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xx水库降等论证报告

工程咨询x级证书：

工程设计x级证书：

xx水库降等论证报告

（送审稿）

xxxxxxxxxx

xxxx年xx月

工程咨询x级证书：

工程设计x级证书：

xx水库降等论证报告

批准：

xxx

核定：

xxx

审查：

xxx

校核：

xxx

编写：

xxx

XXXXXXXXXX

xxxx年xx月

附图

xx水库工程特性表

水库名称

xx水库

放水涵（隧洞）

型式

现浇砼圆涵

所在河流

xx河

进口底高程

34.24m

管理单位

xx镇xx村

断面尺寸

Φ0.315m

所在地点

xx市xx区xx镇xx村

最大放水流量

0.08m3/s

主管部门

xx镇人民政府

溢洪道

型式

正槽式

集水面积

0.21km2

底板高程

39.5m

总库容

8.92万m3

底宽

2.0m

兴利库容

7.0万m3

最大泄量

0.7m3/s

正常库容

7.62万m3

洪水标准

设计

10年

竣工日期

1968年8月

校核

20年

主坝

实际

10年

坝型

均质土坝

效益

灌溉面积

0.03万亩

坝顶高程

40.5m

最大坝高

5.7m

乡镇供水

/

坝顶宽度

4.0m

水库下游影响

铁路

/

坝顶轴长度

125m

公路

大坝距下游xx路2.0km

副坝

村庄

距xx镇9.5km

坝型

/

人口

500人

坝顶高程

/

最大坝高

/

耕地

0.07万亩

坝顶宽度

/

/

/

/

坝顶轴长度

/

/

/

/

工程概况：

xx水库位于xx省xx市xx区xx镇xx村，所在河流为xx河，是一座以防洪、灌溉为主的小（Ⅱ）型水利工程。

工程枢纽地理位置位于东经xxx°xx′xx＂，北纬xx°xx′xx＂，距离xx镇人民政府9.5km。

水库集雨面积0.21km2，干流长度812m，干流平均坡降1.47%。

该水库1968年建成投入使用，2016年《xx省xx市xx区小Ⅱ型病险水库除险加固初步设计报告》对上下游坝坡进行了修整和衬护，对溢洪道进行了改造，枢纽建筑主要由大坝、溢洪道、放水涵组成。

经复核，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为20年一遇。

水库设计灌溉面积0.03万亩。

大坝为均质土坝，坝顶高程为40.5m，最大坝高为5.7m，溢洪道进口为正槽式宽顶堰型式，堰顶高程39.5m，放水涵进口高程36.09m，径为0.315m，采用现浇砼圆涵放水。

1概述

1.1编制目的

xx水库始建于1968年01月01日，于1968年08月30日竣工验收并下闸蓄水，枢纽建筑物由大坝、溢洪道及放水涵洞三部分组成，水库大坝为均质土坝，坝体坐落于坚土层上。

据2014年《小型水库大坝注册登记申报表》，坝顶轴线长125m，坝高8m，设计总库容为14万m3，坝址以上流域面积0.4km2。

经我司测量复核后，xx水库坝顶高程为40.50m，溢洪道底板高程为39.50m，水库坝顶轴线长125m，坝高5.7m，设计总库容为9.73万m3，坝址以上流域面积0.21km2，主河道长812m，平均比降1.47%。

xx水库1968年建成投入使用以来，运行期间出现过坝面受损变形、坝体渗流、溢洪道坍塌以及输水管阻塞等险情，自2016年按照《xx省xx市xx区小Ⅱ型病险水库除险加固初步设计报告》的要求对上下游坝坡进行了修整和衬护，对输水涵以及溢洪道进行了一系列改造加固等处理，并通过验收，大坝安全性能得到保障。

但经我司现场查勘及查阅相关资料，复核结果表明xx水库实际库容不足10万m3，水库的灌溉、防洪功能达不到原设计要求，水库无管理用房。

并且按照渡汛要求，在有限的兴利库容条件下，汛期还要腾空库容，汛未难满蓄，往往致使水库灌溉供水不足。

从各方面考虑，xx水库不能正常发挥原设计功能效益。

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）》的相关规定，宜对xx水库进行将等处理，以保证水库工程安全、节约运行维护成本和发挥相应效益。

1.2编制依据及执行标准

1、法律法规及部委规章

（1）《中华人民国水法》（2002年10月1日施行，2016年7月修订）；

（2）《中华人民国防洪法》（1998年1月1日实施，2016年7月2日修订）；

（3）《中华人民国防汛条例》（1991年7月2日，2011年1月8日第二次修订）；

（4）《水库大坝安全管理条例》（国务院令[1991]第78号，2011年1月8日《国务院关于废止和修改部分行政法规的决定》修订）；

（5）关于印发《xx省小型农田水利工程标准化设计图集山塘工程分册（试行）》的通知（湘水函[2017]179号）；

（6）《综合利用水库调度通则》（水利部水管[1994]106号）；

（7）《水库降等与报废管理办法（试行）》（中华人民国水利部令第18号）

（8）《水库管理通则》（1980年11月22日颁布实施）；

2、技术规及标准

（1）中华人民国国家标准《防洪标准》（GB50201-2014）；

（2）《水库降等与报废标准》（SL605-2013）；

（3）中华人民国水利部《水利水电工程设计洪水计算规》（SL44—2006）；

（4）中华人民国水利部《水利工程水利计算规》（SL104-2015）；

（5）中华人民共和国水利部《水利水电工程水文计算规》（SL278-2002）；

（6）《水库大坝安全评价导则》（SL258-2017）；

（7）《已成防洪工程经济效益分析计算及评价规》（SL206-98）；

（8）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）；

（9）《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199-2013）；

（10）《水库工程管理设计规》（SL106-2017）；

（11）《溢洪道设计规》（SL253-2000）；

3、技术文件及资料

（1）《xx省一般小Ⅱ型病险水库安全认定报告书》（xx市xx区xx局，2016年3月13日）；

（2）《小型水库大坝注册登记申报表》（xx市xx区xx镇农业综合服务站，2016年07月27日）；

（3）《xx省小型农田水利工程标准化设计图集山塘工程分册（试行）》（xx省水利厅2017年8月颁布实施）；

（4）xx省xx市xx区规划局万分之一地形图；

（5）其他业主提供的技术资料。

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》SL605-2013，针对xx水库进行降级的论证报告。

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xx水库安全降级，最大限度减轻因水库降等而产生的灾害。

具体原则如下：

（1）水库降级工程的实施，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）水库降等时要严格执行有关水库降等规章条例，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降等后可能出现的问题加以解决，同时还要进一步研究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

xx水库位于xx省xx市xx区xx镇xx村，大坝距离xx镇人民政府9.5km，距xx路1.2km，距长炼4.5km。

地理坐标为东经xxx°xx′xx＂，北纬xx°xx′xx＂。

xx水库设计灌溉面积0.03万亩，有效灌溉面积0.03万亩，影响人口500人，是一座以防洪为主，并兼有灌溉、水产养殖等综合效益的小（Ⅱ）型水库。

xx水库始建于1968年01月01日，于1968年08月30日竣工验收并下闸蓄水，枢纽建筑物由大坝、溢洪道及放水涵洞三部分组成，坝体坐落于坚隔土层之上。

据2014年《小型水库大坝注册登记申报表》，坝顶轴线长125m，坝高8.0m，设计总库容为14万m3，坝址以上流域面积0.4km2。

防洪标准为30年一遇设计洪水，300年一遇校核洪水，工程等别为V等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，经过2008年水管体制改革后水库由xx镇xx村管理，水库主管单位为xx镇人民政府。

经实测，经我司测量复核后，xx水库坝顶高程为40.50m，溢洪道底板高程为39.5m，坝顶轴线长125m，坝高5.7m，设计总库容为8.92万m3，坝址以上控制流域面积0.21km2，主河道长约812m，河床平均比降1.47%。

xx水库于2016年进行了除险加固，其主要加固措施：

大坝上游坝面现浇C20砼块加固；下游坝坡采取了植草护坡措施，并在坝脚增设贴坡排水设施；设置了跨溢洪道控制段的交通桥1座，并夯实坝顶，以及铺设泥结石来改善交通出行；对溢洪道控制段基础进行了帷幕灌浆；进口段、控制段、泄槽段底板拆除重建现浇钢筋砼，两侧建砼挡土墙，在出口处设置消力池，护砌长20m的泄水渠并对其清淤；拆除了原输水涵进口卧管，改建为钢筋砼卧管及消力池；通过明挖拆除输水涵管，重建为以径Φ315mm的PE管作为衬外浇钢筋砼涵，并在输水涵出口重建消力池，消力池后的渠道改造长45m。

根据我司设计人员的现场查勘，xx水库运行现状情况如下：

现上游坝坡进行了C20砼护坡，表面平整，无大的裂缝，无大的冲沟和塌坑现象，上游游坝坡正常蓄水位以上和下游坝植被较好，具有较好的防护功能。

放水设施由涵管和卧管组成，输水涵位于大坝右侧，涵管为PE管外包钢筋砼结构，卧管位于大坝右侧上游山坡上，放水卧管为钢筋砼结构，放水孔径Φ315mm。

溢洪道为无闸门控制的正槽开敞式宽顶堰，梯形断面，已护砌，底宽3m，边坡坡比为1：

0.75，堰顶高程39.5m。

xx水库无管护用房，无大坝安全监测设施。

xx水库现状1

xx水库现状2

上游坝坡

上游坝坡坡面

下游坝坡

坝顶

溢洪道

溢洪道泄水渠

2.2工程地质结构

2.2.1地形、地貌、地震

xx区属幕阜山余脉向汉江平原过渡地带，区群峰起伏，矮丘遍布，河港纵横，湖泊众多，整个地势由东南至西北呈阶梯状向长江倾斜。

xx水库位于xx区xx镇xx村，坝址以上集水面积为0.42km2，海拔高程35~40m。

依照《中国地震动参系数区划图》（GB18306-2015），本项目所在区域地震基本烈度小于Ⅵ度，地震动峰值加速度小于0.05g，地震反应谱特征周期为0.35s。

2.2.2工程地质

库区出露地层有冷家溪群、第四系。

冷家溪群（Pt2L）岩性主要以粉砂质板岩、泥质板岩、硅质板岩为主，其中硅质板岩呈较厚的夹层产出，岩石呈灰绿色，岩性较坚硬，不易风化。

第四系：

主要为全新河、湖沉积物，次为粘土、砂质粘土；亦有零星分布于山丘谷地的残、坡积物等松散沉积物。

2.2.3 水文地质条件

含水层主要为冲积层孔隙潜水、残坡积层孔隙潜水和风化层裂隙水含水层。

冲积层孔隙潜水分布于小块冲积、洪积平原。

残坡积层孔隙潜水含水层主要由泥质板岩风化残坡积物组成，岩性为粘土、碎石土。

风化层裂隙水分布于残坡积层之下，岩性为全风化的泥质板岩。

隔水层：

泥质板岩深部岩石完整，基本不含水，为相对隔水层。

区地下水主要靠大气降水补给。

地下水径流主要受地形条件控制。

地下水沿风化层、节理裂隙渗透运移，在地势低洼处或途中受阻情况下，以泉水形式或散流形式排泄。

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xx水库工程原设计资料，水库运行过程中的除险加固补充设计资料及工程记录。

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，调查结果如下：

1、坝体

坝顶较为平整，为泥结碎石路面。

上游坝坡由C20砼块加固，下游坝坡正常蓄水位以上和下游坝植被较好，具有较好的防护功能，坝坡未见明显渗漏现象。

2、坝基及坝区

大坝坝基座落在坚土层上，目前，坝基未见明显渗漏现象。

3、溢洪道

溢洪道及泄槽有衬砌，无垮塌，溢洪道控制段设有交通桥。

4、输水管道

输水涵管进口卧管无裂缝、渗水、堵塞、垮塌等损坏现象；输水涵出口流态正常，无杂物堆积现象。

5、其他

无管护用房，有简单的大坝安全监测设施。

表2.3-1大坝现场安全检查情况表

安全检查部位

检查容

坝体

坝顶

较为平整，为泥结碎石路面

防浪墙

无

上游坝坡

C20砼块护坡

下游坝坡

植被较好

坝脚

无渗漏

坝基

和坝区

坝基

无渗漏

坝端

坝体与岸坡连接处无裂缝、错动等现象；两岸坝端区无裂缝、滑动、崩塌、溶蚀、隆起、塌坑等

坝脚近区

无渗漏

坝端岸坡

坝岸坡较缓，无裂缝、滑坡等迹象；无隆起、塌陷或其他损坏现象

上游铺盖

无铺盖

输、泄

水洞（管）

引水段

钢筋砼卧管放水，较为完好

进水塔

（或竖井）

无进水塔

洞（管）身

PE管外浇钢筋砼涵无淤积、堵塞情况，运行良好

出口

流态正常

消能工

无

闸门

无

动力及启闭机

无

工作桥

无

溢洪道

进水段（引渠）

无

控制段（或闸室）

有衬砌，较为完好

泄槽

有衬砌，较为完好

消能工

无

对有闸门控制的情况

无闸门及工作桥

2.3.2大坝防洪能力校核

2.3.2.1流域几何特征参数

经实测并结合万分之一地形图量算，xx水库坝址以上控制流域面积0.21km2，主河道长约812m，河床平均比降1.47%。

水库上游植被条件较好，水土流失较轻微。

2.3.2.2工程等级及洪水标准

xx水库总库容8.92万m3，不足10m3，根据《xx省小型农田水利工程标准化设计图集山塘工程分册》，xx水库为骨干山塘，工程等别为Ⅵ，建筑物级别为6级，确定设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为20年一遇。

2.3.2.3设计洪峰流量计算

项目区无水文站、雨量站，属于无资料地区，设计洪水采用《xx省暴雨查算手册（修编版）》（xx省水利水电厅2016年编制，以下简称《手册》）计算。

1、设计暴雨的推求与查算

1）点暴雨、面暴雨的查算

据《手册》查算，年最大24小时暴雨平均值为110mm。

2）暴雨的时程分配

根据H24面和F，查图二十六、图二十七得各设计频率n2、n3。

根据《手册》中的暴雨公式：

H1=H24面×24n3-1×6n2-n3

H3=H24面×24n3-1×6n2-n3×31-n2

H6=H24面×24n3-1×61-n3

H12=H24面×24n3-1×121-n3

分别求出1、3、6、12小时的面暴雨。

根据《手册》中的概化雨型时程分配的百分数列表计算各时段的降雨过程，查《手册》图四十知该流域属产流分区第Ⅴ区，得初损Ιo=35mm，扣除初损Ιo，得时段净雨深R总。

地表径流深R上=R总×ψ〔ψ值查《手册》表（十一）得各设计频率时ψ〕。

xx水库坝址暴雨时程分配计算结果如下表2.3-2：

表2.3-2暴雨时程分配表

项目

P＝5%

P＝10%

n2

0.579

0.621

n3

0.756

0.779

H1

81.1

72.7

H3

128.9

110.2

H6

172.5

143.3

H12

204.3

167.0

2、设计洪水

1）求净峰流量Qm及汇流时间τ

根据公式：

其中F为流域面积（km2）、J为干流坡降、L为干流长度（km）。

水库坝址以上流域地植被较好，山坡较陡，查《手册》图四十一，用图中平均线公式计算得m。

计算Rt/t，根据时段净雨R上，自最大时段净雨开始，向前后相邻时段连续累加后，除以相应的历时，得Rt/t值。

用试算法求得净峰流量Qm及汇流时间τ：

2）用径流分配系数法求地面径流过程：

已知R上、Qm、F,则时段地面径流总量：

因此，选用径流分配系数表（十二）中峰量比与Qm/∑Qi接近的值进行分配,为了不使峰值偏低,应作适当调整。

然后用各时段分配系数分别乘以ΣQi，即得相应净雨深（R上）的地面径流过程Qi～ｔ。

3）地下径流过程的计算：

地下径流深R下=R总-R上，由Qi～ｔ过程可知地面径流过程底宽为B小时,以第T小时处为地下径流峰值：

。

按等腰三角形关系求地下径流峰值Qm地。

自Qm地开始每增减一个时段,其流量即减少一个△Q地=Qm地/B,于是得出Q0～ｔ过程（即地下径流过程），Qi+Q0即得设计洪水过程线。

设计洪水见表2.3-3，设计洪水过程线见表2.3-4，设计洪峰流量见表2.3-5。

表2.3-3设计洪水计算表

项目

P＝5%

P＝10%

F

0.21

0.21

L

0.800

0.800

J

0.015

0.015

θ

4.82

4.82

m

0.28

0.28

Qm

2.13

1.72

τ

2.23

2.36

R上

155.23

116.56

∑Qi

9.05

6.80

Qm/∑Qi

0.235

0.252

R下

51.74

43.11

B

23.00

17.00

Qm地

0.13

0.15

△Q地

0.006

0.009

表2.3-4设计洪水过程线表

T（h）

P＝5%

P＝10%

0

0.006

0.009

1

0.19

0.23

2

1.21

1.29

3

2.16

1.75

4

1.10

1.03

5

0.85

0.70

6

0.66

0.56

7

0.56

0.46

8

0.49

0.38

9

0.43

0.33

10

0.38

0.29

11

0.35

0.24

12

0.32

0.22

13

0.29

0.18

14

0.27

0.16

15

0.23

0.15

16

0.21

0.15

17

0.18

0.14

18

0.17

0.13

19

0.16

0.12

20

0.15

0.11

21

0.13

0.10

22

0.13

0.10

23

0.13

0.09

24

0.12

0.08

25

0.11

0.07

26

0.11

0.06

27

0.10

0.05

28

0.10

0.04

29

0.09

0.03

30

0.09

0.03

31

0.08

0.02

32

0.07

0.01

33

0.07

34

0.06

35

0.06

36

0.05

37

0.05

38

0.04

39

0.03

40

0.03

41

0.02

42

0.02

43

0.01

44

0.01

45

0.00

4）设计洪水总量的计算

采用公式Wmp=R总×F×1000（m3）计算洪水总量。

得水库坝址各设计频率洪水总量详见表2.3-5。

表2.3-5洪水计算成果表

分区

Q

M

Wmp

P=5%

2.16

10.262

4.35

P=10%

1.75

8.333

3.35

3、合理性分析

由表2.3-5，其洪峰模数与当地类似地区相符，计算成果合理。

2.3.2.4调洪演算

1、库容曲线和泄流计算

经1:

10000地形图复核，库容曲线如表2.3-6，图2.3-1。

表2.3-6xx水库库容曲线

水位（m）

35

36

37

38

39

40

41

库容（104m3）

0.01

0.53

1.78

3.73

6.21

9.15

12.91

面积（104m2）

0.15

0.89

1.63

2.24

2.72

3.20

4.32

由于xx水库缺乏资料，本次库容曲线，根据1：

10000地形图及实测资料推求得。

图2.3-1xx水库水位-面积/库容关系曲线

水库溢流堰的形式为宽顶堰，进口底板高程39.5m，堰顶宽1.5m。

泄流量参照水利电力学院编著的《水力计算手册》推荐的公式计算，如下式：

成果如表2.3-6。

Q=mB

H03/2

式中：

Q—流量，m3/s

H0—堰上水头，m

B—为堰顶宽度

m—为流量系数，考虑侧收缩后取0.37

2、调洪演算的基本原则

1）除溢洪道以外，其它输水设施（如灌溉涵）均不参与泄洪。

2）起调水位为正常蓄水位，以溢洪道的最大溢流能力泄洪。

3、调洪演算的基本方程

根据水量平衡原理，调洪演算的基本方程为：

0.5（Qi+Qi+1）Δt-0.5（qi+qi+1）Δt＝ΔV＝Vi+1-Vi

式中：

Q―入库流量（m3/s）

q―出库流量（m3/s）

V―库容（万m3）

Δt―计算时段长（s）

i―时段编号

4、调洪演算

根据入库流量过程线、库容曲线和泄流曲线，利用调洪演算的基本方程，采用试算法求得xx水库20年一遇的洪水位为39.93m，10年一遇的洪水位为39.89m，详见表2.3-7。

表2.3-7调洪演算表

频率

P=5%

P=10%

时段

水位

河道

流量

溢洪道

流量

水位

河道

流量

溢洪道

流量

1

39.51

0.19

0.00

39.51

0.23

0.00

2

39.59

1.21

0.07

39.60

1.29

0.08

3

39.77

2.16

0.34

39.76

1.75

0.32

4

39.89

1.10

0.60

39.86

1.03

0.53

5

39.93

0.85

0.68

39.89

0.70

0.60

6

39.93

0.66

0.70

39.89

0.56

0.61

7

39.92

0.56

0.68

39.88

0.46

0.59

8

39.91

0.49

0.64

39.87

0.38

0.55

9

39.89

0.43

0.60

39.85

0.33

0.51

10

39.87

0.38

0.58

39.83

0.29

0.47

图2.3-2　5%水位~流量关系曲线

图2.3-3　10%水位~流量关系曲线

根据现状泄流规模条件下调洪计算结果，水库20年一遇校核洪水调洪后水库最高水位39.93m，低于大坝的坝顶高程40.5m，加上2016年大坝进行过除险加固，汛期时水库满足应急度汛的要求。

2.3.2.5水库抗洪能力的复核

根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2017），抗洪能力复核主要是对水库大坝坝顶高程和溢洪道控制段顶部高程等挡水建筑进行复核。

1、水库大坝顶部高程复核

根据《xx省小型农田水利工程标准化设计图集山塘工程分册》，水库坝顶部高程等于设计洪水位与超高之和，计算式如下：

Z=Z0+RP+A

式中：

Z—水库大坝顶部高程（m）；

Z0—设计洪水位（m）；

RP—波浪爬高0.6m；

A—安全超高0.50m。

经计算，xx水库大坝顶部所需最低高程为40.99m，大坝坝顶现有高程4