南山水库计算书

南昌工程学院毕业设计第一章工程导论南山水库位于江西省南康市东山街南山村老虎坑。坝址位于张江水系的二级支流老虎坑河。坝址距离南康市中心4公里。它的地理位置是东经11444度，北纬2538度。南山水库是以应急供水为主的水利枢纽工程，具有城市日常供水等综合效益。经过综合分析论证，南山水库的工程规模和建筑特点见表1-1。表1-1南山水库工程特征一个水银行评论1水库水位检查洪水水位(P=0.333%)m181.83设计洪水位(P=3.33%)m181.61常水位m181.00供水死水位m150.00沉积物沉积高度146.502水库容积总存储容量(检查洪水水位以下的存储容量)一万立方米226存储容量低于正常存储级别一万立方米207规则存储一万立方米204.61供水死存一万立方米2.393调节特性年度调整二流量和相应的下游水位1设计洪水位时的最大流量m3/s4.7相应的下游水位m133.982检查洪水位时的最大流量m3/s6.4相应的下游水位m134.07枢纽主要建筑物有：土坝、左岸主渠道溢洪道和右岸导流涵洞。根据水库工程的规模及其在国民经济中的作用，枢纽被列为四级工程。大坝、溢洪道和导流涵洞等永久性建筑为4级，而临时建筑为5级。41第二章基本设计数据2.1流域概述南山水库位于南康市东山街南山村老虎坑。坝址位于张江水系的二级支流老虎坑河。坝址以上汇水面积控制在1.2km2，主要河流长度为1.63km，河床平均坡度为43。它属于山溪。坝址上方的流域呈扇形，右侧宽，自南向北，峰峦叠嶂，河谷狭窄，低山丘陵植被良好。2.2水文和气象特征2.2.1径流1.径流系列由于坝址处没有实测径流资料，流域内也没有设置水文站，本阶段坝址处的设计径流分析采用水文类比法计算。选择张斗水文站作为径流分析的设计参考站。坝址处的径流系列根据基准站的实测径流系列(1982-2006)按照流域面积比的一次侧进行转换。但是，考虑到小流域的区域径流存在一定的差异，根据项目周边流域南康雨量站的统计，南山水库年平均降水量为1556.7毫米，张斗站为1608.8毫米，两个区域的年平均径流深也将有所不同。因此，径流序列由面积比转换，并由降雨量修正，从而可推导出坝址年径流序列。2.径流特征该流域径流量的年内和年际变化较大。径流序列中最大年平均流量为0.061m3/s(1984年)，是多年平均流量的2.1倍；最小年平均流量为0.013m3/s(1991年)，是多年平均流量的44.8%。高水位和低水位之间的年平均流量差是4.7倍。3-8月径流占年径流总量的71.9%。第二年9月至2月的径流仅占年径流总量的28.1%。最大月平均流量为0.066 m3/s(5月)，占年径流总量的18.9%。最小月径流为0.0037 m3/s(12月)，占年径流总量的1.06%。月径流分布见表2-1。根据坝址的径流特征，将次年3月至2月划分为水文年，次年9月至2月为枯水期，可统计坝址的水文年和枯水期径流系列。表2-1坝址月径流分布月一个二三四五六年径流量(%)2.814.278.8611.018.817.6月七八九十十一十二年径流量(%)10.68.96.44.553.570.01870.01300.00960.00840.007230.00557由于本工程坝址下游无实测水位流量数据，根据实测纵向、横断面和河床坡度数据，采用水力计算方法获得坝址现阶段的水位流量关系。水面坡度根据实际测量确定。根据河床物质组成、岸墙特性、流态等因素，河床糙率综合选择在0.055 0.06之间。水位与流量的关系见表2-3。表2-3水位与流量关系结果Z(m)133134135136Q(m3/s)04.782867.6洪水1.洪水特征及成因分析该流域洪水主要由暴雨形成，洪水发生的季节与暴雨发生的季节一致。洪水在4月至6月更频繁地发生，最大的年洪水在6月更频繁地发生。由于河床坡度较陡，集蓄时间短，洪水力量大，波动剧烈，从降水到洪峰的时间一般为2 4小时，一次洪水持续约1天。2.洪水估算方法南山水库位于张江水系的二级支流老虎坑河，流域内没有水文站。因此，本工程设计洪水采用暴雨资料间接计算，假设暴雨洪水频率相同。计算依据江西省水文局编印的江西省暴雨洪水查算手册(以下简称手册)提供的方法。根据手册的使用范围：考虑到我省的具体情况，设计洪水一般采用流域面积小于30km2的流域的推理法计算。本工程坝址上方雨水收集面积为1.2km2，结合具体情况，本次洪水计算采用推理公式法计算坝址设计洪水过程线。3.坝址设计洪水根据手册及相关规定，利用推理公式法推导出30年设计洪水和300年校核洪水的工艺路线。水库的设计洪水位和校核洪水位通过调洪计算得出。南山水库溢洪道为涵式无闸可控自由泄流。溢流堰的净宽为4m，为克-奥型。水库布置原则是当水库水位比正常水位高181.00米时，溢洪道可以自由排水。水库的起始水位为181.00米2.2.3泥浆和沙子该盆地没有实测沉积物数据。设计水库的泥沙通过类比邻近水库的泥沙淤积资料进行估算。由于坝址无实测泥沙资料，且盆地植被良好，自然地理和下垫面与上犹江水库相似，本阶段水库泥沙淤积量参照上犹江水库实测泥沙资料，采用类比法估算。根据上犹江水库多年实测泥沙淤积资料统计，多年平均泥沙淤积量为01.24万m3/km2，水库使用年限为30年，水库计算泥沙淤积量约为44.6万m3，根据库容曲线，水库可能的泥沙淤积高程为146.50m2.2.4气象学库区属亚热带季风气候区，四季分明：春、夏、秋、冬：春短秋长；无霜期很长。春秋两季冷暖天气频繁交替，天气多变，多雨低温天气。盛夏和秋季，太平洋副热带高压控制着盆地，天气炎热干燥，有时受台风影响，导致台风降雨或雷暴。冬季受西伯利亚冷高压控制，天气晴朗。这个盆地有大量的降水，但年间分布极不均匀。根据南康气象站多年统计，年平均降水量为1556.7毫米，年最大降水量为2083.9毫米，年最小降水量为914.9毫米，年平均气温为19.2摄氏度，年最高气温为40.1摄氏度，年最低气温为-4.6摄氏度，年平均蒸发量为该地区水文地质条件简单。地下水类型主要包括第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水。前者张水流域富水性好，南山流域贫水性差，后者相对贫水性差。二者均由大气降水、短距离径流和近源排放提供，受季节因素影响明显。拟建坝址为低山丘陵剥蚀地貌。河谷呈现出不对称的“V”形。河道狭窄，宽约30米。河道弯曲，河床底高程约132.98 136.43米，坝址两侧山体高且厚，大部分基岩裸露，左右岸下部为一级阶地，地表为农田。坝区未发现重大崩塌、滑坡等不良物理地质现象，仅在右岸应时脉陡坎处发生崩塌。坝区出露地层包括震旦系上部变质岩和第四纪堆积。根据区域地质资料，坝区地质构造主要受北东向构造影响，位于甘县大禹至王母渡断裂带西华山附近。构造线走向主要为北东向，地层受到严重挤压。断裂带向东北-西北延伸，长度约为40-50公里，两侧充填有应时脉的碎裂岩。坝址位于断裂带的下盘。受坝址影响，断层构造较为发育，岩体较破碎，风化较深。坝区节理裂隙发育。坝基第四系松散堆积层较薄，上部为粉砂(砾石)层，下部岩体为强风化震旦纪变质砂岩夹石和砂质板岩。节理裂隙发育，岩体破碎，裂隙面大多闭合至微张，透水性强。地表水主要是河水，水质相对清澈。对溶解型和一般酸型混凝土有中等腐蚀。地下水水质清澈，对一般酸型和溶解型混凝土腐蚀性中等。左岸边坡为岩质边坡，坡度为30 40，为强风化、岩性变质的砂岩夹板岩，局部覆盖有薄层残坡土，分布不连续。岩层向山的方向向下游倾斜，没有不利的结构面及其组合，边坡基本稳定。河床断面宽度约30m，坝基表层为冲积层，冲积层厚度0 5m，阶地土壤成分为粉沙砾，河床为砂砾石。下基岩岩性为震旦系变质砂岩，夹砂质板岩，夹较多石英脉，厚度5 40厘米，岩体节理裂隙较发育破碎。岩层向下游倾斜，倾角较大，未发现大的缓倾斜结构面，坝基岩体相对稳定。河床上部强风化基岩为中等渗透性岩体；下部风化岩体为弱透水性岩体。坝基存在渗漏问题，透水层厚度为25.1 25.8米右岸坝基出露的基岩为震旦系变质砂岩夹石，坝基上部表层基岩出露，边坡下部为残积层，基岩下部岩性为变质砂岩夹石，夹有较多厚度在5 40cm的石英岩脉。 其中海拔149-157米，应时脉宽8米，应时脉破碎颗粒状，属软弱岩体，岩体中节理裂隙较发育，岩体较破碎。 上部强风化层是中等渗透层。下部强风化岩体为弱透水层，存在渗漏问题。2.4当地建筑材料根据对料场的调查，天然建筑材料的储存和质量能够满足工程设计要求。土料场包括：仓库上游的井子头山沟土料场，运输距离约3公里；井川表2-4南山水库水位与面积和容积的关系曲线Z(m)143.8150155160165170175180185A (10，000m2)00.771.873.394.868.1511.515.319.7V (10，000m3)02.398.9922.142.775.21241912792.7工程效益水库正常蓄水位181米，库容207万立方米。建成后，南山水库将成为以应急供水为主要功能、城市日常供水等综合效益的水利枢纽工程。水库的设计水位将在2010年达到城市地区185，000人的应急供水需求。水库规划水平为2020年，以满足市区30万人的应急供水需求。2.8水库规划与建筑特色指数表2-5工程特性表序列号名字单位数量注意一个水书1坝址上方的盆地区域平方公里1.22多年平均年径流量一万立方米92.43代表性流程正常运行(设计)洪水标准和流量m3/s23.4P=3.33%洪水标准和流量应用非常广泛。m3/s40.5P=0.333%施工