水库加固初步设计报告

1、1 综合说明1.1概述1.1.1 流域概况高古水库除险加固工程属东辽河流域半截河小流域，为低山丘陵区。半截河发源于西安区灯塔乡丰收村北岭，自北向南纵贯辽源市西安、龙山两区，在市区向阳桥下游1km处汇入东辽河，流域面积35.5km2，河道平均比降2.35，平均河宽约20m左右。高古水库坝址以上流域面积1.6Km2，呈树叶状。1.1.2 工程概况高古水库位于辽源市西安区灯塔乡高古村境内，坝址座落于东辽河右岸一级支流半截河上游。水库坝址地理坐标: X=423252，Y=4759429（坝左端）；X=423470，Y=4759381（坝右端），距辽源市区12km，是一座以农田灌溉为主，兼有养鱼、水土保

2、持等综合利用的小（二）型水库。该水库始建于1969年8月，1970年8月受益。工程主要由土坝、输水洞等组成。土坝为均质坝，全长200米，坝顶宽度4米，最大坝高5米，前坡1：3，后坡为1：2.5，输水洞为砼圆形有压洞，断面尺寸0.5，最大放水流量为2.53m3/s。水库按10年洪水设计，30年洪水校核。设计洪水位103.50米,正常蓄水位102.85米,死水位101.30米。水库虽然经过除险加固，但主体目前扔带病运行，主要表现在，边墙破损、土坝渗、输水洞不能满足下游的灌溉需求。1.1.3 工程背景2010年7月20日辽源市遭遇百年一遇洪水，高古水库无水文观测点，它的分水岭另一侧的八一水库上游降雨

3、量为207.3mm。受当时资金少，技术力量欠缺，建设质量差等因素的影响，水库本来就存在建设标准不够，施工质量不高等先天性问题加之多年来维修养护、日常维护没有投入，投工也很少，水库老化失修带病运行，由于泻洪输水洞本来就不牢固，泄量不足，在迎战洪水中，问题显现出来结果是洪水造成水库严重损毁，几乎报废：泄洪输水洞挪位损坏严重，闸门被冲的无影踪，土坝前后坝坡脱坡严重、泄洪渠原来的砌护工程几乎没了踪迹。高古水库基础设施薄弱，加上强大降雨，对整个坝体造成严重损毁，其中输水洞完全冲毁，不能运行，土坝多处断裂，坝后坍塌严重。附图一：原输水洞冲毁图。附图二：抢险时开挖的非常溢洪道时填筑的丝袋与土方。附图三：原输

4、水洞与尾渠连接处已冲毁。附图四：坝后脱坡。附图五：前坝坡已被洪水冲的凌乱不堪。1.1.4勘测设计过程辽源市水利勘测设计院受辽源市西安区农林水利局委托，于2010年10月对西安区高古水库进行了实地勘测，收集了有关资料，做了高古水库除险加固工程初步设计报告。本次设计，辽源市水利勘测设计院对大坝防洪能力、抗滑稳定、渗流稳定等专项进行了复核。收集了水文、气象以及水库运行状况等相关资料，由此形成了高古水库除险加固工程初步设计报告。1.2 水文1.2.1 流域概况高古水库位于辽源市北部，东辽河右侧一级支流半截河上游河段上。水库坝址地理坐标: X=423252，Y=4759429（坝左端）；X=423470

5、，Y=4759381（坝右端），距辽源市城区北部约12Km。半截河发源于西安区灯塔乡高古村北岭，自北向南纵贯辽源市西安、龙山两区，流域面积35.5km2，河道平均比降2.35，平均河宽约20m左右。坝址以上流域面积1.6Km2，呈树叶状。河道支沟比较发育，右侧支沟多于左侧。水库坝址以上流域地形为低山丘陵区。流域内山地多为天然次生林和人工幼林，河谷两侧主要为耕地。土壤为粉质沙性壤土，水土流失比较严重，水库坝址以下地势比较开阔。1.2.2 气象概况高古水库地处中纬度欧亚大陆东缘，属温带大陆性季风气候区，其气候特点是：春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季少雨温差大，冬季严寒漫长。多年平均年降水量661.

6、6mm。多年平均（20cm）蒸发量1268.8mm。多年平均年日照时数2507.1h。多年平均气温5.2，七月份最热，月平均气温22.8极端最高气温达36.0，1月份最冷，月平均气温为-16.3，极端最低气温达-37.9。最大冻土深度2.17m。多年平均风速2.9m/s，最大风速24m/s。1.2.3 水文基本资料本次设计应用了省内水文分析综合结果：吉林省地表水资源、吉林省暴雨图集（1989年版）、吉林省暴雨径流查算图表、吉林省洪水调查资料，东辽河上游区二龙山水库、周户屯、河清、河信、辽源、卫国水文站和部份中型水库洪水分析参数地区综合成果，河清、河信、辽源、卫国水文站洪水资料，相邻流域水库的实

7、测还原洪水资料，收集了辽源气象站历年气象资料等。1.2.4 洪水1.2.4.1暴雨洪水特性本流域的大洪水多发生在每年的7月中旬至8月下旬。暴雨历时短，洪量集中，最大一日洪量占最大三日洪量85%；三道河属丘陵山区性河流，山洪陡涨陡落，汇流快，一个洪水过程历时一般为12天，洪峰多为单峰型。1.2.4.2设计洪水计算由于该设计地区为无资料地区，本次设计采用罗氏法、水科所法，以及老龙头水库面积比法计算洪峰流量，流水总量等。1.2.4.3 分期洪水因水库无实测水文资料，主汛期采用本次设计洪水成果，春秋汛采用老龙头水库实测水文资料成果的分析计算春汛期：4月1日6月1日，秋汛期：9月1日11月结冰止。1.2

8、.5泥沙根据河清站19651985年21年资料统计分析，悬移质年侵蚀模数465t/km2。多年平均年总输沙量0.5万T。1.2.6冰情因该地区没有冰情资料，参照附近卫国水文站的结冰情况，多年平均稳定封冻期大约从每年的11月下旬至次年的3月下旬，经调查库区多年平均初冰日期为10月23日，多年开河日期为4月11日，终冰日期为4月15日。多年平均冰厚为0.71m，最厚0.9m，最薄0.25m，多年平均稳定封冻天数达115天。全年最大冻土深2.17m。1.3 工程地质1.3.1区域地质概况本区地貌属吉林省东部山地的辽源低山丘陵区，吉林哈达岭和大黑山呈北东走向分别在本区的南东与西北两侧通过。低山丘陵中的

9、河谷地貌（河漫滩、阶地）和辽源盆地发育。根据GB183062001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度0.05g，相应该地震基本烈度为VI度。1.3.2 水库区工程地质条件及评价本区主要为丘陵、河谷地貌，谷底河漫滩发育。水库周边山体宽厚，无低矮垭口，没发现大的构造断裂与外界相通，所以水库不存在永久渗漏问题。水库周边地貌多为丘陵斜坡，地表较平缓，坡度一般小于100。距土坝较近的两岸左、右岸边坡有塌岸现象。本区地下水按埋藏条件可分为：第四系松散层孔隙潜水及微承压水；基岩裂隙水。地下水类型为重碳酸钙型水，对砼无腐蚀性。1.3.3 坝址区工程地质条件及评价建筑物按其成因形状主要地貌类型有：人工堆

10、积地形、丘陵斜坡、丘陵。建筑物区地层有海西期花岗层和第四系中更新统和全新统松散积层组成，坝址地质构造主要见于右岸出露的花岗岩、变质粉砂岩中的节理裂隙及层理，野外地质调查未发现断层破碎带。均质土坝实测坝长200m，坝顶宽3.04.5m，大坝为均质土坝，岩性以粉质壤土为主，局部为含碎石或含砂粉质壤土。坝基粉质壤土、淤泥质粉质壤土层，渗透系数分别为8.0×10-6，1.27×10-5cm/s，属于不透水地层。砾质粗砂及卵砾石，属强透水层，对坝基渗漏及渗稳起控制作用，由于上覆的不透水层较厚，不存在越层渗漏及渗稳问题。输水洞位于大坝左端0+055，坐落在粉质壤土层上。1.3.4 天然

11、建筑材料设计所需天然建筑材料的种类有：块石料、碎石料、砂料、粘性土料。粘性土料场位于大坝上游的丘陵斜坡上，岩性为粉质壤土、粉质粘土，地势平坦为耕地，运距近，无用层平均厚度0.3m，有用平均厚度3m，满足要求。石料及砼粗骨料场位于水库上游老道山商品石料场，运距10km，储量满足要求，交通便利。石料岩性为花岗岩，结构较致密、隐晶质、坚硬、柱状节理，弱风化微风化，可采块径30×40×50cm，质量满足要求。细骨料位于东辽河商品料场，运距10km。1.4工程建设的任务和规模1.4.1工程概况（略）1.4.2工程建设的必要性高古水库地处辽源市西安区灯塔乡半截河上游。灯塔乡是西安区的重

12、点乡镇，主要以蔬菜生产、粮食加工、畜牧业、粮食生产为主和烧酒等副业生产的辽源市效区乡镇，人口4万人。高古水库存在诸多安全隐患，建库以来始终未全面的地进行过除险加固，是一座带病运行多年的小（二）型病险水库。2010年7月20日辽源市遭遇百年一遇洪水，高古水库无水文观测点，但它的分水岭的另一侧八一水库上游降雨量为207.3mm。高古水库基础设施薄弱，加上强大降雨，对整个坝体造成严重损毁，其中输水洞完全冲毁，不能运行，土坝多处断裂，坝后坍塌严重。下游受灾人口300多人，所幸无人员伤亡。高古水库影响下游330人的生活，高古水库有效灌溉面积为500亩水田，800亩旱田，正常运行时能够满足下游农田的灌溉。

13、每年给当地村民带来上百万的利润。高古水库的防洪与养鱼效益也十分可观。为了充分利用该流域水资源，充分发挥水库效益，结合农业综合开发，对高古水库进行除险加固是非常必要的。1.4.3工程建设的任务本次高古水库除险加固工程初步设计的任务是：针对工程中存在的诸多问题，依据国家有关标准、规定和技术规范，进行比较广泛的调查研究，选择并设计相应的解决方案、相应的技术措施，消除工程的安全隐患，延长工程的使用寿命，充分发挥已建工程的防洪、兴利效益，为辽源市的社会经济发展，水资源的可持续利用创造条件。1.4.4工程规模根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）和防洪标准（GB50201-94）的规定

14、，以下称标准本工程为小型水库，确定工程等别为等；主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。水库校核洪水位104.45m。总库容18×104m3；设计洪水位103.50米,相应库容9.2×104m3。1.4.5 洪水调节高古水库以农田灌溉为主，兼有养鱼、水土保持等综合利用的小（二）型水库。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的规定，本工程坝高低于15m，按规范要求当按平原区洪水标准确定，考虑由于高古水库位于辽源市上游仅12km的西安区灯塔乡高古村境内，西安区属辽源市重要工业、农业区，本工程大坝虽然没有完全达标，但坝体沉陷基本稳定。综合考虑，确定本次设计

15、洪水标准为：设计洪水标准10年一遇，校核洪水标准30年一遇。洪水调节成果见表1.4.1。洪水调节成果表表1.4.1情 况水 位（m）库 容（104m3）校核洪水位（2%）104.4518设计洪水位（5%）103.509.2正常高水位102.857.1死 水 位101.31.71.5 工程布置及水工建筑物除险加固设计1.5.1 工程现状及存在的主要问题1） 土坝土坝存在高度不够，现有坝顶高程104.425105.465m,m，最大差1.04m；土坝断面不够，土坝前、后坡比均达不到有关规范要求，脱坡十分严重，坝顶宽普遍不足4.0m，凹凸不平。2）泄洪输水洞 左岸0+055处断面尺寸0.5输水洞闸阀

16、破损，启闭失灵，满足不了泄洪、输水要求；1.5.2设计依据（略）1.5.3工程布置及主要设计内容本次除险加固的主要内容是：对水库原设计标准进行复核；按照国家水利水电大坝设计标准要求，主要水工建筑物有土坝加高培厚、土坝前坡抛石护脚、钢筋混凝土板护坡、新建泄洪灌溉洞。土坝轴线为一直线，西北至东南走向。泄洪输水洞布置在土坝0+055m处，洞轴线与土坝轴线垂直。1.5.4建筑物设计1）土坝工程土坝加高培厚。本次设计大坝总长200.0m，坝左端与乡村公路连接，坝右端与山体相连，坝顶高程为105.5m，顶宽4.0 m，前、后坝坡均为1:2.5。前坝坡设混凝土板护坡，护坡厚度为150 mm，下设100 mm

17、厚碎石垫层，混凝土板规格1.99×1.99m，板缝设10mm厚聚乙烯泡沫板。2）泄洪输水洞工程在土坝桩号0+055处新建钢筋混凝土结构泄洪输水洞一座，配备铸铁工作、检修闸门及相应的启闭机设备。涵洞总长53m，由进口（U型槽结构）、闸室段、洞身段、消力池段及出口护砌段组成。洞轴线为一条直线，与土坝轴线垂直。洞身过水断面尺寸为1.0m×1.0m，闸室底板厚500mm，洞底板厚为400mm，顶板及侧墙厚300mm。启闭平台上设启闭机室，配套检修、工作闸门及启闭机各一台。3）交通道路（略）4）管理设施（略）1.5.5 设计计算按SL274-2001碾压式土石坝设计规范，坝顶高程由设

18、计洪水位或校核洪水位加上相应坝顶超高决定。1.6电气及金属结构1.6.1电气设备1）执行的规范、标准（略）2）供电系统闸门启闭设施用电电源为原输电线路。备用电源购买一台30KW的柴油发电机。3）电气主接线结线方式为单母线分段，分列运行互为备用非自投，放射式供电方式。4）主要电气设备电气设备布置：在水库管理房内设开关柜。1.6.2 金属结构及启闭设备 高古水库金属结构由泄洪输水洞检修闸门、进口工作闸门及相应的启闭设备组成。1.6.2.1 泄洪输水洞检修闸门及其启闭设备泄洪洞检修闸门为铸铁闸门，其孔口尺寸1.0m×1.0m（宽×高）。配备一台5T单吊点螺杆式启闭机进行启闭。1.

19、6.2.2 泄洪输水洞工作闸门及其启闭设备泄洪输水洞工作闸门为铸铁闸门，其孔口尺寸1.0m×1.0m（宽×高）。闸门配备一台5T单吊点螺杆式启闭机。1.7工程管理（略）1.8 施工组织设计1.8.1 施工条件本工程所需天然建筑材料有粘土料，碎石、砂子、块石等。土料由料场开采，其他由商品料场采购。施工用水及施工用电由水库供电、供水系统解决。施工场地对外交通便利，现场较有利于施工作业，工程施工选择在枯水期。1.8.2 施工交通及施工总体布置该工程对外交通较为便利，外购建材及设备均可通过公路运至工地仓库。对外交通运输主要采用载重汽车。现有场内道路可满足场内交通要求。施工工厂主要包

20、括砼拌和站、钢筋加工厂、木材加工厂、综合机械修配厂等。主要暂设房屋、仓库包括设备仓库、工具仓库等，仓库总面积80平米。受施工场地限制，施工布置尽量做到各个工序不干扰，协调、均衡施工。施工排水：工程施工排水选用2台IS125-100-200-D型单级离心泵，备用一台。1.8.3围堰工程根据工程需要，工程拆除与新建需设置围堰。围堰填筑均质壤土。工程竣工后全部拆除。1.8.4施工进度本工程按施工条件，施工能力合理安排工期，总工期定为8个月。高峰期人数60人/天。1.9 水土保持设计（略）。1.10 环境保护设计（略）。1.11 设计概算1.11.1 主要指标本工程总投资157.33万元。1.11.2

21、 编制依据a 水利部水利工程设计概（估）算编制规定。 b 水利部2002年颁水利建筑工程概算定额、水利水电设备安装工程概算定额、水利工程施工机械台时费定额。 c 水利工程设计工程量计算规则。d 初步设计文件及图纸。1.11.3 基础单价a 人工工资预算单价人工预算单价按水利工程设计概（估）算编制规定计算。b 材料预算价格 砂、碎石、块石等主要材料预算价格根据实际调查计算，一般材料按现行市场价格计算。1.11.4 工程单价中的有关费用及计算标准工程单价中的其它直接费、现场经费、间接费、计划利润和税金均按水利工程设计概（估）算编制规定标准计算。1.11.5 临时工程根据水利工程设计概（估）算编制规

22、定标准计算。1.11.6 独立费用包括建设管理费、科研勘测设计费和其它费用。1.11.7 基本预备费基本预备费按一至五部分合计的5%计算。2 水文2.1 流域概况高古水库位于辽源市区北部半截河上游，属东辽河流域半截河小流域，为低山丘陵区。半截河为东辽河右侧一级支流，发源于西安区灯塔乡高古村北岭，自北向南纵贯辽源市西安、龙山两区，在市区向阳桥下游1公里处汇入东辽河，流域面积35.5km2，河道平均比降2.35，平均河宽约20m左右。水库坝址地理坐标: X=423252，Y=4759429（坝左端）；X=423470，Y=4759381（坝右端），距辽源市城区北部约12Km。坝址以上控制流域面积1

23、.6Km2，流域呈树叶形，为低山丘陵区，山坡地多为天然次生林和人工幼林，间有少量坡耕地，总体上看植被较差。河谷两侧主要为耕地，土壤为粉质沙性壤土，水土流失比较严重。水库坝址以下地势比较开阔。2.2 气象概况高古水库地处中纬度欧亚大陆东缘，属温带大陆性季风气候区，其气候特点是：春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季少雨温差大，冬季严寒漫长。多年平均年降水量661.6mm。多年平均（20cm）蒸发量1268.8mm。多年平均年日照时数2507.1h。多年平均气温5.2，七月份最热，月平均气温22.8极端最高气温达36.0，1月份最冷，月平均气温为-16.3，极端最低气温达-37.9。最大冻土深度2.17

24、m。多年平均风速2.9m/s，最大风速24m/s。辽源气象站气象要素统计表表2.2.1项 目一二三四五六七八九十十一十二年多年平均降水量（mm）5.76.612.534.455.299.0169.5156.765.136.214.16.7661.6多年平均蒸发量（mm）15.126.572.8162.2237.9189.41582136911699274191871268.8多年平均气温（）-16.3-12.2-2.27315119922821414669-3.0-11.85.2历年极端最高气温（）7.012.219.228.433.135.136.035.030.129.220.811.33

25、6.0年份 日期1967 261960 241980 281972 291979 281962 161962 51980 31977 11982 91971 21968 11962 5/7历年极端最低气温（）-37.9-34.8-28.7-17.8-5.44.010.07.3-4.2-13.8-28.4-36.1-37.9年份 日期1990 41964 121957 131962 31972 21957 11966 221976 231977 201974 231965 301980 281990 4/1多年平均风速（m/s）2.52.73.54.23.92.92.32.12.22.72.92

26、.62.9历年最大风速（m/s）16.717.718.024.019.717.017.314.017.015.714.016.0240相应风向WNWSSWSWSWWSW SWWSWSSWWSWSWSSW WNWSSW SWWSW年份 日期1976 61976 261975 81957 1577/5,78/251980 51975 171957 271965 2179/23,80/261957 4,81976 18195715/4多年平均日照时数（h）175.2189.2231.2232.5262.0239.9218.1209.0225.3203.8168.0153.02507.1辽源气象站初、

27、终霜时间及日期统计表表2.2.2项目九十十一十二一二三四五全年初日终日初终间日数无霜期日数平均2.616.823.027.127.222.219.09.91.9149.724/99/5228.5136.5最多（早）82428313129251761838/918/4258107最少（晚）08151410123409111/1022/5197168辽源气象站历年各月最大冻土深度及地中10、30cm冻结、解冻日期统计表表2.2.3项目十十一十二一二三四五全年项目冻结日期解冻日期10cm30cm10cm30cm极值2.616.823.027.127.222.219.09.91.9149.724/99

28、/5228.5136.5日期82428313129251761838/918/4258107年份08151410123409111/1022/51971682.3 径流2.3.1 水文基本资料本次设计应用了省内水文分析综合成果：吉林省暴雨图集（1989年版）、吉林省暴雨径流查算图表、吉林省洪水调查资料，洪水分析参数地区综合成果，收集了辽源气象站历年气象资料等。2.3.2 年径流计算高古水库的流域面积F=1.6km²根据吉林省水文图集查得年径流离差系数CV=0.68， CS=2CV=1.36 按照来水保证率P=75% ，查皮型值表得=-0.71多年平均的径流深 R=140mm W0=1

29、40×0.8×0.1=11.2×104m3KP=CV+1=-0.71×0.68+1=0.52则该水库的设计年径流为：WP=KP×WO=5.82×104m3半截河的径流主要为降水补给，少量由地下水补给，年径流年际变化较大，年内分配不均，主要集中在69月，径流年内分配采用辽源站径流分配成果。在来水保证率P=75%时的年径流年内分配见下表：设计年径流年内分配计算 表2.3.1月123456789101112%0.4270.3461.2220.149.141.9326.2312.319.05.732.760.772100Wi0.020.020

30、.071.170.530.111.530.711.10.340.160.045.822.4 洪水2.4.1 暴雨洪水特性本流域形成暴雨的主要天气系统有华北气旋、江淮气旋、勃海气旋、台风以及副热带高压切变线。由于暴雨历时短，洪量集中；洪水陡涨陡落，一场洪水历时一般1天左右，洪峰多为单峰型。2.4.2 设计洪水计算2.4.2.1 设计洪水 由于水库无水文观测资料，因此采用了罗式法、水科所法两种方法推求设计洪水。1）由暴雨推求设计洪水a、设计暴雨及径流深计算各时段设计暴雨参数由1989年水利厅出版的吉林省暴雨图集中等值线图和附近辽源水文站暴雨参数综合分析而得，流域特征值由新版五万分之一地图量算而得，

31、产流参数由附近的辽源水文站分析而得，其中：Imax=100，p+pa=133.5，k=0.88，a=24，m=0.925，n=0.73，计算成果见下表。设计暴雨成果表 单位：mm时段均值Cv Cs/Cv P(%)25102024小时690.613.5193.5153.2123.393.633天900.563.5235.8190.8155.8121.17天1190.523.0290.4240.4201.3161.130天2250.422.5530.4457.0398.6335.6b、洪峰流量、一日洪量、三日洪量计算由于该设计地区为无资料地区，本次设计采用罗氏法、水科所法计算洪峰流量；一日、三日洪

32、量采用暴雨径流法、地区综合法进行计算，设计成果见表2.4.2。a)罗氏法 计算公式：Qm=16.67××i×F式中：-径流系数；-暴雨不均系数；i -暴雨强度（mm/min）；F -流域面积（km2）。参数选用：由于当地土壤基本为粉质壤土，植被一般，所以选用为0.32，为0.34。水库坝址以上流域特征值成果表阶段流域面积（km2）河 长（km）河道坡度（）坡面长（km）坡面坡度（%）L岭L源J岭J源本次量得0.82.50.74.884.30.3214.2%b)水科所法计算公式：Qm=0.278SP/n×F式中：-洪峰径流系数；SP-雨力，即最大一小时雨量

33、（mm）；-流域的汇流历时（h）；n-暴雨递减指数（0.6）；F-流域面积（km2）汇流参数m由计算分析取为0.6，分水岭到坝址处的距离为2.5km，其坡度为4.3。因水库的防洪标准较低，经分析比较，罗氏法计算成果较为合理。2.5 分期洪水因水库无实测水文资料，主汛期采用本次设计洪水成果，春秋汛采用老龙头水库实测水文资料成果的分析计算春汛期：4月1日6月1日，秋汛期：9月1日11月结冰止。老龙头水库分期设计洪水计算成果表表2.5.1分 期项 目均 值CVCS/CVP%1020春 汛Qm(m3/s)1.420.702.52.732.07W24（104m3）6.500.652.512.119.34

34、W3（104m3）13.690.602.524.6419.36秋 汛Qm(m3/s)3.421.702.58.694.47W24（104m3）14.961.602.538.9020.38W3（104m3）27.021.532.569.7737.712.5.1 高古水库分期设计洪水计算春汛期和秋汛期设计洪水采用老龙头水库实测水文资料成果以面积比拟法推求。计算公式为：Qm高古=F高古/F老龙头0.72×Qm大W24高古=F高古/F老龙头0.89×W24大W3高古=F高古/F老龙头0.94×W3大计算成果见下表2.5.2。高古水库分期设计洪水计算成果表表2.5.2分 期

35、项 目均 值CVCS/CVP%1020春 汛Qm m3/s0.180.702.50.180.13W24（104m3）0.500.652.50.470.36W3（104m3）0.900.602.50.810.64秋 汛Qm m3/s0.431.702.50.550.28W24（104m3）1.141.602.51.480.78W3（104m3）1.791.532.52.311.25施工期洪水及围堰高度确定因水库无实测水文资料，查地表水资源采用河清站1971年典型，Cv=0.68，Cs/Cv=2.0，P=20%。拆除老输水洞，新建泄洪灌溉洞施工时，需设围堰。根据水库观测春汛4月1日5月30日水位1

36、02.85m，4月1日至5月30日水库来水量W1=0.64m3，相应水库库容4.69×104m3，相应库水位103.35m，加上5年一遇围堰超高0.5m，春汛围堰顶高程为103.35m。9月1日10月30日水库水位102.85m，9月1日10月30日水库来水量W1=1.25m3，相应水库库容5.75×104m3，相应库水位103.35m，加上5年一遇围堰超高0.5m，秋汛围堰顶高程为103.85m。2.5.2 洪水总量计算根据省水文局编制的吉林省水文图集，查水文等值线图算洪量。计算经验公式为W=0.1·BFm WP=W·KP=0.1·BFm&#

37、183;KP W最大平均洪量（104m3） B某时段最大平均洪量参数，查水文等值线图 F流域面积（km2） WP相应于其一频率的洪量 （104m3）KP变频，查皮尔逊型曲线KP值表0.1 单位换算系数m面积指数，一天洪量m1=0.78，三天洪量m3=0.822.5.2.1 设计一日洪量计算20年设计的在频率P=5%时的最大一日洪量WP1计算，设计一日洪量计算。从最大一日平均洪量参数B1查水文等值线图该水库集水面积重心处 B1=80，从最大一日平均洪量CV=1.3当P=5%时查皮尔逊型曲线KP值表KP=3.61，代入公式后计算得：WP1= 0.1·BFm·KP=24.27（1

38、04m3）2.5.2.2 校核一日洪量计算当P=2%时查皮尔逊型曲线KP值表KP=4.98计算得：WP1= 0.1·BFm·KP=33.47（104m3）2.5.2.3 设计三日最大洪量计算从最大三日平均洪量参数B3查水文等值线图该水库集水面积重心处 B3=90，CV=1.2当P=5%时查皮尔逊型曲线KP值表KP=3.41计算得：WP3= 0.1·BFm·KP=25.56（104m3）2.5.2.4 校核三日洪量计算当P=2%时查皮尔逊型曲线KP值表KP=4.62计算得：WP4= 0.1·BFm·KP=34.63（104m3）；经分析

39、,采用罗氏法设计洪水成果,洪水计算成果见下表2.5.3。高古水库设计洪水成果表表2.5.3时 段均 值CVCS/CVP%251020Qm m3/s3.51.4230.710.4913.08.05W24（104m3）5.151.3233.4724.2712.548.24W3（104m3）7.951.15234.6325.5615.299.72.5.2.5设计洪水过程线高古水库典型年各频率设计洪水过程线计算成果见下表。高古水库设计洪水过程线成果表 单位：t-hQ-m3/sP (%)25t i / t n Q i / Q nt iQ it iQ i0000000.100.04300.06500.20

40、.0020.0860.060.130.020.30.0060.1290.180.1950.060.40.0160.1720.490.260.170.50.0320.2150.980.3250.340.60.090.2582.760.390.940.70.1880.3015.770.4551.970.80.390.34411.970.524.090.90.880.38727.020.5859.23110.4330.70.6510.491.10.9950.47330.550.71510.441.20.9250.51628.40.789.71.30.7350.55922.560.8457.711.4

41、0.590.60218.110.916.191.50.4650.64514.280.9754.881.60.3850.68811.821.044.041.70.3220.7319.891.1053.381.80.2760.7748.471.172.91.90.2470.8177.581.2352.5920.2180.866.691.32.292.20.180.9465.531.431.892.40.151.0324.611.561.572.60.1221.1183.751.691.282.80.1041.2043.191.821.0930.0891.292.731.950.933.50.067

42、1.5052.062.2750.740.0441.721.352.60.464.50.0261.9350.82.9250.27502.1503.2502.5.2.6成果的合理性检查洪水合理性检查采用地区综合成果，为东辽河上游防洪规划成果，该成果包括了东辽河上游所有观测资料，实测系列用至1998年。本次设计成果与地区综合成果比较，具体采用下游老龙头水库2002年安全复核成果，采用同倍比缩放方法。比较以上成果两次计算24小时洪量比较接近，3日洪量偏差较大。经分析，由于该水库面积小，山洪陡涨陡落，汇流时间短，所以峰值较高是合理的。但是由于汇流历时较短，洪水滞后于降雨时间一般不大于1小时，洪量均由暴雨

43、推求等原因，根据面积大CV值小，面积小CV值大的原理，3日洪量CV应取较小值，所以本次设计是合理的。可以看出几种方法计算的洪峰流量成果相差不大，水科所计算成果略偏小，因水库的防洪标准较低，经分析比较，罗氏法计算成果较为合理。设计洪水成果比较表表2.5.4名称时 段均 值CVCS/CVP%251020老龙头水库Qm m3/s4.141.82.528.7218.0310.855.18W24（104m3）8.101.52.547.6031.7620.8211.42W3（104m3）10.91.22.552.0837.0626.3816.35高古水库Qm m3/s3.51.4230.710.4913.

44、08.05W24（104m3）5.151.3233.4724.2712.548.24W3（104m3）7.951.15234.6325.5615.299.72.6 泥沙根据河清站19651985年21年资料统计分析，悬移质年侵蚀模数465t/km2。多年平均年总输沙量0.5万T。2.7 冰情因该地区没有冰情资料，参照附近卫国水文站的结冰情况，多年平均稳定封冻期大约从每年的11月下旬至次年的3月下旬，经调查库区多年平均初冰日期为10月23日，多年开河日期为4月11日，终冰日期为4月15日。多年平均冰厚为0.71m，最厚0.9m，最薄0.25m，多年平均稳定封冻天数达115天。多年最大冻土深2.1

45、7m。详见冰情特征值统计表2.7.1。 卫国站冰情特征值统计表表2.7.1站名初冰日期稳定封冻日期最大河心冰厚开河日期终冰日期稳定封冻天数（d）卫国平均（厚）11月7日11月25日0.714月12日4月10日115最早10月23日11月9日0.744月103月31日140年份196419671977194419517677最晚（薄）11月16日1月1日0.254月18日4月22日80年份1971196019611976197659603 工程地质3.1 概况3.1.1工程概况高古水库位于辽源市西安区灯塔乡高古村境内，坝址座落在东辽河上游一级支流半截河上，水库坝址地理坐标: X=423252，Y

46、=4759429（坝左端）；X=423470，Y=4759381（坝右端），距辽源市城区北部约12Km。有公路通往坝址，交通方便。该水库为小（二）型水库，以农田灌溉为主。枢纽建筑物由均质土坝、输水洞。3.1.2勘察概况根据中小型水利水电工程地质勘察规范SL55-93和设计要求，辽源市水利勘测设计院于2010年8月8日13日对高古水库进行初步设计阶段的工程地质勘察工作。对坝体质量、坝基工程地质条件、输水洞、天然建筑材料进行工程地质勘察。本区地貌属吉林省东部山地的辽源低山丘陵区，吉林哈达岭和大黑山呈北东走向分别在本区的南东与西北两侧通过。河流多为北西向发育，北东向发育的河流次之。低山丘陵中的河谷地

47、貌（河漫滩、阶地）和辽源盆地发育。本地区层属辽东分区吉林延边分区中的吉林小区。主要有古生代变质岩系和海西期大面积侵入的花岗岩体（谷称辽源岩体），地表多由第四系冲积堆积的松散层等覆盖。该区大地构造单元属褶皱系吉林优地槽褶皱带中的石岭隆起区的辽源盆地北翼边缘，根据1:50万吉林省构造体系图，本区构造以北西向构造体系为主；伊通舒兰断裂带在工程区北40km呈北东45° 50°走向通过，1937年缸窑5.0级地震发生在该断裂带上。伊通火山群距本工程区为40km。根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区地震峰值加速度0.05g，相应地震基本烈度为VI度。3.2水库区工程地

48、质条件及评价3.2.1工程地质条件本区主要为丘陵，河谷地貌，谷底河漫滩发育。丘陵主要有古生界的变质岩及海西期的花岗岩组成。坡度较陡，一般在200400，表面多为残坡积物所覆盖；丘陵斜坡表部由坡积含砾石、碎石粘性土组成；河谷平原主要为第四系全新统冲积堆积的壤土、淤泥质壤土及砾质粗砂、砂砾石组成。基底由海西期花岗岩组成。根据区域地质资料及地质测绘资料，库区内无较大的断裂构造通过。本区地下水按埋藏条件可分为：第四系松散层孔隙潜水及微承压水；基岩裂隙水。第四系松散层孔隙微承压水：多分部在部在冲积的砾质粗砂、砂砾石层中，地下水埋深35.50m，主要接受大气降水的补给及库水入渗补给，第四系松散层孔隙潜水分

49、布在粉质壤土及淤泥质粉质壤土，地下水埋深2.06.50m，主要接受大气降水的补给；基岩裂隙水分布于花岗岩体中，水量有限，主要接受大气降水及库水入渗补给为主。3.2.2库区渗漏、坍岸本区主要为丘陵、河谷地貌，谷底河漫滩发育。水库周边山体宽厚，无低矮垭口，没发现大的构造断裂与外界相通，所以水库不存在永久渗漏问题。水库周边地貌多为丘陵斜坡，地表较平缓，坡度一般小于100。土坝周边没有塌岸现象。3.2.3库区浸没水库周边多为壤土及淤泥质壤土，建库运行至今，水库周边未产生沼泽化现象。粉质壤土及淤泥质粉质壤土属相对不透水地层，浸没问题不大。库尾河漫滩多为农田，无村屯，故浸没问题不大。3.2.4水库淤积库岸

50、多为丘陵斜坡，冲沟发育一般，库周边多有耕地，极少植树，存在水土流失问题和较严重的水库淤积问题，宜加强水库区的绿化等水土保持措施。3.3坝址区工程地质条件及评价3.3.1工程地质条件评价1）地形地貌建筑物区按其成因形状主要地貌类型有：人工堆积地形、高河漫滩、丘陵斜坡、丘陵。人工堆积地形主要由土坝及前后坡脚组成，主要岩性有粉质壤土、含砂或碎石粉质壤土，厚度1.013.8m。高河漫滩主要分布在现代河流两侧，主要岩性有壤土、淤泥质壤土、砾质粗砂、卵砾石。丘陵斜坡环绕整个库区，组成河谷岸坡，地形坡度20°40°，表层岩性为粉质壤土、含碎石粉质壤土，基岩为花岗岩组成。丘陵分布在坝址区右

51、岸，岩性为古界的变质岩及海西期的花岗岩组成。裸露，呈强风化，坡度为40°50°，边坡稳定，厚度大于20m。2）地层岩性建筑物区地层有海西期花岗层和第四系中更新统和全新统松散堆积层组成，由新至老叙述如下：人工堆积层人工填土：主要由块石、粉质壤土组成。粉质壤土：黄褐色、黑褐色、可塑、湿、中密、粘粒占26.2%，粉粒42.0%，揭露厚度1.0013.8m，分布于挡水坝坝体及坝后坡脚附近，为土坝的主体岩性。块石：岩性为花岗岩、变质粉砂岩、角闪变粒岩等，块径大小不一，多分布于坝前护坡。第四系中更新统冲积层粉质壤土：黄褐色、黑褐色、可塑、湿、中密，揭露厚度1.008.50m。淤泥质粉质壤土：灰黑色、软塑、湿、揭露厚度1.003.50m。砾质粗砂：黄褐色、灰色、饱和、密实、广泛分布于坝基，揭露厚度1.01.5m。卵砾石：黄褐色、灰色、成分为花岗岩岩屑，分布于坝基，揭露厚度0.51.5m。花岗岩：肉红色、风化面呈黄褐色，呈砾状全风化块状强风化，具有粗粒结构，主要矿物质成分为长石、石英。揭露厚度2m，分布于坝基及右岸丘陵。3）地质构造坝址区地质构造主要为花岗岩、变质粉砂岩中的节理裂隙及层理，野外地质调查未发现断层破碎带。