水库工程设计书doc32版.docx
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水库工程设计书doc32版
新泰市翟镇榆山水库
工程设计书
工程规模：
小〔二〕型
建设性质：
新建
海阳市水利勘测设计院
二○一四年二月
新泰市翟镇榆山水库
工程设计书
批准：
鲁世之
审查：
王吉贤
工程负责人：
王永森
主要参加者：
赵一宁
李亚运
陈卫平
海阳市水利勘测设计院
二○一四年二月
目
录
1
综合说明..............................................................................................................
2
工程概况....................................................................................................
2
依据的主要标准、规程及相关文件..............................................................
2
工程规模等级与地震烈度设防标准..............................................................
3
设计洪水与调洪结果...................................................................................
3
2
水文
..................................................................................................................
4
流域自然地理概况......................................................................................
4
设计洪水计算.............................................................................................
4
水位～面积、水位～库容曲线图.......................................................................
10
3
工程地质............................................................................................................
11
自然地理与地质概况.........................................................................................
11
4
设计依据、标准.................................................................................................
12
设计依据.................................................................................................
12
设计标准................................................................................................
13
地震设防烈度..........................................................................................
13
水库特征指标..........................................................................................
13
枢纽工程总体布置...................................................................................
14
5
大坝设计...........................................................................................................
15
标准采用及运用条件................................................................................
15
大坝设计根本要求...................................................................................
15
6
溢洪道工程设计.................................................................................................
24
工程布置.................................................................................................
24
7
放水洞工程设计.................................................................................................
24
放水洞工程设计......................................................................................
24
8
施工方法...........................................................................................................
24
9
工程概算...........................................................................................................
25
编制说明.................................................................................................
25
工程投资概算表......................................................................................
27
综合说明
工程概况
工程位置
翟镇榆山水库枢纽工程位于新泰市榆山社区。
根本情况
该水库控制流域面积2，流域长度为，干流坡度为
。
该水库建成后，总库容为万m3，兴利库容为万m3，死库容为万m3，校核水位为，设计水位为，兴利水位为
。
依据的主要标准、规程及相关文件
主要文件
（山东省小型水库洪水核算方法〔试行〕。
（依据的主要标准、规程
（1〕?
水利水电工程初步设计报告编制规程?
〔DL5021—93〕。
（2〕?
水利水电工程等级划分及洪水标准?
〔SL252—2000〕。
（3〕?
小型水利水电工程碾压式土石坝设计导那么?
〔SL189—96〕。
（4〕?
砌石坝设计标准?
〔SL25-2006〕。
（5〕?
溢洪道设计标准?
〔SL253—2000〕
（6〕?
中小型水利水电工程地质勘察标准?
〔SL55-2005〕
（7〕?
水库工程管理设计标准?
（SL106-96）
（8〕?
砌体结构设计标准?
〔GB50003—2001〕。
（9〕?
水工挡土墙设计标准?
〔SL379—2007〕。
（10〕?
水工建筑物抗震设计标准?
〔SL203—97〕。
（11〕?
水利水电工程施工组织设计标准?
〔SL303—2004〕。
工程规模等级与地震烈度设防标准
工程规模、等别及建筑物级别
3
翟镇榆山水库总库容为万m，根据?
水利水电工程等级划分及
洪水标准?
，该水库工程等别为Ⅴ等，大坝、溢洪道、放水洞等主要建筑为
5级建筑物，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。
设计洪水标准
根据工程的重要性及标准规定，翟镇榆山水库设计洪水重现期为20年
一遇，校核洪水重现期为200年一遇，溢洪道消能防冲设计标准为10年一
遇。
地震烈度
据?
中国地震动参数区划图?
〔GB18306-2001〕，该区地震动峰值加速度，相应地震根本烈度为7度。
设计洪水与调洪结果
本次工程设计洪水的计算方法依据“山东省小型水库洪水核算方法〔试
行〕〞规定的方法计算。
计算结果见表1-1、1-2：
翟镇榆山水库设计洪水成果表
表1-1
洪水指标
单位
P=5.0%
P=1.0%
洪峰流量
3
m/s
最大24小时洪水总量
3
万m
翟镇榆山水库调洪演算成果表
表1-2
工程
设计频率
P=5.0%
P=1.0%
3
设计入库洪峰流量〔m/s〕
最高洪水位〔m〕
最大库容〔万方〕
3
最大泄量〔m/s〕
2水文
流域自然地理概况
翟镇榆山水库枢纽工程位于新泰市翟镇榆山社区。
该水库控制流域面
积2，流域长度为，干流坡度为。
水库流域属暖温带大陆性季风型气候区，四季清楚。
流域多年平均降
雨量为，降水量年际变化较大，最大降水量为〔1964年〕，
最小年降水量为
〔1989
年〕；年内分配不均，其中
6—9
月降水量
占全年的
75%左右，形成春旱夏涝秋后又旱的局面。
流域气温在
—
℃之间，多年平均气温为℃。
春、夏、秋三季以东南风为主风向，
冬季以西南风和北风为主风向，多年平均最大风速14m/s。
设计洪水计算
防洪标准
根据国家标准?
防洪标准?
〔GB50201—94〕及水利部?
水利水电工程
等级划分及洪水标准?
〔SL252—2000〕，该水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物
为5级，次要建筑物为5级。
正常运用〔设计〕洪水标准20年一遇，非常运用〔校核〕洪水标准200年一遇。
设计洪水推求
、计算依据
1〕水利部?
水利水电工程设计洪水计算标准?
〔SL44-2006〕。
2〕?
山东省小型水库洪水核算方法?
〔试行〕
计算方法
本次水库除险加固设计洪水计算，采用?
山东省小型水库洪水核算
方法?
〔试行〕进行计算。
计算参数
翟镇榆山水库流域面积为2，自工程地点沿主河道量至分水岭得
最大流程L为，相应于该河道的平均比降J为。
设计洪水推求
1〕流域特征参数的计算
经计算得：
F2/5，J1/3
流域特征综合参数：
k=L/（J1/3F2/5）＝
2〕设计暴雨量的计算
根据?
山东省小型水库所在县暴雨统计参数分析成果?
〔山东省水文水
资源勘测局〕附表1查得：
新泰市多年平均最大24小时降雨量H24=100mm。
新泰市多年平均最大24小时降雨量变差系数。
采用，应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线KP值表查得各频率KP值，并按下式计算各频率24小时降雨量H24P%：
H24P%=KP·H24
式中：
H24P%—某频率24小时降雨量〔mm〕；
H24—多年平均最大24小时降雨量〔mm〕；
KP—模比系数，应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线
KP值表查得。
经计算，设计暴雨量计算成果见表2—1。
表2—1设计暴雨量计算成果表
设计频率
H24〔mm〕
KP
H24P%〔mm〕
P=5.0%
100
222
P=0.5%
100
368
〔3〕单位面积最大洪峰流量的计算
经量算该工程地点以上流域比降为，根据“?
山东省小型水库洪水核算方法?
〔试行〕〞中对于山区和丘陵的划分要求，确定该流域属于山区。
根据流域综合特征参数及各频率24小时降雨量值，查“?
山东省小型
水库洪水核算方法?
〔试行〕〞中泰沂山南山区qm～H24～K关系曲线得单位面
积最大洪峰流量qm，计算结果见表2—2。
4〕最大洪峰流量的计算
Qm=qm·F
3
式中：
Qm—最大洪峰流量〔m/s〕；
q
m—单位面积最大洪峰流量〔
3
2
m/（s·km）〕；
2
F—流域面积〔km〕。
最大洪峰流量计算成果见表2—2。
表2—2
最大洪峰流量计算成果表
设计频率
P=5.0%
P=0.5%
3
2
qm〔m/（s
·km）
2
F〔km〕
3
Qm〔m/s〕
〔5〕洪水总量的计算
1〕洪水总量计算
以设计标准的最大24小时暴雨量H24P%的75%，加上前期影响雨量Pa，
查P+Pa～hR降雨径流关系曲线求出净雨hR，再以净雨hR乘上流域面积F即得到洪水总量W：
hR×F
其中，前期影响雨量Pa取40mm。
各频率洪水总量计算成果见表2—3。
表2—3
设计频率
P〔mm〕
P+Pa〔mm〕
hR〔mm〕
2
F〔km〕
3
W〔万m〕
洪水总量计算成果表
P=5%P=0.5%
2〕洪水过程计算
洪水过程按三角形计算，洪水历时T〔即三角形过程的底宽〕按下式计
算：
T=W/〔1800·Qm〕
3
式中：
W—洪水总量〔万m〕；
3
Qm—最大洪峰流量〔m/s〕；
T—洪水历时〔h〕。
涨洪历时为三分之一T，即最大洪峰Qm出现在三分之一T的地方。
计算成果见表2—4。
表2—4
洪水过程计算成果表
设计频率
P=5%
P=0.5%
3
W〔万m〕
m3
Q〔m/s〕
T〔h〕
T/3〔h〕
调洪计算
1、水库水位～库容～泄量关系
翟镇榆山水库溢洪道为无闸控制开敞式，溢洪道底宽，设计堰顶
高程为。
根据“?
山东省小型水库洪水核算方法?
〔试行〕〞中对小
型水库溢洪道泄量的计算要求，翟镇榆山水库溢洪道泄量可采用以下简化
公式进行计算。
QMBh3/2
式中：
M—流量系数，；
B—溢洪道宽度〔m〕；
—溢洪道堰顶以上的水深〔m〕。
翟镇榆山水库水位～库容～泄量关系见表2—5。
表2—5
翟镇榆山水库水位～库容～泄量关系
水位〔m〕
3
3
3
库容〔万m〕
调洪库容〔万m〕
泄量〔m/s〕
0
0
2、调洪演算
翟镇榆山水库是一座无闸控制开敞式溢洪道的小型水库，调洪演算可
采用?
山东省小型水库洪水核算方法?
〔试行〕中的图解法进行。
本次设计
调洪演算起调水位取溢洪道底高程，即起调水位为
。
调算过程见图2—1，各频率调洪演算成果见表
2—6。
表2—6
调洪演算计算成果表
设计频率
P=5%
P=0.5%
3
最大下泄流量〔m/s〕
4
3
调洪库容〔10m〕
4
3
库容〔10m〕
最高水位〔m〕
由表2-6看出，翟镇榆山水库
20年一遇设计洪水位
，最大下
3
泄流量为/s，200年一遇校核洪水位，最大泄流量
3
/s。
图2—1调洪演算图
水位～面积、水位～库容曲线图
图2—2水位～面积、水位～库容曲线图
工程地质
自然地理与地质概况
1、地形地貌
翟镇榆山水库属山区地形地貌，山势陡峭。
2、地层岩性
库区内出露地层主要有新生界第四系冲洪积地层，颗粒较粗，岩性以
砾砂为主，分布于河流底部，厚度约为～左右。
其下底部为花岗
岩，强风化厚度约～左右，坝址两岸出露岩性亦为花岗岩。
3、水文气象
该区属暖温带大陆性季风型气候，四季清楚，流域内多年平均降雨量
743mm，历年最大降雨量1453mm，最小降雨量，多年24小时平均
降雨量100mm，最高气温度，最低度，该区最大冻土深度为。
4、地质构造与地震
库区内断裂构造带不发育，区域构造相对稳定。
据?
中国地震动参数
区划图?
〔GB18306-2001〕该区地震动峰值加速度，相应地震根本烈
度为7度。
5、水文地质条件：
该区地下水按含水层岩性及其埋藏条件分为基岩风化裂隙水和第四系
松散岩类孔隙潜水二种类型，基岩裂隙水主要埋藏于岩石表层风化裂隙和
构造裂隙中，接受大气降水及地表库水补给，含水量较少，水质良好，向
河流下游和沟谷低洼处排泄。
第四系松散岩类孔隙水分布于山间河床和冲沟内的冲洪积松散层中，
接受大气降水及地表库水补给，水量丰富，向河流下游排泄，水质良好，
对混凝土无腐蚀性。
设计依据、标准
设计依据
、有关标准、规程
1、?
水利水电工程初步设计报告编制规程?
〔DL5021—93〕；
2、?
防洪标准?
〔GB50201—94〕；
3、?
水利水电工程等级划分及洪水标准?
〔SL252—2000〕；
4、?
水利水电工程设计洪水计算标准?
〔SL44—2006〕；
5、?
水闸设计标准?
〔SL265—2001〕；
6、?
碾压式土石坝设计标准?
〔SL274—2001〕；
7、?
溢洪道设计标准?
〔SL253—2000〕；
8、?
小型水利水电工程碾压式土石坝设计导那么?
〔SL189—96〕；
9、?
水工建筑物荷载设计标准?
〔DL5077—1997〕；
10、?
水工建筑物抗震设计标准?
〔SL203—97〕；
11、?
水利水电工程钢闸门设计标准?
〔SL74—95〕；
12、?
水利水电工程启闭机设计标准?
〔SL41—93〕；
13、?
中国地震动参数区划图?
〔GB18306—2001〕；
14、?
水库工程管理设计标准?
〔SL106—96〕；
15、?
水利水电工程施工组织设计标准?
〔SL303—2004〕；
16、?
环境影响评价技术导那么—水利水电工程（2003年
7月公布，
HJ/T88-2003）?
；
17、?
水利建设工程经济评价标准?
〔SL72—94〕；
18、?
水土保持综合治理技术标准?
〔GB/T16453—96〕；
19、?
水工建筑物抗冰冻设计标准?
〔SL211-2006〕。
20、?
水利水电工程地质勘察标准?
〔GB50287-99〕
21、?
中小型水利水电工程地质勘察标准?
〔SL55-2005〕
22、山东省小型水库洪水核算方法〔试行〕
、勘探测量资料
坝址区地形图〔1/10000〕；实测枢纽工程1:
1000地形图；
水文气象数据
水库流域多年平均气温℃，历年最高气温℃，历年最低气温
为℃。
多年平均降雨量743mm，最大年降雨量1453mm，最小年降雨量。
多年平均径流深200mm，多年平均最大风速14m/s；设计采用风速14m/s。
设计标准
1、防洪标准
根据工程的重要性及标准规定，翟镇榆山水库设计洪水重现期为20年
一遇，校核洪水重现期为200年一遇，溢洪道消能防冲设计标准为10年一
遇。
2、、控制运用
水库泄洪采用无闸控制的开敞式溢洪道。
3、、消能防冲标准
依据?
水利水电工程等级划分及洪水标准?
〔SL252—2000〕的规定，
溢洪道消能防冲设计洪水标准为10年一遇。
地震设防烈度
据?
中国地震动参数区划图?
〔GB18306-2001〕，该区地震动峰值加速
度，相应地震根本烈度为7度。
水库特征指标
翟镇榆山水库特征指标详见表5-1。
翟镇榆山水库特征指标表
表5-1
工程
单位
建成后
流域面积
2
km
死水位
m
兴利水位
m
水位
设计洪水位P=5%
m
校核洪水位
m
防洪高水位P=0.5%
m
频率P=5.0%
3
泄量
m/s
频率P=0.5%
3
m/s
死库容
4
3
10m
兴利库容
4
3
库容
10m
调洪库容
4
3
10m
总库容
4
3
10m
枢纽工程总体布置
水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水洞组成。
大坝坝型为粘土心墙坝
坝，坝后新建排水体，溢洪道位于大坝左侧，放水洞位于大坝桩号0+104
处，为φ250PE管，坝后φ250闸阀控制,新建闸阀室。
大坝设计
标准采用及运用条件
1、标准采用
大坝按照?
小型水利水电工程碾压式土石坝设计导那么?
〔SL189-96〕
进行设计。
2、运用条件
大坝设计条件分为正常运用和非常运用两种条件：
（一）正常运用条件情况
1．水库水位处于设计洪水位、正常蓄水位以及死水位之间所形成的稳
定渗流期；
2．水库水位在设计洪水位、正常蓄水位以及死水位之间的经常性的正
常降落。
〔二〕非常运用条件
1．校核洪水位情况；
2．正常运用条件遇地震。
大坝设计根本要求
坝顶高程计算
1、坝顶超高计算
〔1〕波浪爬高计算
1〕根本数据
①水位：
兴利水位为，设计洪水位〔P=5.0%〕为，校核洪水位〔P=0.5%〕为。
②风速：
坝址处多年平均最大风速为。
根据?
小型水利水电工程碾压式土石坝设计导那么?
〔SL189—96〕规定，正常运用情况下，采用多年平均最大风速的倍，即×＝，非常运用条件下，取多年平均最大风速。
③风区长度：
风区长度由1/10000地形图上量算。
④水域平均水深：
设计情况下Hm＝，校核情况下，Hm＝。
2〕波浪要素计算
波浪要素按照莆田实验站公式进行计算：
ghm
0.13th0.7gH
W2
W
gD
0.7
0.0018
2
m
th
W
2
0.7
gHm
0.13th0.7W2
Tmm
2
Lm=gTm/（2
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