某水库除险加固工程初步设计1

1、1 综合说明1.1工程概况1.1.1地理位置及自然地理环境某水库位于某市太平镇北张庄村，东经112°59 ，北纬32°3，距某市城区25km，拦截泥河支流，承雨面积4.2km2，是一个以灌溉为主兼有防洪、水产养殖等综合效益的小(一)型水库。本次设计复核总库容188.1万m3，兴利库容116万m3，死库容4.5万m3，调洪库容67.6万m3。水库库区周围为低山丘陵地形,大坝两肩为云母岩、大理岩。库区上游系桐柏山系西南麓之余脉，库区下游为岗坡状平原，地面坡度10°以下，在地貌成因上，属风化剥蚀及水力侵蚀堆积共同作用的结果。库区地层主要分布有第四系中更新统冲洪积冲积粘土

2、、壤土和太古应山群云母片岩和大理岩。水库枢纽及其灌区属亚热带季风气候区，具有四季分明、光照充足、气候温和、无霜期较长、严冬酷暑短、雨热同季和气候多宜等特点。据气象部门统计资料，年平均气温14.9，极端最高气温40.8，最低气温-15.1，无霜期229天，日照时数2100小时左右，年平均太阳辐射为108114千卡/平方厘米。1.1.2枢纽工程现状某水库枢纽工程包括大坝、溢洪道和输水涵管等建筑物，现将主要基本建筑物情况分述如下：（1）大坝大坝为均质土坝，坝顶高程191.4m，坝顶长425m，坝顶宽3.0m3.8m。大坝内坡1:2.7，外边坡较陡，外坡1:2.0。大坝内坡189.7 m高程以下采用干

3、砌块石护砌，外坡为草皮护坡。坝顶兼有交通功能，是北张庄村通往西袁庄的乡村公路。（2）输水涵管输水涵管位于大坝0+410处，为城门洞形现浇钢筋砼管，内径宽0.8m，高1.2m，管底进口高程181.90m，输水流量3.0 m3/s。进口安装有直径0.8m的圆筒活塞闸门，启闭机为3T手摇螺杆启闭机。涵管出口紧接灌溉渠道，可灌溉下游2900亩的农田。（3）溢洪道溢洪道位于大坝右岸，系利用一处较低的山凹开凿而成，其泄流型式为开敞宽浅式明渠，进水渠渠首底部高程189.7m，底宽7m。溢洪道范围为强风化云母片岩及中-微风化大理岩，强风化云母片岩成状，抗冲刷能力极低，未衬砌，且洪水季节易冲毁。1.1.3工程设

4、计与建设过程某水库于1971年12月由太平人民公社自行组织修建。当时正值文革时期，建设程序极为混乱，规划、设计、施工极不规范，由农民技术人员负责设计和施工，在未做地质工作的情况下，仅从地形条件和工程量方面进行比较后选定了坝址，根据坝区附近土料和民工施工的特点决定大坝采用均质土坝的型式，县水利局派技术员现场指导。太平人民公社组织民工施工，采用机械碾压。该工程1974年5月建成并投入使用，由于该工程施工期间正处于动乱时期的原因，没有留下任何设计和施工等方面的资料。1.1.4水库的地位和作用某水库有着较大的经济效益和社会效益，一是控制灌溉面积2900余亩；二是防洪则保护下游2000多亩耕地和2个村1

5、500多人的生命财产安全；三是有着一定的养殖效益。1.2工程地质由于本工程属于小型水利工程，建坝以来一直未做地质勘探工作。2007年4月5月，为配合安全论证工作，某市水利局委托中南勘察基础工程总公司对水库大坝和溢洪道进行了必要的勘探、野外地质调查、现场及室内试验工作，从而为工程设计提供了可靠的基础资料。水库地处秦岭褶皱东段南部和扬子准地台北缘中段构造体系的联合或复合地部位。区内岩浆活动、变质作用、沉积建造及新构造运动特征显著。枢纽及其库区为低山丘陵地形，侵蚀剥蚀地貌，总的地势呈现出自北东向西、西南逐渐降低的趋势。大坝两肩为云母岩、大理岩，坝基底下为云母片岩及大理岩，坝基下强风化云母片岩成砂状，

6、透水性相对较好。溢洪道范围前部为云母片岩，后部为大理岩；与坝基底下揭露的地层基本一致。区域资料表明，坝址周围不存在大的活动性断裂，至今也无发生过强震的历史记录。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）确定工程区地震动峰值加速度为0.05g, 对应地震基本烈度为度。1.3洪水复核与防洪调度方案按照国家防洪标准（GB50201-94）和水利部水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），本工程属等工程，主要建筑物属4级建筑物。其设计洪水标准按30年一遇，即P=3.33%；校核洪水标准按300年一遇，P=0.33%。由于某水库无实测水文资料，洪水计算只能采用暴雨途径推求水库坝址

7、洪水。暴雨资料采用湖北省暴雨径流查算图表提供的流域暴雨参数进行推求。据本次水文及调洪演算结果，在溢洪道进水渠渠首底部高程为189.70m条件下，30年一遇设计洪水位190.88m，相应洪水总量82.92万m3，经水库调节后下泄洪峰流量16.85m3/s；300年一遇校核洪水位191.56m，相应洪水总量123.98万m3，经水库调节后下泄洪峰流量36.08m3/s。根据溢洪道工程设计规范的相关规定，本工程溢洪道消能防冲设施按20年一遇洪水标准进行设计，按30年一遇洪水标准进行校核。本次调洪演算结果表明,在现状条件下,大坝欠高1.04m，水库防洪能力仅为10年一遇。在防洪调度方案选择时，根据水文

8、及调洪演算结果，综合考虑工程量、投资、施工条件及工程安全等因素，权衡利弊，经过以下三个方案比较：（1）保持现有的溢洪道规模，加高培厚大坝，增加调洪库容；（2）保持现有的坝顶高程不变，增加和扩大溢洪道的泄洪能力;（3）完建现有溢洪道，坝顶新建防浪墙来满足水库防洪要求。推荐采用第三种方案即采取保持现有的溢洪道规模，在原坝顶上加0.2m厚的泥结石路面并在坝顶增设0.9m高的防浪墙的途径来解决水库防洪安全问题。1.4工程存在的主要问题和除险加固的必要性某水库建于文革时期，限于当时的政治背景和生产力水平，规划设计的基础工作十分薄弱，建设管理混乱，缺乏完善的施工规程和质量检测措施，质量没有得到有效地控制，

9、从而为水库枢纽留下了不少缺陷和隐患。水库建成运行后，几乎未做过维修工作，加上年久失修，管理手段落后，使得水库多年带病运行，严重影响工程的正常运用。根据防汛要求，因汛期实行限制蓄水而被迫弃水，造成水资源浪费并且影响工程效益的正常发挥。2004年4月9日，襄樊市水利局组织有关专家、工程技术人员组成了大坝安全鉴定专家组，对某水库大坝进行了现场安全检查。2004年8月,襄樊市水利规划设计院对水库大坝安全进行分析论证，并按水利部颁发的大坝安全鉴定办法将其定性为类坝。2005年5月，水利部大坝安全管理中心以坝函20051027号文核查某水库为类坝。其存在的主要问题如下：（1）水库坝顶高程欠高，水库防洪能力

10、不能满足防洪标准（GB50201-94）要求。大坝目前防洪能力仅10年一遇。（2）坝顶现有宽度小于规范要求的最小值，大坝坝基渗漏严重。坝基有强风化云母片岩层，透水率大于规范要求的10LU值，最大q=27.3Lu，超出了现行规范对坝基的要求。（3）大坝上游坡护砌块石厚度不够,风浪淘刷塌陷严重。大坝浸润线偏高，大坝坝体渗透坡降大于壤土允许渗透坡降值，坝体不满足渗透稳定要求。下游坡无反滤排水设施，坝体含水量偏大。（4）溢洪道未衬砌，无消能防冲设施。（5）输水涵管闸门漏水严重，工作房和工作桥破坏严重，涵管出口未衬砌,启闭设备已超过规定使用年限,启闭不灵。（6）坝区防汛公路路况差，晴通雨阻。（7）水库无

11、管理用房、交通工具，不得于日常管理。（7）大坝缺乏必需的观测设施。鉴于工程存在上述问题，并考虑工程在当地农业和国民经济发展中的地位和作用，工程的除险加固显得十分必要。1.5除险加固工程设计某水库除险加固工程包括大坝整治工程、输水涵管改造工程、溢洪道工程，分述如下：1.5.1大坝整治工程大坝整治工程包括坝基帷幕灌浆防渗、大坝上游坡砼衬砌、大坝下游坡坡面整治、新建大坝下游排水沟、坝顶防浪墙新建及坝顶泥结石路面工程。坝基有强风化云母片岩层，透水率大于规范要求的10LU值，计划采用帷幕灌浆防渗措施。上游坡面原为干砌块石护坡，厚度仅0.2m，由于坝体不均匀深陷和风浪淘刷形成大面积冲坑、浪坎，且干砌石护坡

12、兴建时采用风化严重的石料，计划将大坝上游坝坡原干砌块石护坡平整后,增设现浇砼护坡，底部铺0.1m厚砂砾石垫层反滤排水。在原坝顶上加0.2m厚的泥结石路面并在坝顶上游侧增设悬臂式钢筋砼防浪墙,墙净高0.9m,全长425 m。坝下游坡面为草皮护坡,但下游坝坡已出现不同程度的沉陷和毁坏，造成坝坡面凹凸不平。坡面最低洼处下陷达0.6m，且草皮养护不好，出现损毁坡面不平整,无排水沟,计划对坡面用透水性强的代料进行培厚整治,完善其排水沟系统。由于坝顶兼有交通功能，但是现有坝顶宽度过窄且不一致，因此在培厚大坝时，将坝顶统一扩宽至5m，并修建成泥结石路面，大坝下游侧增设砼坝肩石。另外增设大坝渗流量观测设施等。

13、1.5.2输水涵管改造工程输水涵管原为现浇钢筋砼城门洞形涵管，进水口设有水箱、工作台及启闭机房，工作台与大坝坝顶之间有钢筋砼工作桥连接。目前工作房及工作桥破坏严重，启闭设备已超过规定使用年限，启闭失灵。计划对工作房及工作桥进行彻底修复，将现有启闭设备进行维修、更换，涵管出口连接段因大坝培厚需拆除重建。1.5.3溢洪道工程现有溢洪道基础为强风化的云母片岩，未衬砌，且无消能防冲设施，水毁严重。根据地形条件，溢洪道宽度仍采用7 m，呈正堰布置，采用明渠泄流的衬砌型式，其组成部分有进水渠段、泄水槽、消力池、尾水渠连接段。进水渠段全长120m，底宽7m，边坡1:1.0，纵坡1/500；泄水槽全长63.6

14、3m，采用等宽矩形过流断面，泄槽宽7m，纵坡比降1:6，侧墙高度2.2m2.7m;消力池长9m，深0.7m，底板厚0.5m，边墙高2.7m。泄水槽与消力池底板均为钢筋砼，边墙采用C20砼重力式挡土墙结构。尾水渠采用梯形断面，底宽15m，边坡1:1.5，纵坡1/500，总长300m，其中紧接消力池后设一长20m 的M7.5浆砌石扭面墙连接段，断面底宽由7m渐变为15m。扭面墙连接段后再接一段10m长M7.5浆砌石海漫段。扭面墙和海漫护砌高2.0m，护底厚30cm。在进水渠直墙段北张庄村与西袁庄村民要从此通过，因此需建一座跨溢洪道交通桥，并改造坝顶至交通桥的连接道路，以保证过往行人及车辆的安全。此

15、桥也为坝右端至寺沙公路之间的防汛道路的交通要道。考虑到工程管理和防汛需要，新建150m2管理房。1.5.4新建观测设施根据某水库大坝的实际情况，在大坝下游纵向排水沟处布置1个直角三角形量水堰进行监测，在大坝右岸输水涵管旁布置1组水位尺。1.6金属结构及电气设备根据安全鉴定报告的结论，拟更换输水涵管的闸门和启闭设备。更新原圆筒活塞铸铁闸门为定型铸铁闸门，闸门型号为PGZ0.6×0.6-20；更换原手摇螺杆启闭机为手电两用螺杆启闭机，启闭机型号为QL3。由于某水库原输水涵管启闭机为人工手动操作，本次加固拟架设一条10kV、1.0km长的输电线路至大坝右端，并安装一台容量为50kVA的变压

16、器，型号为S95010，对坝区防汛照明、日常生产生活与办公以及施工提供电力，并对其防汛、日常工程管理及施工需要安装布置相应的配电设备与电气设备。1.7施工组织设计1.7.1施工条件某水库距某市城区25km，工地距寺沙公路省道3km，从寺沙公路省道向南经太平镇至某为沥青路面，路况较好，交通方便，能够满足本次施工的运输要求。明渠式溢洪道位于大坝右侧，距右坝肩约30m。本工程属加固工程，大坝的坝顶和坝肩的开敞地带、溢洪道进出口及右岸平地均可作为施工场地之用，完全满足工程要求。该加固工程所需碎石可由附近唐梓山碎石场购运，块石可在2km以内的山坡上开采，岩石为大理岩。土料可在近处岗地上取土，其土料粘粒含

17、量大于30%，塑性指数17，最大干密度为1.65g/cm3，质量满足要求。其它建筑材料如钢筋、水泥、黄砂等均需到某城区购买, 运距25km。施工及生活用水，均可以从水库架设临时水泵抽取，其现有水质符合生产及生活用水标准。施工用电可从北张庄村架设10kV高压线1km至大坝右端终端杆，安装一台容量为50kVA的变压器，铺设500米输电线路来解决施工用电问题。1.7.2施工导流根据水利水电工程施工组织设计规范(SL3042004)和本工程的具体条件，导流临时建筑物级别定为5级，选用施工围堰挡水期12月1月5年一遇洪水总量作为施工洪水标准。采用土石结构围堰，上下游边坡均为1:1.5，迎水面用塑料薄膜防

18、渗，围堰高度1.87m，堰顶宽2m。围堰主要保护对象是输水涵管进水闸室。根据工程现状及施工工期安排，汛期过后通过输水涵管泄水，将库水位降低至181.9m，然后在输水涵管进口作土石围堰，进行进水口改造工程的施工。大坝上游坡面护坡在库水位降低至181.9m后随即施工，之后随着工程进展，护坡面逐渐上升，库水位也随之恢复至正常运行状态。溢洪道工程施工则基本不受库水位的限制。1.7.3主体工程施工本工程施工项目中，以大坝填筑土方最大，溢洪道开挖土石方最多。大坝挖方主要是坡面清基土方，采用人工施工。坝体填方需采用机械施工，局部辅以人工施工。溢洪道开挖方量较大，且地形开阔，因此采用挖掘机开挖。在大坝左岸设1

19、台0.4m3拌和合机，在溢洪道设2台0.4m3拌和合机作为砼拌合点，人力胶轮斗车运送骨料和熟料，人工操作振捣器振捣密实。在砼浇筑前要对仓面进行洁净保湿并对模板、钢筋、预埋件进行全面检查。砼浇筑后用草袋及时覆盖,水泵抽水，人工喷洒，定时养护不少于14天。帷幕灌浆工程钻孔采用150型回转钻机进行，并一次钻至设计深度。由于上部钻孔在坝体土中进行，为防止缩孔，施工时可视具体情况下套管。灌浆采取自上而下灌浆法，灌浆压力、浆液浓度及终孔条件等则可根据灌浆试验和当时具体情况决定。金属结构设备及安装主要是输水涵管进口铸铁平板闸门和启闭机，可在生产厂家配套定做，运至工地安装。1.7.4施工总布置为了方便施工，修

20、建1200m长的临时道路，在大坝左岸坝头设一处砼拌合系统，溢洪道设两处砼拌合系统，临时生活区及综合仓库、钢筋木材加工厂布置在大坝右岸，水泥仓库就近布置在砼拌合点，弃渣场布设在大坝下游。1.7.5施工总进度考虑施工场地、环境及工程自身特点，本着均衡施工原则安排施工总进度。施工总工期为12个月，其中工程筹建期1个月，安排在当年8月份进行；工程准备期1个月，安排在当年9月份进行；主体工程施工期8个月，安排在当年10月份至次年5月份；工程完建期2个月，安排在次年67月份进行。1. 8工程占地及移民由于某水库在兴建时已按淹没线进行了移民安置，而本次除险加固工程设计中，正常蓄水位没有变化，设计洪水位以及校

21、核洪水位与原设计变化较小，同时水库周边淹没线内无居民及耕地，故不存在库区淹没损失和淹没处理的问题。工程永久占地共1.3亩，临时占地共27.4亩。1.9环境保护设计与水土保持1.9.1环境现状大坝多处岸坡出现过集中渗水、散浸等异常现象，固体径流量小，水库淤积少。库坝区无重要的文物古迹。库内水质清澈，总体水质良好。工程建设区经济以农业为主，伴有少量渔业、小型企业和加工业。灌区农作物主要有水稻、小麦、油菜、棉花等。随着社会的进步和人民生活水平的提高，医疗条件逐步好转，当地具有较好的医疗保障体系；中小学普及率较高，教育状况总体良好。1.9.2环境影响分析某水库除险加固工程的施工将对环境产生一些不利的影

22、响，但施工项目分散，施工工期短，影响只是暂时的。环境影响因子主要有水质、空气、噪声、灌溉及供水、生物、人群健康、水土流失等，采取一定的措施可使不利影响得到避免或降低到允许范围内。1.9.3环境管理监测为保护施工区的环境，建设单位应配备环境管理和监理专业人员，施工单位也应配备环境管理专业人员，负责对环境的监督检查，定期编制环境质量报告，对不达标和不利的环境状况，提出改进措施。监测项目主要为水质和水土保持。1.9.4环境保护设计环境保护设计主要是针对某水库除险加固工程施工中和实施后，对环境所产生的不利影响进行预防、补救和实施补偿工程。水质保护：工程施工中，需排放相当数量的生活污水和生产废水，必须进

23、行处理和沉淀。同时要注意施工机械，车辆集中停放、集中清洗，含油废水经沉淀、除油达标后可就近排放。环境空气质量保护：汽车装载多尘物料时，应堆放整齐以减少受风面积，尽量降低运输过程中的起尘量。施工主干道车辆实行限速，干旱、多风季节施工主干道每天洒水不少于两次。加强车辆的维修和保养，使用优质柴油和汽油，减少尾气污染。噪声控制：在施工设备布置时，高噪声源设备应尽量远离居民区。选用低噪声设备，并通过加强机械设备的维修和保养来降低设备的噪声。控制夜间进行环境噪声污染大的施工作业。同时给接触高噪声的操作人员配发噪声防护用具，参与施工、运输的车辆使用规定的声响装置。人群健康保护：工程准备期需要对施工区进行卫生

24、清理，为施工人员提供良好的居住及生活条件。对进场的施工人员进行身体检查，向施工人员宣传卫生知识，加强食品卫生监督管理，注意生活饮用水卫生。1.9.5水土保持设计水土流失防治范围：根据工程布置，水土流失防治范围主要是建设过程中形成的挖损压和弃渣场，总面积为39314m2。应根据土地使用功能及时进行土地整治，恢复农田、林草植被或作其它利用，确保施工区植被覆盖率不低于施工前的原有水平，对破坏原有水土保持设施的要进行工程性或植物性补偿。弃渣场水土保持设计：对于坝体和溢洪道开挖料等要定类堆放，尽可能用于填筑，对不能回填利用料，堆放在低洼地带并进行碾压，平整后种树植草，防止流失。料场水土保持设计：取料前，

25、将表层0.3m厚腐植土剥离，集中堆放，待工程完工后，用于料场覆盖，经平整后播撒草籽防治水土流失。1.10工程管理设计1.10.1管理机构1974年某水库竣工后一直隶属太平镇政府管理，由于本工程为水库除险加固工程，工程建设完成后，仍维持原管理机构。目前某水库已完成水管单位体制改革，其定岗定员标准是参照“关于印发水利工程管理单位定岗标准(试点)和水利工程维修养护定额标准(试点)的通知”水办2004307号文的有关规定，某水库工程定员级别属5级，定员编制5人。1.10.2工程管理范围与保护范围工程管理范围包括水库枢纽各建筑物组成部分，即大坝、溢洪道和输水涵管等及其它生产生活设施。某水库工程管理范围已

26、于2004年确权划界确定下来，大坝保护管理范围包括：大坝从坝轴线向上lOOm，下游从坝脚线向下150m，大坝两端外延200m，上、下游均与坝头管理范围端线相衔接。溢洪道两侧均以建筑物轮廓起分别向外延伸50m，溢洪道下游自消力池出口向下100m。水库的保护范围为坝址以上的库区两岸第一道分水岭脊线之间的陆地，应拆除保护范围内的非法建筑物，对保护范围内未征用的土地应征用，并取得由当地土地管理部门发放的土地使用许可证，以便于管理。在保护范围内禁止乱伐林木、取土等危害工程安全的活动。1.10.3管理设施为保证水库安全，本次除险加固设计新增1处量水堰进行渗流量监测，新增1组水位尺进行水雨情观测。另外新建防

27、汛办公及生活用房150m2。1.11工程概算某水库除险加固工程主要工程量为：土石方开挖10608m3、土石方回填19632m3、砼2515m3，浆砌块石241m3、砂砾垫层1259m3、钢筋28.05t。根据湖北省水利厅20053号文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定和水利部水总2002 116号文颁发的水利建筑工程概算定额，工程总投资495.59万元，其中建筑工程305.95万元，机电设备及安装工程13.08万元，金属结构设备及安装工程0.88万元,临时工程20.38万元，独立费用101.62万元，基本预备费26.52万元，环境保护与水土保持27.16万元。1.12经济评价根据中华人民共和

28、国行业标准水利建设项目经济评价规范(SL72-94)对本工程进行国民经济评价。经分析计算，某水库除险加固工程实施后，每年可增加效益53.03万元，工程总投资495.59万元，则有8.3年即可收回全部投资。本项目经济净现值ENPV=230.80万元0，经济效益费用比EBCR=1.541，经济内部收益率EIRR=11.07%8%，均满足规范要求，说明从国民经济角度来看，该工程是可行的，经济上是合理的。2 水文2.1流域概况某水库大坝拦截泥河支流，水库某市太平镇北张庄村，距某市城区25km，承雨面积4.2km2。水库坝址以上主河道长度3.3km，河道比降为3.6，流域属丘陵区扇形流域，整个流域植被一

29、般。本次设计复核总库容188.1万m3，死库容4.5万m3，兴利库容116万m3，调洪库容67.6万m3。某水库输水设备为输水涵管，设计灌溉面积2900亩，是一座以农业灌溉为主，兼有防洪与水产养殖效益的小（一）型水库。2.2水文气象水库枢纽及其灌区属亚热带季风气候区，具有四季分明、光照充足、气候温和、无霜期较长、严冬酷暑短、雨热同季和气候多宜等特点。据气象部门统计资料，多年平均降雨量863m，多年平均蒸发量1135mm。降水量年际变化大，最大年降水量1163.3m（2000年），最小年降水量579.5m（2001年），变幅达2.01倍。因受季风影响，年内降雨量季、月分配不均，降雨主要集中在51

30、0月，其平均降雨量为674.5m，占全年降雨量的78.2%。各月降雨量以12月最少，7月份最多。年平均气温14.9，极端最高气温40.8，最低气温-15.1，无霜期229天，日照时数2100小时左右，年平均太阳辐射为108114千卡/平方厘米。2.3设计洪水因某水库无实测水文资料，本次设计洪水采用暴雨推求洪水。暴雨参数采用湖北省暴雨径流查算图表提供的流域暴雨资料推求设计暴雨（某按水文分区第6区查对），并按其提出的瞬时单位线法推求坝址处的洪水过程线和洪峰流量。2.3.1洪水标准确定根据国家防洪标准（GB5020194）和水利部水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），确定某水库工程

31、等别为等，主要挡水、泄水建筑物为4级。其设计洪水标准为30年一遇，即P=3.33%；校核洪水标准为300年一遇，即P=0.33%。消能防冲设施洪水标准为20年一遇，即P=5%；施工期洪水标准按5年一遇，即P=20%。2.3.2设计暴雨推求（1）设计点暴雨推求根据湖北省暴雨径流查算图表，查得某水库流域中心年最大1h、6h、24h设计点雨量的均值Ht和Cv，并取Cs=3.5Cv，根据皮尔逊型曲线Kp值表查出相应的Kp值，按公式Ht，p=Kp×Ht计算各历时点雨量设计值，如表21。表21 某水库设计点暴雨计算表时段(h)点雨量均值(mm)CvCs/CvKp设计点雨量(mm)0.33%3.3

32、3%5%0.33%3.33%5%1450.423.52.772.041.82124.6591.881.96750.503.53.242.281.99243171149.25241050.503.53.242.281.99340.2239.4208.95 （2）设计面暴雨推求 某水库流域面积4.2km2100km2，不需进行流域形状改正。查湖北省暴雨径流查算图表中第6区点面折算系数t历时t集水面积F关系表，得各历时点面折算系数t。再按公式Ht，p面=t×Ht，p计算各历时的设计面暴雨量Ht，p面，计算结果见表22。表22 某水库设计面暴雨计算表时段(h)面深系数设计面雨量(mm)0.3

33、3%3.33%5%10.994123.9091.2581.4160.995241.79170.15148.5240.997339.18238.68208.32 （3）设计暴雨时段雨量计算 设计暴雨时段雨量按以下公式计算：暴雨递减指数：n1=1+0.558ln1 （1t6）n2=1+0.721ln2 （6t24）1=H1面/H6面2=H6面/H24面各历时雨量：Ht面=H1面×t1-n1 （1t6）Ht面=H24面×24n2-1×t1-n2 （6t24）各时段雨量：Pt面=Ht面-Ht-1面按以上公式计算的面雨量过程计算参数见表23。表23 面雨量过程计算参数表参数

34、P=0.33%P=3.33%P=5%10.51240.53630.548220.71290.71290.7129n10.62690.65230.6646n20.75600.75600.75601-n10.37310.34770.33541-n20.24400.24400.2440Ht面1t6123.9t0.373191.25t0.347781.41t0.33546t24156.17t0.2440109.90t0.244095.92t0.2440设计暴雨时段雨量计算结果见表25。（4）设计净雨计算 取净雨时段t=1h，净雨历时tc=24h，暴雨雨型采用湖北省的概化组合雨型。根据湖北省暴雨径流查算

35、图表，某水库流域初损和平均后损率按以下公式计算。 初损 I0=0.25Im=0.25×90=22.5mm 稳损 fc=0.0615R总0.61 mm/h R总=H24面-I0初损稳损计算见表24。从第一时段开始顺次扣除初损后，后损期各时段净雨为表25 某水库流域设计净雨过程线 单位：mm时段设计P=0.33%设计P=3.33%校核P=5%累计雨量时段雨量设计雨量净雨量累计雨量时段雨量设计雨量净雨量累计雨量时段雨量设计雨量净雨量1123.90 123.90 4.80 091.25 91.25 3.38 081.41 81.41 2.95 02160.46 36.56 5.05 0116

36、.11 24.87 3.55 0102.72 21.31 3.10 03186.67 26.20 4.58 0133.69 17.58 3.22 0117.68 14.96 2.81 04207.82 21.15 4.38 0147.76 14.06 3.08 0129.60 11.92 2.69 05225.86 18.04 5.33 0 159.68 11.92 3.75 0139.68 10.07 3.27 06241.82 15.97 5.65 5.23 170.17 10.50 3.98 0148.53 8.85 3.47 07251.10 9.27 6.45 4.38 176.70

37、 6.52 4.54 1.37 154.22 5.69 3.96 08259.41 8.32 6.02 3.96 182.55 5.85 4.23 2.60 159.33 5.11 3.70 1.96 9266.98 7.56 6.95 4.89 187.87 5.32 4.89 3.26 163.98 4.65 4.27 2.78 10273.93 6.95 7.56 5.50 192.77 4.89 5.32 3.69 168.25 4.27 4.65 3.16 11280.38 6.45 9.27 7.21 197.30 4.54 6.52 4.89 172.21 3.96 5.69 4

38、.20 12286.39 6.02 8.32 6.26 201.54 4.23 5.85 4.22 175.90 3.70 5.11 3.62 13292.04 5.65 18.04 15.98 205.51 3.98 11.92 10.29 179.37 3.47 10.07 8.58 14297.37 5.33 21.15 19.09 209.26 3.75 14.06 12.43 182.65 3.27 11.92 10.43 15302.42 5.05 36.56 34.50 212.82 3.55 24.87 23.23 185.75 3.10 21.31 19.82 16307.2

39、2 4.80 123.90 121.84 216.19 3.38 91.25 89.62 188.70 2.95 81.41 79.92 17311.80 4.58 26.20 24.14 219.42 3.22 17.58 15.94 191.51 2.81 14.96 13.48 18316.18 4.38 15.97 13.91 222.50 3.08 10.50 8.86 194.20 2.69 8.85 7.36 19320.38 4.20 4.04 1.97 225.45 2.96 2.84 1.21 196.78 2.58 2.48 0.99 20324.42 4.04 3.89

40、 1.82 228.29 2.84 2.73 1.10 199.26 2.48 2.39 0.90 21328.30 3.89 3.75 1.69 231.03 2.73 2.64 1.00 201.64 2.39 2.30 0.81 22332.05 3.75 4.20 2.14 233.67 2.64 2.96 1.32 203.95 2.30 2.58 1.09 23335.67 3.62 3.62 1.56 236.22 2.55 2.55 0.92 206.17 2.22 2.22 0.74 24339.18 3.50 3.50 1.44 238.68 2.47 2.47 0.83

41、208.32 2.15 2.15 0.66 339.18 339.18 277.50 238.68 238.68 186.78 208.32 208.32 160.50 Rsi=Ri-fct 某水库流域设计净雨过程见表25。表24 初损稳损计算成果表频率P=0.33%P=3.33%P=5%I0（mm）22.522.522.5H24面（mm）339.18238.68208.32R总（mm）316.68216.18185.82fc（mm/h）2.061.631.492.3.3设计洪水过程线推求因某水库无实测暴雨洪水资料，故采用瞬时单位线法进行流域汇流计算。（1）瞬时单位线参数计算某地水库流域处于水

42、文分区第6区，瞬时单位线地区综合公式为：m1=1.64F0.231L0.131J-0.08n=0.529F0.25J0.2k=m1/n由于某水库承雨面积小，对50年一遇以下设计洪水不作非线性改正，但对50年一遇及超过50年一遇的设计洪水仍需进行非线性改正。m1非线性改正按下式计算:m1i=m1（0.2）1（50/ip）ip为造峰雨强度，即ip=HtR/tR某水库坝址以上主河道长度3.3km，河道比降为3.6，承雨面积4.2km2，流域形状系数f=F/L2=4.2/3.32=0.386，属丘区一般流域，造峰雨历时计算公式为：tR=0.50F0.52 HtR=H1面×tR1-n1当ip5

43、0mm/h时=1，当ip50mm/h时=2，当ip10mm/h时0仍取ip=10mm/h代入计算。1、2根据和F在湖北省暴雨径流查算图表中的表12和表13查取。=J1/3/F1/4，其中河道比降以千分率计，流域面积以平方公里计。根据以上公式计算的流域瞬时单位线计算参数见表26。表26 瞬时单位线参数计算表频率P=0.33%P=3.33%P=5%tR1.0551.0551.055HtR126.38192.94982.871ip119.84588.14378.8711.0711.0711.07110.6270.6270.62720.3000.3000.3000.3000.3000.300m12.4

44、112.4112.411n0.9780.9780.978m1i0.7140.7420.767k0.7302.4642.464（2）时段单位线计算单位线时段取为t=1h，根据流域瞬时单位线参数n和k，从时段单位线用表查出无因次时段单位线，再以流域的q=10F/（3.6t）(单位线纵标之和)乘以无因次单位线，即得某水库1h10mm时段单位线，见表27。表27 某水库流域1h10mm时段单位线时段P=0.33%P=3.33%P=5%t/kS(t)U(t)q(t)t/kS(t)U(t)q(t)t/kS(t)U(t)q(t)000.000 0.000 0.000 00.000 0.000 0.000 0

45、0.000 0.000 0.000 11.37 0.753 0.753 8.791 0.41 0.344 0.344 4.013 0.41 0.344 0.344 4.013 22.74 0.938 0.185 2.153 0.81 0.566 0.222 2.590 0.81 0.566 0.222 2.590 34.11 0.984 0.046 0.540 1.22 0.712 0.146 1.707 1.22 0.712 0.146 1.707 45.48 0.996 0.012 0.136 1.62 0.809 0.097 1.129 1.62 0.809 0.097 1.129 56

46、.85 0.999 0.003 0.034 2.03 0.873 0.064 0.748 2.03 0.873 0.064 0.748 68.22 1.000 0.001 0.012 2.43 0.916 0.043 0.497 2.43 0.916 0.043 0.497 79.59 1.000 0.000 0.000 2.84 0.944 0.028 0.330 2.84 0.944 0.028 0.330 83.25 0.963 0.019 0.219 3.25 0.963 0.019 0.219 93.65 0.975 0.012 0.146 3.65 0.975 0.012 0.14

47、6 104.06 0.984 0.008 0.097 4.06 0.984 0.008 0.097 114.46 0.989 0.006 0.064 4.46 0.989 0.006 0.064 124.87 0.993 0.004 0.043 4.87 0.993 0.004 0.043 135.28 0.995 0.002 0.028 5.28 0.995 0.002 0.028 145.68 0.997 0.002 0.019 5.68 0.997 0.002 0.019 156.09 0.998 0.001 0.013 6.09 0.998 0.001 0.013 166.49 1.0

48、00 0.002 0.025 6.49 1.000 0.002 0.025 176.90 1.000 0.000 0.000 6.90 1.000 0.000 0.000 1.000 11.667 1.000 11.667 1.000 11.667 （3）地面径流过程计算将时段单位线乘以净雨过程，错时段相加，即为地面径流过程，见表29。（4）地下径流过程计算地下径流过程采用下列公式计算：起涨流量 Q0=0.021fc1.14F 地下洪峰流量 当tT时： Q(t)=Q0+（Qg-Q0）×t/T 当tT时： Q(t)=Qg×e-(t-T) 计算到Q(t)=Qg即可。式中：退水指

49、数，=0.133F-0.28 T地面径流过程线底宽，T=tc+D-t D时段为t的单位线的底宽 tc净雨历时地下径流计算参数见表28表28 地下径流参数计算表频率P=0.33%P=3.33%P=5%0.0890.0890.089T253433fc2.061.631.49tc191817Q00.2010.1540.139Qg1.9151.1831.039QtT0.201+0.069t0.154+0.030t0.139+0.027ttT1.915e-0.089(t-25)1.183e-0.089(t-34)1.039e-0.089(t-33)根据以上公式进行计算的地下径流过程见表29。（5）设计洪

50、水过程线将地面径流过程和地下径流过程相加，即得24h雨量瞬时单位线设计洪水过程，成果见表29。2.4设计洪水成果合理性分析某水库不同阶段设计洪水成果比较见表210。本次设计洪水与安全鉴定中同频率的洪水成果基本一致，同时，本次是在安全鉴定工作的基础上，对设计洪水的各个环节作了进一步的复核，采用的有关参数更为合理，同时对设表29 洪水流量过程线 单位：m3/s时段校核P=0.33%校核P=3.33%设计P=5%地面流地下流总流量地面流地下流总流量地面流地下流总流量04.59 0.20 4.80 0.00 0.15 0.15 0.00 0.14 0.14 14.98 0.27 5.25 0.55 0.18 0.73 0.79 0.17 0.95 25.110.34 5.45 1.40 0.21 1.61 1.62 0.19 1.82 35.46 0.41 5.87 2.21 0.25 2.46 2.32 0.22 2.54 46.18 0.48 6.66 2.92 0.28 3.20 3.20 0.25 3.45 57.86 0.54 8.41 3.87 0.31 4.18 3.54 0.28 3.82 67.43 0.61 8.05 4.22 0.