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工程防汛方案

一、度汛设计

1.1工程概况

1.1.1水库地理、地貌及功能

＊＊市＊＊＊水库保安达标工程位于＊＊市上溪镇黄山五村上游，距街道办事处所在地13Km。

属钱塘江流域，东阳江支流。

工程所在区域为浙中低山丘陵地貌，地面高程一般在100—400m之间，库区内最高峰天公山海拔高度468.4m（1985国家高程基准），两岸山坡坡度上陡下缓，一般30—40°，河谷呈“U”型，山体走向一般北东向，河流方向南北向。

流域内林木繁盛，植被良好。

根据＊＊市水务局先存技术档案描述（档案名：

＊＊水库枢纽工程，档案号：

ZK42—3<5>）,＊＊水库建设过程如下：

＊＊水库于1964年开始建设，主坝设计坝型为心墙坝。

原设计规模为坝顶高程172.99-173.38米。

1.2.2工程现状概括

水库控制域面积0.415Km2,主流长度0.852km。

大坝坝型经地质勘查后确认为均质坝。

水库是一座以灌溉为主结合防洪、养殖等综合利用小

（二）型水库。

水库枢纽由大坝、放水隧洞、溢洪道等组成。

根据《防洪标准》（GB50201—94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）和《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）以及＊＊市万分之一地形图、五百分之一地形图、地质勘探资料等，确定水库主要特征性指标为：

水库规模为小

（二）型水库，设计洪水标准为50年一遇（即p=2%）,校核洪水标准为500年一遇（即P=0.2%）。

2.工程主要存在问题及安全技术认定结论

2.1主要存在问题

＊＊水库大坝安全技术认定于2006年4月25日在后宅街道办事处召开了＊＊水库安全技术认定报告论证会，＊＊水库主要存在以下问题：

（1）坝体渗漏问题

地质勘探和土工试验成果：

主坝、副坝填筑土渗透系数多数大于1*10-4cm/s, 不能满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）要求，存在一定渗透性。

渗流稳定计算成果：

各种工况下，主副坝体内浸润线位置和下游出逸点位置均较高，最大总渗透坡降均大于允许渗透坡降，极易产生渗透破坏。

（2）大坝接触段和基岩渗漏问题：

主坝、副坝填筑土及基岩接触带由于土料性质及压实不够存在渗水通道。

渗透稳定计算显示，该通道渗漏量和渗透流量流速较大，容易产生集中渗漏。

基岩据压水试验显示坝基局部地段基岩渗水性较大，存在渗水通道。

（3）主坝及副坝土均为分散性土，在雨水和长期渗流条件下易被分解、冲蚀和潜蚀，为坝体隐患。

须做好坝体保护和排水措施。

（4）主坝机构稳定不能满足《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001标准要求，可能存在失稳隐患，必须通过工程措施予以解决。

（5）大坝外观不达标：

坝顶不平整，坝坡护砌不完善、凹凸不平，不规则，下游未设置排水体。

（6）放水设施及把内放水涵管老化失修，为一大安全隐患，达不到千库保安要求，存在结构性安全问题；

（7）溢洪道出口无消能设施，出水行洪不畅，泄洪易危及大坝和村庄安全。

（8）无水位和大坝位移沉降、渗流观测设施。

（9）上坝道路路况较差，造成管理不便。

（10）水库存在淤积，造成库容减少，影响放水设施运行。

（11）坝脚紧接村庄，群众产生生活对大坝造成破坏。

坝下水塘和水井影响大坝安全。

2.2安全技术认定结论及建议处理方案

2.2.1安全技术认定结论

由于＊＊水库存在上述主要问题，其水库大坝存在严重安全隐患，根据《浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲（试行）》和《浙江省小型大坝安全技术认定办法》以及水利部颁布《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）有关小型水库大坝安全状况分类标准，该水库为三类坝，即危险水库。

2.2.2建议处理方案

1、对大坝进行套井回填防渗加处理，在大坝填筑上及基岩接触带设高度1.0m1：

4水泥土。

套井位单排布置，老涵管处打三排套井回填。

2、通过帷幕灌浆解决基岩渗漏问题，帷幕灌浆孔间距为3.0m,帷幕灌浆深度深入相对不透水层以下5.0m。

3、根据防洪要求确定坝顶高程，大坝表面护砌，下游设排水体。

4、对原副坝侧溢洪道进行封堵，利用主坝侧溢洪道泄洪，溢洪道下游泄洪渠接入下游溪中。

5、放水设施改造，对原有坝下涵管采用1：

2水泥砂浆灌浆封堵，进水口、出水口C20砼回填封堵，套井及原有坝下涵管交接处采用C20砼回填封堵1米。

6、上坝道路采用泥结石路面，路面宽度3.5m。

7、增设水位及大坝位移沉降观测设施。

8、水库清淤。

2.2.3初步设计阶段施工导流

1、导流时段

根据本地区水文情况，该工程导流及度汛时段可划分为非汛期、梅雨期和台汛期。

具体时段为10月16日—次年4月15日为非汛期，4月16日—7月15日为梅雨期，7月16日—10月15日为台汛期。

坝址区各期不同频率设计最大流量值详见表1—1

表1—1各期不同设计频率洪水最大流量表单位：

m3/so

流域位置

分期

p=50%

p=33.3%

p=20%

p=10%

p=5%

p=2%

坝址

非汛期

汛期

109

130

157

2、导流标准

根据《防洪标准》（GB50201—94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）和《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001），结合＊＊水库现有防洪标准，水库设计洪水标准为50年一遇（即P=3.33%），校核洪水标准为500年一遇（即P=0.33%）。

工程等别为Ⅳ等，永久性主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。

导流洪水标准为5年一遇。

3、导流方式

结合本工程建筑物特点，水库施工期间导流方式如下：

1）计划在08年至09年3月，水库通过大坝输水涵管放空，对主副坝、溢洪道、虹吸管施工，施工期间来水可由大坝输水涵管下泄。

2）计划在09年3月至09年4月，对大坝输水涵管封堵，施工期间来水可有虹吸管下泄。

在09年5月底，水库少量蓄水。

3）09年5月至09年8月，施工期间来水可由虹吸管下泄。

4、导流建筑物设计

水库除险加固期间施工导流主要通过原主副坝输水涵管、新建虹吸管下泄上游来水。

坝顶高程为120.50，设计虹吸管进水高程为108.0，原来老坝（主坝）放水涵管进水口管内底高程为105.125，（副坝）放水涵管进水口管内底高程为111.750.

在虹吸管施工过程前，可以利用主坝放水涵管将水位控制在105.200.确保虹吸管干地施工。

5、施工期间下游供水灌溉计划

在水库放空后，下游供水灌溉一部分由天然来水及小水库供水灌溉解决。

3.水文

3.1水文气象

＊＊市＊＊水库位于＊＊市上溪镇黄山五村上游，距街道办事处所在地13Km左右。

属钱塘江流域，东阳江支流。

＊＊水库设计原设计坝址及水面积0.415Km2、主流长度0.852Km。

工程所在区域为浙中低山丘陵地貌，地面高程一般在100—400m之间，库区内最高峰天公山海拔高度468.4（1985国家高程基准）,两岸山坡坡度上陡下缓，一般30—40°，河谷呈“U”型，山体走向一般北东向，河流方向南北向。

流域内林木繁盛，植被良好。

3.2气象

＊＊水库流域属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，以温和、湿润、多雨为主要特征。

多年平均降水量约1342mm，降雨主要为春雨、梅雨和台风雨，年纪变化很大，年内分配也很不均匀，其中4—7月梅雨为形成大洪水主要原因。

流域多年平均气温16.9℃，月平均最高气温34.6℃（7月份），月平均最低气温1.3℃（1月份），极端最高气温40.3℃，极端最低气温-10.7℃。

3.3基本资料

＊＊水库坝址以上、以下流域没有雨量站和水文站，邻近流域也无相关资料。

3.3.1工程等级及防洪标准

工程等别为Ⅳ等，永久性主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。

3.4洪水

3.4.1计算方法

由于＊＊水库坝址以上、一下流域没有雨量站和水文站，邻近流域也无相关资料，因而无法用直接法推求＊＊水库设计洪水，只能利用间接法来计算设计洪水。

本次复核主要依据规范是《水利水电设计洪水计算规范》、《浙江省短历史暴雨》（2003年2月）以及浙江省小流域洪水计算推理公式等。

3.4.2流域特征参数

根据1/10000地形图量算，＊＊水库控制流域面积为0.415Km2, 流域最大汇流长度为0.852Km.

3.4.3暴雨频率计算

该水库原设计按照规模达到小

（一）型水库进行，现状水库虽为小

（二）型水库，但考虑到水库重要性，根据《水利水电设计洪水计算规范》和《防洪标准》确定水库建筑物等级和型式，洪水标准为50—30年一遇设计，1000—300年一遇校核。

本次洪水安全复核采用洪水标准为50年一遇设计（p=2%），500年一遇校核（p=0.2%）.

对于面积较小流域，对一天、三天设计洪水过程实际计算分析，可知水库洪水位取决于一天设计洪量，而及最大洪峰及三天洪水总量关系不大，根据该流域暴雨及洪水特性，本次以最大24h设计暴雨量进行设计洪水峰、量控制，按无资料地区计算方法计算洪水。

3.4.4设计暴雨

（1）设计点雨量、面雨量变差系数Cv查算

因水库集水面积≤10km2，根据《浙江省短历时暴雨》图集说明，可用点雨量代替面雨量，由图集查得各种历时相应点雨量即为流域面雨量，见表3.4—1，表3.4—2：

表3.4—1设计流域点雨量均值、Cv值

历时点号

10min

1hr

6hr

24hr

均值

0.38

0.45

0.48

平均

均值

0.38

0.45

0.48

流域面雨量变差系数Cv、偏态系数Cs及各频率模比系数Kp均由图集查得，其中Cs/Cv=3.50.设计及校核频率各历时暴雨详见下表：

表3.4—2设计流域点雨量计算表

历时

10min

1hr

6hr

24hr

平均点雨量H

均值

0.38

0.45

0.48

设计点雨量Hp

P=2%

36.36

89.80

145.93

223.25

P=0.2%

48.60

125.40

203.78

317.30

（2）暴雨衰减指数

根据时段不同采用图集介绍公式计算，计算结果见下表3.4—3：

表3.4—3分级暴雨衰减指数n值计算表

ti=10-60min之间

ti=1-6h之间

ti=6-24h之间

n1,6=1+1.285lg（H10/H60）

n6,24=1+1.66lg（H6/H24）

历时

10min

1hr

6hr

24hr

2.00%

36.36

89.80

145.93

223.25

0.495440

0.72905

0.69328

0.20%

48.60

125.40

203.78

317.30

0.471020

0.72905

0.68056

根据浙江省推理公式法，本工程流域特征值为：

集雨面积：

F=1.72lm2主流长度：

L=1.706km

河槽坡降：

J=42.69‰下垫面类别：

Ⅱ类

地理参数：

θ=5.54汇流参数：

m=0.604

稳损（mm）：

1mm/hr初损（mm）:

10mm

汇流时间用迭代法求得，为：

P=2%t=0.98hr

P=0.2%t=0.88hr

推求暴雨及洪水过程采用1h时段划分。

按照图集介绍方法，设计和校核工况时段雨量为：

ti在10-60min之间时：

Hi=H10（ti/10）1-N10,60

ti在1-6h之间时：

Hi=H6（ti/6）1-N1,.6

ti在6-24h之间时：

Hi=H24（ti/24）1-N6,24

表3.4—4设计频率p=2.00%时段雨量推算表

序号

设计频率p=2.00%

△t=1hr

ti（hr）

Hi（mm）

△H（mm）

89.80

0.72905

0.69328

表3.4—5设计频率p=0.2%时段雨量推算表

序号

设计频率p=0.20%

△t=1hr

ti（hr）

Hi（mm）

△H（mm）

125.40

0.72905

0.69328

（3）设计暴雨和过程

24小时雨型按下列规则排列（△t=1小时）

（1）时段雨量老大项末时刻排在18：

00，时段雨量老大项排在老大项左边；

（2）其余项从大到小奇数项排列在左边，偶数项排列在右边，当右边排满24：

00后，余下各项时段雨量从大到小都排在左边。

净雨量计算按照初损后损法扣损，初损雨量10mm，稳损为1.0mm/h。

净雨过程及洪水过程见下表：

设计流域对应频率P设计暴雨（净雨）过程表

初损（mm）=10.00；稳渗（mm）=1.00

序号

设计频率p=2.00%

△t=1hr

序号

设计频率p=0.20%

△t=1hr

ti（hr）

Hi（mm）

Hi净（mm）

ti（hr）

Hi（mm）

Hi净（mm）

2.90

0.00

洪水过程计算表

时段

设计频率p=2.00%

时段

设计频率p=2.00%

QK（m3/s）

从表可知，设计洪峰流量：

Q2%=45.73m3/s,Q0.2%=70.45m3/s.

该流量同档案资料（ZK42-3＜5＞）及水库安全普查表（2003年2月）中洪峰流量比较情况见下表：

项目

流量（m3/s）

地理参数

频率

50年一遇

500年一遇

集雨面积

主流长

以往档案

本次计算

差值

本次计算成果及原设计成果稍有差别，主要是由计算方法以不同及流域特征有所差别造成。

原设计设计洪水过程计算时根据原浙江省小型水库推理化公式及当时暴雨等值线图进行计算，本次复核计算设计洪水过程是按照《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）以及浙江省小流域洪水计算推理公式等。

3.5水库调洪

3.5.1水库调洪计算原则

（1）其调水位

根据原设计，水库溢洪道开设在主坝左岸天然垭口，该垭口在1979年对大坝进行增高续建时进行了一定开挖，但由于大坝未能施工到设计顶高程，该溢洪道也未能完工，处于开挖毛胚阶段。

也一直未能使用。

主坝右岸溢洪道进口底高程实测为118.71米，同副坝顶最低点测高程118.47米相近，即副坝漫顶时，该溢洪道都不能溢洪，所有洪水将通过副坝右岸临时溢洪道溢洪。

因本水库工程现有规模未达到原设计规模，副坝顶高程主坝顶高程低许多，水库实际蓄水按照副坝顶高程进行计算控制，在副坝右岸靠山体开设了临时溢洪道，使用至今。

临时溢洪道进口高程为115.0m（相应库容为39.93万方）。

本次设计对副坝侧溢洪道进行封堵，利用主坝右岸溢洪道进行泄洪，防洪复核中起调水位根据水库50年一遇设计洪水不淹没杭金衢高速公路路基为原则进行控制，确定正常蓄水位为118.0m。

（2）水库水位—库容曲线

根据实测水库库区1：

2000地形图，按照等高线勾绘量算，得出水库水位—水面积—库容计算表如下：

表3.5—1＊＊水库水库水位—水面积—库容计算表

等高线数值

水面积

分层库容

累计总库容

翻阅档案资料，＊＊水库水库水位—库容计算如下：

表3.5—2

水位高程

原库容

水位高程

原库容

原高程系

换黄海高程

原高程系

换黄海高程

水库水位—库容曲图如下：

（3）泄流建筑物水位-泄量关系曲线

由于没有泄流试验资料和实测资料，本次复核计算无法对原泄流建筑物水位-泄量关系进行复核，所以本次复核计算采用下式来计算不同溢流水深时溢流堰下泄流量。

Q=σcσsmb2gH03/2

式中：

σc----侧收缩系数，取1.0；

σc----淹没系数

m---自由溢流流量系数

b---溢流宽度（m）

H0---包括行近流速堰前水头，本处不计流速水头（m）。

具体成果见下表。

库水位H（m）

溢洪水深h（m）

溢洪道以上库容V（万m3）

泄流量q（m3/s）

118.00

3.5.2水库调洪计算

采用单辅助线进行调洪：

（根据3.5.1确定）溢洪道溢流堰顶高程即正常水位118.0m。

由联立方程q2＋2V2/△t=Q1＋Q2-2q1＋q1＋2V1/△t进行调洪演算。

a）、设计洪水标准：

相应库水位118.95m,相应库容74.5188万m3,调洪库容∑Wp=2%=9.288万m3,洪峰流量Qp=2%=45.73m3/s,调洪后下泄流量Q/p=2%=24.787m3/s;调洪演算成果见如下表：

表3。

5-4

b）、校核洪水时，相应库水位119.29m，相应库容78.0773万m3，洪峰流量Qp=0.2%=70.45m3/s，调洪库容∑Wp=0.2%=12.797万m3调洪后下泄流量Q/p=0.2%=38.696m3/s，调洪演算成果见如下表：

表3.5-5

表3.5水库洪计算表（50年一遇）

△T=3600秒

调洪时段

入库流量

Q（m3/s）

时段平均入库流量（Q1＋Q2）/2（m3/s）

V/△T＋q/2（m3/s）

出库流量

q（m3/s）

库水位H（m）

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