某山坪塘设计报告.docx

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某山坪塘设计报告

附图：

附图1***山坪塘设计平面图（***-DJW-001）；

附图2大坝最大断面图（***-DJW-002）；

附图3溢洪道设计图（***-DJW-003）；

附图4放水卧管设计图（***-DJW-004）；

1工程概况

1.1工程基本情况

1.1.1***山坪塘介绍

***山坪塘位于***县***镇三磊子村3社，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪综合利用效益的山坪塘水利工程。

***山坪塘坝址处河床底部高程806.00m（高程系统为假设高程系统），坝址以上控制流域面积0.06km2，主河道长0.50km，流域平均比降141.56‰。

总库容0.87万m3，灌面110亩。

***山坪塘工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。

最大坝高12.55m，按照总容积在2万立方米以上或坝高在6m以上的山平塘工程。

该工程为Ⅴ等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。

主要建筑物设计洪水标准重现期为10年一遇，校核洪水标准重现期为50年一遇。

坝型为均质土坝，最大坝高12.55m，坝顶宽3.50m，坝顶轴线长40.00m。

坝顶高程813.00m，迎水面坡比为：

1：

2.0，背水面坡比依次为1：

2.0。

内外坡为C15混凝土六棱块护坡，六棱块边长为250mm，厚100mm。

在外坡坝脚建贴坡排水，顶高程为805.60m，高5.00m，内坡坡比为1：

2.0，外坡坡比为1：

2.5。

贴坡排水和坝体接触处设15cm厚粗砂和15cm厚碎石的反滤层。

溢洪道布置在左坝肩，控制段高程为812.00m，堰顶宽度为2m，堰高1.00m。

堰底采用20cm厚的C20混凝土。

边墙采用C20混凝土的重力式挡土墙，顶宽0.5m，内坡垂直，外坡坡比为1:

0.4。

边墙和底板下设10cm厚的C15混凝土垫层。

***山坪塘放水设备位于大坝左坝上。

放水设施布置在左侧坝体上，采用卧管和涵管的形式。

卧管和涵管均采用C20钢筋混凝土结构。

卧管进水口孔径为200mm，上面采用钢板拍门结构，详见设计图。

涵管净空断面为300×400mm，壁厚为150mm。

1.1.2设计标准

***山坪塘最大坝高12.55m，按照总容积在2万立方米以上或坝高在6m以上的山坪塘工程整治，可参照小

（二）型水库除险加固的有关技术规范。

该工程为Ⅴ等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。

主要建筑物设计洪水标准重现期为10年一遇，校核洪水标准重现期为50年一遇。

1.2***山坪塘工程主要特性表

***山坪塘工程主要特性见表1-1：

表1-1***山坪塘工程特性表

序号

项目名称

单位

主要指标

一

流域特性

1

集雨面积

Km2

0.06

2

主河槽长度

Km

0.50

3

主河槽比降

‰

141.56

4

多年平均降水量

mm

1049.6

5

设计洪峰流量

m3/s

1.05

6

设计洪水总量

万m3

0.58

7

校核洪峰流量

m3/s

1.55

8

校核洪水总量

万m3

0.80

二

山坪塘特性

1

死水位

m

809.00

2

正常蓄水位

m

812.00

3

设计洪水位

m

812.46

4

校核洪水位

m

812.59

5

死库容

万m3

0.22

6

正常库容

万m3

0.72

7

总库容

万m3

0.87

续表1-1***山坪塘工程特性表

序号

项目名称

单位

主要指标

三

枢纽特性

（一）

大坝

1

坝型

均质土坝

2

坝顶高程

m

813.00

3

最大坝高

m

12.55

4

坝顶长度

m

40.00

5

坝顶宽度

m

3.50

（二）

泄洪建筑物

1

溢洪道型式

正槽开敞式

2

堰顶宽度

m

2.00

3

最大下泄流量

m3/s

1.28

4

堰顶高程

m

812.00

（三）

放水设施

1

放水建筑物型式

卧管

卧管

涵管

2

长度

m

3

断面尺寸（宽×高）

m

直径20cm

0.3*0.4m

4

最低取水高程

m

809.00

5

最大放水流量

m3/s

0.1

四

工程效益

1

设计灌溉面积

亩

110

2

山坪塘对下游影响

110亩田地和下游村庄

注:

本次复核工作中利用1：

500实测地形图，高程系统采用假定高程系统，坐标系采用独立坐标系。

2．水文

2.1概述

2.1.1基本资料的收集、整理与复核

⑴流域洪水复核资料

本项目流域内无水文站和雨量站，属无实测资料地区。

因此采用暴雨途径计算设计流量。

按照小流域推理公式法方法计算，并进行成果合理性分析取值。

本次根据流域1/10000地形图，经现场踏勘，核实流域分水岭，量算流域面积、河长及河道平均比降，为：

F=0.06km2，L=0.50km，J=141.56‰。

⑵山坪塘工程资料

1）山坪塘库容曲线

水位～库容曲线根据库区万分之一地形图进行计算成果，见表2-1。

2）山坪塘面积曲线

水位～面积曲线根据库区万分之一地形图进行计算成果，见表2-1。

表2-1***山坪塘库容曲线和面积曲线表

水位

面积（亩）

库容（万m³）

1

806

0.93

0

2

807

1.04

0.07

3

808

1.14

0.14

4

809

1.26

0.22

5

810

1.94

0.33

6

811

3.07

0.49

7

812

3.68

0.72

8

813

4.31

0.98

图2-1***山坪塘水位——库容、面积关系曲线

2.2基本资料

本项目流域内无水文站和雨量站，属无实测资料地区。

因此采用暴雨途径计算设计流量。

按照小流域推理公式法计算。

本次根据流域1/10000地形图，经现场踏勘，核实流域分水岭，量算流域面积、河长及河道平均比降，为：

F=0.06km2，L=0.50km，J=141.56‰。

2.3设计洪水计算

2.3.1暴雨特征

流域处在亚热带季风气候区，气候湿润多雨，常出现大雨或暴雨，暴雨出现时间为4～10月，其中以6月和7月出现频率最高，强度最大。

与之相对应，年最大洪峰流量发生在4～9月，多发生在6～7月。

2.3.2洪水特征

工程区地形属于深丘区，河谷狭窄，汇流较快，河槽调蓄能力小，因此，洪水具有陡涨陡落的特点，洪水多为单峰型，一次洪水过程约持续七个小时左右。

通过该河流域洪水过程线分析，P=10%洪水涨退全过程为6.93h，形成洪峰时间为0.45h，峰型多为单峰。

2.3.3设计暴雨

采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及变差系数等值线图的查值成果。

暴雨资料统计参数见表2-2

表2-2***山坪塘区域暴雨参数表

利用资料

时段（h）

均值（mm）

Cv

Cs

查手册

1/6

15

0.35

3.5Cv

1

40

0.45

3.5Cv

6

70

0.4

3.5Cv

24

82

0.45

3.5Cv

2.3.4设计洪水

2.3.4.1洪水计算方法及标准

（1）计算方案

***山坪塘河道流域范围内无实测洪水资料,按照暴雨途径计算设计流量。

本次根据SL44-2006《水利水电工程设计洪水计算规范》，查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）中的暴雨资料，采用推理公式法计算坝址设计洪水，并进行成果合理性分析。

推理公式的基本关系式为

式中：

Q—最大流量，（m³/s）；

—洪峰径流系数；

i—最大平均暴雨强度（毫米/小时）；

s—暴雨雨力，即最大1小时暴雨量（毫米/小时）；

n—暴雨公式指数；

F—集雨面积（平方公里）；

L—自出口断面沿主河道至分水岭的河道长度（公里）；

J—沿L的河道平均坡度；

—流域汇流时间（小时）；

—当的流域汇流时间（小时）；

—产流历时（小时）；

u—产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度（毫米/小时）；

m—汇流参数。

（2）洪水计算标准

根据水利部颁发的《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL252-2000）的有关规定，***山坪塘工程等别为Ⅴ等，永久性主要水工建筑物级别为5级，本次采用设计洪水标准P＝10%，校核洪水标准P＝2%。

2.3.4.2设计洪峰流量成果复核及合理性分析

（1）推理公式计算洪水

1）暴雨参数：

设计雨力Sp及暴雨公式指数n，参数n在不同暴雨历时范围内,其取值不同。

***山坪塘暴雨历时t在1～6h范围内，故按暴雨历时t=1～6h范围内的相应公式计算设计雨力Sp及暴雨公式指数n。

2）产流参数μ：

根据***山坪塘所在的地理位置、地质概况、植被较差；垦植度大、水土保持能力较弱，采用《手册》中表3-1盆地丘陵区的μ值统计系数公式：

μ=4.8F-0.19、CV=0.18、Cs=3.5CV计算各设计μ值。

3）汇流参数m：

根据《手册》中表3-2的m值综合成果表，盆地丘陵区的m值计算公式：

当θ=1～30时，m=0.40θ0.204。

成果见表2-3。

表2-3洪峰流量计算成果表

方法

P=10%洪峰流量（m3/s）

P=2%洪峰流量（m3/s）

手册

推理公式

1.05

1.55

表2-4***山坪塘设计洪水成果表

频率P（％）

10

2

洪峰流量Q（m3/s）

1.05

1.55

洪水总量W（万m3）

0.58

0.80

2.3.4.3设计洪水过程线

该河流为山溪性河流，洪水过程具有陡涨陡落的特点，峰型为单峰尖瘦型，校核、设计洪水过程线见表2-5。

表2-5***山坪塘校核、设计洪水过程线

序号

P＝10％

P=2%

时程（h）

流量（m3）

时程（h）

流量（m3）

1

0

0

0

0

2

0.03

0.0523

0.028

0.0777

3

0.06

0.105

0.056

0.155

4

0.09

0.209

0.084

0.311

5

0.136

0.419

0.126

0.622

6

0.196

0.628

0.182

0.933

7

0.271

0.837

0.252

1.24

8

0.362

0.994

0.336

1.48

9

0.452

1.05

0.421

1.55

10

0.633

0.994

0.589

1.48

11

0.814

0.837

0.757

1.24

12

1.1

0.628

1.023

0.933

13

1.552

0.419

1.444

0.622

14

2.245

0.209

2.089

0.311

15

3.164

0.105

2.944

0.155

16

4.189

0.0523

3.898

0.0777

17

6.931

0

6.449

0

图2-2***山坪塘校核、设计洪水过程线图

2.4坝顶高程计算

2.4.1调洪演算

⑴山坪塘工程资料

1）山坪塘库容曲线和面积曲线

水位～库容曲线和水位～面积曲线，见表2-1。

2）山坪塘泄流能力曲线

***山坪塘正常蓄水位为812.00m，相应正常库容0.72万m3。

山坪塘调洪设计、校核洪水采用坝址设计洪水过程线，设计洪水标准为P=10%，