四川省水库整治设计方案说明书-毕业论文.doc
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1、XX水库整治初步设计报告 四川省XX县水利水电工程勘测设计队1 基本情况1.1水库枢纽工程概况XX水库位于XX县XX镇境内,XX江水系XX河支流上,地理坐标为东经1055836.66,北纬302854.74。距XX县XX镇7.5km,XX县城70 km。坝址以上控制集水面积1.97km2,主河道长1.52km,主河道平均坡降17。水库设计总库容20.396万m3,兴利库10.12万m3,防洪库容 4.896 万m3,死库容 5.38 万m3。设计灌面1300亩,有效灌面100亩。是一座以灌溉为主,兼有水产养殖等综合利用的重点小(二)型水利工程。由于该水库枢纽地理特别重要,根据水利水电工程等级划
2、分及洪水标准(SL2522000),XX库枢纽工程主要建筑物工程等级为五等5级,建筑物洪水标准按20年一遇设计,200年一遇校核,溢洪道消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇。该水库枢纽工程由溢流拱坝与非溢流坝组成。XX水库的地理位置特别重要,坝址距下游集中居住200人村庄仅仅离0.2km。工程一旦失事,将对下游XX近千人及南充市XX区华兴镇、XX镇、XX县八一乡镇所在地以及1座国家级公路桥梁(国道212)、30家单位学校均将受到惨重的灾害损失;下游3万多亩农田将被淹没或冲毁,10万多人的生命安全将受到严重威胁,直接经济损失约1亿元,同时还将造成当地社会的不稳定。1.1.1大坝大坝为 砌石单拱
3、坝,1972年1月开工,1980年4月竣工。现最大坝高15.522m,坝顶宽2m,坝底宽6.4m,坝顶长85m,(其中副坝长35m)溢流段长50m,堰顶高程310m,左右坝肩顶高程310.522m。按照水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)标准计算,水库校核洪水310.847m(鉴定报告复核),相应库容20.396 万m3;设计洪水位310.599 m(鉴定报告复核),相应库容18.962 万m3;正常蓄水位 310.00 m,相应库容15.50 万m3。目前蓄水位为 310 m。1.1.2泄洪建筑物本水库为坝顶溢洪,溢流段净宽50m,堰顶宽2m,堰顶高程310m。洪水直接泄下游
4、河床,下游无消力池。1.1.3放水建筑物现无。1.2工程建设及维修过程1.2.1大坝XX水库大坝修建正处于十年动乱时期,工程质量无专人管,大坝坝体安砌条石未清洗,砂浆不饱满,造成了工程质量低劣。1980年4月建成蓄水后,即出现拱圈严重漏水,由于资金问题致今尚未处理。大坝建成后由于防洪标准不够,洪水曾多次翻越非溢流坝对下游冲刷淘空严重,限于资金问题致今未尚处理。1.2.2泄洪建筑物1980年4月建成蓄水时,除非溢流坝坝后洪水对下游冲刷淘空严重外其余未发现问题。1.2.3放水设施无。1.2.4综合评价XX水库大坝1972年1月开工时无正式设计,施工质量较差,修建过程中无施工记录,建成后无竣工资料和
5、验收手续,造成一系列病害问题。目前仍存在的问题有:拱坝浆砌条石大坝漏水;大坝防洪标准不够洪水翻越非溢流坝对下游冲刷淘空严重;水库大坝址为文家稚村近千人及高石乡五村、蓬溪县农兴乡通往XX建设乡主要交通要道,每年汛期不少行人冒险淌过坝顶,近十年巳造成八人死亡事故,为此当地百姓怨声载道,曾多次呼于修建人行桥。综上所述,由于历史原因,XX水库枢纽建筑物施工质量不满足现行国家规程、规范,水库运行中暴露出严重的质量问题,危工程及人民生命财产安全,急需采取工程措施消除隐患,确保水库安全运行。1.3大坝安全鉴定情况2009年1月,XX县水利局对该水库大坝进行安全评价,并于2009年5月编制完成该报告。经评定,
6、该坝为三类坝。现摘录大坝安全鉴定报告书主要内容如下:1.3.1大坝安全评价1、设计洪水标准XX水库的地理位置特别重要,根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000标准规定,XX水库为小(2)型水库,工程等别为五等,枢纽主要永久性水工建筑物级别为5级,次要永久性水工建筑物级别为5级。大坝洪水标准采用20年一遇(P=5%)设计,200年一遇(P=0.5%)校核,消能防冲采用10年一遇(P=10%)。2、洪水标准复核结果1999年鉴定报告确定的防洪标准满足现行规范要求,本次复核的泄流能力、水库特征水位之相关数据基本一致。根据水文计算成果,按现有溢洪道泄流能力进行调洪演算和坝顶高程复核。经计算
7、非溢流坝坝顶高程应为 312.316m,现非溢流坝顶高程310.522 m,不能满足要求。水库大坝抗洪能力不满足现行规范砌石坝设计规范SL25-2006中的相关要求。3、渗流安全评价大坝坝体安砌条石未清洗,砂浆不饱满,坝体渗漏问题,影响水库正常运行和安全。因此XX水库的渗流性态不安全,存在安全隐患。4、大坝稳定分析经大坝稳定分析大坝是安全的。1.3.2工程存在的主要问题大坝主要病害:经计算非溢流坝坝顶高程应为 312.316 m,现非溢流坝顶高程310.522 m,不能满足要求。水库大坝抗洪能力不满足现行规范砌石坝设计规范SL25-2006中的相关要求。条石安砌浆砌质量很差,砂浆不饱满,坝体渗
8、漏;左、右岸非溢流坝段坝顶超高不够;坝顶未设人行桥,行人不安全;大坝无观测设施。其他问题:工程运行管理设施不完善,无防洪抢险的交通、通讯设备。1.3.3大坝安全鉴定结论大坝大坝安全鉴定结论如下:1、非溢流坝段坝顶超高不够;2、大坝坝身渗漏;3、坝顶无人行桥行人不安全;4、大坝无观测设施;5、工程运行管理设施不完善,无防洪抢险的交通、通讯设备。XX县XX水库大坝安全类别评定为三类坝。XX水库枢纽工程除险加固后工程特性表序号指标名称单 位数 量备 注一水文1坝址以上集雨面积km21.972多年平均降雨量mm936.603代表性流量设计洪峰流量m3/s36.60P=5%校核洪峰流量m3/s61.14
9、P=0.5%消能防冲设计洪峰流量m3/s29.26P=10%4多年平均气温l7.405多年平均蒸发量mm638.56多年平均最大风速m/s17.0二水库1水库水位校核洪水位m310.847P=0.5%设计洪水位m310.599P=5%正常蓄水位m310.00死水位m306.9602水库容积总库容万m320.396正常库容万m315.50死库容万m35.38防洪库容万m34.896有效库容万m310.123调节特性年4灌区特性设计灌面万亩0.13三下泄流量1设计洪水位时最大泄量m3/s34.582校核洪水位时最大泄量m3/s59.603消能防冲设计最大泄量m3/s28.32四枢纽建筑物1大坝坝型
10、砌石单拱坝坝顶高程m312.316最大坝高m17.316坝顶轴线长m85其中副坝长35m坝顶宽m2.0坝底宽m6.42溢洪道型 式坝顶溢流堰 型宽顶堰堰 长m2.0堰顶高程m310.00溢流宽度m50.00最大下泄流量m3/s59.603消力池无池长m无池宽m无池深m无4放水设施无闸门型式无取水高程m放水管尺寸m最大取水流量m3/sXX水库枢纽工程除险加固前工程特性表序号指标名称单 位数 量备 注一水文1坝址以上集雨面积km21.972多年平均降雨量mm936.603代表性流量设计洪峰流量m3/s36.6P=5%校核洪峰流量m3/s61.14P=0.5%消能防冲设计洪峰流量m3/s29.26P
11、=10.0%4多年平均气温l7.45多年平均蒸发量mm638.56多年平均最大风速m/s17二水库1水库水位校核洪水位m310.33设计洪水位m310.32正常蓄水位m310.00死水位m302.022水库容积总库容万m317.00正常库容万m315.50死库容万m32.00防洪库容万m31.5有效库容万m313.53调节特性无4灌区特性设计灌面万亩0.124三下泄流量1设计洪水位时最大泄量m3/s2校核洪水位时最大泄量m3/s3消能防冲设计最大泄量m3/s四枢纽建筑物1大坝坝型砌石单拱坝坝顶高程m310.00最大坝高m15.55坝顶轴线长m85其中副坝长35m坝顶宽m2坝底宽m6.42溢洪道
12、型 式坝顶溢流堰 型宽顶堰堰 长m2堰顶高程m310.00溢流宽度m50最大下泄流量m3/s163放水设施闸门型式无取水高程m放水管尺寸m最大取水流量m3/s2 水 文2.1流域概况2.1.1自然地理概况XX水库位于XX县XX镇境内,XX江水系XX河支流上,地理坐标为东经1055836.66,北纬302854.74。坝址以上控制集水面积1.97km2,主河道长1.52km,主河道平均坡降17。XX水库属XX江水系XX河支流,工程区属丘陵地带,相对高差3050m,属低山浅丘地貌。流域内出露地层属侏罗系中统上沙溪庙组,为河湖相碎屑沉积的砂质粘土岩,泥质粉砂岩夹砂岩等。流域内人类活动较为频繁,流域内
13、除本水库外、上游尚有多处塘,域内主要为农业开垦。垦植率较高,森林覆盖率较低,水土流失严重。XX河河流域水系见附图。2.1.2气象特征XX河流域地处亚热带湿润季风气候区,具有气候温和,雨量充沛,日照适宜,四季分明,无霜期长,春季回暖早,夏季炎热,秋季阴雨连绵、冬季短而温和等特点。XX河流域无气象观测记录,水库气象特征值参照XX气象站观测资料:多年平均气温l7.4,极端最高气温41.3,极端最低气温-2.7(1991年12月28日),多年平均蒸发量638.5mm,多年平均日照时数l247小时,多年平均无霜期328天,多年平均相对湿度81,多年平均最大风速17m/s,多年平均降水量936.6mm,降
14、水量主要集中在汛期,5- 10月降雨量占年降雨量的79.1%。2.2洪水XX河的洪水由暴雨形成,洪水与暴雨基本同步。洪水绝大部分发生在5至9月,尤以7至8月最多。由于流域内无实测洪水资料,根据规程规范规定:对于缺乏流量资料的中、小型水库,可应用雨量资料推求设计洪水。本次采用推理公式计算XX水库设计洪峰流量。2.2.1设计标准XX水库为小(2)型水库,坝型为砌石单拱坝,根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000),其设计洪水标准采用20年一遇,校核洪水标准采用200年一遇,消能防冲建筑物洪水标准采用10年一遇。2.2.2设计暴雨XX水库所在流域无实测暴雨资料,邻近有XX、石盘沱和二
15、郎等雨量站。其中,XX站为气象部门所属国家基本气象站、石盘沱和二郎站为委托雨量观测站。XX站实测降雨资料按国家气象观测规范进行,其雨量资料经复核可作为本次设计暴雨计算的主要依据,石盘沱和二郎雨量站观测资料精度稍差,特别在出现大暴雨时有漏测现象,其降雨资料仅可作为分析计算时的参考。各站雨量资料情况见表2-1。长滩河邻近站雨量资料情况表表2-1 站名时段起迄时间资料引用年限XX1/6小时1981今1小时19641965、1967、1969今196920056小时1954今1954200524小时1954今19542005石盘沱6小时1960今1960200524小时1960今19602005二郎6
16、小时1964今1964200524小时1964今19642005设计暴雨计算采用两套方案,即通过邻近实测暴雨资料和四川省中小流域暴雨洪水计算手册中“暴雨等值线图”分别计算设计暴雨。1 邻近实测暴雨频率计算根据水库邻近的XX站和二郎、石盘沱站实测暴雨系列,进行频率计算,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型理论频率曲线适线,确定统计参数及设计值。由于流域面积较小,且XX等站距XX水库较近,不进行点面折减。二郎站考虑移用XX站特大值和不移用XX站特大值两种情况分别计算,移用XX站特大值以后的系列,按不连续系列处理,特大值的经验频率根据XX站系列确定。统计参
17、数和设计值见表2-2-2,频率曲线见附图2-22-6。2 根据手册等值线图查算根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册暴雨等值线图,查得XX水库流域重心1/6 h 、1 h、 6h、24h年最大降水量均值、Cv值,计算出设计暴雨,成果见表2-2。各方法设计暴雨计算成果表表2-2 项 目时段(h)均值 (mm) CvCs/Cv各频率设计值 (mm)0.33%3.3%5%暴雨洪水计算手册查算1/616.50.363.540.429.927.91410.423.511480.774.56760.483.5237162148241000.53.5324218199石盘沱频率计算656.30.333.5129
18、97.791.72478.80.363188141132XX站频率计算141.60.48312587.580.4676.20.64307189168241020.573.5376242218二郎站频率计算660.90.54.52111351222488.30.343.52071551463 XX水库设计暴雨石盘沱站实测雨量系列有漏测大暴雨现象,其统计参数和设计值明显低于XX站和等值线查图值。二郎站实测系列不仅缺乏特大暴雨,且出现了长时段设计暴雨小于短时段设计暴雨的不合理情况,移用XX站特大值以后,不同时段的统计参数出现倒置现象(6h设计暴雨大于24h;6h暴雨均值低于XX站和等值线,Cv值又大
19、于XX站和等值线;24h暴雨均值低于XX站和等值线,Cv值和设计值小于XX站大于等值线)。而XX站实测雨量系列较长,系列中包含不同量级的暴雨,系列有较好的代表性,其与XX水库距离较近。因此,采用XX站实测暴雨资料用于XX水库设计是合理的。鉴于XX站缺乏年最大10分钟雨量资料,/6h暴雨采用等值线查图值,1h、6h和24h暴雨采用XX站实测资料计算值。XX水库的设计暴雨见表2-3。XX水库设计暴雨成果表表2-3 时段(h)均值 (mm) CvCs/Cv各频率设计值 (mm)0.33%3.30%5%1/616.50.363.540.429.927.9141.60.48312587.580.4676
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