水库报废论证评估报告材料.pdf
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1、.水库报废论证评估报告材料 1 概述 1.1 编制目的*水库于 1956 年 5 月竣工,是一座以灌溉为主,并兼有防洪、水产养殖等综合效益的小(2)型水库。水库来水为发源于东陈村山塘的渠道,流经前王、大头畈、张家村汇入*水库,而后流经黄泥塘、前屋村汇入石泄溪,最终汇入孝顺溪。*水库坝址以上控制流域面积 2.45km2,主河道长约 3.81km,河床平均比降 5.62。水库影响下游村庄为黄泥塘、前屋、张宅村,影响人口 953 人。水库灌溉面积 480 亩,养鱼水面面积 126亩。水库大坝为均质土坝,枢纽建筑物由大坝、溢洪道及泄洪闸三部分组成。大坝长 285m,高 2.6m,坝体坐落于坚隔土之上。
2、*水库从建国初期兴建至现在未进行过除险加固处理,水库运行至今出现一系列问题,处于半荒废状态:水库大坝在施工期由于坝底部分土质较差,部分块石充垫土层碾压不实,汛期易造成集中漏水;沿坝轴线的坝体内埋设的倒虹吸管产生多处裂缝;迎水坡冲刷严重;溢洪道已破损,正常蓄水位下降 0.8m;泄洪闸未安装完全,不能正常启闭,没有实际使用功能。受当时财力、物力以及技术条件的限制,工程存在着施工质量差、.管理设施不健全等问题;根据金义都市新区规划(2012-2030 年)的新区用地规划,*水库下游的灌溉农田将变为工业用地、工业研发用地和居住用地,水库的灌溉功能将基本丧失;近 60 年的运行,工程老化失修并接近了正常
3、使用年限。从各方面考虑,*水库不能正常发挥效益,还存在防洪风险,对下游构成洪水威胁。根据水利部发出的 18 号令,颁布施行水库降等与报废管理办法(试行),将*水库报废处理,以保证其下游人民群众生命财产安全不受损失。1.2 编制依据及执行标准 1、编制依据(1)中华人民共和国水利部令第 18 号,水库降等与报废管理办法(试行)(2)水库降等与报废标准(SL605-2013)(3)施工现场勘查与调查资料 2、执行标准(1)中华人民共和国水法 (2)中华人民共和国防洪法 (3)中华人民共和国防汛条例 (4)水库大坝安全管理条例 (5)综合利用水库调度通则 (6)水库大坝安全评价导则.(7)水库管理通
4、则(8)有关工程设计规范 1.3 编制原则 本次报告是在现有的工程设施下,参照 水库降等与报废管理办法,针对*水库进行报废的论证报告。在论证过程中坚持以人为本,为民服务的原则,突出重点,采取有效工程措施确保*水库安全报废,最大限度减轻因水库报废而产生的灾害。具体原则如下:(1)水库报废工程的实施,要从保障人民的利益出发,以确保下游群众生命财产安全不受损失。(2)水库报废时要严格执行有关水库报废规章条例,维护社会稳定。(3)工程实施方案具体设计时需进行必要的工程勘测并复核河道水位,一方面保证排水安全,另一方面控制工程投资。(4)工程实施方案要对水库报废后可能出现的问题加以解决,同时还要进一步研究
5、工程报废后的影响以及补偿措施。.2 工程现状 2.1 水库现状*水库于 1956 年 5 月竣工,是一座以灌溉为主,并兼有防洪、水产养殖等综合效益的小(2)型水库。水库来水为发源于东陈村山塘的渠道,流经前王、大头畈、张家村汇入*水库,而后流经黄泥塘、前屋村汇入石泄溪,最终汇入孝顺溪。*水库坝址以上控制流域面积 2.45km2,主河道长约 3.81km,河床平均比降 5.62。水库影响下游村庄为黄泥塘、前屋、张宅村,影响人口 953 人。水库校核水位对应的水域面积为 7.1444万 m2。水库灌溉面积 480 亩,养鱼水面面积 126 亩。水库大坝为均质土坝,枢纽建筑物由大坝、溢洪道及泄洪闸三部
6、分组成。大坝长 285m,高 2.6m,坝体坐落于坚隔土之上。迎水坡由于多年运行导致冲刷严重,左坝段漏水严重,于 1998 年汛期漏洞增大,危及大坝安全,采用粘土编织袋进行临时封堵,度过汛期,于 1998 年 12 月对迎水坡进行块石护坡。2003 年 2 月,靠近溢洪道的大坝坝体段出现漏水严重的问题,于 3月份开挖加固,并加一孔深 2.2m,宽 1.75m 的闸门。现溢洪道已破损,正常蓄水位下降 0.8m。.*水库工程特性表 序号 项目 单位 数量 备注 一 水文、气象 1 洪水 设计洪峰流量 m3/s 20.1 5 校核洪峰流量 m3/s 33.6 0.5 2 泥沙 水库淤积总量 万 m3
7、 0.45 3 气象 多年平均降水量 mm 1430 多年平均蒸发量 mm 989 二 工程区地震基本烈度 度 VI 三 水库特征 总库容 万 m3 15 正常库容 万 m3 10.正常蓄水位 m 62.6 设计洪水位(P2)m 63.2 校核洪水位(P0.2)m 63.9 四 主要建筑及设备 1 大坝 坝型 均质土坝 坝顶高程 m 64.2 最大坝高 m 2.6 坝顶长度 m 285 2 溢洪道 已破损 进口底高程 m 62.6 进口底宽 m 8.5 .2 泄洪闸 不能正常启闭 进口底高程 m 61.2 闸孔宽 m 1.75 进水渠道 .大坝迎水坡的块石护坡.大坝现状 .闸门和溢洪道现状 .
8、溢洪道现状 2.2 工程地质结构 水库所在区域位于我国东部新华厦系第一构造带的第二隆起带南端,处于浙东南华厦褶皱带与浙西钱塘坳带交接处的丽水-宁波隆起之上。区内白垩系地层分布广,第四系松散层分布于溪沟两岸;区内断裂构造发育,延伸方向和规模不一。根据国家质量技术监督局最新颁布的中国地震动参数区划图(GB18036-2001),本地区地震动峰值加速度小于 0.05g,地震基本烈度小于 VI 度。2.3 大坝安全评价及结论 2.3.1 大坝工程质量评价 水库工程质量评价依据主要来源于三个方面,一是*水库工程原设计资料(不完整)。二是通过现场巡视、检查、复核建筑物的形体尺寸、外部质量以及运行情况等是否
9、达到了原设计的要求和功能。三是向参与工程建设的管理人员了解水库情况。*水库已经运行 59 年,在其运行过程中暴漏出来的问题已能充分反映水库存在的各种隐患。1、坝基 坝底部分土质较差,部分块石的充垫土层碾压不实。坝基基础处理不当,在清基时不彻底,高水位时易发生大规模渗漏。.2、坝体 由于施工前地质勘探工作不足,没有进行周密的施工设计,加上大坝为土坝,历史上多次出现严重漏水,于 1992、1998 年先后两次进行过局部加固。在水的长期侵蚀下,大坝坝体久而久之就发育成渗水通道而渗漏,在汛期漏洞会增大,危及大坝安全。2.3.2 大坝防洪能力校核*水库坝址以上控制流域面积 2.45km2,主河道长约 3
10、.81km,河床平均比降 5.62。水库上游植被条件较好,水土流失较轻微。本次库容曲线,根据 1:10000 地形图及实测资料推求得到水位库容曲线见图 2-1。图 2-1*水库水位库容关系曲线 2.3.2.1 设计洪峰流量计算 水库无径流资料,流域也无雨量站,流域周边其它雨量站均离水库.流域较远,不能代表流域实际情况。因此采用浙江省水文局 2003 版浙江省短历时暴雨图集推求设计暴雨。由万分之一地形图量算得*水库坝址以上流域几何特征参数如下:集水面积 F=2.45m2,主河道长度 L=3.81km,主河道比降 J=5.62。1、设计暴雨 按照浙江省水文局 2003 版浙江省短历时暴雨图集推求,
11、点面系数取 1。设计暴雨的成果如表 2-1。表 2-1 暴雨图集查算暴雨成果表 (mm)项目 均值 CV Cs/CV 频率(%)20 10 5 1 0.5 H1h 40 0.43 3.5 51.9 62.9 73.6 97.3 107.3 H6h 63 0.44 3.5 82.0 99.9 117.2 156.0 172.3 H24h 95 0.44 3.5 123.6 150.7 176.7 235.2 259.8 H3d 130 0.45 3.5 169.7 207.8 244.6 327.4 362.3 2、产流计算 我省属南方湿润地区,主要产流方式是蓄满产流(或称超蓄产流),即在土湿满
12、足田间水量以前不产流,所有的降水都被土壤吸收;而在土壤满足田间持水量后,所有的降水(减去同期的蒸散发)都产流,浙江省水电院 1984 年版浙江省中小流域设计暴雨洪水图集中的推理公式法由于仅用于集雨面积小于 50km2的特小流域,这种特小流域一般源短流急,本分析计算仅采用 24 小时暴雨,扣损法同设计三天雨型的第二日(即安排最大 24 小时雨量日)同,即只扣后损值 1.0mm/h,而不考虑再.扣初损(即认为前期日已扣除过初损)。3、汇流计算 因为*水库集雨面积为 2.45km2,小于 50km2,所以本次洪水计算初步选择采用浙江省水电院1984年版 浙江省中小流域设计暴雨洪水图集中的推理公式法,
13、如下:mQ=0.278piF 式中:mQ洪峰流量(m3/s)pi净暴雨强度(mm/h)F集雨面积(km2)=0.278/25.0mQ/m 式中:汇流时间(h)=L/J1/3,其中 L 为至分水岭主流长度,J 为相应河道坡降 m 为汇流参数由浙江省 m关系线查出 *水库设计洪峰流量如表 2-2。表 2-2 *水库设计洪峰流量成果表 单位 频率(%)20 10 5 1 0.5 洪峰流量 m3/s 12.7 16.4 20.1 28.8 33.6 4、设计洪水过程线的推求 设计洪水过程:依据暴雨衰减指数及划分时段数 n(n=24/=12),查“浙江省可能最大暴雨图集”得 n 个时段的分配系数 Bk,
14、设计洪峰流量乘以分配系数 Bk 得 n 个时段的流量值,将洪峰流量按排在 18 时后时刻,将第二大流量值按排在洪峰前时刻,其余各项流量值,按大小.次序,奇数项流量值排在峰前,偶数项流量值排在峰后,当峰后项流量值排满 24 时,其余各项全部排在峰前。最后按过程洪量应等于设计一日洪量进行缩放,即得到设计洪水过程。设计洪水过程成果如表 2-3。.表 2-3 *水库设计洪水过程(推理法)(m3/s)时间(时)设计频率(%)5 1 0.5 1 0.50 0.72 0.84 2 0.50 0.72 0.84 3 0.58 0.83 0.97 4 0.58 0.83 0.97 5 0.58 0.83 0.9
15、7 6 0.58 0.83 0.97 7 0.66 0.95 1.11 8 0.66 0.95 1.11 9 0.66 0.95 1.11 10 0.76 1.08 1.26 11 0.76 1.08 1.26 12 0.83 1.20 1.39 13 0.91 1.31 1.53 14 1.09 1.56 1.82 15 1.24 1.78 2.08 16 1.67 2.39 2.79 17 2.50 3.59 4.18 18 3.67 5.25 6.13 19 20.10 28.80 33.60 20 2.00 2.86 3.34 21 1.42 2.03 2.37 22 1.16 1.6
16、7 1.95 23 1.01 1.44 1.68 24 0.83 1.20 1.39 表注:设计洪水过程汇流时间统一取 1 小时。.2.3.2.2 大坝泄流能力复核 现溢洪道已破损,正常蓄水位下降0.8m,现溢洪道进口底高程62.6m,宽 8.5m。大坝泄流能力按以下公式计算:5.12OHgBmQ 式中:Q流量,m3/s m流量系数,取 0.32。侧收缩系数 B宽度,m H0堰上水头,m 计算结果见图 2-2。图 2-2 水位流量关系曲线 .2.3.2.3 水库泄洪能力复核 根据*水库实际运行情况确定的洪水调度原则,将水库正常蓄水位取与堰顶高程 62.6m 齐平,并作为起调水位,当水位达到 6
17、2.6m 时,溢洪道自由泄洪。溢洪道旁边的闸门未安装完全,不能发挥作用,本次调洪不考虑其作用。水库调洪采用静库容调洪计算方法,即假定水库库容与库水位在 dt时段内成直线变化,将圣维南偏微分方程组中的连续方程写成以下有限差形式的水量平衡方程式:(I 初+I 末)/2-(Q 初+Q 末)/2=(V 末-V 初)/dt 式中:I 初、I 末分别为时段 dt 初和末的入库流量(m3/s)Q 初、Q 末分别为时段 dt 初和末的出库流量(m3/s)V 初、V 末分别为时段 dt 初和末的水库蓄水量(m3/s)水库泄水量 Q 与坝前库水位 Z 有如下关系:Q=f(Z)式中 Q 与 Z 的关系随防洪调度中所
18、采用的不同泄洪建筑物而定。水库蓄水量 V 与库水位 Z 关系有库容曲线给出,即 V=f(Z)联解以上方程式,即可求得各时段的坝前水位、水库泄量及蓄水量。根据上述原理,采用辅助曲线法电算求解,逐时段连续演算,完成整个调洪过程。调洪计算时段长根据进、出库流量相等才出现最高库水位为依据,计算时对计算时段进行加密,本计算时段长取 1/30 小时。电算成果经手算核对无误。所得成果见表 2-4。.表 2-4 *水库调洪计算成果表 项目 单位 频率(%)5 1 0.5 入库洪峰流量 m3/s 20.1 28.8 33.6 最高库水位 m 63.2 63.6 63.9 最大下泄流量 m3/s 7.07 11.
19、45 19.88 根据现状泄流规模条件下调洪计算结果,水库 200 年一遇校核洪水调洪后水库最高水位 63.9m,接近大坝的坝顶高程 64.2m,加上目前突出的坝体渗漏问题,汛期时水库不能满足应急度汛的要求。2.3.3 渗流安全分析 大坝为均质土坝,经长期运行且未进行过除险加固,在水的长期侵蚀下,大坝坝体久而久之就发育成渗水通道而渗漏,大坝运行期间已多次出现严重漏水。坝与溢洪道接合部存在渗水现象。大坝整体防渗性能方面,仍存在较多的安全隐患。2.3.4 水库运行管理 1.大坝运行*大坝未编制防洪调度和兴利调度计划,也没有水文测报设施、编制水文预报方案;仅有工作人员巡查监测大坝水量水位变化情况以及
20、区水务局制定的防洪应急预案。2.大坝维护 1998 年 12 月对大坝迎水坡进行块石护砌,1999 年 1 月竣工,共挖填土方 1198m3,护砌块石 441m3,拆除块石 304m3、石片垫层 137m3。.2003 年 2 月大坝考溢洪道段漏水严重,3 月份开挖加固,并加一孔深 2.2m,宽 1.75m 的闸门。3、大坝安全监测 *水库在日常运行中,鉴于多方面原因,水库自建库以来未设置大坝安全监测设施,以及水文测报系统。大坝日常的安全监测主要靠感性判断。2.3.5 综合结论 以上各专项安全评价表明,水库工程质量、水库防洪能力、坝体结构、渗流 4 项均不满足相关要求,根据水库大坝安全评价导则
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