水库大坝安全评价报告.docx
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水库大坝安全评价报告
1XX水库大坝安全鉴定综合概况
1.1水库枢纽工程概况
XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流域右岸，地理坐标：
东经…，北纬…，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。
水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76‰，集雨面积8.35km2。
水库大坝为均质土坝，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝长130m。
水库总库容153.5万m3，有正常蓄水库容137万m3，死库容15万m3。
设计灌面2991亩，实有灌面2991亩。
XX水库承担着XX、XX等重要集镇及绵梓公路的汛期安全，是一座以防洪为主，兼有灌溉、养殖等综合利用效益的小
（一）型水利工程。
水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设备三部分组成。
1.1.1大坝
XX水库始建于1970年9月，1973年春再次加高大坝5米，同年建成。
XX水库由当时XX市县水电局进行勘测规划，坝址选于陡林湾石河堰处，该段河身狭长，水源丰富。
坝基长80m，设核心齿槽3个，用黄泥夯实。
大坝施工主要采用人工挑土，鸡公车转运等，坝体采用东方红75马力履带拖拉机碾村，分层碾压土料厚度均控制在0.2m以内，碾压三次，局采用人工夯实，坝体填筑质量较好。
大坝最终规模达到17m。
XX水库大坝坝顶高程为506.8m，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝顶轴线长130m。
大坝上游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:
2.08、1:
2.03，坡面为干砌石护坡；大坝下游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:
1.68、1：
3.1、1：
5.0、1：
2.83、1：
1.5，坡面为干砌石护坡。
1.1.2溢洪道
溢洪道位于大坝右端。
进口为开敞式正槽形式，堰顶高程502.8m，堰顶净宽24米，最大下泄流量288m3/s。
溢洪道于水库建成初期1971年宽14m，1973年进行扩建到18m，1974年夏又扩建一孔，增加到20m，1982年，经洪水复核，溢洪道仍未达到要求，1984年再次扩宽溢洪道到30米。
现溢洪道共四孔宽30米，净宽24m。
1.1.3放水设施
水库放水设备位于大坝左端，由涵卧管组成，参照溢洪道分为左低涵和右高涵，左低涵随大坝主体工程修建，右高涵于1984年结合溢洪道改建而建成。
左低涵：
卧管断面尺寸1.3×0.6m（宽×高），涵管断面尺寸0.5×1.2m（宽×高）,最大放水流量0.5m3/s；右高涵：
卧管断面尺寸0.6×0.6m（宽×高），涵管断面尺寸0.6×0.6m（宽×高），最大放水流量0.3m3/s。
1.1.4库区工程地质条件概况
1）区域地质构造
测区位于四川中台拗的川北台陷内,属“四川红层”地区，为喜马拉雅山运动的构造形迹。
在四川中台拗区，中生代侏罗系、白垩系地层发生褶皱，测区内出现一系列走向NEE～EW向，轴线向Ｎ弯突的平缓开阔的弧形褶皱，XX帚状构造即属于测区主要构造形迹。
2）地层及岩性
测区位于四川中台拗的川北台陷内，属“四川红层”地区，为喜马拉雅山运动的构造形迹。
区内断裂少见，本区是和龙门山地槽相对而存在的稳定地块。
库区处于XX市帚状构造中的石马坝—土门垭背斜的南端，地层倾角2—3度。
库区处于XX帚状构造中的石马坝——土门垭背斜的南翼，地层倾角2~3度。
区内未见断层构造，库区以砂质泥岩和泥质粉砂岩，细~中粒砂岩为主，节理裂隙在砂质泥岩中和粉砂岩中一般不发育。
在细~中粒砂岩中较为发育，砂岩中在库区发现有两组裂隙：
分别为走向北东50~75度和走向北西290~310度，前者倾向南东，后者倾向北东，倾角在85~90度左右，裂隙间距0.5~1.5米，裂隙开口宽0.2~3厘米，充填物为黄色粘土和粉质粘土。
库区地层自上而下由第四系全新统坡残积Q4del，坡洪积Q4del和中生界侏罗系上统七曲寺组3—5层组成。
基岩以砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，库区两岸植被较好。
坡残积层断续分布于丘顶及两岸岸坡，粘土厚0.5—1.0m。
3）地震基本烈度
按1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》，区内地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。
XX水库枢纽工程运行特性见表1—1。
表1—1枢纽工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
一
河流特征
1
枢纽控制集雨面积
Km2
8.35
2
集雨区干流全长
Km
3.55
3
多年平均降雨量
mm
955
4
多年平均径流深
mm
350
二
特征水位及库容
1
设计洪水位（P=3.3%）
m
505.57
2
校核洪水位（P=0.33%）
m
506.44
3
正常高水位
m
505.3
4
死水位
m
494.995
5
总库容
万m3
153.5
6
正常库容
万m3
137
7
死库容
万m3
15
8
设计灌面
万亩
0.2991
实际灌面0.2991万亩
三
大坝
1
坝型
均质土坝
2
坝顶宽
m
2.5
3
最大坝高
m
17
4
坝顶长度
m
130
5
坝顶高程
m
506.8
四
溢洪道
1
溢洪道型式
正槽
2
堰顶高程
m
502.8
3
溢洪道长度
m
4
泄槽宽度
m
24
五
放水设备
1
放水型式
涵卧管
2
进口底板高程
m
494.995
3
闸孔直径Ф
mm
4
最大放水流量
m3/s
0.5
5
输水涵洞长度
m
6
涵洞断面
m×m
0.5×1.2，0.6×0.6
左低涵、右高涵（宽×高）
7
卧管长
m
8
卧管断面
m×m
1.3×0.6，0.6×0.6
左低涵、右高涵（宽×高）
六
观测设备
1
垂直及水平位移观测点
个
6
2
浸润线观测点
个
无
3
渗透流量观测
处
无
4
渗透水浑浊度观测
处
无
5
水位观测
根
1
卧式水标尺
1.2水库枢纽工程安全鉴定的依据
1.2.1文件与资料
本次安全鉴定是依据水利部颁《水库大坝安全鉴定办法》文件精神，按《水库大坝安全鉴定导则》的要求结合XX水库的实际情况而进行的，主要资料是“四川省涪城区XX水库工程“三查三定”报告”与大坝设计、施工、整治资料和相关图纸等资料。
1.2.2本次安全鉴定工作依据的规范、标准及主要参考书
1.《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000
2.《中华人民共和国国家标准》GB50201—94
3.《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001
4.《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44—93
5.《水工建筑物荷载设计规范》DL5077—1997
6.《水库大坝安全评价导则》SL258—2000
7.《中国地震动峰值加速度区划图》（2001）
8.《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（1979年版）
9.《水力计算手册》
10.《水工设计手册》
11.高等学校教材《水力学》、《土力学》、《岩石力学》、《水工建筑物》、《土坝设计》、
《工程水文及水利计算》等
2XX水库建筑物质量评价
2.1水库枢纽工程现场检查
2006年2月初，在听取了XX水库管理所有关人员全面汇报的基础上，对枢纽各建筑物进行了现场检查。
对提出的问题，特别是在大坝、溢洪道、取水设施中存在的问题进行了认真分析和广泛深入地讨论，现将XX水库枢纽工程现场检查情况报告如下：
2.1.1水库大坝
XX水库大坝为均质土坝，最终建成后最大坝高17m。
水库大坝建成初期填筑质量较好，但坝体单溥，2001年9月19日洪灾后，出现轻微内滑痕迹，但尚未对水库正常运行造成危害，当年未进行整治。
经过近几年的运行使用，大坝内坡中段出现了30×8m（长×宽）的滑动面。
水库大坝内坡及外坡均为干砌块石，由于建成年代久远，现大坝内、外护坡已出现松散、翘脱、滑移。
大坝坝顶宽为2.5m，土质路，路缘原为单清条石衬护，大部分已风化，已看不清钻清纹路，还有的已移位，不能对坝顶起到良好的保护和稳固作用。
大坝堆石排水体距坝轴线过远，浸润线出现脱坡现象。
由于堆石排水体施工时反滤层做得很不规范，2005年在大坝中部堆石排水体上游出现了塌坑。
2.1.2溢洪道
XX水库现有正槽式溢洪道一座，位于大坝右肩。
溢洪道主要由进口段、控制段和陡槽段组成。
溢洪道原为浆砌毛条石，现已有跨踏，石块错位。
下游明渠段淤积严重，行洪断面缩小近1/3。
溢洪道闸房从未进行整修，房屋门、窗锈损较重，墙体内、外均无粉水保护，风化重。
2.1.3放水设施
左低涵控制闸门启闭不畅，闸叶变形，严重影响灌溉。
2.2大坝基础地质质量评价
2.2.1大坝基础地质条件
坝区原始沟谷呈宽缓的“U”字形，地貌属丘间沟谷地貌。
坝区位于XX帚状构造中石马坝——土门垭背斜南翼，背斜轴部距坝区较近，岩层产状倾向南西230~250度，倾角2~3度。
区内未见断层、滑坡等不良地质现象。
区域相对稳定，坝区在J3q3-1层砂岩中发育有2条裂隙，裂隙性质特征与库区砂岩中基本一致，泥岩中构造裂隙不发育，坝区稳定性好。
两坝肩均未发现有卸荷裂隙，同时坝区无相应的临空面存在。
坝区水文地质条件相对较简单，受其岩性及构造条件控制明显，坝区地层产状近于水平，含水条件较好的砂岩和相对隔水的砂质泥岩呈互层状相间分布，山体高度不大，沟谷在工程区较短，大气降水形成的地表径流易于汇集于库内，两岸坡地表水排泄条件好，而渗入条件差。
因而，地下水赋存条件亦差。
2.2.2溢洪道地质条件
XX水库溢洪道位于大坝右肩，溢洪道下伏基岩以砂质泥岩为主，相临山体以细粒长石石英岩屑砂岩为主，河床中基岩强风化带厚度比较薄，未发现有泥化夹层和大的裂隙存在。
2.3建筑物质量综合评价
通过上面叙述，可见水库大坝建成初期填筑质量较好，但坝体单溥，经过数十年的运行，现已出现轻微内滑。
内、外坝坡为干砌块石护坡由于建成年代久远，现大坝内、外护坡已出现松散、翘脱、滑移。
溢洪道为浆砌毛条石，现已有跨踏，石块错位。
下游明渠段淤积严重，行洪断面缩小。
浇灌放水洞左低涵控制闸门启闭不畅，闸叶变形，严重影响灌溉。
建筑物质量差。
3大坝运行情况评价
3.1大坝运行情况及处理
XX水库大坝为均质土坝，始建于1970年9月，1973年春再次加高，最终建成后最大坝高17m。
溢洪道位于大坝右端，因其过水流量不满足要求，于1973年将溢洪道从14m宽扩建到18m，于1974年从18m宽扩建到20m，在1982年，经洪水复核，溢洪道仍未达到要求，1984年再次对溢洪道进行扩宽，从20m扩宽到30米。
现溢洪道共四孔宽30米，净宽24m。
水库大坝建成运行近四十年后，大坝内坡出大块滑动面，同时内、外干砌块石护坡松动、移位，大坝出现病险。
该水库承担着XX、XX等重要集镇及绵梓公路的汛期安全。
同时保护下游2.18万人和2.58万亩耕地的安全。
水库放水设备左低涵、右高涵控制闸门变形放水使用不便。
溢洪道有护坡砌体跨踏，石块错位。
下游明渠段淤积严重。
闸房破旧，急需修护。
3.2大坝维护与安全监测
XX水库为小
（一）型水库，水库管理站在XX区水务局领导下，具体负责水库的工程管理、供水、防洪渡汛调度、多种经营等工作，从目前水库运行和管理来看，水库的工程管理已经制度化，但水库管理所缺乏工程技术人员，管理设施简陋，需在以后的整治工程中完善。
该工程的大坝观测系统不完整，只进行了水位、雨量、位移的观测，无法对大坝进行全面安全监测。
3.3大坝运行情况综合评价
综合本章所述，并根据水库大坝运行、维护和监测水平等方面的现状和《水库大坝安全评价导则》的要求，大坝运行情况可评为差。
4水库洪水复核
4.1流域概况
XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流域右岸，地理坐标：
东经104°57′23″，北纬31°39′27″，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。
水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76‰，集雨面积8.35km2。
该水库流域面积内地形属丘陵区，植被较好。
XX水库位于四川盆地丘陵区，流域内地形海拔在470.00m～560.00m左右，气温温和，雨量充沛但年内分布不均，常在7～9月形成强度大的大暴雨。
4.2设计洪水计算
4.2.1工程等级及设计标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定，该水库总库容为153.5万m3，为小
（一）型工程，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，建筑物洪水标准为：
设计重现期为30～50年，校核重现期为300～500年。
本次复核采用设计重现期30年，校核重现期300年。
4.2.2设计洪水计算
1）河流特征
XX水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76‰，流域呈树状，坝址以上流域集雨面积8.35km2。
2）设计洪峰流量计算
本库流域无实测洪水资料，但有长系列暴雨资料，故采用推理公式法由暴雨推求设计洪峰流量。
推理公式为：
Qp=0.278ψSF/τn=f（F、L、J、S、n、μ、m）
式中：
Qp——最大流量（m3/s）；
ψ——洪峰径流系数；
τ——流域汇流时间（h）；
F——流域集雨面积（km2）；
L——自出口断面沿主河道到分水岭的河流长度（km）；
J——河道平均坡度；
S——暴雨雨力，即最大一小时暴雨量（mm/h）；
n——暴雨公式指数；
μ——产流参数（mm/h）；
m——汇流参数。
推求设计洪峰流量，必须确定上式右端的如下三组参数：
（1）流域特征参数F、L、J；
（2）暴雨参数S、n；
（3）产流参数μ和汇流参数m。
流域特征参数用原量算数据。
暴雨参数由《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（1979年版）（以下简称《手册》）上的等值线图查算。
产流参数μ和汇流参数m基本上按《手册》上推荐的方法计算。
各参数计算成果见表4—1和表4—2。
表4—1XX水库暴雨计算成果表
历时（h）
（mm）
CV
CS/CV
HP（mm）
P=3.33%
P=0.33
1.0
43.2
0.43
3.5
86.11
121.96
6.0
78
0.52
3.5
174.24
261.33
24.0
125
0.53
3.5
283.75
430
表4—2XX水库推理公式参数及设计洪峰流量表
P
（%）
F
（km2）
K
（km）
J
（‰）
n2
S2
（mm/h）
t0
（h）
μ
（mm/h）
m
Qp
（m3/s）
3.33
8.35
3.55
15.76
0.587
76.368
1.927
4.586
0.613
108.9
0.33
8.35
3.55
15.76
0.583
114.276
1.711
5.324
0.614
180.3
根据以上参数，按《手册》方法推求设计洪峰流量，成果见表4—2。
3）设计洪水过程线推求
设计洪水过程线推求也采用《手册》方法。
（1）设计洪水总量
设计洪水总量Wp，按下式计算：
Wp=0.1αHTPF（万m3）
式中：
F——流域面积（km2）；
α——洪量径流系数；
HTP——历时T的设计暴雨量；
T=12.8F1/4（单峰型时）
HTP=H24P（T/24）1-n3，n3为6h～24h暴雨公式指数，H24P为年最大24小时设计暴雨量（mm），P为频率（%）。
上式中α查《手册》确定，H24P由表4—1给出。
设计洪水总量计算成果见表4—3。
表4—3XX水库设计洪水总量计算成果表
P（%）
T（h）
n3
H24P（mm）
HTP（mm）
α
Wp（万m3）
3.33
21.76
195.68
0.33
21.76
303.32
三八水库地处XX水库上游，洪汛期间该水库洪水直接泄入XX水库，XX水库实际上承担着三八水库与XX水库的调洪任务。
所以，XX水库的洪水总量等于与三八水库的线性迭加，其成果见下表：
表4—4计入三八水库后XX水库设计洪水总量成果表
频率P（%）
Qp（m3/s）
Wp（万m3）
3.33
161
480.81
0.33
267
727.31
（2）设计洪水过程线
按《手册》单峰洪水概化过程线模型，利用表4—2、表4—3的设计洪峰流量及设计洪水总量推求设计洪水过程线，由于基流量很小，可不计入。
4.2.3调洪计算
XX水库溢洪道为正槽溢洪道，堰顶净宽24m，堰顶高程502.8米，相应库容为77万立方米，采用简化三角形进行调洪计算。
成果见下表
表4—4XX水库调洪计算成果表
P（%）
堰顶高程Z正（m3）
V正（m3）
汛限水位Z限（m3）
V限（m3）
滞洪库容V滞（m3）
防洪库容V防（m3）
溢洪道下泄流量Qp（m3/s）
3.33
502.8
77
502.8
77
74
62.5
140.56
0.33
502.8
77
502.8
77
76.5
65
243.51
4.3溢洪道过水能力复核
XX水库溢洪道为开敞式正堰，XX水库溢洪道为正槽溢洪道，堰顶净宽24m，堰顶高程502.8米。
按堰流公式对现有溢洪道过水能力进行计算，成果见下表
表4—5XX水库溢洪道过水能力计算成果表
库水位Z库（m）
堰顶高程Z堰（m3）
堰顶水头H堰（m）
堰宽B（m）
下泄流量Qp（m3/s）
502.8
502.8
0
24
0
505.57
502.8
2.77
24
168.67
506.44
502.8
3.64
24
245.9
506.8
502.8
4
24
288
由上节调洪计算成果可以看出水库在设计洪水位时，要求溢洪道下泄流量应达到140.56m3/s，此时溢洪道过水水深为2.77m，过水流量为168.67m3/s，满足要求；水库在校核洪水位时，要求溢洪道下泄流量应达到243.51m3/s，此时溢洪道过水水深为3.64m，过水流量为245.9m3/s，满足要求。
4.4坝顶高程复核
根据本库多年平均最大风速V=13m/s、吹程D=300m、坝迎水面草皮护坡、洪水位段坝坡坡率m=2.08以及坝前平均水深H等资料，参考部颁《辗压式土石坝设计规范》SL274
—2001计算坝顶超高。
考虑风速时非常运用情况下按多年平均最大风速计，正常运用情况下4级建筑物按多年平均最大风速的1.5倍计。
4.4.1有关参数
1.坝顶高程：
506.8m
2.堰顶高程：
502.8m
3.吹程D=0.3Km
4.多年平均最大风速Vf=13m/s
5.设计风速V=1.54Vf=1.54×13=20.02m/s
6.校核风速V2=Vf
7.设计超高a=0.50m
8.校核超高a=0.30m
4.4.2计算公式
1.水库安全超高：
d=hB+ahB=3.2k（2hL）tg2
2.浪高2HL=0.0166Vf5/4.D1/3
3.浪长2L=10.4（zn）0.80
计算成果见下表
表4-4计算成果见下表
项目
2hL（m）
hB（m）
a（m）
d（m）
设计情况
0.471
0.558
0.5
1.058
校核情况
0.274
0.325
0.3
0.625
4.4.3所需坝高计算
因XX水库大坝坝顶高程具体计算结果见表4—5。
表4—5坝顶高程计算表
P
（%）
Z洪
（m）
d
（m）
所需
（m）
现Z坝顶
（m）
3.33
505.57
1.058
506.628
506.8
0.33
506.44
0.625
507.065
由表4—5知，现坝顶高程为506.8m，小于校核洪水情况下所需的坝顶高程，故现水库大坝坝顶高程不满足规范规定的防洪标准要求。
4.5水库洪水复核结论
4.5.1水库洪水复核结论
水库枢纽工程主要建筑物大坝的抗洪能力，不满足国颁《中华人民共和国国家标准》GB50201—94和水利部颁《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定的30年一遇洪水设计和300年一遇洪水校核的标准的因此按《水库大坝安全评价导则》规定，该坝抗洪性能定为C级。
4.5.2水库防洪安全措施
由于洪水的随机性，超标准洪水可能发生，水库的安全渡汛问题应予以足够重视。
为此，应采取以下系列安全措施：
1.进一步健全和完善水库防洪指挥部领导班子，作到分工负责，任务落实到人。
2.做好汛前安全检查工作，对大坝、溢洪道、放水洞等，进行全面检查。
3.汛期坚持执行24小时值班与交接班制度，加强水库观测，及时掌握水情变化，并采取相应处置措施。
4.加强通讯联系，建立信息网络，确保防洪工作顺利进行。
5.组织防洪抢险队伍，备好抢险物资器材，做到常备无患。
5大坝渗流分析评价
5.1概述
XX水库位于XX区XX镇孟津村境内，大坝位于XX河流域右岸，水库枢纽距XX城区36km，距XX镇0.5km。
水库坝址以上主河道长3.55km，河床比降15.76‰，集雨面积8.35km2。
水库大坝为均质土坝，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝长130m。
水库总库容153.5万m3，设计灌溉面积0.2991万亩。
该水库是一座以防洪、灌溉为主，兼有养殖等综合利用效益的小
（一）型水利工程。
枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设备组成。
水库的正常、设计和校核水位分别为
505.3m、505.57m、506.44m，溢洪道堰顶高程为502.8m。
放水洞进口底板高程为494.995m，与死水位同高。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定，该水利枢纽属Ⅳ等工程，主要建筑物为4级建筑物。
基岩以砂质泥岩、泥质粉砂岩为主。
XX水库于1970年9月，1973年春再次加高大坝5米，同年建成。
坝基长80m，设核心齿槽3个，用黄泥夯实。
大坝施工主要采用人工挑土，鸡公车转运等，坝体采用东方红75马力履带拖拉机碾村，分层碾压土料厚度均控制在0.2m以内，碾压三次，局采用人工夯实，坝体填筑质量较好。
大坝最终规模达到17m。
XX水库大坝坝顶高程为506.8m，最大坝高17m，坝顶宽2.5m，坝顶轴线长130m。
大坝上游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:
2.08、1:
2.03，坡面为干砌石护坡；大坝下游边坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:
1.68、1：
3.1、1：
5.0、1：
2.83、1：
1.5，坡面为干砌石护坡。
5.2渗流分析
5.2.1目的
（1）确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为校核坝坡稳定计算提供必需的资料；
（2）计算坝体的渗流量；
（
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