水库工程设计书范本.docx
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水库工程设计书范本
新泰市翟镇榆山水库
工程设计书
项目规模：
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
项目负责人：
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
1综合说明
1.1工程概况
1.1.1工程位置
翟镇榆山水库枢纽工程位于新泰市榆山社区。
1.1.2基本情况
该水库控制流域面积1.21km2，流域长度为1.19km，干流坡度为0.038m/m。
该水库建成后，总库容为13.37万m³，兴利库容为8.24万m³，死库容为1.03万m³，校核水位为211.11m，设计水位为210.86m，兴利水位为209.50m。
1.2依据的主要规范、规程及相关文件
1.2.1主要文件
山东省小型水库洪水核算办法（试行）。
1.2.2依据的主要规范、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则》（SL189—96）。
（4）《砌石坝设计规范》（SL25-2006）。
（5）《溢洪道设计规范》（SL253—2000）
（6）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）
（7）《水库工程管理设计规范》（SL106-96）
（8）《砌体结构设计规范》（GB50003—2001）。
（9）《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）。
（10）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）。
（11）《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）。
1.3工程规模等级与地震烈度设防标准
1.3.1工程规模、等别及建筑物级别
翟镇榆山水库总库容为13.37万m3，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。
1.3.2设计洪水标准
根据工程的重要性及规范规定，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。
1.3.3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0.10g，相应地震基本烈度为7度。
1.4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办法（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
m3/s
36.87
58.52
最大24小时洪水总量
万m3
15.88
28.58
翟镇榆山水库调洪演算成果表
表1-2
项目
设计频率
P=5.0%
P=1.0%
设计入库洪峰流量（m3/s）
36.87
58.52
最高洪水位（m）
210.86
211.11
最大库容（万方）
12.67
13.37
最大泄量（m3/s）
29.0
36.87
2水文
2.1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1.21km2，流域长度为1.19km，干流坡度为0.038m/m。
水库流域属暖温带大陆性季风型气候区，四季分明。
流域多年平均降雨量为743.0mm，降水量年际变化较大，最大降水量为1453.0mm（1964年），最小年降水量为443.7mm（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-21.6—39.5℃之间，多年平均气温为12.6℃。
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。
2.2设计洪水计算
2.2.1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。
2.3.2设计洪水推求
1、计算依据
（1）水利部《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）。
（2）《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）
2.3.3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办法》（试行）进行计算。
2.3.4计算参数
翟镇榆山水库流域面积为1.21km2，自工程地点沿主河道量至分水岭得最大流程L为1.19km，相应于该河道的平均比降J为0.038m/m。
2.3.5设计洪水推求
（1）流域特征参数的计算
经计算得：
F2/5=1.079，J1/3=0.336
流域特征综合参数：
k=L/（J1/3F2/5）＝3.278
（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2007.10.9）附表1查得：
新泰市多年平均最大24小时降雨量=100mm。
新泰市多年平均最大24小时降雨量变差系数Cv=0.61。
采用Cs=3.5Cv，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·
式中：
H24P%—某频率24小时降雨量（mm）；
—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
P=5.0%
P=0.5%
（mm）
100
100
KP
2.22
3.68
H24P%（mm）
222
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0.038m/m，根据“《山东省小型水库洪水核算办法》（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办法》（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
式中：
Qm—最大洪峰流量（m3/s）；
qm—单位面积最大洪峰流量（m3/（s·km2））；
F—流域面积（km2）。
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%
qm（m3/（s·km2）
30.47
48.36
F（km2）
1.21
1.21
Qm（m3/s）
36.87
58.52
（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：
W=0.1hR×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洪水总量计算成果表
设计频率
P=5%
P=0.5%
P（mm）
166.5
243.4
P+Pa（mm）
206.5
283.4
hR（mm）
131.23
204.91
F（km2）
1.21
1.21
W（万m3）
15.88
28.58
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）
式中：
W—洪水总量（万m3）；
Qm—最大洪峰流量（m3/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%
W（万m3）
15.88
28.58
Qm（m3/s）
36.87
58.52
T（h）
2.39
2.71
T/3（h）
0.80
0.91
2.3.6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12.0m，设计堰顶高程为209.50m。
根据“《山东省小型水库洪水核算办法》（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。
式中：
M—流量系数，M=1.50；
B—溢洪道宽度（m）；
h—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）
库容（万m3）
调洪库容（万m3）
泄量（m3/s）
209.50
9.29
0
0
210.00
10.24
0.95
6.36
210.50
11.65
2.36
18.00
211.00
13.06
3.77
33.07
211.50
14.48
5.19
50.92
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办法》（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209.50m。
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%
最大下泄流量（m3/s）
29.00
36.87
调洪库容（104m3）
3.38
4.08
库容（104m3）
12.67
13.37
最高水位（m）
210.86
211.11
由表2-6看出，翟镇榆山水库20年一遇设计洪水位210.86m，最大下泄流量为29.00m3/s，200年一遇校核洪水位211.11m，最大泄流量36.87m3/s。
图2—1调洪演算图
2.3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
3工程地质
3.1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1.0～2.0m左右。
其下底部为花岗岩，强风化厚度约2.0～2.5m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，四季分明，流域内多年平均降雨量743mm，历年最大降雨量1453mm，最小降雨量443.7mm，多年24小时平均降雨量100mm，最高气温39.5度，最低-21.6度，该区最大冻土深度为0.50m。
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0.10g，相应地震基本烈度为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。
4设计依据、标准
4.1设计依据
4.1.1、有关规范、规程
1、《水利水电工程初步设计报告编
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