四川省xx水库枢纽除险加固工程初步设计报告(编辑修改稿)

四川省xx水库枢纽除险加固工程初步设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

单位 数量 备注 除险加固前 除险加固后 一、水文 1 坝址以上控制集雨面 积 km2 2 多年平均降雨量 mm 3 多年平均最大风速 m/s 4 多年平均径流深 mm 5 多年平均径流总量 万 m3 6 多年平均气温 ℃ 7 河道长度 km 8 河道比降 ‰ 34 34 9 设计洪峰流量 P=% m3/s 10 校核洪峰流量 P=% m3/s 二、水库 1 设计洪水位 m 设计下泻流量 m3/s 2 校核洪水位 m 校核下泻流量 m3/s 3 正常蓄水位 m 4 死水位 m 335 335 5 总库容 万 m3 6 正常库容 万 m3 7 死库容 万 m3 8 设计灌面 亩 160 160 三、坝枢工程 （一）大坝 1 坝型 均质土坝 均质土坝 2 坝顶高程 m 3 最大坝高 m 4 坝顶轴线长度 m 87 84 5 坝顶宽度 m 6 上游坝坡 1： ~ 1： ~ 7 下游坝坡 1： ~ 1： ~ （二）溢洪道 1 堰型 开敞 式正堰 宽顶 堰 11 序号 名称 单位 数量 备注 除险加固前 除险加固后 2 堰顶高程 m 3 堰顶宽度 m 4 消能方式 / 消力池 5 溢洪道长度 m 26 32m （三） 放水设施 1 型式 竖井 涵 洞 涵卧 管 2 宽高 /内径 m 3 最大放水流量 m3/s 四、灌区特性 1 设计灌面 亩 160 160 2 有效灌面 亩 160 160 五、主要工程量 1 土石方开挖 m3 2 土石方填筑 m3 3 砼浇筑 m3 六、总工期 月 6 七、总投资 万元 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 12 2 水 文 概述 XX 水库属 沱江水系 支河上游。 水库坝址以上集雨面积 ，主河道长 ，河道比降为 34‰。 流域内植被一般，水土流失轻度。 多年平均降雨量 ，多年平均径流深 ，降雨多集中在 510 月份。 水文资料 由于本水库集雨面积内无任何水文测站，属无资料地区。 本次洪水计算采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）载入的推理公式进行，以《手册》的暴雨参数和流域周围的雨量站实测的暴雨统计参数分别计算，然后对成果进行对比分析得到最终洪水成果。 气象概况 水库地处亚热带湿润季风气候区，春、夏、秋、冬四季分明，气候温和，雨量充沛，具有冬暖春旱、夏热、湿度大、云雾多、无霜期长、秋多绵雨、冬短夏长，盛夏连晴、高温多伏旱等气候特点。 据邻近的 XX 市气象局多年实测气象资料统计 ， 多年平均气温℃ ，极端最高气温 ℃ （ ），极端最低气温 ℃（ ）。 多年平均相对湿度 80%，绝对湿度 毫巴。 多年平均风速 ，最大风速。 多年平均蒸发量。 无霜期 318 天。 多年平均降水量。 降雨量年内分配不均， 5～ 10月雨量占年雨量的 %，其中 8 两月占年雨量的 %，是大雨和暴雨发生的主要时期； 11～ 4 月雨量较少，仅占年雨量的 %，其中 12～ 2 月降雨量少，仅占年雨量的 %， 降雨量年际变化大，丰水年雨量约为枯水年雨量的 倍。 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 13 设计洪水 设计洪水标准 XX 水库 坝体为均质土坝，总库容为 万 m3 （三查三定）。 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（ SL25220xx）的规定，XX 水库 为小（ 二 ）型水库，工程等级为 Ⅴ 等工程，其永久性水工建筑物为 5 级。 结合水库现状及下游场镇及农田情况， 本次整治设计洪水标准确定为 20 年一遇洪水设计， 200 年一遇洪水校核，相应洪水频率为 P=%和 P=%。 设计洪水推求 由 于本水库集雨面积内无任何水文、降雨测站，属无资料地区。 本次洪水计算采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）载入的推理公式进行，以《手册》的暴雨参数和流域周围的雨量站实测暴雨统计参数进行对比分析后选用较大值推求设计洪水。 流域内无实测暴雨资料，根据临近流域雨量站网分布及资料情况，确定距水库约 8km 的 XX 站（气象站）为 XX 水库设计暴雨计算的主要参证站。 XX 站是气象系统设立的基本站，收集到该站 1959～ 1998 年共 40年实测年最大 1h、 6h 和 24h 雨量资料，雨量观测和资料整理均按规范进行，观 测精度较高，资料可靠。 利用 XX 站实测最大雨量系列（ 1959～ 1998） 进行频率计算。 用数学期望公式分别计算系列各项的经验频率，以矩法计算统计参数的初值，采用 P—Ⅲ 型曲线适线，确定统计参数和设计值。 为验证成果的合理性，又采用《手册》查 ―等值线图 ‖的方法计算设计暴雨，两种方法成果较接近，据以分别进行设计洪水计算，《手册》设计暴雨值计算设计洪水成果略大。 从工程安全考虑，故推荐采用《手册》成果。 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 14 故将上述年平均暴雨参数与《手册》所载暴雨参数对比于下表： 表 21 暴雨参数对比表 雨历（ h） 项目 暴雨手册参数 Ht(mm) Cv Cs 1/6 手册参数 Cs XX 站参数 Cs 1 手册参数 Cs XX 站参数 Cs 6 手册参数 Cs XX 站参数 Cs 24 手册参数 Cs XX 站参数 Cs 由表可见，《手册》所载暴雨特征值仍比 XX 水文站实测值大，为安全起见 ，故本次洪水复核计算参数采用《手册》中所查取数据（见表 22），并以《手册》计算方法进行计算。 又因本流域集雨面积很小，故忽略暴雨点、面的不均匀性，以点雨量代替面雨量推求计算成果见表 23。 表 22 设计暴雨计算参数比较表 雨历（ h） 暴雨手册参数 Ht(mm) Cv Cs 1/6 Cs 1 Cs 6 Cs 24 Cs 表 23 设计暴雨计算成果表 统计参数 设计值 H 24（ mm） CV CS P=%(mm) P=%(mm) 110 CV 由于本水库集雨面积内无水文站，属无资料地区。 本次洪水计算四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 15 采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）载入的推理公式进行，以《手册》的暴雨参数和流域周围的雨量站实测的暴雨统计参数分别计算，然后对成果进行对比分析得到最终洪水成果。 设计洪峰流量的推算 参考 SL4493《水利水电工程设计洪水计算规范》、《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》等，认定暴雨和洪水同频率，采用水科院水文研究所推理公式计算设计洪峰流量。 1 推理公式分析法 推理公式中各参数的定量采用不同途径。 参考四川省短历时暴雨指数等直线图本库区片值及邻近水库值；又据四川省小流域 m 值及 μ值综合成果，采用 θ=L/J1/3 F1/4 及 m= 推求汇流参数值为 ，采用 μ=. 1 CV=、 CS= 推求设计和校核情况下的损失参数；再据核实的流域特征参数 F、 L、 J 用水文研究所推理 公式 Q=（ s/τn） F 计算得 XX 水库坝址处的设计洪峰流量见表 24。 表 24 设计洪峰流量 Qp 推算成果表 P（ %） 推理公式分析法 ( m3/s) 采用成果 (m3/s) 设计洪水总量计算 根据各频率的设计暴雨，采用单峰洪水计算 T=，因 T 小于 24 小时，用 HTp=Spt (1n2)（ S 为设计暴雨雨力， n2 为短历时设计暴雨指数）计算短历时设计暴雨，采用《手则》推荐的径流系数法公式： W= HtpF（ 104m3） 计算求得控制断面洪水总量见表 25： 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 16 表 25 设计洪量推算成果表 位置 频率 P(％ ) 设计 洪量 (万 m3) 坝址 设计洪水过程线的推求 根据上述推求的设计洪峰流量 Qp 及设计洪水总量 Wp，计算设计洪水过程概化复式历时 Tp=，参考《手册》中小流域典型洪水概化过程线综合成果，选取常出现的单峰概化洪水过程线模型（ 2）之 X、 Y 值，由 Q， t=YQp 和 Qt=Q’t+Q0 及 t=XTp 计算 Qt、 t，即得区间洪水流量过程线，见 下表。 表 26 XX水库 洪水过程线表 序号 P=% P=% 时程（ h） 流量（ m3/s） 时程（ h） 流量（ m3/s） 1 0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 0 0 分期 设计洪水 根据施工组织设计要求，需要提供 XX 水库非汛期分期设计洪水。 由于 XX 水库无实测流量资料，分期设计洪水 根据站网分布及资料情况，选择威远河兴隆站（ F=）为本工程分期设计洪水的参证站。 洪水分期 依据兴隆站 1971～ 1987 年历年各月最大流量和发生日期，点绘四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 17 各月最大流量散布图。 年最大洪水发生在 6～ 9 月，为主汛期； 4～ 5月和 10～ 11 月暴雨量级较小，流量起伏不大，属过渡期； 12 月至次年 3 月流量起伏小，属枯水期。 经本流域暴雨洪水特性分析，结合施工设计要求，将年内洪水划分为四个期，即汛前过渡期 4～ 5 月、主汛期 6～ 9 月，汛后过渡期 10～ 11 月及枯水期 12～ 3 月。 分期设计洪峰流量 （ 1）兴隆站分期洪峰流量 根据上述分期，各时段洪水按各分期最大流量独立选样，得各时段最大流量系列，采用数学期望公式计算系列各项的经验频率，以矩法计算统计参数的初值，采用 P—Ⅲ 型曲线适线，确定各分期洪水的统计参数及设计值，成果见表 2－ 7。 （ 2） XX 水库分期设计洪峰流量 根据上述分期， XX 水库 4～ 5 月、 10～ 11 月、 12～ 3 月分期设计洪水按面积比移用兴隆站相应频率分期洪水成果，经分析，面积指数n 值， 12～ 3 月取 1， 4～ 5 月和 10～ 11 月取 ，详见表 28。 表 27 兴隆站分期设计洪水成果表 洪水分期 均值（ m3/s） Cv Cs/Cv 设计最大流量（ m3/s） P=5% P=10% P=20% 4～ 5 月 10～ 11 月 12～ 3 月 表 28 XX 水库 分期设计洪水成果表 洪水分期 设计最大流量（ m3/s） 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 18 P=5% P=10% P=20% 4～ 5 月 10～ 11 月 12～ 3 月 建议：汛前提前 10 天，汛后错后 10 天使用各分期设计洪水成果，以保证施工安全。 四川省内江市东兴区 生产 水库枢纽除险加固 工程初步设计报告 19 3 工程地质 概述 XX 水库 属红色中丘地形，地势南高北低， 在地质构造上处于 川中褶皱带边缘，威远穹隆构造和安岳鞍坡之间的较稳定区， 区内 出露的 地层主要 为 第四系堆积层和侏罗系基岩。 地质构造简单，未发现次生断层和褶皱，岩层产状平缓， 工程区 构造稳定性良好。 工程区属弱震地质环境，地震活动水平较低，根据《中国地震动参数区划图》（ GB1830620xx）和 1/400 万《中国地震烈度区划图》，工程区地震动峰值加速度值为 ，水库坝址区地震基本烈度为 Ⅵ度。 除险加固勘察目的及任务 受 XX 市 XX 区水利农机局 的委托，重庆精佳工程设计咨询有限公司承担 XX 水库枢纽 除险加固工程地质勘察 调查 工作。 勘察工作中执行规范为中华人民共和国水利行业标准《中小型水利水电工程地质勘察规范》（ SL55— 20xx）、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（ SL251— 20xx）、《水利水电工程钻孔压水试验规程》（ SL25— 92）等。 勘察主要任务是： （ 1）进一步调查、分析土坝坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度，提供坝体渗透和抗剪力学参数。