水库除险加固工程_初步设计报告(156页).doc
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1、-水库除险加固工程_初步设计报告-第 86 页水库除险加固工程初步设计报告目 录1.综合说明11.1工程概况11.2除险加固的必要性141.3除险加固设计31.4结论及建议161.5工程特性表172 水文202.1 流域概况202.2 基本资料232.3 设计洪水242.4 泥沙382.5水文设施393 工程地质403.1概述403.2地震动参数与地震基本烈度423.3工程地质条件433.4坝体工程质量检测与评价443.5天然建筑材料503.6结论及建议514 工程任务与规模544.1区域社会经济概况544.2 除险加固后的工程任务、规模544.3采用设计洪水、水位、面积、库容曲线,水位泄流能
2、力曲线变化情况544.4年洪水调洪演算555.除险加固工程设计605.1工程现状及存在问题605.2除险加固设计依据645.3除险加固工程总布置675.4挡水建筑物685.5泄水建筑物865.6输水建筑物925.7其他除险加固内容设计945.8工程量汇总956施工组织设计966.1施工条件966.2 施工导流996.3围堰施工996.4 料场选择与开采1006.5主体工程施工1016.6施工交通1046.7 施工总布置1046.8 施工总进度1066.9 主要技术供应1077.环境保护与水土保持1087.1环境保护1087.2水土保持1128.工程管理1138.1设计依据1138.2管理机构及
3、定员岗位职责1148.3工程管理和保护范围1148.4工程管理设施1158.5工程运用管理1168.6供水管理及水费计收办法1208.7施工期工程管理1209设计概算1219.1编制说明1219.2概算表1279.3附件13310经济评价16910.1国民经济评价17010.2综合评价17511附图、附件17611.1附图17611.2附件1761.综合说明1.1工程概况1.1.1地理位置及水系XX水库位于XX县XX乡兴龙村,距县城15公里。行政区划属XX县XX乡兴龙村,地理位置为东经982731,北纬251036。坝顶高程1921m,库区为缓坡凹地,属低中山陡坡地形,水库流域地势南高北低,三
4、查三定时核定本区控制径流面积为1.9km2, 引用水源沐水河属伊落瓦底水系龙川江支流,沐水河由南向北流,往下汇入主河道龙川江。XX水库流域多年平均降水量1715.0mm,年均气温13.9,属北亚热带季风气候区。XX水库坝顶高程1921.00m,三定三查时核定水库总库容40.0万m3,兴利库容32.0万m3,调洪库容为4万m3,死库容4.0万m3。此次除险加固设计重新复核得最大坝高7m,坝顶高程为1922m(加防浪墙)。正常蓄水位1919.79m ,库容34.48万m3(本次复核值);设计洪水位1920.39m ,库容34.48万m3(本次复核值);校核洪水位1920.81m,库容39.29万m
5、3(本次复核值);防洪限制水位1919m,库容20.45万m3(本次复核值);死水位1916.20m ,库容4.2万m3(本次复核值);水库规模为小(二)型,工程等别为等,主要建筑物级别为5级,次要建筑物为5级。本次除险加固初步设计复核水库总库容39.29万m3,兴利库容30.28万m3,调洪库容为4.81万m3,死库容4.2万m3,控制径流面积为4km2。XX水库以农田灌溉为主,兼顾防洪。受益区为XX乡4个兴龙村田边、左所等7个社300户700多人。水库设计灌溉面积1840亩,现实际灌溉面积600亩,水库影响下游腾板公路2 km ,村庄道路1.6 km ,人口8000人,耕地2000亩。1.
6、1.2水文1.1.2.1气象XX县气象站是国家基准气候站,其气象资料精度较高,据其实测资料,项目区属北亚热带季风气候区,具有冬春干燥、夏秋湿润、冬无严寒、夏无酷暑、干湿季分明的气候特点。该项目区多年平均气温17.5,极端最高温度29.5,极端最低温度-2.2,极端最高气温出现在8月,最低气温出现在1月;年平均降雨量1716.6毫米,年最大降雨量2289毫米(2005年),年最小降雨量1287毫米(2006年),降雨高峰月7月,平均降雨量为289.8毫米,月最大降雨量502.9毫米(1951年6月),日最大降雨量93.2毫米, 10年一遇36h暴雨强度为74.1mm,5年一遇36h暴雨强度为55
7、.5mm。全年雨日182.6天;年平均日照2000小时,38月平均日照100小时以上,最多的8月为175小时,最少的12月为48小时,年蒸发量平均为800毫米,水面蒸发量1400毫米,相对温度80%,最大风速13.7m/s,历年最多风向为南风和西南风。流域气象特征见表1-1。表1-1 流域气象特征表观测站名气温( 0C)年均降雨量(mm)79月 降雨量 (mm)暴雨天数10积温 (0C)无霜期(d)年均日照时数(h)太阳总辐射量(J/cm2)年最高年最低多年平均最大量年份最小量年份多年平均XX气象站29.5 -2.217.522892005128720061715108410464023020
8、00130.81.1.2.2洪水区域内暴雨的产生以7、8月最多,暴雨主要受西南暖湿气流的影响,水汽来源于印度洋和孟加拉湾。水汽充沛,当与南下的冷空气相遇或受地形屏障抬升时,往往形成大量的降水。区域内暴雨中心常见于西北部一带,主要是西北高东南低的地形所致。流域洪水由暴雨形成,暴雨和洪水多发生于69月,流域面积小,汇流主要为坡面漫流,汇流历时较短。年最大暴雨与最大洪水的出现时间相对应,洪水峰型与暴雨雨型基本一致。流域洪水的季节性明显,年最大洪水发生于69月,以7、8月份出现次数最多。根据XX县气象站实测资料统计,年最大暴雨出现在7、8、9月份的占74,洪水也多发生在79月。流域洪水过程与暴雨过程相
9、似,暴雨过程较为集中,多年平均最大6h暴雨量占24h最大暴雨量的72%。洪水过程陡涨陡落,过程线尖瘦,具有山区小流域洪水特性。根据国家防洪标准(GB50201-94),水规(1989)21号水利部印发水利枢纽工程除险加固近期运用洪水标准意见的通知,XX水库总库容40万m3,坝高为7m,水库大坝挡水高度低于15m,上下游水头差低于10m,确定水库正常运用洪水(设计洪水P=10%)标准为10年一遇;非常运用洪水(校核洪水P=2%)标准为50年一遇。A设计洪水根据收集到的水文资料情况分析,由于缺乏实测洪水资料,故本次分析采用实测暴雨分析途径,流域产、汇流计算参数采用“XX省暴雨洪水查算手册”成果推求
10、设计洪水。其中暴雨途径设计的暴雨统计参数根据XX县气象站实测1954-2010年共57年短历时暴雨系列进行计算。同时采用“XX省暴雨统计参数图集”(2007年版)查图值进行比较校核,采用大的成果作为流域暴雨设计洪水。经采用资料代表性程序分析计算,得XX县气象站最大1小时、最大6小时、最大24小时实测最大降雨量累积平均曲线、差积平均曲线、滑动平均曲线如下图:最大1小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图最大1小时暴雨观测资料代表性分析时差积平均曲线图最大1小时暴雨观测资料代表性分析时滑动平均曲线图最大六小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图最大六小时暴雨观测资料代表性分析差积平均曲线图最大六小
11、时暴雨观测资料代表性分析滑动平均曲线图最大24小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图最大24小时暴雨观测资料代表性分析差积平均曲线图最大24小时暴雨观测资料代表性分析滑动平均曲线图由上述实测时段最大降雨量累积平均曲线、差积平均曲线、滑动平均曲线可看出,腾龙桥水文站最大1、6、24h暴雨观测资料,具有良好的代表性,可满足本次防洪标准复核要求。(2)暴雨参数统计根据暴雨样本系列进行经验频率计算,采用矩法初估统计参数,以P-III型线型按目估适线法确定统计参数,计算结果如表4-2。通过对计算成果表分析,Cs及值Cv变化范围和幅度较为合理,遵循一般地区的暴雨变化规律,符合本地区暴雨单点性特点。随历时
12、增长,暴雨量均值增大,由综合频率曲线图可见,样本系列点据分布协调,频率曲线保持合理间距,外延部分亦无交叉现象。因此,单站分析认为,本次采用的暴雨资料及其统计参数取值合理可靠。XX气象站1、6、24小时暴雨频率曲线图表24 XX县XX水库设计暴雨(CS3.5CV)站名 统计参数1h6h24h均值Cv均值Cv均值CvXX县气象站实测值(1954年2010年)30.80.3045.60.2671.30.24“XX省暴雨统计参数图集”查图值29.20.3847.60.34730.36XX水库复核采用值29.20.3847.60.34730.36(3)设计暴雨分析计算从表52可以看出,用XX县气象站的实
13、测值计算的暴雨参数值与“XX省暴雨统计参数图集”查图值相比较,各种时段暴雨均值相差不大,但Cv值存在较大差异。XX气象站有57年的暴雨资料,具有一定的代表性,以其为依据得到的分析成果应该是可靠的,但其仅能代表一个点,不能代表整个流域面,而 “XX省暴雨统计参数图集” 等值线图基本反映了区域的暴雨特性。为此,选用“XX省暴雨统计参数图集”查图值进行设计暴雨分析计算,设计成果见表2-4、2-5 。 表2-5 XX水库设计1、6、24小时暴雨成果 单位:mm设计频率项目P=2%P=5%P=10%H1h44.0650.6058.98H6h69.3178.4990.06H24h108.19123.441
14、42.64(注:各历时Cs=3.5Cv)表26 水库坝址断面暴雨和净雨成果表频率项目时段雨量(t=1h,mm)123456789101112P10%暴雨1.79 1.86 1.94 2.03 2.13 2.25 2.38 2.53 2.71 2.92 3.18 3.51 净雨0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0P5%暴雨2.07 2.16 2.25 2.35 2.47 2.60 2.75 2.93 3.13 3.37 3.67 4.04 净雨0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
15、P2%暴雨2.43 2.53 2.63 2.75 2.89 3.04 3.22 3.42 3.65 3.94 4.28 4.71 净雨0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 频率项目时段雨量(t=1h,mm)131415161718192021222324P10%暴雨43.82 8.40 5.65 4.37 3.62 3.11 1.74 1.68 1.63 1.58 1.53 1.49 净雨35.38 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 P5
16、%暴雨50.33 9.33 6.24 4.82 3.98 3.42 2.02 1.95 1.88 1.83 1.77 1.72 净雨43.58 0.14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 P2%暴雨58.67 10.45 6.96 5.35 4.41 3.78 2.36 2.28 2.21 2.14 2.08 2.02 净雨52.37 3.87 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 P10% 暴雨总量 107.86 净雨总量 35.38 损失总量63.49P5% 暴雨
17、总量 123.07 净雨总量 43.72 损失总量70.35P2% 暴雨总量 142.21 净雨总量 56.23 损失总量78.58(4)产、汇流计算设计洪水计算的设计面暴雨量计算限资料条件,查算XX省暴雨洪水查算手册,知水库流域中心位于XX省暴雨区划第4区,本阶段暴雨点面折算系数及其典型暴雨过程直接采用图表中相应暴雨分区的时面深关系和概化雨型。流域产、汇流分析计算查图表得流域中心位于XX省产流区划第8区,Wm=120,Wt=100,fc=4.5,r=6。汇流系数分区:第8区,Cm=0.39,Cn=0.71。表2-7 流域特征及产、汇流参数表集水面积主河长河道比降WmWtFckm2kmmmmm
18、mm40.620.0111201004.5R(mm)CnCm暴雨分区产流分区汇流分区60.390.71488(5)暴雨洪水过程采用上述参数,用XX省暴雨洪水查算手册附带程序进行暴雨洪水分析计算,即得水库暴雨洪水过程。计算成果见表2-7。表2-7 水库坝址断面设计洪水成果表时段(t=1h)不同频率洪水过程(m3/s)P=10%P=5%P=2%00.00 0.00 0.00 136.36 44.78 53.80 26.92 9.38 9.88 33.43 4.23 5.28 42.66 3.05 3.66 52.35 2.54 3.37 62.26 2.42 3.22 72.22 2.38 3.1
19、7 82.18 2.36 3.05 92.18 2.33 2.88 102.16 2.31 2.87 112.15 2.26 2.64 122.15 2.25 2.62 132.13 2.24 2.53 142.13 2.24 2.51 151.76 1.92 2.36 161.54 1.88 2.24 171.35 1.65 2.10 181.18 1.42 2.01 191.02 1.25 1.75 200.83 1.06 1.56 210.56 0.75 1.39 220.32 0.52 1.17 230.24 0.41 0.86 240.15 0.30 0.77 洪峰流量(m3/s)3
20、6.3644.7853.8024小时洪量(万m3)28.8534.4842.23(6)成果合理性检查采用XX市近年来已通过安评价审查的XX县侍郎坝水库、团结水库、张家坝水库等其他小型水库的校核、设计洪水成果进行对比,以检验本次洪水分析成果合理性。表2-8 XX市小型水库洪峰(量)地区综合表序号水库名称径流面积项目P=2%P=10%1XX县侍郎坝水库15洪峰80.560.9洪量10281.22XX县团结水库3.5洪峰35.126.2洪量24.519.63XX县张家坝水库5.3洪峰37.327.6洪量38.430.44XX县XX水库4.0洪峰53.8036.36洪量42.2328.85由图、表可看
21、出,水库洪峰、洪量符合地区水文特性规律,经地区综合检查对比,说明水库设计洪水成果是合理可行的。设计洪水成果比较XX水库无设计资料,没有设计洪水标准和相应洪峰、洪量计算值,也没有洪水过程。本次大坝安全评价中,同样采用查XX省暴雨统计参数图集得最大1、6、24小时暴雨资料与XX省暴雨洪水查算图表实用手册的暴雨分区及产汇流参数进行设计洪水的推求。本次洪水复核的计算方法与大坝安全评价是一致的,从表2-10中可看出,本次设计洪水复核成果与安全评价洪水成果也是基本一致的,并经过合理性检查,认为成果是合理可靠的。故以本次洪水复核成果为依据进行水库的调洪计算。表2-10本次复核洪水成果与原设计及安全评价洪水成
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