贵州某水库除险加固设计报告.doc

1 综合说明 1.1 工程概况 后洞水库位于修文县东面的扎佐镇长坡村境内，距县城 27km，距扎 佐镇 10km，有扎佐至六屯公路 8km 处乡村公路到达水库，交通比较方便。 后洞水库位于鱼梁河支流上，属长江流域乌江水系，原设计总库容 24.7 万 m3，系小(2)型蓄水工程，工程始建于 1979 年。于 1980 年基本竣工。 该工程大坝为砌石重力坝，坝高 10.3m，坝顶宽 2.3m ，坝顶长 97m。该 水库是以农业灌溉为主的小(2)型水库，设计灌溉面积 1100 亩。坝址以 上流域集水面积为 4.53km2，其中明流区集水面积为 1.14km2主河长 2.29km，河道平均比降 17.4，闭流区集水面积 3.39 km2，分三块经消 洞流入库内，分别是：1、长坡村小坡上村民组（六组）麻窝田洞，洞 口以上集水面积为 0.73km2；2、长坡村下坝村民组（四组）下坝洞门口， 洞口以上集水面积为 1.25km2；3、长坡村水路坝村民组（二组）水路坝 洞门口，洞口以上集水面积为 1.41km2。 后洞水库属低中山溶蚀峰丛、槽谷地形地貌，库区四周山体坡度在 15-45之间。库区河谷宽 30m-70m，水库范围内河流发育方向为南北 向，下游汇入桃子湾河。 后洞水库流域属北亚热带冬半干燥夏季湿润型气候区，冬无严寒， 夏无酷暑，光照充足，热量条件好，雨热同期，四季较分明。 流域内平均海拔高程 1322m 左右，该地多年平均气温 13.6，最冷 月 1 月 3.4，最热月 7 月 32.4，极端最低气温-10.4，极端最高 气温 34.2。年平均风速 12m/s，平均无雾期 298.4 天，多年平均降水 量 1170.6mm，集中于夏半季。年平均日照数 1324.9 小时，占可照日数 的 30%，以夏季为最多，冬季为少。全年以 ne 风为多，夏季盛行 s 风， 冬季盛行 ne 风。全年静风频率为 21%，1 月静风频率 19%，7 月静风频 率 20%。年平均相对温度 83%。最大在秋冬季，达 84%左右，最小在春季， 在 81%上下。全年平均雾日数 23.6 天。 根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准 （sl252-2000）和 防洪标准 （gb50201-94）规定，本工程为小（2）型水库，工程等级 定为等，大坝、溢洪道等主要建筑物为 5 级，其它临时建筑物为 5 级， 设计洪水标准 20 年（p=5%）一遇，校核标准 200 年（p=0.5%）一遇。 大坝枢纽主要包括大坝、溢洪道。大坝为浆砌石重力坝，坝顶高程 1273.7m，最大坝高 10.3m，坝顶宽度 2.3m，坝顶长度 97m，溢洪道位于 大坝中部，堰顶高程为 1272.7m，设计为 wes 型实用堰，净宽 36m；放 水设施为有压铸铁管，右管径为 250，进口高程 1266.5m ；左管径为 100，进口高程 1269.2m。出口为闸阀控制,右出口闸阀已坏。 1.2 工程运行管理现状 贵阳市修文县后洞水库是一座系以灌溉为主的小（2）型水利工程， 由于水库大坝坝体、坝基（肩）存在渗流，造成水库水量损失，加大坝 基扬压力，降低大坝的应力稳定安全度，影响大坝工程质量、安全监测 及运行管理一般，放水设施右出口闸阀已坏，影响大坝的安全及效益的 发挥。 后洞水库是一座以灌溉为主的小（2）型水库。现由修文县水利局 扎佐镇水利站对水库进行管理和日常维护工作。 1.3 水库大坝安全鉴定及复核结论 根据修文县后洞水库大坝安全鉴定报告书的结论，贵阳市修文 县后洞水库安全类别为二类坝。 （1）后洞水库工程属等工程，大坝等主要建筑物为 5 级建筑物， 防洪标准为 20 年一遇洪水设计，200 年一遇洪水校核，符合防洪标准 （gb50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准 （sl252- 2000）要求； （2）大坝坝顶高程不能满足规范要求； （3）溢洪道的泄洪能力满足过洪要求； （4）地震基本烈度小于度，可不设防； （5）溢洪道、放水设施质量满足规范要求。 （6）水库有专人管理，规章制度不齐全，无必要的观测设施。 （7）大坝整体结构基本完好，结构稳定和坝体应力满足规范要求。 （8）坝体、坝基（肩）存在严重渗漏。 1.4 工程特性表 工工 程程 特特 性性 表表 序 号 及 名 称单 位 原设计数 量 除险加固后 数量 备 注 一、水文 1、流域面积 坝址以上集雨面积 k4.84.53 明流区：1.14 闭流区：3.39 2、代表性流量 正常运用（设计） 洪水标准及流量 m3/s 44.2（p=5 %） 28.77（p=5% ） 非常运用（设计） 洪水标准及流量 m3/s 71.7（p=0 .5%） 43.56（p=0. 5%） 3、洪量 设计洪水量万 m3 53.7847.61 校核洪水量万 m3 79.1874.02 二、水库 1、水库水位 校核洪水位 m1273.71273.42 设计洪水位 m1273.71273.14 正常蓄水位 m1272.71272.7 死水位 m1266.51270 2、水库容积 总库容万 m3 24.722.36 正常蓄水位以下库容万 m3 18.417.75 死库容万 m3 26.51 序 号 及 名 称单 位原设计数量除险加固后数量备 注 三、最大下泄流量 1、设计洪水位时最大 下泄量 m3/s 42.5 26.85（p=5%） 2、校核洪水位时最大 下泄量 m3/s 59.8 44.69（p=0.5%） 四、主要建筑物及设备 1、挡水建筑物 型式浆砌石重力坝 地基特性 灰质白云 岩 坝顶高程m1273.71273.7 最大坝高m10.310.3 最大坝宽m2.32.3 坝顶长度m9797 2、泄水建筑物 堰型实用堰实用堰 地基特性 灰质白云 岩 堰顶高程m1272.71272.7 溢流段宽度m3636 3、放水建筑物 型式 压力铸铁管 左进口中心高程 m1266.51266.5 直径 mm250250 右进口中心高程 m1269.21269.2 直径 mm100100 4、工程任务 有效灌溉面积亩 10451180 设计保证率% 8080 序 号 及 名 称单 位 原设计数 量 除险加固后数量备 注 五、施工 1、主要工程量 砼m3120.85 浆砌块石m3113.04 帷幕灌浆m405 充填灌浆m289.1 2、主要材料用量 水泥 t74 砂 m3103 碎石 m3133 块石m3140 3、施工工期 施工工期月 4 六、经济指标 1、静态总投资万元 77.85 建筑工程万元 42.28 金属结构设备及安装工程万元 0.16 临时工程万元 4.48 其它费用万元 23.03 基本预备费万元 3.71 水土保持和环境保护费万元 4 7 2 水文 2.1 水文及复核 2.1.1 流域概况及流域特征值复核 后洞水库位于修文县东面的扎佐镇长坡村境内，距县城 27km， 距扎佐镇 10km，有扎佐至六屯公路 8km 处乡村公路到达水库，交通 比较方便。后洞水库位于鱼梁河支流上，属长江流域乌江水系，总 库容 24.7 万 m3，系小(2)型蓄水工程，工程始建于 1979 年。于 1980 年基本竣工。该工程大坝为砌石重力坝，坝高 10.3m，坝顶宽 2.3m ，坝顶长 97m（原设计） 。该水库是以农业灌溉为主的小(2)型 水库，设计灌溉面积 1100 亩。坝址以上流域集水面积经本次复核 （1：10000 地形）为 4.53km2（原设计 4.8 km2） ，其中明流区集水 面积为 1.14km2主河长 2.29km，河道平均比降 17.4，闭流区集水 面积 3.39 km2，分三块经消洞流入库内，分别是：1、长坡村小坡 上村民组（六组）麻窝田洞，洞口以上集水面积为 0.73km2；2、长 坡村下坝村民组（四组）下坝洞门口，洞口以上集水面积为 1.25km2；3、长坡村水路坝村民组（二组）水路坝洞门口，洞口以 上集水面积为 1.41km2。 2.1.2 水文气象 后洞水库流域属北亚热带冬半干燥夏季湿润型气候区，冬无严 寒，夏无酷暑，光照充足，热量条件好，雨热同期，四季较分明。 该地多年平均气温 13.6，最冷月 1 月 3.4，最热月 7 月 8 32.4，极端最低气温-10.4，极端最高气温 34.2。年平均风 速 12m/s，平均无雾期 298.4 天，多年平均降水量 1170.6mm，集中 于夏半季。年平均日照数 1324.9 小时，占可照日数的 30%，以夏季 为最多，冬季为少。全年以 ne 风为多，夏季盛行 s 风，冬季盛行 ne 风。全年静风频率为 21%，1 月静风频率 19%，7 月静风频率 20%。年平均相对湿度 83%。最大在秋冬季，达 84%左右，最小在春 季，在 81%上下。全年平均雾日数 23.6 天。 流域内降水量丰沛，多年平均降水量1170.6mm，降水年内分配 不均，主要集中在5-10月，占全年降水量的82%左右。年平均降水 日数（日降水量0.1mm）203.1天，日降水量5.0mm的日数为 57.2天，暴雨日（日降水量50mm）3.2天，大暴雨日（日降水量 100mm）0.4天，最大一日达165.2mm。流域属亚热带冬半干燥夏 季湿润型气候区，冬无严寒，夏无酷暑，光照充足，热量条件好， 雨热同期，四季较分明。 2.1.3 水文参证站选择 2.1.3.1 资料收集 该水库工程所处流域内无实测水文及泥沙资料，邻近有修文县 气象站。修文县气象局位于龙场镇马长坡，东经 10636，北纬 2651，为一般气象站，每天进行 08、14、20 时三次观测。修文 气象局于 1958 年 11 月建站，位于修文县城关镇东面南门口街背后 菜园内（城镇） ；1960 年 9 月迁站至修文县城关镇东面田坝中间 （郊外） ， （现址）1962 年 4 月迁站至修文县龙场镇马长坡（城郊） 。 9 资料年代从 1963 年 1 月 1 日开始正式观测记录，具有气温、风 向、风速、降雨、蒸发等观测设施，资料观测年限为 1963 年至 2006 年。该站多年平均降雨量为 1170.6mm，年降雨变差系数为 0.16。 2.3.2 水文资料评价 （1） 可靠性 修文县气象站自建站以来均以自记雨量计观测雨量，以人工观 测值校核，而且每年都进行资料合理性检查和综合性检查，资料成 果具有较高精度。 （2） 一致性 修文县气象站自建站自今，所处流域内气候条件及下垫面条件 基本稳定，根据 19632006 年降雨资料分析，说明了系列具有一致 性。 （3） 代表性 从修文县气象局不同资料系列的水文年降水资料统计分析比较： 19631979 年、19631989 年、19631999 年和 19632006 年四 个时段的年降水量及枯水期降水量相差不大，降水变差系数基本一 致。见表（2.1-1） 。 修文县气象站降水资料统计分析成果表 表（2.1- 1） 数 值 统计时段资料年限均值 （mm） cvcs/cv 114 月 （mm） cvcs/cv 19631979 171234.90.142268.60.302 10 19631989 271187.40.152261.70.292 19631999 271182.20.162254.60.292 19632006 431170.60.162252.50.292 修文县气象局具有实测雨量资料 43 年（水文年） ，有 22 年大 于均值，有 21 年小于均值。丰水年为 13 年，占 28.3%，连续丰水 年为 19691970 年、19671968 年、19701971 年；平水年为 18 年，占 39.1%，连续平水年为 19651966 年、19911992 年、 19951996 年；枯水年共 15 年，占 32.6%，连续枯水年为 19051906 年、19861987 年、20032004 年。其中 19661967 年在实测系列中最枯。 从修文县气象站长系列看，资料系列中丰、平、枯年份比例恰当， 系列中具有连续丰、平、枯水年份，且资料系列较长，基本反映了 降水的周期变化规律。因此，可以认为修文县气象站资料系列具有 较好的代表性。而且经复核，本气象站基本资料可靠，整编成果合 理，满足设计精度要求。 2.1.4 径流复核 设计流域为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，即年际变化小而年内分配不均。径流主要 集中在 510 月，丰水期径流量占全年的 79%左右。 2.1.4.1 年径流计算 根据 1/10000 地形图结合详细的地质勘测。本次设计无实测的 径流资料，故采用降雨径流频率相关法来推求径流。由修文气象站 19632006 年共 43 年（水文年）降雨资料，流域多年平均降雨量 11 =1170.6mm，多年平均变差系数 cv=0.16， （频率曲线见下图） ，查 贵州省地表水资源有关等值线图分析，多年平均降雨量在 11001200mm 之间，多年平均变差系数在 0.150.18 之间，取 cs=2cv。多年平均径流系数取 0.450.50。得多年平均径流深 500600mm。 综合以上分析，取该地区多年平均降雨量 =1170mm，多年平均 变差系数 cv=0.16， cs=2cv，多年平均径流系数取 0.48。计算得多 年平均径流深562mm，计算得后洞水库多年平均径流量为255 万m3。 12 0 400 2400 3200 (mm) .001.01.05.1.20.51251015203040506070808590959799 频率 p(%) 修文气象站年降水量频率曲线 项目 系列年限 n 均值 xc cvcs/cv 43 19632005矩法 x1 1170.60.1452 3 适线 x3 1170.60.162 13 径流的变差系数根据贵州省地表水资源中的公式： cvy=rcvx/(am+lgf) 式中：cvy年径流变差系数 cvx年降雨变差系数，cvx=0.16 f流域集水面积（km2） a年径流系数 m、r 地区性经验参数 m=0.7, =0.04, r=1.3 计算得 cvy=0.31，偏态系数 csy=2cvy。后洞水库是一项以灌 溉为主的水利工程，根据灌溉设计保证率取 80%，查 p-iii 型曲线 得 kp=0.73。计算得设计年径流深为 410mm，计算得后洞水库设计 年径流量 w=186 万 m3。 2.1.4.2 枯水流量分析计算 根据贵州省河流枯水调查与统计分析分析成果，取水口处 最小月平均流量模数为 5.0 l/skm2，取水口断面控制面积为 4.53km2，最小月平均流量为 22.65l/s，最小日 cv 结合降水径流频 率相应法的有关成果，分析采用 cv=0.32，cs=2.5cv。后洞水库为 多年调节水库，最小月保证率下枯水采用接近多年平均值即设计保 证率 80%计算的流量为 16.3l/s，即 1408m3/日，并在 80%来水下做 最小月枯水控制。 2.1.4.3 径流成果的合理性分析 后洞水库流域属典型的山区雨源型河流，径流由降水补给，流 域多年平均降雨量 1170mm，降雨变差系数为 0.16，多年平均径流深 为 562 mm，径流变差系数为 0.31，径流系数为 0.48，均与贵州 省地表水资源成果相吻合，因此本次设计计算的径流成果是合理 14 的，可以作为本次设计水利计算的依据。 2.1.5 水库库容曲线复核 由于本次设计未做库区地形图测量，因此本次库容曲线复核采 用1：10000地形图并结合原设计库容面积曲线图量算，本次复核量 算的库容曲线见表2.1-2。库容曲线图见附图二。 表 2.1-2 后洞水库库容曲线表 高程 (m) 面积 (万 m2) 库容 (万 m3) 高程 (m) 面积 (万 m2) 库容 (万 m3) 12640012702.86.51 12650.20.06712713.69.71 12660.60.44912724.813.9 12671.01.2412736.219.4 12681.42.4312748.026.5 12692.04.13 2.1.62.1.6 水利调节计算水利调节计算 2.1.6.12.1.6.1 来水量计算来水量计算 根据本区降雨及径流特点、远景规划需要、典型年的选择原则 及对工程较为不利等条件来选择典型年进行来水量分配。本工程选 择 19851986 年为典型年，其设计保证率为 80%，并做枯水流量控 制。其来水量分配过程见表（2.1-3） 。 表（2.1-3） 来水量分配过程表 项目 567891011121234 全年 典型年降雨 量（mm） 189.0 207.3 206.3 110.3 42.3 52.1 46.7 19.5 15.4 18.0 20.7 73.0 1000.6 降雨分配 （%） 18.89 20.72 20.62 11.02 4.23 5.21 4.67 1.95 1.54 1.80 2.07 7.30 100.0 设计年径流 量（万 m3） 35.1 38.5 38.3 20.5 7.9 9.7 8.7 3.6 2.9 3.3 3.8 13.6 186 枯水控制 34.4 37.8 37.6 20.1 7.7 9.5 8.5 4.4 4.4 3.9 4.4 13.3 186 2.1.6.2 用水量计算 (一) 灌溉定额 根据贵州省及邻省的节水灌溉经验，水稻推荐采用“薄浅 15 湿晒”的节水灌溉制度，参照水科所所作的节水灌溉试验定额结 合水量平衡分析计算，保证率 80%下的水稻净灌溉定额为 302.4m3/ 亩，小麦净灌溉定额为 125.28m3/亩，油菜净灌溉定额为 68.44m3/亩， 玉米净灌溉定额为 64.96m3/亩。农作物净灌溉定额见表（2.1-4） 。 表（2.1-4） 水稻净灌溉定额表 用水定额（m3/亩） 月份 水稻油菜小麦玉米 551.8 11.33 639.73 23.69 7117.81 19.11 893.06 4.09 9 10 2.824.86 11 8.9413.74 12 57.9914.24 1 10.4711.34 2 16.9422.68 3 28.121.58 4 6.74 合计 302.4125.2868.4464.96 (二)灌溉水利用系数 根据灌区位置及节水灌溉要求，结合水工渠道布置，渠系水利 用系数取 0.5，田间水有效系数取 0.95，则灌溉水利用有效系数为 0.475 (三) 灌溉用水量 后洞水库主要任务为农作物灌溉，该水库设计灌溉面积为 1180 亩，其中：田 860 亩，土 320 亩。根据当地传统种植习惯，农田大 季种水稻，小季复种油菜，复种指数为 1.8，旱地大季种玉米，小 季复种小麦，复种指数为 2.0，则灌溉年用水量为 80.96 万 m3。灌 溉用水过程见表（2.1-5） 。 （四）生态用水 16 后洞水库除险加固后，下游生态环境会受到一定的影响，为避 免在水库蓄水期尤其是枯水季节，受水库蓄水影响，故本工程的生 态环境用水，考虑按坝址以上多年平均来水量的 10%下放 25.5 万 m3，下生态环境用水量成果见表（2.1-5） 。 （五）蒸发渗漏损失 后洞水库现在的正常水位 1272.7m，相应的库容为 17.6 万 m3。 水库渗漏、蒸发损失按正常库容的 10%计即 1.76 万 m3。水库渗漏、 蒸发损失水量成果见表（2.1-5） 。 2.1.6.3 兴利调节 根据后洞水库的来水过程及用水过程进行水库水利调节，该水库 为不完全年调节计算，库容系数为 4.35%。水库水利调节过程见表 （2.1-5） 。 表（2.1-5） 水库水利调节成果表 月份 来水量 (万 m3) 生态用水量 (万 m3) 损失量 (万 m3) 灌溉用水量 (万 m3) w来-w用 (万 m3) 库容 (万 m3) 弃水量 (万 m3) 相应水位 (m) 534.402.16 0.1510.1421.95 17.57 21.49 637.802.10 0.148.7926.77 17.57 26.77 737.602.16 0.1522.6212.67 17.57 12.67 820.102.16 0.1517.130.66 17.57 0.66 97.702.10 0.1405.46 17.57 5.46 109.502.16 0.150.676.52 17.57 6.52 118.502.10 0.142.034.23 17.57 4.23 124.402.16 0.159.17 7.08 10.49 14.402.16 0.152.13 0.04 10.45 23.901.96 0.143.67 1.87 8.58 34.402.16 0.154.16 2.07 6.51 1270.00 413.302.10 0.150.4510.60 17.11 合计 186.025.51.7680.9688.86 11.06 77.80 根据后洞水库兴利调节计算成果可以看出：现在的正常水位 1272.7m，相应的库容为 17.6 万 m3。该水库为不完全年调节计算， 库容系数为 4.35%。 2.1.7 水库坝后水位流量关系 17 我院勘测处在大坝下游约 40m 处进行河道纵、横断面实测，根 据实测的纵、横断面点绘纵断面图，确定水力参数。比降参数的确 定是根据实测的低水（测时水面线）和高水（历史洪水）水面线来 计算，采用曼宁公式推求。计算公式： q=ar1/6（rj）1/2/n 式中： q流量（m3/s） a过水断面面积（m2） r水力半径 j水面比降() n糙率 其中糙率的选定是根据我国天然河道、滩地糙率参考表 ， 结合现场踏勘情况综合确定，采用 n=0.053。比降参数的确定是参 照实测的地形线来计算，比降 j=4.8。各断面糙率、比降随水位 的变化规律符合河道特征。 后洞水库尾水水位流量关系计算成果见表(2.1-6)， 表(2.1-6) 水位流量关系计算成果表 序号 水位（m） 流量 q（m3/s） 备注 11261.10.00 21261.50.088 31262.00.769 41262.52.50 51263.05.33 61263.526.91 71264.086.08 1、n=0.053 2、j=4.8 2.2 洪水及复核 2.2.1 暴雨洪水特性 后洞河为山区性河流，洪水陡涨陡落，涨水历时一般为 12h，一 次洪水总历时 810 小时，洪水过程多为单峰型，洪水多发生在 18 67 月。 2.2.2 设计暴雨计算 水库所在流域无实测洪水资料，本次复核采用“雨洪法”进行 设计洪水计算，根据修文气象站历年实测资料（1963 年2006 年） 统计分析得： =39.5mm，cv=0.39，cs=3.5cv；=102.6mm，cv=0.40，c1h24h s=3.5cv。并结合贵州省暴雨洪水计算实用手册中的有关等值 线图，以及贵州省水文水资源局最新等值线图（2002 年） ，本流域 年最大 24h 均值在 90100mm 之间，cv 在 0.5 左右；最大 1h 均值 在 40mm 左右，cv 在 0.350.40 之间。故后洞水库流域设计暴雨参 数取为： =40mm，cv=0.40，cs=3.5cv；=100mm，cv=0.50，cs=3.1h24h 5cv。 根据查 p-iii 型曲线的模比系数 kp 值表可计算出最大 24 小时、 最大 1 小时的不同频率设计暴雨，设计暴雨成果见表（2.2-1） 。 表（2.2-1） 设计暴雨成果表 计算参数频率（%） 计算项目 均值 cvcs/ cv0.55 最大 1 小时暴雨（mm） 400.403.5101.271.2 最大 24 小时暴雨（mm） 1000.503.5306199 19 0 20 40 60 80 100 120 140 h mm .001.01.05.1.20.51251015203040506070808590959799频率 p(%) 1 小时频率曲线 项目 系列年限 n 均值 xc cvcs/cv 1 44 19632006矩法 x1 39.50.3563.5 2 优选 x2 39.50.3923.5 3 适线 x3 39.50.39 20 0 60 120 180 240 300 360 420 h mm .001.01.05.1.20.51251015203040506070808590959799频率 p(%) 修文最大 24 小时频率曲线 项目 系列年限 n 均值 xc cvcs/cv 44 19632006矩法 x1 102.60.3563.5 3 102.60.41 21 2.2.3 设计洪水计算 2.2.3.1 明流区洪水计算 后洞水库坝址以上明流区流域集水面积 1.14km2，主河道长 2.29km，河道平均比降 17.4。参考贵州省暴雨洪水计算实用手 册（小汇水流域部分） 结合水库的实际情况，r1取 0.335（本工程 属黔中地区，丘山为主，中等部分岩溶） 。流域特征值成果见表 （2.2-2） 。 表（2.2-2） 流域特征值表 flfjj1/3f1/4=l/(j1/3f1/4)m=r10.22 1.142.290.21740.01740.25911.03338.55350.5372 因流域内无实测洪水资料，该水库流域属小于 10km2的特小流 域，故本次设计洪水采用贵州省暴雨计算手册中的有关公式推 求，公式： qp=0.481r10.571f0.223j0.149f0.890(c1sp)1.143 式中： qp设计洪峰流量，以 m3/s 计。 r1汇流系数，r1=0.335。 f流域形状系数，f=f/l2。 j、l主河道坡降、河长，河长以 km 计。 f流域面积，以 km2计。 c洪峰径流系数。 最大 24h 降水量均值，以 mm 计。24h 洪水总量按 24 小时暴雨进行分析计算，洪水总量 wp=0.1c1f 。后洞水库明流区洪水计算成果表见表24h （2.2-3） 。 22 表（2.2-3） 后洞水库明流区设计洪水成果比较表 2.2.3.2 闭流区洪水计算 本次设计对闭流区历史洪水进行调查，经当地老人介绍， 1、 长坡村小坡上村民组（六组）麻窝田洞，洞口以上集水面积为 0.73km2， 1996 年大洪水时，洞口淤积水深为 2m 左右，洪水经过 15 个小时的时间消完；2、长坡村下坝村民组（四组）下坝洞门口， 洞口以上集水面积为 1.25km2，1996 年大洪水时，洞口淤积水深为 1.5m 左右，洪水经过 5 个小时的时间消完；3、长坡村水路坝村民 组（二组）水路坝洞门口，洞口以上集水面积为 1.41km2，1996 年 大洪水时，洞口淤积水深为 6m 左右，洪水经过 10 个小时的时间消 完。经修文气象站最大 1 小时暴雨资料分析，1996 年暴雨约为 50 年一遇，分析成果见表（2.2-4） 。 表（2.2-4） 各消洞 1996 年大洪水平均过洪流量成果表 各消洞最大过水能力为平均过水能力的 1.5 倍, 各消洞最大过 水流量见表(2.2-5). 频率 p（%） 0.55 重现期 n（年） 20020 洪峰流量 qmp（m3/s） 18.8112.27 洪量 wmp（万 m3） 26.8617.04 本次 设计成果 洪峰径流系数 c 0.8700.851 参数 消洞 集水面积 （m3/s） 洪水总 w50 （万 m3） 滞洪时间 （h） q50 平均 (m3/s) 麻窝田洞 0.7313.41182.07 下坝洞门口 1.2522.96106.38 水路坝洞门口 1.4125.90125.30 23 表（2.2-5） 各消洞 1996 年大洪水最大过洪流量成果表 根据频率分析换算所得当发生 200 年一遇大洪水时，消洞最大 过洪流量考虑在消洞最大过洪流量 q50 最大上增加 20%，当发生 20 年 一遇大洪水时，消洞最大过洪流量考虑在消洞最大过洪流量 q50 最大 上减少 20%；消洞平均过洪流量考虑在消洞平均过洪流量 q50 平均上增 加 20%，当发生 20 年一遇大洪水时，消洞平均过洪流量考虑在消洞 平均过洪流量 q50 平均上减少 20%，设计成果见表（2.2-6） 表（2.2-6） 设计洪峰成果表 闭流区洪水总量通过明流区洪水总历时 t 乘以消洞平均过洪流 量为所得，总历时 计算根据概化三角形设计洪水过程线的峰量关 t 系确定，公式： 洪水总历时 计算成果表见表（2.2-7） t 参数 消洞 集水面积 （m3/s） 洪水总 w50 （万 m3） 滞洪时间 （h） q50 最大 (m3/s) 麻窝田洞 0.7313.41183.11 下坝洞门口 1.2522.96109.57 水路坝洞门口 1.4125.90127.95 参数 消洞 集水面积 （m3/s） q50 平均 (m3/s) q20 平均 (m3/s) q200 平 均 (m3/s) q50 最大 (m3/s) q20 最大 (m3/s) q200 最 大 (m3/s) 麻窝田洞 0.732.071.662.483.112.483.73 下坝洞门口 1.256.385.107.669.577.6611.48 水路坝洞门口 1.415.304.246.367.956.369.54 设洪 设洪 q w t56. 5 24 表（2.2-7） 后洞水库闭流区设计洪水成果表 2.2.3.32.2.3.3 后洞水库入库洪水计算后洞水库入库洪水计算 后洞水库明流区集水面积 1.14km2，主河长 2.29km，河道平均 比降 17.4；闭流区区集水面积 3.39km2。洪水计算成果见表 （2.2-8） 表（2.2-8） 频率 p（%） 0.55 洪峰流量 qmp（m3/s） 18.8112.27 洪量 wmp（万 m3） 26.8617.04 洪水总历时（小时）t 7.947.72 最大过洪流量（ m3/s） 3.732.48 麻窝田洞 平均过洪流量（ m3/s） 2.481.66 最大过洪流量（ m3/s） 11.487.66 下坝洞门口 平均过洪流量（ m3/s） 7.665.10 最大过洪流量（ m3/s） 9.546.36 水路坝洞门 平均过洪流量（ m3/s） 6.364.24 本次 设计成果 闭流区洪水总量量（万 m3） 47.1630.57 25 后洞水库设计洪水成果表 2.2.4 洪水调节计算 根据防洪标准 （gb5020194）和水利水电工程等级划分 及洪水标准 （sl2522000） ，大坝设计洪水标准为 20 年一遇（p=5%） ， 设计洪峰流量为 28.77m3/s，洪水总量为 47.61 万 m3；校核洪水标准 为 200 年一遇（p=0.5%）校核洪峰流量为 43.56m3/s，洪水总量为 74.02 万 m3。起调水位为堰顶高程 1272.7m。溢洪道为实用堰，孔净 宽 b 为 36m。实用堰公式： 2/3 1 2 hgmbq s 流量 （m3/s） q 单孔净宽 （=36m） bb 流量系数（=0.458）mm 侧收缩系数（=1） 1 1 淹没系数（=1） s s 下泄流量曲线计算成果见表（2.2-9） 。 表（2.2-9） 下泄流量曲线计算表 h1272.712731273.51274 v17.619.422.726.5 v*01.85.18.9 h00.30.81.3 q 溢 012.0152.29108.32 洪水调节计算采用高切林公式进行计算，即 qm=qm（1-v*/wm） 频率 p（%） 0.55 重现期 n（年） 20020 洪峰流量 qmp（m3/s） 43.5628.77 洪量 wmp（万 m3） 74.0247.61 本次 设计成果 洪峰径流系数 c 0.8700.851 26 表（2.2-10） 洪水调节成果表 2.3 施工洪水 后洞水库工程规模为小（2）型工程，工程等别为等，主要永 久建筑物大坝级别为 5 级，导流建筑物级别为 5 级，根据水利水 电工程施工组织设计规范sdj33889 规范，施工洪水设计标准为 105 年一遇。一般施工在枯水季节进行，汛期仅作渡汛措施，按 施工要求应考虑历年 10 月至次年 4 月、10 月至次年 3 月、11 月至 次年 4 月、11 月至次年 3 月作暴雨洪水分析，因坝址处无实测的水 文资料，统计修文气象站最大 1 小时、最大 24 小时暴雨资料，并以 p型理论曲线进行适线，确定统计参数。同前述施工洪水仍采用 暴雨洪水法推求计算各个不同分期的不同设计频率洪水。后洞水库 汇流参数 r 取 0.32。 后洞水库坝址以上流域集水面积为 4.53km2，其中明流区集水面 积为 1.14km2( l=2.29km，j=17.4)，闭流区集水面积 3.39 km2， 分三块经消洞流入库内，分别是：1、长坡村小坡上村民组（六组） 麻窝田洞，洞口以上集水面积为 0.73km2( l=1.32km，j=42.6)； 2、长坡村下坝村民组（四组）下坝洞门口，洞口以上集水面积为 1.25km2( l=1.19km，j=40.5)；3、长坡村水路坝村民组（二组） 水路坝洞门口，洞口以上集水面积为 1.41km2 ( l=1.93km，j=34.1)。根据闭流区分块施工洪水计算成果，其流量 都比较小，各消洞的阻水不大，时间不长，故后洞水库施工洪水计 算采用闭流区分块计算成果叠加到明流区计算成果所得。后洞水库 p% 洪峰流 量 （m3/s ） 下泄流 量 （m3/s ） q溢 （m3/s ） 起调水 位 （m） 最高洪 水位 （m） 相应库容 (万 m3) 下游水 位(m) 备注 528.7726.8526.851272.71273.2120.81263.50 20 年一遇 0.543.5644.6944.691272.71273.4222.11263.65 200 年一遇 27 施工洪水计算成果见表（2.3-6） 。 表（2.3-6） 后洞水库施工洪水计算成果表 统计暴雨参数 项目均值 （mm） cvcs/cv5%10%20% q(m3/s)5.895.094.18 10 月次 3 月 5.580.363.5 w(万 m3)8.097.146.1 q(m3/s)6.725.864.96 10 月次 4 月 6.570.323.5 w(万 m3)10.589.418.18 q(m3/s)4.643.93.18 11 月次 3 月 4.320.403.5 w(万 m3)5.454.743.99 q(m3/s)5.945.114.21 11 月次 4 月 5.560.373.5 w(万 m3)8.327.326.25 2.4 泥沙及复核 2.4.1 现状淤积复核 后洞水库现状泥沙淤积（经我院测量人员测量 2009 年 2 月）得 到：坝前淤积高程为 1365.6m 左右。 2.4.2 除险加固泥沙淤积计算 后洞水库流域上均无实测泥砂资料，从省水文总站 1985 年编 贵州省地表水资源查得，本流域内输沙模数 200500t/km2y，参照类似工程，并结合泥沙淤积现状，综合取 输砂模数为 250t/km2年，泥沙容重取 1.3t/m3，推移质按悬移质 20% 入库。 根据后洞水库各消洞资料分析，闭流区泥沙入库量极小，可忽 略不计。后洞水库泥沙淤积计算（采用多年平均排沙比法）成果得 到： 水库修建至今 30 年（1979 年修建）,水库再运行至 2039 年即 60 年淤沙量为 1.52 万 m3，相应的坝前淤积高程为 1266.18m，相应 的水平淤积高程为 1267.27m。后洞水库泥沙淤积成果见表（2.4-1） 。 28 表（2.4-1） 后洞水库泥沙淤积计算成果表 2.4.32.4.3 取水口高程及死水位选择取水口高程及死水位选择 死水位的选择在满足泥沙淤积和水库取水要求的前提下，结合 水库调节性能进行分析确定。 后洞水库再运行至 2039 年即 60 年淤沙量为 1.52 万 m3，相应的 坝前淤积高程为 1266.18m，相应的水平淤积高程为 1267.27m。后洞 水库是一项以灌溉为主的水利工程，放水管进口底板高程左边为 1266.5m（管径 0.25m） 、右边为 1266.5m（管径 0.10m） 。通过以上 分析后洞水库死水位选择为 1270m，死库容为 6.51 万 m3。 2.4.4 工程规模 后洞水库死水位为 1270m，相应死库容为 6.51 万 m3。正常蓄水 位为 1272.7m，相应的库容为 17.6 万 m3。后洞水库是一项以灌溉为 主的水利工程，放水管进口底板高程左边为 1266.5m（管径 0.25m） 、 右边为 1266.5m（管径 0.10m） 。水库除险加固后可保证设计灌溉总 面积 1180 亩（其中：田 860 亩，土 320 亩） 。 2.4.5 水库水质监测资料和评价 本次设计未收集到水库监测资料，根据现场调查，目前，水库 只作为农田灌溉，由于水库周边无污染型企业，未看见其它对水库 造成污染的现象，同时，库区森林覆盖率比较高，进行农田灌溉是 可以的，但要作为人饮饮用水源，应当对水库水质进行科学的化验。 项目单位数量 使用年限年 3040506070 总输沙量万 m3 0.7621.021.271.521.78 坝前淤积高程 m1265.641265.841266.021266.181266.33 水平淤积高程 m1266.461266.761267.031267.271267.49 29 3 水文地质及工程地质 3.1 区域地质概况 3.1.1 地形、地貌 测区位于云贵高原由中低山向丘陵过渡地段。海拔高程在 12601390m 之间，相对高差 130m。以山区岩溶地貌为主，组合形 态为峰丛沟谷、槽谷、岩溶洼地，岩溶较发育。地貌形态属溶蚀型 低中山地貌。 区内地势总体北高南低。河沟多沿南北方向发育汇入桃子湾河， 属长江流域乌江水系桃子湾河支流。河谷阶地不发育，偶见有零星 堆积阶地，宽度一般 520m，由粘土夹碎石组成，多为农田分布。 3.1.2 地层、岩性 测区分布地层主要为第四系（） 、三叠系（t） 、二叠系（p） 、 寒武系（） ，由新到老地层岩性叙述如下： （1）第四系（） 测区内第四系覆盖层主要为坡积物和残积层，主要分布于斜坡、 山间洼地及河谷低洼处。 （2）三叠系（t）： 三叠系中统松子坎组（t2s）：浅灰、灰色、深灰色灰岩、白云 岩与杂色粘土（页）岩互层。厚 13-235m。 三叠系下统茅草铺组（t1m）：灰、浅灰色中厚层至厚层泥晶 白云岩、灰岩、溶塌角砾岩，局部夹白云质石灰岩。厚35-116m。 三叠系下统夜郎组（t1y）：浅灰、灰、内红色薄层至块状灰岩 及土黄、黄绿、灰黑色粘土（页）岩。厚34-477m。 （3）二叠系（p）： 30 二叠系上统龙谭组（p2l）：灰、深灰、黄褐色粘土岩、粉砂岩、 硅质岩、泥晶石灰岩夹煤。底部含黄铁矿及铁锰矿。厚67-320m。 二叠系下统茅口组（p1m）：浅灰、灰、深灰色厚层块状生物碎 屑泥晶石灰岩，夹白云岩、硅质岩。厚0-146m。 二叠系下统栖霞组（p1q）：灰、深灰色中厚层至块状泥晶灰岩， 含少量硅质岩团块，上部夹白云岩。厚123-207m。 二叠系下统梁山组（p1l）：灰、深灰色粘土（页）岩、粉砂岩、 砂岩夹硅质岩及煤。厚 2-35m。 （4）寒武系（）： 寒武系中上统娄山关群（2-3ls）：浅灰、灰色中厚至厚层白云 岩、内屑白云岩夹藻屑白云岩及粘土质、泥质白云岩,含硅质岩团块。 厚0-511m。 寒武系下统清虚洞组（1q）：浅灰、灰色薄层至厚层泥晶至微 晶白云岩、粘土质白云岩、灰岩夹灰绿、黄绿色钙质粘土岩。厚97- 128m。 寒武系下统金顶山、明心寺组（1j+m）：灰、灰绿、黄绿色细 砂岩、粉砂质粘土岩。厚18-380m。 寒武系下统牛蹄塘组（1n）：灰绿、黄绿、灰黑色、黑色薄层 至中厚粉砂质、炭质粘土岩、页岩夹粉砂岩。厚62-69m。 3.1.3 构造及地震 该工程区大地构造单元属扬子（pt）准地台黔北（z-t32）台 隆遵义（d-c）断拱贵阳（i1a3）复杂构造变形区。经 1/10000 区域综合地质调查，区内主要分布五条断层f1、f2、f3、f4和f5 及三条次生断层f1、f2和f3。f1为正断层，长约 3.9km，走向 ne60和 sw240，倾向 326，倾角不明；f2为正断层，长约 31 14.7km，走向 ne67和 sw247，倾向 33，倾角不明；f3为正断 层，长约 6.0km，走向 ne84和 sw264，倾向 354，倾角不明； f4为逆断层，长约 6.8km，走向 ne83和 sw263，倾向 353，倾 角 30, f4 与 f3 断层相互平行；f5为正断层，长约 4.8km，走向 ne71和 sw251，倾向 161，倾角 40。三条次生断层均为性质不 明断层，f1的两端相交于f3和f4，长约 0.8km；f2的两端相交于 f4和f5，长约 2.6km；f3的两端相交于f4和f2，长约 2.0km。这 些断层均为稳定断层，其构造稳定，对水库成库无明显影响。 测区内无大构造通过。区域构造稳定性好。查本区地震动峰值加速度小于 0.05g。查本区地震动反应谱特征周期为 0.35s， 地震基本烈度小于度，可不设防。 本区无挽近期地质构造及地震活动，区域构造稳定性好。 3.2 库区工程地质复核 3.2.1 库区基本地质条件 1）地形地貌 库区属低中山溶蚀峰丛、槽谷地形地貌，高程 1265m1380m，高差 115m。四周山体坡度在 15-45之间。库区河 谷宽 30m-70m，水库范围内河流发育方向为南北向，下游汇入桃子 湾河。 2）地层岩性 库区出露地层为寒武系（）地层，由新到老地层岩性叙述如 下： 第四系（q）：残、坡积粘土、亚粘土、碎石土结构较密实， 32 厚01.5m。主要分布于斜坡、山间洼地、河沟低洼处。 寒武系中上统娄山关群（2-3ls）：浅灰、灰色中厚至厚层白云 岩、内屑白云岩夹藻屑白云岩及粘土质、泥质白云岩,含硅质岩团块， 分布于库区范围。白云岩呈中厚至厚层状，层间结合好，测得库区 内岩层产状为6-165-36，倾向上游偏左岸。于库区中部（人行 桥旁） ，岩层发生褶曲，倾角由5-6变为36，层间结合较好，岩体 较完整。 3）地质构造 库区180m外发育有近东西走向的五条断层，断层倾向北、北西 向，倾角大约30。逆断层f4距离库