某水库大坝安全技术认定综合评价报告.pdf

浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 1 1 1 工程基本情况工程基本情况 1.1 前言前言 本报告所涉及的坐标系为 1980 西安坐标系，高程系为 1985 国家高 程基准。 2012 年 11 月某市水利水电勘测设计院（以下简称“我院” ）受某县 水利水电局委托对该县某等七座水库大坝展开安全评价与认定工作。 2013 年 04 月 19 日我院组织水工、水文及地质等专业相关技术人员成立 项目组，对第二批水库（某、连塘坞等四座水库）进行现场踏勘、安全 检查并收集有关资料。在现场检查、勘测和查阅档案资料的基础上，组 织课题进行各项专题报告的编制。我院于 2013 年 7 月初提交了某水库 大坝安全技术认定综合评价报告 （送审稿） ，2013 年 7 月 16 日某县水利 水电局组织了各相关单位及专家在某市水利水电勘测设计院某分院会议 室对报告进行了审查。根据审查意见，我院补充、修改完成了某水库 大坝安全技术认定综合评价报告 （报批稿） 。 本报告编制过程中，得到了某县水利水电局、威坪镇人民政府的大 力支持与配合，在此表示衷心感谢！ 1.2 主要依据主要依据 (1)防洪标准 （GB50201-94） ； (2)某县威坪镇某水库除险加固工程地质勘察报告 ； (3)水利水电工程设计洪水计算规范 （SL44-2006） ； (4)碾压式土石坝设计规范 （SL274-2001） ； (5)小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 （SL189-96） ； 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 2 (6)溢洪道设计规范 （SL253-2000） ； (7)水工建筑物抗震设计规范 （SL203-97） ； (8)水工混凝土结构设计规范 （SL191-2008） ； (9)水利水电启闭机设计规范 （SL41-93） ； (10)水工建筑物荷载设计规范 （DL5077-1997） ； (11)水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） ； (12)浙江省小型水库大坝安全技术认定办法 （浙水管200310 号） ； (13)浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定 大纲 （浙水管20039 号） ； (14)水库大坝安全评价导则 （SL258-2000） ； (15)中小型水利水电工程地质勘察规范 （SL55-2005） ； (16)水库大坝安全管理条例 ； (17) 其他规范等。 1.3 工程概况工程概况 1.3.1 1.3.1 原始设计原始设计 某水库由某县威坪镇横塘村兴建和管理。该水库于 1971 年 9 月动工 兴建，1974 年 4 月竣工完成。该水库坝址以上控制集雨面积 0.826km 2， 总库容 19.97 万 m 3，兴利库容 16.08 万 m3。某水库是一座以防洪、灌溉 为主的小（二）型水库，下游水田面积为 300 亩，并向西湖水库提供水 源，调节库容。 某水库枢纽建筑物主要由大坝、溢洪道、输水涵管组成。水库大坝 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 3 为粘土心墙坝， 坝顶高程为133.52m， 最大坝高33.52m， 坝顶轴线长87.0m， 坝顶宽度 4.2m，坝基防渗型式为截水槽型式。溢洪道位于大坝左岸，型 式为开敞式， 进口宽为 5.7m， 进口底高程 130.87m。 输水涵管为管径 0.30m 的素砼管；启闭机房位于大坝左岸山坡上，启闭机为手摇螺杆式。 1.3.2 1.3.2 工程现状工程现状 某水库由某县威坪镇横塘村管理。坝址以上控制集雨面积 0.86km 2， 相应的主流长 1.86km，河道平均比降为 0.331m 3，总库容 20.96 万 m， 某水库是一座以防洪、灌溉为主的小（二）型水库，并向西湖水库提供 水源，调节库容。某水库洪水影响范围为下游 6 个村庄，人口 3500 人， 水田面积为 300 亩。 大坝坝型为粘土心墙坝，坝顶轴线长 87.0m，坝顶高程为 202.04 202.28m，现有坝高为 33.52m，坝顶宽度 4.1m。大坝迎水面坡比：第一 级 1:0.25、第二级 1:2.427、第三级 1:1.851；大坝背水面坡比：第一级 1:1.841，第二级 1:1.078。 溢洪道位于大坝左岸，型式为开敞式，进口底宽为 5.7m，进口底高 程 199.6m。输水涵管位于大坝左岸坝体内，材料为素砼涵管，管径为 0.30m，进口配斜拉插板式闸门，手摇螺杆式启闭机。 图图 1-1 大坝断面图大坝断面图 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 4 图图 1-2 库区平面图库区平面图 图图 1-3 溢洪道纵断面图溢洪道纵断面图（L6 断面断面） 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 5 图图 1-4 溢洪道溢洪道 L4 横断面图横断面图 图图 1-5 溢洪道溢洪道 L5 横断面图横断面图 1.4 主要特性指标主要特性指标 1.4.11.4.1 工程等别及防洪标准工程等别及防洪标准 某水库设计总库容为 20.96 万 m 3，根据水利水电工程等别划分及 洪水标准 （SL 252-2000） ，本水库工程规模为小（二）型水库，工程等 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 6 别为等，主要建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级；其防洪标准：设计 洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇。 某水库工程主要特性指标（本次复核）详见表 1-1。 表表 1-1 某某水库工程主要特性指标水库工程主要特性指标（本次复核本次复核） 序号及名称 单位 性能指标 备注 一、水文 1、所在流域 五都源 2、坝址以上集雨面积 km 2 0.86 3、主河道长度 km 1.86 4、河道平均比降 0.331 5、坝址代表性流量 校核洪峰流量（0.5%） m 3/s 26.4 设计洪峰流量（5%） m 3/s 19.0 二、水库 1、水库水位 校核洪水位（0.5%） m 201.32 设计洪水位（5%） m 200.97 正常蓄水位 m 199.61 2、水库库容 总库容 万 m 3 20.96 三、主要建筑物及设备 1、主坝 坝型 粘土心墙坝 坝顶高程 m 202.04202.28 最大坝高 m 33.52 坝顶宽度 m 4.1 坝顶长度 m 87.0 上游坝坡 1：0.25/1:2.427/1.851 第一级/第二级/第三级 下游坝坡 1：1.841/1:1.078 第一级/第二级 地震基本烈度 度 度 2、溢洪道 型式 正槽开敞式 进口宽度 m 5.7 堰顶高程 m 199.6 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 7 建筑材料 浆砌块石 闸门 / 3、输水涵管 型式 圆形 材料 素砼管 洞径 m 0.30 闸门型式 插板式 启闭机型式 手摇螺杆式 四、水库管理 1、主管部门 威坪镇人民政府 2、管理体制 集体所有 3、管理职工人数 人 6 五、下游影响 1、保护人口 人 3500 2、耕地 亩 300 3、城镇 威坪镇 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 8 2 2 工程现场检查工程现场检查 根据 浙江省小型水库大坝安全技术认定办法（浙水管200310 号） 和水库大坝安全评价导则 （SL258-2000）的要求，本次现场踏勘主要 对某水库工程管理、水库调度、安全监测、大坝、溢洪道及输水建筑物 等进行全面系统检查，检查中采取了现场检查与征询水库管理员的方式。 2.1 工程资料情况工程资料情况 2.12.1.1.1 工程资料情况工程资料情况 收集到的主要工程资料有： （1） 某水库地形图 （1：1000，2012 年 10 月制图） ； （2） 小型水库大坝基本资料登记表-某水库 ； （3） 某水库万分之一地形图 。 2.1.22.1.2 工程现场检查情况工程现场检查情况 2013 年 04 月 19 日对某水库大坝进行现场安全检查，具体检查情况 见下表 2-1，照片 2-1照片 10。 表表 2-1 某某水库大坝现场安全检查情况表水库大坝现场安全检查情况表 安全检查部位 内容与情况 坝体 坝 顶 坝顶为干砌块石砌筑，由于多年运行沉降等原因， 左、右侧高程不一 防浪墙 坝顶上游未设防浪墙 迎水面 干砌石护坡、块石风化 背水面 干砌石护坡，块石风化 坝址 未发现渗水现象 坝肩 两岸坝肩肉眼未发现绕渗现象 坝脚 干砌块石挡墙，肉眼未发现明显渗水现象 输水 引水段 未发现堵塞、淤积、崩塌现象 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 9 涵管 洞身 坝内涵管使用多年，材料为素砼管 出口 放水期水流形态、流量正常；停水期存在漏水存在漏水现象 消能工 无冲刷现象 动力及启闭机 坝内涵管使用多年，螺杆启闭设备锈蚀老化，不能应急启动；启 闭机房较破旧 溢洪道 进水段 右侧为砼衬砌，砼存在老化、裂缝； 底板未衬砌；无坍塌、崩岸现象 控制段 砼导墙存在老化、裂缝现象 消能工 无消能设施 泄槽 砼导墙存在老化、裂缝现象 工作桥 无 运行管 理情况 工程管理制度 由威坪镇人民政府设立专门管理机构 防洪抢险预警 水库制定了应急预案，但需进一步完善 运行调度 水库根据下游防洪、灌溉要求控制放水 工程档案 水库无设计、施工图及竣工资料 交通 无上坝道路 2.1.3 2.1.3 安全监测安全监测 安全监测设施包括：巡视检查、自动监测设施等。 1、巡视检查 巡视检查范围包括水库所有水工建筑物、库区、水面、闸门、金属 结构设备及电气设备。巡视检查主要是日常巡视检查和年度巡视检查、 特别巡视检查。 2、自动监测设施 经现场检查，水库无水文自动测报系统、坝体位移观测，渗流观测 （包括渗流量观测、绕坝渗流观测） 。 2.1.2.1.4 4 库区和库岸库区和库岸 水库三面环山，山坡坡角45，库内山脚基岩裸露，岩层完整， 山体上部植被茂盛，无百姓开垦种植，故库岸总体稳定。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 10 2.1.5 2.1.5 水库淹没和浸没水库淹没和浸没 水库位置在离村庄较远的山坳里，库周边无农田、无民房，无淹没 和浸没情况。 2.2 大坝安全状况评估大坝安全状况评估 根据对工程的现场踏勘，结合大坝安全认定，本工程目前存在的主 要问题有： 1）溢洪道砼导墙存在老化、裂缝现象； 2）溢洪道底板裂隙发育，易渗水； 3）坝顶经过多年运行、沉降等原因，坝顶左、右侧高程不一； 4）上、下游坝坡均为干砌石护坡，块石存在风化现象，且坝坡偏 陡； 5）坝内输水涵管使用多年，对大坝存在安全隐患，且闸门关闭时存 在漏水现象； 6）闸门及螺杆启闭设备锈蚀老化，且不能应急启动； 7）启闭机房破损严重，需修建； 8）无大坝安全监测设施； 9）无上坝道路； 10）无管理用房。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 11 3 3 工程地质工程地质 3.1 前言前言 受某县水利水电局的委托，我院承担某县威坪镇某水库除险加固 工程的勘察任务，并于 2012 年 10 月结束野外勘探工作，完成的工作 量见表 3-1。钻孔勘探孔位见附图 3-1，坝轴线及大坝横断面地质剖面 图见附图 3-2、3-3。 表表 3-1 工作量工作量汇总表汇总表 项目 工作量 备注 钻探孔/表进尺 4 个孔/134m 钻孔注水试验 17 次 钻孔压水试验 10 次 室内试验 26 组 常规试验 26 组 室内水平渗透 13 组 室内垂直渗透 13 组 某水库位于某县威坪镇横塘村。水库大坝以上集雨面积 0.86km 2， 大坝为粘土心墙坝，最大坝高 33.52m，坝顶轴线长 87.0m，坝顶宽 4.1m，迎、背水坡均块石护砌。 溢洪道位于大坝左岸靠山体，为开敞式，进口段现有宽5.7m，右侧 有砼衬砌。 3.2 区域地质区域地质 3.2.1 3.2.1 地形地貌地形地貌 工程区域属浙江西北中、低山区，其山脉属昱岭山脉的延伸，而水 库范围为中、低山，以剥蚀型低山地貌为主。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 12 3.2.2 3.2.2 地层岩性地层岩性 工程区出露地层主要为一套寒武系荷塘组（1 h）和杨柳岗组（ 2 y） 地层。岩层层面平直，产状稳定，实测的产状：325/2530，但岩 层节理、裂隙较发育，裂隙中往往被方解石、石英细脉充填，在岩层表 面呈“网格状”。主要裂隙状有二组：一组 N50E/45，另一组 S218 W/50左右。新鲜岩石较坚硬，岩芯采取率较高。 另外在山坡、山坳、沟谷有第四系沉积，其岩性为粘土、亚粘土、 砂卵石等，出露面积不大，厚度一般 23m，松散。 3.2.3 3.2.3 地质构造及地震地质构造及地震 在区域上工程位处“钱塘江凹陷”级构造的南西端靠核部，甘 坞临安构造带的北西侧。由于区域构造的破坏，本区次级小构造较发 育，部局岩层小褶皱较频，而工程处在一个单斜构造上，岩层倾向南东 方向。 工程区域内属构造稳定期，据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001)工程区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周 期为 0.35s，相应地震基本烈度度。 3.2.4 3.2.4 水文地质条件水文地质条件 该工程根据地下水类型主要二种：基岩裂隙型潜水和第四系孔隙 型潜水，由大气降雨补给，沿沟谷、溪流排泄。根据钻孔揭示：坝体稳 定水位在 10.4m10.6m 之间，相对较稳定。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 13 图图 3-1 浙西北构造略图浙西北构造略图 3.3 水库区工程地质条件水库区工程地质条件 3.3.1 3.3.1 水库区地层岩性水库区地层岩性 库区出露一套寒武系荷塘组（1 h）和杨柳岗组（ 2 y）地层。岩层 层面平直，产状稳定，实测的产状：325/2530。新鲜岩石较坚 硬。 另外在山坡、山坳、沟谷有第四系沉积，其岩性为粘土、亚粘土、 砂卵石等，出露面积不大，厚度一般 23m，松散。 3.3.2 3.3.2 水库渗漏问题水库渗漏问题 水库位置是在山坳里，三面环山，山体宽厚，未见有贯通性断裂构 造，故不存在永久渗漏问题。 3.3.3 3.3.3 库岸稳定库岸稳定 水库三面环山，山坡坡角45，库内山脚基岩裸露，岩层完整， 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 14 山体上部植被茂盛，无百姓开垦种植，故库岸总体稳定。 3.3.4 3.3.4 水库淹没和浸没水库淹没和浸没 水库位置在离村庄较远的山坳里，库周边无农田、无民房，无淹没 和浸没情况。 3.4 坝址区工程地质条件坝址区工程地质条件 3.4.1 3.4.1 地层岩性地层岩性 1、坝体填筑土料 坝体填筑土料为一套含砾砂粘土，呈黄棕黄色，湿，可塑，密 实、中等压缩性、干强度中等，韧性中等。据 ZK1、ZK2、ZK3 钻孔揭 露，厚度分别为 ZK1 孔 18.5m，ZK2 孔 32.8m，ZK3 孔 20.4m。据土料颗 分结果：砾石中 2040mm 占 5.8%，砾石中 220mm 占 23.16%，砂中 0.52mm 占2.986%；砂0.0750.25mm 占2.12%，粉粒0.0050.075mm 占 57.96% 2、坝基基岩 坝基基岩为一套薄层泥质灰岩，泥质结构，薄层状构造，实测产 状：N325330W/2530，层面平直，产状稳定，新鲜岩石 较坚硬，但“x”节理较发育，裂隙面有铁、锰质薄膜，并有方解石、 石英细脉充填。 3、溢洪道基岩岩性 溢洪道为一套薄层泥质灰岩，新鲜岩石较坚硬，能满足溢洪道基础 要求。但岩层裂隙较发育，裂隙面产状较陡，易渗水。 4、第四系地层 工程区范围内，山坡、山坳、沟谷有第四系沉积，岩性一般为黄 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 15 褐色粘土、亚粘土、砂卵石，分布面积不大。 3.4.2 3.4.2 地质构造地质构造 坝址区为一单斜构造，薄层泥质灰岩倾向N320330W/25 30 ，层面平直，产状稳定。但二组裂隙较发育，一组裂隙面产状 N50 E/4550 ，另一组产状：S218 W/50 ，裂隙中有、方解石、 石英细脉充填。 3.4.3 3.4.3 水文地质条件评价水文地质条件评价 坝址区地下水类型有二种：第四系覆盖层中的孔隙潜水，基岩裂隙 型潜水，埋藏较浅，变幅较频。由大气降雨补给、沿沟谷排泄。 据钻孔注水试验和坝基压水试验结果：坝体渗透系数 K=1.51 10 -3cm/s5.5510-3cm/s,靠下部渗透系数 K=1.3710-4cm/s4.06 10 -4cm/s，属中等透水体。接触段以下，基岩一段透水率 q=3.1lu 44.8lu，属中等透水体。基岩第二段透水率 q=17.219.6lu 基岩二段 次以下为弱透水体。 (详见附表注水、压水试验结果表） 3.5 工程地质条件评价工程地质条件评价 3.5.1 3.5.1 坝体填筑土料工程地质坝体填筑土料工程地质条件评价条件评价 坝体填筑土料为一套含砾砂土，从土样物性分析结构，质量一般， 达到回填土的要求，但从注水试验结构，渗透系数偏大，属中等透水 体，不能满足现行规范要求。 3.5.2 3.5.2 坝基础坝基础（包括接触段包括接触段）工程地质条件评价工程地质条件评价 坝基础为一套薄层泥质灰岩，新鲜岩石较坚硬，强度较高，作为坝 基础能满足承载力的要求，但由于节理、裂隙较发育，易漏水。据钻孔 压水试验，接触段、基岩第一段次，透水率偏大，属中等透水体，必须 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 16 进行防渗处理。 3.5.3 3.5.3 溢洪道工程地质条件评价溢洪道工程地质条件评价 溢洪道基础为一套薄层泥质灰岩，能满足溢洪道基础的稳定要 求，但由于该岩层裂隙发育，裂隙面倾角较大，易渗漏水，要求进行全 断面砼衬浇。 3.6 结论及建议结论及建议 1、 工 程区 域 构造 稳 定， 根 据 中 国动 地 震参 数 区 划图 （GB183062010）,地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期 为 0.35s，相应地震基本烈度度 2、坝体填土为一套砾砂粘土，渗透系数偏大，属中等透水体，不 能满足现行规范要求，必须进行防渗处理。 3、坝基（包括接触段）为一套薄层泥质灰岩，据钻孔压水试验透水 率 q 值偏大，属中等透水体，建议对坝基础进行帷幕灌浆处理。灌浆深 度要求伸入隔水层以下 56m。 4、溢洪道基础为一套薄层泥质灰岩，新鲜岩石承载力能满足溢洪 道稳定要求，因岩层裂隙发育，易渗漏水，故拓宽加深后，要求全断面 砼衬砌。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 17 4 4 大坝运行管理评价大坝运行管理评价 4.1 工程管理与监测工程管理与监测 某水库位于某县威坪镇横塘村。工程管理单位为威坪镇人民政府， 主管单位为威坪镇人民政府，日常管理由横塘村村委会负责、管理。水 库管理体制为集体所有，具体由乡工办负责管理，管理责任人共 6 名， 其中技术责任人 1 名，水库巡查责任人 1 名。在县防汛防旱指挥部、县 水利水电局的检查监督指导下，由乡政府组织指挥和协调水库安全管理 和防汛抢险各项工作，并发布防汛抢险各项命令。 连塘坞水库日常管理内容及要求、水库巡查及记录、应急组织体系、 预案运行、应急处理及抢险保障措施等资料较齐全。 水库大坝无坝体位移观测、渗流观测（包括渗流量观测、绕坝渗流 观测）设施，大坝观测主要依靠目测。 4.2 大坝运行情况大坝运行情况 某水库自 1974 年 4 月建库蓄水以来，至今运行约 38 年之久。水库 在防洪、灌溉中发挥了重要作用。 某水库因建库年代较早大坝运行使用多年，主要存在以下问题：溢 洪道砼导墙存在老化、裂缝现象；溢洪道底板裂隙发育，易渗水；坝顶 经过多年运行、沉降等原因，坝顶左、右侧高程不一；上、下游坝坡均 为干砌石护坡，块石存在风化现象，且坝坡偏陡；坝内输水涵管使用多 年，对大坝存在安全隐患，且闸门关闭时存在漏水现象；闸门及螺杆启 闭设备锈蚀老化，且不能应急启动；启闭机房破损严重，需修建；无大 坝安全监测设施；无上坝道路；无管理用房。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 18 4.3 结论结论 综上所述，某水库管理机构和运行管理制度相对健全，防汛、抗旱 调度权限、职责基本分明，大坝及附属建筑物的日常检查工作按规定要 求开展，但缺乏必要的硬件设施，大坝安全（变形、渗流等）监测设施 不完备。 根据浙江省小型水库大坝安全技术认定办法（试行）（浙水管 200310 号），参照水库大坝安全评价导则（SL258-2000），某水 库运行管理综合评价为“较好”。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 19 5 5 防洪标准复核防洪标准复核 5.1 流域情况流域情况 某水库位于某县威坪镇横塘村，据万分之一地形图上量得水库坝址 以上控制集雨面积为 0.86km 2，相应的主流长 1.86km，河道平均比降为 0.331。 5.2 水文气象水文气象 流域附近设有某气象站，该站位于北纬 2937，东经 11901 的千岛湖镇港家坞，观测场海拔高度 171.4m。观测资料起始年份为 1961 年，观测项目主要有气压、气温、湿度、降水、日照、蒸发、地 温、风、云等。观测资料根据中央气象局制定的全国地面基本气候资 料统计方法及其补充规定整编。1980 年起执行新的地面气象观测规 范。各项观测资料精度可靠。 据某站观测资料统计，多年平均气温 16.9，极端最高气温 41.8，极端最低气温-7.6，多年平均气压996.1hPa，多年平均水汽 压 16.5hPa，相对湿度 76%，多年平均水面蒸发量 1351.6mm（蒸发皿直 径为 20cm）。多年平均风速 2.0m/s，多年平均最大风速 14.0m/s，实测 最大风速 19.7m/s，相应风向 WNW，详见表 5-1。 表表 5-1 某某站气象特征值站气象特征值 月 份 平均 气温 () 平均 气压(hPa) 平 均 水汽压 (hPa) 极端最 高气温 ( ) 极端最 低气温 () 平均相 对湿度 (%) 平均 蒸发量 (mm) 平均 风速 (m/s) 最大 风速 (m/s) 最大风 速相应 风向 1 5.0 1005.1 6.5 22.7 -7.3 73 47.0 2.1 11.7 WNW 2 5.9 1003.2 7.2 26.1 -7.6 76 47.2 2.0 10.0 3G 3 10.0 999.6 9.7 31.8 -1.7 78 70.1 2.0 19.7 WNW 4 16.1 995.0 14.3 34.7 1.0 78 104.5 1.9 14.7 2G 5 21.0 990.9 19.5 37.4 8.3 79 131.0 1.9 15.3 WNW 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 20 6 24.6 987.0 24.8 37.8 13.6 81 138.2 1.8 12.0 2G 7 28.8 985.4 29.7 41.2 17.8 77 211.0 2.0 15.0 WSW 8 28.6 986.4 28.3 41.8 17.6 74 216.3 2.1 17.0 NW 9 24.1 992.9 22.9 39.2 12.0 77 146.2 2.2 13.7 WNW 10 18.7 999.2 16.2 35.1 2.8 75 111.3 2.1 12.7 NNW 11 13.0 1003.5 11.3 28.7 -2.4 74 73.6 2.0 14.3 WNW 12 7.3 1005.4 7.6 23.1 -6.6 72 55.1 2.0 13.0 NW 年 16.9 996.1 16.5 41.8 -7.6 76 1351.6 2.0 19.7 WNW 本流域属亚热带季风气候区，冬夏季风交替显著，年温适中，四季 分明， 雨量丰沛， 日照充足。 流域多年平均降水量 1800mm， 最丰年 2597mm （1989 年） ，最枯年 1252mm（1964 年） 。降水量时空分布不均，不仅年 际变化较大，而且年内差异显著。春末夏初（4 月 16 日7 月 15 日）由 于太平洋副热带高压逐渐加强，与北方南下的冷空气交綏，静止锋徘徊， 形成连绵阴雨天气，称梅汛期，为本流域的主要降水期。期内常遇大暴 雨，如“690705”、“960630”、“990616”、 “010625”，均造成较 大的洪水灾害；夏秋季节（7 月 16 日10 月 15 日）受太平洋副热带高 压控制，炎热少雨，较为干旱，称台汛期；10 月 16 日翌年 4 月 15 日 流域受冷高压控制，晴冷少雨，当北方冷空气南下时，间有雨雪，称非 汛期。 5.3 防洪标准复核防洪标准复核 5.3.15.3.1 计算方法计算方法 由于无实测流量资料，设计洪水通过暴雨推求洪水计算。 产流计算：本水库所处地区属南方湿润地区，产流方式用蓄满产流 （或称超蓄产流），即在土壤含水量达到田间持水量以前不产流，所有 的降水都被土壤吸收；而在土壤含水量达到田间持水量后，所有的降水 （减去同期的蒸散发）都产流，在设计条件下，产流计算采用简易扣损 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 21 法。 本工程汇流面积不超过 50km 2,故采用浙江水电院推理公式计算其洪 水过程。 5.3.25.3.2 设计暴雨设计暴雨 暴雨是形成本流域洪水的主要因素，由暴雨推求设计洪水通常认为 暴雨与洪水具有相同的频率。根据某水库地理位置查浙江省短历时暴 雨图集 （2003 年 2 月）, 本工程设计暴雨成果见表 5-2。 表表 5-2 暴雨图集各时段的设计暴雨成果暴雨图集各时段的设计暴雨成果 设计 时段 均 值 (mm) Cv 适 Cs/Cv 各重现期设计暴雨(mm) 20 年 200 年 10min 17 0.32 3.5 27.3 36.5 60min 35 0.38 3.5 60.7 85.1 6h 70 0.42 3.5 127.2 184.2 24h 112 0.40 3.5 198.8 283.5 3d 162 0.42 3.5 294.5 426.41 5.3.35.3.3 成果合理性分析成果合理性分析 根据双溪口雨量站 1957-2011 年共 55 年实测一日暴雨系列，24h 暴 雨为一日暴雨的 1.13 倍，采用 P-型曲线进行频率计算。用适线法对 频率计算成果进行调整，双溪口雨量站及暴雨图集设计暴雨成果见表 5-3。 表表 5-3 24h 设计暴雨成果分析表设计暴雨成果分析表 方法 均 值 (mm) Cv 适 Cs/Cv 各重现期设计暴雨(mm) 20 年 200 年 双溪口站 112.9 0.39 3.5 201.8 287.7 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 22 暴雨图集 112 0.40 3.5 198.8 283.5 从上述计算结果可知，暴雨图集和双溪口雨量站计算成果相比 较， 20 年一遇、200 年一遇设计暴雨计算成果基本一致，成果偏低在 1.5%以内。本次认定采用暴雨图集计算成果。 5.3.45.3.4 设计雨型设计雨型 1、日程分配 暴雨日程分配按暴雨图集确定，最大 24 小时雨量置于三日当中 的第二日，第一、三两日雨量的分配比例，分别为三日减去 24 小时雨 量之差的 60%和 40%，详见表 5-4。 表表 5-4 三日暴雨日程分配表三日暴雨日程分配表 项目 第一天 第二天 第三天 H24 100% H三日-H24 60% 40% 2、时程分配 各时段内设计雨量按暴雨公式计算，其设计雨量和暴雨衰减指数计 算公式如下：当 ti 在 1060 分钟之间： 10,60 1 10( /10) n ii HtH ， 10,601060 1 1.285lg(/)nHH ； 当 ti 在 16 小时之间： 1,6 1 6( /6) n ii HHt ， 1,616 1 1.285lg(/)nHH ； 当 ti 在 624 小时之间： 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 23 6,24 1 24( /24) n ii HHt , 6,24624 1 1.661lg(/)nHH 。 暴雨衰减指数根据暴雨图集各时段设计暴雨值进行计算，计算 成果见表 5-5。 表表 5-5 暴雨衰减指数成果表暴雨衰减指数成果表 频率 10,60 n 1,6 n 6,24 n 5% 0.555 0.587 0.678 0.5 0.528 0.569 0.689 相邻历时（ti）雨量之差值，即为从大到小排列的时段雨量。 最大一天降水量 24 小时雨型按下列规则排列：时段雨量老大项末 时刻排在 18:00，时段雨量老二项排在老大项的左边；其余项从大到小 奇数项排列在左边，偶数项排列在右边，当右边排满 24:00 后，余下各 项时段雨量从大到小都排列在左边。 其余两天 24 小时雨型同样按 24 小时雨型规则排列。 5.3.55.3.5 设计净雨设计净雨 我省属南方湿润地区，主要产流方式是蓄满产流，即在土湿满足田 水量后，所有的降水（减去同期的蒸散发）都产流。本阶段采用蓄满产 间持水量以前不产流，所有的降水都被土壤吸收；而在土湿满足田间持 流简易扣损法，即初损为20mm，最大24小时雨量后损为1mm/h，其余几 日后损为 0.5mm/h。 5.3.65.3.6 设计洪水设计洪水 采用浙江水电院推理公式计算其洪水过程,由双线法求得计算时段 为 t=0.6h，各参数取值如下表 5-6 所示。 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 24 表表 5-6 推理公式法计算洪水过程线各参数推理公式法计算洪水过程线各参数 流域面积 F(km 2)： 0.86 主流长 L(km)： 1.86 平均比降 J(%)： 0.331 流域特征因素: 2.69 下垫面类型： 浙江类(植被一般) 汇流参数 m： 0.54 坝址以上设计洪水成果见表 5-7。 表表 5-7 设计洪水成果表设计洪水成果表 控制断面 项 目 各重现期设计洪水特征值 20 年 200 年 坝址以上 洪峰流量(m 3/s) 19.0 26.4 洪峰模数 22.09 30.7 3d 洪水总量(10 4m3) 20 31 5.4 水库调洪计算水库调洪计算 水库调洪的目的，是根据确定的各种设计洪水过程线和泄洪建筑物 的泄洪能力以及水位库容关系曲线等基本资料，采用溢洪道自由溢流方 式，求出水库水位过程和泄流过程，同时求出最高库水位和最大下泄流 量。 5.4.1 5.4.1 计算原理和方法计算原理和方法 水库调洪采用静库容调洪计算方法，即认为某个水位水库水面是水 平的，采用静库容曲线，利用水量平衡原理，假定在计算时段 dt 内水库 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 25 库容和库水位成线性变化，将圣维南偏微分方程组中的连续方程用有限 差分来代替，得： （I初I末）/2 （Q初Q末）/2=（V末V初）/dt 式中：I初、I末分别为时段 dt 初、末得入库流量，单位 m 3/s； Q初、Q末分别为时段 dt 初、末得出库流量，单位 m 3/s； V初、V末分别为时段 dt 初、末得水库蓄水量，单位 m 3。 水库泄水量 Q 与坝前库水位 Z 有如下关系：Qf(Z) 式中 Q 与 Z 的关系随防洪调度中所采用的不同泄水建筑物而定。水 库蓄水量 V 与库水位 Z 的关系由库容曲线给出，即： Vf(Z) 联解以上方程式，即可求得各时段的坝前水位、水库泄量及蓄水 量。 根据以上原理，采用试算法迭代求解，逐时段连续演算，完成整个 调洪过程。 5.4.2 5.4.2 调洪有关资料调洪有关资料 1、水位库容曲线 水库水位库容曲线由水库提供，具体见表 5-8，库容曲线见图 5-1。 表表 5-8 水位水位库容关系表库容关系表 序号 水位(m) 库容（万方） 序号 水位(m) 库容（万方） 1 195 10 5 199 17 2 196 12 6 200 18 3 197 13 7 201 20 4 198 15 8 202 22 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 26 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.00 库容（万方） 水位（米） 图图 5-1 水位水位库容关系曲线库容关系曲线 2、泄洪设施及泄洪能力 泄流方式是通过溢洪道自流渲泄。溢洪道为正槽式，溢洪道进口底 高程为 199.6m，溢洪道进口宽度 5.7m。孔泄流系数为 1.55。 根据计算判别，当堰顶水头低于 1.2m 时，采用宽顶堰型式计算泄 流量，当堰顶水头高于 1.2m 时，采用折线实用堰计算泄流量，计算公 式如下： 23 0 2 HgBCmQ m g v HH 2 2 00 0 式中：Q流量，m 3s； B溢流堰过水总净宽， m； H0计及行近流速的堰顶水头，m； v0行近流速，ms； 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 27 0动能修正系数，近似的取 1.03； H堰上水头，m，计算断面前取在堰前 3H06H0处； g重力加速度，ms 2； m流量系数； C上游面坡度修正系数，取 1.0； 收缩系数，取 1.0。 5.4.35.4.3 调度原则调度原则 某水库的起调水位为 199.6m，泄流方式主要是通过溢洪道自流渲 泄。 5.4.4 5.4.4 调洪计算成果调洪计算成果 本次复核采用设计标准为 20 年一遇，校核标准为 200 年一遇，起调 水位为 199.6m，具体调洪成果见表 5-9。 表表 5-9 某某水库调洪演算计算成果表水库调洪演算计算成果表 计算值 项目 频率 20 年 200 年 最高水位（m） Zmax 200.97 201.32 最大库容（万 m 3） Vmax 20.23 20.96 洪峰流量(m 3/s) QP 19.0 26.4 最大下泄流量（m 3/s） Qmax 14 20 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 28 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 81318232833 时序 流量（m3/s） 入库流量 下泄流量 图图 5-2 某某水库水库 20 年一遇调洪下泄曲线年一遇调洪下泄曲线 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 81318232833 时序 流量（m3/s） 入库流量 下泄流量 图图 5-3 某某水库水库 200 年一遇调洪下泄曲线年一遇调洪下泄曲线 浙江省某水库大坝安全技术认定综合评价报告 水利水电勘测设计院 29 表表 5-10 某某水库调洪过程线水库调洪过程线（20 年一遇年一遇） 序号 T(h) （时序） Q(m 3/s) （洪峰流 量） QX(m 3/s) （下泄流 量） 序号 T(h) （时序） Q(m 3/s) （洪峰流 量） QX(m 3/s) （下泄流 量） 1 8.4 0.4 0.3 41 20.4 0.9 0.8 2 8.7 0.4 0.3 42 20.7 1 0.9 3 9 0.4 0.3 43 21 1 0.9 4 9.3 0.4 0.3 44 21.3 1.1 0.9 5 9.6 0.4 0.3 45 21.6 1.2 1 6 9.9 0.4 0.3 46 21.9 1.3 1 7 10.2 0.4 0.3 47 22.2 1.3 1.1 8 10.5 0.4 0.3 48 22.5 1.7 1.2 9 10.8 0.5 0.4 49 22.8 2.1 1.5 10 11.1 0.5 0.4 50 23.1 2.3 1.7 11 11.4 0.5 0.4 51 23.4 2.5 1.9 12 11.7 0.5 0.4 52 23.7 2.8 2.2 13 12 0.5 0.4 53 24 3.1 2.4 14 12.3 0.5 0.4 54 24.3 3.8 2.8 15 12.6 0.5 0.5 55 24.6 4.5 3.4 16 12.9 0.5 0.5 56 24.9 5.5 4.1 17 13.2 0.5 0.5 57 25.2 6.6 5 18 13.5 0.5 0.5 58 25.5 12.8 7.3 19 13.8 0.5 0.5 59 25.8 19 12.1 20 14.1 0.5 0.5 60 26.1 11.3 14 21 14.4 0.5 0.5 61 26.4 3.7 10.2 22 14.7