贵州省小（二）型水库除险加固初步设计报告.doc

贵州省贵州省 xxxx 县县 xxxx 水库除险加固工程水库除险加固工程 初步设计报告 贵州贵州 xxxx 建设项目管理有限公司建设项目管理有限公司 二二 o o 一一年三月一一年三月 目目 录录 1 1 综合说明综合说明1 1.11.1 工程概况工程概况1 1.21.2 工程管理运行现状工程管理运行现状3 1.31.3 水库大坝安全鉴定及复核结论水库大坝安全鉴定及复核结论3 1.41.4 工程特性表工程特性表5 2 2 水文水文7 2.12.1 水文及复核水文及复核7 2.22.2 洪水及复核洪水及复核17 2.32.3 施工洪水施工洪水26 2.42.4 泥沙及淤积复核泥沙及淤积复核26 3 3 水文地质及工程地质水文地质及工程地质27 3.13.1 区域地质概况区域地质概况.27 3.23.2 水库区工程地质复核水库区工程地质复核.28 3.33.3 坝体质量及工程地质评价坝体质量及工程地质评价28 3.3.23.3.2 工程地质评价工程地质评价29 3.33.3 工程地质评价工程地质评价30 3.43.4 坝基、坝肩水文工程地质评价坝基、坝肩水文工程地质评价30 3.53.5 其他水工建筑物工程地质评价其他水工建筑物工程地质评价30 3.5.13.5.1 放水涵管工程质量评价放水涵管工程质量评价30 3.5.23.5.2 溢洪道工程质量评价溢洪道工程质量评价31 3.63.6 天然建筑材料天然建筑材料31 4 4 除险加固设计除险加固设计31 4.14.1 工程等别、建筑物级别及洪水标准工程等别、建筑物级别及洪水标准32 4.24.2 设计依据设计依据32 4.34.3 大坝大坝33 4.54.5 泄洪建筑物泄洪建筑物49 4.64.6 放水及输水设施放水及输水设施52 4.74.7 自动化监测系统自动化监测系统52 4.84.8 交通交通52 4.94.9 房屋工程房屋工程53 5 5 施工组织设计施工组织设计54 5.15.1 施工总布置施工总布置54 5.25.2 施工导流设计施工导流设计54 5.35.3 施工工艺和施工质量标准施工工艺和施工质量标准55 5.45.4 安全文明施工安全文明施工62 5.55.5 施工进度与工期施工进度与工期63 6 6 工程建设及运行管理工程建设及运行管理66 6.16.1 管理机构管理机构66 6.26.2 运行管理方案运行管理方案66 6.36.3 工程运行调度方案工程运行调度方案67 6.46.4 运行建议运行建议67 6.56.5 工程管理运用工程管理运用67 7 7 水土保持及环保设计水土保持及环保设计69 7.17.1 环境影响评价环境影响评价69 7.27.2 水土保持方案水土保持方案70 8 8 项目投资估算及资金筹措方案项目投资估算及资金筹措方案72 8.18.1 编制原则及依据编制原则及依据72 8.28.2 基础单价基础单价72 8.38.3 工程单价取费标准工程单价取费标准73 8.48.4 其他费用其他费用74 8.58.5 基本预备费基本预备费75 8.68.6 投资指标投资指标75 9 9 综合评价综合评价77 9.19.1 经济效益经济效益77 9.1.19.1.1 效益分析效益分析77 9.1.29.1.2 国民经济评价国民经济评价79 9.29.2 社会评价社会评价80 1010 工程实施方案招标设计工程实施方案招标设计81 10.110.1 工程建设规模工程建设规模81 10.210.2 项目招标范围项目招标范围81 10.310.3 招标组织形式招标组织形式81 10.410.4 招标方式招标方式81 10.510.5 标段的划分标段的划分81 10.610.6 对投标单位的资质要求对投标单位的资质要求81 1 1 1 综合说明综合说明 1.11.1 工程工程概况概况 1.1.11.1.1 地理位置地理位置 xx 水库位于 xx xx 县 xx 乡 xx 村境内，项目区距 xx 县城 38km，有乡村公 路通至 xx 村，但路况较差，部分路段不能通行，无上坝公路。坝址地理位置东 经 10858，北纬 268。坝址座落在珠江水系双江河上游 xx 村林场上的山 脚处。从 xx 村到坝址有 2.5 公里，从 xx 至 xx 村有 6 公里，虽有通乡村路，但 路况较差。 1.1.21.1.2 工程工程任务任务 本工程是一座以灌溉为主兼防洪等综合效益的小（二）型水库。 xx 水库总库容 27.54 万 m3，死库容 0.55 万 m3,兴利库容 22.58 万 m3,防洪 库容 4.41 万 m3,设计灌溉面积 590 亩。 1.1.31.1.3 工程工程建设及现状建设及现状 据 xx 水库原资料介绍，大坝为均质土坝，工程于 1957 年 12 月开始建设； 1985 年 4 月 25 日完工，并于 1990 年对坝顶进行加高 0.5 米及放水涵管的整修。 但至今仍未充分发挥效益。从而制约了下游 590 亩水田的灌溉。影响下游人口 660 余人，耕地（田、土）1024 亩。管理不到位，加之坝体、卧管、涵洞的渗 漏及损坏，严重影响大坝稳定安全，因此，一直以来均未发挥其应有的效益。 xx 水库枢纽主要建筑物包括大坝、溢洪道及放水涵洞。 大坝为均质土坝，坝顶高程 790.27790.35m，校核洪水位 789.97m，设计 洪水位 789.35m，正常水位 788.79m，死水位 779.57m。最大坝高 13.3m（复核 为 13.037m，实测时上游水面线高程为 779.59m。坝高以下游坝体底部实测） ， 坝顶轴线长度 53m，坝顶宽 2.6m，大坝上游面平均坝坡为 1:2.0，坡面无护坡 措施，且长满了树木、杂草丛生，土体坍塌损坏；下游面坝坡平均为 1:2.15， 坝面杂草丛生，平整度较差，凹凸不平，与岸坡交界处未设排水沟。坝体没有 排水体。 2 溢洪道位于水库大坝左岸，为渠槽式溢洪道，溢流控制高程 788.79m，控 制段溢流净宽 2.6m，溢洪道总长 36.0m,左右侧墙均未作砼衬砌，为人工开凿一 深槽式溢洪道，为自然岩石或土质边坡，极为粗糙，且杂草丛生；底板及侧墙 未用砼浇筑处理，底板坑洼不平，冲刷严重、杂草丛生，局部已损坏。 放水涵洞位于大坝右坝段，长约 65m，为浆砌石矩形放水涵，断面尺寸 （bh）0.400.55m，放水涵洞进水口底板高程 779.57m，出口底板高程 779.25m。放水涵洞进口为卧管控制取水， 未设简易拦污栅，无消能设施 。 经多年运行，拱涵洞身上部有明显变形破坏，取水卧管已损坏，取水口存在 严重渗漏现象,严重影响水库正常运行。 xx 水库设计控制灌溉面积为 590 亩，影响下游的人口 600 余人，1024 亩耕 地。 1.1.41.1.4 工程存在的问题工程存在的问题 根据贵州省 xx 县 xx 水库大坝安全鉴定报告书结论： （1）上、下游坝坡凸凹不平，树木、杂草丛生，荆棘覆盖；坝身单薄，坝 坡较陡；坝脚未设排水体，下游坝坡未设排水沟。 （2）由于当时施工质量差和施工技术的限制，水库目前出现坝基础渗漏严 重、坝体散浸渗漏及放水涵管渗漏。因坝体渗漏范围较大，隐患部位不能完全 确定，坝下游散侵现象严重，目前推荐坝体采用迎水面铺设土工膜防渗。 （3）修复排水凌体，在坝脚设导渗沟。 （4）溢洪道边墙稳定不能满足要求,需采取加固措施。 （5）放水涵洞由于年久失修，加上管理不当，该放水涵洞洞身渗漏较为严 重。 1.1.51.1.5 项目建设的必要性项目建设的必要性 1、xx 镇蚕洞村的灌溉水源主要依靠 xx 水库，当地政府将该水库工程作为 解决缺水的重要工程，迫切希望尽快修复。 2、防洪安全隐患。水库大坝下游有人口 600 余人，耕地 1024 亩。若大坝 3 一旦发生失事，严重威胁着下游人民群众的生命及财产安全。 3、灌溉面积为 590 亩，对提高当地粮食生产，提高当地群众生活水平起了 举足轻重的作用。 4、对水库下游 600 余人，耕地 1024 亩的防洪安全起着很大的作用。 1.21.2 工程管理运行现状工程管理运行现状 1.2.11.2.1 管理机构及管理现状管理机构及管理现状 1985 年水库建成后，隶属 xx 县水利局进行管理。没有管理站，直接管理 人员 1 人。常处于无人管理状态。 xx 水库无安全监测设施，未对大坝变形进行监测，现汛期只能对水库进行 简单的水位观测和临时防汛值班，因此水库管理条件差，无交通道路上坝，且 无应急措施。 1.2.21.2.2 运行管理调度运行管理调度 xx 水库是一座以灌溉为主，同时兼顾防洪等综合效益的小（二）型水库， 水库位于 xx 县城上游 38km 处，水库调度主要是利用 xx 气象站降水资料及其他 预报资料，根据用水过程或防洪时弃水过程进行水库调度运行，在长期的水库 运行过程中，存在以下问题： （1 1）水库放空设施）水库放空设施 水库未设放空设施，放空时采用灌溉取水口放空。其调度实际是通过取水 系统来完成，即通过对取水量的大小控制，以满足灌溉和防汛要求，来决定水 库蓄水还是放水。由于取水设施过流量较小，因此利用取水系统对水库进行调 度，其放水设施应灵活安全，需适时进行更新改造。 （2）水库没有专门的防洪调度的通讯、监测、交通运输等设施设备。 1.31.3 水库大坝安全鉴定及复核结论水库大坝安全鉴定及复核结论 1、坝体抗洪能力差，防洪能力不能满足规范要求，洪水不能安全下泄。 2、坝顶高低不平，上、下游坝坡较陡，且存在少许跨塌和损坏等现象； 上、下游坝面均不规则，两坝坡面松散体较多，同时坝面均杂草丛生。 4 3、溢洪道侧墙多处损毁，底板被乱石泥土淤积，树木、杂草丛生，多处损 坏；两岸边坡未进行支护处理；末端为自然坡体，未修建任何防护措施，并且 坡底也无消能设施。溢洪道结构不能满足安全泄洪要求，影响大坝的安全运行。 4、水库无管理用房，影响工程日常运行及维护管理，故水库一直无专人现 场管理。 5、放水设施是运用卧管取水，由于年久失修，加上无人管理，取水口、放 水卧管及涵洞进口已破损严重，不能正常运行。 6、本工程无金属结构。 7、水库大坝无必要的观测及管理设施，且交通极为不便。 5 1.41.4 工程特性表工程特性表 工程特性表工程特性表 数 量 序号及名称单 位 现在 加固后 备 注 一水文特性 1.坝址以上集雨面积 km21.581.88 2.水文系列长度年 / 46（19572003） 3.代表性流量 设计洪水标准及流量 m3/s22.550.465% 校核洪水标准及流量 m3/s33.7582.550.5% 4.洪量 设计洪水洪量万 m3 /50.465% 校核洪水洪量万 m3 /82.550.5% 二水库特性 1.水库水位 校核洪水位 m789.97789.930.5% 设计洪水位 m789.35789.285% 正常蓄水位 m788.79788.5 死水位 m779.57779.57 2.水库库容 总库容万 m3 2727.41 兴利库容万 m3 22.5822.45 正常蓄水位以下库容万 m3 23.1323.00 死库容万 m3 0.550.55 调洪库容 3.874.41 3.下泄流量 设计洪水下泄流量 m3/s/22.35 校核洪水下泄流量 m3/s/51.94 三. 主要建筑物 1.大坝 坝型 均质土坝均质土坝 地基岩性 左岸及河床为泥质粉砂岩；右岸中部灰岩、泥质 灰岩，上部为砂质、钙质泥岩 6 工程特性表（续表） 数 量 序号及名称 单 位 原成果加固后 备 注 地震基本烈度度 坝顶高程 m790.27790.27 最大坝高 m13.313.0 坝顶长度 m4646 2.溢洪道 型式 渠槽式渠槽式 地基 泥质粉砂岩及粉砂质泥岩 堰顶高程 m788.79788.5 溢流净宽 m2.33 消能方式无无 3.放水设施 型式 矩形涵洞矩形涵洞 进口底部高程 m 779.295779.295 出口底部高程 m 778.95778.95 断面尺寸 m0.40.550.40.55 进口闸门型式/尺寸卧管卧管 四. 工程效益及下游影响 1.灌溉 设计灌溉面积亩 590590 2.下游影响 人口人 600600 耕地亩 10241024 7 2 2 水文水文 2.12.1 水文及复核水文及复核 2.1.12.1.1 流域概况及流域特征值复核流域概况及流域特征值复核 xx 水库地处 xx 县 xx 镇 xx 村境内，坝址地理位置东经 10856，北纬 2604，距 xx 县城约 38km，距 xx 集镇约 14km。水库位于珠江水系双江河上 游。根据 1:10000 地形图复核，坝址以上集水面积为 1.58km2，主河道长 1.88km，河流比降为 26。 本流域地处贵州省东南部，水库所在区域属亚热带季风气候区，气候温和 湿润，雨量丰沛，光水热同季。 表2-1 xx水库地理参数成果表 坝址以上流域面积(km2) 主河道长度 (km) 主河道加权平均坡降 （） 流域 形状系数 1.581.8826 0447 2.1.22.1.2 气象概况气象概况 本流域地处高海拔低纬度区域，属于中亚热带温暖湿润的季风气候，夏无 酷暑，冬无严寒，雨水充沛，雨热同期，但季节分配不均，雨雾日多，相对湿 度大，气候垂直差异大，立体气候明显。根据县气象站历年资料统计，多年年 平均气温为 18，极端最高气温 36.5（出现在 1966 年 8 月 17 日） ，极端最 低气温-9.3（出现在 1977 年 1 月 30 日） ，最冷月 1 月平均气温 4.5，最热 月 7 月平均气温 25.8。平均日照时数 1317.9h，占可照时数的 30%，全年雾 日数 24.5d，雷暴日数 10.0d，平均相对湿度 83%，平均降雪日数为 9.1d，积雪 日数为 5.2d， 无霜期多年平均为 277 天，相对湿度达 83%，较大，多年平均最大风速为 1.9m/s。多年平均水面蒸发量 900 mm，多年平均陆地蒸发量 723mm。 据 xx 县气象局历年降水量资料统计，多年平均降水量为 1321.7mm，年雨 量最小值为 889mm（1998 年） ，年雨量最大值为 1761.4mm（1994 年） ，最大和最 小年降雨量比值达 1.98 倍。雨季一般 4 月上中旬开始出现，10 月下旬末结束， 8 历时 5 个多月。全年降水分配集中于春、夏两季，约占全年降水总量的 75.7%，尤以 56 月达到高峰区。年平均降水日数（日降水量0.1mm）为 189.1 天，日降水量10.0mm（小雨）的日数为 149.9 天，日降水量 10.125.0mm（中雨）的日数为 25 天，日降水量 25.150.0mm（大雨）的日 数为 11.5 天，日降水量 50.1100.0mm（暴雨）的日数为 2.6 天，日降水量 100.1250.0mm（大暴雨）的日数为 0.1 天。实测最大一日降水量 154.3mm（1999 年 9 月 10 日） 。 2.1.32.1.3 径流复核径流复核 本流域属典型的山区雨源型河流，径流由降水补给，径流特性与降水特性 基本一致，即径流年际变化小，年内分配不均。根据贵州省地表水资源附图 分析，本流域径流深 600mm 左右，径流洪枯差异不大，年内分配不均。 设计流域的径流均由降水补给，径流特性与降水特性基本一致，即年际变 化小而年内分配不均。根据选择的参证站 xx 气象站的降水资料，结合贵州省 地表水资源成果并按照枯水调查分析成果控制，采用降水径流频率相应法作 出坝址处的径流成果。 依据 xx 气象站的降水资料，按计算 19602003 年的统计%100 1 n m p 参数，其多年平均降水量为 1321.7mm，cv0.15，cs2cv，其 xx 气象站最大 一日降水量、5 月8 月（丰水期）和 11 月次年 2 月（枯水期）降水量频率 曲线图见下。查贵州省地表水资源附图，设计地区的多年平均年径流系数 在 0.45 左右，根据所作的降水成果，计算得本工程多年平均径流深为 595mm； 再查“多年平均径流深等值线图”知本流域的多年平均径流深在 600 mm 左右， 说明确定的多年平均径流深是合理的。径流的变差系数根据贵州省地表水资 源中的公式计算： f rc c m vx vy lg 式中： 年径流变差系数； vy c 年降雨量变差系数； vx c f 集雨面积，f100 km2时取 f=100 km2 9 a 径流系数，=0.5； m、地区性经验参数； m=0.7 ，=0.04 查贵州省 地表水资源附图得 =1.30。 根据上式计算得项目区年径流变差系数=0.31，结合贵州省地表水资 vy c 源上有关等值线图，确定年径流的变差系数 cv 为 0.30，偏态系数 cs 取 2cv。 10 xx 气象站最大一日降雨量频率曲线图 11 xxxx 气象站气象站 5 5 月月8 8 月降雨量频率曲线图月降雨量频率曲线图 12 xx 气象站 11 月次年 2 月降雨量频率曲线图 13 2.1.42.1.4 基本资料及参证站基本资料及参证站 本流域内无水文测站，没有实测的流量资料，邻近流域内也无合适的参 证水文测站。xx 水库自运行以来无水库运行记录（水位、流量），流域邻近地 区有中潮、洪州雨量站、xx 气象站降雨资料系列，各站点基本情况见表 2-1。 表2-2 气象、雨量站资料系列统计表 地理位置 站名 东经北纬 设置地点 资料统计 年代 主要观测 项目 备注 xx气象站 109092614 xx县城关镇19562005降雨、蒸发 中潮雨量站10910 2702 xx县中潮镇19652005降雨量 缺 1968 年 洪州雨量站10925 2608 xx县洪州镇19652005降雨量 中潮、洪州雨量站属贵州省水文水资源局，两站观测项目为降雨量，汛期 为四段制观测，枯期为两段制观测。观测资料由 xx 州水文水资源局整编后报贵 州省水文水资源局审查汇编刊印，已刊印至 1979 年，1980 年至今有整编成果， 资料较为可靠。 xx 气象站地理位置东经 10909，北纬 2614，观测场海拔高程 555.1m。该站于 1937 年 4 月设站至 1948 年 12 月停测，其间资料不完整。1956 年 10 月起恢复测验工作至今，为国家基本气象站网点，观测项目有气温、降水、 风、湿度、蒸发等，观测方法正确，资料可靠，至今已观测积累了连续 50 年气 象资料。经对 xx 气象站降雨资料系列分析，1956 年以前降雨量资料缺测较多， 资料系列不完整，精度差，不予采用。1956 年至今降雨量采用人工与自记相结 合观测，其观测成果经省气候中心整编刊印，成果可靠性强，资料系列年限长， 代表性好，可满足水利水电工程规划设计的要求。 根据对资料的收集情况，xx 县气象站距坝址最近，且属国家基本站，汛 期进行四段制、八段制观测，枯季采用二段制观测。降水量采用自计雨量记观 测，人工观测值校核，降水量精度较高，降水观测均按规范要求进行，资料整 编的精度较高。xx 县气象站建站时间较早，实测资料年限较长，观测场位置基 本不变，气象站观测资料是在一致条件下产生的。所处流域内气候条件及下垫 面条件基本稳定，现有 19572003 年 46 年降水资料、暴雨资料观测系列较长， 对本工程洪水复核具有一定的可靠性、一致性和代表性。本次主要采用的 xx 气 象站作为主要参证站。 14 本次洪水复核采用 xx 县气象站 19572003 年 46 年降水资料、暴雨资料， 和贵州省暴雨洪水计算实用手册中的有关数据及其修订本中的雨洪公式进 行复核。 2.1.52.1.5 水库库容曲线复核水库库容曲线复核 水库库容曲线是根据现场勘测、原始记录资料及 1:10000 地形图量算而得， 采用高程为假设高程系统。xx 水库库容曲线详见表 2-3。 表 2-3 xx 水库库容曲线表 高程（m）777.85 779.00780.00 781.00 782.00 783.00 784.00 785.00 库容(万 m3) 0.00 0.00 0.7 1.25 2.65 4.20 6.87 8.35 高程（m）786.00 787.00 788.00 789.00 789.97 库容(万 m3) 13.54 16.21 21.3523.5427.41 2.1.62.1.6 水利调节计算水利调节计算 2.1.6.12.1.6.1 灌溉制度和灌溉定额灌溉制度和灌溉定额 xx 水库灌区灌溉对象主要是大季种植水稻，小季种植油菜，复种指数为 1.8，水稻灌溉方式主要是进行“浅、薄、湿、晒”的灌溉，确保用水，促进粮 食稳产、高产。 根据贵州省编制成果报告 ，结合当地的干旱情况、降水 15 情况，水稻生育期从移栽起共分：返青、分蘖、拔节，抽穗（扬花） ， 乳熟， 黄熟七个阶段，各段需水系数约 0.91.1。水稻的营养生长期主要包括秧苗期 和分蘖期。在秧苗期前，需先进行打田，保持土壤的含水量。秧苗期指种子萌 发开始到拔秧这段时间；分蘖期是指秧苗移栽返青到拔节这段时间。秧苗移栽 后由于根系受到损伤，需要 57 天时间，秧苗的地上部分才能恢复生长，根系 萌发出新根，这段时期称返青期。水稻返青后分蘖开始发生，直到开始拔节时 分蘖停止，一部分分蘖具有一定量的根系，以后能抽穗结实，称为有效分蘖； 一部分出生较迟的分蘖以后不能抽穗结实或渐渐死亡，这部分分蘖称为无效分 蘖。分蘖前期产生有效分蘖，这一时期称有效分蘖期，而分蘖后期所产生的是 无效分蘖，称无效分蘖期。水稻的生殖生长期包括拔节孕穗期、抽穗开花期和 灌浆结实期。在抽穗前，需先进行晒田，保证稻穗颗粒饱满，生长良好。拔节 孕穗期是指幼穗分化开始到长出穗为止，一般需 1 个月左右；抽穗开花期是指 稻穗从顶端茎鞘里抽出到开花齐穗这段时间；灌浆结实期是指稻穗开花后到谷 粒成熟的时期，又可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。水稻生殖生长期的生育特 点是长茎长穗、开花、结实，形成和充实籽粒，这是夺取高产的主要阶段，要 及时灌水。 表 2-4 灌区水稻灌溉制度表 水稻生长期时间天数 各次净灌水定额 （m3/亩） 灌水 次数 1 次灌溉 天数 打田期4.215.5 1590115 返青期5.65.20 154033 分蘖期5.216.22 324863 晒田期6.236.27 53015 拔节及孕穗期6.287.31 345053 抽穗期8.18.19 194053 灌浆期8.209.4 164053 成熟期9.59.14 101223 合计 146350 16 灌区秋冬季种植油菜。油菜需水量较小，主要是在移栽时需进行灌水，其 余生长时节天然补水即可。移栽时一次灌水量为 5m3/亩。 2.1.6.22.1.6.2 灌溉需水量灌溉需水量 xx 水库设计灌溉面积为 590 亩（水田） ，春夏季种植水稻，秋冬季种植油 菜，复种指数为 1.8。根据根据贵州省编制成果报告 ，xx 水 库渠道水利用系数为 0.75，田间水利用系数为 0.95，即灌溉水利用系数为 0.71，所需水量如表所示： 表 2-5 xx 水库灌区作物逐月灌溉需水量 灌溉面积灌溉定额需水量 月份 (亩) 作物 （m3/亩） 灌溉水利用 系数 (万 m3) 4 月 590600.714.99 5 月 590860.717.15 6 月 590720.715.98 7 月 590400.713.32 8 月 590700.715.82 9 月 590 水稻 220.711.83 10 月 47250.710.33 11 月 47200.00 12 月 47200.00 1 月 47200.00 2 月 47200.00 3 月 472 油菜 00.00 合计 355 29.42 2.1.6.32.1.6.3 水库兴利调节计算水库兴利调节计算 参照 xx 县气象局资料，xx 水库多年平均径流量为 93.98 万 m3，p=80%年径 17 流量为 48.27 万 m3，年内径流分配如下表所示： 18 表 2-6 p80时降水年内径流量分配情况表 水源点 月份 456789101112123 全年 pi()149.3184.8153.884.523.176.648.610.258.171.686.7571004.3 分配系数（%） 14.9 18.4 15.3 8.4 2.3 7.6 4.8 1.0 5.8 7.1 8.6 5.7 100 xx 水库（万 m3) 7.2 8.9 7.4 4.1 1.1 3.7 2.3 0.5 2.8 3.4 4.2 2.7 48.27 19 xx 水库集雨面积为 1.58km2，正常蓄水位库容 23.13 万 m3，兴利库容 22.58 万 m3，死库容 0.55 万 m3，p=80%时，年来水量为 48.27 万 m3，设计灌溉面积 590 亩， 损失水量（蒸发、渗漏损失量）按月初库容的 1%计。水库的兴利调节计算见下表。 表 2-7 ( p=80%)xx 水库兴利调节计算表 单位：万 m3 水库月初库容来水量需水量 盈余 水量 损失水量水库月末库容弃水量 月份 万 m3万 m3万 m3万 m3万 m3万 m3万 m3 4 月23.13 7.176 4.99 2.190 0.22 23.13 1.95 5 月23.13 8.883 7.15 1.736 0.22 23.13 1.49 6 月23.13 7.393 5.98 1.409 0.22 23.13 1.17 7 月23.13 4.062 3.32 0.738 0.22 23.13 0.50 8 月23.13 1.110 5.82 -4.707 0.22 17.740.00 9 月 17.743.682 1.83 1.854 0.18 19.580.00 10 月 19.582.336 0.33 2.004 0.20 21.580.00 11 月 21.58 2.793 0.00 2.793 0.22 23.13 1.07 12 月23.13 0.490 0.00 0.490 0.24 23.13 0.25 1 月23.13 3.442 0.00 3.442 0.24 23.13 3.20 2 月23.13 4.167 0.00 4.167 0.24 23.13 3.93 3 月23.13 2.740 0.00 2.740 0.24 23.13 2.50 合计 48.273 29.417 18.856 2.808 16.05 2.22.2 洪水及复核洪水及复核 2.2.12.2.1 暴雨洪水特性暴雨洪水特性 流域为山区性雨源型河流，洪水由暴雨形成。流域内植被较好，但山高坡陡， 洪水汇流历时短，洪水陡涨陡落，多为单峰型。汛期为410月，大或特大洪水主 要在67月，暴雨的天气系统类型主要是冷锋低槽和两高变切类，本区域暴雨主要 出现在58月，以6月最多，占历年总次数的30%。个别年份出现在4月或911月， 历年暴雨日数平均为2.7天，最多7天（1979年） 。暴雨强度大，来势迅猛，常引起 山洪暴发，江河泛滥，形成洪涝灾害。xx县气象站历年实测最大一日降水量为 154.3mm（1999年9月10日） 。受地形地貌影响，易发生强度及量级大而历时较长的 20 灾害性暴雨。 2.2.22.2.2 设计暴雨计算设计暴雨计算 本次设计洪水采用“雨洪法”进行分析计算, 其“雨洪法”推求设计洪水。 为使设计暴雨推求值更加可靠，符合地区暴雨特性，本次分析推求设计暴雨时引入 邻域 xx 县雨量气象站的暴雨资料进行分析，各站年最大一日降雨量统计参数见表 2-8 表 2-8 各参证站年最大一日降雨量统计参数表 最大一日降雨量24 小时点雨量适线参数 站名 均值(mm)cv均值(mm)cvcs xx 气象站77.10.4586.40.503.5cv 结合手册中有关等值线图，作出坝址以上流域的暴雨成果： h24=90mm，cv=0.50，cs=3.5cv，h1=46.0mm，cv=0.46，cs=3.5cv，作 p-型频率曲 线适线推求各频率设计暴雨值，见表 2-10。 表 2-10 设计暴雨成果表 p(%)0.10.20.30.512510 h24p(mm)341.1312.3291.6274.5246.6217.8178.9149.5 sp(mm)121.6112.8106.4101.292.483.271.061.4 表 2-11 参证站年最大二十四小时暴雨量频率分析成果表 站 名h24（mm）cvcs/cv xx 县气象站90.000.53.5 21 表2-12 xx水库各频率设计暴雨成果表 均值各频率设计暴雨(mm) 项目 (mm) cvcs/cv 20%10%5.00%2.00%1.00%0.50%0.20% 24 小时 暴雨 900.53.5118.8149.4179.1217.8246.6275.4313.2 1 小时 暴雨 400.43.551.261.271.283.292.4101.2112.8 2.2.32.2.3 设计洪水计算设计洪水计算 2.2.3.12.2.3.1 洪峰总量和洪水总量洪峰总量和洪水总量 xx 水库是一座以灌溉为主兼防洪任务的水利工程。大坝为均质土坝，最大坝高 13.03m，总库容 27.58 万 m3。对照防洪标准 （gb5020194）及水利水电工程 等级划分及防洪标准 （sl2522000） ，其工程规模为小（二）型工程，工程等别 为等，主要永久水工建筑物级别为 5 级，本次复核防洪标准按 20 年一遇 （p=5%）设计，200 年一遇（p=0.5%）校核。 xx 水库流域区无水文测站，无实测水文及气象资料，邻近流域也无合适的水文 测站，本次洪水复核采用贵州省地表水资源和贵州省暴雨洪水计算实用手册 中的有关数据及其修订本中的雨洪公式进行复核。 由于设计流域面积较小，而邻近又无特小流域水文资料，设计洪水计算式采用 贵州省暴雨洪水计算实用手册 （小汇水流域部分）提供的雨洪法计算式： xx 水库坝址以上流域面积 1.58km2，植被较好，属于开垦度较高的山区，河道 较为曲折，同时根据流域几何特征值 （=l/(j0.333*f0.25) =5.830）判定修订公 式采用特小（2）式： 修订公式（特小 2 式）： 22 qmp=0.481r10.571*f0.223*j0.149*f0.890*(c1*sp)1.143 洪量公式： wmp=0.1fch24p qmp某设计频率之洪峰流量（m3/s） ； wmp某设计频率之洪水总量（万 m3） ； c24h 暴雨径流系数； l主河道长度； j主河道平均坡降； f流域形状系数； f流域面积； sp某设计频率暴雨雨力； h24p某设计频率最大 24 小时暴雨量； r1汇流参数非几何特征系数； c1洪峰径流系数； 在计算中，汇流系数 r1根据流域情况取 0.31，c1取值范围为 0.8360.874，f 为 0.447,j 为 0.026,f 为 1.58km2。xx 水库本流域洪水成果直接 采用贵州省暴雨洪水计算实用手册之“修订公式”成果。 根据以上资料采用雨洪法作出xx水库坝址处的设计洪水，成果见表2-11。按照 国家防洪标准 （gb50201-94） ，xx水库的设计洪水标准为二十年一遇（p=5%） ， 校核洪水标准为二百年一遇（p=0.5%） 。 表 2-13 xx 水库设计洪水成果表 p（%）5%0.50% qp(m3/s)50.46 82.55 wp(万 m3)22.92 39.42 23 2.2.3.22.2.3.2 设计洪水过程线设计洪水过程线 对于小流域，按贵州省暴雨洪水计算实用手册的方法计算汇流时间 值， 可用下式计算： 流域汇流时间（小时） f流域面积(km2) qpn洪峰流量 m3/s j主河道坡降 r洪峰径流系数 流域特征系数f 本流域产流属区，汇流属3区，根据贵州省暴雨洪水计算实用手册表十 五，取（二）类概化线，进行洪水过程线推求，成果见表 2-14。 25.0 13.0 09.0 22.0 2 278.0 np qfr f j 24 表 2-14 xx 水库设计洪水过程推算表 过程线（p=10%）过程线（p=5%）过程线（p=0.5%） qm=44.35m2/sqm=50.46m3/sqm=82.55m3/s 概化线坐标 tm=1.51htm=1.46htm=1.29h 序号 qt/qmt/tmqt(m3/s)(h)qt(m3/s)(h)qt(m3/s)(h) 1000000.00 00.00 20.050.132.22 0.20 2.52 0.19 4.13 0.17 30.10.214.44 0.32 5.05 0.31 8.26 0.27 40.20.268.87 0.39 10.09 0.38 16.51 0.34 50.50.3722.18 0.56 25.23 0.54 41.28 0.48 60.90.5139.92 0.77 45.41 0.74 74.30 0.66 70.950.5542.14 0.83 47.94 0.80 78.42 0.71 810.644.35 0.91 50.46 0.88 82.55 0.77 90.950.6742.14 1.01 47.94 0.98 78.42 0.86 100.90.7139.92 1.07 45.41 1.04 74.30 0.92 110.70.931.05 1.36 35.32 1.31 57.79 1.16 120.51.0522.18 1.59 25.23 1.53 41.28 1.35 130.41.217.74 1.81 20.18 1.75 33.02 1.55 140.31.4413.31 2.17 15.14 2.10 24.77 1.86 150.251.6111.09 2.43 12.62 2.35 20.64 2.08 160.21.828.87 2.75 10.09 2.66 16.51 2.35 170.152.16.65 3.17 7.57 3.07 12.38 2.71 180.12.54.44 3.78 5.05 3.65 8.26 3.23 190.0532.22 4.53 2.52 4.38 4.13 3.87 20040.00 6.04 0.00 5.84 0.00 5.16 2.2.42.2.4 洪水调节计算洪水调节计算 xx 水库现有泄流设施为渠槽式泄洪道，无闸门控制，净宽 2.7m，底坡 i0.03,最大泄洪能力为 9m3/s，根据设计洪水的计算成果，现在的溢洪道不能满 25 足泄洪要求。根据兴利调节计算 p=80%，盈余水量总计为 18.86 万 m3。在不增加淹 没的条件下，采取降低溢洪道进口高程、增大泄槽的底坡 i 和扩宽泄槽相结的方案， 以增大泄洪槽的泄洪能力。设计溢流堰为渠槽式泄洪道，进口高程 788.5m，过水 断面净宽 3m，长 36m， =25.110，按明渠水流计算。其下泄流量曲线根据公式 q=ac计算。ri q水库下泄流量（m3/s）； a过水断面面积（）； c谢才系数（m1/2/s）; r水力半径（m）; n糙率，根据护面材料为混凝土，取 n=0.015； i渠道底坡，整治后为 i=0.05 根据以上参数计算，溢流曲线按明渠非均匀流计算，溢洪道水位下泄流量成 果见表 2-15、图 4-1。 表表 2-15 xx 水库溢洪道水位下泄流量关系曲线成果表水库溢洪道水位下泄流量关系曲线成果表 水位 z（m） 788.5788.7788.9789.1789.28789.5789.7789.93 下泄流量 q(m3/s) 02.818.315.2522.3531.8140.9551.94 6 11 r n c 26 由上述资料，根据来水量流量、库容特性曲线、溢洪道进口下泄流量曲线，调 洪演算按照“水量平衡方程式”进行，即： 1212 21 ()() 22 qqtqq vvv q1、q2时段始末来水流量(m3/s) q1、q2时段始末总下泄流量(m3/s) t时段长(h) v1 时段初水库库容(万 m3) v2 时段末水库库容(万 m3) 经调算，xx 水库起调水位定为 788.5m，20 年一遇下泄流量为 22.35m3/s，200 年一遇下泄流量为 51.94m3/s。xx 水库调洪计算成果如表 2-16。 表 2-16 xx 水库泄洪设施调洪成果表 频率 （%） qmp （m3/s ） qmp （m3/s ） 起调水位 （m） 最高洪水位 （m） 相应库容 （万 m3） 备注 5.050.4622.35788.5789.2826.18设计洪水 0.582.5551.94788.5789.9327.41校核洪水 说明：经本次复核，xx 水库总库容为 27.41 万 m3。 27 2.32.3 施工洪水施工洪水 施工导流时段据施工要求定为当年 11 月至次年 3 月，施工标准按水利水 电施工组织设计规范 ，导流建筑物划分为 5 级和洪水重现期定为 5 年一遇。 xx 水库洪水复核采用贵州省地表水资源和贵州省暴雨洪水计算实用 手册中的有关数据及其修订本中的雨洪公式进行复核，查得枯水期最大一日 降雨量，可得：cv=0.45，cs=3.5cv，h=5.3mm。 雨洪法公式： qp=0.481r10.571f0.223j0.149f0.890（csp）1.143 洪水总量的计算公式： wp=0.1h24pcf 经计算，得 q=1.37m3/s，w=0.7 万 m3。 2.42.4 泥沙及淤积复核泥沙及淤积复核 2.4.12.4.1 现状淤积复核现状淤积复核 本水库无实测泥沙资料，泥沙淤积计算根据贵州省地表水资源悬移质 多年平均年输沙模数分区成果，结合现场察勘情况，进行综合考虑。 本水库所在区域悬移质多年平均年侵蚀模数 m 为 100200t/km2年，根据 本区域下垫面及植被情况，多年平均年侵蚀模数 m 取 100t/km2年，流域面积 为 1.58km2，河流泥沙干容重取 1.3t/m3，则年输沙量为 150m3。水库自 1985 年 建成至今，共计 26 年，库容从 777.27m 高程淤积至现在的 778.4m 高程。现以 778.4m 高程，今后运行期按 30 年计算水库淤沙库容为 0.45 万 m3,查库容曲线， 对应高程为 778.9m。水库死水位设计为 779.57m，相应库容为 0.55 万 m3，可满 足 30 年淤沙要求。 2.4.22.4.2 取水口高程及死水位复核取水口高程及死水位复核 根据现场实地测量，取水口高程为 779.25m,死水位高程为原设计 779.576m，溢流堰顶高程为 788.97m。经计算并结合工程的实际情况，满足防 洪要求，设计溢流堰顶高程为 788.5m，取水口和死水位高程采用原设计高程。 28 3 3 水文地质及工程地质水文地质及工程地质 3.13.1 区域地质概况区域地质概况 测区总体地势为西北面高，东南面低，区内海拔在 1000620m 之间，相对 高差 380m，由于受地面河流切割较浅，自然坡度相对较缓，总体属中低山山地 地貌，水库自北向南展布，库岸冲沟发育，岸坡宽缓。测区内出露地层主要为 第四系沉积物、上元古宇前震旦系板溪群隆里组第一段(ptbnbl1)，第四系较发 育，覆盖层相对较厚，植被生长茂盛。 项目区出露地层相对单一，主要地层有第四系(q)、前震旦系板溪群隆里组 第一段(ptbnbl1)，具体岩性叙述及分布如下： 第四系沉积物（q）：主要为残坡积、冲积物（qd+al）。残坡积物零星分布 于山麓、斜坡地带，岩性为风化剥蚀形成黄色、红色的粘土、亚砂土夹风化未 彻底的碎石，厚为 15m。冲积物分布于冲沟、河谷宽缓地带，岩性主要为山 洪携带的砂、粉砂、砾石、块石等，厚为 0.52m。 前震旦系板溪群隆里组第一段(ptbnbl1)：岩性为浅灰色中厚层粉砂质板岩,分 布在坝址库区等,厚度在 260m650m 之间。 测区出露地层为前震旦系的浅变质板岩组，主要岩为粉砂质板岩，岩层均 为隔水岩层，富水性较差，地表水活动较地下水活动频繁和强烈，水文地质主 要表现为大气降水和地表水活动，地表分水岭和地下分水岭一致，地下水主要 为风化物中的孔隙水和基岩中浅层裂隙水为主，第四系孔隙水次之，水量小， 季节性强，常以散侵、渗流形式出露于地表。 根据区域地质资料及地表调查，测区内无大的断裂构造及近挽期断裂活动 带通过，查中国地震动参数区划分图gb183062001 本区地震动反应谱特 征周期加为 0.35s，地震动峰值加速度0.05g,地震基本烈度为度，区域构 造稳定性较好。 3.23.2 库区工程地质复核库区工程地质复核 库区总体地势为北高南低，库区岸坡高程在 840777m 之间，相对高差 63m，总体属中低山山地地貌，由于受地面河流切割较浅，库区两岸坡度相对较 29 缓，在 1525之间，右岸比左岸稍高，库区出露地层为前震旦系板溪群隆 里组第一段(ptbnbl1),岩性为中厚层粉砂质板岩，产状 34922，岩层节理 裂隙发育。 3.33.3坝体质量及工程地质评价坝体质量及工程地质评价 3.3.13.3.1 坝体质量评价坝体质量评价 经现场检查及背坡面坝体挖坑揭露，坝体填筑土料为粘土夹碎石等，并结 合试验资料。建议岩土物理力学指标如下： 1天然含水量（w）：32.7 2天然容重（w）：1.86g/cm3 3干容重（d）：1.31 g/cm3 4饱和容重（s）：1.88 g/cm3 5凝聚力（c）：32.8kpa 6内摩擦角（）：9.6 7压缩系数（a）：0.29mpa1 8压缩模量：6.8mpa 9坝体渗透系数（k坝）：2.19104cm/s 10坝基（强风化层）渗透系数（k基）：5.3103cm/s 11坝基（强风化层）摩擦系数（f）:0.45 大坝坝体填筑料为黄色粘土，夹少量风化碎石，根据取样土工试验，天然 容量为 1.86g /cm3，坝体渗透系数为 2.19104cm/s ，坝体填筑质量不满足 碾压式土石坝设计规范(sl274-2001)的要求须作防渗处理。 3.3.23.3.2 坝区工程地质