水电站大坝蓄水安全鉴定.docx

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水电站大坝蓄水安全鉴定

陕西省xxx工程

大坝安全鉴定报告

xxx工程局有限公司

二〇一六年六月西安

项目名称：

xxx工程

实施单位：

xxx开发有限公司

鉴定单位：

xxx工程局有限公司

批准：

XXX

核定：

XXX

审查：

XXX

编写人员：

XXXXXXXXXXXX

完成日期：

二〇一六年六月

1蓄水安全鉴定工作概况

1.1工作任务和范围

受xxx开发有限公司的委托，xxx工程局有限公司负责承担xxx工程蓄水安全鉴定工作。

根据水利部《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂定办法》等要求，本次鉴定工作为枢纽溢流坝、冲砂孔、溢洪道及进水口等挡水、泄水建筑物的蓄水安全，以及蓄水有关的水文、地质、金结和原型观测等工程技术问题。

安全鉴定工作依据国家和行业现行的有关设计、施工规范、规程，凡不满足规范要求的应有充足的论证。

参建单位应如实反映工程在设计和施工中的实际情况，鉴定单位应科学、客观、公正地给出评价结论。

1.2工作和进度安排

鉴定工作分为三个阶段进行：

第一阶段为准备阶段，2016年4月10日～2016年4月20日，xxx工程局有限公司组织和成立安全鉴定机构，进行现场调查，初步了解xxx工程设计、施工中的重点技术问题，提出安全鉴定工作大纲，并向建设单位提出编写自检报告的要求，以及为鉴定工作准备必须的资料，参建单位完成自检报告编写和有关资料的准备工作。

第二阶段为专家现场工作阶段，2016年4月20日～2016年5月10日,xxx工程局有限公司按蓄水安全鉴定办法和鉴定大纲要求组织全体专家组成员在现场调研检查，听取参建单位自检报告介绍，查阅有关资料，经与参建各方共同讨论提出初步评价意见，编写鉴定报告初稿。

第三阶段为提供送审报告阶段，2016年5月10日～2016年5月25日，专家组修改、整理鉴定报告初稿，经批准后复印，向业主单位提交《xxx工程蓄水安全鉴定报告》。

1.3蓄水安全鉴定专家组

xxx工程局有限公司在接受了xxx开发有限公司xxx工程蓄水安全鉴定工作任务后，根据专业需要，成立了由水工、水文、金结、地质和施工等多位专家组成的“xxx工程蓄水安全鉴定专家组”。

专家组成员具有高级专业技术职称，具体组成如下：

组长：

赵虎生

成员：

地质：

XXX高级工程师

水文：

XXX高级工程师

水工：

XXX高级工程师

结构：

XXX高级工程师

施工：

XXX高级工程师

2工程和建设概况

2.1工程概况

xxx工程位于汉江南岸一级支流洞河下游。

坝址以上流域面积513km2。

取水枢纽位于洄水镇庙沟村，距庙沟桥1300m，厂区位于紫阳县洞河镇红岩村境内，厂区距离紫阳县城20km。

xxx水电站由取水枢纽、引水系统和电站厂区建筑物组成。

枢纽正常挡水位348.0m，电站装机容量3750（2×1600+550）kw,多年平均发电量为1297万kw.h，装机年利用小时3267h。

xxx水电站挡水建筑物采用混凝土重力坝，最大坝高18.285m。

依据《防洪标准》（GB50201-2014）、《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000）以及安康发展计划委员会对本项目核准的批复，本工程为V等小

（2）型工程，主要水工建筑物5级。

取水枢纽的设计洪水标准为10年，校核洪水标准为30年。

取水枢纽主要包括左、右岸挡水坝段和河床溢流坝段、冲砂孔和进水闸。

挡水坝坝顶长度86.891m，挡水坝段坝顶高程351.1m，溢流坝段布置在坝顶中部，堰顶高程342.0m，溢流堰净宽度50m。

枢纽泄水建筑物主要由溢洪道6孔8.33×6（宽×高）水力自控翻板砼闸门组成（初步设计为5孔10×6（宽×高）水力自控翻板砼闸门）。

冲砂孔布置在大坝左侧非溢流坝段内，紧靠溢流坝段左端。

冲砂孔全长21.933m。

进口处底板高程339.0m，底板纵坡2%进口尺寸2×2m，设平面事故闸门、工作闸门各一扇。

进水口布置在左岸，进口底槛高程340.25m，闸室内设4×4m快速闸门一扇，进水口前缘设拦污栅，栅孔尺寸4×11m，启闭平台高程356.6m，闸门检修平台高程351.1m。

2.2工程特性

表2.2-1：

工程特性表

序号及名称

单位

数量

备注

一、水文

1.流域面积

全流域

Km2

532

坝址以上

Km2

513

2.利用水文系列年限

a

49

28

六口水文站

红椿水文站

3.多年平均年径流量

亿m3

4.36

4.代表性流量

多年平均流量

m3/s

13.83

调查历史最大流量

m3/s

3280

4350

六口水文站

红椿水文站

枢纽设计洪水流量（P=10%）

m3/s

1280

枢纽校核洪水流量（P=3.3%）

m3/s

1610

施工导流流量（P=20%）

m3/s

5.43～60

枯水期（11月～次年3月）

5.泥沙

多年平均悬移质年输沙量

万t

33.4

多年平均含沙量

Kg/m3

0.634

多年平均推移质年输沙量

万t

6.68

二、水库

1.水库水位

校核洪水位

m

350.165

设计洪水位

m

348.990

正常蓄水位

m

348.000

死水位

m

346.000

2.回水长度

Km

1.9

3.水库库容

正常库容（正常水位以下库容）

万m3

56

总库容（正常水位以下库容）

万m3

82

续表2.2-1：

工程特性表

序号及名称

单位

数量

备注

三、下泄流量及相应下游水位

1.设计洪水位时最大泄量

m3/s

1280

相应下游水位

m

343.163

2.校核洪水位时最大泄量

m3/s

1610

相应下游水位

m

344.190

3.引水流量

m3/s

27.093

加大流量

额定流量

m3/s

24.630

满载发电流量

四、主要建筑物及设备

1.挡水建筑物

坝型

重力坝

地基岩性

基岩

地震烈度/设防烈度

6°/6°

坝顶高程

m

351.100

最大坝高

m

18.285

坝顶长度

m

86.891

2.泄水建筑物

地基岩性

志留系下统斑鸠关组（S1b）页岩

堰顶高程

m

342.000

溢流孔数（孔数-宽*高）

6-8.33*6

最大单宽流量

m3/（s.m）

31.711

校核洪水位

3.引水建筑物

（1）设计引用流量

m3/s

27.093

（2）进水口形式

压力墙式

地基特性

志留系下统斑鸠关组（S1b）页岩

底板高程

m

340.250

闸门型式

平面快速闸门

闸门孔口尺寸

m

4.0*4.0

（宽*高）

启闭机形式

卷扬式

引水道形式

压力引水隧洞

断面尺寸

m

D=4.8

圆形

长度

m

570.573

2.3工程建设审批

安康市发展计划委员会以安计农经（2008）722号文《关于核准紫阳县xxx水电站可行性研究报告批复》同意建设xxx水电站，2009年元月6日安康市水利局以安计发（2009）1号文批复《紫阳县xxx水电站初步设计报告》同意xxx水电站设计方案，2009年7月21日安康市水利局以安计发（2009）42号文批复《xxx工程申请开工建设报告》同意建设。

2.4建设、设计和承建单位

1.建设单位：

由xxx开发有限公司全面负责工程建设，协调工程建设相关事宜。

2.设计单位：

初步设计为xxx勘察规划研究院，施工图设计单位为安康市天长工程设计有限公司。

3.监理单位：

由xxx监理有限公司负责监理，在工地实行总监理工程师负责制，工地常驻监理人员2人。

4.承建单位：

xxx水电站引水枢纽单位工程由陕西华澳建筑工程有限公司施工；机电制安工程为xxx有限责任公司承担。

5.质量监督单位：

xxx水电站由安康市水利工程质量监督站负责质量安全监督。

2.5工程建设过程及当前面貌

1.工程建设过程

通过议标确定陕西华澳建筑工程有限公司为紫阳县xxx水电站施工总承包单位，由安康市水利局以安水计（2009）42号文批复开工建设，经过2个月的施工前准备工作，于2009年9月正式开工建设。

引水枢纽大坝工程于2010年2月1日开工，2011年5月26日完成；引水系统于2011年5月16日开工，2012年6月25日完成；金属结构及启闭机安装于2011年5月23日开工，同年11月24日完工。

2014年12月7日完成了拦河坝、引水隧洞、水电站发电厂房三个单位工程验收。

2.工程当前形象面貌

xxx水电站工程于2009年9月开工建设，2012年12月完成所有施工任务，并组织相关人员进行了单位工程验收，质量合格。

设备运转正常。

2.6工程重大设计变更

1.为满足施工需要，原设计溢流堰采用5孔10×5m（宽×高）水力自控翻板砼闸门控制泄洪，由于材料所限施工时变更为6孔8.33×6m（宽×高）；

2.左岸非溢流坝段、坝体由浆砌石、上段防渗心墙变更为坝体C20，上部采用C25钢筋混凝土。

2.7工程质量缺陷问题

本工程无明显质量缺陷。

2.8水库淹没、移民及库基清理

该工程无移民安置问题，永久占地3.0亩，临时占地12.0亩沙滩，土地征用补偿标准按国家现行有关法律进行，补偿费已结清。

3工程防洪与水库下闸蓄水

3.1工程等别标准

安康市发展计划委员会以安计农经（2008）722号文《关于核准紫阳县xxx水电站可行性研究报告批复》同意建设xxx水电站，2009年元月6日安康市水利局以安水计发（2009）1号文批复了xxx水电站设计方案。

本工程为V等小

（2）型工程，取水枢纽、电站厂房为5级建筑物。

取水枢纽的设计洪水标准为10年，校核洪水标准为30年；电站厂房的设计洪水标准为30年，校核洪水标准为50年；厂区防洪堤不低于100年一遇洪水位。

工程抗震设防按6度设计。

1.地理位置

xxx水电站取水枢纽位于紫阳县洄水镇，距离上游庙沟桥1300m，距离紫阳县城40km，岚皋～紫阳公路从电站坝址和厂址左岸通过，沿恒～紫公路可至316国道。

2.流域概况

洞河为汉江南岸一级支流，发源于陕西省紫阳县、岚皋县、重庆市城口县交界处的大巴山主脉五个包一带，坝址以上流域面积513km2，主河道长55.8km，主河道平均比降26.5‰，主要支流有后小河、八道河、木连河等。

流域内四季分明、雨量较多，多年平均降雨量1278mm，多年平均流量13.83m3/s。

xxx水电站上游已建成的水电站有新坪亚、斑桃、牛颈项、灯芯桥等水电站。

其中斑桃电站水库有一定调蓄作用（正常蓄水库容195万m3）。

3.气象

洞河流域属北亚热带边缘湿润季风气候区，气候温和，四季分明，雨量较多，无霜期长，热量充足、光照适中。

根据紫阳县资料统计，多年平均气温15.1℃，极端最高气温41.3℃，极端最低气温-7.6℃，年日照小时数1769.1h，多年平均降雨量1278mm，全年无霜期270天左右。

4.水文基本资料

因洞河流域无水文站，而洞河和岚河相隔不远，均发源于巴山主脉，河流特性较为近似，六口水文站位于佐龙水文站16km处，控制流域面积1749km2，距2014年有49年实测水文资料。

渚河红椿水文站控制流域面积933km2，设立于1979年。

因此选用六口水文站做参证站，并用红椿水文站实测资料计算成果复核。

两站皆为国家基本测站，测验规范，计算合理成果可靠。

另外，在《陕西省洪水调查资料》和《安康地区实用水文手册》（以下简称手册）上搜集了一些历史洪水调查资料，采用了《手册》上的部分水文统计资料和参数。

3.2设计洪水及防洪能力

由于xxx水电站附近无水文站，选用岚河下游六口水文站作为参证站。

而坝址距参证站较远，流域面积相差大，因此xxx水电站坝址设计洪水按多法比较，综合分析，合理选用的原则进行确定。

1.工程等级及洪水

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《防洪标准》（GB50210-2014）确定本工程为V等小

（2）型工程，取水枢纽、电站厂房为5级建筑物。

取水枢纽的设计洪水标准为10年，校核洪水标准为30年；电站厂房的设计洪水标准为30年，校核洪水标准为50年；厂区防洪堤不低于100年一遇洪水位。

2.设计洪水方法与成果

历史特大洪水及其重现期的确定

六口站

根据《陕西省洪水调查资料》和《手册》资料，在佐龙水文站调查到的历史洪水年份有1934年和1953年，历史洪峰流量分别为3280m3/s、2510m3/s。

故将这两场洪水作为特大洪水处理，1934年洪水是调查考证期内的首项洪水，故将1934年洪水重现期确定为100年。

1953年洪水重现期为50年。

红椿站

根据《陕西洪水调查资料》记载，红椿站有1978年、1979年两场特大洪水资料，洪峰流量分别为2260m3/s、4350m3/s。

将1979年洪水作为特大洪水处理，1979年洪水是调查考证期内的首项洪水，将1979年洪水重现期定为100年。

设计洪水

由于电站厂址处无水文站，故电站设计洪水按多法比较、综合分析、合理选用的原则确定。

水文比拟法

采用参证站设计洪峰流量计算成果，按照水文比拟法计算电站坝址处的设计洪峰流量，计算公式如下：

Q设=（F设/F参）2/3Q参

式中：

Q设Q参-分别为电站坝址处和参证站设计洪峰流量（m3/s）

F设F参-设计频率为P的经验参数。

洪峰面积相关法

按照《手册》总结的该区洪峰面积相关经验公式，计算电站坝址处的设计洪峰流量。

计算公式如下：

Qp=KpF0.692

式中：

Qp-设计频率为P的设计洪峰流量；

F-设计流域面积；

Kp，n-设计频率为P的经验参数。

综合参数法

按照《手册》以流域内设计暴雨量和流域特征参数为基础建立的多因素经验公式，计算工程场址处的洪峰流量。

计算公式如下：

Qp=K6Pη×Fa×H6pβ×Jy

式中：

Qp-设计频率为P的洪峰流量；

F-设计流域面积；

J-场址以上主河道平均比降千分率的分子值；

H6p-设计频率为P的六小时暴雨量（mm）；

K6P-设计频率为P的六小时暴雨模比系数；

η、a、β、y-经验指数，分别为0.45、0.70、0.48、0.11。

按以上三种方法计算的电站坝址处设计洪峰流量见表3.2-1。

表3.2-1xxx水电站场址设计洪峰流量计算成果汇总表单位m3/s

计算方法

频率（%）

0.5

1

2

3.33

5

10

20

均值

水文比拟法

六口

1470

1350

1220

1130

1050

910

760

550

红椿

2140

1950

1760

1610

1490

1280

1070

810

洪峰面积相关法

2402

2124

1876

1756

1651

1396

1169

848

综合参数法

2020

1843

1662

1526

1415

1219

1010

选用成果

2140

1950

1760

1610

1490

1280

1070

810

注：

电站坝址和厂址的流域面积相差很小，故洪峰流量采用值相同。

由表3.2-1可见，用六口站水文比拟法较红椿水文比拟法、其他两种经验公式，计算结果偏小。

分析认为：

六口站与工程场址流域面积相差较大，电站流域面积仅为六口站的29.3%，洞河流域发生全流域型洪水率远大于岚河。

八庙梁电站坝址以上河道比降较大，且流域位于安康市的降雨中心附近，根据《手册》分析结果，两流域洪水特性有一定差异。

用洪峰面积相关法计算的洪峰值最大，用红椿站的水文比拟法和综合参数法的计算结果基本接近。

考虑到渚河、洞河流域汇流特点的相似性，以及工程设计洪水取值的偏安全趋势，采用红椿站水文比拟法的计算成果作为工程设计洪水选用成果。

xxx水电站坝址设计洪水合理性分析

水文比拟法是以参证站设计洪峰流量计算成果，红椿站的水文比拟法和综合参数法的计算结果基本接近。

前述调查的1934年历史洪水发生在7月4日，在整个流域多处被调查到，其调查河段位置及相应控制流域面积和列于表3.2-2。

调查资料上看，该次洪水为所有断面位置的调查期内最大的一次，可以认为该次洪水在所有断面处的频率相同，为100年一遇。

对该次洪水作流域面积和洪峰流域幂函数相关分析，二者相关性非常明显，相关系数达到0.986，相关公式如下：

Q=22.047F0.66

式中：

Q-洪峰流量（m3/s）；

F-流域面积（km2）。

表3.2-2岚河流域1934年7月历史洪水调查成果表

河流名称

岚河

岚河

岚河

岚河

岚河

岚河

岚河

岚河

断面位置

佐龙沟

华里

乌金

八仙

槐树湾

鹰王口

河口

龙门

流域面积（km2）

1836

992

683

244

274

55.4

183

11.5

洪峰流量（m3/s）

3280

2170

1172

1040

965

287

887

106

干、支流

干流

干流

干流

干流

二级

支流

二级

支流

一级

支流

一级

支流

上式与《手册》洪峰面积相关法的经验公式一致，指数仅相差0.03，参数也相差3.4%（《手册》洪峰面积相关法100年一遇的经验参数为22.8）。

根据该式推算得该次洪水在电站枢纽处的洪峰流量为1355m3/s，相关综合参数法100年一遇的成果为1280m3/s，两者相差仅5.5%。

综上所述，xxx水电站坝址处的设计洪水成果是合理的。

3.水库抗洪能力

本工程挡水坝采用表孔泄流为主，冲砂孔辅助泄流的方式。

xxx水电站水库调节库容小，不考虑水库的调洪作用，根据泄水建筑物的泄流能力确定设计和校核洪水位。

取水枢纽建筑物防洪标准按10年一遇洪水设计，设计洪峰流量1280m3/s。

校核洪水标准为30年一遇洪水设计，校核洪峰流量1610m3/s。

4.水库防洪能力复核

坝顶高程计算根据《混凝土重力坝设计规范》（SL319-2005）,非溢流坝段坝顶不低于水库最高静水位，防浪墙不低于正常运行和非正常运行的水库静水位加相应的超高。

大坝防洪特征水位

坝址位于上游关田水电站下游1280m，关田电站正常尾水位为354.4m，洄水庙沟村的建设场地、过境公路高程350.0m及以上。

坝址处河床较窄，溢流面单宽流量较大，为了保证泄洪安全，采用表孔泄洪为主，冲砂孔辅助泄洪的方式。

溢流堰堰顶按洄水镇庙沟村、岚～紫公路的防洪要求确定。

洄水镇庙沟村防洪标准为10年一遇洪水，洪峰流量1280m3/s，岚～紫公路防洪标准为20年一遇洪水，洪峰流量1490m3/s。

经回水计算，溢流坝堰顶为342.0m时，庙沟村断面10年一遇水位为349.9～350.2m，20年一遇洪水位为350.6～350.7m。

可见庙沟村临河侧所建房屋的地下室均被淹没（无坝时也是如此）。

因此，确定溢流堰高程为342.0m，对淹没范围房屋地下室予以补偿，并按20年一遇加防浪墙布设庙沟村堤防工程。

综合分析比较考虑到浸没、风浪因素。

溢流堰宽度50m，根据各种设计水位确定非溢流坝高程350.1m，这与坝左岸公路350.0m相近，因此，将溢流坝溢流宽度确定为50m是合适的。

正常蓄水位选择

水库正常蓄水位主要受上游关田电站正常尾水位为354.4m，洄水庙沟村的建设场地、过境公路高程350.0m控制。

考虑浸没、风浪因素，由此确定xxx水电站正常蓄水位为348.00m。

溢流坝顶部高程

溢流堰堰顶按洄水镇庙沟村、岚-紫公路的防洪要求确定。

洄水镇庙沟村防洪标准为10年一遇洪水，洪峰流量1280m3/s，岚-紫公路防洪标准为20年一遇洪水，洪峰流量1490m3/s。

经回水计算，溢流坝堰顶为342.0m时，庙沟村断面10年一遇水位为349.9～350.2m，20年一遇洪水位为350.6～350.7m。

可见庙沟村临河侧所建房屋的地下室均被淹没（无坝时也是如此）。

蓄水前已对淹没范围房屋地下室予以补偿，并按20年一遇加防浪墙布设庙沟村堤防工程。

因此，确定溢流堰高程为342.0m是合适的。

5.水库泄流能力复核

水库泄洪方案采用溢流堰和冲砂闸两部分组成。

溢流堰泄流量按下式计算：

Q1=mεB（2g）1/2H11.5

式中：

m-流量系数，m=0.38×0.85=0.323；

H1-不同水位时的堰上水头；

B-溢流宽度，B=50m；

ε-侧收缩系数，ε=0.95。

冲砂闸的泄流量按下式计算：

Q2=μ2A2（2gHz）0.5

表3.2-3枢纽泄流能力计算表

上游水位

堰上水头

溢洪道流量

下游水位

孔口泄量

总泄量

Z1（m）

H（m）

Q1（m3/s）

Z2（m）

Q2（m3/s）

Q1+Q2（m3/s）

352.500

10.5

2312

45.690

27

2339

352.000

10.0

2149

345.449

26

2175

351.500

9.5

1990

345.213

25

2015

351.000

9.0

1835

344.966

25

1860

350.165

8.165

1586

344.190

25

1610

349.748

7.748

1466

343.816

24

1490

349.500

7.500

1396

343.599

24

1420

348.990

6.99

1256

343.163

24

1280

348.500

6.5

1126

342.785

24

1150

348.300

0.000

0

336.608

24

24

式中：

μ2-闸孔处流量系数，μ2=0.42～0.58；

A2-孔口面积（m2）A2=3.4；

Hz-计算水头（m），按上下游水位确定。

不同水位时的泄流量计算见表3.2-3。

6.消能计算

坝基岩性为页岩（S1b），抗冲系数1.5。

坝顶泄洪单宽流量：

校核洪水时为31.711m3/s.m，对应上下游水位差5.975m，坝下游水深6.6m；设计洪水时为25.120m3/s.m，对应上下游水位差5.827m，坝下游水深5.6m。

由于坝上下游水位差小，为底流消能，单宽流量较小，加之坝后基岩埋深大，水垫层厚，因此下游不再布设消能工程也是合理。

综上所述，xxx水电站原设计的大坝防洪标准和设计洪水确定合理，水库的实际抗洪能力满足国家现行规范要求，设计的最大泄洪流量能安全下泄。

3.3水库蓄水安排

1.xxx水电站取水枢纽施工进展状况

截止2016年4月10日水库枢纽工程建筑物施工形象已达到下列水平和状态：

溢流坝已完工，坝顶高程达到设计高程；

冲砂孔已完工，具备冲砂泄流能力；

进水口已完工，具备蓄水及过流条件；

动力电源已安装调试（包括备用应急电源）

2.xxx水电站取水枢纽于2014年12月7日完成了单位工程验收工作，于2015年1月3日下闸蓄水，至今已营运了1年多，