烂庙河水库汶川地震灾后整治可行性研究报告.docx
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烂庙河水库汶川地震灾后整治可行性研究报告
烂庙河水库汶川地震灾后整治
可行性研究报告
第一章综合说明…………………………………….1
第一节工程概况……………………………………….1
第二节枢纽工程存在的主要问题………………………2
第三节枢纽工程整治的必要性…………………………3
第四节水库工程特性表…………………………………4
第五节水文……………………………………….5
第六节工程地质……………………………………….6
第七节水工建筑物及附属设施.……………………….7
第八节施工组织设计……………………………………9
第九节水土保持及环境影响评价……………………….10
第十节工程投资估算……………………………………11
第十一节经济评价…………………………………….12
第二章水文……………………………………….12
第一节流域自然地理概况………………………………12
第二节设计洪水标准……………………………………13
第三节设计洪水……………………………………….13
第四节水库调洪计算…………………………………..17
第三章工程地质………………………………………18
第一节地质概况……………………………………….18
第二节坝址区工程地质条件.....................20
第四章水工建筑物及附属设施整治设计…………….21
第一节设计的依据………………………………………21
第二节大坝整治设计………………………………….21
第三节溢洪道设计…………………………………….22
第四节附属设施设计…………………………………..24
第五章施工组织设计………………………………….25
第六章环境影响与水土保持………………………….28
第一节环境状况及预测分析…………………………..28
第二节环境影响评价…………………………………..31
第三节水土保持措施…………………………………..31
第七章工程概算及资金筹措……………………………32
第八章经济效益分析………………………………..37
第一节社会经济效益………………………………….37
第二节效益分析………………………………………..38
第九章结论………………………………………39
第一章综合说明
第一节工程概况
烂庙河水库位于某县义门乡五龙桥村，其流域属渠江支流的梯子河上游，距县城70公里，是一座以灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的小
（一）型水利工程。
该水库坝址以上集雨面积4.4km2，多年平均降雨量1115.0mm，总库容110.5万m3，有效库容83.5万m3，死库容3万m3，灌溉面积0.2万亩。
该库枢纽属四等工程，主要建筑物为4级，防洪标准按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。
经本次设计计算，30年一遇洪峰流量70.3m3/s，相应下泄流量53.0m3/s，洪水总量85.3万m3，300年一遇校核洪峰流量109.3m3/s，相应下泄流量86.2m3/s，相应洪水总量134.9万m3。
校核洪水位450.6m，相应库容110.5万m3；
设计洪水位450.0m，相应库容100.5万m3；
正常水位449.0m，相应库容86.5万m3；
死水位432m，相应库容3.0万m3。
烂庙河水库下游有1300余村民，有农田1500余亩，大坝一旦垮塌失事，后果十分严重。
枢纽工程中现在只有大坝、溢洪道（未衬砌）和放空涵卧管（已30多年未使用）。
一、大坝
烂庙河水库从1966年3月动工修建，1971年3月竣工，大坝采用浆砌条石，大坝基础为裸露砂岩，最大坝高19m，坝顶中心弧长50m，坝顶宽1.6m，最大坝底宽6.8m，坝型为浆砌条石拱坝，坝顶高程451.0m，坝底高程432.0m。
二、溢洪道：
该溢洪道为正槽式宽顶堰溢流，堰顶高程449.0m，堰宽27m，堰厚11.5m的人工开挖的裸露砂页岩互层堰，堰尾以后为自然岩坡冲沟，冲沟总长77.8m，落差5.0米，平均坡降26.6%，由于裸露砂页互层岩被洪水冲垮严重，堰中心部位仅剩4米，由于资金有限，只对溢洪道进行部分整治。
第二节枢纽工程存在的主要问题
根据一九九九年十二月专家组对该库所作的结论，该库为三类水库，加上2008年5月12日四川汶川大地震，目前存在以下几方面的主要问题：
一、大坝
大坝渗漏严重，虽无实测记录，但根据现场观察，大坝现有4处集中渗漏，渗流量约为0.56×10-3m3/s,左坝肩445.0m处有一处渗流量约0.3×10-3m3/s绕坝渗漏，右坝肩与岩体接触面有明显渗漏。
二、溢洪道
该溢洪道始建于1971年，当时宽10.5m，由于1978年大坝出现病情后，于1979年——1980年加宽至27m，堰厚11.5m，堰顶高程449.0m，整改时，正值全国水利政策大改革，小型水利工程很难立项，当时仅只人工开挖了溢流堰，其余部分仍为自然岩坡冲沟，由于溢洪道地质为砂、页岩石层，经多年洪水冲刷到1996年溢洪道垮塌严重，经管理单位多次反映，1997年元月由县水电局组织技术人员对该溢洪道作了整改设计，由于资金的严重不足，仅作极少部分工程工作。
溢洪无记录，经调查1998年、1999年最高溢洪水深为0.6m。
三、放水设施
放空底管由于大坝多次出现病情，放空底管在1974年和1979年两次大坝整治中都起到了重要作用，运行正常。
但从1980年以后放空底洞一直未使用，由于放空底洞为廊道式放空洞，一无闸门二无闸阀控制，放水时只有靠人力从廊道进入将石板打松后用木杠撬开进行放水。
所以存在严重的安全隐患。
四、水库无观测设施
该工程无任何观测设施，因此水库应设置观测设施，以加强水库管理，保证水库安全。
第三节枢纽工程整治的必要性。
烂庙河水库于1999年12月经大坝安全鉴定专家组审查鉴定，大坝属“三类”坝，建议尽早对影响大坝安全运行的上述问题进行全面整治。
烂庙河水库的控灌区属丘陵地带，土地资源丰富，是某县的主要农耕地区。
该区多年平均降水量1115.0mm，但降雨在年际内分布不均，以致旱象频繁，经常发生春旱、夏伏旱，这对灌区农业生产极为不利。
另一方面，水库下游淹没影响范围广和地理位置的重要性，为确保下游1300余人民的生命财产安全及1500亩良田的安全，对水库枢纽除险加固是十分迫切和必要。
第四节水库工程特性表
项目
特征
单位
备注
工程所在水系
嘉陵江水系
所在河流
梯子河上游
集雨面积
4.4
km2
坝型
浆砌条石拱坝
坝高
19
m
坝顶中心弧长
50
m
坝顶宽
1.2
m
坝底宽
6.8
m
内坡平均坡度比
外坡平均坡度比
坝顶海拔高程
451.0
m
设计洪水位
450.0
m
校核洪水位
450.60
m
总库容
110.5
万m3
正常水位
449.0
m
校核后
正常库容
86.5
万m3
校核后
有效库容
83.5
万m3
校核后
死水位
432.0
m
滞洪库容
24.0
万m3
死库容
3.0
万m3
设计洪水标准
P=3.33%
校核洪水标准
P=0.33%
设计洪水总量
85.3
万m3
校核洪水总量
134.9
万m3
设计洪水流量
70.3
m3/s
校核洪水流量
109.3
m3/s
设计洪峰下泄流量
53.0
m3/s
校核洪峰下泄流量
86.2
m3/s
溢洪道形式
正槽式
该栏为设计后值
溢洪道进口堰宽
30
m
溢洪道泄洪总量
86
m3/s
放水设备形式
涵卧管
放水闸阀尺寸
φ300
mm
最大放水流量
m3/s
设计灌面
2000
亩
第五节水文
一、流域概况
烂庙河水库地处南充市渠江水系肖水河上游的二道河支流。
坝址位于某县义门乡五龙桥村。
集雨面积4.4km2，主河道长2.25km，平均比降为18.87‰，属陡涨陡落山溪洪水的特性。
二、洪水标准
烂庙河水库属四等水利枢纽工程，主要建筑物为四级，根据国颁《防洪标准GB50201—94（山区、丘陵区）》及《水利水电工程等级划分及洪水标准SL252—2000》规定，确定采用30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。
三、设计洪水的推求
由于水库无实测暴雨资料，直接采用省水文手册推理公式推求洪水，其成果如下：
烂庙河水库设计洪水成果表
P（%）
3.33
0.33
洪峰流量QP（m3/s）
64.7
95.73
洪水总量（万m3）
89.3
131.2
四、调洪计算
调洪按正常高水位449.0m起调，依据库容曲线、泄量曲线和洪水过程线及水量平衡原理
进行调节计算，在溢洪道宽度为30m的情况下（宽顶堰），调洪计算结果如下表：
烂庙河水库调洪计算成果表
频率P（%）
最大下泄流量（m3/s）
最高库水位
（m）
库容
（万m3）
3.33
53.0
450.00
134.9
0.33
86.2
450.6
85.3
第六节工程地质
一、坝址区地貌特性及地质构造
1、工程区处于低山区同深丘区的过渡带。
海拔高程400.00～550.00m，地形上呈北高南低波状起伏之势。
区内岩石软硬相间，岩层倾角平缓，经风化、剥蚀后，山顶多形成塔状园顶山或方山，山脊则为单面山或猪背岭，基岩裸露，植被很差。
坝址区，河谷较平直，切割较深，相对高差100～120m，呈“V”型河谷。
河床基岩裸露。
2、坝区地质构造：
本区属巴中——某莲花状构造带，大罗向斜构造的西南冀，岩层倾角平缓，其产伏要素为向东北70—80°，倾向西南，倾角3—6°，区内一般无断裂和新地质构造，但构造裂隙较发育。
本区地质构造简单，区域地壳稳定，根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。
二、水文地质
坝区地下水分为孔隙水和裂隙水两大类，孔隙水埋深2～10m，受大气降水左右，流量小，排泄于河内。
裂隙水埋藏较深，不受降水影响。
由于坝区岩性为J3P，差异较小，近于直立的“X”剪切裂隙，因水库水位较低，渗漏不明显，泥岩风化层5～15m，砂岩风化层2～5m。
第七节水工建筑物及附属设施
一、大坝
1、工程等级及设计标准
烂庙河水库总库容110.5万m3，为小
（一）型水库，大坝为四级建筑物，按国颁《防洪标准》GB50201—94规定，该水库采用30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。
2、大坝整治方案
①大坝全部布置灌浆孔，坝基采用单排帷幕灌浆，灌浆孔间距2米,沿坝轴线布置,长度为847m。
②在大坝内坡采用C20砼防渗面板，防渗面板采用梅花锚杆，1.5米间距编钢筋网，尺寸为大坝坝基往上4.6m,厚度为0.6m，在往上13m，厚度为0.3m。
③新建大坝位移观测设施。
二、溢洪道
该库目前无溢洪道，因此重新设计溢洪道。
1、设计依据
①《溢洪道设计规范》SL252—2000
②大坝安全鉴定结论的要求
2、溢洪道设计
①溢洪道设计为开敞式正槽溢洪道，堰顶宽度30m，引水段为八字翼墙，八字翼墙进口宽为40m、长度为10m。
②陡槽：
陡槽段为收缩段从30米变至20m,长15米。
陡槽长15m，底坡为i1=0.33，断面形式为矩形，边墙、底板均用M10浆砌条石衬砌，糙率n=0.025。
③消力池、尾水渠：
经计算，消力池长度15m，宽度20m，高度2m，消力坎高1.5m，尾水渠长度30m，宽度20m，高度3m，坡降i=1/500。
三、附属设施
1、管理房
水库至运行以来，一直没有管理房，需修建管理房127m2。
（详见设计图）
2、防洪抢险公路
进入该库的交通条件非常差，一但水库出现危险，抢险队伍很难第一时间进入库区，需修建整治防洪抢险公路3.15km。
第八节施工组织设计
一、施工条件
烂庙河水库枢纽距义门乡政府有6km的临时公路（原建库时修建），路面较差,需灌区百姓填补后,用汽车运送材料。
库内料场距大坝直线距离300m，垂直高差50m，开采比为1∶3，储量和质量均能满足溢洪道工程需要。
当地缺乏沙砾石骨料，鉴于本工程所需沙、卵石骨料数量不大，因此，在某县新政砂石料场采购，运距70km。
施工用电在义门乡九村T接。
二、主体工程施工
1、大坝整治
人工背运砂石料至大坝，方便灌浆及其他主体施工。
2、溢洪道施工：
基础开挖不允许炮挖，采用人工硬打，用M10浆砌条石衬砌边墙和底板，墙背回填土夯实。
三、施工总布置
施工总布置应遵循因地制宜，方便施工，尽量利用现有的道路、场地，少占耕地，保护生态环境的原则进行布置。
在施工区域内，溢洪道与大坝相依，为减少占地，拌和机、各类物资仓库、水电全部布置在大坝两侧。
库内条石运输溢洪道用双胶轮车运输，平均运距直线距离200m，高差60m。
四、施工总进度
烂庙河水库除险加固工程总工期为6个月，第一年11月——第二年4月为施工期。
施工进度表
时间
内容
十一月
十二月
一月
二月
三月
四月
大坝工程
溢洪道工程
附属设施
五、施工队伍要求
砼工程由三级队伍施工，土石方开挖和砌石工程由三级以下地方民工队伍施工。
第九节水土保持及环境影响评价
1、水库整治加固工程的实施可确保下游1300余人的生命安全。
可充分利用当地可贵的水资源，使该水利工程在灌溉、供水、水产养殖等方面获得显著的经济效益、社会效益和环境效益，施工期对环境的不利影响是暂时的，采取相应的环保对策措施即可减少。
2、工程所在地的民众对工程整治持积极态度，认为工程的实施对改善当地的环境质量具有推动作用，因此，本工程的实施意见具有良好的群众基础。
3、水土保持治理工程的实施，具有对当地水保工作起带头示范作用。
4、烂庙河水库溢洪道的修建，所带来的综合效益是显著的、长期的和深远的，环评中的不利影响，只要通过采取相应的环保措施，其区域的环境质量和水土保持将进一步得到改善，因此从改善水土保持和保护环境角度出发，工程的实施是可行的。
第十节工程投资估算
一、编制原则和依据
根据川水发（2007）20号文颁发的有关规定、办法、定额及2008年材料、设备价格进行编制，主要文件依据和额定如下：
1、川水发（2007）20号文规定。
2、《四川省水利水电建筑工程预算定额》、《水利水电工程施工机械台时费定额》。
3、川水发（2007）20号文颁发的四川省《水利水电工程设计概（估）算编制规定》。
二、工程投资总概算
根据编制原则和主要依据计算结果，烂庙河水库大坝、溢洪道及附属设施整治总投资为303.57万元（详见附件）。
三、资金筹措
根据国家对水利工程的投资政策，建设资金按有关规定执行。
第十一节经济评价
烂庙河水库新建溢洪道工程是在确保水库安全的前提下，以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖和综合经营等效益的水利工程，工程折旧按50年计算，经分析计算该工程年均创收15.0万元，工程年费用12.99万元，还本年限15年，经济费用比1.25大于1.2，充分说明工程设计合理可行，在经济上是合理的，经济指标优越，同时社会、环境、生态都得到了良好的改善，因此建议上级部门领导尽早立项审批，以便早日动工。
第二章水文
第一节流域自然地理概况
烂庙河水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小
（一）型水利工程，位于渠江水系梯子河上游，区属义门乡五龙桥村。
流域内地势起伏较大，海拔高程在375～584m之间，相对高差200m以上，属低山到深丘过渡地带，流域植被条件较差，水土流失严重，区域内主要农作物为水稻、红薯、小麦等。
区内气候温暖潮湿，雨量丰沛，夏秋多暴雨，具有“冬春干，夏伏旱，秋多雨”的气象特征。
据多年水文气象观测资料统计，多年平均年降水量1115mm左右，多年平均陆面蒸发760.0mm左右，多年平均径流深378mm，多年平均气温16.5℃，多年平均相对湿度75.0%，最大风速18.7m/s，流域降水量主要集中在5月至10月，降水量约占全年降水总量的84.9%，12月至次年3月降水量较少，为流域枯水期，4月为汛前过渡期，11月为汛后过渡期。
烂庙河水库集雨面积4.4km2，河长2.25km，平均坡降18.87‰，地表径流和地下径流主要由降雨补给。
第二节设计洪水标准
烂庙河水库为浆砌条石重力式拱坝，坝高20.2m，坝顶高程451.0m，校核洪水位450.6m，总库容110.5万m3，正常高水位449.0m，相应库容86.5万m3，死水位432.0m，库容3.0万m3，兴利库容83.5万m3，控灌义门、柳桠乡镇的田地面积2000亩（其中：
田1500亩，地500亩）。
根据水利部SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，属四等枢纽工程，主要建筑物为四级，设计洪水标准重现期为30年，校核洪水标准重现期为300年。
第三节设计洪水
计算方法以省水文手册的推理公式进行计算
一、洪峰流量的确定
1、河槽比降：
根据一万分之一航测图求得河长从分水岭到坝轴线全长2.25km，水库集雨面积4.4km2。
2、确定等级：
根据SDJ12—78文件规定烂庙河水库属小
（一）型水库，其洪水重现期为30年设计，300年校核。
即：
N=30年（P=3.33%）
N=300年（P=0.33%）
3、采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》推理公式Q＝0.278ψ
F计算洪峰流量。
1.流域特征值
集雨面积F＝0.21km2、流域长度L＝0.6km、流域平均比降J＝42‰。
2.汇流参数m值
流域特征系数θ＝
m＝0.40θ0.204
3.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，
根据《手册》结合相关公式计算暴雨参数S。
4.产流参数μ
双河水库地形地貌相对高差不大，采用盆地丘陵区公式μ=4.8F-0.19计算平均产流参数μ值及μｐ（CV=0.18，Cs=3.5CV）。
双河水库洪峰流量计算成果见下表。
烂庙河水库洪峰流量计算成果表
P（%）
H24
n
sp
τ0
μ
ψ
τ
QP
m′
0.5
342.1
1.56
3.2
0.5
10.1
0.8
0.5
12.1
0.5
5
221.1
1.54
72.0
0.6
8.6
0.6
0.7
5.1
0.5
产流参数：
烂庙河水库库区属深丘区，相对高差在200m以上，植被较差，查省水文手册，产流参数取μ=4.8F–0.19，取汇流参数m=0.446Q0.134。
4、洪水流量：
1、设计洪水总量计算
洪水过程总历时计算
洪水过程总历时计算采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的经验公式计算，即：
T=12.8F1/4=8.7h
式中：
T—一场洪水过程历时（h）
F—设计流域面积（Km2）
洪水总量计算
由设计暴雨推求设计洪水总量。
洪水总量采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的计算公式，即：
WP=0.1αHTpF=0.1hF
W0.33%＝134.9万m3W3.33%＝85.3万m3
式中:
Wp—设计洪水总量（万m3）
HTP—历时为T的设计暴雨
F—设计流域面积（Km2）
α—径流系数α0.33%=0.93α3.33%=0.91
h—径流深（mm）
按《四川省水文手册》东部地区典型概化洪水过程线单峰
（2）型放大设计洪水过程线（同倍比），求得设计地面径流过程线后再加上基流量，就是所求设计洪水过程线。
烂庙河水库设计洪水过程线
y
x
P=3.33%
P=0.33%
Qt
t
Qt
t
0
0.00
0
0.00
0
0.00
0.05
0.11
3.52
0.37
5.5
0.38
0.1
0.15
7.03
0.51
10.9
0.51
0.2
0.20
14.06
0.67
21.9
0.69
0.4
0.25
28.13
0.84
43.7
0.86
0.6
0.32
42.19
1.08
65.6
1.10
0.8
0.40
56.26
1.35
87.4
1.37
0.95
0.50
66.80
1.69
103.8
1.72
1
0.60
70.32
2.02
109.3
2.06
0.95
0.70
66.80
2.36
103.8
2.40
0.8
0.82
56.26
2.76
87.4
2.81
0.6
0.99
42.19
3.34
65.6
3.40
0.4
1.24
28.13
4.18
43.7
4.25
0.2
1.64
14.06
5.53
21.9
5.63
0.1
2.10
7.03
7.08
10.9
7.20
0.05
2.58
3.52
8.69
5.5
8.85
0
3.85
0.00
12.97
0.0
13.21
洪水过程线
第四节水库调洪计算
一、计算下泄流量
调洪演算采用水量平衡方程（Q1+Q2）△t/2-（q1+q2）△t/2=V2-V1，根据设计入库洪水过程线及泄量关系进行试算，调节时段△t=0.5小时。
调洪演算成果表
频率P（%）
最大下泄流量（m3/s）
最高库水位
（m）
库容
（万m3）
3.33
53.0
450.00
134.9
0.33
86.2
450.6
85.3
二、复核坝顶高程
水库多年平均最大风速V=18.7m/s，吹程D=0.5km，以及坝前平均水深H=16.5m，按部颁规范规定计算安全超高，非常运用情况下，按最大风速计，正常运用情况下4级建筑物，按多年最大风速1.5倍计（参考武水《水工建筑物》，其超高值由下式计算：
d=hB+ahB=3.2k·（2he）tgα
2he=0.0136V3/2·D1/3
式中：
d——坝顶在洪水静水位以上的超高（m）
hB——波浪在坝坡上的爬高（m）
a——安全超高，A设=0.5m，A校=0.3m
k——坝坡粗糙系数，砼板护坡取k=1.0
α——坝坡角度，该库tgα=1/2.7=0.37
2he——波高（m）
V——风速，V=18.7m/s
D——吹程，D设=0.5km，D校=0.6km
经洪水复核计算，该库的洪水复核结论如下表：
项目
设计标准
洪峰
流量
（m3/s）
洪水
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