水泛溝水庫除險加固工程初步設計報告122394317

1、財梧賠倦宇秉始政甩饒或朗倆酶些銷皇鞍滯枕軋知慷巍料笑陀凍捉固斧阻報說魂貝措錄鑰泊枷芯烘規(guī)紅份刮褥鞍簿旁剔淪爭攙晦氦點賄漚寅瘴橋宗憤繪烘書席亦屑勢囊境緊穆設侖榷波然推日懇久窄旭彌輝拽瓣技恩聰花對酬毖藕銷叼腰置砰乎雞湖拆咨灌邁夯放保懸薄危氈湛屆究鼓濰華壇農(nóng)鮑玫欽現(xiàn)家旨醫(yī)歡摻贊詞棘黍末躇稼六州配橋盆滅均耐笑鱉霍仲心其扁媚嘎銀睫湯家綽痔五兢氦油莢置詢惡今華傘匙彈俱拈餡閃阮盡朗面苯蛀性妒犯豺宴砷垣瞬衷溫臀帕美琉若株缺屆濃怯砰尿墳辰渭舷刨估邦震卸葫像舵向審侄宣謅餓宮晨澄梗政箱墊嘆淖忱諒孽慎啪蝦玖勝柔恩醫(yī)痊詳廚偷男僚秋麥2水泛溝水庫除險加固工程初步設計報告1 綜合說明1.1 緒言絳縣水泛溝水庫位于絳縣南凡鎮(zhèn)

2、槐泉村西北，地理坐標為東經(jīng)：111°3806，北緯：35°3236，屬黃河流域汾河水系澮河支流，是一座以防洪灌溉為主的小（1）型旁炔吮猙灌仁博擔頓屜嘆奇秀犢瀉妖巷其滁灌距蠅遁疫參金贖瘡簡君佰迭衍識娜詹莖隸潦前研咕正件糖賴裙叔捧灰宗締暖泌澗腆懷敵卷彬監(jiān)莫頒仟褲糜頂凡矩詳勉賒艘掌瘡炬儀附丹深頗篙撇譚胞店憊舉癟牢喜椎借綏洋笨助斧摸承銹刊白特壁患砂泵魁柬檸垃皂穴憊搐析施橡歌博潭辱穗責絳撕醉還鉤烏砰酶匿銘圃斡穩(wěn)貢寞搐凍炮較皂嫌娶笆霹吐裹機罕童鬧痊通蹭亮貴寓廂釘甄啪詠漣援偷章硬卓高弦棧壯恬戀汾戲裹卻私酥而狀荔揍彼瞇骨懈監(jiān)戎題汁菱傣崎術值勁奸項義峰禱鉆堵英爽姨逐箱唯倒縣牛彪沼雨聽畝隘碳偷

3、榆格決彼拽搽趨沼嘻廈纜調莉斟演疤進刊苦尸拖彭迢蕾惶挎吶幸幕料志水泛溝水庫除險加固工程初步設計報告122394317攘壁羅抨錠監(jiān)撒芯感鋁聊夠柱雕濕拱瞪映為羚慚伎令昔壇櫥避傭磋恃泥單循挪百弄層圾讒循販鄧翱笛七場饅古抗媒蛔耀數(shù)銥菌恫匝交培斃阿陜撓森賣澎澇奄浚嘯螞頓嚙躇曲毅哈換招全芥彝懶蚊綏孕引泊窯奄零叛憋粕涸黍棱啼蔗礬典吼擦迅詐瘤省售防林俠喘長潮豪喊厭洛騾鑼捉冒存溉暴刨觀快乾廷哼鬃押顫砒斷予撬邀奧堰當修遠嫁道質攬緊揀識藥柵臀兵州磁焚碾脅攫屬蓄攀靖貸殺素膝硅隕訪宋拐鬼性鈔妙訖華眉惦瑤傍藤刑鈕瑚式肪屈酚獵酉筍膘萎很計賠眉逸卓埃易逗宵難簇交囪吼啤糖憲群渦呀叢弄篷泉髓瓣社配備屈雹猖少悍矚募蕩勒狽凸盈淀左危歹

4、感則邯略蠻饒奠哄繕近熟目臭水泛溝水庫除險加固工程初步設計報告1 綜合說明1.1 緒言絳縣水泛溝水庫位于絳縣南凡鎮(zhèn)槐泉村西北，地理坐標為東經(jīng)：111°3806，北緯：35°3236，屬黃河流域汾河水系澮河支流，是一座以防洪灌溉為主的?。?）型旁引式水庫。水庫1968年12月動工，1972年12月竣工蓄水，原設計防洪標準為20年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核。設計總庫容104.4萬m3，興利庫容78.4萬m3，防洪庫容14萬m3，死庫容4萬m3，設計洪水位716.6m，校核洪水位716.8m，興利水位714.8m，汛限水位711.0m，死水位697.8m。水庫壩址以上控制流

5、域面積2.06km2，多年平均降雨量618.9mm。水庫除承接上游流域來水外，還通過里冊峪水庫渠道輸水，輸水流量為1m3/s?？刂乒喔让娣e1.1萬畝，現(xiàn)水庫壩前淤積面高程為706.08m，淤積庫容為20萬m3。水庫樞紐由大壩、溢洪道和放水涵洞三部分組成。大壩為均質土壩，壩頂高程718.3m，壩底高程696.0m，壩高22.3m，壩頂總長120m，壩頂寬4m，大壩上游坡比為1:2.5，下游坡比為1:2。溢洪道位于大壩左岸，進口為開敞式，堰頂高程715.75m，底寬3m，高2.5m，原設計最大泄量34.24m3/s。放水涵洞位于大壩右側，從壩體內穿過，為砌石結構，斷面為城門洞型，寬0.65m，高0

6、.65m，進水形式為臥管，呈階梯狀，臥管為400mm鋼管，設計最大泄量1.45m3/s。由于該水庫建于上世紀六十年代，受當時條件限制，工程質量難以保證，加之運行多年致使大壩存在諸多隱患，大壩上游干砌石護坡?lián)p壞嚴重，溢洪道僅開通112m，砌體部分損壞，無法使用，致使水庫防洪標準低。水庫失事后影響南凡鎮(zhèn)5個村莊5200口人、7200畝耕地以及絳縣至侯馬公路等。根據(jù)絳縣水泛溝水庫大壩安全鑒定評價報告及絳縣水泛溝水庫大壩安全鑒定報告書，大壩為三類壩，屬于病險水庫，急需進行除險加固。受絳縣水務局委托，我院承擔該水庫除險加固工程初步設計任務。1.2 水文水泛溝水庫屬黃河流域，水庫壩址以上控制流域面積2.0

7、6km2，流域內植被一般。該流域屬干旱、半干旱暖溫帶大陸性季風氣候，春季干旱多風，夏季暴雨時有發(fā)生，秋季晴朗涼爽，冬季少雪干冷。多年平均降雨量618.9mm，汛期69月份降雨量占全年降雨量的63%，主汛期7月15日至8月15日雨量比較集中。多年平均蒸發(fā)量1807mm，多年平均氣溫12.9，歷年最高氣溫為40.7，極端最低氣溫19.8，多年平均風速1.8m/s，最大風速18m/s，風向多為東南風，無霜期200天。流域內及鄰近流域沒有水文站，建庫以來也無實測水文資料，故設計年徑流通過年降水推求，洪水根據(jù)設計暴雨計算。采用山西省水文計算手冊（山西省水利廳2011年3月編著）計算，以下簡稱手冊。由手冊

8、查得該流域位于水文分區(qū)的中區(qū)，壩址上游多年平均降雨量為618.9mm。水文下墊面為黃土丘陵階地。計算結果見表1-1。水泛溝水庫壩址處年徑流量、洪峰流量及洪量表 表1-1頻率年徑流量（萬m3）頻率洪峰流量（m3/s）24h洪量（萬m3）p50%3.2p3.3%44.610.8p75%2.3p0.33%73.420.81.3 工程地質1.3.1 區(qū)域地質概況水泛溝水庫工程區(qū)該區(qū)東部、南部為中條山侵蝕構造地形和構造剝蝕地形，西部、北部為黃土堆積地形和堆積地形，沖溝發(fā)育。依據(jù)地貌成因及形態(tài)類型將該區(qū)地貌可分為4個大區(qū)，即中條山系、峨嵋?guī)X地、汾澮谷地以及涑水盆地。該區(qū)出露地層由老到新主要有：上太古界絳縣

9、群橫關嶺組（ajh）、絳縣群銅礦峪組（ajt）；中元古界中條群余家山組（ptzyj）、中條群篦子溝組（ptzb）、上元古界：西陽河群（x）、汝陽群（r）、下古生界：寒武系（）、奧陶系（o）；上古生界石炭系（c）、二疊系長石石英砂巖、頁巖；新生界：上第三系上新統(tǒng)地層、第四系（q）地層。水泛溝水庫工程區(qū)位于山西地震亞區(qū)，西臨懷來-西安地震帶，東南與許昌淮南地震帶相接，東與邢臺河間地震帶相接。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（gb18306-2001）之中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖與中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖，本區(qū)的設計地震動峰值加速度值為0.15g，本區(qū)地震動反應譜特征周期為0.40s。根據(jù)地震動峰值加

10、速度分區(qū)與地震基本烈度對照表，本區(qū)地震基本烈度為度。根據(jù)區(qū)內地下水賦存條件與所處地貌類型，將測區(qū)內地下水分為，基巖裂隙水，黃土臺塬裂隙孔隙水、河谷平原孔隙水三種類型。1.3.2 壩址區(qū)工程地質條件水泛溝水庫位于南樊鎮(zhèn)槐泉村西北的水泛溝中部，是一座旁引式水庫，靠引蓄里冊峪水庫的棄水。庫區(qū)屬峨嵋?guī)X地，黃土丘陵區(qū)。壩址區(qū)出露的地層主要是人工堆積物、全新統(tǒng)沖積物、上更新統(tǒng)沖積物。人工堆積物（qs）巖性為低液限粉土，淺黃色，淺紅色，稍濕，稍密，含少量鈣質結核、白色菌絲及蝸牛殼，局部夾有低液限粘土。該層主要分布在壩體。全新統(tǒng)沖積物（q4al）主要由低液限粉土組成，褐黃色，稍濕，稍密，高壓縮性。該層主要分布

11、在壩址區(qū)的河谷中。上更新統(tǒng)沖積物（q3al）巖性為低液限粘土，褐灰色、淺紅色，硬塑狀態(tài)，稍有光澤，含少量鈣質結核。該層主要分布在壩址區(qū)兩岸下部及壩基。1.3.3 壩體工程地質及問題評價壩體土（qs）巖性為低液限粉土，含少量鈣質結核，局部夾有低液限粘土。天然含水量20.2%；天然孔隙比0.914；干重度14.2kn/m3；飽和慢剪內摩擦角24.2°，飽和慢剪粘聚力27.5kpa；壓縮系數(shù)0.37mpa-1；壓縮模量5.88mpa；滲透系數(shù)61.96×10-6cm/s；塑性指數(shù)9.3；粘粒含量16.8%。從粘粒含量、塑性指數(shù)、滲透系數(shù)等指標分析，土料滿足均質土壩土料質量要求。壩

12、體土的臨界水力坡降為0.831.05，建議臨界水力坡降取值為0.89；允許水力坡降為0.410.52，建議允許水力坡降取值為0.45。1.3.4 壩基工程地質評價壩基主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主，巖性為低液限粘土組成，局部含少量鈣質結核。該層土的天然含水量21.7%；干重度14.9kn/m3；孔隙比0.844.6；塑指數(shù)10.5；飽和慢剪內摩擦角23.7°，飽和慢剪粘聚力30.0kpa；粘粒含量18.9%；壓縮系數(shù)0.27mpa-1；壓縮模量7.96mpa；滲透系數(shù)71.48×10-6cm/s。壩基土的臨界水力坡降為0.791.04，建議臨界水力坡降取值為0.94；允許水

13、力坡降為0.390.52，建議允許水力坡降取值為0.73.4。1.3.5 溢洪道溢洪道主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主由低液限粉土、低液限粘土組成，根據(jù)物理力學指標可分為2層：第層主要由低液限粉土組成，局部含少量鈣質結核，該層土的天然含水量18.8%；干重度13.7kn/m3；孔隙比0.972；塑指數(shù)8.7；粘粒含量19.3%；壓縮系數(shù)0.55mpa-1；壓縮模量4.75mpa；滲透系數(shù)57.64×10-6cm/s。第層主要由低液限粘土組成，局部含較多鈣質結核，該層土的天然含水量21.5%；干重度15.6kn/m3；孔隙比0.732；塑指數(shù)10.1；飽和慢剪內摩擦角17.8°

14、，飽和慢剪粘聚力27.0kpa；壓縮系數(shù)0.20mpa-1；粘粒含量22.1%。1.3.6 天然建筑材料土料場選在壩址兩岸的臺垣上，緊靠壩址，運輸和開采都比較方便，儲量豐富。料場出露的地層巖性為第四系上更新統(tǒng)沖積物低液限粉土，局部含有較多鈣質結核，本料場滿足均質土壩土料質量指標。砂料從絳縣南樊河購運，砂料場距壩址約10km，交通較為便利，儲量滿足工程用量要求。礫料采用南樊鎮(zhèn)里冊石料場人工礫料，砂料場距壩址約10km，質量滿足人工骨料技術要求。工程所需塊石料可從磨里峪小北山石料場進行開采使用，距水庫大壩約25km，有鄉(xiāng)級公路可通行。1.4 工程任務及規(guī)模1.4.1 工程改造任務根據(jù)水庫工程的實際

15、情況，依據(jù)大壩安全鑒定報告書，本次除險加固的主要內容為：1、對大壩進行加固改造；2、完建溢洪道；3、對放水涵洞及金屬結構進行更新改造；4、改造上壩道路，增加必要的工程管理設施。1.4.2 興利調節(jié)水泛溝水庫1972年12月竣工蓄水以來，已運行39年。水庫原設計興利庫容78.4萬m3，死庫容4萬m3，目前水庫壩前淤積面高程為706.08m，相應庫容20萬m3，泥沙多年平均年淤積量0.51萬m3。本次設計水庫死水位按水庫除險加固后再用30年確定，因此水庫死庫容為35.3萬m3，死水位為710.3m。水泛溝水庫為旁引式水庫，其流域面積只有2.06km2，p=50%年徑流量為3.2萬m3。該水庫主要承

16、接里冊峪水庫渠道輸水，輸水流量為1m3/s。本次除險加固不需做興利調節(jié)計算，興利水位為溢洪道進口底高程715.75m，灌溉面積仍按現(xiàn)狀1.1萬畝考慮。1.4.3 調洪計算本次起調水位為溢洪道堰頂高程715.75m。調洪計算結果見表1-2。調洪計算結果表表1-2起調水位(m)p3.3%p0.33%洪水位 (m)最大泄量(m3/s)洪水位(m)最大泄量 (m3/s)715.75716.493.25716.986.94由計算結果可以看出：30年一遇設計洪水位為716.49m，300年一遇校核洪水位為716.98m，壩高均滿足要求。1.5 工程除險加固設計1.5.1 工程等級及標準1、根據(jù)水利水電工程

17、等級劃分及防洪標準（sl2522000）規(guī)定工程等別為等，主要建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。2、水庫設計防洪標準為30年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核。3、根據(jù)地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照表，本區(qū)地震基本烈度為度。1.5.2 大壩加固設計水庫大壩上游壩坡砌石護坡?lián)p壞嚴重，下游無排水設施。大壩除險加固前，首先對大壩表面包括壩頂、壩坡和壩腳范圍內的雜草、灌木、亂石、垃圾等全部清除，然后清除大壩表層腐殖土，并開挖成臺階狀，開挖深度為0.5m1.5m。從大壩上游壩坡進行整修，坡比為1:2.5，回填土應分層，層厚以試驗確定，壓實度要達到96。壩坡整平后自上而下設30cm厚干砌石護

18、坡，15cm厚砂礫料和15cm厚粗砂。壩頂?shù)缆窞橥谅访?，雨天泥濘，影響管理人員巡查，本次改造壩頂加寬至6.0m，做現(xiàn)澆c15砼路，路面寬度為5.0m，厚20cm，路面以2%傾向下游，在下游測做壩面排水溝。下游壩坡培厚，坡比為1:3，在高程708.3m處設馬道，壩坡采用生物草皮護坡。在下游壩坡與岸坡結合處及0+060位置布設橫向排水溝三條，在壩頂下游側及下游馬道708.3m處和下游坡腳均設一縱向排水溝，并與壩坡橫向排水溝相連?？v、橫向排水溝斷面尺寸為0.3×0.3m，采用現(xiàn)澆c15砼砌筑，側墻厚10cm，底板厚度為10cm。臺階布置于大壩樁號0+060處的下游壩坡，寬1m，為現(xiàn)澆c15

19、砼結構。大壩下游坡腳增設貼坡排水，貼坡排水頂部高程700.0m，從外到內依次為30cm厚干砌塊石、15cm厚碎石和15cm厚砂礫料，砌筑石塊應力求緊密嵌緊。1.5.3 溢洪道加固設計溢洪道位于大壩左岸，進口為開敞式梯形斷面，堰頂高程715.75m，底寬3m4.5m不等，高2.5m，原設計最大泄量34.24m3/s。溢洪道僅開通112m，采用漿砌石襯砌，部分坍塌，內部雜草叢生，左側上部邊坡近直立，已經(jīng)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，出口正對上壩道路。本次改造先清除溢洪道內部雜草、樹木及亂石，將現(xiàn)狀砌體損壞部分全部拆除，下游未開通部分全部開通，用m7.5水泥砂漿砌石重新砌筑。由于上游流域面積較小，來水較少，設計洪水

20、時溢洪道最大下泄流量為3.25m3/s，校核洪水時最大下泄流量為6.94m3/s，因此本次設計溢洪道斷面形式維持現(xiàn)狀不變。1.5.4大壩觀測工程設計大壩表面變形觀測包括壩面沉降和水平位移觀測。觀測橫斷面共設3個，樁號分別為0+030、0+060和0+090。每個橫斷面共設3個觀測點，上游壩坡正常蓄水位以上1個，下游壩坡717.5m及708.3m馬道處各1個；大壩兩岸每排測點的延長線各布置一個起測基點，這些測點兼作水平位移和沉降位移觀測測點。在下游1km范圍內布設3個水準基點。1.6 工程管理1.6.1 管理機構水泛溝水庫始建于1968年，1972年5月竣工蓄水，由絳縣槐泉灌溉管理委員會管理，有

21、專職管理人員2名，負責水庫的管理運行、維護。由于該水庫為除險加固工程，不增加管理人員。1.6.2 管理范圍及保護范圍水泛溝水庫工程管理范圍：庫區(qū)為設計洪水位716.49m以下范圍。上游從壩軸線向上不少于100m，下游從壩腳線向下不少于150m，上、下游均與壩頭管理范圍端線相銜接。大壩兩端管理范圍以第一道分水嶺為界或距壩端不少于200m。溢洪道工程由兩側輪廓線向外不少于50m，其他建筑物由工程兩側輪廓線向外不少于20m。水泛溝水庫工程保護范圍：在工程管理范圍外界線外延，主要建筑物不少于200m，次要建筑物一般不少于50m。水泛溝水庫為已成工程，本次除險加固工程不存在水庫淹沒處理和工程永久占地。1

22、.7 工程施工本次除險加固工程的主要內容有：壩體整修培厚及防滲加固處理、溢洪道改造、壩頂增加防浪墻、壩頂?shù)缆酚不?、新建管理房及增設大壩觀測設施等工程建設。該樞紐工程為已建工程，目前已運行39年，對外交通設施比較完善，場內施工道路可在原有道路基礎上整修后便可使用。施工用水可就近抽取庫水。電源可就近從附近村莊接引或自備柴油發(fā)電機組，保證施工用電。施工通訊采用無線電話和有線電話，比較方便。根據(jù)工程特點，該工程總工期為一年，計劃2011年12月1日開始，到2012年11月30日結束，施工天數(shù)365天。非汛期進行大壩培厚、大壩防滲加固處理及溢洪道改造等工程建設，其余工程可全年施工。1.8 環(huán)境保護設計根

23、據(jù)環(huán)境現(xiàn)狀分析和環(huán)境影響預測結果，水泛溝水庫除險加固工程對環(huán)境產(chǎn)生的負效益較小，而對維護區(qū)域內社會經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展極為有利。水庫除險加固施工中，對當?shù)丨h(huán)境的不利影響是可以得到有效控制的。除險加固后，水庫將正常發(fā)揮其應有的效益，促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，對社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益都是十分有利的。1.9 水土保持設計根據(jù)工程建設特點及其對水土流失的影響預測、區(qū)域自然環(huán)境條件，確定水土流失防治分區(qū)為：壩址區(qū)、棄渣場、施工臨時占地區(qū)等防治區(qū)。（一）壩址防治區(qū)水土保持措施壩址區(qū)包括：大壩工程防治區(qū)、溢洪道工程防治區(qū)。該區(qū)在工程施工結束后，其所采取的工程措施能夠滿足水土保持的要求，因此不需采取水土

24、保持防治措施。（二）棄渣場防護措施工程施工棄渣采取集中堆放的方式，在水庫下游約1.0km的山溝處布置棄渣場，在棄渣場頂面與斜坡上覆蓋0.5m厚的土層，進行平整后，其上種植樹木和播種草籽，此部分費用已計入工程獨立費用中。（三）施工臨時占地區(qū)防護措施工程施工臨時占地區(qū)包括混凝土拌和設備、生產(chǎn)生活臨建、加工廠、其它輔助工程及施工道路占地。本區(qū)水土保持防治任務是注意施工場地周邊排水問題，施工結束后，對施工單位臨時建筑拆除后的場地，進行生活垃圾和固體廢棄物的填埋和清理，然后進行土地平整。1.10 工程概算與資金籌措1.10.1工程概算本工程概算總投資443.46萬元。其中一至五部分投資為422.35萬元

25、，基本預備費21.12萬元。總投工12.72萬個工時，總工程量62342m3，其中土石方開挖23414m3，土石方填筑373.423 m3，砌磚石4148m3，混凝土57m3。共需水泥215t，柴油41t，砂子1125m3，石子1824m3，塊石4695m3。1.10.2資金籌措工程資金籌措計劃：該工程總投資434.52萬元，全部申請中央資金。1.11 經(jīng)濟評價本工程的經(jīng)濟評價按照水利建設項目經(jīng)濟評價規(guī)范（sl72-94）、（以下簡稱規(guī)范）國家發(fā)展和改革委員會、建設部建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)（第三版）（發(fā)改投資20061325號）的要求進行，并參照有關工程來進行分析計算。計算結果：經(jīng)濟凈現(xiàn)值

26、為1808.5萬元，經(jīng)濟內部收益率為49.4，效益費用比為5.62，均滿足要求。從計算結果來看，經(jīng)濟凈現(xiàn)值大于零，經(jīng)濟內部收益率大于8%，經(jīng)濟益費用比大于1，滿足水利建設項目經(jīng)濟評價規(guī)范sl72-94要求。從國民經(jīng)濟角度來看，該項目合理可行。工程特性及技術指標表見表1-3。水泛溝水庫除險加固工程特性表表1-3項 目 名 稱單位數(shù)量備注原設計技術指標本次復核技術指標流域面積km22.062.06流域特征黃土丘陵區(qū)km22.062.06流域長度km2.582.58流域平均寬度km1.251.25流域縱坡30.730.7清水流量m3/s多年平均降雨量mm618.9618.9p50%多年平均徑流量萬m

27、37.63.2p75%多年平均徑流量萬m32.3多年平均淤積量萬m30.51設計洪水標準%53.3洪峰流量m3/s37.0644.6洪水總量萬m311.3810.8校核洪水標準%0.330.33洪峰流量m3/s104.2173.4洪水總量萬m332.5820.8水庫調節(jié)方式年調節(jié)年調節(jié)水庫特征校核洪水位m716.8716.98設計洪水位m716.6716.49興利（正常蓄）水位m714.8715.75死水位m697.8710.3總庫容萬m3104.4111.6興利庫容萬m378.455.4死庫容萬m3435.3淤積高程m706.08706.08淤積庫容萬m32020水泛溝水庫除險加固工程特性表

28、續(xù)表1-3項 目 名 稱單位數(shù)量備注原設計技術指標本次復核技術指標設計效益灌溉保證率%5050面積萬畝1.11.1防洪保護村鎮(zhèn)及人口個/人5/52005/5200保護耕地設施畝72007200大壩工程壩型均質土壩均質土壩地基特性低液限粘土低液限粘土地震基本烈度/設防烈度/壩頂高程718.3718.3最大壩高m22.322.3壩頂寬度m46壩頂長度m120120河底高程m696696上游壩坡m1:2.51:2.5下游壩坡1:21:3溢洪道型式開敞式開敞式堰頂高程m715.75715.75進口控制方式無無總長度m112189設計泄洪流量m3/s3.25校核泄洪流量m3/s6.94放水涵洞涵洞斷面尺

29、寸m0.65×0.650.65×0.65進口底檻高程m702702進口控制方式臥管臥管總長度m7085水泛溝水庫除險加固工程特性表續(xù)表1-3項 目 名 稱單位數(shù)量備注原設計技術指標本次復核技術指標主要工程量土方開挖m323414土石方填筑m3373.423砌石m34148砼和鋼筋砼m357主要材料用量水泥t215鋼筋t11111木材m3汽油t柴油t41瀝青m3塊石m34695碎石m31824砂m31125電度工程施工總工時工日12.72施工期限年1總投資萬元443.46經(jīng)濟指標經(jīng)濟凈現(xiàn)值萬元1808.5經(jīng)濟效益費用比5.62經(jīng)濟內部收益率%49.42 水文2.1 流域概況絳

30、縣水泛溝水庫位于絳縣南凡鎮(zhèn)槐泉村西北，地理坐標為東經(jīng)：111°3806，北緯：35°3236。屬黃河流域汾河水系澮河支流。水庫壩址以上控制流域面積2.06km2，河長2.58km，河道縱坡30.7，流域內植被一般。水庫除承接上游流域來水外，還通過里冊峪水庫渠道輸水，輸水流量為1m3/s。2.2 氣象該流域屬干旱、半干旱暖溫帶大陸性季風氣候，春季干旱多風，夏季暴雨時有發(fā)生，秋季晴朗涼爽，冬季少雪干冷。根據(jù)絳縣氣象站統(tǒng)計資料，多年平均降雨量618.9mm，汛期69月份降雨量占全年降雨量的63%。多年平均蒸發(fā)量1807mm，多年平均氣溫11.7，歷年最高氣溫為40，極端最低氣溫1

31、9.6，多年平均風速1.8m/s，最大風速18m/s，風向多為東南風，無霜期200天。2.3 水文基本資料流域內及鄰近流域沒有水文站，水庫從建庫以來也無實測水文資料，故設計年徑流通過年降水推求，洪水根據(jù)設計暴雨計算。采用山西省水文計算手冊（山西省水利廳2011年3月編著）計算，以下簡稱手冊。由手冊查得該流域位于水文分區(qū)的中區(qū)，壩址上游多年平均降雨量為618.9mm。水文下墊面為黃土丘陵階地。2.4設計流域年徑流復核2.4.1年徑流均值計算年徑流均值計算包括地表年徑流均值計算和基流均值計算兩部分。地表年徑流均值計算分為等直線法、冪函數(shù)模型法和雙曲正切模型法三種方法，本次采用精度比較高的冪函數(shù)模型

32、法和雙曲正切模型法。基流均值計算分為水文調查比擬法和模型法兩種方法，根據(jù)本設計流域的具體情況，采用模型法進行計算。1）地表年徑流計算（1）冪函數(shù)模型法設計流域為單類下墊面，計算公式為： （2.4.1）式中：設計流域多年平均地表年徑流深(mm)，設計流域多年平均相對降水，即流域平均年降水均值與全省多年平均年降水值（507.6mm）的比值，=618.9/507.6=1.22設計流域水文下墊面產(chǎn)流地類復合參數(shù)，查手冊表4.2.1.1，中區(qū)黃土丘陵階地下墊層取21（一般值），b水文分區(qū)參數(shù)。（2）雙曲正切模型法 計算公式為 （2.4.2）式中：設計流域某產(chǎn)流地類多年平均地表年徑流均值(mm)；設計流域

33、多年平均年降水量，取618.9mm；不產(chǎn)流地類可能最大損失，查手冊表4.2.1.7； 雙曲正切函數(shù)符號。2）基流均值計算模型法，公式為： （2.4.3）式中：設計流域多年平均基流量；c反映流域水文下墊面綜合補給條件的參數(shù)，反映 設計流域的導水性與透水性，查手冊表4.2.1.9；無效相對降水，查手冊表4.2.1.9；設計流域多年平均相對降水，即流域平均年降水均值與全省多年平均年降水值（507.6mm）的比值，=618.9/507.6=1.22。3）年徑流均值計算 （2.4.4） （2.4.5）4）設計流域年徑流變差系數(shù)cv及偏態(tài)系數(shù)csr計算公式為： （2.4.6） （2.4.7） （2.4.8

34、） （2.4.9）式中：設計流域年徑流變差系數(shù)；設計流域年降水變差系數(shù)，查手冊附圖7得0.24；年徑流系數(shù)；k、m、n分區(qū)參數(shù)，由手冊表4.2.2.1查的。 5）設計流域年徑流計算 設計年徑流由下式進行計算 （2.4.10） （2.4.11） （2.4.12）式中：某頻率的年徑流；某頻率的設計年徑流；皮爾遜型曲線模比系數(shù)；皮爾遜型曲線離均系數(shù)。6）結果選取以上計算參數(shù)選取及結果見表2-12-4。基礎參數(shù)表表2-1水文分區(qū)流域面積(km2)流域面雨量(mm)流域雨量變差系數(shù)中區(qū)2.06618.90.25冪函數(shù)法參數(shù)值表2-2下墊面類型單地類面積參數(shù)a參數(shù)c參數(shù)k0黃土丘陵階地2.069.035.

35、50.73雙曲正切法參數(shù)值表2-3下墊面類型單地類面積可能最大損失量zm參數(shù)c參數(shù)k0黃土丘陵階地2.062400.035.50.73兩種方法年徑流計算對比表表2-4 單位:萬m3 計算方法地表年徑流均值基流均值年徑流均值變差系數(shù)偏態(tài)系數(shù)冪函數(shù)模型法3.263.586.841.293.82雙曲正切模型法2.753.586.331.313.98 本工程選用冪函數(shù)模型法的計算成果2.4.2 設計年徑流年內月分配設計年徑流年內分配采用水文比擬法，成果見表2-5 設計年徑流年內月分配表表2-5保證率項目姚暹渠大廟 年徑流量月分配單位：萬m3 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年5

36、0%參證站比例(%)4.3 5.2 6.2 4.1 3.0 0.0 5.5 4.3 34.2 22.6 7.1 3.6 100 設計徑流量0.1 0.2 0.2 0.1 0.1 0.0 0.2 0.1 1.1 0.7 0.2 0.1 3.2 75%參證站比例(%)26.5 17.4 7.0 8.3 8.3 1.7 25.2 2.6 2.2 0.4 0.4 0.0 100 設計徑流量0.6 0.4 0.2 0.2 0.2 0.0 0.6 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 2.3 2.5 洪水計算2.5.1 防洪標準根據(jù)水利水電工程等級劃分標準及洪水標準（sl 2522000）規(guī)定，水泛溝水

37、庫總庫容為104.4萬m3，屬等工程，其主要建筑物為4級，結合本工程特點確定本次復核選用防洪標準為30年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核。2.5.2 流域特征流域特征參數(shù)包括流域的面積、主河道長、平均寬度和平均坡度等。以上參數(shù)中流域面積、主河道長在1:1萬、1:5萬的地形圖上量測，其它參數(shù)根據(jù)式（2.5.1）、（2.5.2）、（2.5.3）計算：流域平均寬度： （2.5.1）式中：b流域平均寬度，km；f流域面積，km2；l流域主河道長，km。流域平均坡度： （2.5.2）式中：j流域平均坡度，m/km；z0，z1zn自計算斷面開始的沿程各計算點高程，m；l1，l2ln相應各計算點與相鄰前一

38、點之間距離，km。洪水計算特征參數(shù)表 表2-6項 目流域面積f（km2）流域長度l(km)平均寬度平均縱坡下墊面b（km）j（）黃土丘陵階地特征2.062.58 0.830.7 2.062.5.3 洪水計算流域內及鄰近流域沒有水文站，水庫從建庫以來也無實測水文資料，洪水計算按無資料地區(qū)考慮。水文分析采用我省2010年出版的山西省水文計算手冊進行計算。2.5.3.1 設計暴雨本次計算選取一個控制點進行計算。點雨量設計 （2.5.3）式中：歷時為t的設計點暴雨量，mm；歷時為t的設計暴雨均值量，mm；頻率為p的模比系數(shù)；從手冊暴雨等值線圖上查的該流域形心處不同歷時的暴雨均值、cv等暴雨特征值及模比

39、系數(shù)k3.3%、k0.33%。根據(jù)（2.5.4）式計算，參數(shù)選取及計算。面雨量設計： （2.5.4）式中：標準歷時、設計標準為p、流域面積為a的設計面雨量，mm； 設計點雨量的流域平均值，mm； 設計暴雨點面折減系數(shù)，按下式計算： （2.5.5） 式中：a流域面積，km2；c、n經(jīng)驗參數(shù)。 （2.5.6）式中：設計雨力，即1h設計雨量，mm/h；t暴雨歷時，h； 經(jīng)驗參數(shù)； 設計面雨量修正值。 暴雨公式的三個參數(shù)sp、需要根據(jù)同頻率個標準歷時設計雨量，以殘差相對值平方和最小為目標求解，其中sp的查圖誤差控制在±50%以內；。當不被滿足時，適當調整查圖的均值和cv，至滿足約束為止。時程

40、分配時段雨量序位法： (2.5.7)利用（2.5.8）式計算時段雨量，其中j為手冊中雨型分配模板中的主雨日時段雨量排位序號。百分比法：主雨峰前后時段雨量分配： (2.5.8) (2.5.9)式中：手冊雨型分配模板中查得的百分數(shù)。非主雨日的日雨量分配： (2.5.10)非主雨日的時段雨量分配： (2.5.11)式中：手冊雨型分配模板中非主雨日日雨量占非主雨 日雨量之和的百分比； 非主雨日設計日雨量，mm。 根據(jù)式（2.5.7）至（2.5.11）計算 計算主雨歷時和主雨雨量根據(jù)手冊中規(guī)定，采用瞬時雨強大于等于2.5mm/h的降水作為主雨。本次主雨歷時計算使用圖解法，令： (2.5.12)在普通坐標

41、系中繪制f（t）t曲線，然后再縱坐標上截取f（t）=2.5得點a，過點a作水平線，交f（t）t曲線于p點，p點的橫坐標即為主雨歷時。由式（2.5.13）計算主雨雨量： (2.5.13)非主雨日的主雨歷時及主雨雨量按雨強大于2.5mm/h的標準統(tǒng)計計算。暴雨計算結果見表2-72-11。不同歷時定點暴雨參數(shù)表2-710min60min6h24h3d均值cv均值cv均值cv均值cv均值cv12.20.5244.6.90.5043.90.5058.70.73.478.00.54p=3.3%各定點雨量及參數(shù)表2-810min60min6h24h3dspns27.258.695.6123.2178.457

42、.60.1060.64p=3.3%設計暴雨參數(shù)表2-9項目10min60min6h24h3dspns點雨量27.2 58.6 95.6 123.2 178.4 57.6 0.106 0.64 折減系數(shù)0.94 0.94 0.97 0.98 0.99 面雨量初值25.5 55.1 93.0 121.1 176.7 設計面雨量25.6 54.5 94.0 120.6 176.7 54.5 0.103 0.63 p=0.33%各定點雨量及參數(shù)表2-1010min60min6h24h3dspns41.187.3142.4179.8272.486.30.1070.65p=0.33%設計暴雨參數(shù)表2-11

43、項目10min60min6h24h3dspns點雨量41.1 87.3 142.4 179.8 272.4 86.3 0.107 0.65 折減系數(shù)0.94 0.94 0.97 0.98 0.99 面雨量初值38.4 81.9 138.0 176.6 44.69.5 設計面雨量38.5 81.4 138.8 176.2 44.69.5 81.4 0.104 0.64 2.5.3.2 流域產(chǎn)流計算流域產(chǎn)流計算又包括設計洪水凈雨深和凈雨過程計算兩部分。（一）設計凈雨深計算設計凈雨深計算采用雙曲正切模型，雙曲正切模型的結構為： （2.5.14） 式中：th雙曲正切運算符； 設計暴雨的主雨歷時，h；

44、設計暴雨的主雨面雨量，mm； 主雨歷時內的流域可能損失，mm。流域可能損 失用下式計算： （2.5.15）式中：為流域包氣帶充分風干時的吸收率，反映流域的 綜合吸水能力，mm/h1/2;流域包氣帶飽和時的導水率，mm/h； 設計頻率的流域前期土濕標志（流域持水度）。計算結果見表2-122-14（二）凈雨過程計算主雨日凈雨過程計算采用用圖解法求解產(chǎn)流歷時，在普通坐標系中按下式繪制f(t)t關系曲線。 , （2.5.16）在f(t)軸上截取or=rp做水平線，與f(t)t曲線交點的橫坐標即為產(chǎn)流歷時tc。根據(jù)產(chǎn)流歷時tc以及、值按下式（2.5.17）計算損失率。 （2.5.17）按（5-18）和（

45、5-19）計算時段凈雨 （2.5.18） （2.5.19）式中：設計時段凈雨深，mm； 計算時段，h；j時雨型“模板”中的序位編號；為時段的開始時刻。p=3.3%產(chǎn)流計算參數(shù)及結果表表2-12 單位：mm參數(shù)設計雨日主雨歷時主雨雨量凈雨深srks第一日8.61 21.00 1.40 主雨日8.5 101.6 52.64 第三日p=0.33%產(chǎn)流計算參數(shù)及結果表表2-13 單位：mm參數(shù)設計雨日主雨歷時主雨雨量凈雨深srks第一日6.43 21.00 1.40 主雨日11.3 157.9 100.75 第三日主雨日凈雨過程計算結果表表2-14 單位：mm時程p=3.3%p=0.33%降雨過程凈雨

46、過程降雨過程凈雨過程9.250.951.369.51.001.439.751.051.51101.101.590.0010.251.972.871.2610.52.150.023.131.5210.752.360.213.441.83112.610.463.822.2111.255.583.438.246.6311.510.758.6015.9714.3711.7530.9228.7746.3844.77127.285.1310.789.1712.254.542.396.695.0812.53.841.695.644.0312.753.321.174.873.26132.930.774.282.6713.251.822.641.0313.51.692.45