系，溪 河上游，距蓬安县城5.5公里，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪等综合利 用的小（二）型水利工程。该工程坝址以上集雨面积0.45平方公里，总库容 19.03万立方米，有效库容11.37万立方米，设计灌面0.085万亩农田，目前， 已实现有效灌面0.06万亩。 4.2 枢纽工程运行管理 为确保水库枢纽工程安全，适时掌握工程运行状态，为水库的运行管理 提供科学依据，根据水利工程有关规定和工程规范，制定了系列水库枢纽工 程运行管理制度，并报上级主管部门审查备案后付诸实施。 4.2.1 水库控制运行工作制度 1、汛前及时编报年度运行计划，制定防洪预案，订立防洪工作计划，建 立防洪安全责任制。 2、建立健全防汛组织，落实防汛任务和岗位职责。 3、汛前对水库枢纽工程进行全面检查、维修，保证工程安全度汛。 4、汛期及时落实值班制度，掌握好水情、雨情、工情，做好调度和值班 记录，及时 向有关单位和上级领导汇报工程运行情况（特别是水库泄洪流量 较大时及时通知下游有关单位）。 5、水库正常运行阶段，为保证大坝的稳定，避免上游坡滑坡，水位不宜 骤降，水位降落速度每昼夜一般不宜超过0.51米。 6、汛后对水库控制运行工作进行总结并上报主管部门。 4.2.2 大坝工程管理制度 （一）日常检查制度 1、检查坝体及坝体与岸坡或其它建筑物连接处有无裂缝、渗漏，如一 旦发现，要分析其原因， 观察其发展情况。 2、检查坝身有无滑坡、塌坑、表面冲 蚀，蚁穴等现象。 - 19 - 3、检查背水坡、坡脚、坝体及坝两肩有无散浸、漏水、管涌或流土等现 象。 4、检查坝面护坡有无砌块翻起、松动、架空、塌陷或垫层流失等现象。 5、检查坝体排水沟是否堵塞，淤积或积水现象。 6、检查上游坝坡库水有无漩涡或突然变浑现象。 7、检查坝体观测设施是否完好。 （二）枢纽工程定期检查和特别检查制度 1、定期检查制度 每年汛前、汛后和用水前后，对水库枢纽工程进行全面检查。汛前检查 应针对度汛存在问题、安全度汛措施、防汛组织、抢险队伍、防洪抢险物质 以及落实通讯设备，都要做好准备工作；对汛后着重检查工程的变化和损坏 情况；用水前后检查放水设施的运行情况，以及出现的问题。据以编制枢纽 工程的整治方案和放水设施检修方案和计划。 2、特别检查制度 发生特大暴雨、洪水、地震和重大工程事故时，应对枢纽工程进行全面 特别地检查，随时向上级主管部门汇报。 （三）大坝工程的日常维护及管理制度 1、要经常保持坝顶、 坝坡、 坝面完整、清洁卫生，发现局部坍塌、雨淋 沟、隆起、滑坡、裂缝、 蚁穴或护坡破坏等应 及时加以保养维修。 2、保护各项观测设施的完好，按时作好观察记录。 3、对排水沟要注意养护，及时整修， 经常清淤，保持排水畅通。 4、不得在坝顶、 坝坡堆放物料，在靠近土 坝护坡的库面上，不得任意停 泊船只。 5、禁止在大坝上放牧，种植农作物、栽 树、铲草以及搬动护坡石料等。 4.2.3 溢洪道检查管理制度 1、检查溢洪道的宽度和深度，汛期泄水时泄洪能力，以及汛后检查观 - 20 - 测各部位有无淤积，垮塌堵塞等现象。 2、检查溢洪道底板下防渗、排水系统的排水效果。 3、检查岸边坡坍塌和冲刷情况。 4.2.4 放水设施检查管理制度 放水设备是保证水库正常运用，发挥效益的重要设施，需要经常检查和 养护， 发现问题要及时修补。在停水期间，特别是低水位的停水期，要检查 放水孔是否被卡堵，发现问题及时检查维修。 4.3 大坝运行情况 4.3.1 大坝 彭家湾水库于1973年3月动工修建，1974年11月完工。水库大坝为均质 土坝， 坝高 11米， 坝顶宽 3.0米， 坝顶长68米， 坝顶高程431.50米，上游坝坡平 均边坡11.85；下游平均坝坡12.5。该水库蓄水运行多年，无观测资料， 大坝不存在沿坝基滑移问题。在运行中主要存在以下问题： 1、大坝出现局部开裂和沉降现象，在左坝外坡高程428.98m处有散浸现 象面积达50m 2。 2、上游坝面浪蚀严重，下游无排水系统。 3、大坝四周有白蚁活动迹象。 4.3.2 溢洪道 溢洪道位于大坝左岸，为正堰开敝式，堰顶高程 429.40 米，溢洪道总长 35 米，其中 进口段 25 米，进口宽 3.5 米，出口宽 2.5 米，进口底高程 429.00 米，出口底高程 428.80 米，坡降 i=0.024。陡槽段 10 米，进口宽 2.5 米，出口 宽 2.5 米，进 口高程 428.80 米，出口底高程 426.90 米，坡降 i=0.19。 其溢洪能力不满足20年设计、200年校核洪水标准，相应下泄流量为 1.42m3/s 、2.25m3/s。 彭家湾水库溢洪道存在以下问题： 1、溢洪能力不满足20年设计、200年校核洪水标准。 - 21 - 2、溢洪道陡槽段的侧墙垮塌，底板冲毁。 3、溢洪道无消力池、排洪渠，出口尾水易掏刷坝脚，需建消力池和排洪 渠，引洪水进入下游渠河。 4、溢洪道堰前进口段无人行桥，既影响工程安全及渡汛管理，又给库 区老百姓交通带来不便，需建人行桥。 4.3.3 取水设施 放水设施位于大坝左端，为浆砌条石卧涵管结构，卧管断面尺寸120cm 120 cm（宽 高），卧管取水口高程429.40米，取水口径20 cm（共5孔），该 取水设施输水涵管长25米，进口底板高程424.50米（死水位），出口底高程 424.38米，坡降 1/200，设计取水流量0.05m3/s 。取水设施为浆砌条石结构，输 水涵管与坝体结合部位严重漏水，已不能正常使用，影响了整个工程正常运 行。 4.3.4 其他 1、该水库无水位及雨量观测设备，缺乏位移、沉降、渗漏等必要的观测 设施； 2、防洪抢险设施、 设备缺乏， 进库1.5公里道路还有0.5公里村道公路， 路面极差，晴通雨阻，不利防洪抢险； 3、无管理房。 4.4 大坝维护与安全与监测 彭家湾水库属于相如镇人民政府管理，由于受技术、经济条件限制，无 库水位、雨量观测项目，没有沉陷、位移 观测 等项目，只能用肉眼观察大坝 有无开裂、变形等现象。这显然不能满足水利工程科学管理要求，应按规范 要求设置与配备观测设施，对大坝进行安全监测。 4.5 运行情况综合评价 综合本章所述，按规定合理高度运用，无水文测报，无通讯设备；大坝 处于非完整运行状态；大坝无位移、沉降观测设施。根据彭家湾水库大坝运 - 22 - 行、维护和监测水平等方面的现状和水库大坝安全评价导则的要求，彭家 湾水库大坝运行管理综合评价为差。 5 防洪标准复核 5.1 流域概况 - 23 - 5.1.1 自然地理概况 彭家湾水库地处四川盆地腹部丘陵区，位于嘉陵江流域的嘉陵江水系 溪河上游的相如镇彭家湾村境内，距蓬安县城 5.5km。 流域内属丘陵地貌，农耕地分布较广，尤为坡耕地分布最多，占流域内 农耕地面积的 48%以上；流域上游段生态植被 较好、植被郁 闭度一般在 30% 左右；流域下游段生态植被较差，一般都是郁闭度在 25%以下的疏幼林地和 天然草地，极少许灌木林地零星分布于该生态植被区内。 流域主河谷呈现 U 型分布，地势南高北低，一般海 拨高程在 400m 以 下。水库坝 址以上流域面积为 0.45km2，主河道 长度 0.35km，其加权平均比 降为 119.40。 5.1.2 气候特征 该流域气候属亚热带湿润季风气侯区，由于受季风活动和四川盆地的 特殊自然地理环境影响，流域及其四周形成了冬季无严寒少雨；春季多旱情； 夏季炎热，雨量集中、洪 涝频繁；秋季多绵雨和日照少；全年无霜期长等主要 - 24 - 气候特征。 据蓬安气象站实侧资料统计分析，境内多年平均气温 17.30C，极端最 高气温达 40.3C0（1972 年 8 月 14 日），极端最低气温 4.7C0(1977 年 01 月 28 日) 。无霜期长达 300 天以上，日照充足，年平均日照达 300 天以上。境内 多年平均降雨量为 1098.7mm。因受季风活动 的影响，降雨量的年际变化较 大，尤为年内降水的 时空分布极不均匀。春季降水占全年的 1620% ；夏季 降水占全年的 4349%；秋季降水占全年的 2936% ；冬季降水只占全年 的 34% 。年降水量的 65%左右多集中在 610 月，实测年最大降雨量达 1394.8mm（1987 年），年最小降雨量 640mm（1973 年）。 5.2 基本资料的收集、复核 5.2.1 流域基础资料复核 根据彭家湾水库坝址以上流域所在的区域，1/10000 航测图量求得水库 控制流域面积为 0.45 平方公里，坝址以上主河床长度 L=0.35 公里，主河床 平均比降 119.40。 5.2.2 水位库容关系曲线 根据营山县水电勘测设计室和彭家湾水库管理站 2014 年 3 月在水库 区实地测绘的 1/500 库区地型图分层量算出其相关水位面 积的数据资料， 再用水位面积资料计算出水位库容。详见下表 彭家湾水库水位库容关系曲线表 5-1 水位 （m） 423 424 424.50 425 426 427 428 429 429.40 430 431 库容 （万 m3） 0 1.35 2.28 3.35 5.35 7.58 9.95 13.15 15.3 19.50 37.75 - 25 - 图 5-1 彭家湾水库水位库容关系曲线图 5.2.3 枢纽工程特征 彭家湾水库枢纽工程由大坝、开敞式宽顶堰溢洪道和放水设施三部分 组成。大坝为 均质土坝，最大坝高 11 米， 坝顶 高程 431.50 米，坝顶宽 3.0 米； 溢洪道堰顶净宽 3.5 米，堰顶高程 429.40 米，正常蓄水位 429.40 米，相应正 常库容 13.15 万 m3。 5.3 设计洪水推求 5.3.1 工程等级及洪水标准 根据彭家湾水库本次核查资料，该库总库容为 19.03 万 m3，按照部颁 防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等 级划分及洪水标准（SL252- 2000）规定， 该水库为小（二）型工程，永久性主要建筑物级别为 5 级，次要 建筑物级别为 5 级。洪水标准为：设计重现期为 20 年，校核重现期为 200 年。 本次洪水复核采用重现期 20 年，校核洪水重现期 200 年，消能防冲按重现 期 10 年.并考虑在低于消能防冲设计洪水标准时，可能出现的各种不利情 况。 - 26 - 5.3.2设计暴雨 彭家湾水库坝址以上流域及邻近无实测径流洪水资料可供分析利用， 且该水库的集水面积较小（F=0.45km 2），其洪水集流 时间很短，故本次计算 推荐查 2006 年版四川省中小流域暴雨洪水计算手册及暴雨统计参数图集 （以下简称手册）推荐的水科院推理公式法，用相关暴雨资料推求设计洪 水，成果见 表 5-2。 彭家湾水库各设计年不同历时的设计暴雨量成果表 表 5-2 Htp(mm)历时 (h) tH (mm) CV CS/CV P=0.5% P=5% P=10% 1/6 16.0 0.37 3.5 38.1 27.36 24 1 40.0 0.40 3.5 101.2 71.2 61.2 6 70.0 0.47 3.5 202.3 135.1 113.4 24 100.5 0.52 3.5 317.58 204.02 169.85 5.3.3 洪峰流量推算 采用手册中推理公式Q0.278 F推求 设计洪峰流量。推理公式n S 中有关参数确定如下： 1、流域特征值参数 采用核实的集水面积F=0.45km 2；坝址断面以上主河床 长度L=0.35km ， 主河床平均坡降i=119.40。 2、汇流参数m值 本流域地处盆地丘陵区，暴雨历时较短，强度集中，开垦度较大，洪峰 涨落较快。依据手册，流域特征系数 ，当4/13/FJ L =130，m=0.400.204；当=30300，m=0.0920.636。 经计算，0.86， m=0.388。 - 27 - 3、产流参数值 本流域相对高差较小，地势较平缓，属于盆地丘陵区，依据手册： =4.8F-0.19， Cv=0.18，Cs=3.5Cv。 4、暴雨参数S、n 暴雨衰减指数n分历时确定： t=624h， PHn2463lg1. t=16h， P6 12l85. t=1/61h， PHn1/1lg. 5、单位汇流时间0 计算公式: nSm41038. 6、校核 计算公式： 4 13278.0QJL 经计算值与原值较为接近，说明参数取值正确，计算过程无误， 成果可以采用，具体计算见下表。表5-3 彭家湾水库设计洪峰流量计算表（推理公式法） 表 5-3 P(%) H24 n sp QP m 0.5 317.58 0.454 101.2 8.771 0.231 23.43 0.388 5 204.02 0.453 71.20 7.429 0.255 15.48 0.388 10 169.85 0.468 61.2 7.42 0.265 13.4 0.388 - 28 - 5.3.4 洪水总量 设计洪水总量由设计暴雨按手册综合分区的暴雨径流关系计算。根 据本流域面积较小、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑。洪水总量 计算公式为： 25.081FThHWTPp1 式中： 洪水总量的暴雨历时（h）（单峰洪水）； 设计洪水总量（万m3）；p 历时为 的设计暴雨(mm)；TPH 设计流域面积(km2)；F 径流系数； 径流深(mm)。h 该水库各设计年洪水过程线相对应的设计洪水总量计算成果详见表5- 4。 彭家湾水库坝址以上流域各设计年的洪水总量计算成果表 表 5-4 P=0.5% P=5% P=10%洪水总量 （万 m3） 7.8 4.7 3.9 5.3.5设计洪水过程线 由于该水库无实测洪水过程线，故本次设计采用手册推荐的我省东 部地区小流域典型洪水概化过程线模型中的单峰(3)型，作为本次安全鉴定 和初步设计工作中拟定设计洪水过程线的同倍比放大概化模型，由于基流 较小，可忽略不计。 各设计年洪水过程线计算成果详见表5-5和图5-2 。 - 29 - 彭家湾水库各设计年洪水过程线成果表 表 5-5 P=0.5% P=5% P=10% y x Qt t Qt t Qt t 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0.05 0.02 1.1 0.02 0.77 0.02 0.67 0.02 0.1 0.04 2.3 0.04 1.55 0.03 1.34 0.03 0.2 0.06 4.5 0.06 3.10 0.05 2.68 0.05 0.4 0.09 9.0 0.08 6.20 0.08 5.36 0.07 0.6 0.13 13.5 0.12 9.29 0.11 8.04 0.11 0.8 0.18 18.1 0.17 12.39 0.15 10.72 0.15 0.95 0.24 21.4 0.23 14.72 0.20 12.73 0.19 1 0.30 22.6 0.28 15.49 0.25 13.40 0.24 0.95 0.42 21.4 0.39 14.72 0.35 12.73 0.34 0.8 0.54 18.1 0.51 12.39 0.45 10.72 0.44 0.6 0.73 13.5 0.69 9.29 0.61 8.04 0.59 0.4 1.03 9.0 0.97 6.20 0.87 5.36 0.83 0.2 1.49 4.5 1.40 3.10 1.25 2.68 1.21 0.1 2.10 2.3 1.97 1.55 1.76 1.34 1.70 0.05 2.78 1.1 2.61 0.77 2.34 0.67 2.25 0 4.60 0.0 4.32 0.00 3.86 0.00 3.73 图 5-2 彭家湾水库设计洪水过程线图 - 30 - 5.3.6 洪水合理性评价 本次洪水复核的基本资料精度高，特别是基本资料的数据和以前所测 量的资料基本吻合，资料的编制符合规范要求，流域特征参数取值合理，本 次计算成果能满足设计要求。 5.3.7 泥沙 彭家湾水库流域无径流泥沙观测资料，根据四川省水文手册（79年版） 的“ 多年平均 悬移质年 输沙模数等值线图” 查 算，该流域重心多年平均悬移 质年输沙模数为710t/km2a；由于蓬安县已实 施“长治”工程18年，这18年来 已在嘉陵江流域中游地区的蓬安县境内大力实施工程、生物、农耕三大水土 保持生态环境综合防治措施，2001年底经中科院成都分院山地研究所和四 川省水保局联合对蓬安县境内的水土流失现状进行了遥感监测分析，并印 发了新的蓬安县水土流失现状图，从该图上查出彭家湾水库流域目前的 土壤侵蚀模数为380t/km2a。据水库流域内的沟、 凼、渠、池诸小型水利水保 工程中流进的泥沙粒经观测分析，目前的土壤侵蚀模数中，有93% 以上的泥 沙属悬移质， 仅7%以下的颗粒属推移质。考 试可能有总侵蚀量2%的悬移质 随山洪径流带走远离，故以此比例可推算出彭家湾水库流域目前的泥沙情 况是： 多年平均悬移质年输沙模数是354t/km 2a，按彭家湾水 库自身集水面积 0.45km2计算， 该工程库区多年平均悬移质来沙量为159.3t/a ； 多年平均推移质年输沙模数是26t/km 2a，按彭家湾水 库集水面积 0.45km2计算， 该工程库区多年平均推移质来沙量为11.7t/a 。 根据多次对该水库放水设施取水口的检查结果，其取水口底部高程高 于库区泥沙淤积高程。实际淤沙速度比原有所降缓，随着生态植被好转，泥 沙流失量大大减少。故本次设计除险加固工程无需对该水库的死水位进行 复核。 5.4 调洪计算与特征水位 - 31 - 5.4.1 基本资料 1、水位库容关系曲线 彭家湾水库本次使用的水位库容关系曲线资料，已在本章第二节中 的流域基础资料复核部分进行了详细阐述，详见表5-1 和图5-1。 2、水库设计洪水过程线 详见表5-5 和图5-2 3、溢洪道参数 彭家湾水库溢洪道为正堰开敞式宽顶堰，堰顶高程429.40m，堰顶溢流 宽度3.5m，本次按宽顶堰自由出流公式q= mB 进行计算。泄流公式2/30Hg 中的流量系数m取值0.347。经计算，彭家湾水 库溢洪道的水位泄流关系曲 线计算成果详见表5-6和图5-3。 彭家湾水库溢洪道水位泄流关系曲线成果表 表 5-6 库 水位(m) 329.40 329.5 330 330.5 331 331.5 堰水深(m) 0 0.1 0.6 1.1 1.6 2.1 下泄流量(m 3/s) 0 0.17 2.5 6.21 11.19 16.37 图 5-3 彭家湾水库水位泄流关系曲线图 5.4.2调洪计算 根据水库大坝安全评价导则（SL258-2000）第4.4.2条和4.4.3条的有关 规定，本次 调洪演算方法采用水量平衡法计算。为确保本次拟定的该水库枢 - 32 - 纽建筑物有关整治设计断面尺寸的精确度，本次调洪演算工作是用水量平 衡方程式 (Q1+Q2)t/2-(q1+q2) t/2=V2-V1 按计算成果精度较高的试算法逐时段进行调洪演算。 彭家湾水库堰顶高程429.40m，相应正常库容13.15万m3 。由于该水库集 水面积较小，水库来水补给有限，而水库灌区控灌面积又相对较大，故不能 用腾空库容的防洪限制水位方案来解决水库枢纽建筑的安全问题，为保证 该工程防洪、兴利、安全三兼顾，本次 调洪演算工作的起调水位乃定为 429.40m，即堰 顶高程的库容则定为该水库的正常库容。 按照上述原则进行调洪演算结果，彭家湾水库在承受10年一遇的洪水 时，其溢洪道最大下泄流量为1.17m3/s，相 应 的洪水位为429.69m ，相应于该 水位的库容为16.24万m3，滞洪库容3.09万m3；在承受20年一遇的设计洪水 时，其溢洪道最大下泄流量为1.42m3/s，相 应 的设计洪水位为429.75m ，相应 于设计洪水位的库容为16.82万m3，设计滞洪 库容3.67万m3 ；在承受200年一 遇的校核洪水时，其溢洪道最大下泄流量2.25m3/s，相应其校核洪水位为 429.95m，相 应于校核洪水位的库容（水库总库 容）19.03万m3 ，最大滞洪库容 5.88万m3。 彭家湾水库调洪演算成果表 表 5-8 项目设 计频率 起调水 位 (m) 起调库 容 (万 m3) 堰顶水 深 (m) 最大下泄 流量 (m3/s) 相应库容 （万 m3) 滞洪库 容 (万 m3) 最高库 水位 (m) P=0.5% 329.4 13.15 0.55 2.25 19.03 5.88