某水库除险加固施工组织设计说明.doc

1 综合说明
1.1 绪言
1.1.1 工程概况
1.1.1.1 自然地理概况
TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，地理坐标为：东经131°09＇，北纬44°25＇。水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，控制流域面积为23.3km2。
TTT水库所处位置在海拔500m以上，属于高山冷凉山区。该区植被覆盖较好，森林覆盖率达70%。
坝址处有乡级公路通过，路面现宽6m。公路可直通水库，交通十分方便。
1.1.1.2 工程主要任务及规模
TTT水库始建于1976年，至1988年完成配套工程并投入使用。水库的工程任务是以供水为主兼顾防洪等综合利用的小（1）型水库”
TTT水库死水位为502.00m，死库容为31.0×104m3，兴利水位为509.35m，兴利库容为260.07×104m3。设计水位为510.37m，设计库容为314.37×104m3。校核水位为511.38m，校核库容为372.81×104m3。
1.1.1.3 工程现状及主要存在问题
1、土坝
TTT水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝，坝顶高程511.50m。坝顶设防浪墙，墙顶高程512.60m，高出坝顶1.1m。现有实测坝顶高程在511.47m-511.51m，最大设计坝高17.0m，现坝长381m。坝后在河床段的下游坡脚处设置堆石排水棱体，排水棱体顶部高程498.0m。马道高程505.0m，宽度为2m，马道以上为碎石护坡，以下为石渣填筑。土坝迎水坡坡比自坝顶以下至506.0m高程间为1:2.5，506.0m高程以下坡比为1:3.0，背水坡坡比1:2.0。
土坝坝前护坡采用的干砌石在水库运用过程中由于冻胀及风浪冲刷已产生破坏，脱坡现象严重。防浪墙大部分完整，但在输水洞与溢洪道之间的部分出现开裂并倾斜。坝顶路面规整，高低起伏不大。设计、校核水位情况下，坝基渗透比降不满足渗流安全要求。左坝肩有明显漏水现象，但通过水库多年运行观察，漏水点水流清澈，无颗粒浮动和流出，渗漏部位和流量稳定，无明显变化。
水库大坝渗流观测设备及大坝位移、沉降观测等设施已破损，对水库安全运用监测数据产生一定影响。
2、溢洪道
溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构，总长135.5m。进口宽30米，长8米，设有交通桥；陡槽渐变段长80米，宽由30米渐变到8米；陡槽段长40米，比降1/8，宽8米；挑流段7.5米。由于水库无重复利用库容，溢洪道堰顶高程与兴利水位齐平，不需设闸控制。溢洪道采用少筋砼衬砌，挑流消能，尾端设有消力坎及海漫与下游河道连接。
目前，溢洪道控制段较为完整，进口与堰体完好，与大坝连接处无损毁现象。陡槽段为钢筋混凝土结构，抗冲刷能力较好，但由于当年底板混凝土标号较低，经多年运行，底板冲蚀破坏严重，局部出现多处空洞，钢筋裸露。消能段挑流鼻坎砼剥落露筋，消力坎和海漫段损毁严重，已无消能能力，影响行洪安全。
3、输水洞
输水洞位于0+164断面处，由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。取水塔为坝肩竖井式，塔内设工作闸门和检修闸门。输水涵洞身长51.8m，洞身为1.6m×2.0m的矩形断面，进口洞底高程为499.20m。主洞旁并行一相同洞径的廊道，供用水管道安装检修使用。输水洞出口设一明槽段，后接扩散段，扩散段后设筛网跌水。
输水洞洞身质量良好，个别处出现小的剥蚀，不影响正常运行使用。对剥蚀处采用高标号水泥砂浆进行处理。输水洞出口消力池完好。
输水洞取水塔进水闸门及启闭机经多年运行，锈蚀严重。工作闸门及轨道已出现变形，工作闸门止水封闭不严，有漏水现象。启闭机为手摇螺杆式启闭机，启闭不灵活，原生产厂家停产，缺少零配件，启闭机老化无法维修。
输水洞工作桥墩沉陷变形，墩台倾斜，工作桥发生断裂。
1.1.2 设计依据及除险加固的必要性
1.1.2.1 设计依据
1、工程建设过程及历次维修情况
TTT水库是1976年冬季正式开始动工兴建，原名“庆大水库”，绥芬河市政府抽调了150多名民工及部分机关干部进行施工，由于当时受施工机械，运输设备，技术力量等施工能力条件限制，至1979年连续干了3年，水库规模也没有达到设计要求，1980年6月水库宣布正式下马。1985年，绥芬河政府决定对“庆大水库”进行续建并更名为“TTT水库”，由牡丹江市水利勘测设计院对TTT水库重新进行了勘察、设计。1986年由黑龙江省水利第四工程处进行施工，至1988年7月工程全部竣工。
1991年7月的洪水对水库造成了一定的破坏：主要是大坝迎水坡护坡、溢洪道底板及消力池破损严重。2006年由绥芬河市财政出资对迎水坡干砌石护坡进行了维修,但运行至今，受冬季冰冻影响，脱坡现象严重。
TTT水库保护着下游绥芬河市区的安全，更为市区居民提供工业用水和居民生活用水。如果水库始终带病运行，将带来极大隐患，不利于城市的规划、发展及社会稳定，且一旦出险，后果严重。
2、安全鉴定情况及主要结论意见
2008年10月，受绥芬河市水务局委托，牡丹江市水利勘测设计研究院对TTT水库进行了大坝安全分析评价。2009年3月，由牡丹江市水务局出具了《绥芬河市TTT水库大坝安全鉴定报告书》。水库主要存在以下问题：
1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝顶防浪墙局部断裂、倾斜。
2、设计、校核水位情况下坝基渗流不稳定，且下游坝基及左坝肩漏水严重。
3、溢洪道陡坡底板冲蚀破坏严重，消能段损毁严重。
4、放水洞取水塔工作桥支墩下沉、倾斜，工作桥断裂，闸门锈蚀严重，止水不严漏水，不能正常运行。
5、无水文和大坝监测设施。
2010年8月，经黑龙江省水利厅进行安全鉴定复核，核查单位意见如下：
经书面及现场核查，水库工程质量综合评价为不合格、大坝运行管理综合评价为差、大坝防洪安全评价为A级、大坝结构安全性综合评价为B级、大坝渗流安全综合评价为C级、金属结构安全评价为C级，该水库大坝评价为三类坝。
1.1.2.2 除险加固的必要性
绥芬河市是我国对外开展贸易的重要陆路口岸城市，有铁路、公路与俄罗斯相通，素有“国际商都”之名。
TTT水库位于绥芬河市以北的北大河上，水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，下游距绥芬河市区仅有大约4.5km。由于水库正对绥芬河市，素有“头顶一盆水”之称，且北大河下游在绥芬河市区内汇入洛河，一旦发生险情，洪水顺山势下泄，骤然涌入洛河，直接威胁绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全，产生极为严重的后果。因此，水库的安全运行至关重要。
同时，TTT水库是为绥芬河市提供工业用水和居民生活用水的重要供水水源工程，缓解了绥芬河市长期严重缺水状况，在发展市区经济以及美化环境方面都发挥了积极的作用。一旦发生险情，将会严重影响绥芬河市人民正常的生产和生活。
TTT水库始建于上世纪七十年代，几经周折，于八十年代建成。由于当时的施工条件及技术水平有限，且又经多年运行，年久失修，存在很大的安全隐患。如不能及时消险，水利工程就成为水患工程，严重影响下游人民的生命财产安全，也不利于城市的规划、发展及社会的稳定。
因此，对TTT水库进行除险加固，可以从根本上解除水患，保护和改善区域防洪安全，保障城市供水，为促进社会稳定发展、加快区域地方政治、经济、文化等发展发挥积极作用。
1.2 水文
1.2.1 径流
TTT水库集雨面积经复核为23.3km2，坝址处无实测水文资料。根据水库的地理位置和坝址以上流域面积，查1996年版《黑龙江省水文图集》年径流深及Cv值等值线图确定Cv值，Cs=2.0Cv，采用图集法计算坝址处设计年径流。设计年径流及统计参数见表1.2-1。

1.2.2 洪水
由于工程地点处缺乏实测水文流量资料，本次设计通过二种途径推求设计洪水：一是利用本流域道河站单站系列延长后的洪水参数对CV、CP进行修正；二是采用1996年编制的《黑龙江省水文图集》中的径流和暴雨途径计算设计洪水。两种途径计算洪峰流量进行比较后。采用对本流域道河站洪水参数CV、CP值修正法求得的成果。成果详见表1.2-2。
表1.2-2 设计洪水成果表
项 目
Cp、B
Cv
Cs/Cv
设 计 值
0.1%
0.2%
0.5%
1%
2%
5%
最大流量
（m3/s）
8.37
1.95
2.25
264.73
227.48
178.96
143.79
110.25
69
最大一日洪量
（104m3）
126.44
1.72
2.25
681
589
471
385
301.35
197
最大三日洪量
（104m3）
209.8
1.43
2.25
914
802
654
545
439.87
305
最大七日洪量
（104m3）
245.1
1.13
2.25
981
872
730
623
514.97
379

1.3 地质
TTT水库地处北大河中、下游，北大河属绥芬河右岸一级支流，窜流于山间沟谷。地貌单元是侵蚀剥蚀低山丘陵区，切割深度小于200m，坡度多为＜45 º。区内低山纵横，沟壑众多，河流发育，植被左岸较好，林木密布；右岸植被一般，耕地相对较多。
本区地层分区属于兴凯湖—布列亚山地层区（Ⅱ），张广财岭—太平岭分区（Ⅱ1）、共和小区（Ⅱ）。区内出露的地层有：上元古界、中生界和新生界地层。区内侵入岩大面积出露，主要为晚元古代张广财岭期花岗闪长岩（）和印支期二长花岗岩（），其产状为以岩基为主，部分为岩株和岩盘状产出。
1.4 工程任务和规模
1.4.1 工程任务
TTT水库工程任务是以防洪为主，兼顾供水和美化环境等综合利用的小(Ⅰ)型水库。
防洪：保护绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路，哈绥公路的安全。
供水：作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。
1.4.2 设计标准
本次设计中，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252 -2000），对水库的设计标准进行了复核：
TTT水库为小(Ⅰ)型水库工程等别为Ⅳ等，设计标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。
1.4.3 工程规模复核
本次工程复核结论见表1.4-1。

1.5 工程布置及主要建筑物
1.5.1 工程等别和标准
TTT水库设计总库容386×104m3，最大坝高17m，上下游最大水头差13m。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），水库规模为小(Ⅰ)型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物4级，次要建筑物5级。
当水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大水头差大于10m，其洪水标准宜按山区、丘陵区确定。本次设计确定水库设计标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。
1.5.2 工程总布置
TTT水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞三部分构成。
工程按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。设计水位为510.37m，设计库容为314.37×104m3。校核水位为511.38m，校核库容为372.81×104m3，兴利水位509.35m，相应库容260.07×104m3。
1、大坝
TTT水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝。本次设计中，为消除土坝工程存在的险情隐患，对大坝上游高程在506.00以上干砌石护坡进行拆除，修建混凝土护坡和镇脚；对发生开裂并倾斜的防浪墙0+120-0+160段要拆除重建，恢复坝顶路面381米；加长坝前粘土铺盖；对原有局部破损的排水棱体进行维修；在左坝肩0+095-0+155处新建贴坡排水；在左坝肩新建量水堰，对原坝后量水堰进行维修。
2、溢洪道
溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构。本次设计中，对溢洪道陡坡段两侧边墙保留，底板拆除重建。挑流段的底板和边墙均破坏严重，全部拆除重建。
3、输水洞
输水洞由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。本次设计中，更换取水塔的工作闸门及启闭机；对发生沉陷变形而断裂的工作桥及桥墩拆除重建。
1.6 金属结构及电工
1.6.1 闸门
输水洞的工作闸门孔口尺寸为1.6m×2.0m，动水启闭。闸门采用PGZ铸铁闸门。启闭设备采用LQ-10t螺杆式启闭机。

1.7 施工
1.7.1 施工条件
TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，坝址处有乡级公路通过，交通十分方便。施工用水可直接从水库取水，施工用电可利用水库现有用电。
本次工程所需的钢筋，可由绥芬河市采购，水泥由温春水泥厂购入，块石由北寒采石厂购入，砂砾料由东宁采砂场购入，其他材料均可就近采购。
1.7.2 主体工程施工
TTT水库除险加固工程主要为土石方工程、砼工程、钢筋砼工程和金属结构制作安装工程。
1.7.3 施工总布置
施工的临建设施设在大坝右岸空地处，施工道路利用原有坝顶路及坝后路，到输水洞、溢洪道、坝体施工都很方便。
1.7.4 施工总进度
TTT水库除险加固工程计划工期9个月，即2011年8月投入前期准备工作，2011年9月正式开工至同2012年5月末结束。
主体工程施工时，首先利用输水洞导流，进行溢洪道工程的施工；大坝前坡护坡工程修建时，可利用溢洪道进行施工导流。底部护坡修建时，可暂时降低水库水位，待底部护坡修筑完成，即可恢复水库正常蓄水位。
1.7.5 主要技术供应
本工程施工总用工8.50万工时。
主要材料用量：钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3, 块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。
1.8 工程占地
本工程临时占地由料场占地和施工临时用地组成，共9400m2。

料场占地7400m2，占地类型为耕地。在施工过程中，是坝前粘土铺盖的取料场，施工结束后进行复垦。施工临时用地2000m2。其中，弃渣场占地200m2。
除粘土料场外，临时占地全部位于工程管理范围或淹没区内，故本次设计中不再另外给予补偿。
1.9 工程管理
1.9.1 管理机构与编制
TTT水库消险后由TTT水库管理站管理，隶属于绥芬河市水务局。水库定员编制为4人，
1.9.2 工程管理范围
工程管理范围为：坝轴线向上50m，坝脚线向下100m。溢洪道工程由两侧轮廓线向外50m，消力池以下50m，输水洞工程从工程外轮廓线向外10m。
工程保护范围：在工程管理范围边界线外延，主要建筑物不少于100m，一般不少于30m。
水库保护范围：由坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。
1.10 设计概算
本次除险加固工程包括土坝、溢洪道和输水洞三部分。
工程总工程量2.42万m3，其中土方开挖0.07万m3，土方填筑1.54万m3，石方0.38万m3，清基0.18万m3，混凝土0.25万m3。
工程所需主要材料：钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3, 块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。
施工总用工8.50万工时。
工程总投资466.13万元。其中建筑工程费297.64万元，占一至五部分投资的68%。金属结构设备及安装工程费4.94万元, 占一至五部分投资的1%。临时工程费10.27万元，占一至五部分投资的2%。独立费用（包含材料价差）126.67万元，占一至五部分投资的29%。预备费21.98万元。
1.11 工程效益
TTT水库除险加固后，兴利水位509.35m，兴利库容260.07×104m3，死水位502.00m，死库容31.0×104m3。
TTT水库保护下游的绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全。同时，作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。

132

2 水文
2.1 流域概况
2.1.1 基本情况
TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，地理坐标为：东经131°09＇，北纬44°25＇。水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，控制流域面积为23.3km2。
TTT水库所处位置在海拔500m以上，属于高山冷凉山区。该区植被覆盖较好，森林覆盖率达70%，草地覆盖面积达26%，耕地及其它为4%。流域水系图见图2.1-1。
2.1.2 气象
绥芬河市城区有绥芬河气象台，始建于1978年，实际采用观测资料系列为1978年-2008年，共30年，资料完整准确。
TTT水库地处寒温带，属大陆季风气候，春季干旱多风，夏季温热多雨，秋季降温急骤，冬季严寒干燥。多年平均气温2.3℃，冬季最低气温-375℃，一月最冷，月平均气温-12.0℃；夏季最高气温35.7℃，七月份最热，月平均气温20℃。
多年平均日照时数2072小时。冬季漫长，达6个月之久。多年平均最大冻深1.8m。
TTT水库多年平均降水量570mm，年最大降水量700mm，最小降水量320mm。降雨多集中在6月--9月，占全年降水量的70%以上，大雨和暴雨多集中在7月-8月，日最大降雨量137.4mm。流域内冬季多西风和西北风，夏季多西南和东南风，年内风速3月--5月较大，月平均值3.5m/s--4.0m/s，7月--9月较小，月平均值为2.56m/s-- 4.9m/s，最大风速达22m/s。

2.1.3 上下游水利工程
TTT水库所在河流为北大河。截至目前阶段，该水库上、下游并无其他水利工程。
2.2 水文基本资料
2.2.1 测站分布
我国境内绥芬河流域共有4处水文站，22处雨量站。小绥芬河下游设有道河水文站，大绥芬河设有太平沟、奔楼头2处水文站，绥芬河干流设有东宁水文站。测站分布见图2.1-1。
道河水文站位于东宁县道河镇下游，距河口5.7km处，地理坐标为东经130°50′，北纬44°02′，控制流域面积3420km2，1958年7月1日设站观测水位、流量、降水和冰清。流量测验除大水年高水部分采用浮标测流外，其他均由流速仪测流，具有1959年--2006年水位、流量、降水等实测资料，测验资料由黑龙江省水文局整编刊印。
太平沟水文站位于吉林省汪清县罗子沟镇境内大绥芬河上游，控制流域面积1338km2，地理坐标为东经130°20′，北纬43°38′，1958年6月设立，1962年7月改为水位站，1966年1月改为水文站。观测项目有水位、流量、降水、泥沙、蒸发、水温和冰清。具有1959年--1961年、1966年、1968年--2006年水位、流量、降水、泥沙等观测资料，由吉林省水文局整编刊印。
奔楼头水文站位于东宁县老黑山乡大绥芬河下游，地理坐标为东经130°46′，北纬43°52′，控制流域面积4359 km2，1958年7月11日设立，观测项目有水位、流量、降水、蒸发、水温和冰清。流量测验除大水年高水部分采用浮标测流外，其他均由流速仪测流，1970年后改为汛期水位站，1996年以后水位站撤销。奔楼头具有1958年--1970年连续13年的水位、流量资料，1971年--1996年只有汛期水位资料，由黑龙江省水文局统一整编。
东宁水文站位于东宁镇绥芬河干流，地理坐标为东经131°06′，北纬44°04′，控制流域面积8374 km2，1950年设立为水位站，1957年3月9日将基本水尺断面上移5230m，改为水文站，控制面积8254 km2，1980年1月1日将基本水尺断面及各项测验设备下迁3600m，改名为东宁（二）站，控制流域面积8374 km2，新旧断面有对比观测资料。观测项目有水位、流量、降水、泥沙、蒸发、水温和冰清。具有1957年--2006年水位、流量、降水、泥沙等观测资料，均由黑龙江省水文局整编刊印。
2.2.2 资料审查
TTT水库流域无水文站，洛河下游小绥芬河干流只有道河水文站，集雨面积3420km2，该站距工程地点最近，本次设计需借用该站水文资料。
2004年牡丹江市水利勘测设计研究院在绥芬河市寒葱河水库可行性研究报告和东宁县老黑山水电站初步设计工程中，对该站洪水系列进行了分析；2008年黑龙江省水利水电勘测设计研究院编制“黑龙江省绥芬河流域近期治理建设规划报告”时对该站洪水系列进行了分析。
本次设计将道河站实测系列延长至2006年，在新增的1992年—2006年实测系列中没有发生较大洪水，对原系列影响不大。前段洪水系列经省院和我院多次工作认为比较可靠，系列代表性较好。故本次设计采用道河站实测系列为1959年—2006年，加之1932年以来历史特大洪水调查资料，不连续系列为1932年—2006年共75年。
2.3 径流
2.3.1 径流特征
TTT水库所在流域来水以地表径流为主，补给水源主要为大气降水，可分为降雨径流和融雪径流。融雪径流一般发生在4月中旬、下旬，占径流比例较小。降雨径流为主要来源，降水量主要集中在7、8两个月，约占全年径流量的50%以上。
TTT水库所在流域多年平均径流深为150mm，径流地区分布规律为流域上游山区较大，随着流域地势逐渐过渡到下游丘陵区，其径流深也相应减小。变差系数变化趋势与年径流深一致，上游较大，下游较小。
径流年内丰枯变化较大，主要受降雨量影响，夏季雨量较丰，径流较大，冬季雨量较小，径流较枯。径流年内分配极不均匀，大部分集中在夏秋汛期，6～9月径流量占全年的70%以上。
2.3.2 径流系列
由于本流域无入库径流实测系列，故本次设计依据1996年版《黑龙江省水文图集》对径流进行分析计算，从而确定水库坝址处多年平均年径流深R0和年径流变差系数CV值。
2.3.3 单站设计径流
由于本流域内无实测水文资料，故本节不做分析。
2.3.4 坝址设计径流
2.3.4.1 坝址设计年径流
TTT水库集雨面积经复核为23.3km2，坝址处无实测水文资料。根据水库的地理位置和坝址以上流域面积，查1996年版《黑龙江省水文图集》年径流深及Cv值等值线图确定Cv值，Cs=2.0Cv，采用图集法计算坝址处设计年径流。
1、多年平均年径流量的计算
依据公式： W0=1000·R0·F
式中，W0：多年平均年径流量（104m3）；
R0：多年平均年径流深（mm）；
F：流域面积（km2）。
TTT水库设计年径流及统计参数见表2.3-1。

2、90%供水保证率设计来水量计算
依据公式： WP=KP·W0
式中，Wp：90%供水保证率设计来水量（104m3）；
KP：设计保证率90%的模比系数，KP=0.35。
经计算，90%供水保证率设计来水量为122.3×104m3。
3、年径流成果的比较与分析
本次设计的年径流成果与原初设成果进行对比，详见表2.3-2。

由上表可见，对比原初设成果，本次设计成果数值偏小，这主要是由于近十几年的连续枯水导致的。
2.3.4.2 坝址设计年径流的年内分配
由于本水库流域范围内无水文测站及实测资料，故本次设计年径流的年内分配依据1996年版《黑龙江省水文图集》进行分析计算。
TTT水库所在的产流分区属2区，设计暴雨分区为Ⅲ2区，依此查其径流年内分配比例，计算水库设计年径流的年内分配，结果详见表2.3-3。

2.4 洪水
2.4.1 暴雨洪水特性
2.4.1.1 暴雨特性
造成小绥芬河流域暴雨的天气系统主要是台风和气旋，由于地形抬升影响，暴雨中心往往在小绥芬河流域上游。暴雨发生时间主要是8月份，其次是7月份。一次降雨过程约为3天-7天，主要集中在1天-3天之内。1天降雨占7天降雨的50%-60%，3天降雨占7天降雨的70%-80%。

2.4.1.2 洪水特性
1、洪水的时空分布
小绥芬河流域年内洪峰多数发生在7、8两月份，洪峰出现在5月-6月或9月-10月份的极少。流域年内洪峰出现次数平均为2次-5次。
小绥芬河流域洪水历时，以1956年、1957年、1960年、1991年大洪水来看，一次洪水过程集中洪量时间，支流为1天左右，干流为3天左右，一次较完整的洪水历时，支流是1天-3天，干流是5天-7天。
2、洪水组成
历年大洪水均是全流域同次暴雨形成。流域形状为长条形，水系分布呈树枝状。洪水过程多为单峰，陡涨陡落，峰型尖瘦，涨水历时约1天左右。
2.4.2 洪水调查
小绥芬河流域洪水频繁。
根据洪水调查及实测资料，解放前出现的较大洪水年份有1932年和1943年。以1932年洪水为最大，道河站洪峰流量为3900m3/s。解放后出现的较大洪水年份为1965年道河站洪峰流量为1860m3/s。历史洪水调查成果见表2.4-1。
表2.4-1 道河站历史洪水调查成果表
序 号
1
2
3
备注
年 份
1932
1943
1965

流量（m3/s）
3900
3240
1860

可靠程度
供参考
供参考
实测

2.4.3 单站设计洪水计算
本次设计，单站设计洪水根据道河站实测流量系列结合历史洪水调查成果经分析计算确定。
2.4.3.1 资料系列
道河站计算洪水系列为1932年-2006年，共75年。其中，实测系列48年，实测年份为1959年-2006年。历史洪水调查成果有1932年和1943年。
2.4.3.2 经验频率计算
采用实测插补系列与历史特大值共同组成一个不连续系列作为代表总体样本的方法计算。采用历史特大洪水3项，其中实测系列洪水特大值处理1项，特大洪水排序及数值见表2.4-2。
表2.4-2 特大洪水排序及数值表
序 号
1
2
3
备注
年 份
1932
1943
1965

流量（m3/s）
3900
3240
1860

重现期（年）
75
38
25

按下式计算经验频率：
特大值频率： PM=M/（N+1）
式中，PM：特大值频率；
M：特大值项数；
N：洪水调查期，N=75；
a：特大值项数，a=3；
L：实测系列中特大值个数，L=1；
n：连续实测系列，n=48；
m：实测一般洪水序位。
频率曲线统计参数的计算与确定：
线型采用P-Ⅲ型曲线，CS=2.25CV，适线确定统计参数。本次采用CV=1.95适线结果较为合理。道河站洪峰流量频率曲线见图2.4-1。据此计算各频率设计洪峰流量，本次成果见表2.4-3。

2.4.4 控制断面设计洪水
2.4.4.1 控制断面设计洪水推求
由于工程地点处缺乏实测水文流量资料，本次设计中，拟通过二种途径推求设计洪水：
一是利用本流域道河站单站系列延长后的洪水参数对CV、CP进行修正，修正公式为:
Cp修后=Cp修前×Cp站计/Cp站图 （1）
Cv修后=Cv修前×CV适线/Cv站图 （2）
式中：Cp修前、Cp修后—控制断面修正前后20年一遇洪峰流量参数；
Cp站计、Cp站图—站址断面计算和查图的20年一遇洪峰流量参数。
Cv修后、Cv修前—控制断面修正前后的变差系数；
Cv适线、Cv站图—站址断面适线和查图的变差系数。
修正前的Cp值与Cv 值查等值线图。
参数修正后按下式计算设计洪峰流量：
Qmp=Cp×F0.67×kp / k5% （3）
Cp、Cv修正系数见表2.4-4。
表2.4-4 修正系数表
Cp修正前
Cp站设计
Cp站图
Cp修正后
备注
7
8.37
7
8.37

Cv修正前
Cv站设计
Cv站图
Cv修正后

1.9
1.95
1.9
1.95

二是采用1996年编制的《黑龙江省水文图集》中的径流和暴雨途径计算设计洪水。
通过以上两种途径计算洪峰流量，其成果见表2.4-5。
表2.4-5 洪峰流量设计成果表
计算方法
CV
Cp
Qp（m3/s）
2%
0.2%
图集修正法
1.95
837
110.25
227.48
图集法径流
途径推求
1.9
7
92.0
190.0
图集法暴雨
途径推求

64.0
115.5
2.4.4.2 设计成果合理性检查
由表2.4-5可以看出，虽然修正法比其他方法计算的成果都大，但是，其他两种方法一是资料系列较短，二是小绥芬河流域降雨大值和暴雨中心均在上游；同时考虑工程安全性，本次工程地点的设计洪水成果，采用对本流域道河站洪水参数CV、CP值修正法求得的成果。详见表2.4-6。
表2.4-6 设计洪水成果表
项 目
Cp、B
Cv
Cs/Cv
设 计 值
01%
0.2%
0.5%
1%
2%
5%
最大流量
（m3/s）
8.37
1.95
2.25
264.73
227.48
178.96
143.79
110.25
69
最大一日洪量
（104m3）
126.44
1.72
2.25
681
589
471
385
301.35
197
最大三日洪量
（104m3）
209.8
1.43
2.25
914
802
654
545
439.87
305
最大七日洪量
（104m3）
245.1
1.13
2.25
981
872
730
623
514.97
379

2.4.5 设计洪水过程线
根据各设计频率的最大流量、最大24小时洪量和最大三日洪量，采用1996年《黑龙江省水文图集》中概化过程线法进行放大，求得各频率设计洪水过程线。
首先，利用水文图集法和水文图集修正法分别计算设计洪水过程线总历时。计算公式为：

式中： T、t—洪水集中段历时；
—集中洪量；
—最大24小时洪量；
—最大3天洪量；
—最大流量。
设计洪水过程按水文图集提供的概化线进行放大。两种方法计算所得洪水过程线设计结果详见表2.4-7、表2.4-8和图2.4-2、图24-3。

2.4.6 施工期洪水
依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）的有关规定，本工程临时性建筑物级别采用5级。
导流围堰属临时性5级建筑物，洪水标准采用5年一遇。由于本次工程施工工期为2011年9月至2012年5月，工程在施工期间要渡汛，故施工洪水设计流量计算时考虑全年流量。
施工洪水计算成果见表2.4-9。
表2.4-9 施工期洪水成果表 单位：m3/s
施工期
频率P=20%
春汛（4-6月）
19.44
大汛（7-8月）
5.55
春汛（9-11月）
1.32

2.5 蒸发增损
蒸发增加的损失按水体蒸发与陆面蒸发的差值计算，陆面蒸发量按多年平均降水量与径流深的差值计算。TTT水库本身无蒸发、降水观测资料，本次设计依据1996年《黑龙江省水文图集》成果，查得水库站的降水及蒸发资料，计算水库蒸发增损量。公式如下：
E损= E水-E陆= E水-(P-R)
式中：E损 — 多年平均年蒸发增损量，mm；
E水 — 多年平均年水体蒸发量，698mm；
E陆 — 多年平均年陆面蒸发量，mm；
P — 坝址多年平均年降水量，385mm；
R — 多年平均年径流深，150mm。
TTT水库蒸发增损量及年内分配情况详见表2.5-1。

2.6 泥沙
水库区上游两岸均为山体，目前植被覆盖情况较好，故水库虽经多年运行，但淤积情况并不严重。
水库的总输沙量为悬移质和推移质之和。
根据1996年《黑龙江省水文图集》中“多年平均年输沙侵蚀模数等值线图”，查得TTT水库处多年平均年输沙模数为20t/km2·a。推移质按悬移质20%计算，则在水库50年运行期内泥沙淤积库容计算如下：

式中：V—水库淤积库容（104m3）；
T—水库运行年限，T=50年；
G—多年平均悬移质输沙量（t/a），G=20×23.3=466t/a；
r—泥沙容重，r=1.3t/m3；
E—推移质和岸崩占悬移质泥沙的百分数，取20%。

查TTT水库库容曲线, 泥沙淤积库容相应高程为498.67m。
工程运行期内可考虑清淤。
2.7 冰情
查1996年版《黑龙江省水文图集》冰情特征表，绥芬河流域多年封江日期为11月20日，开江日期为4月7日，多年平均封冻天数138天，多年平均最大冰厚0.92m。
2.8 坝下水位流量关系
本次设计，坝下水位—流量关系的确定依据牡丹江市水利勘测设计研究院2010年12月实测的坝下横断、纵断及1:1000平面图。
根据本河段的河床、滩地、断面形状等因素分析选定糙率：河床主槽糙率采用值为0.028，滩地糙率采用值为0.057-0.07。河底比降为1/86。根据实测河道大横断面，采用均匀流公式推求。
坝址下游水位—流量关系详见表2.8-1，坝下水位—流量关系曲线图见图2.8-1。

3 工程地质
2008年12月，受绥芬河市水务局委托，牡丹江市水利勘测设计研究院对TTT水库进行了除险阶段的工程地质勘察。通过本次勘察，基本查明了坝体、坝基、溢洪道和输水洞的工程地质条件及险工段成险原因。
3.1 水库区工程地质构造特性
3.1.1 坝区地形地貌
TTT水库地处北大河中、下游，北大河属绥芬河右岸一级支流，窜流于山间沟谷。地貌单元是侵蚀剥蚀低山丘陵区，切割深度小于200m，坡度多为＜45 º。区内低山纵横，沟壑众多，河流发育，植被左岸较好，林木密布；右岸植被一般，耕地相对较多。
3.1.2 地层岩性
本区地层分区属于兴凯湖—布列亚山地层区（Ⅱ），张广财岭—太平岭分区（Ⅱ1）、共和小区（Ⅱ）。区内出露的地层有：上元古界、中生界和新生界地层。区内侵入岩大面积出露，主要为晚元古代张广财岭期花岗闪长岩（）和印支期二长花岗岩（），其产状为以岩基为主，部分为岩株和岩盘状产出。
3.1.3 地质构造与区域稳定性评价
工作区地处古亚洲构造和滨太平洋构造的交接复合部位，构造发展多阶段、多旋回、不平衡性明显，地壳活动性较强，因而地质构造复杂。
根据多旋回结合坂块构造学说大地构造单元划分，工作区属兴凯湖—布列亚山地块区、老爷岭地块（Ⅴ）、张广财岭—太平岭边缘隆起带（Ⅴ1），老黑山断陷（Ⅴ）。
区内构造断裂较为发育，对工作区有较大影响的岩石圈断裂主要有二条：一是牡丹江岩石圈断裂，为俯冲断裂，位于工作区西部，相距10km，走向0º～10º，主要活动于中生代；敦化——密山断裂，为逆地堑式断裂，位于工作区东南部，相距60km左右，走向40º左右。另外在水库东部36km分布有青山断裂，青山断裂由数条断层组成，控制并切割中生代煤盆地及其以前的地质体，长度140km，逆冲—剪切断裂，形成于古生代，主要活动于中生代；水库还位于麻山—鸡西断裂带的延长线上，距断裂西端约20km，该断层形成于古生代，主要活动于中生代。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工作区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度值Ⅵ度，动反应谱特征周期为0.35s。区域稳定性较好。
3.2 坝体与坝基土（岩）层工程地质特征
3.2.1 坝基工程地质条件
3.2.1.1 坝基地质条件
本次勘察揭露坝基岩性自上而下依次为：
（1）新生界第四系全新统洪积、冲积松散堆积物（）
高液限粘土：透镜状分布于坝基左部，黑色、灰绿色，手感细腻，可塑—硬塑，偶有砂感，粘性较大，干强度较高。根据标准贯入试验，修正后锺击数平均N=6.5，取值：承载力标准值fk=180kPa，抗剪强度指标标准值c