某水库初设报告.docx
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某水库初设报告
附图：
序号
图名
图号
1
枢纽平面布置图
和平-初设-01
2
大坝横剖面图
和平-初设-02
3
灌浆平面布置图
和平-初设-03
4
大坝灌浆孔位孔深图
和平-初设-04
5
监测设施平面布置图
和平-初设-05
6
监测设施大样图
和平-初设-06
7
溢洪道纵、横剖面图
和平-初设-07
8
放水设施纵、横剖面图
和平-初设-08
1综合说明
1.1工程概述
****位于重庆市****，是一座以农田灌溉为主的小
（2）型水库。
水库设计灌溉面积1921亩，有效灌溉面积为1760亩；担负着周边3个村10个生产队的人畜饮水任务。
坝址距羊石镇约9公里，，无公路与坝址相通，交通条件差。
水库坝址控制流域面积2.05km2，主河道长2.6km，河道平均比降13‰。
水库大坝为均质土坝，坝址处河床海拔高程为309.64m，现状大坝坝顶高程322.20m，最大坝高12.58m，坝顶宽2.0m，坝顶长141m。
水库正常蓄水位为319.61m，相应库容为55万m3；设计洪水位为320.69m，相应库容为71.0万m3；校核洪水位为321.29m，相应库容为81.0万m3。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，本工程属Ⅴ等工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。
水库设计洪水重现期为20年，相应洪水总量为28.1万m3，洪峰流量22.7m3/s，溢洪道下泄流量为4.66m3/s；校核洪水重现期为200年，相应洪水总量为43.9万m3，洪峰流量36.1m3/s，溢洪道下泄流量为7.36m3/s。
工程地处亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，据据江津气象局1955年～2008年观测资料统计，多年平均气温为18.3℃，极端最高气温41.3℃，最低为-2.3℃。
江津南北温差大，南部山区较北部丘陵区年均气温偏低3～5℃；多年平均降水量为1013.4mm，年际年内分配不均，最大年降水量为1267.2mm，最少年降水量为663.8mm；多年平均蒸发量为1094.1mm；多年平均风速2.9m/s，多年平均最大风速18m/s。
1.2工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论
1.2.1已成工程现状
****主要由大坝、溢洪道及放水设施组成。
****为均质土坝，坝顶高程322.20m，最大坝高12.58m，坝顶宽2.0m，底宽46.06m，坝轴线长141m。
水库动工前无详细的地质勘探工作，亦无正规设计图纸及竣工验收资料，根据****“三查三定”资料和2011年现场踏勘实测：
坝顶未设防护路面；上下游坝坡均为1:
1.75，坡面未衬护，杂草丛生，上游坝坡正常蓄水位线高程319.61m附近有明显浪蚀现象（高度0.3m），局部有垮塌现象；下游无排水棱体，坝坡有变形迹象；坡面杂草丛生，水库在正常蓄水位运行时，坝体无明显渗漏现象。
溢洪道位于左坝肩，为表孔开敞式溢洪道，溢流堰型为无坎宽顶堰，无闸门控制。
溢洪道由进水渠段、收缩段及泄槽段组成。
进水渠底高程319.61m,与坝轴线夹角为54.7°，长45m，宽6.0m，进水渠上部设一人行桥，桥面宽1.6m。
进水渠后为陡坡收缩段，收缩段长10.0m，宽6.0m～5.0m，坡度为1：
11.14；收缩段后接泄槽段，泄槽段长118.0m，宽5.0m，泄槽段坡度为1：
11.14，泄槽段后接下游河床。
溢洪道边墙仅进水渠右岸及左岸进口部分为浆砌石挡墙，其余均为开挖边坡未作衬砌处理，坡比1:
0.5，已多处垮塌。
溢洪道底板未衬砌，经多年运行后，淤积严重，底板凹凸不平，杂草丛生。
溢洪道下游无消能防冲设施。
****放水设施为涵卧管，位于大坝右岸。
涵管进口底板高程315.36m，最大放水流量0.338m3/s。
放水卧管长61.0m，净空尺寸为0.35m×0.30m（宽×高），采用M7.5浆砌条石砌筑，卧管壁厚0.25m，底厚0.6m，卧管设13个取水孔，取水孔孔径D=0.5m，取水卧管后接涵管，涵管穿过右坝端，长73.0m，涵管净空尺寸为0.6m×0.9m，采用M7.5浆砌条石砌筑，涵管壁厚0.30m，底厚0.6m。
1.2.2工程存在的问题
根据大坝安全评价报告及现场检查，****存在以下问题：
（1）上游坡面未衬护，坝坡正常蓄水位线高程319.61m附近有明显浪蚀现象（高度0.3m），局部有垮塌现象；
（2）下游坝坡有隆起变形迹象，坡面杂草丛生，水库在正常蓄水位运行时，坝体无明显渗漏现象；
（3）下游坝脚无排水棱体；
（4）大坝顶宽2.0m，不满足现行规范法要求；
（5）溢洪道边墙仅进水渠右岸及左岸进口部分为浆砌石挡墙，其余均为开挖边坡未作衬砌处理，坡比1:
0.5，已多处垮塌；
（6）溢洪道底板未衬砌，经多年运行后，淤积严重，底板凹凸不平，杂草丛生；
（7）溢洪道下游无消能防冲设施；
（8）现场检查发现下游坝坡涵管出口处有集中渗漏点；
（9）大坝为均质土坝，无排水棱体；大坝上游坝坡坡度较陡；大坝清基不彻底，坝基存在裂隙型渗漏
1.2.3大坝安全评价结论
通过对****大坝枢纽工程的现场检查和对大坝防洪标准、结构安全、渗流安全、抗震安全以及工程质量和运行管理等复核和分析，****大坝安全综合评价如下：
（1）****施工质量欠佳，工程运行中30年后暴露出一些质量缺陷，本次评价认为工程质量基本合格。
根据水库大坝运行、维护和监测水平的现状，****大坝运行管理评价为差。
（2）本工程防洪标准复核，大坝采用20年一遇洪水标准设计，采用200年一遇洪水标准校核，符合国家现行规范要求，但现状溢洪道不能下泄设计洪水，****大坝实际抗洪能力不能满足国家现行规范要求。
故大坝抗洪安全性级别为C。
（3）本工程近库坝岸稳定。
在各种运行工况下，大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数值均小于规范要求最小安全值，大坝处于非稳定状态。
故大坝结构安全性级别为Ｃ。
（4）****大坝坝体浸润线较高，渗透坡降大于临界渗透坡降下限，存在渗透破坏的可能。
两坝肩接触带渗漏，故渗流安全等级为Ｃ级。
（5）****区域构造稳定，坝址区地震基本烈度为Ⅵ，根据规范规定水库枢纽工程可不进行抗震复核计算，视为满足抗震规范要求，故抗震安全性级别为A。
综合各项安全性级别，****安全分级中有1项A、3项C，根据《水库大坝安全评价导则》第9.3.2条大坝安全分类标准的相关规定，****为三类坝，属病险水库。
1.2.4除险加固的意见和建议
（1）加高培厚坝体，放缓大坝上、下游边坡，加强大坝上、下游护坡，增设游排水棱体，保证排水通畅，增设下游排水沟；
（2）加强坝基防渗处理；
（3）加强溢洪道整治，消除泄洪不利因素，以利于洪水安全下泄。
清除溢洪道底板淤泥及垃圾，增加溢洪道底板及边墙衬护，增设下游消力池；
（4）整治放水涵卧管，确保放水设施正常运行：
（5）新修管理用房；
（6加强工程管理，建立必要的工程管理及观测设施；
（7）增设必要的坝体渗漏、稳定监测设施和管理用房、设施；
（8）大坝未整治前需限制水库水位运行，确保大坝安全。
1.3除险加固的必要性
（1）农业综合开发的需要
****灌区是重庆市江津区重要的农业生产区，灌区内农业生产条件较好，区位优势突出，市场前景广阔。
由于受传统式农业生产的束缚，粮食生产占主导地位，农业综合产值不高，农村经济仍然贫困落后，要改变贫穷落后状况，发展农村经济，就应调整农村结构和种植业结构及进行农业综合开发，依靠西部大开发的国家退耕还林优惠政策和先进的农业科学技术，充分挖掘水土、人力和农业生产潜力，不断提高农业综合生产能力和综合效益，加快传统农业向现代农业转换步伐，促进农业商品经济发展，尽早脱贫致富，实现小康。
农业综合开发要有良好的水利基础条件，渝南丘陵区旱象频繁，旱灾对综合农业生产的影响格外突出。
据气象资料和灾情统计，基本是年年遇不同程度的干旱，旱象的发生往往具有夏伏连旱和连续二至三年及冬干接春旱的特点。
干旱造成溪沟断流、山塘干枯，人、畜饮水相当困难，粮食减产约54.8%。
农谚说：
“春旱续夏旱，秋旱接冬干，十年就有九年旱，最怕伏旱连秋旱”。
旱灾已成为综合农业生产可持续发展的严重制约因素。
由于江津区****大坝坝高不够，水库抗洪能力不足；坝基渗漏；坝体存在安全隐患，为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全，汛期需限制水位运行，减少了水库蓄水量，使水库难以起到抵御旱灾、确保综合农业稳产丰收的作用。
因此，必须对****病险进行工程整治，充分发挥其灌溉、抗旱功能。
（2）治病除险、保护人民生命财产安全的需要
****由于工程建设过程处在特定的历史时期，以当地群众性施工为主，土料填筑部分为人力带石滚平碾碾压，整个施工过程中缺乏必要的不同高程不同部位碾压取样的检测、试验资料，因此，施工中难于控制、改进土坝施工质量。
水库大坝坝体存在安全隐患，安全评价为不安全的三类坝，属病险水库大坝。
（3）缓解供需矛盾、充分发挥工程效益的需要
****由于大坝安全性低，每年汛期需限制水位运行，减少了水库蓄水量，使水库难于充分发挥蓄水功能，工程供水能力低下，一有干旱，特别是伏旱，往往产生农业灌溉、农村人畜饮水等供需水间难以协调平衡的矛盾，争水、抢水等水事纠纷不断，影响生产、工作、学习和社会稳定。
综上所述，为了给江津区****灌区创造良好的水利基础条件，抵御旱灾，调整农村产业结构和种植业结构，发展“三高”农业和第三产业，增强农业综合生产能力和综合效益。
保证大坝的整体稳定和水库防洪安全，从而确保下游国家和人民生命财产安全，更好地发挥水库蓄水兴利功能，充分利用水资源，增加灌溉、供水效益，对****进行彻底整治加固建设是非常必要和迫切的。
1.4主要建设内容和规模
（1）工程整治任务
由于****大坝不稳，溢洪道不满足规范要求，放水设施渗漏，为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全，必须对****工程病险进行彻底的整治，以满足设计和现行规程规范的要求，从而确保下游国家和人民生命财产安全，更好地发挥水库蓄水兴利功能，充分利用水资源，增加灌溉和供水效益。
（2）水库规模
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，规模以总库容确定，****整治后总库容为81万m3，水库规模仍属小
（2）型。
1.5除险加固工程投资
1.5.1项目划分和编制方法
（1）编制设计概算采用的定额及有关规定
①编制设计概算采用有关规定及依据
a、重庆市水利局、重庆市发展和改革委员会，关于发布《重庆市水利建筑工程预算定额》《重庆市水利工程施工机械台时费定额》及《重庆市水利工程设计概（估）算编制规定》的通知（渝水基[2005]56号）。
b、重庆市水利局关于执行《重庆市水利工程设计概（估）算编制规定》有关问题的补充通知（渝水基[2006]31号）。
②编制设计概算采用的定额
建筑工程：
重庆市水利局、重庆市发展和改革委员会，渝水基[2005]56号发布的《重庆市水利建筑工程预算定额》《重庆市水利工程施工机械台时费定额》。
（2）基础资料
①人工预算单价
根据《重庆市水利工程设计概（估）算编制规定》（渝水基[2005]56号）的规定计算，该工程人工预算单价为：
工长5.82元/工时、高级工5.38元/工时、中级工4.64元/工时、初级工2.54元/工时。
②材料预算价格
本工程的材料预算价格按二0一一年二月份江津区市场信息价格计算，其主要材料预算价格详见表9.2-1。
1.5.2其他编制依据和原则
（1）设计提供的工程量及施工方法。
1.5.3设计概算结果
本工程概算总投资364.98万元。
其中：
建筑工程228.6万元；机电设备及安装工程18.5万元；施工临时工程23.7万元；独立费用63.02万元；基本预备费16.69万元；建设及施工场地征用费5.47万元；水土保持工程5万元；环境保护工程4万元。
1.6施工工期
根据工程布置特点及业主资金筹措计划，以及施工方法研究，确定本工程总工期6个月，主体工程从第一年10月动工至第二年3月完工，工期6个月。
第一年11月初至12月底完成水库上游坝坡削坡、下游坝坡培厚、下游干砌块石棱体砌筑、浆砌块石镇脚砌筑、放水设施整治；第二年1月初至3月底完成上游面预制六棱块安装、坝基帷幕灌浆、下游C20砼格构护坡、坝顶硬化、溢洪道整治；第二年3月底关闭放水涵管，水库开始蓄水；4月底水库蓄水至正常蓄水位319.61m，按正常状态进行水库调度投入使用。
1.7结论与建议
****病险工程整治加固后，水库可达到正常调节蓄水能力，减少弃水损失，可较好地利用水资源，充分发挥灌溉、供水效益，增加水库经济收入，为水库管理和维护提供一定的财源。
工程具有较好的自然和整治建设条件，枢纽建筑物病险整治可就地取材，单一易建，施工期短，见效较快，对促进羊石镇周边区域社会经济的发展将发挥重要的作用。
由于工程承担灌溉、农村人畜饮水任务，建议管理单位应严格执行水环境保护法和水污染防治法的有关规定，保护好工程区水环境，保持供水水质良好。
主要工程特性表
序号
项目
单位
数量
备注
1
坝址以上集雨面积
Km²
2.05
2
多年平均降雨量
mm
1013.4
3
校核洪峰流量
m3/s
36.1
4
设计洪峰流量
m3/s
22.7
5
正常蓄水位
m
319.61
6
设计洪水位
m
320.69
（P=5.0%）
7
校核洪水位
m
321.31
（P=0.5%）
8
总库容
万m3
81.0
9
正常蓄水位库容
万m3
55.0
10
调洪库容
万m3
26.0
11
坝顶高程
m
322.22
均质土坝
12
最大坝高
m
12.5
13
坝顶长度
m
156.35
坝顶宽3.0m
14
上游边坡坡比
1:
2.5
15
下游边坡坡比
1：
2.0、1:
1.50、
从上至下
16
溢洪道进口高程
m
319.61
开敞岸坡式
17
溢洪道长度
m
163.45
18
消能方式
底流消能
19
设计泄洪流量
m3/s
4.66
20
校核泄洪流量
m3/s
7.36
21
卧管孔口孔径
m
0.3
22
涵管尺寸
m
0.5m×0.8m
宽×高
23
卧管尺寸
m
0.5m×0.8m
宽×高
24
设计灌溉面积
亩
1921
25
工程静态总投资
万元
364.98
2水文
2.1流域概况
****位于****，水库所在流域为长江一级小支流油坊沟。
水库坝址以上流域面积2.05km2，主河道长2.6km，河道平均比降13‰。
设计流域属亚热带湿润季风气候区，受东南和西南季风的交替影响，具有四季分明、雨量较丰、冬暖春早、夏热多雨、伏旱频繁、秋季多绵雨的气候特征。
江津属亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，具有冬暖、春旱、夏热、湿度大、云雾多、日照少、无霜期长、秋多绵雨、冬短夏长、盛夏连晴、高温、多伏旱等气候特点。
据江津气象局1955年～2008年观测资料统计，多年平均气温为18.3℃，极端最高气温41.3℃，最低为-2.3℃。
江津南北高差大，立体气候明显，气温随海拔高程升高而递减，南部山区较北部丘陵区年均气温偏低3～5℃；多年平均降水量为1013.4mm，年际年内分配不均，最大年降水量为1267.2mm，最少年降水量为663.8mm，年内各季降水量分配为：
春季占26%，夏季占43%，秋季占25%，冬季占6%，全年降水主要集中于5～9月，占69%；多年平均蒸发量为1094.1mm；多年平均风速2.9m/s，多年平均最大风速18m/s。
****地理位置及流域水系图见附图2-1。
2.2水文基本资料
工程流域内无实测水文资料。
邻近流域狮头河上有天堂岩水文站，控制集雨面积350km2，设立于1959年，驴子溪中游设有永兴雨量哨复兴河上有沙滩水文站。
考虑到天堂岩水文站实测资料较长，在自然地理、气象、水文特性等方面与工程流域具有一定的相似性。
因此，选择天堂岩水文站作为本工程分期洪水计算的依据站。
现将该站情况简述如下：
天堂岩水文站位于四川省合江县石龙公社松柏村，1958年4月由四川省水利厅设立，1964年1月改由四川省水文总站领导。
天堂岩水文站测验河段顺直部分长160m，上下形成S形弯道，有深潭，两岸有杂草竹林，河道不整齐，左岸为陡岩，右岸是沙壤土，坡度较缓，有滑坡现象。
河床为岩石，但右岸上层为砂壤土，左岸多为乱石，冲淤变化较小。
基本断面上有约1km为一较长的岩石滩，滩下有沱，沱左有山溪入汇，下游自200m有一卡口，1km处有一较大溪沟来汇，汇口多乱石。
2.3设计洪水
2.3.1暴雨洪水特性
设计流域地处亚热带湿润季风气候区，洪水由暴雨形成，洪水发生时间与暴雨一致。
每年4月开始进入汛期,5月～9月是本流域暴雨多发季节，特大暴雨、洪水常发生在此时期。
而8月本流域常发生伏旱，若遇暴雨也有较大洪水发生。
10月以后，副高南移,流域内降水较多，但雨强较小，一般不会形成大洪水。
****控制流域为山区性小溪沟，溪沟狭窄,谷坡较陡，洪水具有汇集快,过程陡涨陡落,峰型尖瘦,峰顶持续时间短的特点。
据调查****最大流量多出现在6～9月,洪水过程多为单峰,历时4h左右,洪量主要集中在1h以内。
2.3.2设计暴雨
⑴设计点暴雨
本次1/6h、1h、6h、24h暴雨成果分别采用以下两种方法推求：
①根据邻近的江津气象站1980年～2007年实测的1/6h、1h、6h、24h暴雨资料，采用P-Ⅲ型频率曲线适线后，求得江津气象站设计暴雨成果，见附图2-2～附图2-5；
②采用《手册》中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果。
将以上两种方法中的暴雨资料统计参数一并列于表2.3-1。
江津站、《手册》暴雨参数比较表
表2.3-1单位：
mm
利用资料
时段（h）
均值（mm）
CV
CS
江津气象站
1/6
16.1
0.34
3.5CV
1
43.4
0.35
3.5CV
6
66.3
0.35
3.5CV
24
82.5
0.42
3.5CV
查《手册》
1/6
17.2
0.35
3.5CV
1
46
0.41
3.5CV
6
77
0.36
3.5CV
24
96
0.5
3.5CV
⑵设计面暴雨
****坝址控制流域面积较小，仅2.05km2，直接用设计点暴雨作面暴雨使用。
⑶设计雨型
采用《手册》中地区综合成果，其设计雨型分配比值见表2.3-2。
24h设计雨型逐时（⊿t=1h）分配比值表
表2.3-2
时段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6h雨量分配比
24h中其余18h雨量分配比
0.044
0.029
0.051
0.036
0.058
0.073
0.109
0.190
0.175
时段
10
11
12
13
14
15
16
17
6h雨量分配比
0.150
0.192
0.203
0.215
0.192
0.048
24h中其余18h雨量分配比
0.139
0.096
2.3.3设计洪水
⑴洪水计算方案及标准
①洪水计算方案
设计流域无实测洪水资料，且流域面积较小，本次设计采用《手册》中推理公式法和瞬时单位线法推求设计洪水，并经综合比较后选择适合本流域计算方法的洪水成果。
②洪水计算标准
根据《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL252-2000）的有关规定，****为小
（2）型水库，工程等别为Ⅴ等，本次复核洪水标准与“三查三定”一致，即20年一遇设计，200年一遇校核。
⑵水库坝址设计洪峰流量计算
①计算参数
a、流域特征参数:
F=2.05km2，L=2.6km，J＝13.00‰。
b、暴雨参数：
设计雨力Sp及暴雨公式指数n，由设计暴雨成果按《手册》中相应公式计算。
②推理公式法产、汇流参数
a、产流参数μ采用《手册》中的分区公式计算，即μ＝4.8F-0.19，Cv＝0.18，Cs＝3.5Cv；汇流参数m由设计流域特征参数查《手册》中分区综合公式计算得m＝0.473。
③瞬时单位线法产、汇流参数
a、产流参数：
流域平均暴雨损失量If,查《手册》中综合分区图，设计流域Ⅳ区，If=15～35mm,取25mm，流域平均稳定入渗率fc,查《手册》综合分区图fc=0.9mm/h,取fc=0.9mm/h。
b、汇流参数：
根据工程坝址所处地理位置，查《手册》综合瞬时单位线汇流参数分区图，属④区，即：
ｍ1,10＝10.1686F0.0556·J-0.4366·（F/L2）-0.1217
ｂ＝1.4320－0.4280LogF
ｎ＝1.8978（F/L2）-0.2743·J-0.0005
④最大洪峰流量计算
根据设计暴雨及以上参数，用《手册》中有关计算公式，推得两种方法坝址处设计洪峰流量成果见表2.3-3。
水库坝址处设计洪峰流量成果表
表2.3-3
采用资料
计算方法
设计洪峰流量（m3/s）
P=0.20%
P=0.50%
P=1.0%
P=2.0%
P=3.33%
P=5.0%
P=10.0%
P=20.0%
江津站
实测资料
推理公式
32.1
28.2
25.2
22.2
20.1
18.3
15.3
12.2
瞬时单位线
18.7
16.6
15.2
13.2
11.6
10.8
8.95
7.64
《手册》
查值成果
推理公式
41.6
36.1
32.0
28.0
25.1
22.7
18.7
14.7
瞬时单位线
22.6
20.4
18.5
16.7
15.1
14
11
8.86
⑶洪峰流量采用及合理性分析
由表2.3-3可以看出：
就整体而言，采用推理公式推求的水库坝址设计洪水成果较瞬时单位线偏大。
由于瞬时单位线推求设计洪水综合的因素较多，参数确定较困难，其概化后的参数与设计流域存在一定差异，其计算成果误差较大；而小流域洪水计算中推理公式计算的边界条件易于满足，计算参数物理概念较清楚，计算成果较符合实际，其推求的设计洪水成果比较适合中小流域暴雨洪水计算，在本地区许多中小型水利水电工程中已得到广泛应用，因此，本次设计从工程设计偏于安全的角度考虑，推荐采用推理公式法计算成果。
另外，采用两种不同的暴雨参数，江津气象站实测资料与《手册》中查值成果用推理公式法推算的水库坝址洪水成果相比，江津站计算的洪水成果偏小，其原因主要由于江津站位于长江右岸，高程较低，各时段最大暴雨偏小，因此，****坝址设计洪水成果采用《手册》暴雨参数查值计算成果。
⑷设计洪水总量及设计洪水过程线
设计洪水总量计算采用《手册》中的Wp=0.1α·HTp·F=0.1hF公式推求普安水库洪水总量。
洪水径流系数，据设计暴雨成果，从《手册》中的综合分区暴雨径流关系查值，其成果见表2.3-4。
水库坝址设计洪水过程线，采用两种方法推求，其一为《手册》提供的概化过程线法，其二为三角五点概化法。
据调查，本流域的大洪水过程线一般为单峰型，
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