水库报废论证报告之欧阳术创编.docx

1、水库报废论证报告之欧阳术创编时间：2021.02.02创作：欧阳术黑潭沟水库工程特性表序号项目单位数量备注一水文、气象1洪水设计洪峰流量m3/s99.52校核洪峰流量m3/s151.312泥沙多年平均淤积量104m34.56水库淤积总量104m30.33气象多年平均最大风速m/s16.7年蒸发量mm1156最大冻土深度m0.5二工程区地震基本烈度度三水库特征库容万m310.4死水位m1318.05防洪限制水位m1322.05正常蓄水位m1322.05设计洪水位（P2）m1323.7校核洪水位（P0.2）m1324.42四主要建筑及设备1大坝坝型重力坝坝顶高程m1322.05最大坝高m11.3坝

2、顶长度m16.12输水管设计最大流量m3/s0.05管径mm150钢管1概述1.1 编制目的黑潭沟水库始建于二十世纪八十年代，是一座以灌溉为主，并兼有防洪、供水等综合效益的年调节拦蓄式水库。距成县县城38km，现有简易道路通往水库，路面为黄土结构，坝址两岸山坡陡峭。2010年水库遭遇特大洪水，将水库下游灌溉农田以及水库供水管道冲毁；由于黑潭沟除险加固处理方案无法经济有效实施，实施后的防渗效果有很难保证，所以加固处理技术不可行；而且受当时财力、物力以及技术条件的限制，工程存在着防洪标准低、施工质量差、管理设施不健全等问题，加上近40多年的运行，工程老化失修并接近了正常使用年限。从各方面考虑，黑潭

3、沟水库不能正常发挥效益，还存在防洪风险，对下游构成洪水威胁。根据水利部发出的18号令，颁布施行水库降等与报废管理办法（试行），将黑潭沟水库报废处理，以保证其下游人民群众生命财产安全不受损失。1.2 编制依据及执行标准1、编制依据（1）中华人民共和国水利部令第18号，水库降等与报废管理办法(试行)（2）甘肃省小型水库报废管理办法（3）甘肃省甘兰水利水电建筑设计院编制的黑潭沟水库震损应急除险方案（4）施工现场勘查与调查资料2、执行标准（1）中华人民共和国水法 （2）中华人民共和国防洪法 （3）中华人民共和国防汛条例 （4）水库大坝安全管理条例 （5）综合利用水库调度通则 （6）水库大坝安全评价导则

4、（7）水库管理通则（8）水库防洪应急预案编制导则（9）水库防洪应急预案编制导则（10）爆破安全规程（11）有关工程设计规范1.3 编制原则本方案是在现有的工程设施下，参照甘肃省小型水库降等报废管理办法，针对黑潭沟水库进行报废拆除的论证报告。在论证过程中坚持以人为本，为民服务的原则，突出重点，采取有效工程措施确保黑潭沟水库安全报废，最大限度减轻因水库报废而产生的灾害。具体原则如下：（1）水库报废工程的实施，要从保障人民的利益出发，以确保下游群众生命财产安全不受损失。（2）水库报时要严格执行有关水库报废规章条例，维护社会稳定。（3）工程实施方案具体设计时需进行必要的工程勘测并复核河道水位，一方面保

5、证排水安全，另一方面控制工程投资。（4）工程实施方案要对水库报废后可能出现的问题加以解决，同时还要进一步研究工程报废后的影响以及补偿措施。2工程现状2.1 水库现状及运行效益黑龙潭水库于1978年12月建成，是一座以灌溉为主，并兼有防洪、供水等综合效益的年调节拦蓄式水库。水库大坝为浆砌块石、砼重力坝，主要由大坝、副坝及输水管道三部分组成。大坝与副坝平面布置为“L”形，主坝长16.1m，高11.3m，副坝长10.2m，高13m。坝体坐落于基岩之上，原重力坝为浆砌石坝体，因大坝无任何泄洪工程设施，建成后一直满库运行，遇有大雨，洪水直接从挡水重力坝溢流坝段漫过后泄入下游河槽，沥涝灾害频繁发生。199

6、7年成县锌宇集团公司为解决该公司下属企业选矿厂的生产生活用水，选择该水库为供水水源，对水库迎水面及坝高进行了简单改建并加高坝体11.3m。2008年汶川“5.12”特大地震灾害造成黑潭沟水库一定程度损害，为使水库能够安全度汛，避免水利工程出现震后次生灾害，针对危及工程度汛安全的问题进行应急处理，将黑潭沟水库原有重力式大坝主坝改造为溢流坝面，同时加高副坝至1324.92m；对消能防冲设施进行改造加固处理并改造原有输水管道。结合水库建设和运行管理情况，又制定出应急防洪度汛预案，有准备地防御洪水，实现迅速、及时和有效地控制险情。2010年成县遭遇暴雨灾害，洪水将下游灌溉农田以及水库向下游供水管道冲毁

7、。水库大坝无明显裂缝，但主、副坝下游坝面及坝肩接合部位有明显渗漏迹象，对于20年一遇设计洪水与100年一遇校核洪水，均不满足其应急度汛的要求，一旦遭遇暴雨就容易形成山洪，导致大量水土流失，严重威胁下游群众的人身财产安全，并严重制约着库区周围产业结构的调整。水库不能发挥蓄水兴利功能，使周边群众的安全生产、生活得不到保障。2.2工程地质结构库坝所在区域位于大地构造西秦岭褶皱构造带，水库位于嘉陵江水系一级支流西汉水流域东河支沟（黑潭沟）下游，地层属于西北岷峨山东麓分区。山岭走向东北西南。岸坡陡峻，岩层裸露清晰。出露地层主要为第三系青灰色薄中厚层钙质粉砂岩、千枚岩，夹薄中厚层灰岩、泥质灰岩。区域内广泛

8、分布有泥盆系及第三系地层，泥盆系岩性以巨厚层中厚层及薄层灰岩、千枚岩为主；第三系岩性为砾岩及粘土岩，呈青灰色，中粒结构，块状构造。根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001）和中国地动反应谱特征周期区划图（GB18306-2001），工程区附近的地震动峰值加速度0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45s，相应的地震基本烈度为度（50年超越概率10）。本工程地震基本烈度为度。已建大坝沟谷两岸“V”字型对称分布，河流在坝址处突然变窄，坝址区基岩为青灰色巨厚中厚层灰岩及薄层灰岩、千枚岩。两岸坝肩表面基岩裸露，岸坡陡立，河谷在此束窄，左、右坝肩地层为新泥质、钙质胶结的砂砾岩、粉砂岩，结

9、构较致密。坝肩及坝基基岩为巨厚层灰岩，少量为中厚层、薄层灰岩，岩体多呈块状。坝肩岩体较稳定，未见滑坡及崩塌现象。2.3大坝安全评价及结论2.3.1大坝工程质量评价水库工程质量评价依据主要来源于三个方面，一是黑潭沟水库工程原设计资料，水库运行过程中的除险加固补充设计资料及工程记录。二是通过现场巡视、检查、复核建筑物的形体尺寸、外部质量以及运行情况等是否达到了原设计的要求和功能。三是向参与工程建设的管理人员了解水库情况。黑潭沟水库已经运行35年，在其运行过程中暴漏出来的问题已能充分反映水库存在的各种隐患。1、坝基坝基基础处理不当，在清基时不彻底，回填土料，并存在粘土防治层厚度过薄，起不到理想的效果

10、。2、坝体及坝肩由于施工前地质勘探工作不足，没有进行周密的施工设计，施工时存在抢时间赶进度，从而忽视质量，坝体经C20混凝土加高后在与原浆砌石接缝处出现明显渗漏。两坝肩覆土很薄，甚至没有覆盖层，全部岩石裸露。在水的长期侵蚀下，岩石沿节理裂隙溶蚀，久而久之就发育成渗水通道而渗漏，局部薄层覆盖土被水压穿而出现漏水。3、水库淤积由于夏季暴雨集中、植被稀少、土质疏松，所以水土流失严重，并且水库本身缺少排沙底洞等原因，导致水库淤积严重，大幅度降低了水库防洪能力。2.3.2大坝防洪能力校核黑潭沟水库坝址以上控制流域面积9.8km2，主河道长约3.67km，河床平均比降123。水库上游植被条件较好，水土流失

11、较轻微。由于黑潭沟水库缺乏资料，本次库容曲线，根据1：10000地形图及实测资料推求得到水位库容曲线见图2-1。图2-1黑潭沟水库水位库容关系曲线设计洪峰流量计算黑潭沟水库所在地区无实测水文资料，水库设计洪水分析根据小流域暴雨洪峰流量计算中的“铁一院简化法”进行计算。“铁一院简化法”的参数量算和计算过程如下：1、流域几何特征参数量算由五万分之一地形图量算得黑潭沟水库坝址以上流域几何特征参数如下：集水面积F=9.8m2，主河道长度L1=3.67km，山坡平均长度L2=0.613km，主河道比降I1=123，山坡平均坡度I2=456。根据流域自然地理特征，得主河槽流速系数A1=0.165，山坡流速

12、系数A2=0.009，损失等级确定为类，前期土壤中等湿润的损失参数R=1.02，r1=0.69。流域暴雨参数即流域中心处的点雨量均值及Cv值由2004年出版的甘肃省暴雨特性研究中暴雨参数等值线图上查得，各历时不同频率点雨量乘以点面折减系数，再乘以流域形状改正系数得到相应历时的不同频率的面雨量：Sd，0.5%=87.8，Sd，1%=78.5，Sd，2%=69.2，Sd，5%=56.7，d=0.19，n1=0.464，n2=0.761，nd=0.79。2、设计洪峰流量计算设计洪峰流量按铁一院法的“简化公式法”进行计算，产流因子：k1=0.278SdF，损失因子：k2=RSdr-1，主河槽汇流因子：

13、K1=0.278L1/A1I10.35，山坡汇流因子K2=0.278L20.5F0.5/A2I21/3。经计算不同频率的洪峰流量见表5.1-1。3、设计洪水过程线的推求根据小流域暴雨洪峰流量计算中的铁一院法的推求设计洪水过程线的方法推求设计洪水过程线。黑潭沟水库各频率的设计洪水过程线表见表2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6。成县黑潭沟水库设计洪水成果表 表2-1频率P（%）15102050设计洪峰Qm（m3/s）151.399.578.558.633.3设计洪量（万m3）58.638.830.625.714.6黑潭沟水库铁一院法100年一遇洪水过程线成果表表2-2序号时段（h）Q（

14、m3/s）顺序时段（h）Q（m3/s）10.1725.2142.444.720.3588.1152.612.530.52136.4162.791.540.70151.3172.960.950.87139.6183.140.561.05115.9193.310.371.2288.1203.490.281.3963.7213.660.191.5743.6223.830.1101.7429.3234.010.03111.9218.9244.180.02122.0912.1254.360.01132.277.1264.530.01黑潭沟水库铁一院法50年一遇洪水过程线成果表表2-3序号时段（h）Q（m

15、3/s）顺序时段（h）Q（m3/s）10.219.3122.513.920.4249132.722.230.6387.2142.931.040.8499.5153.140.551.0589.8163.350.361.2670.4173.560.171.4749.3183.770.181.6832.3193.980.0391.8919.9204.190.02102.1011.7214.400.01112.316.5黑潭沟水库铁一院法10年一遇洪水过程线成果表表2-4序号时段（h）Q（m3/s）顺序时段（h）Q（m3/s）10.234.2112.543.320.4633.6122.771.530.

16、6966.2133.000.740.9278.5143.230.351.1570153.460.261.3951.7163.690.171.6234.1173.920.0381.8520.6184.150.0192.0811.7194.380.01102.316黑潭沟水库铁一院法5年一遇洪水过程线成果表表2-5序号时段（h）Q（m3/s）顺序时段（h）Q（m3/s）10.263.2102.644.420.5324.8112.902.130.7949.7123.160.841.0558.6133.430.551.3251.9143.690.261.5838.4153.950.171.8525.3

17、164.220.182.1115174.480.0492.378.3184.740.01黑潭沟水库铁一院法2年一遇洪水过程线成果表表2-6序号时段（h）Q（m3/s）顺序时段（h）Q（m3/s）10.330.592.664.220.678.7102.991.731.0026113.330.6541.3333.3123.660.2351.6627.7133.990.0862.0017.6144.320.0272.339.1154.660.01本水库按20年一遇洪水设计，相应的洪峰流量为99.5m3/s，100年一遇洪水校核，相应的洪峰流量为151.3 m3/s。4、大坝泄流能力复核大坝为重力坝，

18、无泄洪设施，遇洪水时从坝顶溢流。坝顶高程1322.05m，由坝顶、下游坝坡、简单的消力池三部分组成。大坝泄流能力按以下公式计算：式中： Q流量，m3/s m流量系数，取0.46。侧收缩系数 B宽度，m H0堰上水头，m计算结果见图2-2。图2-2大坝水位流量关系曲线5、水库泄洪能力复核由于黑潭沟水库总库容为10.4万m3，已淤积8.9万m3，目前蓄水量仅为1.5万m3，总坝高11.3m，且为重力坝，虽为满库运行，目前突出的问题是坝体渗漏及消能防冲问题，水库危险等级定为一般等级。震后水库未放空，调洪起调水位为坝顶高程1322.05m，放水钢管采用有压泄流方式运行，最大泄量0.05 m3/s，调洪

19、演算中可忽略不计。根据现状泄流规模条件下调洪计算结果，以坝顶高程1322.05m做为起调水位，黑潭沟水库20年一遇设计洪水调洪后水库最高水位为1324m，100年一遇校核洪水调洪后水库最高水位为1324.71m。因此，对于20年一遇设计洪水与200年一遇校核洪水，均不满足其应急度汛的要求。2.3.3大坝抗震能力分析在2008年地震后，县水务局将原主坝改造段长16.1m，改造为WES标准堰型，对上游坝面淤积面以上及大坝下游坝面加固加厚，采用0.5m 的C20钢筋砼护面，较之前抗震能力有所提升。2.3.4渗流安全分析从坝体、坝基渗流控制措施方面，大坝长期满库运行，坝与两坝端岸坡、副坝C20混凝土与

20、坝体接合部存在渗水现象，大坝整体防渗性能方面，仍存在较多的安全隐患。2.3.5水库运行管理1.大坝运行黑潭沟大坝未编制防洪调度和兴利调度计划，也没有水文测报设施编制水文预报方案；仅有专门工作人员巡查监测大坝水量水位变化情况以及县水务局制定了防洪应急预案。2.大坝维护1997年，成县锌宇集团公司为解决该公司下属企业选矿厂的生产生活用水，选择该水库为供水水源，对水库迎水面及坝高进行了简单改建。由于处理过于简单，在浆砌石与砼接缝层面形成渗漏通缝，渗漏情况未进行系统的观测。具体改建加固措施有：（1）迎水面进行了防渗处理；（2）采用C15砼加高坝体11.3m。2008年震后按应急度汛方案，对水库做了以下

21、出险加固，具体加固措施如下：（！）大坝将原有重力式大坝主坝改造为溢流坝，面的设计方案，同时加高副坝至1324.92m，加高0.5m，高于校核洪水位0.5m。主坝改造段长16.1m，改造为WES标准堰型，对上游坝面淤积面以上及大坝下游坝面加固加厚，采用0.5m 的C20钢筋砼护面。（2）消能防冲设施坝脚现浇C20钢筋砼消力池，宽8m，长15m，厚度0.3m。其后衔接堆石海漫体，材料就近开采。（3）输水管改造 改造原输水设施，保障安全输水。（4）进场路目前进场路部分为土路面，雨天道路泥泞，给应急度汛工程施工和汛期抢险交通带来很大影响，需要进行必要的加固。加固措施主要拓宽路面以及对路面铺设石渣进行简

22、易硬化。3、大坝安全监测 黑潭沟水库在日常运行中，建立了大坝安全管理制度、水库水情监测报告制度等。鉴于多方面原因，水库自建库以来未设置大坝安全监测设施，以及水文测报系统。大坝日常的安全监测主要靠感性判断。 2.3.6综合结论以上各专项安全评价表明，水库工程质量、水库防洪能力、水库抗震安全、结构、渗流5项均不满足相关要求，根据水库大坝安全评价导则（SL 258-2000）大坝安全性为C级，安全类别为3类。建议作水库报废论证。3水库报废理由3.1水库灌溉、供水、防洪等功能基本丧失黑潭沟水库总库容为10.4万m3，因大坝无任何泄洪工程设施，建成后一直满库运行，泥沙淤积严重。目前水库淤积8.9万m3，

23、蓄水量仅为1.5万m3，约为总库容的1/10，已无法经济有效除淤。依据甘肃省水利工程震损应急除险加固工作指导意见，水库危险等级定为一般。又由于2010年汛期库区发生洪水，导致库区下游灌溉农田被冲毁以及水库为成县锌宇集团公司下属企业选矿厂的生产生活供水管道被冲毁，水库已基本丧失灌溉、防洪及供水等功能。而每到汛期为确保水库及下游的防洪安全，当成县水务局还需要安排人员进行防汛巡查、准备防汛物资，致使浪费大量人力、财力、物力。3.2水库建成影响周边环境3.2.1水库对气候的影响地区性气候状况受大气环流控制，修建水库后原陆地变成了水体或湿地，使局部地表空气变得较湿润，对局部小气候会产生一定的影响，主要表

24、现在对降雨、气温等影响。此外，修建水库形成了大面积蓄水，在阳光辐射下蒸发量增加。一般夏季水面温度低于陆地温度，水库水面上部大气层结构较稳定，使降水量减少；冬季水面温度高于陆地温度，大气结构不稳定性增加，降水略有增加。根据当地水文资料，库区及其上游建库后雨量有所减少，而一定距离的外围区域降雨则有所增加，整个水库流域范围内平均降水量变化不大。3.2.2水库对水质的影响水库蓄水后一方面吸纳流域汇流带来的污染物，另一方面原流动的水体滞留在库内，这些变化使得库区水质发生了变化。库内大体积水体流速慢，滞留时间长，有利于悬浮物沉降，可使水体浊度、色度降低；库内流速慢，藻类活动频繁，呼吸作用产生的CO2与水中

25、Ca2+、Mg2+结合产生CaCO3和MgCO3并沉淀，降低了水体硬度。此外，库内水流流速小，降低了水、气界面交换的速率和污染物迁移扩散能力，使得水库水体自净能力比河流弱；库内水流流速小，透明度增大，利于藻类光合作用，藻类大量生长致富营养化。3.2.3水库对周边生物的影响大坝建成后库区生态环境发生了变化，直接影响库区水生和陆生生物种类、数量和分布。库区淹没对其范围内的陆生生物会造成直接破坏。此外，局部气候的变化，土壤沼泽化、盐碱化等也会对动植物的种类、结构及生活环境造成影响。水库淹没区和浸没区原有植被的死亡，以及土壤可溶盐都会增加水体中氮磷的含量，库区周围农田、森林和草原的营养物质随降雨径流进

26、入水体，从而形成富营养化的有利条件。3.3水库淤积严重，无经济有效措施恢复黑潭沟水库运行时间长，没有设置有效的清淤设施，淤积十分严重，并且淤积量还在逐年增加，从而给水库以及水库上下游带来了严重的影响，水库淤积可能引起以下危害：（1）水流挟沙能力减少，流速降低，泥沙及污染物淤积在河床和堤岸上，库容减少，降低水库的调节能力以及综合利用效益。（2）在水库上游河道，淤积抬高河床，使河道水位升高，坡降和流速减小，河槽过水能力降低，增加了防洪困难，河水位抬高还会引起两岸地下水位升高，导致土地盐渍化。（3）当河流的淤积向水库推进时，也会向上游延伸，即所谓的“翘尾巴”现象，造成上游地区的淹没和浸没。（4）水库

27、泥沙淤积会增加库区的淹没面积，不仅带来大量损失，甚至有可能造成社会波动。（5）加重水库水质污染。大量细颗粒泥沙比表面积大，会吸附大量污染物质。（6）在水库下游河道，在水库淤积并拦截泥沙时期，水库下泄清水，下游河床由于冲刷而普遍下切，水位随之下降。如果要对水库进行清淤工作，需要耗费大量的人力、物力和财力，由于水库已经丧失了基本功能，即使清除了水库中的淤泥也没有太大经济效益，而且通往水库道路主要为简易黄土道路，路面结构不好，坝址两岸山坡陡峭，施工条件相对较差。虽然2008对黑潭沟水库进场路面进行拓宽以及对路面铺设石渣进行简易硬化，但交通还是不方便，而且通讯只能靠对讲机，实施操作困难而且经济上不合理

28、。3.4水库设计有缺陷，存在安全隐患由于前期工作不深入，水文、地质等基础资料缺乏或不齐全、不准确，水库无设计或设计不规范，导致水库无溢洪道，虽后期加固除险增加了溢洪道，但是与原来坝体未紧密连接依然存在渗漏现象，防洪标准偏低。受当时技术、经济等限制，水工建筑物布置不合理，水库坝内仅布置了放水涵管，大坝运行存在安全隐患，运行管理观测设施缺乏。年限久远，大坝内部结构因常年渗漏破坏严重，存在严重的质量问题。2008年汶川地震使黑潭沟水库内部结构遭到破坏，水库局部发生渗漏，其安全可靠度逐步降低，虽经过抢险加固，但还是存在一定的安全隐患。3.5结论通过上述分析，成县黑潭沟水库库区泥沙淤积严重，蓄水防洪功能基本丧失，且水库存在局部渗漏问题，对水库进行的除险加固处理方案无法经济有效实施，即使实施防渗效果也不理想，且加固处理技术不可行。从各方面考虑，水库不但不能发挥潜在效益，还存在防洪风险，对下游构成洪水威胁，为改善水库周边生态环境，消除防洪隐患，减少不必要的经济负担，根据中华人民共和国水利部令第18 号的规