毕业设计（论文）-高冲水库除险加固工程设计.doc

湖南农业大学东方科技学院湖南农业大学东方科技学院 全全日日制制普普通通本本科科生生毕毕业业设设计计 高冲水库除险加固工程设计高冲水库除险加固工程设计 、 THE DESIGN OF GAOCHONG RESERVIOR REINFORCEMENT 学生姓名学生姓名： 学学 号：号：201341927118201341927118 年级专业及班级：年级专业及班级：20132013 级水利水电工程（级水利水电工程（1 1）班）班 指导老师及职称：指导老师及职称： 学学 部：部：理工学部理工学部 湖南长沙 提交日期：2017 年 5 月 湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业设计 诚 信 声 明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工 作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 目 录 摘要 .1 关键词 .1 1 前言.2 2 综合说明.5 2.1 工程概况.5 2.1.1 水库工程位置.5 2.1.2 工程任务.5 2.1.3 枢纽主要建筑物及特性参数.5 2.1.4 工程的简要建设过程.6 2.1.5 目前水库存在的主要问题.6 2.1.6 安全认定结论 .6 2.1.7 除险加固的必要性.7 2.2 水文及调洪演算.7 2.3 工程地质.8 2.4 工程任务及规模.8 2.5 除险加固设计.9 2.5.1 除险加固工程项目.9 2.5.2 除险加固措施.9 2.6 水土保持与环境保护.10 3 工程水文及调洪演算.10 3.1 基本情况.10 3.2 气象情况.11 3.3 设计暴雨.11 3.3.1 水文基本资料 .11 3.3.2 工程等级及洪水标准复核.11 3.3.3 设计暴雨.11 3.3.4 设计净雨过程的计算 .11 3.4 设计洪水.12 3.4.1 用推理公式求设计洪水、校核洪水.12 3.4.2 入库洪水总量.15 3.4.3 施工分期洪水 .15 3.5 溢洪道现状调洪演算.16 3.5.1 调洪复核原则.16 3.5.2 调洪演算的基本方程.16 3.5.3 调洪演算的基本资料及来源.16 3.5.4 溢洪道现状调洪复核结果 .18 3.5.5 水库现状抗洪能力复核 .18 3.6 溢洪道加固后调洪演算复核.21 3.6.1 调洪演算基本资料.21 3.6.2 溢洪道加固后调洪复核结果.22 3.6.3 水库加固后抗洪能力复核.23 4 工程地质.26 4.1 概况.26 4.2 坝址工程地质、水文地质条件.26 4.2.1 地形地貌.26 4.2.2 地层岩性.26 4.2.3 地质构造.26 4.2.4 水文地质条件.27 4.2.5 物理地质现象.28 4.3 坝体填筑土与坝基岩土工程地质质量评价 .28 4.3.1 坝体填筑土质量评价.28 4.3.2 坝基岩土工程地质质量评价.29 4.3.3 坝基与岸坡基础处理质量评价.29 4.3.4 区域地质构造与地震.29 4.4 岩土物理力学参数值.29 4.5 其他建筑物工程地质条件评价 .32 4.5.1 溢洪道.32 4.5.2 输水涵洞.32 4.5.3 排水棱体.32 4.6 天然建筑材料.32 4.6.1 土料.32 4.6.2 砂砾石料.32 4.6.3 块石料.33 4.7 结论.33 5 除险加固设计.34 5.1 工程基本概况.34 5.2 主要加固项目.34 5.2.1 水库安全认定结论 .34 5.2.2 水库除险加固的主要项目.34 5.3 设计依据.35 5.3.1 工程等级与建筑物级别.35 5.3.2 设计基本资料.35 5.4 加固设计.38 5.4.1 大坝坝坡设计.38 5.4.2 溢洪道建筑物整治.50 5.4.3 输水涵洞除险加固.59 5.4.4 大坝观测设施设计.61 6 结论.62 参考文献 .62 致谢 .63 附录 .63 1 高冲水库除险加固工程设计高冲水库除险加固工程设计 学 生：曹植成 指导老师：姚帮松 （湖南农业大学东方科技学院，长沙，410128） 摘 要：许多小型水库建成并且投入使用长久，年久失修，做好小型水库的除险加固显得尤为 重要。水库病险问题严重，已经严重影响水库的功能，并且严重影响水库的经济效益，长沙县高冲 水库于1970 年建成并且投入使用，兼顾有防洪，排涝与灌溉、供水、发电、等多重功效，是保证长 沙县经济发展的的重要措施。对于高冲水库的除险加固势在必行。从施工组织设计在高冲水库除险 加固的工程设计的意义出发，结合实际，对其水库大坝除险加固、溢洪道重设、排水设施加固改造 进行分析设计。使高冲水库对于长沙县的发展发挥了重要的作用。 关键词：除险加固；防渗处理；溢洪道重设；排水设施加固改造 The Design of Gaochong Reservior Reinforcement Student:Cao Zhicheng Tutor:Yao Bangsong (Orient Science anti-seepage treatment; overflood resetting 2 1 前言 高冲水库位于长沙县春华镇大鱼村，坝趾距春华镇政府约 5.0km，距大鱼村村部 2.0km，有砼路通过坝顶，交通条件较好。 高冲水库于 1970 建成，年久失修。本次设计主要针对水库坝顶破坏严重，下游 坝坡下游坝坡较陡，长有杂草；大坝下游坝脚排水棱体外部有部分石块脱落和崩塌， 局部淤塞泥土，透水性较差，不能发挥其正常功能；现有溢洪道控制段断面不能满足 泄洪要求，无消能防冲设施；现有溢洪道位于大坝左侧，而水库的主泄洪渠在大坝的 右侧，原泄洪渠要经过农田进入主泄洪渠，影响大坝下游农田安全，所以现有溢洪道 的布置存在缺陷。输水涵洞洞身结构已老化、渗水，导致本身渗水与涵洞周围强风化 岩石体存在接触冲刷，渗漏较严重。大坝无水位和位移观测设施；无防汛砂石池等问 题进行设计和整治。针对这些问题，通过对大坝整治工程设计，修理坝顶，加固下游 边坡，整治溢洪道，重设输水涵道，设置大坝水位和位移观测设施，设防汛砂石等。 大坝加固后，不仅解决了当地人民的安全和人身财产问题，还大大的保证了当地的稳 定生产，生产环境，为长沙县春华镇的经济发展提供了有力保证的条件 国外的水电站水库优化调度发展于我国。大约是在 20 世纪 4O 年代。以后十年间 水电站水库优化调度得到广泛应用。并建立了相对完善的调度系统为了丰富完善该系 统，很多科学家或是水利技术人员研究了效率较高的算法。现已大量应用与实践水电 站水库优化调度当中并且随着计算机技术的引进。越来越的多技术可以事先通过网络 模拟进行。这样大大减少了人力物力。 我国对于水电站水库优化调度的研究与应用始于 20 世纪 60 年代。1963 年左右， 谭维炎、黄守信等依据水流动态运动理论制定了一个长期优化水电站水库优化的实体 模型，并且通过不断地完善。最终在狮子滩水电站的优化调度中得到应用 1979 年。 张勇传、熊斯毅等在前者的研究基础综合制定了拓溪水电站水库优化调度模型。用到 了全新的时空离散简单过程。将原来复杂的时段人流变为短期预报式人流。优化方法 是可变可调式探索法。应用到正反流向原理。大幅度提升优化调度的可行度。在 1983 年，鲁子林等人先建立了优化模型。实施了富春江水电站的优化调度。将年均发电量 增加了 2470 万 kwh 20 世纪 70 年代末到 80 年代中期。我国研究人员先后对发电站 水库进行优化设计。其中。董子敖等人设计出了一种空间流动多目标高级优化法。该 方法的主要思路是采用水库分区管理。把一维的水流动态展示转变成二维的。建立相 关的计算公式。1997 年。伍永刚针对电力系统中梯级水电站的优化调度与控制问题。 3 经过不断地实践。研究出了遗传算法。大幅度改善了我同当时的水电站水库优化调度。 表 1 水库工程特性表 Table1 Reservoir engineering properties table 序号指标名称单位原设计加固前加固后备注 一水文 1集雨面积km20.60.60.6 2多年平均降雨量mm138013801380 3设计洪水标准及流量 P（%） m3/s P=5% 5.98 P=5% 5.98 4校核洪水标准及流量 P（%） m3/s P=0.5% 9.27 P=0.5% 9.27 二水库 1校核洪水位m85.7185.33 2设计洪水位m85.3484.96 3正常蓄水位m84.0284.0284.02 4死水位m78.00（推测)78.26 5总库容（校核洪水位以下）104m318.7116.86 6正常蓄水位库容104m311.311.3 7死库容104m30.0480.113 三工程效益 1防洪保护人口万人0.0640.0640.064 2灌溉面积亩800800800 3 下游影响主要城镇及 交通干线情况 距春华集镇km555 四主要建筑物及设备 1大坝 坝型均质土坝均质土坝均质土坝 坝顶高程m86.0086.0086.50 4 续表 1 序号指标名称单位原设计加固前加固后备注 坝顶轴长m707072 2泄水建筑物 溢洪道型式正槽式正槽式正槽式 溢流堰型式宽顶堰宽顶堰宽顶堰 溢流堰顶高程m84.0284.0284.02 溢流堰宽度m1.43 设计下泄流量m3/s2.623.71 校核下泄流量m3/s4.46.01 消能方式底流消能 3大坝输水建筑物 型式预应力砼管 预应力钢筋 砼承插管 输水涵长度m4040 输水涵尺寸mm3001000 涵管进口高程m78.00（推测)78.26 闸门形式斜拉启闭门斜拉启闭门 2 综合说明综合说明 2.12.1 工程概况工程概况 2.1.12.1.1 水库工程位置水库工程位置 高冲水库位于长沙县春华镇大鱼村，坝趾距春华镇政府约 5.0km，距大鱼村村部 2.0km，有砼路通过坝顶，交通条件较好。 2.1.22.1.2 工程任务工程任务 高冲水库位于湘江一级支流捞刀河流域，集雨面积 0.6km，水库加固后总库容 16.86 万 m，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。高 冲水库于 1970 年建成，现水库保护下游人口 640 人，灌溉耕地面积约 800 亩。 2.1.32.1.3 枢纽主要建筑物及特性参数枢纽主要建筑物及特性参数 水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等永久建筑物组成。 5 (1)工程等级与洪水标准 高冲水库加固后总库容 16.86 万 m3，为小（2）型水库，根据水利水电枢纽工 程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定枢纽工程等别为等，主要建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级。设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇。 正常运行情况下坝顶安全超高为 0.5m，非常运行情况下为 0.3m，溢洪道消能防冲工 程设计标准为 10 年一遇。 (2)水库水位与相应库容 高冲水库堰顶水位（起调水位 84.02m），相应库容为 11.3 万 m3，水库除险加固 后调洪复核结果为：20 年一遇的设计洪水位为 84.96m，相应库容为 15.09 万 m3；200 年一遇校核洪水位为 85.33m，相应库容 16.86 万 m3。 (3)大坝现状 大坝为均质土坝，坝顶高程 86.00m，最大坝高 9.1m，坝顶轴线长 70.0m，坝顶宽 4.40m，坝顶有 4.40m 宽的硬化路面。大坝上游坝坡分为两级，坡比依次为 1:1.87， 接 0.3m 宽平台（平台高程为 84.05m），再接 1:2.26 边坡至坝脚。平台（高程 84.05m）以上至坝顶采用草皮护坡，杂草丛生，平台采用砼衬砌。下游坝坡坡比为 1:1.76 至大坝下游排水棱体顶部。下游坝坡采用草皮护坡，部分杂草丛生。下游坝趾 排水棱体多年运行，外部有石块脱落，内部由泥土填满空隙，不能发挥其正常功能。 (4)溢洪道现状 溢洪道位于大坝左侧，为正槽开敞式溢洪道。进口段与控制段连接部位已裂开。 控制段为一桥涵，堰顶高程为 84.02m。泄槽段两侧为山体，矩形渠加横系梁，渠底及 其以上至 1.2m 采用砼衬砌，衬砌以上两侧长有杂草。泄槽段下游无消能防冲设施， 泄槽段末端直接与灌溉渠道相接。因水库的主泄洪渠在大坝的右侧，原泄洪渠要经过 农田进入主泄洪渠，影响大坝下游农田安全，所以现有溢洪道的布置存在缺陷。 (5)输水设施现状 输水涵管位于大坝左端，为 300 砼涵管，涵管长 40m，出口无消能防冲设施， 出口高程为 77.60m，输水涵洞洞身结构已老化、渗水，导致本身渗水与涵洞周围强风 化岩石体存在接触冲刷，渗漏较严重。 2.1.42.1.4 工程的简要建设过程工程的简要建设过程 该水库于 1969 年动工兴建，1970 年竣工蓄水运行，坝型为均质土坝，现水库保 护下游人口 640 人，灌溉农田面积约 800 亩。 6 2.1.52.1.5 目前水库存在的主要问题目前水库存在的主要问题 (1)下游坝坡较陡，长有杂草； (2)大坝下游坝脚排水棱体外部有部分石块脱落和崩塌，局部淤塞泥土，透水性 较差，不能发挥其正常功能； (3)现有溢洪道控制段断面不能满足泄洪要求，无消能防冲设施；现有溢洪道位 于大坝左侧，而水库的主泄洪渠在大坝的右侧，原泄洪渠要经过农田进入主泄洪渠， 影响大坝下游农田安全，所以现有溢洪道的布置存在缺陷。 (4)输水涵洞洞身结构已老化、渗水，导致本身渗水与涵洞周围强风化岩石体存 在接触冲刷，渗漏较严重。 (5)大坝无水位和位移观测设施； (6)无防汛砂石池。 2.1.62.1.6 安全认定结论安全认定结论 大坝安全认定为类病险坝，其存在的主要问题是： (1)下游坝坡较陡，长有杂草； (2)大坝下游坝脚排水棱体外部有部分石块脱落和崩塌，局部淤塞泥土，透水性 较差，不能发挥其正常功能； (3)现有溢洪道控制段断面不能满足泄洪要求，无消能防冲设施；现有溢洪道位 于大坝左侧，而水库的主泄洪渠在大坝的右侧，原泄洪渠要经过农田进入主泄洪渠， 影响大坝下游农田安全，所以现有溢洪道的布置存在缺陷。 (4)输水涵洞渗漏严重。 (5)大坝无水位和位移观测设施； (6)无防汛砂石池。 2.1.72.1.7 除险加固的必要性除险加固的必要性 高冲水库于 1970 年建成，由于施工质量差，目前水库存在多处隐患。而现水库 保护下游人口 640 人，灌溉耕地面积约 800 亩。一旦失事，将会造成下游人民生命财 产和社会经济的损失。 2.22.2 水文及调洪演算水文及调洪演算 高冲水库所在的湘江一级支流捞刀河流域上 ，水库建库以后也没有开展水文、气象 观测，水库无实测暴雨资料，洪水复核的洪水要素只能依照 湖南省暴雨洪水查算手册 （以下简称查算手册）进行计算。 7 调洪演算成果见下表 2： 表 2 高冲水库加固后调洪成果汇总表 Table2 The summary table of the mixed results after the strengthening of the GaoChong reservoir 起调水位(m)项目 0.5%5%10% 备注 最高洪水位(m) 85.3384.9684.84 入库洪峰流量(m3/s) 9.275.985.03 最大泄流量(m3/s) 6.013.713.03 84.02 最大库容(万 m3) 16.8615.0914.60 长沙县属亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，四季分明。长沙县境内无气 象站，采用长沙市马坡岭气象站 19512008 年统计资料，多年平均气温 17.3，极 端最高气温 41.1（2003 年 8 月 2 日），极端最低气温-11.3（1972 年 2 日 9 日）。 多年平均风速 2.4m/s，主导风为西北风，汛期最大风速多年平均值为 14.0m/s，实测 最大风速 20.7m/s（1980 年 4 月 13 日，风向 NNW），多年平均日照时数 1585h，多年 平均降水量 1380mm，多年平均蒸发量 1315.6mm。 高冲水库堰顶水位（起调水位 84.02m），相应库容为 11.3 万 m3，加固后调洪复 核结果：20 年一遇的设计洪水位为 84.96m，最大下泄流量 3.71 m3/s，相应库容 15.09 万 m3；200 年一遇校核洪水位为 85.33m，最大下泄流量为 6.01m3/s，相应库容 16.86 万 m3。 2.32.3 工程地质工程地质 工程区属变质岩丘陵地貌单元，山体呈北东向分布，山脊较宽，坝址位于一山间 谷口，山体较雄厚，山顶高程 103117.2m，附近最高峰高程 122.0m。基岩多裸露。 筑坝前河谷为 0.5m2.0m 厚的残坡积层覆盖，谷底高程 77m78m，相对切割深 8m15m，两岸山坡坡角 2030，局部 6070。 坝址区岩层产状 N65W,SW65，倾向右岸偏下游。坝区无区域性断层切割。 主要发育一组节理：产状 N72E，NW780，近顺河向，倾向上游偏右岸，面 较平直，闭合微张开，充填泥质物，延伸长一般 0.3m2m，发育频率 45 条/m。 根据水工建根据中国地震动参数区划（GB18306-2001），本区地震动峰值加 速度0.05g，地震动反映谱特征周期 0.35s，对应地震基本烈度小于度。 坝区地下水类型为松散土体的孔隙水，主要赋存于第四系松散堆积层中，接受大 气降水与库水补给，水量较贫乏。 根据注水试验可知：坝体填筑土渗透系数 K=7.910-5cm/s 9.210-5cm/s，平 8 均为 8.4810-5cm/s，属于弱透水带。坝基土渗透系数 K=7.410-5cm/s，属于弱透 水带。 根据钻孔压水试验，坝基岩体强风化带透水率 q=9.19.7Lu，属弱透水带；弱风 化带岩体透水率 q=4.35.3Lu，属弱透水带。 坝区未见不良物理地质现象发育。根据钻探揭露情况，岩石强风化深度为 4.6m5.5m。 2.42.4 工程工程任务及规模任务及规模 本次除险加固的主要任务是：通过对水库大坝、溢洪道、输水涵洞等的除险加固 及观测、管理设施的完善，提高水库的防洪标准，增强其抵抗自然灾害的能力，保护 人民生命财产的安全，保障社会稳定，为当地经济发展创造有利条件。 高冲水库加固后总库容 16.86 万 m3，根据国家防洪标准（GB50201-94）及 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）等规定，其工程规模为等工 程。 2.52.5 除险加固设计除险加固设计 2.5.12.5.1 除险加固工程项目除险加固工程项目 (1)大坝： 1)大坝上游坝坡高程 84.05m 以下维持现状不变，高程 84.05m 以上至坝顶采用 草皮护坡； 2)培厚下游坝坡，采用草皮护坡，新建下坝踏步,新建坝坡两侧排水沟； 3)下游坝脚排水棱体拆除重建，坝脚排水沟重建； 4)大坝坝顶加高至 86.50m，采用 C25 砼路面； 5)涵洞开挖重建施工断面内的上游坡按原坝坡形式恢复。 (2)溢洪道：大坝右岸新建溢洪道进口段、控制段、收缩段、泄槽段及消力池段， 重建泄洪渠 300m； (3)输水涵洞原址开挖重建； (4)增设大坝水位观测设施及位移观测设施； (5)增设防汛砂石池； (6)增设工程标志牌。 9 2.5.22.5.2 除险加固措施除险加固措施 (1)大坝坝坡设计 大坝上游坝坡高程 84.05m 以下维持现状不变，高程 84.05m 以上至坝顶清表，采 用草皮护坡；原下游坝坡清表，开挖成阶梯状后培厚下游坝坡，采用草皮护坡，新建 下坝踏步,新建坝坡两侧排水沟；大坝坝顶加宽至 5.0m，加高至 86.50m，采用 200mm 厚 C25 砼路面及 100mm 厚碎石垫层；涵洞开挖重建施工断面内的上游坡按原坝坡形式 恢复。 (2) 溢洪道除险加固设计 1)溢洪道进口新建设计 进口段长 7.0 米，底板采用 0.3m 厚 C25 钢筋砼衬砌。侧墙采用 C20 砼挡墙结构， 顶宽 0.5 米，导墙背面坡比为 1:0.3。 2)溢洪道控制段新建设计 溢洪道控制段采用 0.3m 厚的 C25 钢筋砼箱涵结构，长 8.0m，净宽 3m，净高 2.18m。在距控制段进口 3.5m 处设置一道刺墙。 3)收缩段、泄槽段新建设计 收缩段底板采用 0.3m 厚 C25 钢筋砼衬砌，底板宽度由 3.0m 收缩至 2.0m；侧墙采 用 C20 砼挡墙结构，顶宽 0.3 米，高 2.18m1.5m，导墙背面坡比为 1:0.3。 泄槽段底板采用 0.3m 厚 C25 钢筋砼衬砌；侧墙采用 C20 砼挡墙结构，顶宽 0.3 米，侧墙高 1.5m，导墙背面坡比为 1:0.3。 4)溢洪道消力池 消力池长 8m，宽 2.0m，深 0.6m。本次重建消力池拟定侧墙采用 C20 砼挡墙，顶 宽 0.5 米，背面坡比为 1:0.3。 5)重建泄洪渠 泄洪渠两侧挡墙采用浆砌石挡墙结构，侧墙高 1.2m，底板采用 100mm 厚 C20 砼结 构，底板净宽 2.0m。 (3)输水涵洞除险加固 输水涵洞原址重建，设计涵洞取水口高程为 78.26m，出口高程降低至 77.30m， 涵管坡度为 1：200，涵管管径采用内径 1000mm 三阶段预应力钢筋砼承插管，垫层采 用 0.40m 厚的 C20 砼，进水口采用深水式进水，消力井消能，采用斜拉闸门，手动螺 杆启闭。在消力井后设两道 C20 砼截水墙，间距 5.0m。输水涵洞基础必须座落在老基 础上。重建启闭机房。 10 4) 观测设计 在输水涵洞一侧增设大坝水位观测设施，在大坝坝顶及下游排水棱体增设位移观 测设施。 2.2.6 6 水土保持与环境保护水土保持与环境保护 本水库除险加固工程，没有制约本工程或受本工程制约的环境影响问题。不会对 库区和下游环境造成不利影响。工程所用建筑材料均从外地购进，所以本工程的施工 对周边地面扰动及植被破坏不大。在施工过程中对环境的影响只是短暂的、局部的。 3 3 工程水文及调洪演算工程水文及调洪演算 3.13.1 基本情况基本情况 高冲水库位于长沙县春华镇大鱼村，坝趾距春华镇政府约 5.0km，距大鱼村村部 2.0km，有砼路通过坝顶，交通条件较好。水库位于湘江一级支流捞刀河流域，集雨 面积 0.6km，坝址以上干流长度 1.24km，干流平均坡降 2.14%，水库加固后总库容 16.86 万 m，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。高 冲水库于 1970 年建成，现水库保护下游人口 640 人，灌溉耕地面积约 800 亩。 3.23.2 气象气象情况情况 长沙县属亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，四季分明。长沙县境内无气 象站，采用长沙市马坡岭气象站 19512008 年统计资料，多年平均气温 17.3，极 端最高气温 41.1（2003 年 8 月 2 日），极端最低气温-11.3（1972 年 2 日 9 日）。 多年平均风速 2.4m/s，主导风为西北风，汛期最大风速多年平均值为 14.0m/s，实测 最大风速 20.7m/s（1980 年 4 月 13 日，风向 NNW），多年平均日照时数 1585h，多年 平均降水量 1380mm，多年平均蒸发量 1315.6mm。 3.33.3 设计暴雨设计暴雨 3.3.13.3.1 水文基本资料水文基本资料 高冲水库所在的湘江一级支流捞刀河流域上，水库建库以后也没有开展水文、气 象观测，水库无实测暴雨资料，洪水复核的洪水要素只能依照 湖南省暴雨洪水查算手 册（以下简称查算手册）进行计算。 11 3.3.23.3.2 工程等级及洪水标准复核工程等级及洪水标准复核 根据防洪标准GB50201-94 及水利水电工程等级划分及洪水标准SL252- 2000 的相关规定，高冲水库加固后总库容为 16.86 万 m3，为小(2)型水库，工程等别 为等，主要建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级。根据水利水电工程等级划分及洪 水标准的 3.2.1 条的规定，高冲水库大坝为山区、丘陵区永久性水工建筑物，确定 其设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 200 年一遇。溢洪道消能防冲标准为 10 年一遇。 3.3.33.3.3 设计暴雨设计暴雨 根据高冲水库的地理位置（属湖南省暴雨一致区第一区，产流分区第 1 区）和集 雨面积为 0.6km2，查算手册图 3-2 得最大 24 小时点雨量变差系数 Cv 为 0.45，Cs 为 3.5Cv，点面关系系数 为 1。高冲水库设计暴雨采用值和参数见下表 2.1。 3.3.43.3.4 设计净雨过程的计算设计净雨过程的计算 (1)查查算手册图 10 知该流域属产流分区第 1 区，得 Im120mm IoIm-Pa 设 式中：Io初损 Im流域最大初损 Pa 设采用（经统计我省较大实测洪水的 Pa，80%的频次 Pa），因此 m I 4 3 m I 4 3 各产流分区的 Io 为常数。得 IoIm-Pa= 30mm （2）扣除初损 Io30mm，得下表 3.1 中净雨深，即径流深 R总。 （3）求时段地表径流深 R 上，R 上R总（ 值查查算手册表 3）为所计 算的设计净雨过程 R 上 tt，见下表 3。 表 3 水库设计暴雨参数及成果表 Table3 The reservoir designs the storm parameters and the results list P（%）P=10.0%P=5.0%P=0.5%备注 Kp1.601.882.79 H24 点（mm）168.00197.40292.95 H24 面（mm）168.00197.40292.95 n20.6280.6120.562 n30.7940.7920.785 H1（mm）64.8473.8299.20 H3（mm）97.57113.06160.51 F=0.6km2 L1.24km J=2.14% Cv=0.45 H24 点均=105mm Cs=3.5Cv Io=30mm a=1 12 续表三 H6（mm）126.27147.95217.45 H12（mm）145.65170.90252.39 R 总（mm）138.00167.40262.95 0.750.750.76 R 上（mm）103.50125.55199.84 3.43.4 设计洪水设计洪水 3.4.13.4.1 用推理公式求设计洪水、校核洪水用推理公式求设计洪水、校核洪水 1、求洪峰流量 Qm 及汇流时间 (1) 根据流域地理参数 5.07 查查算手册 图 11 或用图中公式计算 m0.183。得 m0.40 489. 0 (2) 列表计算 Rt/t 分别根据设计净雨过程 R上 tt，自最大时段净雨开始，向前相邻时段连续累加， 并除以相应的历时，计算 Rt/t 值。 (3) 用试算法求 Qm 和 参照查算手册，采用全面汇流公式： 试算得：Q10%=5.03m3/s 10%=2.05 小时 Q5%=5.98m3/s 5%=1.96 小时 Q0.5%=9.27m3/s 0.5%=1.76 小时 2、洪水过程线的推求 ： 3/14/13/14/1 0214. 06 . 0 24 . 1 JF L 4/1 3/1 278 . 0 /278. 0 m m QmJ L tRtFQ 13 表 4 高冲水库十年一遇校核洪水过程线计算表 Table4 The GaoChong reservoir is calculated from the school nuclear flood process line in ten years ti/00.511.522.533.54 备注 ti01.02 2.05 3.07 4.10 5.12 6.14 7.17 8.19 Qi/Qm00.110.450.240.120.060.030 Qi0.0 0.5 5.0 2.3 1.2 0.6 0.3 0.2 0.0 Qi+Q00.016 0.52 5.0 2.28 1.22 0.6 0.32 0.18 0.016 Qo0.026F 为全省洪水基流回加 经验公式。 高冲水库： Qo0.026*0.6 0.016 说明：（1）表中 ti 各栏，以 2.05 乘 ti/ 各栏求得 （2）表中 Qi 各栏，以 Qm5.03 乘 Qi/Qm 各栏求得 （3）Qi+Qo 为设计洪水过程以 Qi 基流 Qo 求得 表 5 高冲水库二十年一遇设计洪水过程线计算表 Table 5 Calculation table of design flood hydrograph for twenty years in Gao Chong reservoir ti/00.511.522.533.54 备注 ti00.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88 6.86 7.84 Qi/Qm00.110.450.240.120.060.030 Qi00.6 6.0 2.7 1.4 0.7 0.4 0.18 0 Qi+Q00.016 0.61 6.0 2.71 1.45 0.7 0.37 0.19 0.016 Qo0.026F 为全省洪水基流回加 经验公式。 高冲水库： Qo0.026*0.6 0.016 说明：（1）表中 ti 各栏，以 1.96 乘 ti/ 各栏求得 （2）表中 Qi 各栏，以 Qm5.98 乘 Qi/Qm 各栏求得 （3）Qi+Qo 为设计洪水过程以 Qi 基流 Qo 求得 14 3.4.23.4.2 入库洪水总量入库洪水总量 公式：Wmp=R总 PF1000 P=10%：Wmp=138.000.61000=8.3 万 m3 P=5%：Wmp=167.400.61000=10.0 万 m3 P=0.5%：Wmp=262.950.61000=15.8 万 m3 式中：Wmp 为入库洪水总量。 R总 p为当 P=0.5%或 P=5%时，入库洪水的总径流深，单位为 mm。 F 为水库控制流域面积。 综上所述，当洪水为 20 年一遇设计时，入库洪水为 10.0 万 m3；当洪水为 200 年 一遇校核时，入库洪水为 15.8 万 m3。 3.4.3.4.3 3 施工分期洪水施工分期洪水 水库施工枯水期根据历年降雨量的统计资料，按第一年 9 月至次年 3 月，第一年 11 月至次年 2 月，第一年 12 月至次年 1 月，计算施工洪水标准下的设计日降雨推算 其产水量和相应水位，计算结果如表 7。 表 7 施工分期洪水估算结果表 Table 7 Flood estimation results at construction stage 分期9 月至次年 3 月11 月至次年 2 月12 月至次年 1 月 H24 均(mm)55.837.222.8 统计参数 CV0.500.460.43 表 6 高冲水库二百年一遇设计洪水过程线计算表 Table 6 Calculation table of design flood process for two hundred years in Gao Chong reservoir ti/00.511.522.533.54 备注 ti00.88 1.76 2.64 3.51 4.39 5.27 6.15 7.03 Qi/Qm00.110.450.240.120.060.030 Qi00.9 9.3 4.2 2.2 1.1 0.6 0.3 0.0 Qi+Q00.016 0.94 9.3 4.19 2.24 1.1 0.57 0.29 0.016 Qo0.026F 为全省洪水基流回加 经验公式。 高冲水库： Qo0.026*0.6 0.016 说明：（1）表中 ti 各栏，以 1.76 乘 ti/ 各栏求得 （2）表中 Qi 各栏，以 Qm9.27 乘 Qi/Qm 各栏求得 （3）Qi+Qo 为设计洪水过程以 Qi 基流 Qo 求得 15 续表七 CS/CV 3.533 10 年一遇 94.360.635.8 5 年一遇 73.749.829.6 一日雨量 （mm) 3 年一遇 48.033.120.3 10 年一遇 2.96 1.90 1.12 5 年一遇 2.31 1.56 0.93 一日洪量 （104m3) 3 年一遇 1.51 1.04 0.64 10 年一遇 81.2280.6580.13 5 年一遇 80.8980.4479.92 库水位（m) 3 年一遇 80.