拱干桥水库初步设计报告学位论文.docx
《拱干桥水库初步设计报告学位论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拱干桥水库初步设计报告学位论文.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
拱干桥水库初步设计报告学位论文
四川省广安市武胜县
干拱桥水库枢纽除险加固工程
初步设计报告
第一章工程概况
一、概述
干拱桥水库位于武胜县双星乡境内，地处拱桥村双星河支流，距武胜县城20km。
水库集水面积3.9km2，设计总库容19.82万m3，兴利库9.95万m3，防洪库容8.87万m3，死库容1.0万m3。
是一座以灌溉为主，兼有水产养殖等综合利用的重点小
（二）型水利工程。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），干拱桥水库枢纽工程主要建筑物工程等级为五等5级，建筑物洪水标准按20年一遇设计，200年一遇校核，溢洪道消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇。
二、枢纽主要建筑物现状
1、大坝
主坝为均质土坝，1975年1月动工兴建，1976年12月完工，并开始投入运行。
达到现有规模，坝顶最大长度65m，最大坝高13.0m，坝顶宽1.3m，最大坝底宽48.6m，坝顶高程299.80m，大坝上游坝坡为干砌条石护坡，坡比1:
1.2，大坝下游坝坡未护，坡比1:
1.7。
四川5.12汶川大地震造成大坝外坡高程在293.3m左右滑坡30m2，下滑高度1.5m左右，大坝下游坝坡未设置排水系统。
2、溢洪道
溢洪道位于大坝左端，为正堰开敞式，堰顶净宽6.5m，堰顶296.99m。
溢洪道是在左坝端砂质泥岩上开凿而成，堰后溢洪道长13米，陡槽斜面长30米，宽5.8米，深1.2米。
陡槽左边墙未衬砌，风化冲刷淘空垮塌严重，影响泄洪，陡槽末端未修建消能设施，下游冲刷严重。
这次5.12汶川大地震造成溢洪道陡槽右边墙垮塌50m。
3、放水设施
该水库无放水设施。
三、枢纽工程存在的主要问题
本次设计时按照《水库大坝安全鉴定导则》进行复核，其结果是：
水库防洪标准达不到规范SL252—2000防洪标准要求，大坝结构评价为Ｃ，安全类别评定为三类坝，与原鉴定结论相符。
其存在的主要问题是：
（一）水库防洪标准不够。
经洪水复核计算，设计下泄流量35.25m3/s，校核下泄流量64.12m3/s，而溢洪道现实际最大下泄流量仅16.41m3/s，不满足SL252—2000规范要求。
（二）大坝下游坝坡较陡，四川5.12汶川大地震造成大坝外坡高程在293.3m左右滑坡30m2，下滑高度1.5m左右，局部变形。
采用简化毕肖普法对大坝坝坡进行核定。
大坝下游坝坡在各种工况下最小稳定安全系数不满足SDJ274-2001规范要求。
工况一：
上游正常蓄水位296.99m，下游无水。
Kmin=1.112＜〔K〕=1.25
工况二：
上游设计洪水位298.73m，下游相应水位292.30m。
Kmin=1.186＜〔K〕=1.25
工况三：
上游校核洪水位299.58m，下游相应水位292.52m。
Kmin=1.126＜〔K〕=1.15
（三） 大坝无排水棱体。
（四）大坝下游坝坡未设置排水系统，雨水冲刷，坝坡面及周边形成冲沟。
（五）溢洪道断面不够，陡槽左边墙未衬砌，风化冲刷淘空垮塌严重，影响泄洪，陡槽末端未修建消能设施，下游冲刷严重。
这次四川5.12汶川大地震造成溢洪道陡槽右边墙垮塌50m。
（六）无监测设计。
水库下游地势平坦开阔，农田集中成片，县级公路各2条，有耕地1.36万亩，人口0.82万多人，一旦溃坝，将对下游人民的生命财产造成重大损失，因此对水库进行除险加固迫在眉睫。
干拱桥水库工程特性表
序号
项目
单位
特性
备
整治前
整治后
注
一
河流特性
1
坝址控制集雨面积
Km2
3.9
3.9
2
多年平均径流深
mm
343.4
343.4
3
多年平均径流量
万m3
133.93
133.93
4
水文气象特征
（1）
多年平均气温
℃
17.4
17.4
（2）
多年平均降雨量
mm
1020
1020
（3）
多年平均最大风速
m/s
17.0
17.0
5
代表性流量
（1）
设计洪水标准及流量
m3/s
36.67
Ｐ＝5％
（2）
校核洪水标准及流量
m3/s
65.84
Ｐ＝0.5％
6
洪量
（1）
设计洪水总量
万m3
64.84
Ｐ＝5％
（2）
校核洪水总量
万m3
115.43
Ｐ＝0.5％
二
灌区特性
1
设计灌溉面积
亩
1300
1300
2
实际灌溉面积
亩
1300
1300
3
灌溉保证率
%
80
80
4
干渠长
km
三
特征水位及库容
1
校核洪水位
m
300.62
299.58
2
设计洪水位
m
299.43
298.73
3
正常高水位
m
296.99
296.99
4
死水位
m
289.20
289.20
5
总库容
万m3
23.36
19.82
6
防洪库容
万m3
12.41
8.87
7
兴利库容
万m3
9.95
9.95
8
死库容
万m3
1
1
干拱桥水库工程特性表
序号
名称
单位
特性
备
整治前
整治后
注
四
主要建筑物及设施
1
大坝
（1）
坝型
均质土坝
均质土坝
（2）
坝长
m
65
65
（3）
坝顶宽
m
1.3
3.0
（4）
坝高
m
13
13
（5）
坝顶高程
m
299.8
299.8
（6）
地震动峰值加速度
g
＜0.05
＜0.05
（7）
地震反应谱特征周期
0.35
0.35
2
溢洪道
（1）
型式
开蔽式
开蔽式
（2）
堰顶高程
m
296.99
296.99
（3）
堰型
折线实用堰
折线实用堰
（4）
堰顶净宽
m
6.5
11.0
（5）
消能方式
无
消力池消能
（6）
最大泄流量
m3/s
16.41
64.12
3
取水设施
无
无
第二章水文
第一节概况
一、流域概况
干拱桥水库位于武胜县双星乡境内，嘉陵江水系双星河支流上，地理坐标为东经106°24′15″，北纬30°20′20″。
坝址以上控制集水面积3.9km2，主河道长3.8km，主河道平均坡降6.05‰。
干拱桥水库属嘉陵江水系双星河支流，工程区属丘陵地带,相对高差30～50m，属低山～浅丘地貌。
水库位于川中红层剥蚀丘陵区，出露地层为中侏罗系上沙溪庙组石荀河段（J2S2），为一套紫红色砂纸粘土层、泥质粉砂岩与灰紫、灰褐色长石石英砂岩的不等厚互层。
构造上位于中心镇背中段的南翼，与背斜轴相距1.3km。
地层产状为：
走向65°，倾向155°，倾角2—3°，呈近水平状。
域内未见断裂构造发育，常见的一般多为北东、北西向两组有规律性的区域性构造节理裂隙。
二、气象特征
双星河流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，雨量充沛，日照适宜，四季分明，无霜期长，春季回暖早，夏季炎热，秋季阴雨连绵、冬季短而温和等特点。
干拱桥水库气象特征值以武胜气象站为代表：
多年平均气温17.4℃，极端最高气温41.3℃（1972年8月27日），极端最低气温-2.7℃（1991年12月28日），多年平均蒸发量1107mm，多年平均日照时数1247小时，多年平均无霜期328天，多年平均相对湿度81%，多年平均风速17m/s，多年平均降水量1050mm，降水量主要集中在汛期，5～10月降雨量占全年降雨量的79.1%左右。
三、基本资料
双星河流域内无水文站和雨量站，无实测流量和雨量资料。
邻近有武胜、石盘沱和二郎等雨量站。
其雨量资料可作为本次洪水计算的主要参证资料。
各站的雨量资料情况见表2-1。
表2-1邻近站雨量资料情况表
站名
时段
起迄时间
资料引用年限
武胜
1/6小时
1981～今
1小时
1964～1965、1967、1969～今
1969～2006
6小时
1954～今
1954～2006
24小时
1954～今
1954～2006
石盘沱
6小时
1960～今
1960～2006
24小时
1960～今
1960～2006
二郎
6小时
1964～今
1964～2006
24小时
1964～今
1964～2006
第二节洪水
一、流域特征值
“三查三定”时，根据1/10000航测图，只对集雨面积F进行复核，即：
F=3.9km2；本次根据1/10000航测图，对F、L、J等流域特征值进行了复核，即：
F=3.9km2；L=3.8km，J=6.05‰。
二、防洪标准
按照《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），干拱桥水库为小
（2）型水库，大坝为均质土坝坝，防洪标准应为30～20年一遇洪水设计，300～200年一遇洪水校核。
采用20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。
消能防冲建筑物洪水标准为10年。
三、设计暴雨
1.邻近站暴雨频率计算
根据武胜和石盘沱站的实测暴雨系列，进行频率计算。
二郎站考虑移用武胜站特大值和不移用武胜站特大值两种情况分别计算，移用武胜站特大值以后的系列，按不连续系列处理，特大值的经验频率根据武胜站系列确定。
采用P-Ⅲ型曲线适线。
统计参数和设计值见表2-5。
2.根据等值线图查算
根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》的有关等值线查算干拱桥水库的设计暴雨，成果见表2-2。
表2-2设计暴雨成果表
计算方法或站名
时段
均值
（mm）
CV
CS/CV
各频率设计值（mm）
备
注
P=0.5%
P=5%
P=10%
由等值
线查算
1/6小时
16.5
0.36
3.5
38.61
27.9
24.42
1小时
41.0
0.42
3.5
107.83
74.5
63.96
6小时
76.0
0.48
3.5
201
148
124.64
24小时
100
0.50
3.5
274
199
166
武胜
1小时
41.6
0.48
3.5
122.3
81
68.22
6小时
76.2
0.60
3.5
267.46
165
133.35
24小时
102
0.58
3.5
358
210
178.5
石盘沱
6小时
56.3
0.33
3.5
123.86
91.7
81.07
24小时
78.8
0.36
3.0
184
133
116.62
3.干拱桥水库设计暴雨
石盘沱雨量站由于缺乏特大暴雨，其统计参数和设计值明显低于武胜站和等值线查图值，武胜站暴雨均值与等值线查图值比较接近，Cv值和设计值明显大于查图值。
经综合分析比较，干拱桥水库设计暴雨采用成果为：
1/6小时暴雨采用等值线查图值，1小时、6小时和24小时暴雨采用武胜站实测资料计算值。
干拱桥水库的设计暴雨见表
升级会员 