XX水库初步设计报告Word文档格式.docx
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2006
1715
1084
10
4640
230
2000
130.8
1.1.2.2洪水
区域内暴雨的产生以7、8月最多，暴雨主要受西南暖湿气流的影响，水汽来源于印度洋和孟加拉湾。
水汽充沛，当与南下的冷空气相遇或受地形屏障抬升时，往往形成大量的降水。
区域内暴雨中心常见于西北部一带，主要是西北高东南低的地形所致。
流域洪水由暴雨形成，暴雨和洪水多发生于6～9月，流域面积小，汇流主要为坡面漫流，汇流历时较短。
年最大暴雨与最大洪水的出现时间相对应，洪水峰型与暴雨雨型基本一致。
流域洪水的季节性明显，年最大洪水发生于6～9月，以7、8月份出现次数最多。
根据XX县气象站实测资料统计，年最大暴雨出现在7、8、9月份的占74％，洪水也多发生在7～9月。
流域洪水过程与暴雨过程相似，暴雨过程较为集中，多年平均最大6h暴雨量占24h最大暴雨量的72%。
洪水过程陡涨陡落，过程线尖瘦，具有山区小流域洪水特性。
根据国家《防洪标准》（GB50201-94），水规（1989）21号水利部印发《水利枢纽工程除险加固近期运用洪水标准意见的通知》，XX水库总库容40万m3，坝高为7m，水库大坝挡水高度低于15m，上下游水头差低于10m，确定水库正常运用洪水（设计洪水P=10%）标准为10年一遇；
非常运用洪水（校核洪水P=2%）标准为50年一遇。
A设计洪水
根据收集到的水文资料情况分析，由于缺乏实测洪水资料，故本次分析采用实测暴雨分析途径，流域产、汇流计算参数采用“XX省暴雨洪水查算手册”成果推求设计洪水。
其中暴雨途径设计的暴雨统计参数根据XX县气象站实测1954-2010年共57年短历时暴雨系列进行计算。
同时采用“XX省暴雨统计参数图集”（2007年版）查图值进行比较校核，采用大的成果作为流域暴雨设计洪水。
经采用资料代表性程序分析计算，得XX县气象站最大1小时、最大6小时、最大24小时实测最大降雨量累积平均曲线、差积平均曲线、滑动平均曲线如下图：
最大1小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图
最大1小时暴雨观测资料代表性分析时差积平均曲线图
最大1小时暴雨观测资料代表性分析时滑动平均曲线图
最大六小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图
最大六小时暴雨观测资料代表性分析差积平均曲线图
最大六小时暴雨观测资料代表性分析滑动平均曲线图
最大24小时暴雨观测资料代表性分析累积平均曲线图
最大24小时暴雨观测资料代表性分析差积平均曲线图
最大24小时暴雨观测资料代表性分析滑动平均曲线图
由上述实测时段最大降雨量累积平均曲线、差积平均曲线、滑动平均曲线可看出，腾龙桥水文站最大1、6、24h暴雨观测资料，具有良好的代表性，可满足本次防洪标准复核要求。
（2）暴雨参数统计
根据暴雨样本系列进行经验频率计算，采用矩法初估统计参数，以P-III型线型按目估适线法确定统计参数，计算结果如表4-2。
通过对计算成果表分析，Cs及值Cv变化范围和幅度较为合理，遵循一般地区的暴雨变化规律，符合本地区暴雨单点性特点。
随历时增长，暴雨量均值增大，由综合频率曲线图可见，样本系列点据分布协调，频率曲线保持合理间距，外延部分亦无交叉现象。
因此，单站分析认为，本次采用的暴雨资料及其统计参数取值合理可靠。
XX气象站1、6、24小时暴雨频率曲线图
表2—4XX县XX水库设计暴雨（CS＝3.5CV）
站名统计参数
1h
6h
24h
均值
Cv
XX县气象站实测值
（1954年—2010年）
30.8
0.30
45.6
0.26
71.3
0.24
“XX省暴雨统计参数图集”查图值
29.2
0.38
47.6
0.34
73
0.36
XX水库复核采用值
（3）设计暴雨分析计算
从表5—2可以看出，用XX县气象站的实测值计算的暴雨参数值与“XX省暴雨统计参数图集”查图值相比较，各种时段暴雨均值相差不大，但Cv值存在较大差异。
XX气象站有57年的暴雨资料，具有一定的代表性，以其为依据得到的分析成果应该是可靠的，但其仅能代表一个点，不能代表整个流域面，而“XX省暴雨统计参数图集”等值线图基本反映了区域的暴雨特性。
为此，选用“XX省暴雨统计参数图集”查图值进行设计暴雨分析计算，设计成果见表2-4、2-5。
表2-5XX水库设计1、6、24小时暴雨成果单位：
mm
设计频率
项目
P=2%
P=5%
P=10%
H1h
44.06
50.60
58.98
H6h
69.31
78.49
90.06
H24h
108.19
123.44
142.64
（注：
各历时Cs=3.5Cv）
表2—6水库坝址断面暴雨和净雨成果表
频率
时段雨量（△t=1h，mm）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
P＝10%
暴雨
1.79
1.86
1.94
2.03
2.13
2.25
2.38
2.53
2.71
2.92
3.18
3.51
净雨
0.0
P＝5%
2.07
2.16
2.35
2.47
2.60
2.75
2.93
3.13
3.37
3.67
4.04
0.00
0.00
P＝2%
2.43
2.63
2.89
3.04
3.22
3.42
3.65
3.94
4.28
4.71
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
43.82
8.40
5.65
4.37
3.62
3.11
1.74
1.68
1.63
1.58
1.53
1.49
35.38
50.33
9.33
6.24
4.82
3.98
2.02
1.95
1.88
1.83
1.77
1.72
43.58
0.14
58.67
10.45
6.96
5.35
4.41
3.78
2.36
2.28
2.21
2.14
2.08
52.37
3.87
P＝10%暴雨总量107.86净雨总量35.38损失总量63.49
P＝5%暴雨总量123.07净雨总量43.72损失总量70.35
P＝2%暴雨总量142.21净雨总量56.23损失总量78.58
（4）产、汇流计算
设计洪水计算的设计面暴雨量计算限资料条件，查算《XX省暴雨洪水查算手册》，知水库流域中心位于XX省暴雨区划第4区，本阶段暴雨点面折算系数及其典型暴雨过程直接采用图表中相应暴雨分区的时面深关系和概化雨型。
流域产、汇流分析计算查图表得流域中心位于XX省产流区划第8区，Wm=120，Wt=100，fc=4.5，△r=6。
汇流系数分区：
第8区，Cm=0.39，Cn=0.71。
表2-7流域特征及产、汇流参数表
集水面积
主河长
河道比降
Wm
Wt
Fc
km2
km
0.62
0.011
120
100
4.5
△R（mm）
Cn
Cm
暴雨分区
产流分区
汇流分区
0.39
0.71
（5）暴雨洪水过程
采用上述参数，用《XX省暴雨洪水查算手册》附带程序进行暴雨洪水分析计算，即得水库暴雨洪水过程。
计算成果见表2-7。
表2-7水库坝址断面设计洪水成果表
时段（△t=1h）
不同频率洪水过程（m3/s）
36.36
44.78
53.80
6.92
9.38
9.88
3.43
4.23
5.28
2.66
3.05
3.66
2.54
2.26
2.42
2.22
3.17
2.18
2.33
2.88
2.31
2.87
2.15
2.64
2.62
2.24
2.51
1.76
1.92
1.54
1.35
1.65
2.10
1.18
1.42
2.01
1.02
1.25
1.75
0.83
1.06
1.56
0.56
0.75
1.39
0.32
0.52
1.17
0.24
0.41
0.86
0.15
0.30
0.77
洪峰流量（m3/s）
36.36
44.78
53.80
24小时洪量（万m3）
28.85
34.48
42.23
（6）成果合理性检查
采用XX市近年来已通过安评价审查的XX县侍郎坝水库、团结水库、张家坝水库等其他小型水库的校核、设计洪水成果进行对比，以检验本次洪水分析成果合理性。
表2-8XX市小型水库洪峰（量）地区综合表
序号
水库名称
径流面积
XX县侍郎坝水库
洪峰
80.5
60.9
洪量
102
81.2
XX县团结水库
3.5
35.1
26.2
24.5
19.6
XX县张家坝水库
5.3
37.3
27.6
38.4
30.4
XX县XX水库
4.0
由图、表可看出，水库洪峰、洪量符合地区水文特性规律，经地区综合检查对比，说明水库设计洪水成果是合理可行的。
设计洪水成果比较
XX水库无设计资料，没有设计洪水标准和相应洪峰、洪量计算值，也没有洪水过程。
本次大坝安全评价中，同样采用查《XX省暴雨统计参数图集》得最大1、6、24小时暴雨资料与《XX省暴雨洪水查算图表实用手册》的暴雨分区及产汇流参数进行设计洪水的推求。
本次洪水复核的计算方法与大坝安全评价是一致的，从表2-10中可看出，本次设计洪水复核成果与安全评价洪水成果也是基本一致的，并经过合理性检查，认为成果是合理可靠的。
故以本次洪水复核成果为依据进行水库的调洪计算。
表2-10本次复核洪水成果与原设计及安全评价洪水成果比较表
峰量值
原设计
安全评价成果
本次复核成果
53.8
26.36
汛后洪水
XX水库的汛后洪水主要依据相近水文站的洪水资料进行分析。
根据相近的XX水文站的实测径流和洪水资料，算出汛后洪水与年洪水的比值，再用比值乘与XX水库年洪水即得水库的汛后洪水。
表2—11XX水库汛后洪水设计洪峰流量、洪量成果表
频率（%）
计算方法
XX水文站洪水比值
0.633
0.674
0.717
XX水库
23.17
30.18
38.57
18.39
23.24
30.28
表2-12水库坝址断面设计洪水（汛后洪水）成果表
4.41
6.32
7.08
2.19
2.85
3.79
1.70
2.06
2.62
1.50
1.71
2.42
1.44
1.63
2.31
1.41
1.60
2.27
1.39
1.59
1.57
1.38
1.56
1.37
1.52
1.89
1.88
1.36
1.51
1.81
1.80
1.12
1.29
1.69
0.98
1.27
1.61
0.86
1.11
0.75
0.96
0.65
0.84
1.25
0.53
0.51
1.00
0.20
0.35
0.15
0.28
0.10
0.55
分期洪水
按规范及工程设计要求，需分析提供水库坝址断面施工期设计洪水过程及其它各取水口断面施工期设计洪水成果。
根据资料条件，借用邻近的太极村水文站实测洪水资料来分析推求施工期洪水。
本次收集到太极村水文站1954～2008年共55年的实测径流和28年洪水资料，将该站历年月最大流量峰值、历年月最大流量均值、历年月平均流量均值统计后点绘成图，见图2—18。
从图中可看出，三条线的极大值均出现在8月份；
从历年月最大流量峰值线可看出统计的最大洪峰流量出现在6～11份，与暴雨发生的时限相对应；
从历年月最大流量均值线可看出，历年月最大洪峰流量多发生于6～10月份，12月～次年4月的最大流量均值已明显偏小，5月份和11月份是衔接上述两个时段的过渡期；
从历年月平均流量均值线可看出，其过程与月最大流量均值线基本相似，6～10月份的径流占年径流的60%，6～11份的径流占年径流的69%，12月～次年5月的径流占年径流的31%，12月～次年4月的径流占年径流的27%。
综合上述分析，叠水河流域的洪水主汛期定为6～10月份，11月份为洪水汛后期，12月～次年4月为洪水枯期，5月份为枯期与主汛期的洪水过渡期。
图2—18太极村水文站洪水分期图
根据洪水分期、水库运用及设计要求划分为3个时段，分别为：
年洪水（1～12月）；
汛后洪水（11～次年5月）；
枯期洪水（12～次年4月）。
根据太极村水文站实测洪水资料，按最大值选样原则统计出各时段最大洪峰流量系列，选用P—Ⅲ型曲线，适线法确定统计参数。
成果见表2—28；
频率曲线见图2—19。
并在此基础上计算出太极站分期洪水与年洪水的比值，成果见表2—28。
表2—28太极村水文站各时段设计洪峰流量成果表
时段划分
均值（m3/s）
Cs
设计洪峰流量（m3/s）
2.0%
3.33%
5.0%
10.0%
20.0%
年洪水
46.4
0.32
86.8
80.4
75.3
66.2
56.8
汛后洪水（11～5月）
24.7
1.855
62.2
55.8
50.7
41.9
33.0
枯期洪水（12～4月）
12.5
0.61
2.135
35.0
31.0
27.8
22.3
17.0
汛后洪水/年洪水
0.532
1.656
1.288
0.694
0.581
枯期洪水/年洪水
0.269
1.906
1.483
0.403
0.385
0.369
0.337
0.299
图2—19太极村水文站各时段洪峰流量频率曲线图
B、施工期洪水
根据洪水分布及工程特点，结合施工进度安排，确定XX水库枯季施工期为12月至次年4月。
根据规范，枯期施工标准为5年一遇，即P=20%。
表2—12表2-14XX水库枯期设计洪峰流量成果表
P=20%
16.52
12.33
6.45
12.72
9.91
7.54
1.1.2.3泥砂
由于XX水库没有实测泥砂资料，故XX水库来砂量推求是根据XX省水利厅和XX省水利水电科学研究所2006年2月联合编制的《XX省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告》中的相关图表进行分析估算的。
根据水库所在位置查“土壤侵蚀现状遥感模数图表”并结合其植被情况确定，XX水库径流区属无明显侵蚀和轻度侵蚀区。
其土壤侵蚀模数加权平均值为211t/km2.年。
（1）径流面积：
径流面积为4km2。
（2）年输沙模数的确定：
查“土壤侵蚀图”得侵蚀模数为211吨/年。
土壤侵蚀量=侵蚀模数×
径流面积=211×
4=844吨/年
（3）泥沙容重：
泥沙容重为1.25t/m3。
（4）年来沙量的计算
①年入库泥沙体积=入库悬移质泥沙量÷
泥沙容重
=844÷
1.25=675.2m3/年
②推移质入库估计占20%
年入库泥沙体积×
20%=71.34×
20%=135.04m3/年
③年入库泥沙量=①+②=810.24m3/年
④库区淤积总量：
W=年入库泥沙量×
计算年数=810.24×
53=4.29万m3
（5）按20年考虑水库使用年限泥沙淤积高程
水库入库泥沙按多年平均库容淤损率计算水库泥沙淤积形态，确定坝前淤积高程，经查2004《XX省土壤侵蚀模数图》进行泥沙分析计算，多年平均入库淤积沙量为810.24m3。
本次除险加固后，再使用年限为20年，相应多年平均入库总泥沙淤积量为1.62万m3，泥沙淤积高程为1915.08m。
以现涵洞进进口底板高程（1916.2m）以下库
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