宜昌市水库除险加固设计方案说明书—-毕业论文设计.doc

XX市 XX区XX水库除险加固工程初步设计报告(报批稿)XXXX水利电力勘察设计院二0一一年六月目 录1综合说明11.1绪言11.1.1工程概况11.1.2水库安全评价结论11.1.3工程除险加固主要内容21.2气象水文31.3地质31.4工程任务和规模41.5工程存在的主要问题41.6工程布置与建筑设计41.7施工61.8工程占地61.9环境保护及水土保持评价61.9.1环境保护评价61.9.2水土保持评价71.10 工程管理71.10.1管理机构及管理范围71.10.2规章制度及调度管理71.10.3工程监测81.11 工程投资概算81.11.1概算编制原则和依据81.11.2工程投资概算81.12经济评价91.13 结论92 水文102.1流域概况102.1.1自然地理概况102.1.2气候特征102.2水文基本资料112.2.1水文气象站网分布概况112.2.2参证站水文测验与整编112.3洪水132.3.1暴雨特性和洪水成因132.3.2设计洪水142.3.3施工洪水232.4泥沙233工程地质253.1 区域地质概况253.1.1地形地貌253.1.2地层岩性253.1.3地质构造及地震263.1.4水文地质条件263.2库区工程地质条件273.2.1库区地质概况273.2.2库区工程地质条件及评价283.3坝基工程地质条件及评价303.3.1坝基工程地质条件303.3.2坝基工程地质评价323.3.3坝基存在的主要工程地质问题及处理建议353.4 坝体工程地质条件及评价363.4.1坝体工程概况363.4.2坝体评价363.4.3坝体质量评价393.4.4坝体主要工程地质问题分析及评价393.5 溢洪道工程地质条件及评价403.5.1溢洪道工程地质条件403.5.2溢洪道问题分析及评价413.6输水建筑物地质条件及评价413.7天然建筑材料423.8结论与建议423.8.1结论423.8.2建议444工程任务和规模464.1 工程建设的必要性464.1.1工程概况464.1.2工程存在的主要问题464.1.3 工程建设的必要性474.2 工程任务和规模474.3 调洪演算484.3.1防洪标准484.3.2洪水成果494.3.3洪水调度原则494.3.4泄流能力曲线494.3.5库容曲线504.3.6调洪计算成果505工程布置及建筑物535.1 设计依据535.1.1 工程等别、建筑物级别及洪水标准535.1.2 设计采用的技术规程、规范和文件535.1.3 设计基本资料545.2 工程总体布置555.3 挡水建筑物565.3.1历史及现状565.3.2坝顶高程复核计算565.3.3除险加固方案595.3.4除险加固方案设计605.3.5渗流计算及渗透稳定复核655.3.6 坝坡稳定复核695.4 泄水建筑物735.4.1 基本情况735.4.2 病险情况735.4.3 泄水建筑物除险加固设计745.5输水建筑物795.5.1 进水口加固795.5.2输水隧洞加固825.5.3高输水管加固825.6 大坝安全监测825.6.1观测项目拟定825.6.2上下游水位观测835.6.3观测用房835.7 除险加固主要工程量836金属结构及电气876.1概况876.2金属结构876.3电气876.3.1供电电源876.3.2过电压保护及接地876.3.3消防877 施工组织设计887.1 施工条件887.1.1 交通条件887.1.2 工程布置特点887.1.3 水文气象条件887.1.4建筑材料887.2 施工导流897.3料场的选择与开采897.4主体工程施工897.4.1基础开挖施工907.4.2 坝坡土石方挖、填施工907.4.3 坝体粘土填筑施工907.4.4 坝体灌浆施工907.4.5 现浇砼工程施工917.4.6 浆砌块石工程施工927.5施工总布置及施工交通运输927.5.1施工总体布置927.5.2施工交通运输937.6施工总进度937.6.1总进度编制原则937.6.2施工总工期及控制进度937.7 主要技术供应947.7.1劳动力947.7.2主要建筑材料947.7.3 主要施工机械设备947.8安全生产948水库淹没处理及工程永久占地959水土保持设计969.1设计依据969.2水土流失预测969.3水土流失防治措施979.3.1方案编制原则979.3.2防治目标979.3.3防治分区979.3.4防治措施979.4水土保持投资概算10010环境保护设计10110.1环境影响评价10110.1.1设计依据10110.1.2环境质量现状评价10110.1.3环境影响评价与分析10210.2环境保护设计10310.2.1生态环境保护10310.2.2水环境保护10510.2.3大气环境保护10510.2.4声环境保护10610.2.5固体废弃物环境保护10610.2.6人群健康保护10710.3环境管理和监测10810.3.1环境管理10810.3.2环境监理10810.3.3环境监测10910.4环境保护投资概算11010.5综合评价结论及建议11011工程管理设计11211.1管理机构11211.2工程管理范围及保护范围11211.3管理设施11211.3.1管理设施现状11211.3.2管理设施的完善11311.4施工期工程管理11311.5运行期工程管理11312 工程概算11612.1工程概况11612.2工程主要指标11612.3编制依据和原则11712.3.1编制依据11712.3.2基础单价11712.3.3 设备11812.3.4 费用构成及计算标准11812.3.5 施工临时工程11912.3.6 独立费用11912.3.7 预备费12012.4工程概算成果12012.5工程招投标12412.5.1招标范围12412.5.2招标组织形式12412.5.3招标方式12513经济评价12613.1 概述12613.2 国民经济评价12613.2.1 主要参数及计算条件12613.2.2费用计算12713.2.3效益估算12713.2.4 评价结果12813.3 结论128附件：1、XX市XX区XX水库除险加固工程初步设计报告审查意见2、XX市小型水库大坝安全鉴定核查意见表工程特性表序号名称单位加固前加固后备注一水文所在河流长江一级支流桥边河坝址以上流域面积km25.55.5主河道长度km5.45.4主河道坡降135135水文分区第七区第七区多年平均降水量mm1394.31394.3设计日降雨量mm120.5120.5设计洪峰流量m/s102.9102.9P=3.3%校核洪峰流量m/s257.3257.3P=0.33%消能标准洪峰流量m/s73.373.3P=10%二地震地震烈度/设防烈度度三水库特性正常蓄水位m86.7586.75限讯水位m设计洪水位m88.74P=3.3%校核洪水位m90.06P=0.33%死水位m8080总库容万m28.731.04防洪库容万m9.6211.96死库容万m3.443.44调节性能四下泄流量设计洪水最大下泄流量m/s105.7P=3%校核洪水最大下泄流量m/s227.5P=0.33%消能洪水最大下泄流量m/s76.4P=10%五工程效益保护人口万人0.10.1保护耕地万亩0.10.1灌溉面积万亩0.040.18供水能力万m1212城镇供水0.1万人六挡水建筑物1大坝坝型均质土坝工程特性表序号名称单位加固前加固后备注地基特性砂砾岩坝顶高程m89.4590.83防浪墙顶高程m不设防浪墙最大坝高m14.4518.63坝顶长m8080坝顶宽m13上游坡比1/2.11：2.25/1:2.1下游坡比1:2/1:2/1:2.41：2/1：2/1：2.4/1:1.5下游坝坡马道高程/宽度m88.23/3.1;85.73/2.488.23/1.5;85.73/1.9护坡材料草皮2m3m现浇砼板七泄水建筑物1正常溢洪道型式开敞式宽顶堰地基特性砾岩堰顶高程m86.7586.75堰顶宽m19.223消能方式无消能设施跌流消能消能防冲设计流量m/s76.4P=10%八输水建筑物1输水涵管型式城门洞型城门洞型断面尺寸1.5m1.8m1m1.55m设计流量m/s0.50.5进口中心高程m7878.04闸门型式1m1m1m1m平面钢闸门启闭设备斜拉式启闭机150kN手动螺杆式九施工1主要工程量土方明挖m2284石方明挖m678土石方填筑m2859浆砌块石m8砼m1118模板5207钢筋制安t54.412主要建筑材料水泥t499工程特性表序号名称单位加固前加固后备注钢筋t54.41炸药kg197砂m611汽油t3.26柴油t0.73块石m542碎石m12273所需劳动力总工时工时642904总工期月12十经济指标1工程总投资万元267.69建筑工程万元209.37机电设备及安装万元0金属结构设备及安装万元3.86临时工程万元13.30独立费用万元35.76水土保持工程万元2.17环境保护工程万元3.222综合利用经济指标经济内部收益率16.23%经济净现值（i=8%）万元188.80效益费用比（i=8%）1.631综合说明1.1绪言1.1.1工程概况XX水库是桥边河流域的一座小(2)型水库，位于湖北省XX市XX区桥边镇韩家坝村。 桥边河发源于XX与长阳交界的土城红岩湾，自西向东流经车溪、土城、桥边和XX，于XX市清净庵流入长江，全长43公里，流域面积295平方公里。XX水库为小(2)型水库，控制集水面积5.5km2，总库容为31.04104m3，兴利库容15.64104m3，以防洪、灌溉为主，兼顾灌区群众人畜饮水等综合利用功能。XX水库于1966年9月动工兴建，于1967年4月建成。水库运行44年来，发挥了应有的效益。XX水库的工程地位亦十分重要，该水库的安危直接影响到水库下游桥边镇人民的生命财产安危。1.1.2水库安全评价结论根据多年来的检查、观察和观测资料，依据地质勘探、检测报告，结合本安全评价中的分析计算成果，XX水库大坝安全综合评价结论如下：(1)防洪标准。本次复核时按防洪标准(GB50201-94)及水利水电工程等级划分及洪标准(SL252-2000)，采用5级建筑物的防洪标准，XX水库防洪复核标准是30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。由此确定XX水库的设计洪水位88.74m，校核洪水位90.06m，总库容为31.04万m3。XX水库大坝现状坝顶高程为89.4089.95m，XX水库的坝顶高程经本次复核应达到90.83m，最大欠高1.43m，现有大坝坝顶高程不满足300年一遇的防洪要求。(2)大坝在设计洪水位稳定渗流时下游坝坡和正常高水位降至死水位时上游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。(3)大坝基础存在明显渗漏，左右坝肩存在集中渗漏，坝体填筑质量较差，坝后散浸严重。下游无反滤排水设施。 (4) 大坝坝顶、坝坡变形、凹陷严重；上游坝坡无护坡防浪设施, 存在浪坎现象；下游坝坡无纵向排水设施，有白蚁洞穴，存在白蚁危害。(5)过坝渠道未作防渗处理，漏水严重。(6)高输水管已废弃，但进口封堵不严，漏水严重。输水隧洞进水口闸门和启闭设备老化、锈蚀，漏水严重。输水隧洞前段少量衬砌砼强度低，碳化，破损且多处裂缝漏水，后段未进行衬砌，围岩稳定性差，多处垮塌、淤积、阻塞。(7)溢洪道泄槽段不规整，出口无消能防冲设施。(8)大坝存在白蚁危害，水库无管护设施，无上坝公路。综上所述，XX水库大坝欠高，大坝上游护坡和下游坝坡存在凹陷变形，坝肩、坝基存在集中渗漏，结构存在严重的安全问题。同时，大坝还存在其他的诸多安全问题。根据水利部大坝安全鉴定办法中第十六条及水库大坝安全评价导则第9.3.2条之规定，该水库大坝应定为三类坝。1.1.3工程除险加固主要内容XX水库除险加固工程主要施工内容为:(1)挡水建筑物除险加固本项目挡水建筑物主要除险加固内容包括:加高坝顶高程，扩宽坝顶，将过坝渠改为箱涵形式；对坝基、坝肩帷幕灌浆、对坝体进行劈裂灌浆，重修坝脚排水棱体；上游坝坡削坡整形并用现浇砼板护砌；下游坝坡整形、新建坝坡排水沟和左右坝肩排水沟；结合坝体劈裂灌浆药物诱杀白蚁。(2)泄水建筑物除险加固泄水建筑物主要除险加固实施内容包括: 扩挖溢洪道，底板和边墙衬砌，新修消力池。(3)取水建筑物除险加固取水建筑物除险加固主要内容：封堵高输水管，衬砌输水隧洞，新建进水口建筑物及工作桥。(4)水库管理设施配套完善水库管理设施配套完善具体包括：新建水库管理站、配置交通及通讯设施、完善大坝观测设施。1.2气象水文XX水库库区位于桥边河流域，属亚热带暖湿季风气候区。其特点为冬夏季风更替明显，四季分明，光照充足，雨量充沛，春暖多变，初夏多雨，伏秋多旱，冬天寒冷，具有山地气候特征。多年平均气温16.4，月平均气温以7月最高，达27.6，以1月最低，为4.6。多年平均相对湿度80%，绝对湿度16.3mb。多年平均风速为1.5m/s，盛行风为偏东风。霜期一般出现在11月至次年3月间，年均无霜期282d，多年平均降雨量1394.3mm。XX水库为拦河式水库，桥边河的水文、径流、洪水及泥沙对其影响较大。XX水库坝址处多年平均径流量0.16m3/s，河水流量随季节变化悬殊。根据水文分析可知30年一遇洪峰流量为102.9m3/s，300年一遇洪峰流量为257.3m3/s，XX水库的多年平均落库沙量为0.06万m3。1.3地质XX水库库区出露地层主要为白垩系下统罗镜滩组、第四系全新统残坡积层、冲洪积层。根据1:400万中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，本项目所处区域震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征周期为0.35s，相当于地震基本烈度为度。1.4工程任务和规模XX水库保护下游0.18万亩农田和0.1万人的生命财产安全。XX水库为小(2)型水库，总库容31.04104m3，最大坝高18.63m，坝顶长度80.00m。1.5工程存在的主要问题(1)水库不满足防洪要求，上下游坝坡均不满足稳定要求；坝基、坝肩集中渗漏，坝脚排水设施失效；大坝坝顶、坝坡变形、凹陷严重；上游坝坡无护坡防浪设施, 存在浪坎现象；下游坝坡无纵向排水设施，有白蚁洞穴，存在白蚁危害。(2)过坝渠渗漏未衬砌，渗漏严重。(3)溢洪道未完建，行洪能力不足，影响泄洪安全。(5)废弃高输水管进口封堵不严，漏水严重。输水隧洞未衬砌，进口闸门老化变形，渗水严重，启闭设施老化，锈蚀严重。(6)大坝存在白蚁危害。(7)无水库管理相应硬件设施。(8)无大坝观测设施。1.6工程布置与建筑设计（1）大坝防渗加固。对坝基帷幕灌浆168m，坝体劈裂灌浆481m，坝脚增设3m高的排水棱体。（2）上游坝坡进加固。对上游坝坡高程82.00m以上以12.25设计边坡进行全坡面整形，然后再铺垫0.1m厚砂砾石垫层。坝坡采用2m3m现浇砼板护砌。并在起护高程设置砼防滑齿墙。（3）坝顶加固。先处理过坝渠，主要采用1.4m1.0m断面箱涵形式，再将坝顶整平到90.63m，坝顶扩宽至3m后，形成坝顶灌浆平台，上游侧铺设0.3m0.3m的路缘石，坝顶先铺设0.1m厚的碎石垫层，再浇注0.2m厚的C15砼路面，坝顶向下游侧找坡1%以利坝顶排水。（4）针对大坝下游坝坡变形、凹陷严重，有白蚁洞穴，存在白蚁危害的问题，对下游坝坡进行加固。加固内容包括下游坝坡整形、增设坝坡检修踏步、药物防治白蚁等工程和生物措施。（5）针对大坝下游无排水设施的问题，完善大坝下游排水系统，具体内容包括增设坝肩排水沟、坝坡横向排水沟和坝脚排水沟等工程和生物措施。（6）针对大坝无观测设施的问题，初步完善大坝安全监测系统，具体内容包括增设上游水位观测设施。（7）溢洪道加固。溢洪道由进水渠、泄槽和消力池及出水渠组成。进水渠首端桩号0-018.3，末端桩号0+000，长18.3m，采用矩形断面的平坡渠道，底部高程86.75m，底宽23.00m；泄槽长27m，首端高程86.75m，末端高程80.28m，设计底坡i=0.24。泄槽末端跌流消能，设置消力池。消力池长15m，池深0.5m。后接出水渠长20m，底坡i=0.065，尾部高程为75.58m。溢洪道底板和边墙均用C30砼衬砌。（8）输水建筑物加固。包括高输水涵管的封堵，输水隧洞衬砌，新建进水口及进水口与隧洞的连接。高输水管内径0.3m，进出口均采用C20砼封堵，封堵长度均为5m，拱顶回填灌浆使砼与输水涵管结合严密。输水隧洞底板用0.1m厚C15砼找平，顶拱和侧墙用0.3m厚C25钢筋砼衬砌，进口高程78m，出口高程77.85m，设计底坡i=0.003。进水闸槽采用C25钢筋砼结构，由底板和侧墙组成。由于现输水隧洞进口底板高程为78m，设计闸槽底板顶部高程78.04m，底板长3.0m，宽3.0m，厚0.80m，其上对称布置4根0.40m0.4m的方形立柱，立柱横向间距2m，纵向间距2.4m，用于支承其上的启闭设施；为便于平面钢闸门安装，侧墙高2.3m，厚0.50m，与立柱浇筑成一个整体。启闭台顶高程90.83m，板厚0.15m，为便于和工作桥连接，平面形状采用3m3m的矩形，其形心和闸槽底板在一条铅垂线上。启闭台由四根0.40m0.4m的方形立柱支承，立柱高13.09m，闸槽侧墙顶部高程80.04m以上每隔4m设置一道断面尺寸为0.25m0.50m的拉梁。启闭机为手电两用螺杆启闭机，设计启门力150kN，启闭机型号QL-SD-150kN。工作桥从右岸山坡与启闭台连接，总长12m，设计高程90.83m，分两跨设计，工作桥两侧设置高1.1m的不锈钢栏杆。1.7施工XX水库除险加固施工主要包括坝基、坝体灌浆，上游坝坡面削坡、整形、砂砾石垫层、现浇砼板护坡，下游坝坡整形、移植草皮、增加纵横排水设施，坝脚增加排水棱体，坝体加高;更换输水涵闸门及其启闭设施;溢洪道扩挖、衬砌加固等内容。从工程性质划分为灌浆工程、砼护坡工程、土石方工程、砌体工程、砼工程、金属结构等主要工程类别。根据施工进度安排该水库除险加固总工期定为1年。1.8工程占地本项目无水库淹没处理，溢洪道扩挖及管理用房永久占地0.5亩，工程临时占地1亩，征地补偿共计1.91元。1.9环境保护及水土保持评价1.9.1环境保护评价本工程的实施，对环境的有利影响大于不利影响。对于本工程实施过程中可能带来的弃渣、占地、水土流失等不利影响应予以高度重视，采取有力的保护措施，将其减小到最低程度，至于施工过程中带来的粉尘和噪音将会随着工程的结束而消失。概算投资3.22万元。1.9.2水土保持评价水土流失主要是风蚀、水流冲刷、破坏植被及渗漏蒸发等对水和土造成的流失现象。此次除险加固工程施工是在原大坝上进行，有少量的占地开挖取土、石料，局部改变造成水土流失破坏的环境因子，工程实施对水土流失没有大的不利影响。只是比除险加固前增加了水面蒸发损失，但减少了渗漏水损失。不存在水土的流失问题。概算投资2.17万元。1.10 工程管理1.10.1管理机构及管理范围根据水库工程管理通则并参照水库工程管理设计规范(SL10696)中有关水库管理等级划分的规定。水库主管部门是XX区农林水局，管理单位是桥边镇人民政府,管理人员1人。水库工程的管理范围包括：大坝、启闭设备及放水涵洞；溢洪道；原水库土地占用线以内的库区；生产、生活用管理设施。 XX水库属小（2）型水库，按相关规定其管理范围是下游从排水沟外沿向外不少于50m。沿坝长在大坝两端向外延不少于100m。放水涵洞，溢洪道由工程两侧轮廓线向外不少于20m，水库引水渠及其水闸由工程两侧轮廓线向外不少于50m。1.10.2规章制度及调度管理水库管理所要制定一整套严密的管理责任制，积极推行岗位承包责任制，建立健全各类工程管理责任制、经济技术责任制、上岗人员培训制等制度，提高管理人员素质，通过上述规章制度的制定，使在岗人员任务明确、责任清楚，确保工程的安全和正常运行。水库蓄水期间，要做好每日进出水流量的记录，以便掌握水库蓄水量，避免超蓄和欠蓄现象的发生，并做好坝前、坝后观测记录。XX水库调度运用由XX水库管理站统一安排。每年春汛开始关闸蓄水，在保证下游正常供水和灌溉用水之外的多余来水才能用于发电。夏季水库应基本保持防洪限制水位运行。水费由XX水库管理站统一征收、管理。水费应按供水成本收费，以提高用户节约用水意识。收取的水费应用于工程管理、维修和改造，以水养水，保证水利工程的良性循环。1.10.3工程监测本工程属小(2)型水库。为保证水库的安全运行，必须对工程进行监测。主要观测项目有：水库水位观测等。对上述观测项目，水库管理站应设专人负责，做好观测记录，归档保存，为工程的运行管理提供可靠依据，另外还应建立健全水利工程设施技术档案，制定工程运行操作维护规程，对水库运行中的大事记要有详细的记录，以达到科学管理、保证安全、充分发挥水库效益的目的。1.11 工程投资概算1.11.1概算编制原则和依据根据鄂水利发20053号文颁发的关于发布(试行)的通知水总2002116号文颁发的水利建筑工程概算定额水总2002116号文颁发的水利工程施工机械台时费定额水建管1999523号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额水总2005389号文颁发的水利工程概预算补充定额1.11.2工程投资概算工程静态投资为267.69万元，工程总投资为267.69万元。工程部分投资分解为建筑工程209.37万元，金属结构设备及安装工程3.86万元，施工临时工程13.30万元，独立费用35.76万元。环境部分投资为5.39万元，其中水土保持部分投资为2.17万元，环境保护部分投资为3.22万元。1.12经济评价经济内部收益率EIRR为16.23%8%。社会折现率为8%时，经济净现值为188.80万元0，经济效益费用比为1.631。社会折现率为6%时，经济净现值为285.79万元0，经济效益费用比为1.891。由此可见,本工程在经济上是合理的。1.13 结论本项目经济内部收益率大于社会折现率8%。由于水利建设项目的特殊性，加上本项目具有防洪、灌溉等综合效益，其发挥的政治效益、社会效益、环境效益、地区经济发展的效益等很难用货币表示，使得这些项目中用货币表示的效益比它实际发挥的效益要小，因此本工程经济效益较为优越,建议主管部门批准兴建。1352 水文2.1流域概况2.1.1自然地理概况XX水库是桥边河流域的一座小(2)型水库，位于湖北省XX市XX区桥边镇韩家坝村。 桥边河发源于XX与长阳交界的土城红岩湾，自西向东流经车溪、土城、桥边和XX，于XX市清净庵流入长江，全长43公里，流域面积295平方公里。XX水库为小(2)型水库，控制集水面积5.5km2，总库容为31.04104m3，兴利库容15.64104m3，以防洪、灌溉为主。XX水库于1966年9月动工兴建，于1967年4月建成。水库运行44年来，发挥了应有的效益。XX水库的工程地位亦十分重要，该水库的安危直接影响到水库下游桥边镇人民的生命财产安危。2.1.2气候特征XX水库所处流域为北半球亚热带暖湿季风气候区，其特点为冬夏季风更替明显，四季分明，光照充足，雨量充沛，春暖多变，初夏多雨，伏秋多旱，冬天寒冷，具有山地气候特征。河谷区域气候稳定，无霜期较长，高山区域则降水较多，热量偏少，雪霜期长，水文气象要素呈垂直分布。桥边河流域内未设气象站，其气象资料借用XX市气象站资料。区内多年平均气温16.4，1月平均气温4.7，10月平均气温28.2，极端最高气温为42.1;极端最低气温为-9.8。年均日照时数1728h，年活动积温为5215。多年平均相对湿度71%，各月平均相对湿度6874%。多年平均风速为0.81.2m/s，盛行风为偏东风。历年最大风速15.5m/s，风向为SE。年均无霜期272.4d。参考流域内王家坝（1977年-2010年）的降雨资料，XX水库多年平均降雨量为1394.3mm。2.2水文基本资料2.2.1水文气象站网分布概况桥边河流域属湖北省水文气象分区第区，流域内未设水文站和雨量站，但流域附近设有XX市气象站、长阳气象站，高家堰水文站。以上站网具有较长的雨量、流量观测资料，可作为工程水文设计的参证站。其站网分布见图2-1，资料内容见表2.2-1。表2.2-1 邻近水文气象网站基本资料收集统计表站名起止年份年限资料内容XX市气象站1883-2010128气象、降雨高家堰雨量站1962-201049水文长阳气象站1936-201074气象、降雨2.2.2参证站水文测验与整编高家堰水文站位于XX土家族自治县高家堰镇，控制流域面积334km2，该站于1961年1月设立，同年1月开始观测水位，1962年开始测流，该站河道较为顺直，长约400m，向左岸略有弯曲，左岸为高山所制，右岸为粘土，河床由卵石组成，断面有冲淤变化，主槽靠近左岸，当水位达172.03m(黄海)以上时，开始漫滩，高水流急浪大，低水较平稳。其下90-300m，右岸为卵石浅滩，左岸砌有石坎，基下300m处有急滩，河床坡度发生转折。其上230-90m，河床为陡坡，对水流形态都有较大影响。水位观测，高家堰水文站水位采用自记水位，每日观测1-2次凡遇水位变化较大时适当增加校测次数。经订正整理后的成果，能满足各种设计的需求。 流量测验:低水位以流速仪精测法为主，中水为0.6一点法;高水为水面一点法和浮标法施测，浮标系数采用0.82。高家堰水文站水位流量资料、流域雨量资料由XX市水文水资源勘测局整编，实测资料序列基础一致，标准统一，精度可靠，实测径流和流域降水资料，经全省鉴定分析、综合评价，认为该资料序列具有较好的区域代表性，可作为XX北岸防洪规划，水利工程建设及水资源开发利用等工作的设计依据。并由湖北省水文水资源局审查、汇编、刊印、归档。图2-1 XX市降雨等值线图(部分)2.3洪水2.3.1暴雨特性和洪水成因流域内暴雨以气旋雨、峰面雨为主，台风雨有时也会直接或间接地影响本流域。暴雨最早出现在4月，大多数在10月结束，约占全年降雨量的85%。多数暴雨集中78月，多发生流域上游；7月份西风环流减弱，西南季风加强，气温高，水汽丰沛而降水强度普遍增大；7月下旬至8月初，副高北进，赤道辐合带也明显北移，此时台风、东风波等热带系统均能直接或间接影响本流域，造成暴雨或大暴雨；8月中下旬，副高压继续加强、北上，本流域受副高压控制，一般降水较少，但也有例外，例如1975年8月的台风，在河南淮河流域部分地区形成特大暴雨，其后期折回时行经XX流域，其暴雨中心都镇湾镇12h暴雨量为545.6mm，最大24h暴雨630.4mm，产生了较大的洪水。流域的洪水成因主要由气旋雨、峰面雨系统的暴雨形成，也有台风雨系统的暴雨形成，所以洪水在量级上较其邻近流域要大。由于流域两岸的坡度较大，汇流时间短，致使洪水陡涨陡落，洪水过程大多是单峰，属高峰尖瘦型，即使洪水过程是复峰，其次峰的峰和量都很小，持续时间也相当短。整个洪水过程的持续时间一般为13天。系典型的山溪性河流。2.3.2设计洪水设计洪水计算采用以下三种方法，即水文比拟法、瞬时单位线法、地区经验公式法；其计算频率为P=20%、P=10%、P=5%、P=3.3%、P=2%、P=0.5%、P=0.33%共7种。(1)采用水文比拟法推求设计洪水以高家堰水文站为参证站，采用水文比拟法推求设计洪水。高家堰水文站集有19612006年的实测洪水资料及历史洪水调查资料。1982年省雨洪办按部颁的洪水调查资料审编刊印试行办法对XX市各流域洪水进行了审查汇编，所使用的历史洪水调查成果(洪峰流量，洪水发生年份及洪水序位)，经省雨洪办统一组织了审定(其中高家堰站洪水排位前几位分别为1927年、1935年、1958年、1975年)，资料可靠，可直接采用。1927年以前发生的洪水情况，据长阳县志记载：“1923年(民国12年)3月马连溪大水，不少民宅被冲毁。”没有定量，但可以认为1927年的洪水为1923年以来的最大洪水，其重现期为80年一遇。连序列中各项的经验频率，采用数学期望公式计算Pm=m/n+1式中，Pm：连序列第m项的经验频率 m：由大到小排位的顺序 n：序列中的年数不连序系列中各项经验频率计算，是将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系列作为代表总体样本，实测系列为其中的组成部分，不连序系列各项可在调查期N年内统一排位，公式为:Pm=a/(N+1)+ (1-a/(N+1) (m-I)/(n-I+1)式中，a:在N年中连续顺位的特大洪水项数 N:调查考证期 n:实测洪水系列项数 I: 实测洪水系列中抽出作特大值处理项数 m:实测洪水的序位 Pm:实测系列第m项的经验频率其理论频率曲线参数为：Q均=600 m3/s，Cv=0.80，Cs=3.5Cv。高家堰水文站洪水设计成果见表2.3-1。表2.3-1 高家堰水文站洪峰流量理论频率曲线表 单位:m3/s频率(%)201053.33210.50.330.20.1Qp821118115661794209425082928317434863920以高家堰水文站作参证站，采用水文面积比拟法推求各设计断面的设计洪峰流量。计算公式如下： Qm=(An/A高)nQm高式中，Qm为各设计断面的设计洪峰流量An为设计断面控制的集水面积A高为高家堰水文站以上流域面积，A高=334km2Q高为高家堰水文站的洪峰流量n为面积指数，取n=0.67计算成果见表2.33-2。表2.3-2 水文面积比拟法计算洪水成果表 单位:m3/sP(%)面积（km2）201053.330.50.33坝址Qm(m3/s)5.552.4 75.4 100.0 114.5 186.9 202.6 (2)采用瞬时单位线法推求设计洪水XX水库除险加固工程坝址以上集水面积5.5km2，坝址以上河道长5.4km，河道加权坡降135。河道特性参数见表2.3-3。