跃进水库水文安全鉴定doc.docx
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跃进水库水文安全鉴定doc
4防洪标准复核
4.1流域概况
跃进水库位于南部县盘龙镇境内，属嘉陵江水系，坝址以上集水面积0.317km2，主河道长0.75km，主河床平均比降94‰。
流域属于亚热带湿润气候区，气候温和，降雨量充沛，湿度大，阴天多，日照时数偏少，无霜期长（在340天左右）。
四季分明：
春早，回温不稳定，寒潮、阴雨、干旱较多；夏长炎热，降雨集中，但时空分布不均匀，常有旱涝出现；秋季短，降温快，多霪雨；冬暖，雨少。
多年平均日照时数1257.6小时；平均气温17℃，日最高气温44.2℃，日最低气温-3℃；多年平均相对湿度为84%；多年平均水面蒸发量为1046.7mm，多年平均陆面蒸发量为656.3mm，多年平均最大风速19.5m/ｓ；平均降雨量为968mm，年内夏季降水量最多，冬季最少，最多主要出现在7月，其次是6月和8月，日最大降雨量168.5mm（1978年7月15日）。
由于降雨年际变化大，年内分配不均（4～10月占全年的86.77％），经常出现春旱、夏伏旱。
4.2基本资料的收集和复核
4.2.1基本资料的收集整理
本次洪水复核，走访了参与建库的老同志，询问了建库时大坝坝基的处理情况、地形地质、河槽状况，了解了建库过程，查阅了水库“三查三定”资料；收集整理了流域水系、水库的主要特征参数（集雨面积、主河道长度、河流比降、吹程、水位面积库容曲线）、枢纽平面布置、流域地形图等。
4.2.2流域基础资料复核
1、集水面积
根据流域1/10000地形图核实流域分水线，量算得水库坝址以上集水面积为0.317km2，与“三查三定”中的数据一致，本次采用集水面积F=0.317km2。
2、主河道长度L
根据流域1/10000地形图核实主河道自出口断面至分水岭的河流长度，包括主河槽及其上游沟型不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长。
测算得主河道长度为0.75km，与“三查三定”中的数据相同，本次采用L=0.75km。
3、主河床平均比降J
根据核实的主河道线L，读取河道各转折点的高程Hｉ和间距lｉ，用加权平均法计算。
计算公式为
J＝（Σｈi-1+ｈi）lｉ/L2
经计算主河床平均比降J＝94‰，与“三查三定”中的成果基本一致，本次采用J=94‰。
4.3设计洪水计算
4.3.1工程等级及设计标准
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），跃进水库为小
（2）型水库，枢纽工程等级为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。
设计洪水标准采用20年一遇（p=5﹪），校核洪水标准采用200年一遇（p=0.5﹪）,消能防冲建筑物洪水标准采用10年一遇（p=10﹪）。
4.3.2设计洪水推求
由于该水库邻近地区无小河水文站实测水文资料，水库为小
（2）型水库，故采用暴雨推求设计洪水，但因为水库及附近均无可用的长期暴雨观测资料，无法由实测暴雨推求设计洪水，故直接采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）推求设计洪水。
按《手册》“暴雨等值线图”查值，经综合分析确定暴雨统计参数如表4-1。
跃进水库暴雨统计参数表（表4-1）
时段
均值
CV
CS=3.5CV
1/6小时
16.0
0.36
1.260
1小时
40.0
0.41
1.435
6小时
80.0
0.47
1.645
24小时
110.0
0.50
1.750
4.3.3设计洪水
1、设计洪峰流量
采用《手册》中推荐的推理公式Q＝0.278ψ
F推求设计洪峰流量。
推理公式中有关参数确定如下。
（1）流域特征值参数
采用核实的集水面积F＝0.473km2、流域长度L＝0.7km、流域平均比降J＝78‰。
（2）汇流参数m值
本流域地处盆地丘陵区，暴雨历时较短，强度集中，洪峰涨落较快。
依据《手册》，流域特征系数θ＝
，当θ=1～30，m=0.40θ0.204，当θ=30～300，m=0.092θ0.636。
经计算，θ＝2.198，m=0.4697。
（3）产流参数μ值
本流域相对高差较小，属于盆地丘陵区，依据《手册》：
ｕ=4.8F-0.19，CV=0.18，Cs=3.5CV。
（4）暴雨参数S、n
暴雨衰减指数n分历时确定：
t=6～24h，
t=1～6h，
t=1/6～1h，
Sｐ＝Hp24.24ｎ-１
（5）单位汇流时间τ0
计算公式:
τ0=[0.383/（ｍｓ0.25/θ）]4/（4-n）
（6）校核ｍ′
ｍ′＝0.278Ｌ/（τJ0.333Q0.25）
经计算ｍ′值与原ｍ值较为接近，说明参数取值正确，计算过程无误，成果可以采用，具体计算见表4-2。
跃进水库各频率设计洪峰流量计算表（表4-2）
P（%）
H24
n
sp
τ0
μ
ψ
τ
QP
m′
0.50
336.0
0.43296
103.3
0.5241
9.3667
0.9308
0.53476
11.1
0.46973
5.00
218.7
0.45479
71.9
0.5782
7.9094
0.9132
0.59323
7.33
0.46973
10.00
182.6
0.46459
61.9
0.6022
7.4003
0.9043
0.61962
6.16
0.46973
2、设计洪水总量及设计洪水过程线
设计洪水总量由设计暴雨按按《手册》综合分区的暴雨径流关系计算。
根据本流域面积较小、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑。
洪水总量计算公式为：
式中：
—洪水总量的暴雨历时（h）（单峰洪水）；
—设计洪水总量（万m3）；
—历时为
的设计暴雨（mm）；
—设计流域面积（km2）；
—径流系数；
—径流深（mm）。
经计算，各频率设计洪水总量见表4-3。
设计洪水过程线采用典型洪水放大推求，其中典型洪水采用我省东部地区洪水过程线模型（3），设计洪水过程线见表4-4及附图4-1。
跃进水库设计洪水成果表（表4-3）
项目
P=0.5%
P=5%
P=10%
设计洪峰流量（m3/s）
11.1
7.33
6.16
设计洪水总量（万m3）
7.1
4.4
3.6
跃进水库设计洪水过程线表（表4-4）
p=0.5%，ＱＰ＝12.2m3/s
p=5%，ＱＰ＝8.10m3/s
P=10%，ＱＰ＝6.81m3/s
t
Q
t
Q
t
Q
0.000
0
0.000
0
0.000
0
0.035
0.555
0.033
0.367
0.032
0.308
0.070
1.11
0.067
0.733
0.065
0.616
0.105
2.22
0.100
1.47
0.097
1.23
0.158
4.44
0.150
2.93
0.146
2.46
0.228
6.66
0.216
4.40
0.211
3.70
0.316
8.88
0.300
5.87
0.292
4.93
0.422
10.6
0.400
6.97
0.389
5.85
0.527
11.1
0.499
7.33
0.487
6.16
0.738
10.6
0.699
6.97
0.681
5.85
0.949
8.88
0.899
5.87
0.876
4.93
1.282
6.66
1.215
4.40
1.184
3.70
1.809
4.44
1.715
2.93
1.671
2.46
2.618
2.22
2.480
1.47
2.417
1.23
3.689
1.11
3.496
0.733
3.407
0.616
4.884
0.555
4.628
0.367
4.510
0.308
8.081
0
7.657
0
7.462
0
4.4水库洪水调节计算
4.4.1防洪标准
如前述，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），本水库设计洪水标准采用20年一遇（p=5﹪），校核洪水标准采用200年一遇（p=0.5﹪）,消能防冲标准采用10年一遇（p=10﹪）。
4.4.2基本资料
1、水库设计洪水过程线见表4-4。
2、水库库容曲线
本次采用“三查三定”时核实的水库库容曲线。
详见表4-5，库容曲线见附图4-2。
跃进水库水位～库容曲线表（表4-5）
水位（m）
440
441
443
443.85
447
449
450
库容（万m3）
0
0.3
0.7
1.2
7.27
19
26
3、溢洪道参数
跃进水库溢洪道为无闸控制正堰开敞式堰洪道，溢洪道为宽顶堰，堰顶高程449m，堰顶净宽为2.4m。
故本次按宽顶堰流公式q=mb
H3/2计算下泄流量q，流量系数m取0.36。
经计算溢流堰泄流曲线见表4-6及附图4-3。
跃进水库溢流堰泄流曲线表（表4-6）
水位H（m）
449
449.2
449.4
449.6
449.8
450
450.2
450.4
下泄流量q（m3/s）
0
0.34
0.97
1.8
2.7
3.8
5.0
6.3
4.4.3调节方式
调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为正常蓄水位（堰顶高程）449m，自由泄流。
4.4.4调洪计算
根据上述基本资料和调节方式，按照《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000）第4.4.2条及4.4.3条的有关规定，本次调洪计算方法采用静库容法。
用试算法进行调洪演算，复核跃进水库防洪标准是否符合现行规范要求，以及水库实际能够达到的防洪标准。
计算公式采用水量平衡方程式和水库的蓄泄关系,联解下列方程:
（Q1+Q2）△t/2-（q1+q2）△t/2=V2-V1
q＝εＢｍ（2g）1/2H3/2
按试算法列表进行,计算时Q1在洪水过程线上读取，根据（Q1+Q2）/2的数值，假设一个下泄流量q，通过库容增减量计算出时段末库容V1，在q～f（h）曲线表上查得相应库容V2，若V1=V2或很接近V2，说明假设正确，否则重新假定V1，直至V1≈V2，才进行下一步的计算。
V2作为下一步的V1，重复上述步骤。
计算过程略，计算结果见表4-7～4-10。
跃进水库P=0.5%调洪演算计算表（△t=0.5h，表4-7）
时段（t）
时段末入库流量Q（m3/s）
时段末出库流量q（m3/s）
库水位
（m）
库容
（万m3）
库容变差
（万m3）
0
0
0
449.000
19.000
1
11.0
0.215
449.145
19.971
0.971
2
8.54
0.924
449.388
21.627
1.656
3
5.74
1.53
449.541
22.691
1.064
4
3.92
1.89
449.620
23.253
0.562
5
2.54
2.03
449.652
23.481
0.229
6
1.82
2.04
449.656
23.507
0.026
7
1.31
1.99
449.645
23.426
-0.081
8
0.966
1.91
449.624
23.280
-0.146
9
0.733
1.79
449.599
23.100
-0.180
10
0.535
1.67
449.571
22.903
-0.197
11
0.448
1.54
449.542
22.702
-0.200
12
0.361
1.42
449.515
22.509
-0.194
13
0.274
1.31
449.488
22.320
-0.189
14
0.188
1.20
449.461
22.136
-0.184
15
0.101
1.10
449.435
21.955
-0.181
0.014
1.01
449.410
21.775
-0.180
跃进水库P=5%调洪演算计算表（△t=0.5h，表4-8）
时段（t）
时段末入库流量Q（m3/s）
时段末出库流量q（m3/s）
库水位
（m）
库容
（万m3）
库容变差
（万m3）
0
0
0
449.000
19.000
1
7.33
0.124
449.097
19.649
0.649
2
5.40
0.495
449.259
20.739
1.090
3
3.56
0.818
449.359
21.427
0.688
4
2.39
1.02
449.413
21.797
0.370
5
1.45
1.10
449.435
21.952
0.155
6
1.09
1.12
449.439
21.980
0.029
7
0.732
1.10
449.434
21.945
-0.036
8
0.570
1.05
449.423
21.868
-0.076
9
0.408
1.00
449.409
21.772
-0.096
10
0.322
0.944
449.393
21.663
-0.109
11
0.261
0.883
449.377
21.551
-0.112
12
0.201
0.824
449.361
21.439
-0.112
13
0.140
0.766
449.345
21.326
-0.112
14
0.080
0.710
449.328
21.213
-0.113
15
0.019
0.655
449.311
21.099
-0.114
跃进水库P=10%调洪演算计算表（△t=0.5h，表4-9）
时段（t）
时段末入库流量Q（m3/s）
时段末出库流量q（m3/s）
库水位
（m）
库容
（万m3）
库容变差
（万m3）
0
0
0
449.000
19.000
1
6.14
0.097
449.081
19.544
0.544
2
4.43
0.381
449.217
20.452
0.908
3
2.90
0.619
449.300
21.022
0.570
4
1.92
0.769
449.345
21.331
0.309
5
1.18
0.838
449.365
21.465
0.134
6
0.868
0.855
449.369
21.497
0.032
7
0.590
0.843
449.366
21.475
-0.022
8
0.450
0.814
449.358
21.420
-0.056
9
0.311
0.776
449.347
21.345
-0.075
10
0.257
0.733
449.335
21.261
-0.085
11
0.205
0.691
449.322
21.174
-0.087
12
0.153
0.649
449.309
21.086
-0.088
13
0.100
0.607
449.296
20.995
-0.090
14
0.048
0.566
449.283
20.903
-0.092
15
0
0
449.000
19.000
跃进水库调洪计算成果表（4-10）
频率P（%）
最大下泄流量（m3/s）
最高库水位（m）
库容（万m3）
0.5
2.04
449.65
23.5
5
1.12
449.44
22.0
10
0.855
449.37
21.5
4.5坝顶高程复核
4.5.1坝顶超高计算
坝顶超高按部颁《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的公式Y=R+e+A计算，坝顶超高由波浪爬高、最大风壅高度和安全加高组成。
波浪爬高采用鹤地公式计算，风壅高度采用规范推荐公式。
跃进水库为小
（2）型水库，枢纽工程等级为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，按照规范，正常运用情况下安全加高A=0.5ｍ，非常运用情况下安全加高A=0.3ｍ。
库区多年平均最大风速V=19.5m/s，正常运用情况计算风速W采用多年平均年最大风速的1.5倍；非常运用情况计算风速W采用多年平均年最大风速。
跃进水库水域形状极不规则，故吹程采用De=ΣDicos2αi/Σcosαi计算。
经反复量算，跃进水库有效吹程为200m。
跃进水库坝顶超高计算表见表4-11。
跃进水库坝顶超高计算表（表4-11）
项目
设计（正常）
校核（非常）
频率P（%）
5
0.5
计算风速W（ｍ/s）
29.25
19.5
吹程D（m）
200
200
坝迎水面前水深H（m）
8.6
8.8
最大风壅水面高度e（m）
0
0
坝坡坡比ｍ
2
2
经验系数KW
1.22
1.10
平均波高hm（m）
0.56
0.31
平均波长Lm（m）
5.1
3.4
平均爬高Rm（m）
0.60
0.33
最大波浪爬高R5%（m）
1.10
0.61
坝顶安全加高A（m）
0.5
0.3
坝顶超高Y（m）
1.61
0.91
4.5.2坝顶高程复核
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求，坝顶高程应按以运用情况分别计算，并取其最大值：
工况a：
设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高;
工况b：
校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。
各种运用情况下的坝顶超高计算见表4-12。
跃进水库坝顶高程计算表（表4-12）
名称
工况a
工况b
最高静水位Z静（m）
449.44
449.65
坝顶超高Y（m）
1.61
0.91
计算坝顶高程Z坝（m）
451.05
450.56
现坝顶高程Z（m）
450
450
差值（Z-Z坝）（m）
-1.05
-0.56
4.6防洪标准复核结论
现跃进水库坝顶高程450m。
据水库洪水调节计算成果（表4-10），水库20年一遇设计洪水位为449.44m，溢洪道最大下泄流量为1.12m3/s；200年一遇校核洪水位为449.65m，溢洪道最大下泄流量2.04m3/s。
又据坝顶高程复核计算成果（表4-12），在设计情况下要求坝顶高程为451.05m，在校核洪水位情况下要坝顶高程为450.56m，设计和校核情况下分别高于现有坝顶高程（450m）1.05m、0.56m。
因此跃进水库防洪能力不满足防洪要求。
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