小二型水库除险加固工程初步设计报告

'********水库除险加固工程初步设计报告目录1综合说明11.1工程除险加固的必要性11.2水文51.3工程地质71.4工程规模和防洪标准111.5工程布置及建筑物121.6施工组织设计131.8工程管理141.9环境保护方案151.10水土保持方案151.11设计概算161.12效益分析162水文192.1工程概况192.2水文基本资料212.3设计洪水复核232.5泥沙分析312.6水文观测设施313工程地质323.1绪言323.2区域地质概况333.3水库区工程地质条件评价373.4枢纽区工程地质条件383.5溢洪道工程地质条件及评价403.6放水设施工程地质条件及评价413.7除险加固处理建议4141 ********水库除险加固工程初步设计报告3.8岩（土）体物理力学参数建议值413.9天然建筑材料433.10结论与建议434工程任务及规模444.1工程任务444.2工程规模444.3除险加固的必要性594.4主要加固项目605工程布置及建筑物615.1工程现状及存在的主要问题615.2设计依据645.3工程总体布置655.4大坝除险加固设计655.5放水设施735.6溢洪道745.7监测设施设计766施工组织设计776.1工程施工条件776.2施工导流816.3主体工程施工826.4施工总体布置846.5施工进度计划857水库淹没处理及工程永久占地887.1水库淹没处理范围887.2工程永久占地887.3工程临时占地888水土保持方案8941 ********水库除险加固工程初步设计报告8.1编制的目的和意义898.2编制依据898.3方案编制深度918.4设计水平年918.5项目区概况918.6水土流失防治措施928.7水土保持投资概算及效益分析938.8水土保持投资估算958.9方案编制结论及建议959环境保护设计979.1设计依据979.2自然环境状况979.3除险加固工程对环境的影响979.4环境保护措施设计989.5环保水保工程投资概算999.6结论9910工程管理设计10010.1管理体制及机构的设置10010.2主要管理设施10010.3工程管理运用10010.4工程监测10110.5工程管理房10111.工程概算10211.1工程概况10211.2投资主要指标10211.3编制依据及方法10311.4概算表10741 ********水库除险加固工程初步设计报告12效益分析11612.1社会效益11612.2经济效益11612.3综合评价11641 ********水库除险加固工程初步设计报告1综合说明1.1工程除险加固的必要性1.1.1工程概况*******水库位于***********境内，水库坝址地理位置位于东经102°52"17.33"，北纬21°32"34.09"，水库坝址距****城12km，有**线、**路及简易公路到达水库，交通较为便利。*******水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为**河支流。水库修建于20世纪70年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.8m，原设计总库容10.15万m³，水库是一座以灌溉为主兼顾防洪的小（二）型蓄水工程。水库坝址以上控制集雨面积1.60k㎡，主河道长1.79km，平均坡降12.5‰，本次对现状枢纽做了水文复核：现状校核洪水位1652.28m，正常蓄水位1652.00m，正常库容9.63万m³；死水位1643.7m，死库容0.78万m³。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），水库为Ⅴ等小（二）型工程，永久性主要水工建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，设计洪水标准采用20年一遇（P=5%），校核洪水标准采用200年一遇（P=0.5%），消能防冲洪水标准为10年一遇（P=10%）。水库下游受影响范围内主要为农田基地约2000亩。该区域土地肥沃、气候温和、适宜种植经济作物，是经济作物主产区之一。*******水库的建成，为当地自然优势转化为经济优势提供了可靠的水资源保障,极大地促进了地方经济社会的发展。水库枢纽所在流域近似扇叶状，整个流域属构造侵蚀中高山地形，其地势东南高西北低。流域内植被较好，无大范围的水土流失情况。1.1.2工程病害分析1.1.2.1枢纽现状工程主要枢纽建筑物有大坝和输水涵管。大坝为均质土坝，坝顶宽15m~17.8m，坝轴线长103m，坝顶高程1654.50m，坝底高程1640.70m,最大坝高13.8m，坝顶轴线长103m。上游坡比（坝顶向下）依次为：1:2.9、1:2.43、1:4.2；下游坡比（坝顶向下）依次为1.:1.87、1:5.55、1:41 ********水库除险加固工程初步设计报告4、1:2.11。大坝上下游均无护坡处理，坝顶宽窄不一，下游坝脚无排水棱体，坝体周边无排水沟，无观测设施。1.1.2.2坝体、坝基、涵洞渗漏分析枢纽现无蓄水，根据实地勘察和地质人员分析，库区库盆为相对低洼地带，库周地形较高，地形四面封闭，条件较好，水库库区出露岩性主要为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，库区四周溶蚀较强烈，地表可见溶沟、溶槽、溶蚀漏斗等。库盆底为一溶蚀漏斗，现库盆底已被石渣回填。水库一度因为有溶蚀漏斗向外产生永久渗漏而无法正常蓄水。因此水库在不处理溶蚀漏斗情况下一直会产生永久性渗漏。库盆周边岩体溶蚀较强烈，也存在有向外渗漏的通道。水库大坝基础置于三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩之上，其中岩体强风化带厚度约2～3m，弱风化带厚度3～4m，透水率q=5.7～9.4Lu，为弱透水层。大坝左右坝肩基岩出露，岩性为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，岩层倾向下游偏右岸，产状217°∠32°。左右坝肩岩体内主要发育2组构造节理：J1组产状为：154°∠77°，发育密度2条／m，见钙质物充填；J2组产状为：222°∠75°，发育密度1条／1.5m，节理面微张，见少量粘土充填。岩体强风化带厚度为2.2m～5m，弱风化带厚度为4～8m。强风化岩体透水率q=5.8～8.8Lu，弱风化岩体透水率q=4.7～8.3Lu，为弱透水层。大坝左右坝肩基岩出露，坝肩稳定性较好，现状水库并未蓄水，大坝左右坝肩是否有明显渗漏点未可查。坝体土料主要为含砂低液限粘土，其压实度整体偏低，坝体土存在碾压质量较差的问题，这对坝体的稳定不利，弱透水性，上下游坝坡较一般土坝缓。但由于坝体土夯碾较差，造成坝体土天然含水率较大，坝体干密度较低，中等压缩性土，抗剪强度较低，且大坝上下游并未护坡，雨水淋滤冲、淘、水库库水对坝面的冲、淘都会降低坝体稳定性，坝体可能存在稳定问题，建议设计据本次勘察成果复核坝体稳定性，据结果采取相应工程措施。大坝填筑土渗透系数(2.28~6.18)×10-5cm/s，属弱透水层，现状也未发现坝体坡面有水渗出以及散浸，综上大坝坝体不存在渗漏问题。枢纽现无正式溢洪道，放水设施因年久失修已完全损毁，不存在继续工作的能力，故不对溢洪道和放水设施做渗漏评价。41 ********水库除险加固工程初步设计报告1.1.3安全评价结论及建议1.1.3.1工程特性*******水库工程规模为小二型蓄水工程，坝高13.8m，设计洪水标准为二十年一遇（P＝5%），校核洪水标准为二百年一遇（P＝0.5%）。*******水库是****小二型水库工程，以农业灌溉为主，兼顾防洪。控制径流面积0.11k㎡，下游灌溉面积2000余亩。1.1.3.2工程质量评价、质量等级坝体施工时存在碾压质量较差的问题，这对坝体的稳定不利，弱透水性，上下游坝坡较一般土坝缓。但由于坝体土夯碾较差，造成坝体土天然含水率较大，坝体干密度较低，中等压缩性土，抗剪强度较低。因水库渗漏多年无法正常蓄水，放水涵管年久失修，损毁严重，已完全失去输水能力。综合评价*******水库现状工程质量为不合格。1.1.3.3大坝运行管理评价、综合评价等级根据水利部《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）和现行有关规范，以及对*******水库调度运行，巡视检查、大坝维修、变形、渗漏、垮塌监测等方面的分析，大坝运行管理满足不了现行规范要求。*******水库投入运行至今，对大坝的安全运行未埋设和安装应有的观测设施，也未配备专人对大坝进行必要的安全监测，大坝病害观测资料不完整。水库在汛期采取的相关制度措施较完善，但仅为人工现场观测，没有系统完善的水文预报及通信设施。水库运行中，库区底部出现了严重的渗漏而造成多年无法正常蓄水；输水涵管年久失修无法正常运行；综合评价*******水库运行管理情况为差。1.1.3.4防洪标准复核经本次复核计算，按照左坝肩临时泄洪土渠的最低高程来计算，坝顶满足防洪标准，但水库现无溢洪道，临时泄洪土渠不能作为长久的枢纽泄洪通道，故水库防洪不达标。据《水库大坝评价导则（SL258-2000）》有关规定，*******41 ********水库除险加固工程初步设计报告水库大坝防洪安全性为C级。1.1.3.5结构安全评价、安全等级经计算，大坝下游坝坡在稳定渗流期的校核洪水位、设计洪水位、正常蓄水位非正常工况下，其抗滑稳定安全系数1.8～2.3，均小于规范值，满足抗滑稳定要求。输放水涵管因水库渗漏多年无法正常蓄水，放水涵管年久失修，损毁严重，已完全失去输水能力，故输水设施结构稳定安全性为C级据《水库大坝评价导则（SL258-2000）》有关规定，大坝结构安全性为B级。1.1.3.6渗流安全评价、安全等级库区库盆为相对低洼地带，库周地形较高，地形四面封闭，条件较好，水库库区出露岩性主要为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，库区四周溶蚀较强烈，地表可见溶沟、溶槽、溶蚀漏斗等。库盆底为一溶蚀漏斗，现库盆底已被石渣回填。水库因为有溶蚀漏斗向外产生永久渗漏而多年无法正常蓄水。坝体单宽渗漏量为1.99E-05m³/s.m，经计算，大坝年渗透量为0.35万m3，占总库容10.15万m3的3.3%，渗透量较大，已影响到水库兴利库容的效益。坝体各种工况下出逸比降计算值I为0.377～0.386，出逸比降低于坝土允许出逸坡降i=0.44，坝土不会发生流土渗透破坏。输水涵管位于主坝左侧，为浆砌条石填筑。现状输水涵管结构简易，基础位于第四系填筑土之上，允许承载力及抗剪强度低，现因年久失修垮塌严重，无法正常输水对照导则（SL258-2000）规定，综合评定大坝渗流安全等级为C级。1.1.3.7抗震安全复核、等级大坝上游坝坡在正常蓄水位加地震时抗震安全系数为2.403，大于A级规范值，为A级。根据《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000）规定，综合评定大坝抗震安全等级为A级。1.1.3.8金属结构安全评价、等级枢纽现无金属结构1.1.3.9综合评价、大坝安全类别鉴于*******水库现状工程质量不合格，水库运行管理情况差，防洪安全性为C41 ********水库除险加固工程初步设计报告级，大坝渗流达不到规范要求，安全性为C级，根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝安全评价导则》，*******水库大坝安全类别为三类坝。1.1.4除险加固的必要性水库建设期由于资金和技术的原因，坝基处理均不彻底，坝体质量差。****水利水电勘测设计队于2017年7月完成《水库大坝安全鉴定报告》，主要结论为：大坝库底渗漏严重；枢纽无正式溢洪道，输水涵管损毁严重。水库大坝能否安全运行直接关系着****社会、经济的发展。水库下游灌溉面积2000亩，一旦水库溃坝后，将严重威胁水库下游人民的生命财产安全，同时对当地社会稳定和经济发展将会带来极为不利的影响。因此，对该水库进行除险加固是十分必要和十分迫切的。1.2水文1.2.1流域概况*******水库位于********XX乡，水库坝址地理位置位于东经101°12"17.95"，北纬26°41"34.09"，水库坝址距****城12km，有XX线、XX路及简易公路到达水库，交通较为便利。XX河流域地势由北西向南东呈梯状递降，因受地形的影响，上游气温较下游低，蒸发量较下游小，降水量从上游的约1700mm向下游降至880mm。雨季一般开始于5月下旬，结束于10月上旬，5~10月半年降水量约占全年降水量的95％，最枯的2月份降水量只占年降水量的0.3％。降水量的年际变化较大，****气象站实测期内多年平均降水量为1087.8mm，最大一日降水量170.9mm。XX是XX省雷暴最多的县份之一，历年平均雷暴天数为80天，最早雷暴日发生在1987的年1月1日，最晚发生在1989年12月14日，以6至9月的雷暴日数最多。流域受水汽入流、地形地貌等作用的影响，降水非常丰富，极易发生大雨、暴雨及大暴雨，从而产生洪水，主要出现在7～9月，河道比降较大，暴雨量大且集中，洪水峰型尖瘦，洪水历时短，一般约为20～30h。在XX河水文专用站近5年的实测资料中，最大洪水发生在2004年，最大洪峰流量为9月7日的85.7m³／s；最大24小时洪量为155万m³。41 ********水库除险加固工程初步设计报告1.2.2基本资料河东大坪子水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为XX河支流。水库修建于20世纪80年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.8m，原设计总库容10.15万m³，属小（二）型水库。水库下游受影响范围内主要为农田基地约2000亩。该区域土地肥沃、气候温和、适宜种植经济作物，是经济作物主产区之一。*******水库的建成，为当地自然优势转化为经济优势提供了可靠的水资源保障,极大地促进了地方经济社会的发展。*******水库所在流域近似扇叶状，整个流域属构造侵蚀中高山地形，其地势东南高西北低。流域内植被较好，无大范围的水土流失情况。经本次复核，采用1：10000地形图量算，*******水库控制径流面积0.11k㎡，主河道河0.77km，主河道平均比降160.95‰。1.2.3设计洪水由于*******水库流域内无水文气象观测资料，邻近的水文站点控制流域面积与*******水库流域面积均相差太大，故难以由流量资料计算设计洪水。根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44－2006），*******水库设计洪水采用《XX省暴雨洪水查算实用手册》推荐的暴雨途径法和推理公式法进行估算。表1-1*******水库和邻近水库设计洪水成果表水库名称径流面积(K㎡)洪水成果设计洪峰（m³/s）P=5%设计最大24h洪量（万m³）P=5%吉子25.1118176大栗树4.829.434.3白汉场5.929.839.2*******7.834.552.1采用两种方法计算的组设计洪水成果比较见表1-2。41 ********水库除险加固工程初步设计报告表1-2*******水库设计洪水成果表方法项目设计频率（P=%）0.55暴雨途径法设计洪峰(m³/s)1.611.17设计洪量(万m³)5.463.81推理公式法设计洪峰(m³/s)1.551.06由上表可看出，两种方法推求的设计洪水基本一致，推理公式法洪水成果较暴雨途径法偏小。从资料条件来分析，暴雨途径法成果精度略高，因此，本阶段以暴雨途径法成果作为*******水库的设计洪水。1.2.4泥沙估算*******水库流域内无泥沙实测资料，故在现有资料情况下，泥沙计算采用土壤侵蚀模数图法进行估算。查2006年2月XX省水利厅、XX省水利水电科学研究所编制的《XX省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告》附图，水库控制流域内基本为无明显侵蚀地区，结合水库流域实地植被等下垫面情况综合考虑，土壤侵蚀模数取值为200t/k㎡，则水库本区流域多年平均来沙量为22t，按推移质占悬移质的20%计算得悬移质多年平均来沙量为17.6t，推移质多年平均来沙量为4.4t。1.3工程地质1.3.1区域地质概况（1）地质概况工程区位于川西高中山与XX中高原接触处，大致以XX江为界，江北属深切割的中山区，江南属XX中红色高原。总体地势NW高SE低，由于受XX江与构造切割、侵蚀营力等的作用，地形地貌较为复杂，地形高差较大，地势反差显著，群峰林立，山峦叠嶂，地貌形态各异，地形切割强烈，沟谷发育。主要山脉、江河、山涧、盆地、峡谷、洼地展布与区域构造带、构造线的展布方向基本一致。区内江河均属XX江水系，XX江两岸山脉高1100～2600m，江水水面高1030～1040m，相对高差1000～2000m。工程区内最高山岭为西南向的光头山，高程2771m41 ********水库除险加固工程初步设计报告。根据地貌成因及形态组合关系，测区主要分布有三种地貌，溶蚀褶皱中山地貌、垄状穹状高中山侵蚀构造地貌和侵蚀堆积地貌。区内地层出露为泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系均有出露。各地层单位的岩性差异大，除碎屑岩外出露较多的有碳酸盐岩、火山岩。地层以古生界泥盆系（D）、石炭系（C）、二迭系（P）、中生界三迭系（T）及新生界第三系（E）、第四系（Q）组成。现将地层岩性由老至新分述如下：1、泥盆系(D)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。中统虎跳涧区(D2s1)：板岩，上部夹结晶灰岩。厚235m。中统虎跳涧区(D2s2)：大理岩或结晶灰岩，含珊瑚层孔虫化石。厚540m。上统虎跳涧区(D3)：灰色大理岩、白苏岩大理岩。厚1170m。2、石炭系(C)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。虎跳涧区(C)：浅灰色大理岩（结晶灰岩），局部具条带状；下部含燧石结晶。厚533m。3、二迭系(P)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。上统黑泥哨组(P2h)：玄武岩、砂岩、页岩、灰岩夹煤或炭质页岩。厚116～587m。上统长兴组(P2ch)：灰、深灰色石灰岩。厚222～503m。上统虎跳涧区(P2β)：玄武岩、绿片岩化玄武岩夹凝灰岩、绿泥片岩及灰岩透镜体。厚3860m。4、三迭系(T)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。下统腊美组(T1l)：灰、灰紫、灰绿色砂岩夹页岩,底部砾岩。厚104～349m。虎跳涧区(T1h)：灰、深灰色板岩、千板岩。厚400m。中统北衙组下段(T2b1)：灰、黄灰色灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩，下部砂页岩。厚293～921m。中统北衙组中段(T2b2)：灰色白苏质灰岩。厚85～604m。5、第四系（Q）全新统(Q4)：残坡积、坡洪积、冲洪积物。厚0～7m。分布在盆地边缘及冲沟、河流阶地部位。工程所在区域在大地构造上属青藏～印尼巨型“歹”字型构造体系和经向构造体系及华夏系构造的复合部位，工程区地处“歹”41 ********水库除险加固工程初步设计报告字型构造南东部北西向构造部位，应力相对集中，区域地质构造复杂，主要发育SN向褶皱及断裂构造，且多为压扭性断裂。本工程位于地震多发区，但有历史记载的地震多为弱震和小震，强震、大震极少。主要地震活动集中于外围，据记载，有历史记录的五级以上的中强地震发生过六次，均属破坏性较大的浅源地震。其中在2001年10月27日13时35分，北纬26.2度，东经100.6度，发生6级地震。1955年6月7日在****XX山发生过六级地震，震中烈度达七度，是****有记载以来最强烈的一次地震。坝址区5km范围内无破坏性地震发生。根据1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期0.45s，工程区对应的地震基本烈度为Ⅶ度。参照《水利水电工程区域构造稳定性勘察技术规程》，工程区构造稳定性较差。1.3.2枢纽区工程地质*******水库枢纽区置于山谷洼地。坝址两岸岸坡为斜坡，无不良地质体分布，岸坡稳定。顺流左岸坝肩地形坡度为25°～35°，顺流右岸地形坡度约为15°～25°枢纽区出露地层岩性为三迭系中统北衙组（T2b）：分布于坝址与库区，岩性为白苏质灰岩。第四系堆积物按成因可细分为：残、坡积层(Qel+dl)：主要为棕红色、褐红色含碎砾石粘土、粉质粘土，呈可塑状，厚度一般1m～1.5m，分布于左右坝肩斜坡。坡洪积层（Qdl+pl）：分布于大坝下部沟谷地带，厚1m～1.5m，岩性为块碎石、碎砾石、粉土质砂等。人工填土（Qml）：主要为大坝填筑土，褐红、棕红色粉质粘土，根据4个探坑揭露，坝土土质不均匀，局部含较多碎石，可塑状。枢纽区地层构造以单斜构造为主。区内岩层为连续分布，岩石节理裂隙较发育，无断裂构造通过。枢纽区地下水主要为岩溶水与基岩裂隙水。岩溶水主要赋存于白苏质灰岩中，接受大气降水补给，在溶蚀裂隙、溶蚀空腔内位移，最后排泄于下游沟谷地带。41 ********水库除险加固工程初步设计报告1.3.3大坝工程地质大坝为均质土坝，土料来源于附近残坡积、坡洪积积物。褐红、棕红色粉质粘土，根据4个探坑揭露，坝土土质不均匀，局部含较多碎石，可塑状。根据试验成果得出：天然含水量21.2～24.9%，平均值23.9％；天然密度1.86～2.01g/cm³，平均值1.93g/cm³，比重2.68～2.71，平均值2.70；孔隙比0.62～0.78，平均值0.73，粘粒含量16.8～24.6%，平均值19.98％，液限wL=22.1～27.3，平均值25.1；塑性指数Ip=10.2－16.2，平均值13.1％；粘聚力C=24.8～30.7Kpa，平均值28.2Kpa，內摩擦角f=17.6～24.1°，平均值20.9°，压缩系数a1－2=0.25～0.46Mpa－1，平均值0.31Mpa－1，压缩模量E=3.85～6.46Mpa，平均值5.75Mpa。属中等压缩性土。探坑注水试验得渗透系数2.28×10－5～6.18×10-5cm/s，平均值4.43×10－5cm/s，为弱透水层。坝体土料主要为含砂低液限粘土，其压实度整体偏低，坝体土存在碾压质量较差的问题，这对坝体的稳定不利，弱透水性，上下游坝坡较一般土坝缓。1.3.4输水、泄洪建筑物工程地质1.2.4.1输水涵洞枢纽放水设施为浆砌块石涵管，由下游坝坡的闸阀井控制，因水库渗漏严重已造成现在无蓄水，放水涵管因年久失修已无法正常使用。本次设计确定在左坝肩库岸进行进行重新修建放水涵卧管。放水涵管所处位置为斜坡，基岩出露，坡体稳定性较好，周边无大的不良地质灾害，适宜建筑。强风化岩体承载力和变形满足设计要求，建议将基础置于强风化岩体之上其稳定性较好。1.3.4.2溢洪道现状溢洪道位于水库左岸，为临时开挖土渠，并未衬砌。勘探时发现溢洪道宽窄不一，局部段两侧已发生垮塌，淤积于溢洪道内。1.3.5天然建筑材料本工程整治需用天然建筑材料为混凝土粗细骨料、块石料。本阶段进行了详细调查，简述如下。水库区附近无砂砾料产地，工程所需砂砾料需外购运距约20km41 ********水库除险加固工程初步设计报告，其储量丰富，据当地工程类比，可以作为砼用粗、细骨料。由于工程所需块石料用量较小，建议块石料采用购买方式，运距约20km。1.4工程规模和防洪标准1.4.1工程规模*******水库死水位1643.7m，死库容0.78万m³。运行30余年来，坝前泥沙总淤集量约为0.16万m³，年均淤积量为0.005万m³，在对水库进行除险加固处理时，对水库进行清淤。1.4.2水库防洪标准本工程规模为小（二）型，主要建筑物为5级，设计洪水重现期为20年，校核洪水重现期为200年。1.4.3死水位、死库容的确定根据实际地形地质条件及灌溉渠道渠首高程及水工布置，*******原死水位为1643.7m，在除险加固阶段死水位不变，在水库运行期间，定期放空进行清淤处理。1.4.4调洪演算*******水库无正式溢洪道，水库泄洪由临时泄洪土渠承担。（1）核定起调水位原水库起调水位为临时泄洪土渠底部高程，为1652.0m。（2）核定溢洪道高程及断面尺寸现状水库通过左岸一低洼缺口溢洪，按宽顶堰考虑，溢洪道底板宽度和高度按大断面公式推求，堰顶高程1652.0。现状溢洪道底板为土质，未衬砌，泄流按自由泄流计算。泄流按下式计算：式中：—侧收缩系数，本工程取1.00；—淹没系数，本工程取1.00；m—流量系数，本工程取0.375；H0—堰顶水头，m；b—堰顶宽度，堰顶宽度根据堰顶水头的不同而变化。41 ********水库除险加固工程初步设计报告根据水文计算成果，该水库20年一遇设计洪水流量为1.17m³/s，200年一遇校核洪水流量为1.61m³/s。*******水库现状调洪结果见下表。表1-3*******水库现状调洪结果表起调水位洪水标准最高库水位最大下泄流量相应库容坝体损毁段高程（m）P（％）H（m）Q（m³/s)V（万m³)16520.51652.281.2510.1551652.230.8210.05④坝顶高程复核现状*******正常蓄水位为1652.0m，坝顶高程1654.5m，设计洪水位1652.23m，校核洪水位1652.28m，校核洪水位和设计洪水位均低于坝顶，坝顶高程能满足规范要求。但由于现阶段水库损毁严重，现状正常蓄水位1652.0m，低于设计正常蓄水位1653.3m，且现状溢洪道已经完全损毁，需进行重建，因此现状设计及校核洪水位不能作为判定水库防洪标准达标依据，需对整治后的坝顶高程进行复核。1.5工程布置及建筑物1.5.1工程等别和建筑物级别水库规模为小（二）型，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物—大坝、溢洪道、输水涵洞等均按5级建筑物设计，临时工程按5级建筑物设计。1.5.2主要建筑物加固处理设计1.5.2.1上游坝坡防护设计坝坡较缓且坡面不平整且较缓，设计对上游坝坡按1:3.0的坡比进行削坡整理，并在坝坡铺设800g/㎡的土工膜，土工膜上铺设10cm厚的粘土垫层并在库底设施齿墙。1.5.2.2下游坝坡设计本次设计下游坡进行表层浮土处理和找平。坝坡坡比维持原坡比不变，自上而下坡比依次为：1:8.37、1:5.55、1:4、1:2.11。坝坡平整结束后，在下游坝坡四周设置0.3m×0.3m的排水沟。1.5.2.3坝顶设计枢纽由于之前无正式溢洪道泄洪，坝顶高程不满足防洪要求，现新建了1.6m41 ********水库除险加固工程初步设计报告宽的溢洪道后，坝顶高程满足防洪要求，坝顶设计方案为在原坝顶高程不变，坝顶迎水侧设置1m高C20砼防浪墙，坝体宽度统一为17m，在防浪墙后修建4m宽的泥结石路面。1.5.2.4防渗处理对水库全库底和库岸铺设土工膜的措施，土工膜上铺设10cm厚的粘土垫层，库底与库区交界处设置0.6m*0.5m的C20砼齿墙，将库底和库岸的土工膜相接，形成完整的防渗系统。1.5.2.5溢洪道溢洪道由进口引渠段、控制段、泄槽段及消力池段组成，全长70m，具体布置如下：进口引渠段，里程0-03.00～0+000.00，长3m，底板和边墙均采用C20混凝土衬砌，底板衬砌厚度0.15m，进口底板高程1653.10m，为倒坡，其比降为-1/15。为使水流平顺进入控制段，减小水头损失，断面形式为由喇叭口渐变为矩形横断面1.00m×1.60m。控制段，里程0+000.00～0+008，长8.00m，底板和边墙均采用C20混凝土衬砌，底板衬砌厚度0.15m，进口底板高程1653.30m，该段比降为0。泄槽段，里程0+008.00～0+062.00，长54.00m，底板和边墙均采用C20混凝土衬砌，底板衬砌厚度0.15m，宽1.60m，进口底板高程1653.30m，为顺坡，其中0+008.00～0+016.00段比降为1/14、0+016.00～0+062.00段比降为1/7。消力池段，里程0+062.00～0+70.00，长8.0m，消力池底板和边墙均采用C20混凝土衬砌，底板衬砌厚度0.3m。1.5.2.6输水涵洞放水设施的整治设计为新建一根虹吸管，管道采用DN400的PE管，虹吸管上游取水高程为死水位1643.70m，管道口设置一拦污栅。虹吸管通过6个镇墩通过上下游坝坡和坝顶，并通过真空泵房与下游消力池相接，消力池后接灌溉渠系。新建真空泵房面积为9㎡，内设1台真空泵和1套控制柜。1.6施工组织设计1.6.1工程施工项目据*******41 ********水库除险加固工程初步设计报告水库大坝安全评价报告和上级主管部门的审查意见，以及我中心到现场查勘掌握的工程病害情况，*******水库整治工程主要项目见表表1-4:各建筑物除险加固处理措施表项目名称工程措施大坝上游按1：3坡比削坡；坝顶路面硬化，坝体迎水侧新建1m放浪墙；下游清除浮土并修建坝面排水沟；库底和库区铺设土工膜，并用齿墙连接土工膜形成完整的防渗系统；溢洪道按防洪标准新建溢洪道及消力设施放水设施新建虹吸管，并修建真空泵房1.6.2施工进度工程工期可分为四个阶段，即工程筹建期、施工准备期和主体工程施工期及竣工期，工程筹建期安排在第一年10～11月，在此期间完成工程的招标、征地和修筑公路等，筹建期不计入总工期；工程准备期安排在第一年11月，占直线工期1个月，在此期间完成施工所需的水、电和通信系统，工厂设施和临时房屋等项工作；主体工程施工期，从第一年12月到第二年3月，占直线工期4个月，在此期间完成全部工程施工项目；工程竣工期安排在第二年4月，在此期间完成工程竣工验收，临时占地还耕及水土保持处理，临时建筑、施工设备的回收以及清理场地等项工作。根据以上安排，中湾子水库枢纽整治加固工程计划工期为6个月。1.7.1水库淹没范围除险加固后，水库不增加新的淹没。1.7.2工程永久占地由于该水库距可种植旱地有1.5km，故不存在永久占地。1.8工程管理1.8.1工程管理现状水库无管理房。1.8.2除险加固后工程管理根据农村小型水利工程管理体制改革措施，水库建成后，由乡政府托管给受益村委会自行管理。41 ********水库除险加固工程初步设计报告1.9环境保护方案1.9.1对生态环境的保护措施工程实施对植被造成破坏、使影响区水土流失加剧，生态环境恶化，主要采取水土保持工程措施和植物措施进行综合治理，其措施设计详见水土保持方案设计。1.9.2对“三废”及噪声的防护措施废水：生产废水采用凝聚沉淀池方式处理后外排；有害生活废水送入化粪池处理。废气：大气污染采用喷水、洒水等湿式作业的施工方法和完善通风设施，给施工人员配备口罩等个人防护措施进行防治。固体废弃物：采用卫生填埋处理。噪声：噪声对周围环境的影响仅限于施工区，主要对施工人员采取个人防护措施，如配备耳塞、耳罩等。1.9.3施工区周围环境的防护措施为避免和减少施工期间的环境影响，必须采取积极措施，维护好当地的自然生态环境，严禁乱砍滥伐树木。划定施工范围，把施工影响控制到最小范围内。施工结束后，应清除施工场地上残留的土石、砼构件，回收所有废旧机械部件和金属材料，加以平整后进行绿化，恢复植被。在进场公路和施工公路两旁植树，美化库区环境。1.10水土保持方案1.10.1方案编制的原则和目标在水土流失防治中以工程措施为主，配合实施植物措施，基本控制工程区域新增水土流失。弃土石碴尽可能拦挡，边坡要稳定，并配套排水设施，减少侵蚀。表土不裸露，施工公路一侧（或两侧）均植树，所有开挖面、弃碴场均整治并植树造林绿化，美化工区景观，改善区域生态环境。方案编制并实施3~5年后，基本控制工程建设新增水土流失，土壤侵蚀模数恢复到工程未实施前，生态环境优于工程建设前。41 ********水库除险加固工程初步设计报告1.10.2防治责任范围及方案设计深度根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）和现场查勘，大坝水库工程的防治责任范围只包括项目建设区，即水库工程施工区域和工程管理范围，合计总面积为0.3h㎡。1.10.3水土流失防治措施设计弃渣场位于大坝下游右岸，距大坝0.5km，占用荒山0.12h㎡。可堆放弃渣5000m³（斜面堆置），能够满足弃土石方堆放所需容量。1.10.4水土保持投资本工程水土保持概算总投资为0.67万元。1.11设计概算***********水库静态总投资为88.21万元，其中建筑工程为65.55万元，机电设备及安装工程2.04万元，金属结构设备及安装工程为1.59万元,临时工程为1.39万元，独立费用11.87万元，预备费4.12万元，水土保持工程费为1.24万元，环境保护费为0.41万元。1.12效益分析本工程是以农业灌溉供水为主的具有社会公益性质的水利工程，水库建成后，恢复了水库的功能，效益是显著的，工程的建设实施将有效地促进该地区农村经济的发展，建议尽早立项实施41 ********水库除险加固工程初步设计报告表1-5*******水库工程特性表序号名称　单位　数量(加固前)数量（加固后）一水文特征　　1集水面积k㎡0.110.112主河长Km0.770.773主河比降‰160.95160.954多年平均降雨量mm1087.81087.85设计重现期年20206校核重现期年200200二水库特征　　1调节性能　年调节2死水位M1643.701643.703正常蓄水位M1652.001653.304设计洪水位M1652.231654.005校核洪水位M1652.281654.246总库容m³10.5414.27三大坝特征　　1基本地震烈度/峰值加速度　Ⅶ度/0.10gⅦ度/0.10g2设计地震烈度/峰值加速度　Ⅶ度/0.10gⅦ度/0.10g3坝型　均质坝均质坝4坝顶高程M1654.501654.505坝长M1031036坝宽M15~17.887最大坝高M13.813.841 ********水库除险加固工程初步设计报告四溢洪道特征无溢洪道1型式宽顶堰2堰顶高程m1652.00（缺口）1653.303闸门型式　无4堰顶及槽宽m6.00(1.60)5溢洪道长度m736最大泄流量m³/s2.247消能型式　消力池五放水设施特征　涵管虹吸管1型式　矩形2断面尺寸　0.2×0.2mDN4004闸门型式　平板斜拉闸5最大过流量m³/s0.30.46启闭设备　闸阀井真空泵7长度m7798六工期月6七投资概算万元88.211建筑工程万元65.552临时设施万元3.753机电设备及安装工程万元2.044金属结构设备及安装工程万元1.595独立费用万元11.876基本预备费万元　4.127环保水保费用万元1.65八工程效益1灌溉亩200041 ********水库除险加固工程初步设计报告2水文2.1工程概况2.1.1自然地理概况*******水库位于********XX乡，水库坝址地理位置位于东经101°12"17.95"，北纬26°41"34.09"，水库坝址距****城12km，有XX线、XX路及简易公路到达水库，交通较为便利。田大坪子水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为XX河流域XX河支流。水库修建于20世纪80年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.34m，原设计总库容10.15万m³，属小（二）型水库。水库下游受影响范围内主要为农田基地约2000亩。该区域土地肥沃、气候温和、适宜种植经济作物，是经济作物主产区之一。*******水库的建成，为当地自然优势转化为经济优势提供了可靠的水资源保障,极大地促进了地方经济社会的发展。*******水库所在流域近似扇叶状，整个流域属构造侵蚀中高山地形，其地势东南高西北低。流域内植被较好，无大范围的水土流失情况。经本次复核，采用1：10000地形图量算，*******水库控制径流面积0.11k㎡，主河道河0.77km，主河道平均比降160.95‰。*******水库流域特征值见表2.1-1，流域水系及邻近站点分布示意图详见图2-1。表2-1*******水库流域特征值成果表水库名称流域面积主河长主河坡降(k㎡)(km)(‰)*******水库0.110.77160.952.1.2水文气象概况****属典型的南亚热带低热河谷气候，具有干湿季分明，四季之分不明显，冬春干旱夏秋湿润的气候特点。根据****气象站近期发布的数据显示，多年平均气温19.6℃，极端最高温度41.8℃(1983年6月1日)，极端最低气温-2.1℃(1984年1月1日)，多年平均降雨量1087.8mm，多年平均日照2486.9小时，平均无霜期303天，多年平均相对湿度为61％，20cm蒸发器多年平均蒸发量2051.8mm。多年平均风速1.8m／s，多年最大风速平均值为17m／s，极端最大风速达32.7m41 ********水库除险加固工程初步设计报告／s，全年风向白天盛行偏南风，夜间多盛行偏北风。XX河属XX江左岸支流，古称大罗河，发源于XX省****XX镇西山岭。东南流又转东过XX乡，右纳龙头沟；至XX镇，左纳XX沟(古称此那河、批那河)；东北至德茂，转东至XX乡又折南，又东偏南入XX省XX市境。左纳福田沟；汇入XX江。河长65km(其中XX省内10km)，流域面积1259km2(其中XX省内45km2)，河口流量17.9m3/s，落差40m(▽1052～▽1012),水能蕴藏量1.2万kW。XX河流域地势由北西向南东呈梯状递降，因受地形的影响，上游气温较下游低，蒸发量较下游小，降水量从上游的约1700mm向下游降至880mm。雨季一般开始于5月下旬，结束于10月上旬，5~10月半年降水量约占全年降水量的95％，最枯的2月份降水量只占年降水量的0.3％。降水量的年际变化较大，****气象站实测期内多年平均降水量为1087.8mm，最大一日降水量170.9mm。XX是XX省雷暴最多的县份之一，历年平均雷暴天数为80天，最早雷暴日发生在1987的年1月1日，最晚发生在1989年12月14日，以6至9月的雷暴日数最多。流域受水汽入流、地形地貌等作用的影响，降水非常丰富，极易发生大雨、暴雨及大暴雨，从而产生洪水，主要出现在7～9月，河道比降较大，暴雨量大且集中，洪水峰型尖瘦，洪水历时短，一般约为20～30h。在XX河水文专用站近5年的实测资料中，最大洪水发生在2004年，最大洪峰流量为9月7日的85.7m³／s；最大24小时洪量为155万m³。2.2水文基本资料2.2.1水文站点情况*******水库流域内无水文及雨量观测站，缺乏降水、径流资料；*******水库亦无水库水位、出流观测及降水量观测，水文资料匮乏。邻近流域XX河干流上XX水文站、XX河上游支流XX河上XX河专用水文站及****气象站有多年实测降水、径流资料。*******水库邻近的水文和气象站点的资料收集情况见表2.2-1。表2-2水库邻近地区水文气象站点资料收集情况表站名站别面积观测项目观测年限XX水文909水位、流量、降水、蒸发1959年至今41 ********水库除险加固工程初步设计报告XX河水文（专用）33水位、流量、降水、蒸发、水温2002年至2006年（不连续）XX气象降水、蒸发、气温等1957年至今XX水文站的原名为大村站，是省级重要水文站、省级报汛站、省级水质监测站。该站始建于1959年1月25日，因河岸崩塌，于1966年7月31日下迁2公里并改名为大村(二)站。1977年1月1日又上迁4公里，改名XX水文站并一直观测至今。XX气象站始建于1956年，现阶段收集到该站1957年～2009年月降水、最大一日降水以及1979年～2009年最大1h、6h、24h降水等气象要素观测资料。历年观测资料均经过上级主管部门整编和审查，成果精度较高。2.2.2基本资料评述由于*******水库邻近的XX水文站径流面积太大，而XX河水文站观测年限太短，水位、流量资料难以利用，本次复核重点主要针对各站的降水资料进行评价。（1）可靠性分析XX气象站始建于1956年，位于****XX中心镇。XX气象站与XX水文站为国家基本站，历年观测资料均经过上级主管部门整编和审查，成果精度较高，观测资料是可靠的。（2）一致性分析针对上述各站降雨量而言，因在相对地质年代很短的时期内，影响降雨的主要因素（如气候成因、地形等）不会因受人类活动影响加剧而明显改变，基本处于相对稳定状态，暴雨成因前后段是具有较高的一致性，因此，上述各站的历年实测暴雨样本系列前后段具有一致性。（3）代表性分析因设计流域缺乏实测暴雨资料，故根据邻近地区站点暴雨资料分析设计流域短历时暴雨统计参数的代表性，涉及上述各站。根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006），考虑到****气象站测站高程与水库坝址高程基本一致，该站降水观测年限相对较长，因此选择该站作为系列代表性分析的代表站。而本次计算采用的XX气象站实测最大一日降水系列已有54年，境内没有更长的系列观测资料，****境内近几年实施的新建、除险加固中小型工程利用的都是XX41 ********水库除险加固工程初步设计报告气象站实测暴雨资料，计算成果满足工程设计要求，并基本符合实际情况，因此，认为该站短历时暴雨系列已基本具有代表性。2.3设计洪水复核2.3.1暴雨洪水特性本流域雨季主要受西南季风环流控制，而暴雨主要由低槽、切变、冷锋低槽和冷锋切变等天气系统造成。暴雨主要发生在5～10月，而年最大暴雨多发生在6～9月，个别年份发生在5月或10月。*******水库流域的洪水均由暴雨造成，洪水发生时间及频次都与暴雨相近。*******水库流域属山区性河流，径流面积很小，而且流域比较较大，故其洪水过程一般陡涨陡落，具有山区性小流域的一般洪水特性。2.3.2设计洪水计算方法由于*******水库流域内无水文气象观测资料，邻近的水文站点控制流域面积与*******水库流域面积均相差太大，故难以由流量资料计算设计洪水。根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44－2006），*******水库设计洪水采用《XX省暴雨洪水查算实用手册》推荐的暴雨途径法和推理公式法进行估算。2.3.3由雨量资料推求设计洪水鉴于水库设计流域内无实测暴雨洪水资料，所以水库设计洪水计算，根据2006年发布的《水利水电工程设计洪水计算规范SL44-2006》中的规定，“当流域面积小于1000k㎡，实测资料又短缺时，可采用经审批的暴雨径流查算图表作为计算设计洪水的一种依据”。1992年出版的《XX省暴雨洪水查算实用手册》是XX省水利水电厅编制，并以苏水规字(1992)92号文要求全省集水面积在1000k㎡以下的无资料地区使用。该《手册》于2007年由XX省水文水资源局对各短历时暴雨均值及Cv值进行了重新修订，并正式刊印出版了《XX省暴雨统计参数图集》，且已通过评审验收，本工程可以使用。一、暴雨参数分析1）参证站选择鉴于XX气象站距*******水库较近，暴雨成因一致，且高程基本一致，短历时暴雨资料相对齐全，其年最大一日短历时暴雨观测资料年限为1957～2009年，实测资料系列已达54年，因此，本次*******水库洪水分析的参证站确定为XX气象站。41 ********水库除险加固工程初步设计报告2）设计点暴雨量计算①暴雨移置法****气象站距*******水库直线距离约为10km，其间无大的屏障，天气系统、高程、暴雨成因及下垫面因素基本一致，故可将XX气象站短历时暴雨统计参数移置至*******水库。XX气象站有1982～2009年共28年实测年最大1h、6h、24h暴雨系列，不满足现行《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006）关于样本系列不少于30年的规定，故需进行长系列短历时暴雨参数修正。XX气象站有1957～2009年共52年实测年最大1日暴雨系列，分别计算长系列（1957～2009年）及短系列（1982～2009年）最大一日统计参数，暴雨量均值比为0.93，Cv、Cs值根据资料代表性分析,25后已经基本趋于稳定，结合工程工程运行安全，选取1982～2009年实测年最大1h、6h、24h暴雨系列Cv、Cs值作为设计参数，具体计算成果见表2-3、图2-1。表2-3XX气象站长系列短历时暴雨参数修正成果表系列最大一日暴雨最大1h暴雨最大6h暴雨最大24h暴雨均值Cv均值Cv均值Cv均值Cv1979～201395.30.3841.40.3800.38106.70.351957～201389.90.3839.00.375.40.38100.60.35修正系数0.9310.9310.9310.93141 ********水库除险加固工程初步设计报告图2-1XX气象站年最大1h、6h、24h暴雨频率曲线图②暴雨等值线法查《XX省暴雨统计参数图集》（2006年版），*******水库流域重心暴雨参数见表2-4。表2-4*******水库点暴雨量统计参数成果表名称时段统计参数均值（mm）CvCs/Cv《XX省暴雨统计参数图集》查图1h340.353.56h580.383.524h730.373.5③设计点暴雨选用将两种方法所计算得到的短历时暴雨统计参数进行对比，见表2-5。表2-5*******水库短历时暴雨参数成果比较表方法暴雨移植法等值线图法时段均值(mm)CvCs/Cv均值(mm)CvCs/Cv41 ********水库除险加固工程初步设计报告1h39.00.33.5340.353.56h75.40.383.5580.383.524h100.60.353.5730.373.5比较实测系列和等值线图查算的成果，由实测系列计算的各时段暴雨均值较大，而Cv值小，进一步比较设计暴雨量(以100年一遇的设计暴雨为例)，查图计算的成果约小14％。与绘制等值线图依据的降水资料(1998年止)比较，目前XX气象站实测系列又增加了10年，资料系列的代表性有所增强。经统计，1957～1998年短系列中平均5年发生1次大暴雨，而在1957～2006年长系列中平均4年发生1次，说明该地区近年来发生大暴雨的频率有所增加，所以，采用XX气象站1957～2013年暴雨系列推求的区间流域设计暴雨成果是安全可靠的，故选该成果作为采用值。二、*******水库流域各时段设计面暴雨量查《XX省暴雨洪水查算图表实用手册》(1992)，*******水库所在暴雨分区为3，查得*******水库年最大1h、6h、24h的点面折减系数分别为0.9988、0.9989、0.9990。由于*******水库径流面积太小，点面折减系数都基本接近1，因此本阶段不考虑点面折减系数，直接将*******水库各时段点暴雨量作为各时段的面暴雨量计算，成果见表2-6。另外*******水库设计面暴雨时程分配采用“实用手册”法进行计算。表2-6*******水库流域各时段设计面暴雨量成果表时段统计参数各频率设计面暴雨量(mm)P(mm)CvCs/CvP=0.33%P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%P=5%1h39.00.33.583.580.474.869.164.761.16h75.40.383.5192.4183.3168.2152.4140.3130.724h100.60.353.5241.0230.4212.3193.5179.5168.0三、产、汇流参数分析由于*******水库缺乏实测逐时段的暴雨过程和洪水过程，产、汇流参数不作详细分析，直接查《XX省暴雨洪水查算图表实用手册》得：*******水库位于暴雨分区为第3区；产流分区参数CQ＝4，即：土壤前期最大缺水量Wm＝100mm41 ********水库除险加固工程初步设计报告，设计暴雨洪水的土壤前期含水量Wt＝82mm，土壤的后期平均入渗率fc＝1.8mm/h，降径关系不平衡量△R＝10mm；汇流分区参数FQ＝4，即：Cm＝0.60，Cn＝0.81。四、设计洪水计算根据上述推求得到的各时段暴雨统计参数和暴雨分区、产、汇流参数以及水库流域特征参数，按照“实用手册”所述方法，即可得到*******水库的设计洪水，成果详见表2.3-6和图2-7。表2-7*******水库流域设计洪水成果表时段频率（P=%）0.5500.0010.00110.1490.10420.2800.21630.4040.31640.5230.49150.6981.16861.6060.53470.7500.33180.4210.18290.2370.085100.1520.069110.0860.062120.0640.058130.0540.054140.0540.051150.0530.050160.0520.049170.0510.048180.0510.047190.0500.046200.0450.045210.0430.042220.0420.039230.0430.035240.0410.032250.0380.029260.0350.026270.0320.023280.0290.02041 ********水库除险加固工程初步设计报告290.0260.017300.0240.014310.0210.010320.0180.007330.0150.004洪峰（m³/s）1.6061.168洪量（万m³）5.4623.813图2-2*******水库各频率设计洪水过程线2.3.4推理公式法推求设计洪水根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）的规定，采用推理公式来推求*******水库设计洪水。基本公式如下：Qm=0.278Fτ=0.278式中：Qm——洪峰流量，m³/s；h——41 ********水库除险加固工程初步设计报告在全面汇流时代表相应汇流时段的最大净雨，在部分汇流时代表单一洪峰的净雨，mm；F——流域面积，k㎡；τ——流域汇流历时，h；m——汇流参数；L——沿主河从出口断面至分水岭的最长距离，km；J——流程L的平均比降。鉴于*******水库径流面积0.11k㎡，可按全面汇流公式推求设计洪峰流量。根据河长及河道平均比降，按公式θ=L/J1/3计算的θ=1.416，根据θ值查《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006）中的表B.2.2得m=0.2。通过试算确定的设计洪峰流量成果见表2-8。表2-8*******水库入库洪水计算表（推理公式法）水库名称项目P=0.5%P=5%*******水库Qm(m³/s)1.551.062.3.5成果选用及合理性检查采用两种方法计算的组设计洪水成果比较见表2-9。表2-9*******水库设计洪水成果表方法项目设计频率（P=%）0.55暴雨途径法设计洪峰(m³/s)1.611.17设计洪量(万m³)5.463.81推理公式法设计洪峰(m³/s)1.551.06由上表可看出，两种方法推求的设计洪水基本一致，推理公式法洪水成果较暴雨途径法偏小。从资料条件来分析，暴雨途径法成果精度略高，因此，本阶段以暴雨途径法成果作为*******水库的设计洪水。2.3.6枯期施工洪水为满足*******水库施工渡汛的要求，尚需推求枯期（12月～次年4月）防洪标准为P＝10％和P=20%的施工洪水。*******水库流域内没有水文气象资料，故计算方法采用后汛期洪峰流量计算方法，XX枯期洪水成果见表2-10，频率曲线见图2-3。表2-10XX水文站全年、后汛期及枯期设计洪峰成果表单位：m³/s41 ********水库除险加固工程初步设计报告项目均值CvCs/Cv各频率设计值Xpp=0.33%p=0.5%p=1%p=2%p=3.3%p=5%p=10%p=20%年洪峰2980.364.00748712651590544506441373期洪峰9.850.253.518.818.217.116.015.114.413.111.8期/年0.0250.0260.0260.0270.0280.0280.0300.032图2-3XX水文站枯期（12～4月）洪峰流量频率曲线图根据以上XX水文站全年及枯期洪水频率分析，结合由暴雨径流查算法计算得到的*******水库全年洪水成果，计算得到*******水库枯期设计洪水成果，见表2-11。表2-11*******水库枯期（12～4月）设计洪峰成果表单位：洪峰（m³/s）频率p=0.5%p=1%p=2%p=3.3%p=5%p=10%p=20%41 ********水库除险加固工程初步设计报告设计洪峰0.090.080.070.070.060.050.052.5泥沙分析*******水库流域内无泥沙实测资料，故在现有资料情况下，泥沙计算采用土壤侵蚀模数图法进行估算。查2006年2月XX省水利厅、XX省水利水电科学研究所编制的《XX省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告》附图，水库控制流域内基本为无明显侵蚀地区，结合水库流域实地植被等下垫面情况综合考虑，土壤侵蚀模数取值为200t/k㎡，则水库本区流域多年平均来沙量为22t，按推移质占悬移质的20%计算得悬移质多年平均来沙量为17.6t，推移质多年平均来沙量为4.4t。2.6水文观测设施水库水位、降水、蒸发、气温、水质、风速、风向等项目的观测设施不健全，通讯工具短缺，严重地影响了水库的防洪调度和供水调度，也难以为上级防洪抗旱部门提供科学决策的依据，导致水库汛期限制水位过高或过低，过高则不安全，过低则汛期大量弃水，汛后难以蓄满，供水季节难以满足大面积农田的用水要求，使灌溉效益大为降低。水库水文观测是水库管理单位的重要工作之一。目前水库工程重建轻管的现象未得到根本的改观，县、乡财力有限，难以添置必要的观测设施和量水设施，难以负担运行维护管理人员的工资，多数水库观测设施缺乏，险情时有发生。为及时掌控水库雨情、水情变化，及时向防汛指挥部发出水、雨情信息，为科学防洪提供必要的基础数据，从水库水情观测和改善通讯设施入手，加强水库水情测报，是必要的。为发挥水库最大的防洪、兴利综合效益，制定一套科学的运行调度方案以指导水库的运行管理是必要的，而加强水库水情观测、整编是制定运行调度方案的基础。*******水库按照水文部门的观测规定并结合水库实际，需设置水位、降水、蒸发等项目的观测设施，即安装水尺、普通雨量计、E20蒸发器等观测设施，各设施根据厂家报价合理选择。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3工程地质3.1绪言3.1.1工程概况*******水库位于********XX乡境内，水库坝址地理位置位于东经101°12"17.95"，北纬26°41"34.09"，水库坝址距****城12km，有XX线、XX路及简易公路到达水库，交通较为便利。河东大坪子水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为XX河支流。水库修建于20世纪80年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.8m，原设计总库容10.15万m³，水库是一座以灌溉为主兼顾防洪的小（二）型蓄水工程。水库坝址以上控制集雨面积1.60k㎡，主河道长1.79km，平均坡降12.5‰，本次对现状枢纽做了水文复核：现状校核洪水位1652.28m，正常蓄水位1652.00m，正常库容9.63万m³；死水位1643.7m，死库容0.78万m³。工程枢纽由大坝、临时泄洪土渠、放水涵管三部分组成。3.1.2勘察技术要求依据《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）执行，调查、分析土坝坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度，提供坝体渗透和抗剪力学参数。查明地质病害和隐患的部位、范围和类型，分析其产生的原因，为除险加固设计提供地质资料与建议。3.1.3依据的主要技术规范（1）《*******勘测大纲》；（2）《水利水电工程地质测绘规程》（SL299-2004）；（3）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55—2005）；（4）《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487—2008）；（5）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31—2003）；（6）《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）；（7）《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；（8）《水利水电工程区域构造稳定性勘察技术规程》（DLT5335-2006）；（9）《土工试验规程》SL237—1999；41 ********水库除险加固工程初步设计报告（10）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2017）等。3.1.4本阶段地勘工作受****水利局委托，我院对大坪子水库初步设计阶段除险加固工程地质勘察工作。本阶段地勘工作项目如下：库区和枢纽区工程地质测绘、坝址区工程坑、探槽、取样、天然建筑材料调查、室内土工试验等工作。大坪子水库于2017年9月下旬进场踏勘，随及展开外业工作，勘察工作量达到了规范及大纲编制要求，内业资料整编按《水利水电工程地质勘察资料内业整理规程》要求进行，于同年11月下旬提交本地质勘察报告。现场调查及勘探表明现水库存在的病害主要有：（1）大坝库底存在严重的渗漏现象，现库区已无蓄水；（2）大坝上下游无护坡，坝面极不规整，运行多年造成冲蚀坝坡滑移；（3）大坝坝体周边无排水设施；（4）大坝下游无排水棱体；（5）水库枢纽无正式溢洪道。（6）放水涵管因年久失修已无法正常使用。（7）水库无管理房，无观测设施。（8）上坝公路路面较窄，未硬化，不满足防汛抢险要求。3.2区域地质概况3.2.1地形地貌工程区位于川西高中山与XX中高原接触处，大致以XX江为界，江北属深切割的中山区，江南属XX中红色高原。总体地势NW高SE低，由于受XX江与构造切割、侵蚀营力等的作用，地形地貌较为复杂，地形高差较大，地势反差显著，群峰林立，山峦叠嶂，地貌形态各异，地形切割强烈，沟谷发育。主要山脉、江河、山涧、盆地、峡谷、洼地展布与区域构造带、构造线的展布方向基本一致。区内江河均属XX江水系，XX江两岸山脉高1100～2600m，江水水面高1030～1040m，相对高差1000～2000m。工程区内最高山岭为西南向的光头山，高程2771m。根据地貌成因及形态组合关系，测区主要分布有三种地貌，溶蚀褶皱中山地貌、垄状穹状高中山侵蚀构造地貌和侵蚀堆积地貌。41 ********水库除险加固工程初步设计报告溶蚀褶褶皱中山地貌：：分布测区大部地区，出露震旦系白苏岩、白苏质灰岩、泥灰岩及岩体等。山岭高程2200～2700m，相对高差大于1000m。山顶或山脊溶蚀漏斗、洼地等发育，斜坡上溶沟、溶槽广泛分布。垄状穹状高中山侵蚀构造地貌：出露中生界砂岩、泥岩、页岩等，由短轴与倾伏褶皱组成，一般高程2000～2700m，相对高差1000～2000m，山体受构造控制，呈垄状穹状，NW向展布。山岭间河流沟谷发育，谷深且狭窄，谷坡陡峭。风化和流水侵蚀是本区地形的主要外营力，河流下切及溯源侵蚀作用十分强烈，并有谷中谷的现象，急流、瀑布多见，山坡稳定性较差，崩塌、小型滑坡、断层崖屡见不鲜。水系多沿裂隙方向发育，“V”型谷发育，呈树枝状，第四系堆积物较薄。侵蚀堆积地貌：分布于XX江、XX河及良马河沿河道上、山麓或山间盆地等处。堆积地貌分为冲积地形和洪积地形，以冲、洪积体为主，岩性为粉细砂、粘质砂土、砂卵砾石层，堆积较厚。冲积地形可分为Ⅰ、Ⅱ级堆积阶地，其中Ⅰ级阶地高出水面1～3m，阶面平坦，微向下游倾斜，倾角1°～3°，连续或断续分布，宽度150～200m；Ⅱ级阶地面积小且断续分布，阶地向河流倾斜，倾角3°～5°，前缘与Ⅰ级阶地呈陡坎接触。XX河河床宽30m～60m，谷坡局部较陡，河流比降较小，除强烈的侵蚀下切作用外，河流侧蚀作用也较为突出，两岸常见因侧蚀作用使河谷坡脚逐渐淘空，在重力作用下岩层沿裂隙产生较大规模的崩塌，并形成陡峭的悬崖。3.2.2地层岩性区内地层出露为泥盆系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系均有出露。各地层单位的岩性差异大，除碎屑岩外出露较多的有碳酸盐岩、火山岩。地层以古生界泥盆系（D）、石炭系（C）、二迭系（P）、中生界三迭系（T）及新生界第三系（E）、第四系（Q）组成。现将地层岩性由老至新分述如下：1、泥盆系(D)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。中统虎跳涧区(D2s1)：板岩，上部夹结晶灰岩。厚235m。中统虎跳涧区(D2s2)：大理岩或结晶灰岩，含珊瑚层孔虫化石。厚540m。上统虎跳涧区(D3)：灰色大理岩、白苏岩大理岩。厚1170m。2、石炭系(C)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。虎跳涧区(C)：浅灰色大理岩（结晶灰岩），局部具条带状；下部含燧石结晶。厚533m。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3、二迭系(P)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。上统黑泥哨组(P2h)：玄武岩、砂岩、页岩、灰岩夹煤或炭质页岩。厚116～587m。上统长兴组(P2ch)：灰、深灰色石灰岩。厚222～503m。上统虎跳涧区(P2β)：玄武岩、绿片岩化玄武岩夹凝灰岩、绿泥片岩及灰岩透镜体。厚3860m。4、三迭系(T)：与下伏地层呈整合接触或断层接触。下统腊美组(T1l)：灰、灰紫、灰绿色砂岩夹页岩,底部砾岩。厚104～349m。虎跳涧区(T1h)：灰、深灰色板岩、千板岩。厚400m。中统北衙组下段(T2b1)：灰、黄灰色灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩，下部砂页岩。厚293～921m。中统北衙组中段(T2b2)：灰色白苏质灰岩。厚85～604m。5、第四系（Q）全新统(Q4)：残坡积、坡洪积、冲洪积物。厚0～7m。分布在盆地边缘及冲沟、河流阶地部位。3.2.3地质构造及地震工程所在区域在大地构造上属XX～XX巨型“歹”字型构造体系和经向构造体系及华夏系构造的复合部位，工程区地处“歹”字型构造南东部北西向构造部位，应力相对集中，区域地质构造复杂，主要发育SN向褶皱及断裂构造，且多为压扭性断裂。本工程位于地震多发区，但有历史记载的地震多为弱震和小震，强震、大震极少。主要地震活动集中于外围，据记载，有历史记录的五级以上的中强地震发生过六次，均属破坏性较大的浅源地震。其中在2001年10月27日13时35分，北纬26.2度，东经100.6度，发生6级地震。1955年6月7日在****XX山发生过六级地震，震中烈度达七度，是****有记载以来最强烈的一次地震。坝址区5km范围内无破坏性地震发生。根据1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期0.45s，工程区对应的地震基本烈度为Ⅶ度。参照《水利水电工程区域构造稳定性勘察技术规程》，工程区构造稳定性较差。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3.2.4物理地质现象工区物理地质现象以岩溶、风化、卸荷为主，局部可见崩塌堆积体，滑坡和泥石流不发育。岩溶主要表现为石林、溶沟、溶槽、落水洞、溶蚀漏斗，在工程区盐酸盐地层中较常见。岩石风化受地形地貌及岩性控制，沟床段强、弱风化带厚度分别为2~4m、5~6m，岸坡段强、弱风化带垂直厚度分别为2~5m、5~8m。岸坡岩体在重力作用下零星塌落于坡脚，形成崩塌堆积体，一般规模不大。3.2.5水文地质条件测区含（透）水地层发育面积较广，地下水按其赋存条件分为基岩裂隙水、岩溶水和松散岩类孔隙水三种类型。（1）基岩裂隙水：主要赋存在裂隙化的碎屑岩中，接受大气水补给。砂岩岩组间多夹有具一定厚度的透水性、富水性较弱的泥岩岩组，为层间相对隔水层，各砂岩含水岩组间无大的断裂贯通，多具相对独立性，与相邻含水岩组间在地下水位、水力坡降方面均可能有明显差异，不具补排关系，使地下迳流的运移空间受到明显限制，地下水主要表现为顺层流动，其排泄点往往在砂、泥岩界面附近以泉的形式出露地表，补给河水。泥岩岩组因透水性微弱，迳流运移不畅，往往具有地下水位高或在强、弱风化带以下无地下水赋存等特征，泥岩层中地下水有可能具上层滞水特点。（2）岩溶水：属裸露型，由于岩相变化及其岩溶组合不同，将岩溶水分为纯层型和间层型两个亚类。纯层型为溶洞暗河强烈发育的岩溶水，岩溶水主要于灰岩、白苏岩、白苏质灰岩等碳酸盐岩含（透）水层岩溶裂隙和溶洞中，含水量一般强富集。大气降水易沿地表裂隙、落水洞、溶井、漏斗等渗入地下补给地下水，地下水与地表水转换频繁，常互为补给，水循环交替强烈，动态变化大，排泄畅通。地下水分布极不均匀，多以暗河和岩溶泉集中排泄为特征，泉流量动态变化多与季节变化相关，地下水与地表水分水岭多不一致，地下水沿落水洞汇入暗河，由水平迳流转化为垂直渗流为主，泉水、暗河流量一般较大。41 ********水库除险加固工程初步设计报告（3）孔隙水：孔隙水主要分布于测区各山间盆地中，含水组由第四系不同成因类型的砂砾石、粉砂、细～粗砂、砂质粘土、粘土等松散堆积体组成。含水层厚度2～10m，地下水埋藏深度1～3m，主要由大气降水、山泉及河水补给，径流交替强烈。区内松散堆积层分布较多，其富水性与岩性、含水层厚度、物质成分、地貌条件的不同而异，在河床、冲洪积层中含水较丰富且埋藏浅，局部成泉出露；在斜坡的坡、残积层中排泄条件较好，岩层透水性较小，一般水量贫乏。地下水补给关系：工程区地下水主要接受大气降水的补给，地下水以风化裂隙水为主，孔隙水次之。工程区的地下水主要靠大气降水补给，地下水分水岭与地表水分水岭近于一致。地下水自高处向低处运移，以小泉或散浸等形式溢出地表，沿沟谷迳流于水库汇集，最终向XX河方向排泄。3.3水库区工程地质条件评价3.3.1库区渗漏库区库盆为相对低洼地带，库周地形较高，地形四面封闭，条件较好，水库库区出露岩性主要为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，库区四周溶蚀较强烈，地表可见溶沟、溶槽、溶蚀漏斗等。库盆底为一溶蚀漏斗，现库盆底已被石渣回填。水库一度因为有溶蚀漏斗向外产生永久渗漏而无法正常蓄水。因此水库在不处理溶蚀漏斗情况下一直会产生永久性渗漏。库盆周边岩体溶蚀较强烈，也存在有向外渗漏的通道，因此水库蓄水前需采取相应措施封堵水库渗漏通道。3.3.2库岸稳定库区出露地层为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，基岩大多裸露于地表或者局部段被溶蚀次生黏土所覆盖。库岸四周地形为斜坡，坡度多在15°～25°，局部可达35°以上，除少量小型冲沟及局部垮塌外，库区不存在影响库岸整体稳定的物理地质现象，因此，该水库库岸现状较稳定。3.3.3库区淤积库区两岸植被覆盖一般，地表局部分布有覆盖层之残坡积粘土、粉质粘土、粉质土砾，其下基岩出露。除冲沟携带少量块碎石土等，水库区固体径流物质来源较少，因此水库蓄水后，水库淤积量较小。3.3.4库区淹没与浸没水库区在正常蓄水位范围内，没有自然村及其耕地与矿产资源、名胜古迹分布，故不存在淹没问题。由于水库为山区沟谷型水库，两岸地形为斜～陡坡，局部峻坡，库岸有经常水的溪沟，其水位高于水库设计正常蓄水位，故不存在浸没问题。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3.4枢纽区工程地质条件3.4.1基本地质条件3.4.1.1地形地貌*******水库枢纽区置于山谷洼地。坝址两岸岸坡为斜坡，无不良地质体分布，岸坡稳定。顺流左岸坝肩地形坡度为25°～35°，顺流右岸地形坡度约为15°～25°3.4.1.2地层岩性枢纽区出露地层岩性为三迭系中统北衙组（T2b）：分布于坝址与库区，岩性为白苏质灰岩。第四系堆积物按成因可细分为：残、坡积层(Qel+dl)：主要为棕红色、褐红色含碎砾石粘土、粉质粘土，呈可塑状，厚度一般1m～1.5m，分布于左右坝肩斜坡。坡洪积层（Qdl+pl）：分布于大坝下部沟谷地带，厚1m～1.5m，岩性为块碎石、碎砾石、粉土质砂等。人工填土（Qml）：主要为大坝填筑土，褐红、棕红色粉质粘土，根据4个探坑揭露，坝土土质不均匀，局部含较多碎石，可塑状。3.4.1.3地质构造枢纽区地层构造以单斜构造为主。区内岩层为连续分布，岩石节理裂隙较发育，无断裂构造通过。3.4.1.4水文地质条件枢纽区地下水主要为岩溶水与基岩裂隙水。岩溶水主要赋存于白苏质灰岩中，接受大气降水补给，在溶蚀裂隙、溶蚀空腔内位移，最后排泄于下游沟谷地带。3.4.2水库大坝工程地质条件及评价水库大坝现状为均质土坝，现状坝顶高程1654.50m，坝底高程1640.70m，最大坝高13.8m，坝顶宽度为17.8m，坝顶轴线长104m。上游坡比（坝顶向下）依次为：1:2.9、1:2.43、1:4.2；下游坡比（坝顶向下）依次为1:5.55、1:4、1:2.11。大坝上下游均无护坡处理，坝顶宽窄不一，下游坝脚无排水棱体，坝体周边无排水沟，无观测设施。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3.4.2.1坝基经现场勘探和当地村民介绍，水库大坝基础置于三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩之上，其中岩体强风化带厚度约2～3m，弱风化带厚度3～4m，透水率q=5.7～9.4Lu，为弱透水层。现场勘察时由于水库并未蓄水，坝基下有无渗水也无从查出。大坝置于强风化基岩之上，坝基稳定性较好。3.4.2.2坝肩大坝左右坝肩基岩出露，岩性为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，岩层倾向下游偏右岸，产状217°∠32°。左右坝肩岩体内主要发育2组构造节理：J1组产状为：154°∠77°，发育密度2条／m，见钙质物充填；J2组产状为：222°∠75°，发育密度1条／1.5m，节理面微张，见少量粘土充填。岩体强风化带厚度为2.2m～5m，弱风化带厚度为4～8m。强风化岩体透水率q=5.8～8.8Lu，弱风化岩体透水率q=4.7～8.3Lu，为弱透水层。大坝左右坝肩基岩出露，坝肩稳定性较好，现状水库并未蓄水，大坝左右坝肩是否有明显渗漏点未可查。3.4.2.3坝体大坝为均质土坝，土料来源于附近残坡积、坡洪积积物。褐红、棕红色粉质粘土，根据4个探坑揭露，坝土土质不均匀，局部含较多碎石，可塑状。根据试验成果得出：天然含水量21.2～24.9%，平均值23.9％；天然密度1.86～2.01g/cm³，平均值1.93g/cm³，比重2.68～2.71，平均值2.70；孔隙比0.62～0.78，平均值0.73，粘粒含量16.8～24.6%，平均值19.98％，液限wL=22.1～27.3，平均值25.1；塑性指数Ip=10.2－16.2，平均值13.1％；粘聚力C=24.8～30.7Kpa，平均值28.2Kpa，內摩擦角f=17.6～24.1°，平均值20.9°，压缩系数a1－2=0.25～0.46Mpa－1，平均值0.31Mpa－1，压缩模量E=3.85～6.46Mpa，平均值5.75Mpa。属中等压缩性土。探坑注水试验得渗透系数2.28×10－5～6.18×10-5cm/s，平均值4.43×10－5cm/s，为弱透水层。坝体土料主要为含砂低液限粘土，其压实度整体偏低，坝体土存在碾压质量较差的问题，这对坝体的稳定不利，弱透水性，41 ********水库除险加固工程初步设计报告上下游坝坡较一般土坝缓。但由于坝体土夯碾较差，造成坝体土天然含水率较大，坝体干密度较低，中等压缩性土，抗剪强度较低，且大坝上下游并未护坡，雨水淋滤冲、淘、水库库水对坝面的冲、淘都会降低坝体稳定性，坝体可能存在稳定问题，建议设计据本次勘察成果复核坝体稳定性，据结果采取相应工程措施。大坝填筑土渗透系数(2.28~6.18)×10-5cm/s，属弱透水层，现状也未发现坝体坡面有水渗出以及散浸，综上大坝坝体不存在渗漏问题。大坝下游坝坡无排水棱体，建议增设，上下游无护坡、坡面不规整、凹凸不平，建议对坝坡进行整治，规整坡面并设置排水沟。3.5溢洪道工程地质条件及评价现状溢洪道位于水库左岸，为临时开挖土渠，并未衬砌。勘探时发现溢洪道宽窄不一，局部段两侧已发生垮塌，淤积于溢洪道内。本次设计拟对原溢洪道进行整改，整改后溢洪道为开敞式正槽溢洪道，堰型为宽顶堰，堰顶宽1.6m。堰顶高程1653.30m，由引水段、控制段、陡槽段、消能段组成。控制段（0+000～0+006），控制段进口地板高程1653.3m，衬砌后宽1.6m，两侧采用重力式挡墙，墙高1.35m，底宽0.70m。溢洪道基础基岩出露，两侧边墙及底板基础置于强风化基岩之上，其承载力和变形满足设计要求，两侧边墙开挖坡比建议1:0.75，开挖后坡体较稳定。陡槽段（0+006～0+062），陡槽段宽1.6m，两侧为C20砼边墙，墙高1m，陡槽段基础大部分置于强风化基岩上，其承载力和变形满足设计要求。溢洪道两侧边墙原地形较平缓，不存在高陡边坡，建议两侧开挖坡比为1:0.75,开挖后坡体稳定性较好。消能段（0+062～0+070），消力池全长约8m，宽1.6m，高1m。消力池底板高程1646m，消力池位于斜坡上，其表层零星出露第四系残坡积之粉质粘土，其厚度小于1m，下伏基岩为三迭系中统北衙组（T2b）白苏质灰岩，岩体强风化带厚度约1～1.5m，弱风化带厚度为4～5m。消力池边坡开挖建议坡比为1:0.75。下伏强风化基岩满足池基承载力及变形要求，但由于强风化岩体抗冲刷能力差，建议对消力池进行全断面衬砌。41 ********水库除险加固工程初步设计报告3.6放水设施工程地质条件及评价枢纽放水设施为浆砌块石涵管，由下游坝坡的闸阀井控制，因水库渗漏严重已造成现在无蓄水，放水涵管因年久失修已无法正常使用。本次设计确定在左坝肩库岸进行进行重新修建放水涵卧管。放水涵管所处位置为斜坡，基岩出露，坡体稳定性较好，周边无大的不良地质灾害，适宜建筑。强风化岩体承载力和变形满足设计要求，建议将基础置于强风化岩体之上其稳定性较好。3.7除险加固处理建议3.7.1病险成因分析通过对工程勘察所揭露的病害现状、成因分析，主要表现为：（1）水库库盆存在向外渗漏的永久通道，致使大坝现状无法正常蓄水，现库底已被石渣回填。（2）大坝下游坝脚排水棱体已基本失去作用，无排水沟，下游坡坡比较陡。（3）现状溢洪道为土渠，垮塌、淤积严重，过水断面窄，不满足行洪要求。（4）放水设施年久失修已无法正常使用。3.7.2坝体加固建议建议对上、下游坡坡比规整、护坡，下游坡脚设排水棱体，扩宽溢洪道，新建放水设施。3.8岩（土）体物理力学参数建议值结合本次现场勘查情况与附近工程资料，类比岩（土）体参数建议值见下表3-2。41 ********水库除险加固工程初步设计报告表3-2坝址区岩（土）体体物理力学参数建议值项目指标名称天然密度干密度比重抗剪强度抗剪断强度变形模量泊松比允许承载力(MPa)边坡比摩擦系数凝聚力摩擦系数(f＇)凝聚力(c＇)临时永久g/cm³(tgφ)MPa(tgφ)MPaGPa坝体土1.931.542.70φ＝17°（饱固快）0.02ES=5.75MPa含少量碎块石粘土1.80～1.901.50～1.602.70φ＝12°～15°(饱固快)0.01ES=4～5MPa0.12～0.15水上1:1.25水下1:1.50水上1:1.50水下1:1.75白苏质灰岩(强风化)2.602.502.730.37～0.4000.42～0.480.05～0.151～2GPa0.35~0.380.50～0.601:0.51:0.75白苏质灰岩（弱风化）2.712.662.750.42~0.500.60~0.800.30~0.452～3GPa0.30~0.321.2～1.81:0.31:0.541 3.9天然建筑材料本工程整治需用天然建筑材料为混凝土粗细骨料、块石料。本阶段进行了详细调查，简述如下。水库区附近无砂砾料产地，工程所需砂砾料需外购运距约20km，其储量丰富，据当地工程类比，可以作为砼用粗、细骨料。由于工程所需块石料用量较小，建议块石料采用购买方式，运距约20km。3.10结论与建议1、工程区位于XXX南北向构造带与XX“歹”字型构造体系中部复合部位，构造形迹较为复杂，为构造的强化地带，根据1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期0.45s，工程区对应的地震基本烈度为Ⅶ度，工程区区域稳定性较差。2、水库库区现状库盆为存在永久渗漏通道，致使水库现状已无法蓄水，需采取一定措施进行渗漏处理。3、水库大坝基础置于基岩之上，稳定性较好。两坝肩基岩出露，由于水库并未蓄水，无法发现是否有渗水点。根据类比坝肩岩体为弱等透水层，坝基基岩为弱透水层，故坝基不存在渗漏问题，坝肩不存在绕坝渗漏问题。坝体土渗透系数(2.28~6.18)×10-5cm/s，属弱透水层，故坝体不存在渗漏问题。建议下游坡脚增设排水棱体，对上下游坝坡进行护坡处理并设置排水沟。4、溢洪道现状为土渠，过流断面不满足行洪要求，无消力池，未衬砌，建议扩宽溢洪道，新建消力池并对溢洪道进行全断面衬砌。5、水库放水设施已年久失修，建议对放水设施进行整治。6、工程所需天然建筑材料有混凝土粗细骨料、块石料。工程区附近骨料、块石缺乏，建议采用购买，运距约20km，其质量和储量满足设计要求。107 4工程任务及规模4.1工程任务*******水库位于********XX乡境内，水库坝址地理位置位于东经101°12"17.95"，北纬26°41"34.09"，水库坝址距****城12km，有XX线、XX路及简易公路到达水库，交通较为便利。XXX水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为XX河支流。水库修建于20世纪80年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.34m，原设计总库容10.15万m³，属小（二）型水库。水库下游受影响范围内主要为农田基地约2000亩。该区域土地肥沃、气候温和、适宜种植经济作物，是经济作物主产区之一。*******水库的建成，为当地自然优势转化为经济优势提供了可靠的水资源保障,极大地促进了地方经济社会的发展。4.2工程规模4.2.1死水位*******水库死水位1643.7m，死库容0.78万m³。运行30余年来，坝前泥沙总淤集量约为0.16万m³，年均淤积量为0.005万m³，在对水库进行除险加固处理时，对水库进行清淤。根据实际地形地质条件及灌溉渠道渠首高程及水工布置，*******原死水位为1643.7m，在除险加固阶段死水位不变，在水库运行期间，定期放空进行清淤处理。4.2.2正常蓄水位根据水库现有工程规模和下游灌溉任务及水库多年运行情况分析，原水库无溢洪道，且损毁严重，大坝左岸坝肩处有一临时泄洪土渠，现状蓄水至高程1652.0m处时，多余水量通过缺口溢流至下游，现状水库正常库容（缺口处高程对于库容）为9.63万m³。4.2.4设计洪水位、校核洪水位*******原洪水标准20年一遇（P=5.0%）设计，200年一遇（P=0.2%）校核，正常蓄水位为1652.0m，设计洪水位为1652.23m，校核洪水位为1652.28m。4.2.5防洪安全复核4.2.5.1现状水库防洪安全复核（1）核定起调水位原水库起调水位为缺口处底部高程，为1652.0m。107 （2）核定溢洪道高程及断面尺寸现状水库通过左岸一低洼缺口溢洪，按宽顶堰考虑，溢洪道底板宽度和高度按大断面公式推求，堰顶高程1652.0。现状溢洪道底板为土质，未衬砌，泄流按自由泄流计算。泄流按下式计算：式中：—侧收缩系数，本工程取1.00；—淹没系数，本工程取1.00；m—流量系数，本工程取0.375；H0—堰顶水头，m；b—堰顶宽度，堰顶宽度根据堰顶水头的不同而变化。根据水文计算成果，该水库20年一遇设计洪水流量为1.17m³/s，200年一遇校核洪水流量为1.61m³/s。表4-1现状水库泄流能力曲线表水位（m）流量（m³/s）水位（m）流量（m³/s）1652.000.001653.1022.101652.100.191653.2029.151652.200.661653.3037.341652.301.451653.4046.731652.402.611653.5057.351652.504.161653.6069.291652.606.161653.7082.581652.708.631653.8097.261652.8011.601653.90113.381652.9015.101654.00130.981653.0019.16107 图4-1现状溢洪道泄流能力曲线（3）调洪计算①水位～库容曲线复核*******水库流域内水土流失不严重，调洪演算采用*******水位～库容曲线图，见下表和图4-2。表4-2*******水库水位库容曲线表水位（m）库容（万m³）水位（m）库容（万m³）16420.2216517.9316430.5616529.6316440.97165311.5716451.54165413.7316462.25165516.1016473.08165618.7516484.03165721.7116495.13165824.9116506.42　　107 图4-2*******水库水位库容曲线②调洪演算调洪计算水量平衡方程为：1/2（Q1+Q2）△t-1/2（q1+q2）△t=V2-V1式中：Q1、Q2为计算时段始末入库流量；　　　q1、q2为计算时段始末出库流量；　　　V2、V1为计算时段始末水库库容量；△t为计算时段长，△t=0.5h。据前述水库的水位～库容曲线，采用试算法对泄水建筑物泄流能力进行计算，调洪计算过程如下。表4-3水库洪水调节计算成果表（P=5%）时段入流量(m³/s)出流量(m³/s)库水位(m)库容(万m³)库容变差(万m³)下游控制断面流量(m³/s)00.001016529.63　　10.0530.0011652.0019.6350.005　20.1040.0061652.0099.6480.014　30.160.0171652.0219.670.022　40.2160.0381652.0379.6990.029　50.2660.0711652.0569.7320.034　60.3160.1151652.0769.7680.036　107 70.4040.1761652.0979.8070.039　80.4910.2551652.129.8480.042　90.830.3951652.1529.9090.06　101.170.6461652.1989.9950.086　110.8510.8241652.22510.0450.05　120.5340.7581652.21510.027-0.018　130.4330.6281652.1959.989-0.038　140.3310.521652.1769.955-0.035　150.2570.4291652.1599.922-0.032　160.1820.3521652.1439.891-0.031　170.1330.2851652.1279.862-0.029　180.0850.2291652.1139.836-0.027　190.0770.1871652.19.813-0.023　200.0690.1571652.0919.795-0.018　210.0660.1341652.0839.781-0.014　220.0620.1181652.0779.77-0.011　230.060.1061652.0729.761-0.009　240.0580.0961652.0689.753-0.008　250.0560.0881652.0649.747-0.006　260.0540.0821652.0619.742-0.005　270.0530.0761652.0589.737-0.005　280.0510.0711652.0569.733-0.004　290.0510.0681652.0549.73-0.003　300.050.0651652.0539.727-0.003　310.050.0621652.0519.724-0.002　320.0490.061652.059.722-0.002　330.0480.0581652.0499.72-0.002　340.0480.0561652.0489.719-0.002　350.0470.0551652.0479.717-0.001　360.0470.0531652.0479.716-0.001　370.0470.0521652.0469.715-0.001　380.0460.0511652.0469.714-0.001　390.0460.0511652.0459.713-0.001　400.0450.051652.0459.712-0.001　410.0440.0491652.0449.712-0.001　420.0420.0481652.0449.711-0.001　430.040.0471652.0439.709-0.001　440.0380.0461652.0429.708-0.001　450.0370.0441652.0419.707-0.001　460.0350.0431652.0419.705-0.001　470.0340.0421652.049.704-0.001　480.0320.0411652.0399.702-0.002　490.0310.0391652.0389.701-0.002　500.0290.0381652.0379.699-0.002　510.0280.0371652.0369.698-0.002　520.0260.0351652.0359.696-0.002　530.0240.0341652.0349.694-0.002　540.0230.0331652.0339.693-0.002　550.0210.0311652.0329.691-0.002　107 560.020.031652.0319.689-0.002　570.0180.0281652.039.687-0.002　580.0170.0271652.0299.685-0.002　590.0150.0261652.0289.683-0.002　600.0140.0241652.0279.682-0.002　610.0120.0231652.0269.68-0.002　620.010.0221652.0259.678-0.002　630.0090.021652.0249.676-0.002　640.0070.0191652.0239.673-0.002　650.0060.0181652.0229.671-0.002　660.0040.0161652.029.669-0.002　最大泄流量=0.824(m³/s)[削峰流量:0.345(m³/s)]最高库水位=1652.225(m)[相应库容:10.045(万m³)];时段长=0.50(hr)表4-4水库洪水调节计算成果表（P=0.5%）时段入流量(m³/s)出流量(m³/s)库水位(m)库容(万m³)库容变差(万m³)下游控制断面流量(m³/s)00.001016529.6310.0750.0011652.0029.6370.00720.1490.0091652.0139.6560.01930.2150.0271652.0299.6860.0340.280.061652.059.7220.03750.3420.1091652.0739.7630.04160.4040.1721652.0969.8050.04270.4630.2481652.1189.8450.0480.5230.3291652.1379.8820.03790.610.4151652.1569.9170.035100.6980.5111652.1759.9510.034111.150.6941652.20610.0090.058121.611.051652.25410.1010.091131.181.251652.27810.1450.044140.751.081652.25910.109-0.036150.5850.8611652.2310.054-0.055160.4210.6821652.20410.006-0.048170.3290.5451652.1819.963-0.043180.2370.4381652.1619.925-0.038190.1950.3561652.1439.893-0.033200.1520.2921652.1299.866-0.027210.1190.2421652.1169.842-0.024220.0860.2011652.1049.821-0.021230.0750.1681652.0949.802-0.019240.0640.1431652.0869.786-0.015250.0590.1231652.0799.774-0.013260.0540.1091652.0739.763-0.011270.0540.0971652.0689.754-0.009280.0540.0881652.0649.747-0.007290.0530.0811652.0619.742-0.006300.0530.0761652.0589.737-0.005310.0530.0721652.0569.733-0.004107 320.0520.0681652.0559.73-0.003330.0520.0651652.0539.727-0.003340.0510.0631652.0529.725-0.002350.0510.0611652.0519.723-0.002360.0510.0591652.059.722-0.002370.0510.0581652.0499.72-0.001380.050.0561652.0489.719-0.001390.0480.0551652.0489.718-0.001400.0450.0541652.0479.716-0.001410.0440.0521652.0469.715-0.002420.0430.0511652.0459.713-0.001430.0430.051652.0449.712-0.001440.0420.0481652.0449.711-0.001450.0430.0481652.0439.71-0.001460.0430.0471652.0439.709-0.001470.0420.0461652.0429.708-0.001480.0410.0451652.0429.708-0.001490.0390.0451652.0419.707-0.001500.0380.0441652.0419.706-0.001510.0360.0421652.049.705-0.001520.0350.0411652.0399.704-0.001530.0340.0411652.0399.702-0.001540.0320.0391652.0389.701-0.001550.0310.0381652.0379.7-0.001560.0290.0371652.0379.698-0.001570.0280.0361652.0369.697-0.001580.0260.0351652.0359.696-0.002590.0250.0341652.0349.694-0.002600.0240.0321652.0339.692-0.002610.0220.0311652.0329.691-0.002620.0210.031652.0329.689-0.002630.0190.0291652.0319.688-0.002640.0180.0271652.039.686-0.002650.0170.0261652.0299.684-0.002660.0150.0251652.0289.682-0.002最大泄流量=1.25(m³/s)[削峰流量:0.356(m³/s)]最高库水位=1652.278(m)[相应库容:10.145(万m³)];时段长=0.50(hr)*******水库现状调洪结果见下表。表4-5*******水库现状调洪结果表起调水位洪水标准最高库水位最大下泄流量相应库容坝体损毁段高程（m）P（％）H（m）Q（m³/s)V（万m³)16520.51652.281.2510.1551652.230.8210.05④坝顶高程复核现状*******正常蓄水位为1652.0m，坝顶高程1654.5m，设计洪水位1652.23m，校核洪水位1652.28m，校核洪水位和设计洪水位均低于坝顶，坝顶高程能满足规范要求。107 但由于现阶段水库损毁严重，现状正常蓄水位1652.0m，低于设计正常蓄水位1653.3m，且现状临时泄洪土渠已经完全不能正常运行，需进行重建，因此现状设计及校核洪水位不能作为判定水库防洪标准达标依据，需对整治后的坝顶高程进行复核。4.2.5.2整治后水库防洪安全复核水库无正式溢洪道，只有一临时泄洪土渠，不能正常泄洪，在除险加固阶段，在大坝左岸坝肩设置一条溢洪道，宽度1.6m，溢洪道底板高程1653.3m。（1）核定起调水位水库起调水位为溢洪道底板高程，为1653.3m。（2）核定坝顶高程及断面尺寸出险加固阶段水库溢洪道为折线形试用堰，溢洪道宽度1.6m，堰顶高程1653.3m。溢洪道边墙及底板采用C20混凝土衬砌，边墙采用C20混凝土重力式挡墙，挡墙顶宽0.3m，迎水面为直墙，背水面坡比1:1，溢洪道底板厚20cm。泄流按下式计算：式中：—侧收缩系数，本工程取0.931；—淹没系数，本工程取1.00；m—流量系数，本工程取0.375；H0—堰顶水头，m；b—堰顶宽度，本工程取1.6m。根据水文计算成果，该水库20年一遇设计洪水流量为1.17m³/s，200年一遇校核洪水流量为1.61m³/s。表4-6整治后溢洪道泄流能力曲线表水位（m）流量（m³/s）1653.300.001653.400.081653.500.221653.610.431653.861.041654.172.011654.503.25107 图4-2整治后溢洪道泄流能力曲线（3）调洪计算调洪计算水量平衡方程为：1/2（Q1+Q2）△t-1/2（q1+q2）△t=V2-V1式中：Q1、Q2为计算时段始末入库流量；　　　q1、q2为计算时段始末出库流量；　　　V2、V1为计算时段始末水库库容量；△t为计算时段长，△t=0.5h。据前述水库的水位～库容曲线，采用试算法对泄水建筑物泄流能力进行计算，调洪计算过程如下。表4-7整治后水库洪水调节计算成果表（P=5%）时段入流量(m³/s)出流量(m³/s)库水位(m)库容(万m³)库容变差(万m³)下游控制断面流量(m³/s)00.00301653.312.193　　10.2230.0041653.30912.2130.02　20.4440.021653.33712.2710.058　30.5570.0531653.37612.3540.084　40.6710.1031653.42112.4510.096　50.7880.1731653.47112.5570.106　60.9060.2611653.52412.6710.113　71.020.3611653.57812.7880.117　107 81.140.4731653.63212.9070.119　92.170.6731653.72113.1020.195　103.211.061653.86913.430.328　112.191.41653.98613.6950.265　121.181.471654.0013.740.045　130.8871.371653.97613.67-0.07　140.5951.241653.93113.569-0.102　150.4421.091653.87913.452-0.116　160.2880.9431653.82613.335-0.117　170.2240.811653.77613.223-0.112　180.160.6961653.7313.122-0.101　190.1470.61653.6913.033-0.089　200.1330.5231653.65512.958-0.076　210.130.4591653.62612.893-0.065　220.1260.4071653.60112.838-0.055　230.1250.3641653.57912.791-0.047　240.1240.3291653.56112.751-0.04　250.1220.2991653.54512.717-0.034　260.1190.2741653.53112.687-0.03　270.1190.2531653.51912.661-0.026　280.1180.2361653.50912.638-0.023　290.1180.221653.512.618-0.02　300.1170.2071653.49112.601-0.017　310.1160.1951653.48412.586-0.015　320.1160.1851653.47812.573-0.013　330.1110.1761653.47312.561-0.012　340.1060.1671653.46712.549-0.011　350.1060.161653.46312.539-0.01　360.1050.1531653.45812.53-0.009　370.1050.1481653.45412.521-0.008　380.1040.1431653.45112.514-0.007　390.1040.1391653.44812.507-0.007　400.1030.1351653.44512.501-0.006　410.1020.1311653.44312.496-0.005　420.1020.1281653.4412.491-0.005　430.0990.1251653.43812.486-0.005　440.0950.1221653.43612.482-0.005　450.0910.1191653.43312.477-0.005　460.0870.1161653.43112.471-0.005　470.0830.1131653.42912.466-0.005　480.0790.1091653.42612.461-0.005　490.0750.1061653.42412.455-0.005　500.0720.1031653.42112.45-0.006　510.0680.11653.41812.444-0.006　520.0640.0961653.41612.438-0.006　530.060.0931653.41312.432-0.006　540.0560.091653.4112.426-0.006　550.0520.0861653.40712.42-0.006　560.0490.0831653.40412.414-0.006　107 570.0450.081653.40112.408-0.006　580.0410.0771653.39812.402-0.006　590.0370.0731653.39512.395-0.006　600.0330.071653.39212.388-0.007　610.0290.0661653.38912.382-0.007　620.0260.0631653.38612.375-0.007　630.0220.061653.38312.368-0.007　640.0180.0561653.3812.362-0.007　650.0140.0531653.37612.355-0.007　660.010.051653.37312.348-0.007　最大泄流量=1.47(m³/s)[削峰流量:1.74(m³/s)]最高库水位=1654.00(m)[相应库容:13.740(万m³)];时段长=0.50(hr)表4-8水库洪水调节计算成果表（P=0.5%）时段入流量(m³/s)出流量(m³/s)库水位(m)库容(万m³)库容变差(万m³)下游控制断面流量(m³/s)00.00301653.312.193　　10.2160.0041653.30912.2120.019　20.4290.0191653.33512.2680.056　30.6160.0541653.37712.3560.087　40.8030.1141653.4312.4680.113　50.9330.2031653.48912.5960.128　61.060.311653.55112.7290.133　71.210.4351653.61412.8660.137　81.350.5721653.67813.0060.14　91.580.7291653.74413.1530.147　101.820.9131653.81613.3110.158　113.11.231653.92713.5610.25　124.381.781654.10413.9630.402　132.982.231654.23414.2650.302　141.592.241654.23814.2740.009　151.232.051654.18114.141-0.132　160.8631.811654.11213.982-0.159　170.6531.571654.03913.815-0.168　180.4431.341653.96713.651-0.163　190.3361.151653.89913.497-0.154　200.2290.971653.83613.357-0.14　210.1880.8221653.78113.234-0.124　220.1470.7011653.73213.127-0.107　230.140.6021653.69113.035-0.091　240.1340.5241653.65612.959-0.077　250.1310.4611653.62612.894-0.065　260.1280.4081653.60112.839-0.055　270.1270.3651653.5812.792-0.047　280.1260.331653.56112.753-0.04　290.1240.31653.54612.718-0.034　300.1210.2761653.53212.689-0.03　107 310.120.2551653.5212.662-0.026　320.1190.2371653.50912.64-0.023　330.1180.2221653.512.62-0.02　340.1170.2071653.49212.602-0.017　350.1150.1961653.48512.587-0.015　360.1140.1851653.47812.573-0.014　370.1140.1761653.47312.561-0.012　380.1130.1681653.46812.551-0.011　390.1110.1611653.46412.541-0.009　400.1080.1561653.45912.532-0.009　410.1070.151653.45612.524-0.008　420.1060.1451653.45212.517-0.007　430.1060.141653.44912.51-0.007　440.1050.1371653.44612.504-0.006　450.1030.1331653.44412.499-0.006　460.1010.131653.44112.493-0.005　470.10.1261653.43912.488-0.005　480.10.1241653.43712.484-0.004　490.0960.1211653.43512.48-0.004　500.0930.1181653.43312.475-0.004　510.090.1151653.43112.471-0.004　520.0870.1121653.42912.466-0.004　530.0830.111653.42712.461-0.005　540.0790.1071653.42412.456-0.005　550.0750.1041653.42212.451-0.005　560.0720.1011653.41912.446-0.005　570.0680.0981653.41712.441-0.005　580.0650.0951653.41412.435-0.005　590.0620.0921653.41212.43-0.005　600.0580.0891653.40912.424-0.005　610.0550.0861653.40712.419-0.006　620.0510.0831653.40412.413-0.006　630.0480.081653.40112.407-0.006　640.0440.0771653.39812.402-0.006　650.0410.0731653.39612.396-0.006　660.0370.071653.39312.39-0.006　最大泄流量=2.24(m³/s)[削峰流量:2.13(m³/s)]最高库水位=1654.238(m)[相应库容:14.274(万m³)];时段长=0.50(hr)*******水库整治后调洪结果见下表。表4-9*******水库整治后调洪结果表起调水位洪水标准最高库水位最大下泄流量相应库容堰顶高程（m）P（％）H（m）Q（m³/s)V（万m³)1653.30.51654.242.2414.27516541.4713.74107 （4）坝顶高程复核整治后*******正常蓄水位为1653.3m，设计洪水位1654.0m，校核洪水位1654.24m，校核洪水位和设计洪水位均低于坝顶高程1654.50m。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001），坝顶高程等于水库静水位与超高之和，分别按以下四种运用情况计算，取其最大值作为坝顶高程。计算采用的四种运行工况为：（1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；（2）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；（3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；（4）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高再加地震安全加高。坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定：y=R+e+A式中：y——坝顶超高（m）；R——最大波浪爬高（m），按《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）附录A计算。其中设计风速在正常运用情况下，采用多年平均最大风速的1.5倍；非常运用情况下，采用多年平均最大风速；多年平均最大风速取17m/s；；e——最大风壅水面高度（m），按《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）附录A计算；A——安全加高（m），按《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）规定，正常运用情况下a＝0.5m，非常运用情况下a＝0.3m。由于工程所处区域相应的地震动基本烈度为VII度，根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001和《水工建筑物抗震设计规范》SL203-1997的要求，取地震涌浪高度0.5m。按规范规定，可按鹤地水库公式计算波高和平均波长：式中：h2%——累积频率2%的波高，m；107 Lm——平均波长，m；W——计算风速，m/s；D——风区长度,m；G——重力加速度，取9.81m/s2风雍水面高度按下式计算：式中：e——计算点处的风壅水面高度，m；K——综合摩阻系数；β——计算风向与大坝轴线法线的夹角，（°）。平均波浪爬高按正向来波在单坡上的平均爬高公式：式中：Rm——平均波浪爬高，m；KΔ——斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型查《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001表A.1.12-1，此处取0.8；KW——经验系数，查《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001表A.1.12-2；hm——平均波高，m。坝顶高程计算成果见表4-10。表4-10整治后坝顶高程计算表序号设计工况风浪爬高雍高安全超高地震加高加高合计水位坝顶高程R(m)e(m)A(m)t(m)Y(m)(m)(m)1正常蓄水位0.450.0010.500.9511653.31654.252设计洪水位0.430.0010.500.93116541654.933校核洪水位0.40.0010.300.7011654.241654.944正常蓄水位+非常运行+地震0.450.0010.30.51.2511653.31654.55坝顶高程复核结果：坝顶高程取4个工况的最大值，即复核后的坝顶防护高程为1654.94m，高于现状坝顶高程1654.50m，坝顶高程不能满足规范要求。在除险加固阶段，不需要加高坝，在坝顶加设防浪墙，防浪墙高度1.2m，防浪墙顶高程1655.70m，大于计算坝顶高程，满足防洪要求。107 4.2.5.3防洪安全复核结果经复核，*******水库最大坝高13.34m，总库容14.27万m³，属山区、丘陵区小（2）型水库工程（坝型为土石坝）。按照中华人民共和国《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL-252-2000）。水库工程等别为Ⅵ等，永久性水工建筑物级别为5级，次要建筑物为5级，本次防洪安全复核结果为：（1）现状水库泄洪设施损毁严重，现状水库设计洪水位（P=5%）为1652.23m，校核洪水位（P=0.5%）为1652.28m。（2）出险加固阶段，*******水库设计洪水标准为20年一遇（P=5%），设计洪水位为1654.0m，最大下泄量为1.47m³/s；非常运用洪水标准为200年一遇(P=0.5%)，校核洪水位为1654.24m，最大下泄量为2.24m³/s。（3）水库现状坝顶高程为1654.50m，根据表4-7组合，计算所需大坝坝顶高程1654.94m，现状坝顶高程不能满足《防洪标准》（GB50201－94）的要求。坝顶需加设防洪墙，设防洪墙顶高程1655.70m。现将水库（除险加固后）防洪安全复核后各特征水位列于表4-11。107 表4-11*******特征值表编号项目单位数量备注1径流面积k㎡0.11　2死水位m1643.7　死库容万m³0.78　3正常蓄水位m1653.30　相应库容万m³12.07　4设计洪水位（P=5%）m1654　最大下泄流量m³/s1.47　5校核洪水位（P=0.5%）m1654.24　最大下泄流量m³/s2.24　6总库容万m³14.27　7大坝坝顶高程m1654.5　8大坝所需防护坝顶高程m1654.94　4.3除险加固的必要性4.3.1水库病险概况大坝目前存在的主要问题：（1）枢纽因无溢洪道而无防洪要求；（2）大坝库底渗漏严重，已多年无蓄水能力；（3）坝顶凹凸不平，杂草丛生，未硬化（4）上游坝坡不规整，杂草丛生，浪蚀严重，无护坡；（5）下游坝面不规整，杂草丛生，无护坡，坝脚无排水设施；（6）无坝面及周边排水沟，无梯步。（7）大坝无管理房，无观测设施。放水设施目前存在的主要问题：放水涵管渗漏严重，已无正常运行。大坝目前无专门的管理房、无观测设施。107 4.3.2除险加固的必要性*******总库容10.15万m³，坝高13.8m（本次复核值），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），水库工程等别为V等，工程规模为小（二）型，主要永久性建筑物等级为5级，设计洪水标准为10年一遇（P＝10%），校核洪水标准为50年一遇（P＝2%），消能防冲建筑物防洪标准为10年一遇（P=10%）。*******水库下游主要涉及下游2000亩耕地，下游影响人口48000人灌区内土地肥沃、气候温和，适宜种植粮食作物和经济作物，是****的粮食主产区之一。水库的运行，为当地自然优势转化为经济优势提供了可靠的水资源保障，极大地促进了地方经济社会的发展。水库一旦发生垮坝事故，危害程度和经济损失是十分严重的。4.4主要加固项目4.4.1大坝及岸坡对水库坝基、坝体上游面板进行防渗处理，对大坝坝体下游坝坡进行坡面找平。4.4.2泄水建筑物新建一正式溢洪道4.4.3输水建筑物原放水涵管已无法正常使用，本次设计采用新建涵卧管，采用斜拉式启闭设施控制放水孔。4.4.4其它新建管理房，加设必要的观测设施。107 5工程布置及建筑物5.1工程现状及存在的主要问题5.1.1枢纽总布置情况*******水库位于********XX乡境内，水库坝址地理位置位于东经101°12"17.95"，北纬26°41"34.09"，水库坝址距****城12km，有XX线、XX路及简易公路到达水库，交通较为便利。河东大坪子水库属长江流域XX江水系XX河流域，所在河流为XX河支流。水库修建于20世纪80年代，坝型为均质土坝，最大坝高13.8m，原设计总库容10.15万m³，水库是一座以灌溉为主兼顾防洪的小（二）型蓄水工程。水库坝址以上控制集雨面积1.60k㎡，主河道长1.79km，平均坡降12.5‰，本次对现状枢纽做了水文复核：现状校核洪水位1652.28m，正常蓄水位1652.00m，正常库容9.63万m³；死水位1643.7m，死库容0.78万m³。工程枢纽由大坝、临时泄洪土渠、放水涵管三部分组成5.1.2大坝及坝基1）大坝结构水库大坝现状为均质土坝，现状坝顶高程1654.50m，坝底高程1640.70m，最大坝高13.8m，坝顶宽度为15m~17.8m，坝顶轴线长103m。上游坡比（坝顶向下）依次为：1:8.37、1:5.55、1:4、1:2.11；下游坡比（坝顶向下）依次为1:5.55、1:4、1:2.11。大坝上下游均无护坡处理，坝顶宽窄不一，下游坝脚无排水棱体，坝体周边无排水沟，无观测设施。2）现场检查1）大坝库底存在严重的渗漏现象，现库区已无蓄水；2）大坝上下游无护坡，坝面极不规整，运行多年造成冲蚀坝坡滑移；3）大坝坝体周边无排水设施；4）大坝下游无排水棱体；2）渗流分析根据水库的特征值和运行时库水位的平均降落速度以及地质提供的渗透系数k107 建议值，按《水力计算手册》推荐的判别式k/(μv)的计算，式中μ为土的排水系数。当水库水位分别由设计洪水位、校核洪水位降至正常蓄水位时，k/(μv)值分别为24、41，0.1