某水库除险加固设计报告.doc

后洞水库除险加固设计报告 后洞水库除险加固 设计报告 后洞水库除险加固设计报告 目目 录录 1 1 综合说明综合说明 1 1 1 工程概况 1 1 2 工程运行管理现状 2 1 3 水库大坝安全鉴定及复核结论 2 1 4 工程除险加固初设审批文件 3 1 5 工程特性表 4 2 2 水文水文 7 2 1 水文及复核 7 2 1 1 流域概况及流域特征值复核 7 2 1 2 水文气象 7 2 1 3 水文参证站选择 8 2 1 4 径流复核 11 2 1 5 水库库容曲线复核 13 2 1 6 水利调节计算 13 2 1 7 水库坝后水位流量关系 16 2 2 洪水及复核 17 2 2 1 暴雨洪水特性 17 2 2 2 设计暴雨计算 17 2 2 3 设计洪水计算 19 2 2 4 洪水调节计算 22 2 3 施工洪水 23 2 4 泥沙及复核 23 2 4 1 现状淤积复核 23 2 4 2 除险加固泥沙淤积计算 23 2 4 3 取水口高程及死水位复核 24 2 4 4 水库水质监测资料和评价 25 3 3 水文地质及工程地质水文地质及工程地质 26 3 1 区域地质概况 26 3 1 1 地形地貌 26 3 1 2 地层岩性 26 3 1 3 构造及地震 28 3 2 水库区工程地质复核 29 3 2 1 基本地质条件 29 3 2 2 水文地质条件 30 3 2 3 不良物理地质现象 32 3 2 4 库岸边坡稳定性评价 32 3 2 5 主要工程地质问题 32 3 2 6 水库淤积 32 3 3 坝体质量及工程地质评价 33 3 3 1 坝体工程地质条件 33 3 3 2 坝体质量评价 33 3 4 坝基 肩 水文工程地质条件 34 3 4 1 坝基 肩 工程地质条件 34 3 4 2 坝基 肩 水文地质评价 34 3 4 3 岩土物理力学参数 36 3 5 其他水工建筑物工程地质评价 37 3 5 1 溢洪道工程地质及稳定性评价 37 3 5 2 放水箱涵工程地质情况 39 3 6 天然建筑材料评价 39 后洞水库除险加固设计报告 4 4 除险加固设计除险加固设计 41 4 1 工程等级 建筑物级别及洪水标准 41 4 2 设计依据 41 4 2 1 法规 规章 强制性标准 技术规范 41 4 2 2 设计依据 42 4 2 3 设计采用的参数 42 4 3 大坝 45 4 3 1 大坝稳定安全复核 45 4 3 2 大坝除险加固设计 46 4 4 坝基 肩 防渗设计 53 4 4 1 渗漏现状性质 范围及渗漏量 53 4 4 2 防渗方案比选 53 4 4 3 防渗处理设计 53 4 5 除险加固设计后大坝渗流稳定及结构稳定计算 55 4 5 1 除险加固设计后大坝渗流稳定计算 55 4 5 2 除险加固设计后大坝结构稳定计算 61 4 5 3 结论 66 4 6 泄洪建筑物 66 4 6 1 泄洪能力复核 66 4 6 2 加固改造设计 66 4 6 3 加固改造后评价 73 4 7 放水及输水设施 74 4 7 1 现状描述及存在问题 74 4 7 2 放水箱涵防渗设计 74 4 7 3 加固改造设计 74 4 8 自动监测系统 74 4 8 1 监测项目 75 4 8 2 自动监测系统布置方案 75 4 9 交通 防汛抢险及上坝公路具体设计 77 4 10 房屋工程 77 4 11 其他项目 78 5 5 施工组织设计施工组织设计 79 5 1 施工总体布置 79 5 1 1 施工条件 79 5 1 2 施工用风 水 电 80 5 1 3 施工料场及规划 80 5 1 4 施工总布置 80 5 25 2 施工导流施工导流 81 5 2 1 施工导流标准及施工时段选择 81 5 2 2 渡汛方式 81 5 3 主要除险加固工程施工工艺和施工质量标准 81 5 3 1 施工测量 81 5 3 2 各主要分部工程施工工序 82 5 3 3 各主要分部工程施工工艺和质量标准 83 5 45 4 安全文明施工安全文明施工 93 5 4 1 安全施工措施 93 5 55 5 施工进度与工期施工进度与工期 95 5 5 1 施工工期 95 5 5 2 施工进度表 96 后洞水库除险加固设计报告 5 65 6 特殊施工技术要求特殊施工技术要求 96 6 6 工程管理工程管理 97 6 1 管理机构 97 6 2 水库调度运行方案 97 6 3 运行管理方案 97 6 3 1 管理范围 97 6 3 2 运行管理 97 6 4 运行建议 98 7 7 水土保持及环保设计水土保持及环保设计 99 7 17 1 水土保持设计水土保持设计 99 7 1 1 项目及项目区简况 99 7 1 2 编制依据 101 7 1 3 生产过程中造成的水土流失预测 101 7 1 4 水土流失防护设计 102 7 1 5 水土保持投资 103 7 27 2 环境保护设计环境保护设计 103 7 2 1 工程环境保护设计依据 104 7 2 2 工程环境保护设计 105 7 2 3 环保投资 108 8 8 工程概算总投资工程概算总投资 109 8 18 1 工程概况 工程概况 109 8 28 2 投资主要指标投资主要指标 110 8 38 3 编制原则和依据编制原则和依据 110 8 48 4 基础单价基础单价 111 8 4 1 主要材料预算价格 111 8 4 2 砂石料预算价格 112 8 5 3 风 水 电预算价格 112 8 58 5 费用计算标准费用计算标准 112 8 5 1 其他直接费率 112 8 5 2 现场经费费率 112 8 5 3 间接费费率 112 8 5 4 计划利润 112 8 5 5 税金 112 8 68 6 实施方案 初步设计审定总概算表比较实施方案 初步设计审定总概算表比较 113 9 9 经济评价综合评价经济评价综合评价 116 9 1 9 1 年收益年收益 116 9 2 年运行费用 116 9 3 经济指标 117 9 4 综合评价 117 1010 工程招标方案设计工程招标方案设计 118 10 1 招标范围 118 10 2 招标组织形式 118 10 3 招标方式 118 后洞水库除险加固设计报告 10 4 工程监理单位 118 10 5 施工招标标段的划分 118 1111 附件附件 120 11 1 勘探实验资料 120 11 2 初设审批文件 120 11 3 工程现状照片 120 1 综合说明 1 1 工程概况 后洞水库除险加固设计报告 后洞水库位于某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 后洞水库除险加固设计报告 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 某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 现由某县水利局扎 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 某县后洞水库大坝安全鉴定报告书 的结论 某县后洞水库 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 后洞水库除险加固设计报告 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 后洞水库除险加固设计报告 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 K 4 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 后洞水库除险加固设计报告 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 12 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 后洞水库位于某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 13 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 邻近有某县气 象站 某县气象局位于龙场镇马长坡 东经 106 36 北纬 26 51 为一般气象站 每天进行 08 14 20 时三次观测 某气象局 于 1958 年 11 月建站 位于某县城关镇东面南门口街背后菜园内 城镇 1960 年 9 月迁站至某县城关镇东面田坝中间 郊外 现址 1962 年 4 月迁站至某县龙场镇马长坡 城郊 资料年代从 1963 年 1 月 1 日开始正式观测记录 具有气温 风 14 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 某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 某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 1963 2006 年降雨资料分析 说明了系列具有一致性 3 代表性 从某县气象局不同资料系列的水文年降水资料统计分析比较 1963 1979 年 1963 1989 年 1963 1999 年和 1963 2006 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 某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 11 4 月 mm CvCs Cv 1963 1979 171234 90 142268 60 302 1963 1989 271187 40 152261 70 292 1963 1999 271182 20 162254 60 292 1963 2006 431170 60 162252 50 292 15 某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 1969 1970 年 1967 1968 年 1970 1971 年 平水年为 18 年 占 39 1 连续平水年为 1965 1966 年 1991 1992 年 1995 1996 年 枯水年共 15 年 占 32 6 连续枯水年为 1905 1906 年 1986 1987 年 2003 2004 年 其中 1966 1967 年在实测系列中最枯 从某县气象站长系列看 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 可以认为某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 5 10 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 由某气象站 1963 2006 年共 43 年 水文年 降雨资料 流域多年平均降雨量 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 16 1100 1200mm 之间 多年平均变差系数在 0 15 0 18 之间 取 Cs 2Cv 多年平均径流系数取 0 45 0 50 得多年平均径流深 500 600mm 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 17 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 1963 2005矩法 X1 1170 60 1452 3 适线 X3 1170 60 162 18 径流的变差系数根据 贵州省地表水资源 中的公式 Cvy r Cvx 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 s km2 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 19 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 1985 1986 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 20 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 21 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 22 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 1 2h 一 次洪水总历时 8 10 小时 洪水过程多为单峰型 洪水多发生在 23 6 7 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 根据某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 90 100mm 之间 Cv 在 0 5 左右 最大 1h 均值 在 40mm 左右 Cv 在 0 35 0 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 24 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 1963 2006矩法 X1 39 50 3563 5 2 优选 X2 39 50 3923 5 3 适线 X3 39 50 39 25 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 1963 2006矩法 X1 102 60 3563 5 3 102 60 41 26 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 r1 0 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 0 481 r10 571 f0 223 J0 149 F0 890 C1 Sp 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 1 C1 F 后洞水库明流区洪水计算成果表见表24H 2 2 3 27 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 经某气象站最大 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 28 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 29 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 30 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 GB50201 94 和 水利水电工程等级划分 及洪水标准 SL252 2000 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 31 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 SDJ338 89 规范 施工洪水设计标准为 10 5 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 统计某气象站最大 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 32 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 200 500t km2 y 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 33 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 4612