[陕西]水库除险加固施工组织设计.docx

1 综合说明
1.1 序 言
水库位于永寿县监军镇等驾坡村西漠谷河河道上，距永寿县城约4km，属渭河水系漆水河支流漠谷河流域，坝址以上流域面积51.66km2,河道长度14.63km，比降1.3%，常流量0.1m3/s。
水库始建于1977年，1980年建成，是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合效益为一体的小⑴型水库，设施灌溉面积1.3万亩。水库原按30年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。总库容408.59万
m3，有效库容196.59万m3，死库容92万m3。
1998年永寿县供水工程规划，将水库列为水厂的主要补充水源地，年供水130万m3。
该库建于70年代末期，属于边勘测、边设计、边施工的“三边”工程。工程设计标准低，施工质量较差，工程设施不完善，造成水库长期以来不能很好发挥效益，2002年9月水库大坝经过安全鉴定，被列为三类病险水库。
2003年6月咸阳市水利水电建筑勘测设计院受永寿县水利局委托，进行水库除险加固工程初步设计工作，2003年9月完成初步设计并出案上报。2004年2月根据陕西省水利水电工程咨询中心提出的修改意见，对本设计进行修改完善后重新编制本报告。
1.2 水文
设计洪水采用咸阳市水文手册推荐的经验公式法、推理公式法和综合
参数法计算，径流采用径流系数法和径流深法计算，水库来沙量采用侵蚀模数法和水库淤积资料推算法计算。
设计采用成果：30年一遇洪峰流量217m3/s，300年一遇洪峰流量385m3/s；多年平均径流350万m3，50%水平年305万m3，90%水平年147万m3；水库来沙4.48万m3/年。
1.3 工程地质条件
1.3.1 土坝工程地质条件
工程区位于渭北黄土高原南部边缘地带的黄土丘陵沟壑区，沟谷深切，地形较破碎，黄土源面向南倾斜，高程900~1050m，漠谷河自西北流向东南，河谷狭窄，河曲发育，谷底宽30~70m，河床漫滩两岸发育有一~三级阶地，阶地堆积物二元结构清晰，根据《中国地震动参数区划图（2001）》划分，工程区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本裂度7度。
坝基土层分为两层，上部壤土及含砾壤土，厚5~6m，下部为砂岩，左坝肩土层分别为两部分，上部高程（900m以上）为三级阶地堆积的黄土状壤土，弱透水，下部为残留的二级阶地堆积（高程900以下）为卵石夹砂，渗透系数k=10~15m/d，强透水。
卵（砾）石层顶面高程900m以上库区淤积厚度10~12m，形成天然防渗铺盖，减弱了坝肩渗漏，初估当库水位为921.5m时，左坝肩绕坝渗漏量Q=400~500m3/d，建议进行防渗帷幕灌浆处理。
右坝肩土层为黄土状壤土，属非湿陷性中压缩性土，弱透水，工程地质性能良好。

1.3.2 放水建筑物工程地质条件
⑴ 涵洞
放水涵洞地质条件：在进口18~62m段基础土为人工填筑土，可塑~软塑，承载力fa=130KPa；在62~73m段基础土为黄土，具湿陷性，湿陷起始压力Psh=135KPa，承载力fa=135KPa；73~102m段基土为黄土，厚4.9m，基础以下湿陷性厚1.2m，属非自重湿陷场地，湿陷等级Ⅰ级，湿陷起始压力Psh=150KPa。洞基础位于地下水位以上，承载力fa=150KPa。
⑵ 新建放水塔
地基土层由上而下可分为六层：填筑土，厚9~10m，可塑~软塑，分布高程905m以上，承载力fa=130KPa；黄土厚度3.8~4.0m，软塑，高程905~901m，承载力fa=135KPa；砂壤土厚0.7m，中密，承载力fa=120KPa；卵石层厚度1.3m，中密，承载力fa=180KPa；粗砂，厚2.3m，中密，承载力fa=200KPa；卵石层厚6.3m，承载力fa=360KPa。
1.3.3 溢洪道地质条件
溢洪道进口段99m利用原溢洪道，99~284改建，0~284段底板两侧地基土为黄土状壤土夹古土壤，承载力fa=180KPa，允许不冲刷流速v=0.6~0.8m/s；284~354段地基为黄土，承载力fa=135KPa；允许不冲刷流速v=0.55~0.6m/s；335~467段，底板地基土层有砾石及粉质壤土，厚10m，承载力fa=160KPa，允许不冲流速v=0.6~0.7m/s；粉质壤土承载力fa=100~200KPa，允许不冲流速v=0.5~0.6m/s。
1.4 工程任务

1.4.1 水库除险加固任务是：
⑴ 复核洪水并确定除险加固任务；
⑵ 改建溢洪道使其具有安全通过设计泄量的能力；
⑶ 加固改建放水设施；
⑷ 完善大坝通讯、交通和大坝安全监测设施；
1.4.2 工程规模
本次设计确定工程规模为：水库校核洪水位925.30m，总库容442.3万m3，正常挡水位921.5m，相应的库容为288万m3，兴利调节库容105万m3。死库容183万m3，滞洪库容154.3万m3，水库除险加固后使用年限16年。
原枢纽主要建筑物规模不变。坝顶高程恢复到原设计坝顶高程927.0m，大坝局部加高0.4~2.17m，改造加固溢洪道，设计泄量100m3/s，校核泄量181.2m3/s，放水洞进行防渗加固，最大放水流量1.23m3/s，相应流速1.34m/s，改建卧管进口形式为放水塔进水。
1.5 除险加固工程设计
1.5.1 设计标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），水库为Ⅳ等小（Ⅰ）型水库，防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，主要建筑物大坝、溢洪道、放水洞按4级建筑物设计，次要建筑物按5级建筑物设计。
1.5.2 溢洪道存在的主要问题
⑴ 平面布置不合理，陡坡段（0+263~0+294）存在夹角α=56.5°、
半径R=30m的急转弯道，造成泄流不畅，行洪安全无法保障，原设计弯道消力池已遭破坏。
⑵ 溢洪道中、上段两岸边坡陡峻，左岸高10~25m，右岸高5~13m，雨季易发生岸坡滑塌，淤堵池槽，影响泄洪安全。
⑶ 原浆砌石衬砌损坏严重。
⑷ 溢洪道出口无消能设施。
1.5.3溢洪道改造方案
改造方案保持原溢洪道平面布置不变，拆除原有风化失修的浆砌石，重新衬砌；整治泄槽断面；调整陡坡段比降；重建一级消力池；新建二级消力池及其尾水工程；两岸边坡进行削坡处理。
1.5.4 溢洪道加固改造设计
进口段为喇叭型，长29m，采用反坡，坡比1：100，侧墙边坡比1：0.5，底宽由21m渐变到16m，M10浆砌石衬砌厚度40cm，溢流堰采用无坎宽顶堰，堰顶高程921.5m，堰长10m，堰顶宽16m，采用40cm厚M10浆砌石砌筑。
一级陡坡上段（0+039m~0+138）长99m，底坡坡比为1:100，底宽16m，梯形断面，边坡比1：0.5，C20砼衬砌，底板厚度40cm。
一级陡坡下段（0+138~0+230.8）长92.8m，底宽由16m变到13m，底坡1：5.5，梯形断面，边坡比1：0.5，C20砼衬砌，底板厚度40cm。侧墙及底板表面加Φ10@20×20钢筋网片，底板下设横向排水反滤体，间距10m，纵向布设φ50排水塑料管，排水入消力池。
一级消力池（0+230.8~0+263）长32.2m，底宽13m，池深1.7m，复
式断面，边坡1：1，C20砼衬砌,池底厚60cm，侧墙及底板表面加Φ10@20×20钢筋网片。
一级消力池后接二级陡坡上段，为弯道段:弯道长31m，转弯半径31.45m，转角56.5度，底坡1：100，厚40cm，C20砼衬砌并加Φ10@20×20钢筋网片。
二级陡坡下段长69m（0+294~0+363），底宽13m，厚40cm，底坡坡比1：5.5，侧墙及底板衬砌与一级陡坡相同。
二级消力池长×宽×深为30m×13m×1.4m衬砌与一级消力池相同。护坦段长15m，M10浆砌石衬砌厚40cm，其后为10m长的铅丝笼石海漫护滩。
溢洪道总长418m，沿长度方向每10m设伸缩缝一道，缝宽2cm，采用651橡胶止水带，缝间填沥青水泥砂浆。
1.5.5 放水设施改建与加固
处理方案:拆除涵洞进口卧管放水设施,改卧管放水为塔闸放水,对涵洞内侧拱部及部分侧墙裂缝采用M12防水砂浆进行填充勾缝处理,涵洞砌石外侧及围岩采用充填灌浆加固处理,灌浆孔从洞内沿洞顶及两侧共布设三排,孔距2m,灌浆深度为砌体外1.5m,灌浆材料为水泥浆,二序施工,共布设132孔,钻孔总进尺 250.8m,灌浆总进尺 198m。
放水塔设计：放水塔布置在大坝左侧迎水坡上，平面位置见总体平面布置图XG-01，放水塔为圆型钢筋砼结构，塔身内径2.6~2.8m，壁厚下段为0.5m，上段为0.4m，放水塔基础为4根直径1.0m的钢筋砼灌注桩，桩长12.7m，基础承台为圆型钢筋砼结构，直径5.6m，厚1.5m，
承台顶面高程910.00m。
放水塔设工作闸门与检修闸门各1扇，均为平板钢闸门，闸门尺寸宽×高为1.0×1.2m，工作闸门与检修闸门均布置在塔内，闸室底板高程910.00m，放水涵洞与放水塔在工作闸门之后相衔接。
放水塔内设检修平台，高程923.0m。
闸门启闭机构选用LQ-15t手电两用螺杆启闭机，启闭机平台高程927m，启闭机房为砖混结构，高度4m，建筑面积10.2m2。
1.5.6 防汛道路布置
防汛道路布置于大坝及坝下游右岸坡，道路长度800m，设计为单车道，行车道宽3.5m，土路肩宽度0.5m，道路纵坡3.3%，横坡2%，坡向两边。排水沟设于路两边，断面为梯形，底宽30cm，深30cm，边坡比1：1，路基开槽净宽6.0m，路槽边坡1：0.5。路面为沥青路面，基层厚20cm，路基原土夯实，压实度达到0.94以上。
1.5.7 大坝安全监测
根据土石坝安全监测技术规范SL60-94附录A，土石坝安全监测项目分类表A，参照Ⅲ级建筑物拟定该工程大坝的监测项目为巡视检查，坝体表面变形监测，坝体渗流压力、渗流量监测，上、下游水位，降水量，气温等水文气象监测。
1.6 施工组织设计
1.6.1 施工条件
水库距县城约4公里，大坝下游约0.8公里处有县城至甘井镇公路通过，该公路与312国道相接，交通方便。

工程施工现场开阔平坦，可满足建筑材料堆放、施工机械停放等，原有抽水站多间空房可作仓储生活用房，施工进场不便的问题，通过先修建0.8km长防汛道路，便可得到解决。
施工用水可以从水库及下游河道提取，生活用水可从原抽水站沟道中提取泉水或从下游水厂拉运。施工用电可就近从水库左侧下游抽水站引接。通讯线路，可从左侧塬上等驾坡村架线接入。
1.6.2 建筑材料
土料场选在左岸三级阶地上，土质较均匀，料场开采条件良好，运距短，储量丰富，满足工程需求。
砌石料可从乾县境内峰阳乡五峰山石料场采购，其材质和储量均可满足工程要求，石子可从石料场石碴料代替，砂料用渭河砂，从杨凌砂厂采购。
工程所需钢材、木材、水泥等材料，可就近采购。
1.6.3 施工导流
由于本工程条件所限，放水洞、放水塔基础及其塔身下部和土坝迎水坡干砌石护坡下部施工时，需将上游河流来水截蓄两个月。拟修建临时草土围堰，围堰长度175m，堰高4.3m，顶宽2.0m，梯形断面，上下游坡均1：1，彩条布防渗。
1.6.4 施工总体平面布置
⑴场内施工道路
场内道路拟布设两条，泥结石路面，宽4m，一条为坝顶道路，长250m，另一条沿溢洪道右侧布设，长约350m。

⑵生产系统布置
砼及砂浆拌合系统：拌合站布置应尽量减少砼水平运输距离，保证入仓砼质量，因此放水塔砼拌合站布置在与放水塔对齐的坝顶位置，设2台0.4m3砼拌合机，供放水塔及工作桥砼浇筑。
坝体砌石砂浆拌合站布置在坝顶中部，供应背水坡排水沟砌石所用砂浆。
溢洪道砂浆拌合站布置在溢洪道右侧平台，设两台砂浆拌合机，一台备用。
机械修配及综合加工厂与砼予制构件，放大坝左岸平台上，钢材、木材加工及模板制作放在原抽水站院内。
⑶生活区办公区布置
生活办公用房可利用原抽水站空房，及在院内搭建临时用房。
1.6.5 主体工程施工
⑴土方开挖采用挖掘机开挖，装载机配合装料，自卸汽车运输，土方回填碾压采用8t~12t压路机碾压，局部采用蛙式打夯机配合夯实，砌石以人工施工为主，场内二次转运以翻斗车为主，辅以人力车配合。
水泥砂浆采用砂浆搅拌机拌合。
砼采用砼搅拌机拌合，翻斗车运输，插入式与平板式振捣器振捣。
⑵放水塔施工
放水塔施工工序为：钢筋砼灌注桩基础，塔身砼浇筑，工作桥基础、排架及Ⅱ型梁砼浇筑，启闭机房施工，闸门及启闭机安装。
⑶放水涵洞防渗处理

对放水涵洞进行全断面回填灌浆，灌浆孔从洞内沿洞顶及两侧共布设三排，孔距2m,深度为砌体外1.5m，材料为水泥浆，二序施工，灌浆前应进行灌浆试验。
⑷溢洪道施工
溢洪道施工场地开阔，可全面铺开，同时进行。
施工工序：土方开挖至设计标高，底板浆砌石及砼施工，侧墙浆砌石及砼施工，出口消能工施工。
⑸大坝施工
迎水坡从淤积高程912.5m起至坝顶进行干砌石防护处理和坡面防渗处理，施工工序：清除草皮，整修坡面，铺复合土工防渗布铺砂砾石反滤层，干砌石护坡施工。
背水坡修复工程包括三项内容：即坡面修复，排水棱体修复，排水沟修复，排水棱体修复应将排水体破坏部分清除，再进行修复施工。
坡面排水沟施工工序：拆除旧排水沟，按设计要求开挖排水沟基础，排水沟砌体施工。
坝顶修复施工工序：将坝顶沉陷部分恢复至设计高程，在坝顶修20cm厚泥结石路面。
1.6.6 施工总进度
拟定计划总工期12个月，从当年8月1日开始至来年7月31日结束，施工分三个阶段：
⑴施工准备期：工期2个月，当年8月~9月，主要进行施工招标及前期准备工作；

⑵主体工程施工期：工期9个月，安排在当年10月~来年6月，进行主体工程施工；
⑶工程完工期：来年7月，竣工验收准备与施工场地清理工作。
1.7 环境影响评价
工程对自然环境和社会环境的绝大部分环境因子无不利影响，对少部分环境因子有不利影响，且都以施工期暂时影响为主，这些不利影响都可以采取措施予以减免。除险加固工程永久占地5亩，临时占地10亩，永久占地和临时占地赔偿共计53000元，弃土方40000m3，指定弃土场弃土造田增加费用50000元，建立水量、水位、水质监测系统费用1万元。环境影响投资估算总计11.3万元。
1.8 工程管理
成立水库管理站，隶属永寿县水利局，编制定员12人。新建管理办公用房建筑面积100m2；占地360m2，围墙86m。因库区管理站远离城镇，为保证通讯通畅、防汛信息及时传送，管理站增设防汛电台 1部、电话1部、配置工具汽车一辆，摩托车二辆，以满足工程管理需要。
1.9 工程概算与经济效益
工程总计挖土方4.83万m3，填土方0.97 万m3，水泥砂浆砌块石1048m3，干砌块石与铅丝笼石2802m3，浇筑砼3482m3，消耗钢材66 T，木材55 m3，水泥1027T，概算投资546.72元。
工程经济计算期32年，恢复有效灌溉面积1.2万亩，给县城年供水127.8万m3，经分析计算，经济净现值267.5万元，经济效益费用比
1.38，国民经济内部收益率16.3%。
2工程概况
2.1 工程现状
水库位于永寿县监军镇等驾坡村西的漠谷河河道上。坝址距县城4km，是一座具有防洪、供水、灌溉功能的小⑴型水库，总库容408.59万m3，有效库容196.59万m3，滞洪库容120万m3，死库容92万m3，已淤积库容112万m3，坝前淤积高程912.5m。该库于1977年10月动工修建，1980年竣工，运用至今。
水库枢纽由大坝、溢洪道、放水洞三大部分组成。
大坝为均质土坝，原设计坝高31m，坝顶长260m，坝顶宽7.5m，坝基宽172.2m。大坝迎水坡分为三级，平均坡比1：3，干砌块石护坡；背水坡分为三级，平均坡比1：2.5，草皮护坡。坝后采用棱柱式堆石排水体，排水体顶宽1m，高4.2m，坡比1：1.5。原设计坝顶高程927m，经2003年7月实测，局部坝顶高程为924.83m~926.6m，比设计坝高低0.4m~2.17m。
溢洪道位于大坝左岸的土基上，全长458m，梯形断面，浆砌石衬砌，底宽16m~13m，侧墙高3.6m，边坡比1:0.25~0.6。溢洪道由喇叭形进口、宽顶堰、缓流段和陡坡段组成。堰顶高程921.5m，堰宽16m，堰长10m，堰后缓流段底坡1:200，缓流段下接一级陡坡，底坡1:7.3。一级陡坡消力池位于半径R=30m，弧心角α=56.5°的弯道段，消力池长×宽×深=25×15×1.7m，现已冲毁。消力池下接二级陡坡，底坡1：10，出口未建消能工，出口河道高程893.76m，设计最大泄量
224m3/s。
放水洞位于坝左肩，卧管取水，洞进口高程910.0m，洞长91.5m，断面为城门洞型，高1.5m，宽1.0m,浆砌片石衬砌，底坡1:200，设计放水流量1.23m3/s。
该库的效益主要是：㈠设计抽灌面积1.3万亩，实际灌溉面积曾达到0.5万亩（扬程131.7m）；㈡规划向下游的永寿县水厂年供水130万m3。
该库一旦失事，将冲毁下游的水厂、制药厂抽水站、永~甘公路桥，并危及下游的乾陵水库及沿岸数万名群众的生命财产安全。
2.2 水库目前存在的主要问题
根据大坝安全鉴定报告及本次设计对工程实地勘察调查分析结果，水库目前存在的主要病害是：
⑴防洪标准低。一是大坝局部高度比原设计坝高低0.4~2.17m，校核洪水可能翻坝。二是溢洪道不能确保设计洪水安全通过。仅能达到约30年一遇的防洪标准。
⑵大坝填筑质量差，坝体裂缝、塌坑时有出现。大坝迎水坡护坡破坏严重，背水坡排水不畅，坝脚排水体几乎看不见片石砌护，仅有一些砾卵石堆积。
⑶溢洪道泄洪不安全。溢洪道修建于土基上，长约450m，一级陡坡消力池位于半径R=30m、弧心角α=56.5°的弯道段，已被山洪冲毁，完全丧失了消力功能。二级陡坡下游，即溢洪道出口无消能工程。溢洪道现有的浆砌石因石块风化、脱落、衬砌面凹凸不平等，几乎全部
不能利用。
⑷放水洞取水卧管严重漏水，洞内有多处裂缝，距洞出口30~90m段洞顶及部分侧墙出现渗滴水现象，洞顶拱部砌石多处石间缝无砂浆。
⑸大坝无监测设施和通讯设备，无防汛抢险道路，放水方式落后。
2.3 除险加固的必要性
⑴水库原设计灌溉面积1.3万亩，长期以来水库带病运行，灌区用水无法保证；
⑵规划向水库下游（1.8km）的永寿县水厂年供水130万m3,现状工程无法保证向水厂正常供水；
⑶水库的安危，涉及其下游水厂、永寿药厂抽水站、永~甘公路、乾陵水库以及沿线数万人的安全。
综上所述，尽快实施水库除险加固工程，对于促进水库灌区人民奔向小康社会、推进永寿县城市化建设进程和经济社会的全面发展、确保水库下游沿岸人民的防洪保安是一项十分紧迫的举措。
3 水 文
3.1 流域概况
漠谷河属渭河水系漆水河支流，发源于永寿县麻亭镇、流经乾县、武功、于武功镇麦河口入漆水河，流域全长80.6km，流域面积481.7km2，河道比降6.3%。
漠谷河流域在60~70年代期间，自上而下共修建了4座水库,即：永寿县的水库（小⑴型），乾县的乾陵水库（小⑴型）,老鸦咀水库（中型）和大北沟水库（中型）。流域在乾陵水库以上属黄土丘陵沟壑区,地面
和沟道坡度较大,植被较好。乾陵水库以下为黄土台塬区，地面及河道坡度较缓，河床深切、窄深，岸坡高陡，植被稀少，水土流失严重。
水库位于永寿县监军镇等驾坡村的河道上，坝址以上流域面积51.66km2，流域长度14.63km，河道比降1.3% ，1959年在上游东西支沟分别修建了五龙泉和王家沟陂塘,集水面积分别为5.17km2和3.15km2。
漠谷河流域属温暖带大陆性季风气候， 四季冷暖分明，冬季寒冷多风，夏季湿热多暴雨，多年平均降雨量为609.5mm， 年最大降雨量857.3mm，年最小降雨量298mm,降雨量年内分配不均, 7~9月份降雨量占全年50%以上，且多以暴雨形式出现。多年平均蒸发量1257mm，多年平均气温10.8℃，极端最高气温38.9℃，极端最低气温-18℃，无霜期207天，多年平均冻土深度56cm，最大冻土深度60cm，最大风速18m/s。水库坝址以上河道常流量0.1m3/s，径流主要由降雨形成。
3.2 水文资料
水库所在的漠谷河流域内无水文测站，属无资料地区，故本次坝址处径流和设计洪水计算，采用咸阳市水文手册（以下简称手册）推荐的推理公式法、综合参数法和经验公式法进行计算。水库上游东西支沟修建的五龙泉和王家沟陂塘，由于集水面积小，容积小、设计标准低，本次水文计算不计其影响。
3.3径流
径流计算采用《手册》中径流深法和径流系数法分别计算分析确定。

⑴径流深法
计算公式:W=Y·F/10
式中：W—流域多年平均径流量（万m3);
Y—流域平均年径流深（mm）, Y=71mm;
F—流域面积（km2）, F=51.66km2;
经计算：W=366.8万m3。
⑵ 径流系数法：
计算公式：W=a·1000·F·H
式中：a—径流系数，查知a=0.11；
H—多年平均年降水量（mm），查知H=600mm；
W、F—意义同前；
计算得：W=341万m3。
根据上述两种方法计算结果确定水库多年平均径流量为350万m3。
⑶ 设计年径流量
从《手册》中查得流域内Cv=0.56 ， Cs=2.5Cv，不同频率的年径流量分别为：
W50%=305万m3 ，W75%=207万m3,W90%=147万m3, W95%=119万m3。
⑷ 径流月分配
采用邻近流域漆水河好寺河站典型年径流月分配比例进行计算，计算结果见下表：
设计年径流月分配表

表3-1 单位：万m3
3.4 洪水
3.4.1 经验公式法
采用公式：QP=KP·Fn
公式：QP—重现期为P的设计洪峰流量（m3/s）；
F—设计流域面积，51.66km2；
KP—重现期为P的经验参数；
n —指数；
设计洪水计算成果表（经验公式法）
表3-2
3.4.2 由暴雨资料推求设计洪水—推理公式法
⑴设计暴雨
因水库控制流域面积51.66km2，小于300km2，按《手册》规定，取设计点暴雨历时为12小时，
由《手册》查得流域几何中心不同历时1、3、6、24小时最大点暴雨量均值Hi及变差系数CV，取CS=3.5CV，查皮一Ⅲ型曲线得模比系数KP值，由公式Htp点=Kp·Ht，求各频率的设计点暴雨量。其中H12p= （H24p·H6p）0.5。
各历时点暴雨参数表
表3-3

各历时点暴雨量成果表
表3-4 单位： mm
各历时面暴雨量计算
公式：Htp面=αt·Htp点
式中：αt=1/（1+at·F）bt
Htp面—设计历时为t的设计频率的面雨量(mm) ；
Htp点— 设计历时为t的设计频率的点雨量(mm) ；
αt —暴雨历时为t的点面折减系数 ；
F—流域面积（km2 ）；
at、bt—参指数。

各历时面暴雨量成果表
表3-5 单位： mm
设计暴雨的时程分配：采用《手册》中同频率分时段控制概化雨型表进行推算。
暴雨过程流域形状修正系数：γ=1.086F-0.036=0.942
流域形状的时段改正量ΔH经计算为
P=3.3% ΔH=0.5mm
P=0.33% ΔH=0.8mm

⑵产流计算
根据《手册》产流过程按超渗产流模型计算，流域土壤最大蓄水量100mm，取设计前期影响雨量Pa=50mm，求出不同历时的土壤含水量和入渗率，再由各时段的面雨量和对应时段的入渗量推求产流过程。
在产流过程中扣除时段平均潜流量，即得净雨过程。
R潜=R总×15%
净雨过程推求详见下表：
净雨过程计算表 3.3%
表3-6

净雨过程计算表 0.33%
表3-7
⑶洪峰流量计算
流域特征参数θ计算公式：θ=
汇流参数m计算公式：m=1.34θ0.578hR-0.514
流域汇流时间τ计算公式：τ=0.278L/mJαQmβ
历时为t的洪峰流量公式：Qt=0.278Fht/t
上列各式中：
F—流域面积(km2)，51.66km2；
L—流域长度(km)，14.63km；
J—沿流程L的平均比降，1.3%；

hR—设计净雨量，当hR≥70mm时，采用70mm；
ht—相应于t时段的净雨量(mm)；
Qm—洪峰流量(m3/s)；
α，β—经验性指数，这里采用：α=，β= ；
参数计算成果表
表3-8
由公式τ=0.278L/mJαQmβ和Qt=0.278Fht/t采用图解法进行计算，设计洪水计算图见图3-1，计算结果见下表：
洪峰流量计算成果表（推理公式法）
表3-9
3.4.3 综合参数法
采用公式：Qp=C·Hptα·fm·Fn
Qp—不同频率洪峰流量(m3/s)；
F—流域面积(km2)；
C、α、m、n—经验性参、指数；
Hpt—设计频率某时段净雨量（mm）；
f—流域形状系数，f= ；
L—流域长度(km)；
计算结果见下表：
洪峰流量计算成果表（综合参数法）
表3-10
3.4.4 设计洪峰选用

水库设计洪水，除本次设计中进行复核外，该库大坝安全鉴定中也做过复核计算，现将两次洪水计算成果汇总于后，以比较选用。
本次设计洪水计算成果表
表3-11 单位：m3/s
大坝安鉴复核
表3-12 单位：m3/s
另外，从《手册》中公布的历史洪水调查成果查知，漠谷河乾县袁家庄断面，流域面积245km2，1925年8月3日，洪峰流量897m3/s。重现期60年（较可靠），1954年8月16日，流量547m3/s，重现期30年（可靠），由此推得水库30年一遇洪峰流量为213m3/s，300年一遇洪峰流量432m3/s。
从本次洪水计算三种方法的结果来看，经验公式法和综合参数法结果比较接近，但校核洪水峰值偏大，而推理公式法计算结果比较适中，且与大坝安鉴洪水复核的结果比较接近。由历史洪水调查推算的水库洪水流量均与综合参数法结果接近。
综上所述，并考虑到《咸阳市实用水文手册》中的推理公式法对小流域洪水计算有一定的精度，较多的采用了流域的特征值和经验参数，即代表了区域洪水的共性，又突出了计算流域洪水的特性，因此其成果的精度和实用性较高，所以采用推理公式法求得的设计洪水成果值，即：

P=3.3% 时 Qm=217m3/s
P=0.33% 时 Qm=385m3/s
3.4.5 洪水总量
采用设计流域面积和产流历时时段内的净雨深的乘积求得。
计算公式：W=1000htc·F
经计算：W3.3%=242万m3 W0.33%=431万m3
3.5设计洪水过程线
地面洪水过程线采用五点概化模式，各参数如下：
Ka=0.11 K b=0.185 K c=0.245 kτ=0.210
回加潜流采用公式：Q潜max=0.556
潜流过程按等腰三角形叠加，起点与地面径流过程对应，峰值则置于地面径流过程的终止点。
设计洪水过程线特征值表（3.3%)
表3-13
注：W=W面+W潜=240.5+72.5=313万m3。
校核洪水过程线特征值表（0.33%）
表3-14
注：W=W面+W潜=429.6+129.4=559万m3。
水库洪水过程线表
表3-15
设计洪水过程线见图3-2。
3.6 水库泥沙

⑴ 按侵蚀模数法计算
查《手册》侵蚀模数图，水库流域上游侵蚀模数为500~1000T/km2·年，下游为2000~2500T/km2·年，考虑到水库流域大部分为土石山区，植被较好，采用侵蚀模数为1500T/km2·年。
河流输沙量：1500×51.66=7.7万t/年
泥沙容重取1.4t/m3，来沙量为5.5万m3/年。
⑵ 按水库实测淤积量推算
水库无排砂条件，其库内泥沙淤积量可作为推算河流来砂的依据。水库始建于1977年，1980年建成运行，水库拦砂从78年开始，经2003年7月对水库淤积进行实测，测得淤积高程为912.5m，淤积量为112万m3，计算得年平均淤积量为4.48万m3。此值与侵蚀模数法计算数值相差不大，因此确定水库上游河道来砂量按4.48万m3/年计算。
4 工程地质
本阶段地质勘察工作，共布设钻孔4个，进深150.5m，探井11个，进深89m，取原状土样47组，扰动土样及砂卵石样各2组，水样3组；三轴试验（CU）8组，标准贯入试验44次，重（2）型试验15次；水位观测8次，测放坑孔18次，测绘库区地质平面图(1:10000)13km2，坝址区地质平面图(1:1000)0.4km2，地质剖面图(1:500)1.7km。下面就主要工程地质条件作以简要阐述：
4.1 区域地质概况
工程区位于渭北黄土高塬南部边缘地带的黄土丘陵沟壑区，沟谷深切，地形较破碎，黄土塬面向南倾斜，高程900~1050m，漠谷河自西
北流向东南，河谷狭窄，河曲发育，谷底宽30~70m，河床漫滩两岸发育有一~三级阶地，阶地堆积物二元结构清晰。上部黄土、壤土，下部砂、卵（砾）石。
区域地层出露由老到新为：奥陶系下统（01），二叠系上统孙家沟组（P2S），三叠系中统铜川组（T2t）及第四系（Q）。
工程区位于鄂尔多斯台拗南缘，属祁吕贺山字型构造前弧东翼与秦岭纬向构造体系的复合部位。对工程区稳定有影响的全新活动断裂有：岐山—乾县—富平活动断裂及五峰山—口镇—西寨活动断裂带。按《中国地震动参数区划图（2001）》划分，工程区地震动峰值加速度为0.10g，地震基本烈度7度。
区内地下水按含水层岩性为孔隙~裂隙潜水、基岩裂隙水，孔隙~裂隙水含水层岩性为冲积、洪积的壤土、砂壤土、砂卵石层和风洪积黄土状壤土。基岩裂隙水含水层岩性为奥陶系下统灰岩、二叠系、三叠系砂泥岩互层。地下水补给来源主要为大气降水，排泄于附近的沟谷和河流。
4.2 库区工程地质条件
水库位于黄土高塬南部边缘的漠谷河上游，水库回水1.8km，库区两岸“V”字型黄土沟壑发育，地形破碎，冲沟切深60~100m，库区边坡主要由中更新统黄土状壤土组成,坡面倾角：近坝区600m范围内40°~50°，局部大于60°，其它地段30°~40°。库区两岸地下水类型以第四系松散孔隙~裂隙潜水为主，地下水补给库水。
库区地形封闭，两岸黄土塬体宽厚，库盆由弱透水的黄土状壤土构成，
地下水位高于正常库水位，水库渗漏问题不存在。
近坝区库两岸边坡较陡，随着库水位升高存在塌岸问题，库区上游黄土坡面倾角一般30°~40°，基本稳定。根据工程地质类比和预测，近坝区水库塌岸宽度一般5~10m，塌岸高度15~20m左右，估算总塌岸量10万m3左右。
库区河谷狭窄，无浸没及淹没问题。水库淤积物的主要来源，一是洪水携带泥沙，二是库区塌岸、滑坡等。
4.3 水库枢纽区工程地质条件
枢纽区河谷呈“U”型发育，河床及漫滩宽60~100m，高程890~900m左右。河床两岸发育有一、二、三级阶地，一、二级阶地呈条带状分布，宽20~35m，阶面高程：一级阶地901~905m，二级阶地908~915m；三级阶地呈块状残留于河谷凹岸，阶面宽150~200m，高程940~960m。一、二级阶地属内叠阶地，三级阶地属侵蚀堆积阶地，阶地堆积物二元结构清晰。
河谷两岸黄土斜坡高80~90m，坡面倾角30°~45°，基本稳定，局部地段大于60°，稳定性差。1983年11月库水位为918.55m时，大坝上游左岸200~300m处陡坡地带曾发生滑坡，滑坡体宽150~200m，长80~150m，大部分淹没于库水位以下，减少库容约50万m3，滑坡体滑动方向50°~60°，应属水库滑坡。
枢纽区地层岩性按岩土工程地质特征由新到老可划分为12个工程地质单元：人工填土(Q4S)，淤泥质壤土(Q4l)，粉质壤土(Q4col+dl、Q4del)，全新统冲洪积层(Q4al+Pl），壤土（Q4dl+Pl），全新统冲洪积
层（Q4lal+Pl），黄土（Q32eol），上更新统冲洪积层（Q3al+Pl），黄土状壤土（Q2eol+Pl），中更新统冲洪积层（Q2al+Pl），二叠系上统孙家沟组砂岩（P2S）。
地质构造：坝址区没有发现断层，砂岩走向60°~80°,倾向NW,倾角8°~12°。
水文地质：坝址区地下水以第四系孔隙潜水为主。河漫滩地下水位埋深0.3~5.0m，含水层以卵（砾）石为主，卵（砾）石层渗透系数K=10~15m/d；两坝肩地下水补给河水，含水层岩性上部为黄土状壤土，下部卵（砾）石层，黄土状壤土属弱透水层。河水及地下水对砼无腐蚀性。
岩土的物理力学性质：
土层物理力学指标统计成果及建议值如表4-1，土的三轴压缩试验成果汇总如表4-2，三轴剪切试验应力圆和强度包线如图4-1；因物理力学指标统计属小样本统计，地质建议值的取值原则采用：比重、液限、塑限取小值平均值；含水量、压缩系数、渗透系数取大值平均值；密度、压缩模量取小值平均值；抗剪强度按照SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》附录三第二节规定整理。
根据工程地质类比，砂岩属中硬岩，强风化岩体基本质量级别为Ⅳ类，弱风化岩体基本质量级别为Ⅲ类。
4.4 土坝工程地质条件
4.4.1 坝基
坝基土层分为两层，上部（Q4aL+PL）壤土及含砾壤土⑤-1，厚
5.0~6.0m；下部为砂岩⑿。壤土⑤-1松软~软塑，渗透系数K=1×10-4cm/s；砂岩表部的强风化带厚2.0m，岩体破碎，① 弱风化带岩体比较完整。根据工程地质类比，强风化带岩体基本质量级别为Ⅳ级，抗剪断强度f'=0.70，c'=0.3MP a-1,E0=200MP a，透水率q≥15LU，中等透水；弱风化带岩体比较完整，② 基本质量级别为Ⅳ级，抗剪断强度f'=0.85，c'=1.0MP a-1，E0=1000MP a，透水率q≤10LU，弱透水。
坝基防渗：设计采用砼浆砌石截水墙防渗，③槽底宽5m，坡比1:0.83。从ZK2可以钻孔资料来看，截水槽地基为弱透水的含砾壤土⑤-1，不存在卵（砾）石层。坝前水库淤积的粉质壤土厚17~18m，渗透系数K＜1×10-4cm/s，起到了天然防渗铺盖作用，所以坝基渗漏轻微。
4.4.2 左坝肩
左坝肩土层分为两部分，上部（高程900m以上）为三级阶地堆积的黄土状壤土⑩-2，属非湿陷性中压缩性土，弱透水；下部为残留的二级阶地堆积，高程900m以下为卵（砾）石夹砂⑨，稍密，渗透系数K=10~15m/d，强透水。从勘探资料来看，砾（卵）石夹砂层⑨与三级阶地下部堆积的卵（砾）石⑾连通，形成了左坝肩渗漏通道。
卵（砾）石层顶