安全生产-某水库大坝安全评价概述(docx 83页)

国水利设证乙字 A143001076 湘水电设证乙字 A243001073 xx 省 xxx 县 棚下水库大坝安全评价 资料汇编 xxx 水利水电勘测设计院 二 O 一五年三月 资料目录 第一部分 xxx 县棚下水库大坝安全评价报告 第二部分 xxx 县棚下水库大坝现场安全检查报告 第一部分 xxx 县棚下水库现状照片 第一部分 xxx 县棚下水库现状附图 第一部分 xxx 县棚下水库大坝安全评价报告 xx 省 xxx 县 棚下水库大坝安全评价报告 xxx 水利水电勘测设计院 二 O 一五年三月 项目名称： 批 准： 审 定： 校 核： 编 写： 项目负责： 参与人员： I 目 录 工程特性表 1 1. 综合说明 3 1.1 工程概况 3 1.2 工程质量评价 3 1.3 大坝运行管理评价。 3 1.4 洪水标准复核 4 1.5 大坝结构安全评价 4 1.6 大坝渗流安全评价 4 1.7 抗震安全评价 4 1.8 结论及意见 5 2. 工程质量评价 7 2.1 评价依据 7 2.2 地质条件 7 2.3 坝基主要工程地质问题与评价 9 2.4 它建筑物工程地质条件及评价 11 2.5 工程质量的综合评价 12 3. 大坝运行管理评价 14 3.1 水库管理机构和工程效益 14 3.2 大坝运行情况 14 3.3 大坝安全监测 15 3.4 大坝运行管理综合评价 15 4. 防洪能力复核 16 4.1 复核依据及洪水标准 16 4.2 设计洪水 16 4.3 调洪演算 20 4.4 抗洪能力复核 23 5. 大坝结构安全评价 26 II 5.1 地勘成果 26 5.2 大坝稳定复核 26 5.3 其他结构安全评价 44 5.4 复核结果 44 6. 渗流安全评价 45 6.1 坝体渗流安全评价 45 6.2 坝基渗流安全评价 45 6.3 坝肩渗流安全评价 46 6.4 其他建筑物渗流安全评价 46 6.5 结论 46 7. 抗震安全评价 47 8.综合评价 48 8.1 综合评价方法 48 8.2 结论及建议 48 xxx 县棚下水库安全评价报告 1 工程特性表 序号 指标名称 单位 数据 备 注 一 水文气象 1 坝址控制集雨面积 km2 5.5 2 干流长度 km 4.67 3 干流平均坡降 % 7.3 4 多年平均降雨量 mm 1761.5 5 多年平均气温 度 17.3 6 P=0.50%洪峰流量 m3/s 50.96 7 P=5%洪峰流量 m3/s 39.21 8 P=10%洪峰流量 m3/s 32.05 二 水库特性 1 水库 死水位 m 512.7 相对高程（下同） 正常蓄水位 m 536.8 设计洪水位 m 537.86 （P=5.0% ） 校核洪水位 m 537.93 （P=0.50% ） 死库容 万 0.14 正常蓄水位相应库 容 万 m3 57.13 有效库容 万 m3 60.47 总库容 万 m3 62.61 2 大坝 大坝型式 重力坝 最大坝高 m 25.8 坝顶高程 m 537.4 包括防浪墙 坝顶宽 m 4.6 坝顶轴线长 m 80.8 3 泄水建筑物 型式 宽顶堰 堰顶高程 m 536.8 溢流堰宽度 m 8.1 消能方式 无 设计泄洪流量 m3/s 37.94 P=5.0% 校核泄洪流量 m3/s 47.41 P=0.5% 4 放水涵洞 xxx 县棚下水库安全评价报告 2 型式 压力管道 进口底板高程 m 512.7 出口底板高程 m 512.64 输水道尺寸 m 0.60 三 灌区工程 设计灌溉面积 万亩 0.07 实际灌溉面积 万亩 0.07 四 工程效益 1 灌溉面积 万亩 0.07 2 多年平均发电 万Kwh 298.9 xxx 县棚下水库安全评价报告 3 1. 综合说明 1.1 工程概况 棚下水库位于 xxx 县县水口镇盐池村，坝址地理坐标东经 113 437.9 ，北纬 26165，距 xxx 县县县城 50km。本工程所在流域为湘江 支流洣水，坝址控制集雨面积 5.5km2，干流长度 4.67km，干流平均坡降 7.3%。 水库正常蓄水位 536.8m，正常库容 57.13 万 m3，总库容总库容 62.61 万 m3， 是一座以发电为主兼顾防洪、养殖、生态等综合效益的小（二）型水库。 枢纽工程由大坝（包括溢流段和非溢流段） 、引水隧洞、放水涵洞等建筑物 组成。大坝为浆砌石重力坝，非溢流段坝顶高程 536.8m，溢流段堰顶高程 536.8m，坝顶有 0.6m 高防浪墙，宽度为 1m；坝顶轴线长 80.8m，坝顶宽 4.6m，最大坝底宽 37.4m，最大坝高为 25.8m，大坝上游近于垂直，下游坡比 为 1:0.62、1:0.68。 1.2 工程质量评价 由于大坝施工前未做地质勘探，施工时未严格按规范操作，坝体清基不彻 底，坝基未做防渗处理，坝体砌筑材料不合规范，砌筑质量较差。工程投入运 行后长期存在坝基漏水等问题据现场查看及资料分析，工程质量存在如下问题： 1）坝高不能满足防洪要求，浆砌石坝体存在孔隙且漏水； 2）坝体单薄，不能满足稳定要求，下游没有踏步，无法到达坝脚； 3）大坝坝基、坝肩渗漏； 4）溢洪道结构基本完整，但泄流能力不足，未建消能设施； 5）上坝公路路况较差，无管理用房； 6）大坝未设监测站，没有安全监测设施没有必要的水情报系统，无特大洪 水保障系统。 由于上述诸多问题的存在，给水库的安全运行带来了较严重的威胁。除险 加固是十分迫切和必要的。 工程建筑质量评价为不合格。 xxx 县棚下水库安全评价报告 4 1.3 大坝运行管理评价。 水库目前由棚下水电站管理，基本上能按控制水位调度运用，但水库调度 管理规章制度不完善，无特大洪水应急保障系统方案，水库无任何观测设施， 无安全监测系统和水情测报系统，无上坝公路。目前，水库处于病险状态，一 直控制蓄水。 棚下水库大坝运行管理综合评定为差。 1.4 洪水标准复核 棚下水库位于丘陵区，浆砌石重力坝，总库容 62.61 万 m，按 20 年一遇 的洪水设计，200 年一遇的洪水校核，符合现行国家规范要求。 按照砌石坝设计规范 （SL25-2006）和水库大坝安全评价导则 （SL258-2000）的有关规定，对棚下水库挡洪建筑物的顶部高程进行复核，经 计算，要求的坝顶高程为 538.96，而目前的坝顶高程有 537.4m(包括防浪墙 0.6m 高)，故现有大坝的坝顶高程不能满足规范要求，需要加高大坝坝顶高程或 加宽溢流堰宽度。 综合以上结论，防洪标准复核为 C 级。 1.5 大坝结构安全评价 1）坝内砌体孔隙较多，石料之间胶结不好，变形后裂缝未做灌浆加固处理。 按现大坝断面尺寸与基础条件计算，坝体抗滑安全系数偏小，不满足规范要求； 抗倾稳定、应力符合规范要求。 2）溢流段结构完整，无消能设施，泄流能力不足。 3）输水建筑物结构完整，出口闸阀有漏水现象。 根据水库大坝安全评价导则 （SL258-2000） ，大坝的结构安全评价为 C 级。 1.6 大坝渗流安全评价 根据本次实际走访，并结合地质勘探与土工实验、大坝建设等资料，我们 认为，目前棚下水库大坝存在以下几个渗流问题： （1）根据现有地勘资料，大坝存在坝体渗漏、坝基及坝肩渗漏；坝体浆砌 石填充密度不够。 xxx 县棚下水库安全评价报告 5 （2）据调查，库水对砼无腐蚀性，地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐 蚀性。 1.7 抗震安全评价 根据 GB18306 版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 ，该地区地震动峰值加速度0.05g ，地震反应谱特征周期为 0.35s，对应的地震基本烈度为小于 6 度。根据水库大坝安全评价导则 (SL258-2000)第 7.1.3 款第 1 条的规定，可不进行抗震复核。考虑到该工程主要 建筑物等级为等 5 级，大坝为浆砌石坝，与其他坝型比较，抗震性能相对较 好。而进行抗震安全分析所需必要的勘测、试验资料缺乏，因此，未进行复核 计算。根据类似工程计算成果，判定该工程大坝抗震稳定性等级为 A 级。 1.8 结论及意见 1.8.1 大坝安全评价结论 通过本次安全评价论证分析，可以得出如下几点结论： （1）工程质量评价为不合格； （2）大坝运行管理评价为差； （3）大坝防洪标准复核为 C 级； （4）结构稳定评价为 C 级； （5）渗流安全评价为 C 级。 （6）抗震稳定复核评价为 A 级。 综合评价棚下水库大坝为三类坝，需进行除险加固。 1.8.2 对大坝维修加固意见和建议 针对棚下水库大坝工程存在的问题，特提出以下处理措施和建议： （1）建议对坝基、坝肩进行帷幕灌浆，以减小坝基渗漏和坝底扬压力，增 加大坝抗滑能力，使大坝抗滑系数达到规范要求； （2）水库运行后在坝体产生了一条沿坝轴线方向的裂缝，且坝体在水位较 高时存在渗漏问题，建议对坝体进行防渗处理。坝高达不到防洪要求，建议适 当加高。 （3）加宽溢流段，设消能设施； xxx 县棚下水库安全评价报告 6 （4）新建上坝公路； （5）新建管理用房； （6）大坝设必要的观测设施。 大坝综合评价结果见 表 11 表 11 棚下水库大坝综合评价表 评价项目 分析评价结论 评定级别 工程质量 大坝坝基地质存在强分化带，处理不彻底；施工没有达到规范要求。 不合格 运行管理 无上坝公路，无管理用房，水库运行缺乏必要的运行管理维修资金；大坝 缺乏必要的水情测报系统，缺乏必需的安全监测设施。 差 防洪标准 水库采用 20 年一遇的洪水设计复核，200 年一遇的洪水校核复核，满足国 家规范要求；大坝坝顶复核高程 538.96m，现坝顶高程 537.4（包括防浪墙 0.6m） ，不满足抗洪要求。 C 结构安全 坝内砌体孔隙较多，石料之间胶结不好，变形后裂缝未做灌浆加固处理。 按现大坝断面尺寸与基础条件计算，坝体抗滑安全系数不满足规范要求； 抗倾稳定、应力符合规范要求。 C 渗流安全 存在坝体、坝基、坝肩、渗漏。 C 抗震安全 所处区域的地震基本烈度小于六度。 A 根据以上结论，综合评定大坝为三类坝。 xxx 县棚下水库安全评价报告 7 2. 工程质量评价 2.1 评价依据 2.1.1 文件依据 （1） 砌石坝设计规范 （SL25-2006） ； （2） 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 （SL189-1996） ； （3） 水库大坝安全评价导则 （SL258-2000） ； （4） 水库大坝安全鉴定办法 （水建管2003271 号） ； （5） 小型水库注册资料 。 2.1.2 运行现状及问题 由于原大坝施工前未做地质勘探，施工时未严格按规范操作，坝体清基不 彻底，坝基未做防渗处理，坝体砌筑材料不合规范，砌筑质量较差。从建成以 来运行期间到目前为止，有不少问题未彻底根除，仍存多处渗漏及险情，影响 工程经济与社会效益的正常发挥。目前存在的主要问题有： 表 21。 表 21 工程运行问题汇总表 序号 主要问题 险情 1 坝体、坝基渗漏 坝体存在渗漏，且渗漏较为严重，有明显渗漏痕迹。 2 溢流坝段 溢流堰不满足泄流要求，坝体抗倾、应力满足规范要求，但抗滑系数偏小。 2.2 地质条件 2.2.1 工程地质条件 2.2.1.1 地形地貌 水库位于 xx 东部的罗霄山脉 南段，地貌形态以低中山、丘岗地貌为主，间 夹河流冲积地貌，工程区山顶高程一般为 700900m，阶地高程一般 520540m 。 2.2.1.2 地层岩性 工程区出露的地层主要有：奥陶系上-中统桥亭子组（O 1-2q）、第四系残坡 积堆积(Q edl)、第四系全新统冲积堆积 (Q4al)、第四系人工堆积 (Qs)等。由老至新 xxx 县棚下水库安全评价报告 8 分述如下： (1)奥陶系上- 中统桥亭子组 （O 1-2q）：主要为深灰色、灰黑色、褐黄色泥质 板岩、绢云母板岩、条带状板岩，夹条带状砂质板岩，下部夹少量灰绿色中-厚 层状浅变质凝灰质细粒长石石英杂砂岩，中上部夹较多的炭质板岩，中部夹少 量硅质板岩，厚度 500-1500m。工程区山头及山坡开挖处多见出露。 (2) 第四系残坡积堆积(Q edl)：为褐红色粉质粘土夹碎石，多呈硬塑状，主 要分布于工程区两侧的山坡上，厚度一般 1.02.0m。 (3) 第四系全新统冲积堆积(Q 4al)：为砂壤土，分布于坝区下游级阶地、 库内及冲沟内，厚度一般 1.01.5m 。 (4) 第四系人工堆积(Q s)：主要分布于大坝的坝体及附属建筑物区，坝体砌 筑材料为浆砌石，厚度 1.025.8m 。 2.2.1.3 地质构造及地震 工程区位于 xx 东部，罗霄山脉 南段，属华南褶皱系中的 “湘东新华夏构造 体系”中的第二沉降带中的湘东褶皱带，构造运动频繁，褶皱断裂普遍。早古 生代为地槽区，接受海相沉积，后受加里东及燕山早期构造运动影响，地层全 面褶皱、断裂，岩浆沿断裂带溢出，形成复合岩体，并随古陆抬升。至中生代， 山体轮廓基本塑定成型。再经新生代以来的地貌回春期，遂成今日地势高亢磅 礴，峰壑交错起伏的形态。 据xx 省地震目录 记载，本区自 1477 年以来共发生过 16 次有感地震， 震级小。根据 GB18306-2001中国地震动参数区划图 ，工程区地震动峰值加 速度0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为小于 度。 属相对稳定地块。 2.2.1.4 水文地质条件 区内地下水类型有孔隙水、基岩裂隙水。依据当地经验，库水对砼无腐蚀 性。地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蚀性。 2.2.1.5 主要物理地质现象 根据调查，由于工程区地形较陡，岩体风化较强烈，局部地段（Q edl）易在 雨季产生表层的坍滑，其它物理地质现象一般发育。 xxx 县棚下水库安全评价报告 9 2.3 坝基主要工程地质问题与评价 2.3.1 地质概况 （1）坝体底部未作清基，为奥陶系上-中统桥亭子组（ （O 1-2q）强风化泥 质板岩 0-5.0m，岩石软弱，节理裂隙发育和岩体破碎， ，构成坝基渗透网络，据 现场压水试验（表 2）表明，基岩 0-5m 为中等透水岩层，因此，存在坝基渗漏 问题。 （2）坝肩为奥陶系上- 中统桥亭子组（O 1-2q）泥质板岩，岩体强风化深度 相对较深，节理裂隙局部密集成带出现，岩体切割破碎，基岩 0-5m 为中等透水 岩层，因此，存在绕坝渗漏隐患。 2.3.2 坝体工程地质特征 大坝几经除险加固后，其基本数据变化较大，本次勘测实测和钻探，其基 本数据如下：大坝为浆砌石重力坝，坝体砌筑材料为浆砌石，坝顶轴长 80.8m，坝顶宽 4.6m，最大坝高 25.8m，坝顶高程 536.8m。大坝上游近于垂直， 下游坡比为 1： 0.62、1:0.68。 2.3.2.1 坝体组成及分区 大坝为浆砌石重力坝，坝体砌筑材料为浆砌石，并采用砂质板岩块石护面， 水泥砂浆勾缝，左右两端导墙系用块石水泥砂浆堆砌，顶部用毛条石铺面砌筑， 设计坝体容重为 21KN/m3。本次现场回弹试验，浆砌石抗压强度为 40.6- 48.1Mpa.强度较高，坝体外表完整，但坝外表有漏水痕迹。 实地调查发现：砌石体大部分石头是由库区附近采来的砂质板岩，坝体胶 结材料为水泥砂浆，加上是由大批民工施工，缺乏必要的施工经验和技术，浆 砌石砂浆未填满，水泥砂浆标号很低，大坝运行多年后，库水对坝体胶结材料 的溶蚀作用日益严重。 根据坝体岩性及渗透性可分别将大坝坝体分为 2 个区，这 2 区分别是： 区坝体区,浆砌石，中等透水层； 区坝基区，板岩，0-5m 中等透水层，5m 以下弱透水层。 2.3.2.2 分区土体工程特性 跟据本次野外钻探，浆砌石有孔隙，结构不很密实，填筑质量仍较差，在 xxx 县棚下水库安全评价报告 10 高水位作用下也能形成渗流通道，达不到防渗质量要求。 根据本次钻探揭示及相 关资料，坝体砌石物理力学性质的推荐值如下。 浆砌石 重 度 =21KN/m3 弹性模量 E=4.0GPa 变形模量 E=2.5GPa 泊松比 =0.24 砌体容许压应力 1.5MPa 混凝土 重 度 =24KN/m3 弹性模量 E=22GPa 泊松比 =0.167 2.3.3 坝体存在主要问题及评价 坝址中心山谷原为小溪，大坝是在上述基础上清除第四系坡、残积土砌筑 而成，依顺水流方向，从上游坝面至下游坝面，坝体材料组成为混凝土防渗面 板、浆砌石、水泥砂浆砌石护面。 该水库经过多年的运行，存在许多问题：如大坝浆砌石中块石与水泥砂浆 局部胶结不牢、砂浆未填满，空隙较多，水库蓄水时，水库水位升高，部分水 泥砂浆产生离析，使浆砌石中的孔隙增多增大，同时受水库水体水压力的影响， 孔隙中所含孔隙水具流动性，从而形成渗流通道；坝体底部浆砌石与基岩局部 存在空隙，使水库水可沿此空隙向下游排泄；加之库水对坝体胶结材料的溶蚀 作用日益严重，坝体内部填砌料不断随水带出；大坝建基面与砌石体之间未按 设计要求设置混凝土垫层，砌石体与基岩接触面为一个明显的渗漏面。基于坝 体防渗砼局部产生裂缝，当水库水位较高时，大坝下游渗流量加大；而坝基、 坝肩渗水渗入坝体，也会 导致坝体渗漏量增大。 基于基岩在深部结构紧密，抗剪强度较高，故大坝不会产生深层滑动问题。 由于大坝没有设置坝基渗压观测设施。因此无法复核坝基渗压力分布，但 xxx 县棚下水库安全评价报告 11 根据观察，由于钙质的堆积使部分坝身及坝下游排水管隙堵塞，造成坝体内渗 压增高及基础扬压力升高。因此，有必要设渗压观测点，以便于掌握坝基渗压 力及扬压力变化情况。 综上所述，该水库坝体已存在严重的安全隐患，该水库也成为了典型的病 险水库。 2.4 它建筑物工程地质条件及评价 2.4.1 溢流坝段工程地质条件及评价 2.4.1.1 基本地质条件 溢流坝段位于主坝中间，为溢流堰，堰顶高程 536.8m，宽 8.1m，长 38m。 出露地层岩性为： 奥陶系上-中统桥亭子组 （ O1-2q）：为泥质板岩，分布在溢洪道的下部及左 右两侧山坡，岩石较破碎。 据调查，库水对砼无腐蚀性。地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蚀性。 2.4.1.2 主要险情隐患及处理评价 溢洪道结构为砼浆砌石结构,整体完好，但泄槽末端未设消能防冲设施。 2.4.2 输水涵工程地质条件及评价 输水涵为圆涵，洞长 38.0m。设计底板进口高程 512.7m，出口高程 512.64m。 主要地层岩性有：奥陶系上-中统桥亭子组（O 1-2q）：为泥质板岩，隧洞沿 线都有分布。岩石强风化层软弱，抗风化能力弱。 根据调查，河水对砼无腐蚀性。地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蚀 性。 大坝输水涵坝后闸阀门有漏水现象，需更换。 2.4.3 拟建防汛公路工程地质条件及评价 2.4.3.1 防汛公路区基本地质条件 本村有简易公路通到水库坝顶，拟在原路的基础上扩建，扩建公路全长 xxx 县棚下水库安全评价报告 12 2.0Km 主要地层岩性为： (1) 奥陶系上- 中统桥亭子组（O 1-2q）：为泥质板岩，工程区山头及山坡多 见出露。 (2) 第四系残坡积堆积(Q edl)：为褐灰、褐黄色碎石土，多呈硬塑状，主要 分布于工程区两侧的山坡上，厚度一般 5.06.0m。 (3) 第四系全新统冲积堆积(Q 4al)：为砂壤土，分布于坝区下游级阶地、 库内及冲沟内，厚度一般 0.51.5m 。 (4)第四系人工堆积(Qs)：主要分布于路基，为粘土、粉质粘土混碎块石， 其厚度 0.51.0m。 主要物理地质现象主要为小型边坡崩塌和掉块。 公路区地下水类型主要为第四系覆盖层中的孔隙潜水及基岩裂隙水，据调 查，河水对砼无腐蚀性。地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蚀性。 2.4.3.2 防汛公路工程地质评价 (1)路基：仅 0+0001+950 桩号路基出露强风化泥质板岩， （ 1+9502+000 为大坝段，已达设计要求） ，其它路段上覆杂填土或残坡积堆积， 一般厚约 14m。路段地下水位一般埋深较深，对路基无不良影响。 (2)边坡：土质边坡，主要为残坡积层及少量人工堆积，一般厚 14m。岩 质边坡，岩性为强风化变质砂岩，坡高约 35m，坡角一般 1025 。本公路 边坡建议开挖坡比：残坡积及人工堆积临时开挖坡比 1：1.25，永久开挖坡比 1：1.5 ，强风化泥质板岩岩体临时开挖坡比 1：1.0，永久开挖坡比 1：1.25 。 2.5 工程质量的综合评价 1）工程区地处于属华南褶皱系中的“湘东新华夏构造体系”中的第二沉降 带中的湘东褶皱带，xxx 县-桂北西向隆起和汝城-xxx 县-宁岗南北向构造交汇部 位，依据中国地震动参数区划图 ，工程区地震动峰值加速度0.05g，地震动 反应谱特征周期为 0.35s，所对应的地震基本烈度为小于 度，为相对稳定区。 2）工程区属低中山区与丘陵交汇地带，地势较起伏，出露第四系冲积层、 残坡积层及奥陶系上-中统桥亭子组（O 1-2q）等。砂质板岩强风化层软弱，抗风 xxx 县棚下水库安全评价报告 13 化能力弱，裂隙发育存在渗透变形等工程地质问题，工程地质条件较差。 3）大坝存在坝体、坝基和绕坝渗漏问题，应进行防渗处理。 4）溢流堰本身完整。建议新建消能设施。 5）输水涵围岩主要为为强风化板岩。输水涵地下水对砼不具腐蚀。 6）防汛公路线路段经过场区工程地质条件较简单，场地及区域地质稳定， 其不良工程地质现象主要为局部地段存在潜在的崩塌变形的可能，建议在施工 过程中予以重视，加以处理和防护。 7）建筑材料需求量较少，土料和块石料现场采取，砂砾料可就近购买及取 材，其质量和储量均满足要求。 8）下步工作建议：加强初步设计地质工作，对开挖时可能揭露的不良工程 地质问题及时做出预测预报，以供设计人员优化设计方案；必要时补充适当的 勘探工作；修正、复核前期地质参数；并提出处理措施和方案；加强工程运行 期的监测工作。 xxx 县棚下水库安全评价报告 14 3. 大坝运行管理评价 3.1 水库管理机构和工程效益 3.1.1 管理机构 棚下水库由棚下水电站管理，主管单位为 xxx 县县水利局。设管理所长一 个，工作人员两名，由水电站工作人员兼任（棚下水电站现有在职人员三名， 其中包括两名技术人员和一名财务人员） ，负责水库日常管理。 棚下水库现有防汛调度及抢险条件差，无管理用房，无水文测报及安全监 测设施，无通信设施。 3.1.2 工程效益 棚下水库是一座以发电为主，兼有防洪、等综合效益的小（二）型水库。 棚下水库大坝于 2005 年开始投入运行以来，充分利用了水能源，发挥了当 地的地理优势， 带来了不菲的经济收入，同时对周围环境也产生了积极的影响， 同时使数百亩农田旱涝保收。总之，水库建成投入运行后，对库区人民生产、 生活发挥了重大作用，取得了良好的社会效益和经济效益。 3.2 大坝运行情况 3.2.1 调度运行方案及水情测报 水库缺乏有效的调度运行方案，没有制定合理的管理规章制度。灌区灌溉 用水由当地农民涵洞放水，没有合理的用水调度方案。 水库没有进行雨量和水位观测。灌溉流量观测从未进行。灌溉涵洞取水时 间和库水位均无观测记录资料，缺乏水情测报和水文预报系统。 3.2.2 工程存在问题 3.2.2.1 大坝 大坝：为浆砌石重力坝，坝体砌筑材料为浆砌石，并采用砂质板岩块石护 面，水泥砂浆勾缝，顶部用毛条石铺面砌筑，设计坝体容重为 21KN/m3。本次 现场回弹试验，浆砌石抗压强度为 40.6-48.1Mpa.强度较高，坝体外表完整，但 坝外表有漏水痕迹。 xxx 县棚下水库安全评价报告 15 实地调查发现：砌石体大部分石头是由库区附近采来的砂质板岩，坝体胶 结材料为水泥砂浆，加上是由大批民工施工，缺乏必要的施工经验和技术，施 工质量很差，浆砌石砂浆未填满，水泥砂浆标号低，大坝运行多年后，库水对 坝体胶结材料的溶蚀作用日益严重。 3.2.2.2 溢流坝段 溢流段位于主坝中间，堰顶高程 536.8m，宽 8.1m，泄槽长 38m，浆砌石 结构，溢洪道结构为砼浆砌石结构，整体完好，但泄槽末端未设消能防冲设施。 3.2.2.3 输水涵 输水涵为压力钢管，长 38.0m，设计底板进口高程 512.7m，出口高程 512.64m。 主要地层岩性有：奥陶系上-中统桥亭子组（O 1-2q）：为泥质板岩，岩石强 风化层软弱，抗风化能力弱。 根据调查，河水对砼无腐蚀性。地下水对砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蚀 性。 大坝输水涵坝后闸阀门有漏水现象，需更换。 3.3 大坝安全监测 棚下水库自建成，运行以来，受资金短缺、建设条件、施工设备等因素的 影响，枢纽工程至今未建立大坝观测站，无任何监测设施。 3.4 大坝运行管理综合评价 棚下水库没有单独的管理所，由棚下水电站管理，管理不到位，无防汛公 路。水库大坝缺乏合理的调度规程、无特大洪水应急保障系统方案，管理规章 制度不完善，已经不符合现在社会生产需要。大坝无安全巡测和维护人员，无 水库观测设施。由于资金等方面的原因，大坝不能得到及时完好的维修。 综上所述，棚下水库大坝运行管理综合评定为差。 xxx 县棚下水库安全评价报告 16 4. 防洪能力复核 4.1 复核依据及洪水标准 4.1.1 复核依据 1） 防洪标准 （GB50201-2014 ） ； 2） 水利水电工程设计洪水计算规范 （SL44-93） ； 3） 浆砌石坝设计规范 （SL25-2006） ； 4） 水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） ； 5） 水力计算手册 （武汉大学水利水电学院编，2006 年第二版） ； 6） xx 省暴雨洪水查算手册 （xx 省水利水电厅编，1984 年） ； 7） xxx 县县棚下水库大坝安全鉴定报告书 ； 8） xxx 县县棚下水库相关资料 。 4.1.2 工程等级及防洪标准 棚下水库位于山丘区，坝型为浆砌石重力坝，根据防洪标准 （GB50201- 2014） 、 水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）等规程规范，确定 棚下水库工程规模为小（2）型，属等工程，其主要建筑物为 5 级，相应洪水 标准采用山区水库洪水标准确定为：设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准 为 200 年一遇。 棚下水库处于山丘区，考虑洪水的不确定性因素，确实本次洪水复核的标 准为：设计洪水为 20 年一遇（P=5%） ；校核洪水为 200 年一遇（P=0.5%） ；消 能防冲设计标准采用 10 年一遇洪水标准（P=10%） 。 4.2 设计洪水 4.2.1 流域概况 棚下水库位于 xxx 县县水口镇盐池村，距 xxx 县县城 50km。本工程所在流 域为湘江支流洣水，坝址控制集雨面积 5.5km2，干流长度 4.67km，干流平均坡 降 7.3%。水库正常蓄水位 536.8m，正常库容 57.13 万 m3，总库容 62.61 万 m3，是一座以发电为主兼顾防洪、养殖、生态等综合效益的小（二）型水库。 洣水为湘江第三大支流，发源于 xxx 县县与桂东县交界处，流经 xxx 县、茶 xxx 县棚下水库安全评价报告 17 陵、攸县、衡山、至衡东县洣河口注入湘江，干流全长 296 公里，平均坡降 1.01，流域面积 10305 km2。洣水在 xxx 县境内干流长度 87 公里，流域面积 2030 km2，流域面积在 700km2 以上较大支流除源流斜濑水外共 5 条，左有永乐 江，右有河漠水、沔水、茶水、攸水 4 条。 河漠水为洣水的一级支流，流域面积 911.8 km2，干流全长 86.6 公里，平均 坡降 16.6，自然落差 1441m。主要支流有下村乡的大横溪，策源乡的策源河， 水口镇的松山河等 28 条。 4.2.2 气象 xxx 县县属亚热带湿润气候区，雨量充沛，日照充足，四季分明。根据 xxx 县县气象站统计资料，xxx 县县多年平均气温 17.3，最高气温 30.17，最低 气温-7.8。冰冻期在 1 月底左右，结冰厚 10-15mm，积雪厚约 300mm。境内 年平均日照 1700 h，为可照时 4424.1h 的 38.4%，处于全省多日照地区，属光照 较充足的县。 据 xxx 县五里牌水文站实测资料：多年平均年降水量为 1761.5mm，较为丰 富；但具有地域差异和时间分布上的年际变化，及年内分布不平匀的特点。xxx 县县 1958-2000 年的 43 年中，年降水量大于 1600mm 有 15 年，小于 1200mm 有 5 年，最大是 1994 年 2247.9mm，最小是 1963 年 970.2mm。年内降水分配 不均，35 月占全年的 35.5%，69 月占 41.7%， 1011 月占 0.17%，12 月 次年 2 月占 14.3%。全年降水主要集中在 3-7 月，降水量基本为峰谷形，最大日 降雨量 157.4mm。 棚下水库位于山丘区，坝型为浆砌石重力坝，总库容 62.61 万 m3。根据 防洪标准 （GB50201-2014 ） 、 水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252- 2000）等规程规范，确定棚下水库为小（二）型水库，由于该水库下游有电站 以及一个村庄，一旦失事，将对一个村庄造成一范围的定影响（对其中一个大 队造成严重影响，约有一百多人） ，其损失较为严重，该工程等别为等，其主 要建筑物为 5 级，次要建筑物及临时建筑物为 5 级，相应的洪水标准为： 设计洪水标准 P=5.0%，即 20 年一遇； 校核洪水标准 P=0.5%，即 200 年一遇。 xxx 县棚下水库安全评价报告 18 4.2.3 洪水复核 查暴雨洪水查算手册计算设计洪水: 棚下水库集雨面积 5.5km2，干流长度 4.67km，干流平均坡降 0.073，流域 内无实测水文资料，设计洪水采用暴雨资料推求。查 1984 年 xx 省水利厅编 暴雨洪水查算手册 （以下简称手册 ）计算设计洪水。 根据棚下水库所处地理位置和集水面积，利用手册查得多年平均最大 24h 点暴雨量均值为 100mm，统计参数 Cv 为 0.45，Cs=3.5Cv，点面关系系数 a=0.995，由此求得 50 年一遇的 24h 面暴雨量为 223.7mm，300 年一遇的 24h 面暴雨量为 292.5mm，20 年一遇的 24h 面暴雨量为 187.1mm。棚下水库设计洪 水计算参数过程与结果详见下表。 表 41 棚下水库不同频率最大 24h 暴雨量 P% 0.5 5.0 10 Kp 2.53 1.78 1.53 H 点 （mm） 100 100 100 H 面 （mm） 253.0 178.0 153.0 表 42 棚下水库不同频率下的 n2、n 3 值 P% 0.5 5.0 10 n2 0.609 0.642 0.650 n3 0.756 0.774 0.780 表 43 棚下水库设计洪峰流量 频率（%） 0.5 5.0 10 流量（m 3/s） 50.96 39.21 32.05 xxx 县棚下水库安全评价报告 19 表 44 棚下水库设计洪水过程 单位：m 3/s t=1h P=10 P=5.0% P=0.5% t=1h P=10 P=5.0% P=0.5% 0 0.10 0.11 0.12 16 3.64 4.04 6.05 1 3.20 3.55 5.57 17 3.45 3.49 5.65 2 15.31 22.31 24.51 18 3.26 3.27 5.26 3 32.05 39.21 50.96 19 3.08 3.04 4.87 4 18.87 20.73 33.77 20 2.89 2.82 4.48 5 14.17 15.65 25.12 21 2.70 2.60 4.08 6 11.12 12.26 19.89 22 2.51 2.54 3.69 7 9.21 10.38 16.45 23 2.32 2.43 3.55 8 7.88 8.99 13.76 24 2.22 2.32 3.42 9 6.83 7.93 11.85 25 2.12 2.21 3.28 10 6.07 7.04 10.44 26 2.03 2.10 3.14 11 5.45 6.49 9.28 27 1.93 1.99 3.02 12 4.97 5.93 8.38 28 1.83 1.88 2.91 13 4.64 5.38 7.48 29 1.74 1.77 2.79 14 4.31 4.99 6.83 30 1.64 1.66 2.68 15 3.98 4.27 6.44 31 1.54 1.55 4.56 xxx 县棚下水库安全评价报告 20 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 60 P=10% P=5% P=0.5% 流 量 （m3 /s） 时 段 （h ） 棚 下 水 库 各 频 率 入 库 洪 水 过 程 线 图 4-1 棚下水库洪水过程线 4.3 调洪演算 4.3.1 调洪演算原则 棚下水库正常蓄水位 536.8 应库容 57.13 万 m3。本次设计按照 水利水电 工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）的规定，确定枢纽属等工程，主要 建筑物级别为 5 级，设计洪水重现期为 20 遇，洪峰流量 39.21 m3/s，校核洪水 重现期 200