CJX水库大坝防洪安全评价doc 41页.docx

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2013年月日导师签名：

2013年月日内容摘要本次毕业设计主要是进行CJX的防洪安全评价，首先确定CJX的防洪标准，再由点暴雨推求净雨过程，用Excel快速算法求出S（k）值确定瞬时单位线，并用求出的瞬时单位线推出时段单位线，然后计算洪水过程，最后用半图解法进行洪水调节计算，确定坝顶高程并与已知的坝顶高程进行比较，得出安全评价和建议。

关键字：

防洪标准瞬时单位线时段单位线洪水调节坝顶高程AbstractThisgraduationdesignismainlyforfloodcontrolsafetyevaluationofCJX,CJXisfirstdeterminedbythefloodcontrolstandard,rainstormofnetrainfallprocess,usingExcelfastalgorithmforS（k）valuetodeterminetheinstantaneousunithydrograph,andcalculatetheinstantaneousunithydrographlaunchunithydrograph,thencalculatethefloodprocess,finallyfloodregulatingcalculationbyagraphicmethodtodeterminethecrestelevation,andcomparedwiththecrestelevationoftheknown,andsuggestedthatthesafetyevaluation.Keywords:

floodcontrolstandardInstantaneousunithydrographUnithydrographFloodregulationCrestelevation前前言言目前我国和世界上大坝失事，是洪水漫坝所造成的。

因此，正确地对大坝防洪安全进行评估和校核，具有十分重要的意义。

洪水漫坝风险是和大坝洪水设计标准紧密联系的。

按我国现行的洪水设计标准对大坝的防洪安全进行分析，从水文角度估算的理论漫坝风险率远大于实际漫坝失事率。

这说明现有大坝通常具有一定的抗洪潜力。

这一抗洪潜力主要来源于两个方面：

由于水文、水力等随机不确定性的影响，导致了设计者在调洪演算过程和泄洪建筑物设计规模、坝顶高程的决策中，留有一定的安全系数；由于工程、管理等模糊不确定性的影响，导致了洪水漫坝风险失事临界限值的模糊化，常使洪水位略超坝顶高程而发生失事事故。

自1949年以来，我国已建成各种坝84837座（1997年统计）。

根据1980年全国普查表明，年平均垮坝率为0.17%，而近期世界大坝的年垮坝率为0.2%0.4%。

水库垮坝后果严重。

列如，1975年河南打谁，洪涝成灾，加之板桥、石漫滩2座大型水库以及2座中型水库、58座小型水库垮坝，大大加重了灾情，致使29个县（市）、1100万亩农田遭受毁灭性灾害，冲毁铁路102km，死亡9万人，直接经济损失100亿元；1963年海河打谁，5座中型水库垮坝，死亡1000多人；1993年青海沟后小

（1）型水库垮坝，死亡320余人。

从灾害学观点，大坝失事灾害时一种特殊的灾害，一经触发后果十分严重。

随着经济社会发展以及城市化进程的加快，人口与财产高度集中，这种事故的后果也会越来越严重。

水工建筑物的特点，不仅表现在投资大、效益大、设计施工复杂，也表现在失事后果严重。

而其本身的存在，就具有事故的风险性。

随着时间的推移，结构老化以及随机性等原因，大坝出现事故难以完全避免。

但是，采取措施减免事故或失事，可将灾害造成的损失减至最小，特别是减少人员的伤亡还是能够做到的。

解决办法就是要严格要求按规程管理。

根据国际大坝委员会（ICOLD）对世界大坝失事的统计，1950年以前坝的失事率为2.2%，19511986年坝的失事率为0.5%，1986年以前的总失事率为1.2%。

20世界70年代，美国垮坝数量也很惊人，经过采取措施，到1980年垮坝率已经降到0.2%。

在我国，近几年由于各方面的努力，垮坝率也在降低。

为降低垮坝率，保证工程安全，必须采取有效的措施。

本次毕业设计是对CJX水库进行安全评价，由于CJX水库1961年2月建成，坝龄年久，所以对其进行安全评价，加强其运行管理并除险加固是减少CJX大坝失事的一个重要因素。

1工程背景工程背景1.1工程基本资料工程基本资料1.1.1工程概况工程概况CJX水库位于HB省SG市PM镇XS村，距SG市35km。

属长江流域涢水水系，坝址以上承雨面积0.52km2，主河道长1.2km，主河道比降25.6。

工程于1961年10月开工兴建，1961年2月基本建成。

是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合利用的小

（2）型水库。

枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成。

各建筑物现状如下：

大坝为粘土心墙代料坝，最大坝高8.93m，坝顶长78m，坝顶宽2.5m；坝顶高程104.18m104.73m，下游河床高程95.66m，心墙顶高程103.09m；上大坝上、下游坡荆棘丛生，上游坡无块石护坡，下游无排水棱体。

溢洪道有2个，分别位于大坝左右坝肩，均为泄水明渠，仅进口段护砌，无消能防冲设施；右溢洪道的进口底部高程102.73m，底宽3.2m；左溢洪道的进口底部高程102.80m，底宽3.2m；溢洪时冲下游农田及坝脚，威胁大坝安全。

输水管有2个，分别位于大坝左、右端。

右输水管进水口形式为分级取水斜卧管，全长7m；平卧管为钢筋混凝土预制圆管，进口底部高程100.76m，全长14m，直径0.20m，设计流量0.15m3/s；左输水管为瓦管，进口底部高程97.27m，出口底部高程96.89m，全长38m，直径0.2m。

水库设计灌溉面积800亩，实灌面积350亩，保护下游200余亩农田和220人的生命和财产安全，防洪安全十分重要。

1.1.2水文气象水文气象CJX水库位于HB省SG市PM镇XS村，属于长江流域涢水水系。

河流中、上游为低山丘陵区，河谷平缓，河流纵坡降较小，两岸多处基岩裸露；水库下游河流逐渐开阔，纵坡比降逐渐减少，地貌形态渐变为低山丘陵区。

该流域属水文第区。

属副热带大陆性季风气候区，气候温和，雨量适当，冬冷夏热，四季分明，无霜期长，严冬酷暑时间短。

流域多年平均气温15.2，最高气温40.8，最低气温-15.1。

多年平均降雨量1102mm，年平均无霜期229d，平均风速2.5m/s，多年平均最大风速15m/s。

1.1.3主要数据主要数据1）流域地理参数流域面积F=0.52，主河道长L=1.2，河道比降J=25.6。

2）点暴雨参数CJX水库所在流域无实测定时段10分钟、1小时、6小时和24小时降雨资料，其点雨量可根据该水库所在流域中心位置查湖北省暴雨径流查算图表和湖北省可能最大暴雨图集中的暴雨参数等值线图，得出点雨量的均值H和变差系数：

10分钟H10=17.8=0.331小时H1=49.7=0.386小时H6=84.5=0.4624小时H24=120.1=0.50设计点雨量，为模比系数，可通过查=3.5皮尔逊型曲线值表或根据Excel软件中的GAMMAINV函数计算得到。

1.1.4计算方法计算方法推求设计洪水可采用湖北省暴雨径流查算图表中介绍的瞬时单位线法。

洪水调节计算采用水能规划课本中介绍的列表试算法或辅助线法。

库容曲线：

表1.1CJX水库库容曲线水位（m）95.0096.0097.0098.00100.07101.00库容（104m3）00.0670.431.092.004.56水位（m）102.00102.55102.75103.35103.85库容（104m3）6.247.307.758.7510.00坝顶高程复核采用小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL18996）或碾压式土石坝施工技术规范（SDJ2181983）中的相关附录公式进行计算（吹程D=480m）。

溢洪道泄流能力按宽顶堰泄流量计算公式计算，相关计算公式及参数选择查水力计算手册选取。

1.2工程分等分级及洪水标准工程分等分级及洪水标准水利水电枢纽工程，应根据其工程规模、效益和在国民经济中的重要性分为五等，其等别按下表1-2的规定确定。

表1.2水利水电枢纽工程的等别工程等级水库治涝灌溉供水水电站工程规模总库容治涝面积（万亩）灌溉面积（万亩）城镇及企业的重要性装机容量大

（1）型10200150特别重要120大

（2）型101.02006015050重要12030中型1.00.106015505中等305小

（1）型0.100.0115350.5一般51小

（2）型0.010.00130.51水库工程水工建筑物的防洪标准应根据其级别按下表1-3的规定确定。

表1.3水库工程水工建筑物的防洪标准水工建筑物级别防洪标准重现期（年）山区、丘陵区平原区滨海区设计校核设计校核混凝土坝、浆砌石坝及其它水工建筑物土坝、堆石坝1100050050002000100050003001002000100025001002000100050002000100501000300310050100050020001000502030010045030500200100030020101005053020200100300200105020由表1.2和表1.3可知，CJX水库属于小

（2）型水库，工程等级为5级选取其设计标准为30年，校核标准为200年，所以设计标准，校核标准。

2瞬时单位线方法推求洪水瞬时单位线方法推求洪水2.1暴雨参数暴雨参数2.1.1点雨量点雨量CJX水库所在流域无实测定时段10分钟、1小时、6小时和24小时降雨资料，其点雨量可根据该水库所在流域中心位置查湖北省暴雨径流查算图表和湖北省可能最大暴雨图集中的暴雨参数等值线图，得出点雨量的均值H和变差系数：

10分钟H10=17.8=0.331小时H1=49.7=0.386小时H6=84.5=0.4624小时H24=120.1=0.50设计点雨量、校核点雨量，为模比系数，可通过查=3.5皮尔逊型曲线得出表2.1值：

表2.1各时段值P设计（P=3.