水库枢纽除险加固工程毕业设计.doc

《水库枢纽除险加固工程毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水库枢纽除险加固工程毕业设计.doc（43页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 阆中市万家沟水库枢纽除险加固工程设计摘要：万家沟水库是一座以灌溉为主，兼有场镇供水、防洪等综合利用的小（一）型水利工程。枢纽在运行过程中存在较严重的安全隐患问题，主要表现为大坝存在坝坡安全系数不满足规范要求、大坝渗漏，溢洪道排洪渠未衬砌，涵卧管衬砌条石断裂漏水等主要病害。而病险水库的存在会危害到人民的生命和财产安全，因此，为了保证水库的安全和正常运行，万家沟病险水库的加固工作是十分必要的。万家沟水库枢纽除险加固工程主要包括水文计算、工程任务，枢纽工程整治设计关键词：防洪、大坝、溢洪道、放水设施Reinforcement Design for Langzhong WanJia Reservoi

2、r DamFan Ling Xia Agricultural Water conservancy project , Grade 2009Directed by Zeng Yun ( lecturer)Abstract: in Wanjiagou reservoir is a mainly in irrigation, water supply, comprehensive utilization of both the town flood little (a) water conservancy engineering. Hub hidden safety problems is a se

3、rious problem in the process of operation, mainly for the dam safety factor of the dam does not meet the specification requirements, the spillway dam seepage, drainage not lining, lining stone fracture water leakage and other major diseases of horizontal tube. And dangerous reservoirs exist can be h

4、armful to peoples life and property safety, therefore, in order to ensure the safety and the normal operation of the reservoir, reinforcement of dangerous reservoirs in Wanjiagou is very necessary.Wanjiagou reservoir hub reinforcement project mainly includes calculation of hydrology, engineering tas

5、k, project design and renovation.Keywords: flood control, dam, spillway, drainage 目 录第一章 引言3第二章 综合说明42.1 枢纽工程概况42.2 工程存在的主要问题及安全鉴定结论53.3 枢纽工程整治的必要性6第三章 水文73.1 流域概况73.2 基本资料的收集和复核83.3 设计洪水93.4 水库洪水调节计算153.5 坝顶高程的确定17第四章 工程任务及规模204.1 复核计算204.2 水库枢纽险情分析274.3 枢纽工程整治的必要性294.4 工程整治项目30第五章 枢纽工程整治设计315.1 工程

6、等级及洪水标准315.2 坝体整治设计31 5.3 溢洪道整治设计38 5.4 放水设施整治设计42参考文献41致谢42声明431引言 据调查资料显示，截止2003年年底，全国病险水库共计30413座,水库设计、施工、运行管理中存在的问题,我国的水库工程存在很多险情,部分水库达不到国家规定的防洪标准,，水库在长期的使用下,年久失修,造成水库的防洪性能降低,使得防洪标准偏低,病险水库的存在会危害到人民的生命和财产安全。 国家对于水库的病险问题高度重视，并进行了一系列的决策和部署，截至到2010年底，国家用于水利除病加固的专项规划资金投入达700多亿元，如期完成了7000多座大中型水库的除险加固任

7、务。虽然水库的除险加固任务取得了一定的成果，但后期任务仍然十分严峻。今后国家还将加大对水库除险加固工程投入，这就意味着，现在和今后的一段时间里，水库的除险加固工程建设仍然是一项非常重要的任务。有关部门应该认真总结近年来水库除险加固的做法和经验，加强领导、落实责任、完善机制，强化管理和监督，以保证水库除险加固工程的质量和进度。 因此,病险水库的加固工作是十分必要的。我国为防洪修建了许多水库,水利工程自开展以来,就存在着病险的危机,对于这种危机意识,我国的相关部门是必须要重视的,随着工程的增加,病险水库的数量也在逐渐增多,这也给除险加固工作带来了一定的困难。为保证工程的正常运行,就要了解水库险情存

8、在的根源,从根源入手,做好除险加固工作。 在我国，目前大型水利工程管理主要集中在城市，在农村还是中小型水利工程管理与水利建设。而我国的水利基础设施薄弱、水资源调配能力和供水保障水平低、水资源供需矛盾尖锐，农田水利建设滞后，有些水库建设年代久远，工程老化，以及当时的技术水平有限，目前存在一些安全隐患，许多水库不能满足现代要求。因此，进一步做好中小型水利工程管理工作十分重要，水利在建设新农村工程中大有用武之地，同时也是新农村建设的基础与先导。建设新农村，水利要先行。2 综合说明 阆中市万家沟水库位于嘉陵江水系史家河支流上，是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合利用的小(一)型水利工程。集雨面积

9、1.38平方公里，总库容136.7万方，控灌石龙镇7个村的4860亩农田。 大坝座落在阆中市石龙镇万家沟村，距阆中城区38公里、距石龙镇5公里。 大坝为均质土坝，最大坝高23.3米。水库于1958年9月动工修建,至1963年坝高13.6米，达到小（二）型水库规模；1976年扩建，于1978年元月竣工达到现小(一)型水库规模。 枢纽工程属四等工程，主要建筑物为4级，由大坝、溢洪道和放水设施三大部分组成。 枢纽在运行过程中，大坝存在坝坡安全系数不满足规范要求、大坝渗漏，溢洪道排洪渠未衬砌，涵卧管衬砌条石断裂漏水等主要病害。 2009年6月，经阆中市大坝安全鉴定小组专家鉴定为三类坝。2.1 枢纽工程

10、概况 万家沟水库是一座以灌溉为主，兼有场镇供水、防洪等综合利用的小（一）型水利工程。该库位于阆中市石龙镇万家沟村6社，距阆中城区38公里，属嘉陵江水系史家河支流。水库有集雨面积1.38平方公里，总库容136.7万立方米,其中有效库容102.5万立方米。现有主渠长度4.3km，控灌石龙镇7个村的灌面4860亩农田。万家沟水库枢纽工程由大坝，左放水涵洞、右岸库内取水隧洞及溢洪道组成。2.1.1大坝 万家沟水库大坝于1958年动工，1978年建成。大坝为粘土均质坝，最大坝高23.3 米，坝顶高程424.50米，坝顶宽度为3.0米，坝顶长度182.5米，上游边坡坡度从上至下分别为1：2.0，1：2.4

11、, 1：2.8，下游边坡坡度从上至下分别为1:2.0，1:2.3。大坝有排水棱体，顶宽2.0米,底宽10.18米，内坡坡度为1:1.0,外坡1:1.0。2.1.2溢洪道现状 溢洪道布置在大坝右端紧靠山体为河岸开敞式正堰布置，设计下泄流量为15.7m3/s,校核下泄流量为27.7 m3/s，宽顶堰溢流，堰顶高程为443.545m，溢流堰进口段净宽4.5m，宽顶堰后接渐变段陡槽宽为4m，实测平均比降为i=0.0596.已建溢洪道0+000-0+138部分左侧为浆砌条石砌体，右侧为自然山岩未衬砌，溢洪道无消力池。2.1.3放水设施现状放水设施：右放水设施采用丝杆式闸阀涵管取水，取水高程427.743

12、m，竖井圆筒为条石砌体，内径为2.5m，外径为3.5m，竖井后接卧管顺坝与基岩交界处穿出坝外与灌溉明渠相接，采用条石砌体，整个涵洞长为86.0m，呈矩形断面，净空断面为60*90cm2，放水流量为0.74 m3/s，比降为i=1：100，涵管出口消力池采用挖深式，浆砌条石砌筑，消力池长为10m，宽1m，深2.1m。2.2 工程存在的主要问题2.2.1大坝 大坝坝顶高程不够，外坡沉陷变形大，实测坝顶高程为424.5米，经30年一遇设计和300年一遇校核洪水复核，坝顶应加高0.45米，加高后坝顶高程应达到424.950米。坝顶宽度仅3.0m, 不满足规范要求。 大坝为均质土坝，上游边坡坡度从上至下

13、分别为1：2.0，1：2.4, 1：2.8，下游边坡坡度从上至下分别为1:2.0， 1:2.3，经稳定计算上游坝坡不满足抗滑稳定安全要求，需放缓上游坝坡处理。 大坝坝身坝基、坝肩渗漏严重。 大坝左端卧管与涵管交接处条石断裂，涵洞内有部分条石变形开裂，左坝端渗漏水常沿裂缝进入放水涵洞内，经观测，上游水位在415米高程时，涵洞口漏水可达1.15L/s，同时涵洞放水时，库水沿涵洞裂缝渗入坝体，可能对大坝形成冲刷，对大坝安全不利。 大坝外坡未作护砌。坝坡成型较差，零乱不勘杂草丛生，影响大坝美观。大坝存在坝坡水土流失，使坝体逐年减小,从而威胁大坝安全。 白蚂蚁危害严重。2.2.2溢洪道存在的主要问题溢洪

14、道全长80m，已衬砌长度45m，边墙为浆砌条石衬砌，底板为砼，经复核，溢洪道现状边墙高度不够，其泄洪能力不足，遇见较大洪水时经常溢出边墙，威胁附近的农田；从现场来看，溢洪道未衬砌完善，溢洪道0+0500+061为陡坡段，下有交叉工程放水渠道通过，未进行整治，也未设置消力池，下段泄水渠冲刷严重；溢洪道上有进库村道交通要求，未设置通行桥，汛期时无法通行。2.2.3放水设施存在的主要问题目前卧管大部分砂浆脱落严重，局部存在开裂渗水现象，且卧管表面为斜面，操作不便，存在安全隐患。根据现场察看，卧管中下部长期渗漏，下部坝体土局部沉陷坍塌，原施工质量较差，部分条石不符合规格，浆砌时接缝未处理好。2.2.4

15、基础设施 万家沟水库大坝观测设施和防洪通讯等设施不齐，致使工程观测和防洪工程不能正常开展，目前水库无水位观测项目，无变形观测仪器，无雨量观测设施，无渗漏观测设备，无水面安全监测船只，无防汛抢险车辆，无通讯设备；车辆无法进入大坝及溢洪道防洪抢险，建库时修建的几间土木结构简易管理房，现木质腐朽，经有关部门鉴定为危房；管理人员长期从水库里挑水饮用，生活艰辛。由于这些基础设施存在的问题，严重影响了水库防洪及管理工作的正常开展。2.3 枢纽工程整治的必要性 （1）万家沟水库大坝于1958年动工， 1978年建成,已运行31年，病害较多，尤其大坝病害严重，经坝体渗流及稳定分析，部分工况稳定安全系数小于规范

16、要求。经专家安全鉴定，大坝为三类坝，必须尽快进行全面整治，以确保大坝安全。在未整治之前，严格按限蓄水位控制运行。 （2）水库下游地势平坦、开阔，场镇、人口、耕地等集中，大坝一旦发生溃坝，将对下游造成严重危害和重大损失。 综上所述，万家沟水库运行年久，病害较多，大坝一旦溃堤将对下游造成严重的危害及重大经济损失，必须尽快进行全面整治。3 水文3.1 流域概况3.1.1 自然地理概况 万家沟水库位于阆中市东南部，嘉陵江左岸支流史家河的上游。地处石龙镇万家沟村六社。水库枢纽控制集水面积1.38 km2，主河道长1.152km，主河道平均比降为28.9。阆中市水系及中小型水库分布示 万家沟水库处浅丘地带

17、，地层岩性主要为砂岩与砂质粘土岩互层（砂岩为主）。一般砂岩形成陡岩，粘土岩形成缓坡。河谷呈“U”形谷，山顶常呈馒头山。该区地貌单元属构造剥蚀堆积、侵蚀堆积两种类型。3.1.2 气象特征本区属亚热带气候，温暖潮湿，气象特征为“冬春干，夏伏旱，秋多雨”。多年平均气温17.1，干旱指数为0.84，最高气温39，最低气温4.1。据邻近的阆中市气象站统计，阆中多年平均降雨量996.5mm，降雨年际变差系数界于0.20.25，据水文资料记载，最大年降水量为1420.7mm，年降水量最小的为622.2mm，降雨年内分配不均，总特点是：春旱少雨，占年降水量22.2%；夏热多雨旱涝交递，降水占年的42.2%；秋

18、短天凉降温迅速，常有秋淋发生，降水占年的32%；冬暖干燥，降水占年的3.6%。降雨时空分布差异较大，市境东北部低山区多年平均降水量1180mm，南部丘陵区多年平均降雨量1000mm，阆中多年平均水面蒸发量为859mm，多年平均陆面蒸发量为670mm，多年平均相对湿度75%，绝对湿度为15.9毫巴，其中以九月湿度最大，降水194.3mm，大于水面蒸发117.1mm，3月份降水量低，由于气温开始回升，蒸发量增大，超出降水一倍以上，相对湿度69%，为全年最低时段。阆中市平均日照数1413.4小时，无霜期291274天，平均风速1.16m/s，最大风速15m/s，流域径流主要由降雨形成，属贫水区地带，

19、其年径流和年降雨量的时空分布基本相应，由于受降雨时空分布规律的影响，其径流的年内分配很不均匀，59月的径流占全年的80%左右，多年平均年径流深300mm。3.2 基本资料的收集和复核 本次收集到的基本资料包括水库 “三查三定”资料、库区万分之一航测图及水库工程特性资料等。（1） 万家沟水库流域特征值复核 万家沟水库流域特征值“三查三定”值与本次采用万分之一航测图复核成果见表3.1。表3.1 万家沟水库流域特征值复核成果表集水面积（km2）河长(km)比降（）备注1.381.15228.9“三查三定”成果1.381.1628.7本次复核从上表可以看处，两次复核成果基本相同，考虑的资料的一致性，本

20、次采用“三查三定”成果，即万家沟水库集水面积1.152km2，河长1.152km，比降28.9。（2）水库水位库容曲线水位库容曲线采用“三查三定”实测库容曲线，见表3.2表3.2 万家沟水库水位库容曲线表 水位(m)406.3407.3408.3409.3410.3411.3412.3413.3414.3415.3409.3库容 (万m3/s)0.31.02.14.06.69.813.818.524.030.24.0水位(m)416.3417.3418.3419.3420.3421.3422.3423.3424.3425.3419.3库容 (万m3/s)37.446.055.966.979.5

21、94.1110.6128.8148.9169.266.9 3.3 设计洪水3.3.1 工程等级及设计标准万家沟水库总库容（复核后）136.7万m3，按照防洪标准（GB50201-94）及水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），万家沟水库为小（1）型水库，大坝为均质土坝，枢纽工程等级为等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。由此确定本工程防洪标准为：设计洪水标准采用30年一遇（p=3.33）；校核洪水标准采用300年一遇（p=0.33）；消能防冲标准采用20年一遇（p=5.0）。3.3.2 设计洪水推求由于该水库邻近地区无小河水文站实测水文资料，水库为小(1)型水库，故采

22、用暴雨推求设计洪水，但因为水库及附近均无可用的长期暴雨观测资料，无法由实测暴 暴雨推求设计洪水，故直接采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）推求设计洪水。按手册“暴雨等值线图”查值，经综合分析确定暴雨统计参数如表3.3。表3.3 万家沟水库暴雨统计参数表 时 段均 值CVCS=3.5CV设 计 暴 雨P(%)(mm)0.333.351/6小时16.00.361.26039.029.127.01小时40.00.411.435108.878.472.06小时85.00.481.680265.2182.8165.824小时115.00.501.750373.1250.6228.73.3.

23、3 设计洪水计算（1）设计洪峰流量采用手册中推荐的推理公式 Q0.278F推求设计洪峰流量。推理公式中有关参数确定如下。流域特征值参数采用核实的集水面积F1.38km2、流域长度L1.152km、流域平均比降J28.9。汇流参数m值 本流域地处盆地丘陵区，暴雨历时较短，强度集中，开垦度较大，洪峰涨落较快。依据手册，流域特征系数，当=130，m=0.400.204，当=30300，m=0.0920.636。经计算，3.464，m=0.515373。 产流参数值 本流域相对高差较小，地势较平缓，属于盆地丘陵区，依据手册：=4.8F-0.19，CV=0.18，Cs=3.5CV。暴雨参数S、n 暴雨衰

24、减指数n分历时确定： t=624h，t=16h，t=1/61h，SHp24.24- 单位汇流时间0计算公式: 0=0.383/(0.25/)4/(4- n) 校核 0.278/(J0.333 Q0.25)经计算值与原值较为接近，说明参数取值正确，计算过程无误，成果可以采用，具体计算见表3.4。 表3.4 万家沟水库各频率设计洪峰流量计算表 P(%)H24nsp0QPm0.33373.10.43009108.70.77527.26400.93970.7888743.40.515373.33250.60.4499577.60.85156.19160.92500.8703729.30.515375.

25、00228.70.4547971.90.86985.98090.92110.8902026.80.51537（2）设计洪水总量及设计洪水过程线设计洪水总量由设计暴雨按手册综合分区的暴雨径流关系计算。根据本流域面积较小、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑。洪水总量计算公式为： 式中：洪水总量的暴雨历时（h）（单峰洪水）；设计洪水总量（万m3）；历时为的设计暴雨(mm)；设计流域面积(km2)；径流系数；径流深(mm)。经计算，各频率设计洪水总量见表3-5。 万家沟水库坝址以上流域基流采用手册综合分区成果中的嘉陵江区计算公式计算，即：Q0=0.014F0.984，经计算，Q0=0.0192m3

26、/s。 设计洪水过程线采用典型洪水放大推求，其中典型洪水采用我省东部地区洪水过程线模型（3），再加上洪水基流（0.0192m3/s），设计洪水过程线见表3.6及附图3.3。 表3.5 万家沟水库设计洪水成果表 项目P=0.33%P=3.33%P=5.0%设计洪峰流量(m3/s)43.429.326.8设计洪水总量(万m3)39.625.923.4 表3.6 万家沟水库设计洪水过程线表 p=0.33%，43.4m3/sp=3.33%，29.3m3/sp=5.0%，26.8m3/stQtQtQ0.0000.01920.0000.01920.0000.01920.0502.190.0481.480.

27、0481.360.1004.360.0972.950.0962.700.1508.700.1455.880.1435.370.22517.40.21811.70.21510.70.32526.10.31517.60.31116.10.45034.70.43623.50.43021.40.60141.30.58227.90.57425.50.75143.40.72729.30.71726.81.05141.31.01827.91.00425.51.35134.71.30923.51.29121.41.82726.11.77017.61.74516.12.57817.42.49711.72.462

28、10.73.7298.703.6125.883.5625.375.2564.365.0912.955.0202.706.9572.196.7401.486.6461.3611.5120.019211.1530.019210.9970.01923.3.4 设计洪水成果合理性分析为分析本次设计洪水计算成果的合理性，将万家沟水库设计洪水计算成果同本区域其它水库设计洪水成果列表进行比较，详见表2.7。表3.7 万家沟水库设计洪水合理性分析表水库名称集水面积设计洪峰流量（m3/s）设计洪峰模数（m3/s/km2）备注P=0.33%P=3.33%P=0.33%P=3.33%上游水库2.9266.443.3

29、22.714.8本次计算洪山水库15.120012313.28.1本次计算万家沟水库1.3843.429.331.421.2本次计算育皇水库1.3548.633.136.024.5本次计算由表2-7中所列成果可知，万家沟水库本次各频率洪峰模数同本地区其它水库设计所计算设计洪水洪峰模数比较，在本区域，各频率洪峰模数有随面积增大而减小的趋势，万家沟水库设计洪水符合这个变化规律。所以，本次万家沟水库设计洪水成果没有明显不合理的地方。3.3.5 分期洪水万家沟水库流域内无实测流量资料，无法直接进行分期洪水计算。本流域洪水主要由暴雨形成，因受季风的影响，洪水具有明显的季节性变化规律，年最大暴雨一般都出现

30、在510月，尤以7、8月集中，4月和11月也有较大暴雨发生，12次年3月暴雨发生的量级很小，流量也仅有很小的起伏，属枯水期。水库附近有水匣子水文站，根据该站历年逐月最大流量，结合水库施工要求，将主汛期510月划为一个分期时段，其余按月份分期。分期洪水计算依据水匣子实测流量资料，各分期时段采用最大值独立取样法，从19581998年实测各月最大流量系列中，分别统计出各分期时段最大流量系列，进行频率分析计算，用数学期望公式计算系列各项的经验频率，用矩法计算统计参数的初始值，选用P-型理论频率曲线适线，推求各分期时段的统计参数及各频率洪峰流量。推求水库分期洪水时，主汛期直接采用推理公式计算成果，其它分

31、期以水匣子水文站分期洪水成果为依据，按流域面积比的n次方换算至水库。面积比指数n值确定：枯水期（12次年3月）取1，过渡期（4、11月）取0.8。计算成果见下表。 表3.8 万家沟水库分期洪水成果表 时段设计值Qp(m3/s)p=5%p=10%p=20%1月0.01570.01380.01182月0.0242 0.02010.01563月0.1810.1160.06174月0.5790.3200.14411月0.2540.1370.060112月0.02950.02550.02103.4 水库洪水调节计算3.4.1 防洪标准如前述，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），本水

32、库设计洪水标准采用30年一遇（p=3.3），校核洪水标准采用300年一遇（p=0.33）,消能防冲标准采用20年一遇（p=5.0）。3.4.2 基本资料 (1）水库水位库容曲线本次调洪计算万家沟水库水位库容曲线采用原“三查三定”实测成果。(2）入库洪水过程万家沟水库洪水过程采用本次水文计算成果，详见表3-6及附图3-3。(3）水库水位泄流流量曲线万家沟水库溢洪道位于大坝右侧，为无闸控制宽顶堰，堰顶高程为422.70m，堰顶宽度按8.5m计算。计算下泄流量q，流量系数m为0.365。经计算万家沟水库水位泄流流量曲线见表3.9及泄流流量图溢洪道泄流曲线采用宽顶堰流公式：式中：Q下泄流量（m3/s）

33、侧收缩系数，取值在0.90.95之间m流量系数，m=0.34B溢流堰净宽（m）（B=2.5m）H相应水头（m）表3.9 万家沟水库水位泄流流量曲线表 水位H（m）422.7422.9423.3423.7423.9424.1424.3424.5下泄流量q（m3/s）01.47.115.420.225.431.137.1水位H（m）424.7424.9425.1425.3425.5425.7425.9426.1下泄流量q（m3/s）43.450.157.164.472.079.887.996.33.4.3 洪水调节方式 调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库起调水位为正常蓄水位（堰顶高程）42

34、2.70m，相应库容为115.0万m3，自由泄流。3.4.4 调洪计算洪水调节计算采用水量平衡法计算: (Q1+Q2)t/2-(q1+q2)t/2=V2-V1 按试算法列表进行,计算时Q1在洪水过程线上读取，根据（Q1+Q2）/2的数值，假设一个下泄流量q，通过库容增减量计算出时段末库容V1，在qf(h)曲线表上查得相应库容V2，若V1= V2或很接近V2，说明假设正确，否则重新假定V1，直至V1V2，才进行下一步的计算。V2作为下一步的V1，重复上述步骤。计算过程略，计算结果见表3.10。表3.10 万家沟水库调洪计算成果表 频率P（%）最大下泄流量（m3/s）最高库水位（m）库 容（万m3

35、）0.3315.4423.70136.73.339.3423.42131.05.08.2423.36130.0 根据调洪成果，万家沟水库设计洪水位（p=3.33%）423.42m，校核洪水位（p=0.33%）423.70m。3.5 坝顶高程的确定3.5.1 坝顶超高计算 万家沟水库大坝为粘土均质坝，坝顶超高按部颁碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）规定的公式Y=R+e+A计算，坝顶超高由波浪爬高、最大风壅高度和安全加高组成。波浪爬高采用鹤地公式计算，风壅高度采用规范推荐公式。万家沟水库为小（1）型水库，枢纽工程等级为等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，按照规范，正常运用情况

36、下安全加高A=0.5，非常运用情况下安全加高A=0.3。库区多年平均最大风速V=15m/s，正常运用情况计算风速W采用多年平均年最大风速的1.5倍；非常运用情况计算风速W采用多年平均年最大风速。 万家沟水库水域形状极不规则，故吹程采用De=Dicos2i/cosi计算。经反复量算，万家沟水库有效吹程为0.50km。 波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式计算： （1） （2） （3）式中：hm平均波高，m； Tm平均波周期，s；V0计算风速，m/s； D风趣长度，m； Hm水域平均深度，m；g重力加速度，取9.81m/s； Lm平均波长，m； H坝迎水面前水深，m；（3）平均波浪爬高Rm

37、计算 1.5m5； （4） m1.25； （5） 当1.25m1.5时，可由m=1.25和m=1.5的计算值按内插法确定。 式中：Rm平均波浪爬高，m； m单坡的坡度系数；大坝坡比m=2.00故本次设计选用公式（4）。 K斜坡的糙率渗透性系数；由整治后坝坡为混凝土坡，根据碾压 式土石坝设计规范SL247-2001，查得K=0.9。 Km经验系数，与的大小有关，由碾压式土石坝设计规范（SL2742001）表A.1.12-2查得，具体见表； 计算风向与坝轴线法线的夹角。（4）风浪爬高R=1.84Rm；其中1.84为平均波高与坝前水深比值相应的累计频率p(%)可根据碾压式土石坝设计规范A.1.13查

38、得。（5）风壅水面高度e计算 可按公式进行计算，由于该水库属于小（2）型水库，故风壅水面高度e可忽略不计。表3.11 万家沟水库坝顶超高计算表 项 目设计（正常）校核（非常）频率P(%)3.30.33计算风速W(/s)22.515吹程D(km)0.500.50坝迎水面前水深H (m)16.416.7最大风壅水面高度e(m)00坝坡坡比2.02.0经验系数KW1.051.01平均波高hm(m)0.550.28平均波长Lm(m)6.204.14平均爬高Rm(m)0.550.32设计波浪爬高R5%(m)1.010.59坝顶安全加高A(m)0.50.3坝顶超高Y(m)1.510.893.5.2 坝顶高

39、程确定根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）要求，坝顶高程应按以运用情况分别计算，并取其最大值：工况a：设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高;工况b：校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。各种运用情况下的坝顶超高计算见表3.12。表3.12 万家沟水库坝顶高程计算表 名称工况a工况b洪水为Z洪 (m)423.42423.70坝顶超高Y (m)1.510.89计算坝顶高程Z坝 (m)424.93424.59现土坝坝顶高程 Z (m)424.50424.50差值 (Z - Z坝)(m)-0.43-0.09通过坝顶高程计算，万家沟水库需要坝顶高程424.93m，而现在坝顶高程为424.50m，

40、现坝顶高程低于需要的坝顶高程，水库抗洪能力不满足规范要求。 4 工程任务及规模4.1 复核计算4.1.1 溢洪道现有行洪能力复核计算基本资料洪水标准根据防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），万家沟水库工程规模为小（1）型，工程等别为IV等，枢纽工程主要永久性建筑物级别为4级，次要永久性建筑物级别为5级。枢纽工程大坝为粘土均质坝，设计洪水标准采用30年一遇（P=3.3%）, 校核洪水标准采用300年一遇复核（P=0.33%）。设计洪水洪峰流量、洪水总量和洪水过程线的分析计算及成果、水位库容曲线详见本报告水文部分。大坝参数现有大坝坝顶高程424.

41、50m。溢洪道参数溢洪道为无闸控制开敞式正堰溢洪道，溢流堰堰型为宽顶堰，堰宽9.5m，堰顶高程422.70m。泄流曲线计算万家沟水库溢洪道位于大坝右侧，为无闸控制宽顶堰，堰顶高程为422.70m，堰顶宽度按8.5m计算。故本次按宽顶堰流公式q=mbH3/2计算下泄流量q，流量系数m为0.365。经计算万家沟水库水位泄流流量曲线见表4.1。 表4.1 万家沟水库水位泄流流量曲线 水位H（m）422.7422.9423.3423.7423.9424.1424.3424.5下泄流量q（m3/s）01.47.115.420.225.431.137.1水位H（m）424.7424.9425.1425.3425.5425.7425.9426.1下泄流量q（m3/s）43.450.157.164.472.079.887.996.3调洪计算 洪水调节计算采用水量平衡法计算:(Q1+Q2)t/2-(q1+q2)t/2=V2-V1按试算法列表进行,计算时Q1在洪水过程线上读取，根据（Q1+Q2）/2的数值，假设一个下泄流量q，通过库容增减量计算出时段末库容V1，在qf(h)曲线表上查得相应库容V2，若V1= V2或很接近V2，说明假设正确，否则重新假定V1，直至V1V2，才进