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XX省XX县XX水库防洪安全复核报告专业完整格式模板
XX省XX县XX水库
防洪安全复核报告
XXXX勘测设计有限公司
二○XX年XX月
批准:
XXX
审查:
XXX
校核:
XXX
编写:
XXXXXX
XX省XX县XX水库
防洪安全复核报告
1概况
1.1工程概况
XX水库地处XX河左岸支流林皋河内,XX河是北洛河支流,渭河二级支流,XX水库距离XX县林皋镇XX村西南约1km,距离XX县城约35km。
该工程1974年动工建设,1976年初竣工并投入使用。
2012年经历一次除险加固,是一座以农田灌溉为主,兼有防洪功能的Ⅴ等小
(2)型水利枢纽工程。
XX水库由原许道乡政府组织当地群众于1974年修建,1976年初竣工并投入使用,建设未经详细勘察,无设计及竣工资料。
XX县水务局委托西安景天工程咨询有限公司于2012年2月编制完成了《XX县XX水库除险加固工程初步设计报告》。
2012年4月,渭南市水务局以渭水发[2012]139号文对后洼水库除险加固工程初步设计进行了批复,批复加固项目为:
①大坝加固;②溢洪道改造;③放水卧管改造;④增设大坝安全监测设施;⑤改造防汛上坝道路。
2019年05月,经县水利局专业技术人员现场测量,现水库的具体指标为:
大坝为均质粘土坝,坝高13.86m,坝顶高程895.85m,水库总库容43.64万m3,顶宽3m,坝顶长度108m。
迎水坡干砌石护坡,坡比1:
2.5,干砌石块径大于0.3m,层厚0.3m,整体完整性较好,但在左岸放水洞进口处发现小范围的破损现象;背水坡草皮护坡,未发现不均匀沉降和水拉痕迹,坡比1:
2.25;右坝肩下游坝角处发现漏水现象,经漏量测试漏量约Q=3.75L/min。
溢洪道设在大坝左岸进口高程893.50m,长度约133m,宽10.0m,深度3.8m,坝轴线以下未开通。
皂角树沟水库建于1969年,枢纽建筑物包括:
大坝、溢洪道和放水卧管三部分。
作为崔家头镇唯一的水源地.自建成运行以来,为下游群众生活生产作出里重要贡献,促进了当地社会经济发展,其中解决人蓄饮水人口0.9万人、2.3万头大家畜;灌溉设施面积0.11万亩,有效灌溉面积0.1万亩。
但水库在建设过程中,受到社会因素影响,缺乏前期勘察、设计等工作,施工也是群众用土办法,仓促建设,仓促完工,枢纽本身就存在诸多问题。
目前,大坝背水坡共出现4处渗漏,溢洪道边坡滑塌约500m3,将溢洪道拥堵。
一旦遭遇洪水,水库失事,对下游群众生命财产安全造成极大威胁。
1.2流域情况
皂角树沟水库位于千阳县崔家头镇皂角树沟内5公里处,距县城25km,属千河水系二级支流。
坝址以上河流全长8.5km,流域面积4.8Km2,河道比降32.6‰,流域周边植被良好,从分水岭延主河道至坝址长9.0km,平均比降36‰,于千阳县城东汇入千河一级支流涧口河。
流域属黄土丘陵沟壑区,表上多为黄土状粘土,近年来由于实行退耕还林政策,自然植被恢复较好,农耕地少,水土流失减缓。
皂角树沟水库流域属北温带大陆季风区,为半干旱半湿润气候,四季分明,夏季炎热多雨,冬季干燥寒冷。
当地多年平均气温10.9℃,年极端最高气温40℃,极端最低气温-17℃;多年平均降雨量641.1mm,多年平均无霜期198天,多西北风,最大风力7级,风速15m/s。
最大冻土深0.7m,年封冻期100天。
多年平均陆面蒸发量600mm,多年平均水面蒸发量1177mm。
流域降雨总趋势为由东北向西南呈逐渐增加,降雨量年内分配及不均匀,据千阳县气象站31年(1960~1990)资料统计,多年平均连续5个月((5~9月)降雨量479.2mm,占多年平均降雨量的73.5%,而春((1~3月)、冬(11~12月)季降雨量仅60.4mm,占多年平均值的9.3%。
此外,降雨量年际变化也较大,偏丰年降水量约为平水年的1.2倍,枯水年为平水年的71%。
2防洪标准
皂角树沟水库枢纽工程属Ⅴ等小
(2)型工程,主要建筑物为5级。
原设计标准为10年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),其设计防洪标准为20~30年一遇洪水,校核防洪标准为200~300年一遇洪水。
该水库地理位置重要,水库一旦溃坝失事,将直接威胁下游林皋湖的安全。
根据2012年2月除险加固确定的防洪标准及XX水库位置的重要性,本次洪水按20年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。
3设计洪水
XX水库所在流域既无水文测站也无雨量测站,属无资料流域。
因此,该水库控制流域的水文分析只能采用无资料条件下的水文分析计算方法,即依据现有区域性的各种分析成果推求水文要素的设计值。
3.1经验公式法
XX水库控制流域属无资料流域,本次依据《渭南地区暨铜川市实用水文手册》中提供的方法进行设计洪水推求。
《渭南地区暨铜川市实用水文手册》提供的洪峰流量经验公式的基本形式为:
式中:
———设计频率为P的洪峰流量,m3/s;
F———流域面积,km2;
———经验参数和指数。
《渭南地区暨铜川市实用水文手册》根据渭南、铜川的地形、地貌、土壤、植被、洪水特性以及资料情况,分为渭河北土石山区、丘陵沟壑区、渭河北林区和渭河南秦岭山区四个分区。
XX水库属渭河以北丘陵沟壑区,不同重现期相应参数和指数分别为20年重现K=18,n=0.72。
200年重现期K=37,n=0.72。
不同重现期,相应的洪峰流量见表1。
表1经验公式法不同重现期设计洪峰流量计算表
重现期
项目
200年
20年
(m3/s)
280
136
3.2由暴雨资料推求设计洪水
根据《渭南地区暨铜川市实用水文手册》中的推理公式简化计算法计算设计洪水,
3.4洪峰流量的选定
将不同方法推求的洪峰流量成果汇总于表14。
表14设计洪峰流量成果表
频率
项目
P=5%
P=0.5%
经验公式法
29.12
55.43
暴雨推求洪水
21.42
45.73
另外,根据《XX省洪水调查资料》(第一册),与其相邻的且属同一水文分区的芬芳河(冯坊河)上,1954年8月16日也发生一场洪水,地点位于冯芳河河口宝平公路桥以上,控制流域面积231km2,洪峰流量640m3/s,按照水文比拟公式,折算到皂角树沟水库坝址处,得洪峰流量为48.37m3/s。
从1954年距今56年,将其重现期定为50年。
由暴雨推求设计洪水法结果偏小、而经验公式法结果偏大。
究其原因,历史洪水推算的结果由于参证站控制面积(F=231Km2)和皂角树沟水库坝址以上流域面积(F=4.8Km2)相差226.20Km2,是皂角树沟水库坝址以上流域面积的48倍,已超出水文比拟法的适应范围,且1954年发生的洪水没有调查最远年份,若按照1954年为调查最远年份确定的重现期为50年,略显不足。
同时,历史洪水推算在修正成果时,仅考虑流域面积变化,而没考虑流域形状对洪水的影响,因此该成果仅作为参考。
而经验公式法的适用面积范围10~150Km2,而本水库控制流域面积仅4.8Km2<10Km2,且此方法没有考虑流域形状对洪水的影响,所以经验公式法成果同样仅作为参考。
暴雨资料推求设计洪水法考虑了流域的形状系数、河道比降、流域面积,并考虑到此法在理论上的严密性和其在小流域上的适用性,因此本次除险加固采用暴雨资料推求设计洪水的成果。
4.库容复核
4.1库容曲线
图4皂角树沟水库库容曲线
4.2泄流曲线
按国家《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和《防洪标准》(GB50201-94)规定,该库防洪标准为20年一遇设计,200年一遇校核。
本次复核按现状泄洪建筑物进行泄流能力计算。
a)泄流能力分析
皂角树沟水库溢洪道设在大坝左岸1195.20m高程,泄洪道进口堰宽4.0m,深度3.8m,泄洪道全长148m,比降14‰。
因此按宽顶堰泄流公式计算泄流量。
式中:
——泄洪流量(m3/s);
B——总净宽,m;
H0——计入流速水头的堰上总水头,m;
——二元水流宽顶堰流量系数,与相对上游堰高P1/H及堰头形式有关;
H——不计入行行进流速的堰上水头,m;
ε——闸墩侧收缩系数。
计算的皂角树沟水库泄洪道泄流曲线如图5
b)调洪计算
调洪计算目的根据水库水位~库容关系曲线及洪水过程线以及泄洪建筑物的泄流过程和运行方式,由水量平衡确定水库调洪库容、泄洪建筑物的最大泄流量。
皂角树沟水库汛期由输水洞和溢洪道共同泄洪,而输水洞泄流量很小,本次调洪可忽略不计,溢洪道结构型式和尺寸如前所述,由于溢洪道不设闸门,故调洪计算的起调水位取溢洪道底坎顶高程,即Z起=Z堰=1195.20m。
采用试算法进行洪水调节计算,不同频率洪水的调洪计算过程及结果如表15。
4.3调洪演算
频率
时间
入库流量
出库流量
库容V
水位
p(%)
t(h)
Q(m³/s)
q(m³/s)
(万m³)
m
5
0
0
0.00
20.72
1195.20
1
0.14
0.05
20.74
1195.21
2.23
2.63
0.56
21.21
1195.35
2.98
21.42
5.46
23.65
1196.24
4.59
4.54
12.42
25.99
1196.99
7.01
2.94
3.02
22.52
1195.88
9.43
1.34
2.06
22.17
1195.74
10.43
1.48
1.65
22.01
1195.65
20.86
0
0.35
21.04
1195.30
0.5
0
0
0.00
20.72
1195.20
1
0.78
0.13
20.84
1195.24
2.43
5.95
1.81
22.07
1195.70
3.3
45.73
16.67
27.27
1197.38
5.17
9.82
27.19
30.53
1198.46
8.06
6.26
4.35
23.16
1196.08
10.95
2.7
4.51
23.21
1196.10
11.95
2.9
3.41
22.80
1195.94
23.9
0
0.33
20.99
1195.29
5.洪水标准复核
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000,该库属于小
(2)型水库、Ⅴ等工程,主要水工建筑物的级别为5级,次要建筑物为5级。
相应的设计防洪标准为20~30年一遇,校核标准为200~300年一遇。
本次复核确定防洪标准为:
设计防洪标准20年一遇、校核标准200年一遇。
6水库抗洪能力分析
6.1坝顶超高复核
本次坝体超高复核依据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)及《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97进行了坝顶超高复核。
6.1.1计算参数确定
(1)特征水位
正常蓄水位:
1195.20m
设计洪水位:
1196.99m
校核洪水位:
1198.46m
(2)风速
多年平均最大风速为15m/s。
正常运用条件下计算风速取多年平均最大风速的1.5倍,即22.5m/s,非常运用条件下计算风速取多年平均最大风速15m/s。
(3)吹程
风作用于水域的有效吹程长度,根据库区平面布置图及现场调查确定取550m。
(4)安全加高
大坝为5级建筑物,根据规范,正常运用条件下的安全加高取0.5m,非常运用条件下的安全加高取0.3m。
(5)地震安全加高
根据《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97),地震与正常水位组合情况下地震涌浪高度取1.0m。
(6)风浪要素计算
(A.1.5-1)
(A.
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