某水库初步设计报告.doc

工程设计证书：丙 级
证　　　　号：A243004297

湖南省 洞口县

落山冲水库除险加固工程初步设计
报 告
(审定稿)

洞口县华禹水利电力技术咨询有限公司
二○一一年十一月

25

设计单位：洞口县华禹水利电力技术咨询有限公司

设计证号： A243004297

院　　长：尹江辉

总　　工：刘金文

项目负责人：肖太平

审 定：刘金文

校 核：肖太平

设计人员：葛腾龙 刘志强 谢双石

目 录
附件A：落山冲水库工程特性表 3
一、综合说明 5
1.1概述 5
1.2水文及调洪演算 6
1.3地质 7
1.4工程任务及规模 7
1.5除险加固工程设计 8
1.6施工 11
1.7工程概算 11
二、水文 13
2.1流域概况 13
2.2气象情况 13
2.3 径流 13
2.4设计洪水复核 14
2.5调洪演算 19
2.6水库抗洪能力复核 23
2.7雨情、水情测报 25
3工程地质 26
3.1 前言 26
3.2 水库、坝址区地质概况 27
3.3 坝体质量与坝基岩土工程地质条件评价 28
3.4 其它建筑物工程地质条件评价 31
3.5 岩土物理力学参数建议值 32
3.6 天然建筑材料 34
3.7 结论与建议 34
四、除险加固设计 36
4.1工程任务和规模 36
4.2主要加固项目 36
4.3设计依据 37
4.4加固设计 38
五、施工组织设计 56
5.1施工条件 56
5.2施工导流 57
5.3料场选择和规划 57
5.4主要除险加固工程施工 57
5.5 施工交通运输 60
5.6施工工厂设施及风、水、电布置 60
5.7施工总布置 61
5.8施工总进度 61
5.9主要建筑材料和主要施工机械设备 65
六、工程概算 67
6.1编制说明 67
6.2概算表 70

附件A：落山冲水库工程特性表

序号及名称
单位
原设计
加固前
加固后
备注
一、水文

1、集雨面积
k㎡
0.09
0.09
0.09
外引1.5km2
2、多年平均降雨量
㎜
1469
1469
1469

3、设计洪水标准
%
5.0
5.0
5.0

4、校核洪水标准
%
0.5
0.5
0.5

二、水库

校核洪水位
m
383.57
383.57
383.57

设计洪水位
m
383.52
383.52
383.52

正常蓄水位
m
383.38
383.38
383.38

死水位
m
376.10
376.10
378.10

总库容(校核洪水位以下)
万m3
11.39
11.39
11.39

正常蓄水位库容
万m3
10.2
10.2
10.2

死库容
万m3
0.15
0.15
0.34

三、工程效益

保护人口
万人
0.15
0.15
0.15

灌溉面积
万亩
0.03
0.02
0.03

供水
m³/天
0
0
0

装机容量
KW
0
0
0

四、主要建筑物及设备

大坝

坝型

均质土坝
均质土坝
均质土坝

坝顶高程
m
385.0
385.0
385.0

最大坝高
m
10.67
10.67
10.67

坝顶宽
m
2.11
2.11
2.11

坝顶轴长
m
96.6
96.6
96.6

坝底宽

51.53
51.53
51.53

2、泄水建筑物

型式

正槽式
正槽式
正槽式

序号及名称
单位
原设计
加固前
加固后
备注
溢流堰顶高程
m
383.38
383.38
383.38
宽顶堰
溢流堰宽度
m
2.5
2.5
2.5

溢洪道长度
m
65.44
11.45
67.12

3、输水建筑物

1)卧管

废弃
型式

圆管
圆管

管径
m
0.25
0.25

长度
m
25.5
25.5

放水孔孔径
m
0.15
0.15

11级放水孔
启闭机
t/台

石柱塞控制放水
设计流量
m3/s
0.05
0.05

2)涵管

封堵
长度
m
51.2
51.2

管径
m
0.4
0.4

进口底板高程
m
376.10
376.10

出口底板高程
m
375.12
375.12

设计流量
m3/s
0.05
0.05

3）虹吸管

新建虹吸管
管材：DN280PE100管

管长
m

54
管径
m

DN280
设计流量
m3/s

0.05

一、综合说明
1.1概述
落山冲水库座落在洞口县岩山乡石仁村境内，位于资水支流赧水河流域，其地理坐标：东径110°31′，北纬26°56′，距洞口县城13km，离岩山乡5km。大坝无通坝防汛公路，交通较为不便。
该水库是以灌溉为主，结合养殖、防洪于一体的小（Ⅱ）型水库，设计灌溉面积0.03万亩，实际灌溉面积0.02万亩。
落山冲水库枢纽工程由大坝、卧管、涵管、溢洪道等永久性建筑物组成。工程较为简单，坝体为均质土坝，放水设施布置在大坝左岸，溢洪道布置在大坝左端。
落山冲水库于1957年冬开工建设，1958年冬竣工，竣工时最大坝高10.67m，坝顶轴线长96.6m。死水位376.1m，死库容0.15万m3，正常蓄水位383.38m，正常库容10.2万m3，设计洪水位383.52m，校核洪水位383.57m，总库容11.39万m3。经过此次除险加固后，校核洪水位为383.57m，正常蓄水位383.38m，死水位378.10m，死库容0.34万m3。
如前所述，本水库建于上世纪五十年代，由于当时科学技术条件和经济条件制约，未对工程基础做祥细的地质勘察，加上施工以群众运动为主，前期准备工作不足，资金投入有限，施工质量标准较低，导致工程存在较严重的工程隐患，虽然经过多次局部处理，至今仍未彻底解决问题。经过五十余年的带病运行，暴露出的问题越来越多，越来越严重。目前存在的问题主要有：
目前存在的主要险情隐患有：
①坝体散浸。在正常蓄水位运行时，坝体外坡381m高程以下散浸面积90 m2；外坡坝脚无排水棱体。
②输水设施：输水卧管开裂破损严重，输水涵管开裂破坏，存在严重的渗漏问题。
③溢洪道：大坝溢洪道仅进口段己衬砌，溢洪道后段没有开挖出泄洪渠及消力池。底板内杂草丛生，已护砌的侧墙与底板局部破损。
④大坝内坡无防护措施，坡面经过五十多年的水浪冲刷和冰雪侵蚀等，内坡坡面冲刷淘蚀较严重，出现深坑，坍塌等现象，大坝外坡为草皮护坡，长时间运行以来杂草丛生。
⑤水库自建成以来，一直无防汛公路直通大坝，大坝抢险工作极为不便。
落山冲水库自建成以来，已运行50多年，它为当地的农业经济发展发挥了巨大的作用，但由于工程的老化及年久失修，出现了上述险情，已直接威胁到水库大坝的安全，对枢纽工程进行除险加固势在必行。
1.2水文及调洪演算
落山冲水库位于资水一级支流赧水河支流上，控制集雨面积0.09km2，外引1.5km2，干流长度0.432km，干流平均坡降34.7‰。库区内山坡较缓，其坡度在10～15°之间，植被覆盖一般。库区处于亚热带湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛。多年平均降雨量为1469mm，多年平均气温16.8°，水库控制灌溉面积0.03万亩，现实际灌溉面积0.02万亩，灌区土质属粘土，土地肥沃，气候温和，主要种植水稻。坝区地下水类型有基岩裂隙水与松散层的孔隙水。基岩裂隙水分布于泥质粉砂质板岩的风化、构造裂隙中，接受大气降水补给，坝址区均以湿地泉的形式向河床排泄，排泄高程383m左右，动态随季节变化，枯水期干涸，水量贫乏。
因落山冲水库缺乏完整的实测降雨、径流资料，故本次洪水复核采用无资料洪水查算《湖南省暴雨洪水查算手册》。调洪演算根据落山冲水库的实际情况，此次调洪演算的起调水位为正常蓄水位383.38m。调洪演算采用时段水量平衡原理，调洪演算成果见表1.2-1。
落山冲水库调洪演算成果表 表1.2-1
　　　　　　　　频率(%)
项目
10
5
0.5
洪峰流量(m3/S)
0.81
0.95
1.35
洪量(万m3)
1.16
1.40
2.12
溢流堰
宽2.5m
洪水位(m)
383.50
383.52
383.57
相应库容(万m3)
11.05
11.14
11.39
最大下泄流量(m3/S)
0.16
0.20
0.33
1.3地质
落山冲水库区属丘陵岗地地貌单元，两岸山顶高程390~400m，相对切割深10~20m，地形较平缓，地表起伏不大，岗顶多呈浑园状，地形坡度10°~15°。坝址区两岸地形不对称，为倾向左岸的斜向河谷，坝区两岸基岩裸。坝区两岸坡角6~10°。
坝区无断层切割。据平面地质测绘：坝区岩层产状N60°E.NW∠6~8°，岩层呈单斜状产出，倾向左岸。岩体中主要发育三组节理：① 节理产状N25°W•NE∠53~55°，压扭性，面平直，强风化岩体内张开宽0.2cm~2cm，延伸长8m~16m，发育密度1~2条/m。② 节理产状N55°E•SE∠53~55°，延伸长8m~10m，发育密度2~3条/m。③节理产状N18~20°W•SW∠84~85°，延伸长5m~15m，发育密度2~3条/m。
大地构造属新华夏系巨型第二沉降带中西部边缘。区内新构造运动表现以大面积的缓慢上升为主。据历史地震资料记载，1509年至1974年工程区内共发生有感地震28次，震级1~4.0级。区内地震虽较频繁，但震级不大。根据1：400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为＜0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s；相应地震基本烈度值为＜Ⅵ度。属相对稳定地块。
1.4工程任务及规模
落山冲水库总库容11.39万m3，属小(Ⅱ)型水利工程，枢纽工程属Ⅴ等，永久建筑物为五级建筑物，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等多功能的小(Ⅱ)型水库。本次设计采用溢洪道泄洪，设计洪水标准为20年一遇设计，设计洪水位为383.52m，200年一遇校核，校核洪水位为383.57m。
落山冲水库位于山丘区，大坝为均质土坝，水库一旦失事，将危及岸山乡的1个厂矿企业、1个学校、1家医疗机构，0.03万亩耕地，受灾人口达0.15万人，公路1.8 km，直接经济损失达0.12亿元，后果不堪设想。
落山冲水库除险加固工程主要包括：大坝坝顶整平、坝体内外坡整形、内坡土工膜防渗及干砌块石护坡，新建虹吸管，原涵管封堵，新建坝体贴坡排水，新建防汛公路，以及其它配套设施改造。工程概算投资90.71万元。
落山冲水库设计灌溉面积0.03万亩，现实际灌溉面积0.02万亩，工程实施后，灌溉面积将达到设计灌溉面积0.03万亩，并可消除病险水库对下游地区人民生命财产的威胁，具有显著的经济效益和社会效益。
1.5除险加固工程设计
①坝体散浸。在正常蓄水位运行时，坝体外坡381m高程以下散浸面积90 m2；外坡坝脚无排水棱体。
②输水设施：输水卧管开裂破损严重，输水箱涵开裂破坏，存在严重的渗漏问题。
③溢洪道：溢洪道仅进口段己衬砌，溢洪道后段没有开挖出泄洪渠及消力池。底板内杂草丛生，已护砌的侧墙与底板局部破损。
④大坝内坡无防护措施，坡面经过五十多年的水浪冲刷和冰雪侵蚀等，内坡坡面冲刷淘蚀较严重，出现深坑，坍塌等现象，大坝外坡为草皮护坡，长时间运行以来杂草丛生。
⑤水库自建成以来，一直无防汛公路直通大坝，大坝抢险工作极为不便。
针对上述问题，经多方案比较确定以下加固措施。
1.5.1大坝坝身加固处理设计
1.5.1.1大坝整形设计
落山冲水库大坝现状坝顶高程为385.0m，经计算坝顶高程能满足要求。本次设计在坝顶铺设1.56m宽，180mm厚的泥结碎石路面，上游侧设顶宽为0.4m，底宽0.7的梯形路肩，下游侧设顶宽为0.15m，底宽0.45的梯形路肩，改造后的坝顶宽度为2.11m。
本次设计大坝内坡采用土工膜防渗上铺干砌块石护坡，大坝内坡整形维持现有坝坡坡比1:2.36不变，内坡在375.33m高程设置C20砼防渗墙兼做阻滑基座，375.33m～383.88m（正常蓄水位以上0.5m）高程以上采用0.3m厚干砌块石护坡，下设土工膜防渗层，383.38m高程以上至坝顶采用草皮护坡。坝顶至防渗墙顶设置1条宽1.9m的C15砼人行踏步，并在踏步上采用白色瓷砖铺设水位尺。
大坝外坡整形维持现有坝坡坡比1:2、1：2.43不变，并从坝顶至贴坡排水设置1条宽1.9m的C15砼人行踏步。在382.62m高程设置有戗道，本次设计不改造，对戗道内侧原有排水沟采用C15砼衬砌防渗减糙，改造后尺寸为0.25m×0.25m，外坡采用草皮护坡。
两岸山坡与大坝外坡交接处设置排水沟，排水沟全线采用0.1m厚C15砼衬砌，排水沟为梯形断面，底宽0.3m，顶宽0.7m，高0.4m。
1.5.1.2大坝贴坡排水设计
大坝未设置坝体排水设施，导致坝体浸润线较高，通过现场查看，坝体外坡381m高程以下散浸面积90 m2；严重影响大坝安全运行，本次设计对大坝新建坝体排水设施，采用贴坡排水方式，排水体采用干砌块石，自坝脚铺设至下游坡面377.89m高程处，排水体干砌块石厚度0.3m，下设200mm厚粗砂及300mm碎石反滤层。排水体下游新建0.32m×0.4m渠道排水。
1.5.2输水设施改造设计
水库输水卧管开裂破损严重，输水涵管开裂破坏，存在严重的渗漏问题。本次改造采用新建虹吸管代替，并封堵原涵管。
虹吸管布置在大坝上部，管长54m，管材采用PE100管，管径为DN280，设有8个C15砼镇墩。虹吸管从坝顶下穿过，管道中心线高程383.00m（水平段），沿管壁全程采用C15砼包管，并在上游侧设置一道C15砼截渗墙，管顶安装2根DN50的PE管用于灌管及排气，排气管及灌水管采用DN50型截止阀控制。虹吸管进口修建进水池，进水池为M7.5浆砌红砖结构，三面开口进水，进水口设置钢丝网拦污。虹吸管进口设置1个DN280底阀。虹吸管出口修建闸阀井及出水池接下游放水渠，，井内配置1个DN280蝶阀控制，出水池为M7.5浆砌块石结构。
虹吸管管理房布置在坝顶下游侧，基座采用浆砌石砌筑至385.0m高程，管理房为砖混结构，平面尺寸4.0×5.0m,净高3.0m，设置一扇0.9×2.2m的防盗门和1.8×1.5m（高×宽）的防盗窗，外墙贴白色瓷砖。内墙腻子灰粉刷，管理房内设置虹吸管水箱，并配置水泵从库内抽水灌管。
原涵管废弃封堵，本次设计采用水泥粘土砂浆填充封堵，堵头位置设置在涵管的进出口部位，在堵头上沿涵管顶部安装多根灌浆管、排水排气管、进行灌浆封堵。
金属结构主要为输水建筑物改造所需各种管材，钢丝网拦污栅，各种型号的闸阀等。
1.5.3溢洪道改造设计
溢洪道位于左坝端处，进口为无坎宽顶堰，本次设计溢洪道全长67.12m，0+000～0+11.45m为己衬砌段，桩号0+011.45-0+067.12m为本次新建。本次设计溢洪道正槽段墙高1m，陡槽段墙高0.7m，水平段墙高1m，边墙及底板采用M7.5浆砌块石进行砌筑，临水面衬砌200mm厚C20砼。除险加固后溢洪道堰顶高程383.38m，堰宽2.5m，正槽段长11.45m，宽度2.5m，为原己衬砌段，本次设计一级陡槽段长26.8m，断面宽度由2.5m渐缩至1.5m，一级陡槽段以下采用400mm×200mm台阶式消能坎加水平段至下游，具体尺寸详见设计图。
1.5.4其他配套项目改造
配套项目包括新建防汛公路0.6km水库雨量观测及其它管理设施改造等。
1.6施工
落山冲水库位于座落在岩山乡石仁村，距岩山乡5km，距洞口县城13km，大坝无通坝防汛公路，交通较为不便，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等多功能的小(二)型水利工程。
落山冲水库除险加固采用分类施工的方案，其工程量主要包括：大坝坝顶改造、大坝坝体内外坡整形并护坡、大坝内坡土工膜防渗、新建大坝贴坡排水设施、新建虹吸管、原涵管封堵、新建防汛公路0.6km。
主要工程量：开挖土方1919.56m3、土方回填291.99m3、筛制粘土回填666.38 m3、干砌块石555.06m3、草皮护坡1501.68m2、浆砌块石120.97m3、砼181.74m3、土工膜铺设1678m。
人工、材料消耗：工时13426个、水泥73.84t、钢筋0.08t、河砂207.02m3、碎石265.43m3、块石774.52m3、粘土795.57m3。
除险加固工程施工较为集中，施工受库水位影响大，点多、线长、面广，工程项目多，施工较复杂。
本工程建材供应较为方便，主要建材水泥、钢筋、木材、油料可到附近城镇购买，其他特殊建材可到邵阳、长沙等城市采购。
落山冲水库工程施工用电需架设1km长10KV线路并安装一台50KVA变压器提供，施工及生活用水可考虑采用潜水泵由水库抽水供给，水质均可满足要求。
输放水设施改造在水库死水位以下，施工期需要设置围堰。土工膜防渗墙工程在水库死水位以下，需进行抽水施工，其它工程不受上游水位限制，可全年施工。
本工程施工总工期5个月，其中施工准备及施工扫尾各占一个月工期。施工准备期进度安排第一年12月，工程完建期安排在第二年4月，主体施工期3个月，进度安排施工时段第二年1月～第二年3月。
1.7工程概算
1.7.1概算编制原则和依据
本工程概算依据湖南省水利厅湘水建管［2008］16号文《湖南省水利水电工程设计概（估）算编制定额》编制。
建筑工程执行水利部总［2002］116号文颁《水利建筑工程预算定额》，施工机械台时费执行水利部水总（2002）116号文颁《水利工程施工机械台时费定额》，安装工程执行水利部水建管［1999］523号文颁《水利水电设备安装工程概算定额》。
1.7.2工程投资(单位：万元)
工程总投资 90.71万元
其中：建筑工程 55.81万元
机电设备及安装工程 0.12万元
金属结构设备及安装工程 3.57万元
临时工程 14.70万元
独立费用 12.19万元
基本预备费 4.32万元

二、水文
2.1流域概况
落山冲水库位于资水一级支流赧水河流域，大坝枢纽坐落在洞口县岩山乡石仁村，距离岩山乡5km，距洞口县城13km，大坝无通坝防汛公路。是一座以灌溉防洪为主的小(Ⅱ)型水利工程。水库控制集雨面积0.09km², 外引1.5km2，水库干流全长0.432km，平均坡降为34.7‰，流域植被良好。水库正常蓄水位383.38m，相应库容10.2万m3，校核水位383.57m，相应库容11.39万m3，枢纽工程部分由大坝、溢洪道、输放水设施等永久性建筑物组成。
2.2气象情况
落山冲水库属亚热带季风气候区，气候温暖、湿润、雨量充沛，四季分明、严寒期短，无霜期长，5～月为梅雨季节，天气沉闷湿度大，7～8月在西太平洋副热带高压控制下，极端最高气温达39.5°C左右，秋季极地气团势力增强，天气晴朗少雨，冬季受蒙古高压所控制多出现东北风，入春后赤道低压北移，低纬海洋暖气流增强，由东南越城岭向北移与极地气团相遇，是形成汛期暴雨洪水的主要原因。多年平均年降水天数162天，无霜期278天。据洞口县气象站多年资料统计，洞口县多年平均气温16.8℃，多年平均降雨量1469mm，多年平均风速1.4m/s，历年最大风速为12m/s。
洞口县气象站气象特征值表 表2.2-1
项目
多年平均
历年最大
历年最小
气温(℃)
16.8
39.5
-3.3
降水量(㎜)
14269
1943.9
1067.2
风速(m/s)
1.4
12

落山冲水库位于资水水系一级支流赧水河流域，水库附近无任何水文测站，没有实测水文基本资料。
2.3 径流
水库本身无雨量观测站，采用临近洞口县城雨量站的资料及《湖南省小型水库水文手册》查得洞口县水库径流系数推荐采用0.57，则水库自身多年平均径流量为7.54万m3。
2.4设计洪水复核
因落山冲水库缺乏完整的实测降雨、径流资料，故本次洪水复核采用无资料洪水查算《湖南省暴雨洪水查算手册》。
2.4.1 工程等级及洪水标准复核
根据中华人民共和国《防洪标准》GB50501—94及《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000，该工程为Ⅴ等工程，其重要建筑物为5级，次要建筑物为5级，洪水标准按20年一遇设计，200年一遇校核，消能工程按10年一遇设计。
2.4.2 设计暴雨
根据落山冲水库所处地理位置，查《湖南省暴雨洪水查算手册》得：流域中心最大24h点雨量均值100mm，CV=0.42，CS=3.5Cv，20年一遇年最大24小时面雨量为182mm，200年一遇年最大24小时面雨量为263mm。计算结果见下表2.4—1。
暴雨洪水要素查算表 表2.4—1
暴雨要素
查 算
频率P%
10
5
0.5
流域中心H点24
查图三
100
100
100
Cv
查图四
0.42
0.42
0.42
Kp
查表二
1.56
1.82
2.63
H点24
H24点×KP
156
182
263
a
查图一和图十六~二十三
1
1
1
H24面
H24点×a
156.00
182.00
263.00
n2
查图二十四~三十九
0.697
0.684
0.654
n3
查图二十四~三十九
0.824
0.814
0.788
H1
H面24×24n3-1×6n2-n3
71.02
79.83
105.46
H3
H面24×24n3-1×6n2-n3×31- n2
99.07
112.97
154.23
H6
H面24×24n3-1×61-n3
122.23
140.63
196.03
H12
H面24×24n3-1×121-n3
138.08
159.99
227.06
I0
查图四十
27
27
27
R总
H面24-I0
129.00
155.00
236.00
ψ
查表一十一
0.75
0.75
0.75
R上
R总×ψ
96.75
116.25
177.00
落山冲水库离洞口县城13km，本次复核收集了洞口县气象站实测的最大一日降雨量进行频率分析，计算成果见表2.4—2
洞口气象站最大一日暴雨计算成果表 表2.4—2
站名
统计参数
频率（%）
洞口气象站
均值
CV
CS/CV
10
5
0.5
95
0.35
4
130.4
150.28
215.05
24小时降雨量=最大一日降雨量×1.1
143.44
165.31
236.56
《手册》查算值
156
182
263
查算值与实测值偏差百分比（%）
8.7%
10%
11.18%
从表2.4—1、2.4—2可知，洞口气象站降雨量P=10%、P=5%、P=0.5%时与《手册》查算成果相比分别偏小，为安全起见，本次复核采用《手册》成果进行计算。
2.4.3设计洪水
水库本身集雨面积0.09km2，外引1.5km2，水库干流全长0.432km，平均坡降为34.7‰。根据《湖南省暴雨洪水查算手册》由推理公式求得坝址洪水结果分别见表2.4—3，表2.4—4，设计洪水和校核洪水过程见表2.4—5及图2—l。
设计洪水参数及成果表 表2.4—3
暴雨要素
查 算
频率P%
10
5
0.5
L
干流长度
0.432
0.432
0.432
F
流域面积
0.09
0.09
0.09
J
干流坡降（‰）
34.7
34.7
34.7
θ
L/(F1/4*J1/3)
2.42
2.42
2.42
m
查图四十一(=0.145*θ0.489)
0.22
0.22
0.22
θ/ m

10.83
10.83
10.83
τ
查图四十二
2.1
2
1.85
Sp
H面24×24n3-1×6n2-n3
71.02
79.83
105.46
Qm
0.278×ψSp/τn×F
0.79
0.93
1.32
ΣQi
=R上×F/(3.6△t)
2.42
2.91
4.43
Qm/ΣQi

0.329
0.321
0.299
R下
R总－R上
32.25
38.75
59.00
Qm地
=R下×F/(3.6△t)×1/底宽
0.06
0.07
0.11
Wmp
R总×F×0.1
1.16
1.40
2.12

落山冲水库设计洪峰洪量成果表 表2.4-4
频率(%)
10
5
0.5
设计洪峰(m3/S)
0.81
0.95
1.35
设计洪量(万m3)
1.16
1.40
2.12

落山冲水库洪水过程线成果 表2.4—5
时段
频率(%)
时段
频率(%)
10
5
0.5
10
5
0.5
0
0.00
0.00
0.01
11
0.08
0.09
0.14
1
0.48
0.58
0.88
12
0.06
0.07
0.11
2
0.81
0.95
1.35
13
0.06
0.07
0.11
3
0.30
0.38
0.63

4
0.24
0.29
0.44

5
0.20
0.24
0.36

6
0.16
0.20
0.30

7
0.14
0.17
0.26

8
0.12
0.15
0.22

9
0.10
0.12
0.19

10
0.09
0.11
0.16

图2—l

水库本身控制集雨面积0.09km2，外引1.5km2，水库干流全长0.432km，平均坡降为34.7‰。20年一遇的洪峰模数10.55m3/s.km2，符合该地区的一般规律。因此，洪水计算成果是合理的。见表2.4-6
赧水流域小型水库20年一遇洪峰模数比较表 表2.4-6
水库名称
集雨面积
（km²）
干流长度（km）
干流平均坡降（‰）
24小时点暴雨（mm）
洪峰流量
（m3/s）
洪峰模数（m3/s.km2）
山泥冲
0.3
0.75
22
172.9
2.73
9.1
丰角
0.24
0.6
16.7
178
3.67
9.46
落山冲
0.09
0.432
34.7
182
0.95
10.55
2.4.3施工分期洪水
落山冲水库一般9月至次年3月为枯水期，水库除险加固施工最好在这段时期进行。根据洞口县气象站的降雨资料分析，并根据库区9月至次年3月、11月至次年2月、12月至次年1月多年平均最大降雨，求得的分期洪水见表2.4-7。

分期洪水估算结果 表2.4-7
统计参数
分期
9月至次年3月
11月至次年2月
12月至次年1月
Ｈ24均（mm）
54.2
38.3
26.5
Ｃv
0.50
0.54
0.56
Ｃs/Ｃv
3
2.5
2
一日雨量（mm）
10年一遇
90.3
66.0
46.4
5年一遇
72.9
53.0
37.5
3年一遇
59.3
42.8
30.3
一日洪量（万m³）
10年一遇
0.46
0.34
0.24
5年一遇
0.37
0.27
0.19
3年一遇
0.30
0.22
0.16
库水位（m）
10年一遇
377.99
377.60
377.26
5年一遇
377.70
377.36
377.10
3年一遇
377.46
377.20
377.00
说明
1、起调水位为376.1m（原死水位），库容为0.15万m³（死库容）， 2、径流系数采用0.57， 3、为安全起见，水位按洪水全部留在库内考虑
2.5调洪演算
2.5.1 基本资料
根据落山冲水库实测地形图，水库溢洪道为无坎宽顶堰，堰顶高程383.38m，堰宽按2.5m计算。
洪水过程线见前节。
水库库容曲线采用“三查三定”成果，具体见表2.5-1及图2-2。
溢洪道泄流按《溢洪道设计规范》(SL253—2000)推荐的公式计算，公式具体如下：

式中：
Q——下泄流量
B——堰宽
ε——侧收缩系数，取1.0
m——流量系数，取0.35
h——堰前水头
泄流能力计算成果见表2.5-2及图2-3；
落山冲水库水位～库容、面积曲线成果表 表2.5-1
水位（m）
高差（m）
面积 （万m2）
平均面积（万m2）
库容 （万m3）
累积库容 （万m3）
375.00

0.096

0.05
0.12
0.08
0.13
376.00
0.70
0.139
0.18
0.18
0.31
377.00
1.00
0.227
0.30
0.30
0.61
378.00
1.00
0.372
0.49
0.49
1.10
379.00
1.00
0.606
0.80
0.80
1.90
380.00
1.00
0.988
1.30
1.30
3.19
381.00
1.00
1.605
2.10
2.10
5.29
382.00
1.00
2.592
3.31
3.31
8.60
383.00
1.00
4.030
4.89
4.89
13.49
384.00
1.00
5.743
6.34
3.17
16.66
384.50
0.50
6.935

落山冲水库溢洪道泄流曲线成果表 表2.5-2
水位（m）
堰宽B（m）
流量系数m
下泄流量（m3/s）
383.4
2.5
0.35
0.01
383.5
2.5
0.35
0.16
383.6
2.5
0.35
0.40
383.7
2.5
0.35
0.70
383.8
2.5
0.35
1.05
383.9
2.5
0.35
1.45
384.0
2.5
0.35
1.89
384.1
2.5
0.35
2.37

2.5.2 调洪演算
根据时段内水量平衡原理，其基本方程式为：
=△V
上式中：
q=f（Q，V，q），溢洪道泄流曲线；
q—入库流量(m3/s)；
V—水库库容（万m3）；
△t—计算时段长（s）；
i—时段编号。
根据上述调洪演算基本原理、水库的库容及溢洪道泄流曲线，本次调洪演算用净库容法，由计算机试算完成，调洪演算成果见表2.5—3
落山冲水库调洪演算成果表 表2.5-3
　　　　　　　　频率(%)
项目
10
5
0.5
洪峰流量(m3/S)
0.81
0.95
1.35
洪量(万m3)
1.16
1.40
2.12
溢流堰
宽2.5m
洪水位(m)
383.50
383.52
383.57
相应库容(万m3)
11.05
11.14
11.39
最大下泄流量(m3/s)
0.16
0.20
0.33
2.6水库抗洪能力复核
2.6.1坝顶高程复核
根据洞口气象站资料，最大十分钟平均风速取12m/s，据水库库区地形图，大坝吹程D取200m，大坝上游平均边坡m=2.36。
坝顶超高按《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)中计算公式计算：Z=Z0+Rp+e+A
式中：z——水库大坝顶部高程(m)；
Zo——水库静水位(m)；
Rp——波浪爬高，Rp=KpRm;
Kp——系数，按《规范》附表A.1.13确定；
Rm——波浪平均爬高，Rm=KKw/，
K——糙率渗透系数，按《规范》附表A.1.12—2确定；
hm——平均波高，按鹤地公式(如下(1)式、(2)式)进行计算；
(1)
(2)
D——吹程；
Lm——平均波长(m)，按鹤地公式计算；
W——计算风速，此处设计取14m/s；
m——坝坡系数；
A——安全超高，正常情况A=0.5m，非常情况A=0.3m；
e——风壅水面高
风壅水面高e按下式计算：β
式中：Hm——水域平均水深，m；
K——综合摩阻系数，取3.6×10－6
β——计算风向与坝轴线法线的夹角。
考虑水库溢洪道的情况，根据上述公式计算得到落山冲水库大坝坝顶超高成果见表2.6-1。

落山冲水库大坝坝顶超高复核成果表 表2.6—1
计算工况
水位（m）
波浪爬高（m）
风雍水面高度（m）