某小型水库初步设计报告.doc

目 录
陆家冲水库特性表 1
1综合说明 3
1.1概述 3
1.2洪水 4
1.3工程地质 4
1.3.1坝体的工程地质问题及评价 4
1.3.2坝基的工程地质特征及评价 5
1.3.3结论及建议 5
1.4除险加固设计内容 6
1.5工程管理设施设计 7
1.5.1生产、生活设施 7
1.5.2交通设施 7
1.5.3观测设施 7
1.6施工组织设计 7
1.7环境保护 7
1.8水土保持 8
1.9工程概算 8
1.9.1编制依据 8
1.9.2工程投资 9
2水文分析计算 10
2.1工程概况 10
2.2工程等级及洪水标准 10
2.3洪水复核 10
2.3.1基本资料 10
2.3.2设计暴雨 10
2.3.3暴雨的时程分配 11
2.3.4设计净峰流量及汇流时间 12
2.3.5地下径流的洪峰流量 12
2.3.6入库洪水总量 13
2.3.7入库洪水过程线 13
2.3.8意见及建议 15
2.3.9施工分期洪水 15
2.4调洪演算 17
2.4.1调洪演算的基本原则 17
2.4.2调洪演算的基本方程 18
2.4.3调洪演算的基本资料及来源 18
2.4.4调洪演算结果 21
2.5水库抗洪能力的复核 21
2.5.1水库大坝顶部高程复核 21
2.5.2溢洪道控制段顶部高程复核 23
3工程地质 24
3.1工程概况 24
3.2区域地质条件 25
3.3坝址工程地质条件 25
3.3.1地形地貌 25
3.3.2地层岩性 25
3.3.3地质构造与地震 26
3.3.4水文地质条件 26
3.3.5物理地质现象 26
3.4坝体工程地质特征及评价 27
3.4.1坝体工程地质特征 27
3.4.2大坝施工质量评价 27
3.5坝基、坝肩工程地质评价 28
3.5.1坝基工程地质评价 28
3.5.2坝肩工程地质条件评价 28
3.5.3岩土物理力学参数推荐值 28
3.6其它建筑物工程地质条件及评价 29
3.6.1溢洪道工程地质条件评价 29
3.6.2输水涵洞工程地质条件评价 29
3.7天然建筑材料 30
3.8.结论与建议 30
4建筑物除险加固设计 32
4.1工程等级和洪水标准 32
4.2主要设计依据和技术标准 32
4.2.1设计的主要依据 32
4.2.2设计采用的主要规范和技术标准 32
4.3除险加固设计 32
4.3.1挡水建筑物 33
4.3.2大坝渗流计算分析 38
4.3.3抗滑稳定分析计算 46
4.3.4涵卧管设计 53
4.3.5溢洪道设计 57
4.3.6管理站房设计 60
4.3.7防汛公路设计 60
4.3.8水库蚁害防治 61
5水土保持和环境保护设计 63
5.1水土保持 63
5.1.1水土保持设计依据 63
5.1.2水土流失影响分析 63
5.1.3水土流失防治设计 63
5.1.4水土保持投资 64
5.2环境保护设计 65
5.2.1设计依据 65
5.2.2工程对环境的影响 66
5.2.3 环境保护措施 67
5.2.4环境监测 70
5.2.5环境保护投资 70
6施工组织设计 72
6.1施工条件 72
6.1.1施工条件 72
6.1.2水文、气象条件 72
6.1.3内外交通条件 72
6.1.4供水供电条件 72
6.1.5对工程施工准备、工期的要求 73
6.2施工组织管理 73
6.3施工围堰及基坑排水 73
6.3.1施工围堰 73
6.3.2基坑排水 73
6.4主体工程施工 73
6.4.1土石方工程 74
6.4.2混凝土工程 74
6.4.3钢筋制安 75
6.4.4土工膜施工 75
6.4.5主要施工机械表 76
6.5施工工厂设施 77
6.5.1混凝土系统 77
6.5.2机械修配及综合加工系统 77
6.6施工总布置 77
6.6.1施工总布置的原则 77
6.6.2施工总布置 78
6.7施工总进度 78
6.7.1设计依据 78
6.7.2施工分期 79
6.7.3施工总进度 79
7工程概算 80
7.1编制说明 80
7.1.1工程概况 80
7.1.2编制原则和依据 80
7.2工程总投资 81

3

陆家冲水库特性表

序号
指标名称
单位
实施前
实施后
备注
一
水文

1
坝址以上流域面积
km2
0.54
0.54

2
坝址以上干流长度
km
1.36
1.36

3
坝址以上干流坡降
‰
19.0
19.0

4
多年平均降雨量
mm
1335.8
1335.8

5
设计洪峰流量
m3/s
4.0
4.0
P=5%
6
校核洪峰流量
m3/s
5.9
5.9
P=0.5%
7
洪水总量

设计洪水总量
万m3
8.32
8.32
P=5%

校核洪水总量
万m3
12.85
12.85
P=0.5%
二
水库

1
水库水位

设计洪水位
m
94.93
94.93
P=5%

校核洪水位
m
95.08
95.08
P=0.5%

正常蓄水位
m
94.55
94.55

死水位
m
89.88
89.88

2
水库库容

总库容
万m3
26.70
26.70

设计水位库容
万m3
25.23
25.23

正常库容
万m3
21.81
21.81

兴利库容
万m3
21.74
21.74

死库容
万m3
0.07
0.07

5
调节特性

年
年

三
下泄流量

1
设计洪水时最大泄流量
m3/s
0.88
0.88
P=5%
2
校核洪水时最大泄流量
m3/s
1.43
1.43
P=0.5%
四
工程效益指标

1
保护耕地面积
亩
1100
1100

2
灌溉面积
亩
700
700

五
主要建筑物

1
挡水建筑物

型式

均质土坝
均质土坝

地基岩性

砂岩
砂岩

地震基本烈度
度
Ⅵ
Ⅵ

设防烈度
度
6
6

坝顶高程
m
97.0
97.0

最大坝高
m
7.49
7.49

坝顶长度
m
56.6
56.6

坝顶宽度
m
2.31
3.00

2
泄水建筑物

型式

溢洪道
溢洪道

地基岩性

砂岩
砂岩

溢流堰型式

宽顶堰
宽顶堰

堰顶高程
m
94.55
94.55

堰顶宽度
m
2.5
2.5

消能方式

消力池
消力池

3
输水建筑物

地基岩性

砂岩
砂岩

启闭型式

卧管
卧管

涵洞结构型式

圬工箱涵
箱涵

涵洞断面尺寸
m
0.5×0.5
1.0×1.7

涵洞长度
m
36
36

1综合说明
1.1概述
陆家冲水库属湘江水系*水支流贺家河，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（Ⅱ）型水利工程。枢纽坐落在**市五里牌办事处**村，地理位置为东经114°50′26.41″，北纬27°27′07.09″，水库控制集雨面积0.54km2，坝址以上干流长度1.36km，干流平均坡降19.0‰。
陆家冲水库由大坝、溢洪道、输水涵管组成。水库大坝为均质土坝，坝顶高程97.0m，最大坝高7.49m，坝顶轴长56.6m，坝顶宽2.31m，正常水位94.55m，设计洪水位94.93m，校核洪水位25.23m；溢洪道为无闸控制正槽宽顶堰，堰宽2.5m，控制段长12.5m，现状无泄槽段，设计新开泄槽段长9.81m，陡坡段后接消力池及尾水渠，消力池宽2.5m，长5.5m，深0.6m；放水涵管现状为圬工箱涵，高0.5m，宽0.5m，由卧管控制，该涵管长年失修，现已破损漏水。
陆家冲水库总库容26.70万m3，正常库容25.23万m3。水库防洪保安耕地面积1100亩，保护下游**村及白洋渡村2200余人。
该水库为小（Ⅱ）型水库，工程等别属Ⅴ等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级；其设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。
大坝目前存在以下问题：
a、大坝坝体、坝体与坝基接触渗漏；
b、涵管漏水严重，引起内坡塌陷；
c、内坡护坡块石损毁严重，导致内坡淘刷；
d、坝脚无排水设施；
e、无管理站房属危房、无防汛公路；
f、白蚁危害严重。
水库大坝存在的上述问题已对大坝安全构成了严重威胁，对下游0.22万人及0.11万亩农田构成严重威胁，一旦失事，将会造成巨大的人员、经济损失，影响社会的稳定。
2012年6月，由**市水利局对大坝进行了安全认定，结论为三类坝。
1.2洪水
（1）等级及标准
陆家冲水库为小（Ⅱ）水库。按《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SL252-2000)、《防洪标准》(GB50201-94)，本工程为四等工程，主要建筑物等级为5级，次要建筑物为5级。设计洪水标准20年一遇，校核洪水标准200年一遇。
（2）暴雨洪水复核
采用《湖南省暴雨洪水查算手册》（1984年）查算。复核结果如下表：
重现期（年）
24小时点雨量
（mm）
24小时面雨量
（mm）
洪峰流量
（m3/s）
洪水总量
（万m3）
20
184
184
4.0
8.32
200
268
268
5.9
12.85
（3）洪水调节复核
洪水调节复核结果如下表：
年现期（年）
起调水位（m）
洪水位（m）
泄流量（m3/s）
20
94.55
94.93
0.88
200
94.55
95.08
1.43
（4）坝顶高程
按《碾压式土石坝设计规范SDJ218-84》，复核得正常运用和非常运用所需最低安全坝顶高程分别为95.96、95.67m，低于现有坝顶高程97.0m，坝顶高程满足规范要求。
（5）溢洪道导墙顶高程及泄槽复核
按《SDJ341-89》规定计算需要溢洪道导墙顶高程应为95.08m，现有溢洪道导墙顶高程97.0m，满足规范要求。
1.3工程地质
1.3.1坝体的工程地质问题及评价
陆家冲水库属丘陵地貌。枢纽上游为丘陵区，地表高程在90～155m之间，地形起伏较大，地表为第四系残坡积层所覆盖，坝左端为第四系残坡积层图覆盖，坝右端可见基岩出露。山坡的坡度一般为25～35°，库区内植被较茂盛，主要有草本植物、灌木及乔木。
大坝填土多来自附近山坡的残坡积物，其成份主要为棕黄色亚砂土、砂土，碎石含量多，土料质量较差。
根据野外工程地质测绘、调查分析发现：陆家冲水库大坝填土成分主要为亚砂土，黄色、棕黄色。填土质量均一，夯压不密实，其渗透系数平均值Kh=7.4×10-4cm/s，Kv=8.2×10-4cm/s，其防渗性能较差，为中等透水区。
该坝人工堆积土体含水量中等，局部含水量较高，干密度中等，局部较高，压缩系数较低，防渗性能较差。
1.3.2坝基的工程地质特征及评价
大坝坝基出露地层为白垩系下统东井组（K1S），岩性为紫红色泥质砂岩夹棕黄色灰质砂岩、灰质页岩，中-中厚层状，其次为第四系残坡积层及冲积层，坝基岩石节理裂隙发育一般，透水率一般小于10Lu，为弱透水区。坝体与坝基由于填筑时未设置防渗齿槽，存在接触渗漏。
1.3.3结论及建议
1、通过本次勘察陆家冲水库存在以下问题
1)坝址岩层为白垩系下统东井组砂岩、页岩、砂质灰岩，坝型为均质土坝，坝体主要由含砾、砂土填筑而成。人工堆积土体填筑质量较差，夯压不密实，结构不均匀，防渗性能较差，透水性中等。
2)坝基、坝肩地段岩石节理裂隙发育一般，裂隙中有泥质充填，未相互切割贯通，透水性较弱。但坝体与坝基之间存在腐殖层，空隙大，存在接触渗漏。
3)溢洪道结构不完善，无泄槽段和消力池，控制段侧墙局部破坏，需修补完善。
4)放水涵洞施工质量差，渗漏严重。
5)内外坡未整坡，无排水设施。
2、建议
①建议对大坝坝体及坝体与坝基接触带进行防渗处理。
②建议大坝开挖，重建输水涵管。
③建议溢洪道整修完善。
④建议整修大坝内外坡，新建外坡导滤设施。
⑤防汛公路改造800m。
⑥兴建水库大坝观测和库区水文观测设施。
⑦在水库未除险加固前，请水库管理单位制定好水库应急度汛方案，并严格执行，确保水库大坝安全。
1.4除险加固设计内容
根据大坝安全鉴定结论、本次洪水计算、地质勘察成果和现状情况，针对大坝存在的问题，提出处理措施，并作方案比选后，确定本次陆家冲水库除险加固初步设计的主要内容见表1-1：
表1-1
陆家冲水库除险加固工程情况表

序号
项目名称
存在隐患
处理方案
1
大坝
坝体、坝体与坝基接触面渗漏，无排水棱体，无护坡
土工膜加截渗墙防渗，内坡六棱块护坡；外坡草皮护坡；新建排水棱体。
2
溢洪道
无泄槽段和消力池，控制段侧墙局部破坏，需修补完善。
需修补完善。
3
输水涵洞
漏水严重
大坝开挖，重建箱涵，卧管启闭。
4
防汛设施
无防汛仓库。
新建防汛仓库。
5
观测设施
无水文、位移、渗流观测设施
增设水文观测设施。

1.5工程管理设施设计
1.5.1生产、生活设施
根据水库办公、生产用房现状，新建防汛仓库50m2。
1.5.2交通设施
水库上坝防汛公路防汛公路1.2公里，路基狭窄，路面坑坑洼洼，车辆通行困难，防汛抢险十分困难，拟整修防汛公路。
1.5.3观测设施
为加强大坝安全监测，增设大坝水文观测水尺。
1.6施工组织设计
工程施工交通方便，水源、电源可靠，面积场地，施工场地较宽敞，当地建材易于采购。
施工洪水采用枯水期5年一遇的洪水标准，施工围堰布置在涵管进口处，采土石围堰，堰顶宽1m，边坡1:1.5，围堰高2.0m。
本工程主要辅助施工场地有：钢筋加工厂、木材加工厂、水泥仓库、施工机械停放、保养场、土石料堆放场及供水供电设施和生活营区、土石弃料场等。
本次除险加固工程主要工程量：水库枢纽除险加固工程主要包括土石方工程、混凝土工程、防渗灌浆工程等。其主要工程量为：开挖土方2896m3，土方回填2612m3，反滤垫层及砂石垫层176m3，浆砌石74m3，混凝土380m3，干砌石208m2，草皮护坡791m2，土工膜1136m2，坝面平整1939m2，共消耗钢筋6t，水泥101T，块石339m3，河砂260m3，卵石457m3，人工0.96万工时。
除险加固施工工期为6个月。
1.7环境保护
本次除险加固其有利影响是明显的、主要的，既不抬高库水位，也不增加下泄流量，不会对库区增加不利影响。从生态环境保护的角度看，本工程属无污染型工业，没有制约本工程的环境影响问题。
本次施工期对区域的自然环境、生态环境也将产生一定的不利影响，其主要表现为以下几个方面：
（1）工程施工对区域水体水质、空气质量、声环境造成一定的污染，但工地地处农村，不会造成危害。
（2）工程施工期由于施工人员聚集、易导致传染病的流行。
（3）工程施工区局部地段由于施工导致部分地表植被破坏、造成地表新的岩土裸露、将产生新的水土流失，本次除险加固将对此进行治理。
为减免实施本工程给环境造成的不利影响必需采取施工期环境保护措施，水库除除险加固环境保护总投资2.83万元。
1.8水土保持
按《开发项目水土保持方案技术规定》规定，结合本工程建设及生产运行的特点，本工程新增水土流失时段划分为：施工期和影响期。工程建设总工期为6个月，影响期确定为3年。
水土流失的防治，采取工程措施和植物措施相结合，点、线、面水土流失防治相辅佐的综合防治体系。
主要采取防护拦挡工程（临时挡渣场和挡土墙）、截水和排水沟、护坡等工程措施，种植水保林草和庭院绿化等植物措施。
水库除除险加固水土保持工程总投资3.96万元。
1.9工程概算
1.9.1编制依据
1）本次概算编制依据应执行《中华人民共和国水利部水利工程设计概（估）算编制规定》（水总[2002]第116号）。
2）采用定额为：
①建筑工程执行水利部水总（2002）年116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》。
②施工机械台时费执行水利部水总（2002）年116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》。
③安装工程执行水建[1999]523号文颁发的《小型水利水电设备安装工程概算定额》及水建[1993]63号文发布的《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。
④2005年部颁《水利工程概算补充定额》。
1.9.2工程投资
总投资：110.63万元，其中：基本预备费4.94万元，水保、环保投资6.79万元。

2水文分析计算
2.1工程概况
陆家冲水库属湘江水系*水支流的贺家河上游，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（Ⅱ）型水利工程。枢纽坐落在**市五里牌办事处**村，地理位置为东径112°50′26.41″，北纬26°27′07.09″，经复核，该水库控制集雨面积0.54km2，坝址以上干流长度1.36km，干流平均坡降19.0‰。水库大坝为均质土坝，坝顶高程97.0m，最大坝高7.49m，坝顶宽2.31m。
2.2工程等级及洪水标准
陆家冲水库总库容26.7万m3，正常库容21.81万m3。水库防洪保安耕地面积1100亩，保护下游**村及白洋渡村2200余人。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）第2.1.1条、2.1.2条、2.2.1条、3.2.4条及《防洪标准》（GB50201-94）第6.1.1条、6.1.2条、6.2.1条等相关条款的规定，该水库为小（Ⅱ）型水库，工程等别属Ⅴ等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级；其设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。
2.3洪水复核
2.3.1基本资料
陆家冲水库没有水文气象观测资料，本次洪水复核的洪水计算根据湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》进行计算，以下简称《查算手册》。
2.3.2设计暴雨
根据陆家冲水库所在的地理位置和集雨面积，利用《查算手册》查得陆家冲水库所在位置属湖南省暴雨一致区第二区，产流分区第Ⅰ区。多年平均最大24小时点暴雨量为100mm，统计参数Cv为0.43，Cs为3.5Cv，由于该水库的集雨面积较小，根据《湖南省小（Ⅱ）型水库除险加固工程初步设计导则》的规定，点面关系系数α可以取1，求得20年一遇的24小时面暴雨量为184mm，200年一遇的24小时面暴雨量为268mm，详见表2-1。
表2-1
陆家冲水库库区最大24小时暴雨量
P（%）
0.5
5
Kp
2.68
1.84
H点（mm）
268
184
α
1
1
H面（mm）
268
184
2.3.3暴雨的时程分配
参照《查算手册》，最大1～6小时暴雨的时程分配公式为：
…………………………………2-1
最大6～24小时暴雨的时程分配公式为：
…………………………………………2-2
上述二式中Ht为1～24小时内任一时段的暴雨量，n2及n3是依地理位置、集雨面积及降雨量而变的参数，t是对应Ht的时间。由《查算手册》查得陆家冲不同频率的n2、n3如表2-2。
表2-2
陆家冲水库不同频率下的n2、n3值
P（%）
0.5
5
n2
0.605
0.639
n3
0.753
0.774
利用公式2-1、公式2-2和表2-2求得不同频率的最大1小时、3小时、6小时、12小时、24小时的面暴雨量如表2-3。
表2-3
最大1、3、6、12、24小时面暴雨量单位：mm
P（%）
0.5
5
最大1小时
93.8
70.4
最大3小时
114.7
104.7
最大6小时
190.3
134.5
最大12小时
225.8
157.3
最大24小时
268.0
184.0
2.3.4设计净峰流量及汇流时间
参照《查算手册》，净峰流量和汇流时间可以利用汇流公式
Qm=0.278×F×Rt/t…………………………………………2-3
……………………………………2-4
通过试算求得。汇流公式中Qm为地面最大净峰流量（m3/s），F为流域面积（km2），Rt/t为地面径流强度，t为汇流时间（h），L为流域干流长度（km），J为干流平均坡降，m为因流域形状而变的系数，由陆家冲水库的集雨面积(0.54km2)，干流长度（1.36km）及干流平均坡降(0.0190)，可得，θ=L/(F1/4J1/3)=1.36/(0.541/4×0.0191/3)=5.95，m=0.145θ0.489=0.145×5.950.489=0.347。将有关数据代入汇流公式，求得陆家冲水库的地面洪峰流量、汇流时间及其它有关参数如表2-4。
2.3.5地下径流的洪峰流量
参照《查算手册》，利用三角形法求得200年一遇的地下径流洪峰流量为0.36m3/s，20年一遇的地下径流洪峰流量为0.25m3/s。200年一遇、20年一遇的地下径流增量ΔQ下分别为0.01m3/s。
表2-4
设计地面洪峰参数
P（%）
0.5
5
Qm（m3/s）
5.9
4.0
t（h）
2.62
2.88

26.8
17.3
Qm/
0.22
0.233
2.3.6入库洪水总量
根据陆家冲水库的集雨面积和各频率的降雨量，参照《查算手册》求得各频率的入库洪水总量如表2-5。
表2-5
陆家冲水库入库洪水总量单位：万m3
频率（%）
0.5
5
洪水总量
12.85
8.32
2.3.7入库洪水过程线
入库洪水过程线由地面径流过程线与地下径流过程线叠加而成。其中地面径流过程采用径流系数法推求，地下径流过程利用三角形法推求，由此而得的入库洪水过程线见表2-6和图2-1。

表2-6
陆家冲水库入库洪水过程线
t（h）
不同频率（%）下的入库流量单位:m3/s
0.5
5
0
0.01
0.01
1
0.59
0.37
2
2.61
2.32
3
5.94
4.07
4
3.29
2.16
5
2.66
1.62
6
2.13
1.27
7
1.75
1.07
8
1.47
0.93
9
1.27
0.82
10
1.12
0.73
11
1.00
0.67
12
0.91
0.61
13
0.82
0.55
14
0.75
0.51
15
0.68
0.43
16
0.64
0.41
17
0.61
0.35
18
0.57
0.33
19
0.53
0.30
20
0.49
0.28
21
0.45
0.26
22
0.41
0.25
23
0.37
0.24
24
0.36
0.23
25
0.34
0.22
26
0.33
0.21

2.3.8意见及建议
本次洪水成果采用的是《湖南省暴雨洪水查算手册》计算的，《手册》适用于湖南省流域面积在500km2以下，无水文资料的中小型水利工程，《手册》是经多位水文专家反复讨论、修改、审查，其成果所利用的暴雨洪水资料是比较充分，采用的参数、单站分析及地区综合方法是合理的，是湖南省无资料地区目前设计洪水公认的唯一依据。
陆家冲水库采用该《暴雨查算手册》所计算的成果，即校核（200年一遇）洪峰流量为5.9m3/s，洪峰模数为10.93，在12左右，设计（20年一遇）洪峰流量为4.0m3/s，洪峰模数为7.46，在8左右，因此认为本次洪水计算结果是合理的。
2.3.9施工分期洪水
（1）施工洪水标准
陆家冲水库属小（Ⅱ）型水库，工程等别为Ⅴ等，枢纽永久性水工建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）和本工程的具体条件及施工导流阶段的要求，临时建筑物级别定为5级，相应确定该工程导流建筑物洪水标准采用10年一遇。
（2）施工期确定
根据对陆家冲水库降雨特性分析，从3月份开始降雨量明显增大，年均暴雨天数4天，多出现在4～8月，11月份明显减小。从洪水特性看，陆家冲水库的汛期在每年的4～9月，其中洪涝时间集中在5～8月。枯水期在每年的11月到次年的3月。从上面的径流分配特征看，9月份以后径流量明显减少。综合分析，陆家冲水库水下工程施工安排在枯水期进行，根据设计要求，分别计算9月至次年3月、11月至次年2月、12月至次年1月等分期的设计洪水。
（3）入库水量及坝前水位
根据水库降雨情况，对水库9月至次年3月、11月至次年2月、12月至次年1月的洪水进行了初步估算，结果见表2-7。
表2-7
陆家冲水库施工期分期洪水估算表
分期
9月至次年3月
11月至次年2月
12月至次年1月
集雨
面积
（km2）
径流
系数
统计参数
H24均（mm）

0.36

变差系数Cv
0.53
0.48
0.45

离差系数Cs
1.855
1.44
1.35

离均系数φp10%
1.32
1.33
1.34

离均系数φp20%
0.64
0.71
0.72

X均值
34.5
26.8
21.4

一日雨量（mm）
10年一遇
58.64
43.91
34.30

5年一遇
46.20
35.93
28.33

一日洪量（万m3）
10年一遇
1.77
1.34
1.04
0.54
0.56
5年一遇
1.40
1.08
0.86
0.54
0.53
库水位（m）
10年一遇
90.93
90.73
90.58

5年一遇
90.75
90.60
90.49

说明
1、起调水位为死水位89.88m，相应库容0.07万m3；
2、X＝X均（1+Cvφ）；
3、为安全起见，水位按洪水全部留在水库内考虑。

2.4调洪演算
2.4.1调洪演算的基本原则
为了水库安全起见，根据陆家冲的具体情况，调洪演算遵循以下两条原则：第一，除溢洪道以外，其它输水设施（如灌溉涵）均不参与泄洪；第二，起调水位（正常蓄水位94.55m）以上，来多少泄多少。
2.4.2调洪演算的基本方程
根据水量平衡原理，调洪演算的基本方程为：

式中：Q—入库流量（m3/s）;
q—出库流量（m3/s）；
V—库容（万m3）；
—计算时段长（s）；
i—时段编号。
2.4.3调洪演算的基本资料及来源
（1）入库流量过程线
陆家冲水库没有进行入库流量观测，故入库流量过程线利用《查算手册》求得，详见2.3.5节。
（2）库容曲线和泄流曲线
陆家冲水库的库容曲线由水库管理所提供的实测资料整理而得（陆家冲水库水位～库容曲线图、表2-8）。
表2-8
陆家冲水库水位库容曲线表
水位
（m)
89.75
89.88
90．00
90.15
91.00
92.00
93.00
库容
(万m3）
0
0.07
0.14
0.22
1.98
5.51
10.39

水位
（m)
94.00
94.55
95.00
96.00
97.00
98.00

库容
(万m3）
16.91
21.81
25.82
36.75
49.37
63.53

（3）泄流曲线
陆家冲水库溢流堰的型式为宽顶堰，泄流量依照《溢洪道设计规范》推荐的公式（或）计算，式中B为堰净宽(B=2.5m)，M＝，H0是水头，结果见下图表2-10。
表2-10
陆家冲水库泄流曲线
单位：m m3/s
水位
（m）
94.55
94.75
94.95
95.15
95.35
95.55
95.75
95.95
96.15
下泄流量
（m3/s）
0
0.324
0.927
1.704
2.625
3.657
4.775
5.977
7.246

水位
（m）
96.35
96.55
96.75
96.95
97.15

下泄流量
（m3/s）
8.563
9.923
11.314
12.734
14.184

2.4.4调洪演算结果
根据调洪演算的基本原则和基本资料，利用调洪演算的基本方程，起调水位为84.0m，采用试算法求得陆家冲水库20年一遇的洪水位为94.93m，200年一遇的洪水位为95.08m，详见表2-10。
表2-10
陆家冲水库调洪演算结果
洪水频率
洪峰流量（m3/s）
库水位（m）
最大下泄流量（m3/s）
库容（万m3）
5%
4.0
94.93
0.88
25.23
0.5%
5.9
95.08
1.43
26.70

2.5水库抗洪能力的复核
根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库大坝坝顶高程和溢洪道控制段顶部高程等挡水建筑物进行复核。
2.5.1水库大坝顶部高程复核
根据《碾压土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.3条规定，坝顶高程由水库静水位加波浪爬高、风浪壅高及安全超高确定。并从下列四种情况中选择最大坝顶高程：
（1）设计洪水位加正常运行情况的坝顶超高；
（2）正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高；
（3）校核洪水位加非常运行情况的坝顶超高；
（4）正常高水位加非常运行情况的坝顶超高，加地震安全加高，地震安全加高按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）确定。
静水位以上的超高该规范5.3.1条执行，大坝顶部高程具体计算式如下：
Z≥Z0+Rp+e+A
式中：Z——水库大坝顶部高程（m）；
Z0——水库静水位（m）；
Rp——波浪爬高，；
KP——系数，按《规范》附表A.1.13确定；
Rm——波浪平均爬高，；
——糙率渗透系数，按《规范》附表A.1.12-1确定为0.9；
KW——经验系数，按《规范》附表A.1.12-2确定，取1.02；
hm——平均浪高（m），按莆田公式计算；
W——计算风速，设计取22.5m/s，校核取15m/s；
D——风区长度，取250m；
Lm——平均波长（m），按莆田公式计算；
m——坝坡系数，取为2.4；
e——风壅水面高（m）；e=
A——安全超高，正常运用取0.50m，非常运用取0.30m。
经计算，陆家冲水库大坝顶部高程按《规范》要求不得小于95.96m（详见表2-12）。陆家冲水库大坝现有高程97.0m，满足《规范》要求。
表2-11
坝顶高程计算成果表
项目
P=5%
P=0.5%
计算风速v（m/s）
22.5
15
风区长度D（m）
220
220
平均水深d（m）
5.05
5.20
波浪爬高R（m）
0.53
0.29
波高（m）
0.252
0.152
波长（m）
5.91
3.94
周期（s）
1.7
1.33
安全加高A（m）
0.5
0.3
坝顶超高Y（m）
1.03
0.59
设计水位（m）
94.93
95.08
计算坝顶高程（m）
95.96
95.67
现有坝顶高程（m）
97.0
97.0
结论
满足规范要求
满足规范要求
2.5.2溢洪道控制段顶部高程复核
溢洪道采用开敞式宽顶堰溢洪道，溢洪道位于大坝左端，由进口段、缓坡段、陡坡消能段组成。进口底板高程94.55m，堰顶宽2.5m，控制段边墙顶部高程97.0m。
控制段的边墙顶部高程，在宣泄校核洪水时不应低于校核水位加安全超高值（0.3m），挡水时应不低于设计洪水位或正常蓄水位加波浪的计算高度和安全超高值。
水库设计水位94.93m，校核水位95.08m。
校核水位时，控制段边墙高程为：95.08+0.3=95.38m<97.0m。
设计水位时，控制段边墙高程为：94.93+0.25+0.5=95.68m<97.0m；
溢洪道控制段边墙高程满足泄水和挡水要求。
从以上结果可以看出，溢洪道的现有边墙高度在设计洪水和校核洪水下均满足设计的高度要求。
3工程地质
3.1工程概况
陆家冲水库位于湖南省**市五里牌办事处**村，坝址距**市约5km，上坝公路800m路面坑洼不平，交通不便。水库大坝建在湘江水系*水支流贺家河上游，坝址以上干流长度1.36km，干流平均坡降19.0‰，控制集雨面积0.54km2，水库设计灌溉面积700亩，防洪保护人口0.22万人。
水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成，工程等级为5级，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。大坝为均质土坝，坝顶高程97.0m，最大坝高7.49m，坝顶宽度2.31m，坝顶轴长长度56.6m，上、下游坡比均为1：2.4。
陆家冲水库溢洪道位于大坝右端，为自由式宽顶堰，由进口段、控制段组成，无陡坡泄槽段、消力池。控制段长12.5m，堰顶底板高程94.55m，堰顶宽2.5m。
大坝放水涵管位于大坝左端坝体，为圬工箱涵。放水涵长36m，进口底板高程89.88m。
陆家冲水库是典型的“三边”工程，由于设计、施工和运行管理等诸多方面的原因，目前工程存在下列问题：
大坝坝体渗漏，坝体与坝基接触面渗漏。
放水涵老化漏水。
大坝内坡无护坡，外坡无排水沟，无排水棱体。
溢洪道侧墙破损，无泄槽段和消力池。
防汛公路路况差。
此次地质勘察依据及执行标准如下：
（1）《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)
（2）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）
（3）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）
（4）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）
本次勘察工作始于2012年3月15日，止于2012年3月21日。
3.2区域地质条件
**市陆家冲水库地处衡阳盆地南缘，属丘陵地貌。枢纽上游为丘陵区，地表高程在90～155m之间，地形起伏较大，地表为第四系残坡积层所覆盖，坝左端为第四系残坡积层图覆盖，坝右端可见基岩出露。山坡的坡度一般为25～35°，库区内植被较茂盛，主要有草本植物、灌木及乔木。
枢纽区内地层为白垩系下统东井组（K1d），岩性为紫红色泥质砂岩夹综黄色灰质砂岩、灰质页岩，岩层出露厚度为2~3m，岩石风化强烈，岩性较软，质脆。
根据《1：20万**幅区域地质报告》，枢纽工程区在区域构造上处于衡阳盆地南缘的经向构造体系中，坝址区无大的区域断层通过，岩层节理发育一般。
枢纽工程区内水文地质条件简单，地下水类型主要有第四系孔隙潜水、基