水库大坝安全评价概述

59/61目录TOC\o"1-2"\h\z\u1 大坝安全综合评价 11.1 水库概况 11.2 鉴定依据 21.3 水库存在的要紧问题 21.4 水库安全综合评价 31.5 建议 42 工程质量评价 62.1 大坝工程质量评价 62.2 溢洪道工程质量评价 82.3 输水工程质量评价 82.4 综合评价 83 运行治理评价 103.1 工程设计施工过程 103.2 工程运行治理情况 113.3 安全监测和维护 123.4 水库调度和治理制度 133.5 综合评价 154 防洪标准复核 164.1 差不多情况 164.2 洪水计算 174.3 调洪演算 234.4 坝高复核 254.5 复核结论 285 结构安全评价 305.1 大坝抗滑稳定安全复核 305.2 溢洪道安全复核 395.3 输水涵管结构复核 415.4 综合结论 426 渗流安全评价 436.1 原设计和施工渗流操纵措施及评价 436.2 大坝渗流安全性态的计算分析与评价 446.3 溢洪道渗流安全评价 456.4 输水涵管渗流安全评价 466.5 结论与建议 47大坝安全综合评价水库概况某某水库位于郧西县城关镇小河村，五里河支流马家沟。于1972年8月动工兴建，1974年2月完成。总库容11万m3。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。水库坝址以上承雨面积12平方公里，河长12公里，河道平均比降100‰。依照《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，工程为Ⅴ等工程，小（二）规模，要紧建筑物级不为5级。水库原防洪标准按20年一遇设计，50年一遇校核。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水工程等建筑物组成。大坝坝型为粘土心墙堆石坝，坝顶高程399.4m，最大坝高19.4m，坝顶长45m，坝顶宽2.7m。粘土心墙顶部高程399m，顶宽1.0m。大坝上游坝坡没有马道，但有一变坡，变坡处高程395m，上游坡比自上而下分不为1:2.1、1:1.5(实测)。大坝下游坝坡没有马道，下游坡比自上而下分不为1:1.4、1:0.9、1:1.1(实测)。在坝脚设有反滤坝，反滤坝顶部高程为384米，反滤坝外坡坡比1:0.9，内坡坡比1:0.5，顶宽0.6m。大坝上下游坝坡均为块石堆砌。溢洪道设在大坝左侧，为开敞式宽顶堰，全长40米，进口与操纵段长10米，操纵段宽6m，堰顶高程395.4m。泄槽总长30米，宽度由6米收缩至5米，出口底部高程393米，平均比降10%。输水涵管为水泥浆砌方形管，全长83米，断面0.5×0.8米，比降1%。进口高程387米，放水采纳混凝土台阶式斜管，内空断面0.6×0.6米，每级台阶高0.5米，放水孔直径0.2米，用混凝土塞人工启闭。水库灌溉耕地面积500亩，同时爱护下游近千人的生命财产安全，综合效益十分明显。鉴定依据受郧西县水电局的托付，我院依据水利部《水库大坝安全鉴定方法》、《水库大坝安全评价导则》以及国家和部颁的现行规范对某某水库进行安全鉴定。通过对水库现场查勘和查阅水库设计文件、运行情况记录、工程地形地质勘察报告等相关资料，对水库的工程质量、运行治理、防洪能力、渗流和结构安全等项目进行复核和评价，确定水库整体安全状况。水库存在的要紧问题水库运行多年，虽进行过除险加固，但经水库现场安全检查和运行状况分析，本水库仍存在以下要紧问题：（1）大坝坝坡变形，上下游坝坡块石风化、缺失、变形严峻；反滤坝块石风化，变形堵塞。（2）溢洪道开挖断面形状不规则，局部参差不齐，底板和边墙未进行护砌，出口无消能设施。（3）输水系统老化失修，放水斜管碳化、破损，水箱淤塞。（4）水库治理设施十分落后，无专门的治理机构和人员，无水位观测与安全监测设施，防汛道路不能上坝，不能满足防汛抢险需要。水库安全综合评价依照水库各分项安全复核结果，综合评定大坝安全状况：（1）大坝心墙基础为弱风化岩体，透水性较弱。基础处理较完全。大坝心墙土料物质成分极不均匀，填筑压实质量差，压实度未达到规范要求。溢洪道槽底和边坡未护砌，表面参差不齐。出口无消能设施。输水管施工质量差，强度低，风化严峻，无法正常运行。综合上述，依照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，水库工程质量评价为不合格。（2）水库治理没有设置专门的治理机构和治理人员，没有建立健全各项规章制度。配有通讯设施，无水情自动测报系统，无防洪调度系统，无大坝安全监测设施。防汛道路不能上坝，水库大坝运行治理评价为差。（3）依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），某某水库属Ⅴ等工程，要紧建筑物为5级建筑物，复核水库洪水标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。洪水复核采纳《图表》中的暴雨参数，用瞬时单位线法计算设计洪峰流量107.6m3/s，校核洪峰流量355.4m3/s。设计水位为399.2m，相应最大下泄流量为103m3/s，校核水位为403.9m，相应最大下泄流量为335.9m3/s。大坝顶高程应不低于404.584m，现状坝顶高程400m，欠高4.584m，不满足规范要求。心墙顶应不低于403.9m，现状心墙顶高程399.5m，欠高4.4m，现状心墙高程不满足规范要求。大坝防洪安全性评价为C级。（4）经复核，大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求，坝坡变形，不满足大坝安全运行的要求。溢洪道底板、左右岸山体均未作衬砌处理，出口未设消能防冲设施。输水涵管输水能力满足设计要求；施工质量差，强度低，砼碳化严峻，无法正常运行。水库结构安全综合评价为C级。（5）计算所得的单宽渗流量为0.14m3/d·m，对水库渗漏损失阻碍较大。坝体下游逸出点高度0.237m，低于反滤坝高度，可不能造成渗透变形，但反滤体运行年代久远，会降低透水效果。溢洪道地质条件较好，不存在渗流破坏的可能性。输水管为浆砌方形管，施工质量较差。水库大坝渗流安全综合评价为B级。（6）本工程设计地震烈度为Ⅵ度，按有关规范可不考虑地震作用。（7）本工程无金属结构，不作评价。综合水库大坝工程性状各分项安全性分级结果，按照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）及水利部《大坝安全鉴定方法》中的有关规定，最终确定本水库大坝安全分类为三类坝，属病险水库。建议1、应抓紧做好前期工作，尽早实施除险加固工作，早日脱险。2、除险加固措施完成之前，水库要严格按限定水位操纵运用，并加强大坝的安全监测工作，加强治理，确保大坝安全运行。3、培厚大坝坝坡，对上下游坝坡进行修整加固处理。4、护砌溢洪道断面，修建溢洪道出口消能设施。5、修建防汛道路。6、完善相应的治理设施，设置治理机构和人员，加强水库运行治理。

工程质量评价大坝工程质量评价1、大坝概况大坝坝型为粘土心墙堆石坝，坝顶高程399.4m，最大坝高19.4m，坝顶长45m，坝顶宽2.7m。粘土心墙顶部高程399m，顶宽1.0m。大坝上游坝坡没有马道，但有一变坡，变坡处高程395m，上游坡比自上而下分不为1:2.1、1:1.5(实测)。大坝下游坝坡没有马道，下游坡比自上而下分不为1:1.4、1:0.9、1:1.1(实测)。在坝脚设有反滤坝，反滤坝顶部高程为384米，反滤坝外坡坡比1:0.9，内坡坡比1:0.5，顶宽0.6m。大坝上下游坝坡均为块石堆砌。2、坝基及坝肩大坝填筑前，未作前期地质勘探工作，工程开工后，在主河槽设计断面上进行了清基，并在清基的同时对坝轴线全断面进行抽槽处理，抽槽至弱风化层，边坡1:1；大坝两岸边坡开挖依照实际情况确定，下挖至弱风化层为止。坝址岩体要紧存在全风化、强风化、弱风化、微风化~新奇岩石分带。其中坝基为厚1.5~3.0m左右的强风化带，全风化层要紧分布在山坡地表，一般厚度0~3m，属第四系（Q）冲积土、坡积土。依照工程记录资料表明，大坝心墙基础为弱风化岩体，透水性较弱。基础处理较完全。2、粘土心墙大坝施工时，心墙土料就近选择料场，均取自附近第四系残、坡积土，库坝区均为震旦系的变质岩区，风化后粉砂质含量较高。大坝心墙料物质成分极不均匀，依照颗粒组成可分为含细粒土砂及含砾重壤土，局部含全强风化的砾石及碎石和植物根茎的耕植土夹层。砾石、碎石以及砂含量具不均匀特征，局部相对密集构成强透水带，对坝体的防渗极为不利，极易造成坝体渗漏。粘土心墙料的干密度均值约为1.33g/cm3；平均压实度为0.8，心墙料的压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。坝体心墙料为含砂粘土，间夹碎石及砾石。心墙料的物质组成及其密实度在心墙轴线上以及剖面上具明显的不均匀性，且随机性较大，对心墙的透水性阻碍较大；在砂、碎石及砾石等粗颗粒含量较高且密实度相对较松散的部位，心墙透水性相对较高。从探槽原状样渗透试验成果分析，心墙料岩样渗透系数差不多都在10-4cm/s量级，具中等透水性。从心墙料现场注水试验成果分析，心墙探槽注水试验中，全部在10-4cm/s量级以上，心墙具中等透水性，心墙料渗透系数不满足规范要求。3、堆石坝壳坝壳堆石不干砌块石，为强透水性，孔隙率及透水性指标不能满足规范要求。4、上、下游护坡大坝上游坝坡为堆石护坡，通过多年的风浪淘刷，局部块石护坡残缺不全。下游坝坡为砌石护坡。反滤坝变形堵塞。溢洪道工程质量评价1、溢洪道概况溢洪道设在大坝左岸，为开敞式宽顶堰，堰顶高程395.4米。进口与操纵段长10米，进口底宽8.5米。泄槽总长30米，宽度由6米收缩至5米，出口底部高程393米，平均比降10%。溢洪道岩石弱风化，裂隙较发育，开挖面未衬砌。2、存在要紧问题溢洪道为人工开挖而成的明槽，槽底和边坡未护砌，表面参差不齐，出口无消能设施，不能满足洪水安全下泄。输水工程质量评价1、工程概况输水涵管为水泥浆砌方形管，全长83米，断面0.5×0.8米，比降1%。进口高程387米，放水采纳混凝土台阶式斜管，内空断面0.6×0.6米，每级台阶高0.5米，放水孔直径0.2米，用混凝土塞人工启闭。2、存在要紧问题输水涵管进水口斜卧管老化，施工质量差，强度低，砼碳化严峻，管塞缺失密封不严。无法正常运行。综合评价1、大坝心墙基础为弱风化岩体，透水性较弱。基础处理较完全。大坝心墙土料物质成分极不均匀，渗透系数不满足规范要求。上下游坝坡轻微变形，反滤坝堵塞。2、溢洪道槽底和边坡未护砌，表面参差不齐。进口段无导墙，出口无消能，不能安全泄洪。3、输水管施工质量差，强度低，斜管砼碳化严峻，管塞缺失密封不严，无法正常运行。综合上述，依照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，本水库工程质量评价为不合格。

运行治理评价工程设计施工过程本水库位于郧西县城关镇小河村，五里河支流马家沟。于1972年8月动工兴建，1974年2月完成。总库容11万m3。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。水库坝址以上承雨面积12平方公里，河长12公里，河道平均比降100‰。该工程设计由原郧西县水电科承担，报原郧阳地区水利电力局审批，经批复后开工兴建，并成立工程建设指挥部，指挥部下设工程组、器材组、后勤组，要紧技术人员由县水电科抽调本单位的专业工程师担任，施工人员由当地和邻乡的要紧劳动力组成，以“大会战”形式展开施工。1、大坝施工过程中，指挥部从大坝放线、清基、导流、回填、碾压、护坡等技术要点，原则上都作了一些具体规定，要求大坝施工严格按规定进行。但由于当时基础条件差，没有专用的设备仪器检测土料的物理特性。筑坝材料难以保证大坝土料设计要求。大坝碾压要紧依靠人工夯实，采纳石磙碾压，在大坝和山体结合处以及涵管顶（侧）0.5~1.0m范围内采纳的是农村打土墙的铁杵夯实。由于没有机械设备、施工工艺的简陋，使得坝体碾压质量得不到保证。2、溢洪道溢洪道位于大坝左坝肩，为开敞式溢洪道，要紧由水平段和陡槽段组成。施工过程中由于资金等多方面缘故，溢洪道开挖断面未达到设计标准，底板和边墙均未进行护砌，局部参差不齐，形状专门不规则；出口未设消能防冲设施，下游冲刷严峻，危及坝脚安全。2、输水涵管输水涵管位于大坝右岸，进口型式为浆砌石斜卧管，采纳混凝土圆塞人工操纵。工程施工时，由于建筑材料紧张，进水口浆砌石施工质量差，输水涵管接缝处理得也不严实，存在漏水现象。工程运行治理情况1、治理机构设置工程建成以后，成立了水库管养所，属于县水利电力局的二级单位治理，治理人员1-3人。农村实行联产承包责任制以后，水库又划归乡镇治理，1994年乡镇设立水利治理站，转交由水管站代管，1999年农村实行机构改革，撤销了乡镇水管站至今。当地政府将水库交由乡镇农业服务中心代管。日常治理由水库水产养殖承包人员负责治理，没有承包人的时刻段由当地村干部或指定村民代管。2、水库运行情况本水库是以灌溉为主，兼有防洪，养殖等综合利用效益。水库的防汛工作按县防办每年4月下达的渡汛打算和操纵运用指标执行。水库自投入运行以来，历史最高库水位396（2007年7月28日），溢洪道实际最大下泄流量2m3/s（2007年7月28日）。本水库由于没有专设治理机构，也没有固定专人治理，因此没有编写运行大事记。水库自建库以来一直没有设置水文测报系统，天气信息由治理人员通过电视广播等渠道获悉，有专门天气情况时由县局防办通知。移动通讯可覆盖到坝区，但县水电局为该水库安装了专用防汛电话。安全监测和维护1、水库检查水库没有安设专门安全监测设施，全部检查监测工作均由治理人员凭个人经验感观观看，由于近年来机构改革频繁，资料残缺或遗失，无法进行科学分析。工程的检查工作分日常检查、汛期检查和汛后检查，各种检查都分不规定了特定内容。检查人员由县防办、乡镇分管领导、农业服务中心的技术人员组成，坚持对枢纽建筑物进行检查，日常检查汛期一旬一次，非汛期一季一次。汛期检查一般在每年的4至10月汛期进行，一般每年5次左右。巡查的项目要紧包括：（1）大坝：坝体、坝肩及岸坡。（2）输水涵管：进口、涵管、出口。（3）溢洪道：堰槽及两侧的坡岸等。汛后检查内容明确，检查认真，发觉问题及时汇报并提出处理措施，力争在下次检查前处理好。检查结果均记入专门的表格，并附必要草图和初步分析，内容齐全，并报县防办备案。出现险情及时排除。2、水库维护水库维护工作是水库工程治理的重要组成部分。水库没有专门治理人员和治理设施，缺少日常维护，无运行日志。由于资金紧张，水库工程自建成以来一直未进行大修，每年检查时发觉问题后仅进行表面缺陷修补，没有解决全然问题。水库调度和治理制度1、防洪调度防洪调度原则及方式：水库防洪调度以确保安全为原则，在确保安全的前提下进行兴利调度。水库泄水建筑物单一，只有一个开敞式无闸门操纵溢洪道，同时还可利用输水涵管放水调洪。（1）水库溢洪道无闸门操纵，超过正常蓄水位时即自流溢洪。汛前腾空库容，汛中尽量由输水涵管泄洪。在库水位接近设计洪水位时报县防办，并严密监测库水位，做好防洪抢险预备。（2）防汛期间，由镇长担任指挥长，村书记任副指挥长，其它村干部为成员组成防汛指挥部。所有人员听从县防汛抗旱指挥部的统一调度，服从命令，听从指挥，确保万无一失。防洪调度的注意事项：（1）水库在发生险情时第一时刻先上报乡镇人民政府，再由乡镇人民政府上报县防汛抗旱指挥部办公室。（2）县防汛抗旱指挥部办公室召集防汛抢险专家组，分析险情缘故、处理方法及下达有关抢险指令。（3）水库所在的村及流域各政府部门、相关单位及防汛抢险突击队按照县防汛抗旱指挥部办公室抢险指令执行落实。（4）各相关单位及时反馈情况报县防汛抗旱指挥部办公室及抢险专家组，确定下一步抢险方案。（5）坚持防汛值班、做好防洪记录，为今后的工作积存资料。遇超标准洪水的处理措施：遇到超过水库校核标准洪水，要做好预报，及时向上下游报警，必要时疏散下游群众至安全地带，并尽可能采取紧急抢险措施，开启所有泄洪设施，确保大坝安全。2、兴利调度本水库是以灌溉为主，兼有防洪、养殖等任务的水库，兴利调度任务为合理调配用水量，充分发挥水库的综合利用效益。兴利调度原则及方式：（1）依照气象等资料做好年来水预测；依照有关部门对水库供水的要求，制订具体供水打算。（2）要在打算用水、节约用水的基础上核定各用水部门供水量，贯彻“一水多用”的原则，提高水的重复利用率。（3）充分利用灌区内的蓄水工程，在非灌溉期或非用水高峰期，依照气象预测，提早放水充蓄；在用水高峰时，灌区蓄水工程要与水库供水有机结合。（4）结合灌溉供水，兼顾养殖需求。3、治理制度①严格执行县防办下发的水库高度方案，确保大坝枢纽工程安全。②禁止在大坝周围200M以内取土采石放炮打井挖砂，坝体上禁止堆放杂物。③要经常保持坝坡坝面、马道截流沟的洁净，无杂草、杂物淤积，坝面禁止放牧，行人不得任意搬动坝内外坡护石和践踏护坡草皮。④坚持大坝巡视巡查工作。非汛期：一周巡视一次，汛期一天一次，暴雨或大雨一天数次，坚持24小时值班制度，发觉问题及时上报。综合评价1、水库治理没有设置专门的治理机构和治理人员，由养殖承包人负责看护。没有建立健全各项规章制度。2、水库通讯设施有专人治理并保持连通，防汛道路仅至大坝下游1公里处，无水情自动测报系统，无防洪调度系统；大坝安全监测设施没有配备。3、大坝、溢洪道和输水涵管在运行过程中未出现大的安全问题，近库坡岸稳定没有滑坡体。坝体存在白蚁危害，对坝体构成潜在威胁。综合上述，依照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，水库大坝运行治理评价为差。

防洪标准复核差不多情况工程概况某某水库位于郧西县城关镇小河村，五里河支流马家沟。于1972年8月动工兴建，1974年2月完成。总库容11万m3。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。水库坝址以上承雨面积12平方公里，河长12公里，河道平均比降100‰。水库属亚热带季风气候区，气侯和气，年平均气温16℃，年最高气温41℃，最低气温-11℃，多年平均降雨量为807mm，最大年降雨量为1555mm，降雨多集中于4~10月，占全年降雨量的85%左右，降雨量年内分配不均匀，6～9月份雨量集中，冬季雨量偏少。水库要紧由大坝、溢洪道和输水涵管组成。大坝为粘土心墙土坝，坝高20米，坝轴长45米，坝顶高程400米，溢洪道设在大坝左侧，为开敞式宽顶堰，全长40米，进口与操纵段长10米，操纵段宽8.5米，堰顶高程395.4米。泄槽总长30米，宽度5~8.5米，出口底部高程393米。输水涵管为混凝土方形管，全长83米，断面0.5×0.8米，比降1%。放水采纳混凝土台阶式斜管，内空断面0.6×0.6米，放水孔直径0.2米，用混凝土塞启闭。水库枢纽工程为Ⅴ等工程，大坝、溢洪道、输水涵管等要紧建筑物为5级建筑物。水库原防洪标准按20年一遇设计，50年一遇校核。流域承雨面积、主河道长度和比降复核采纳省测绘局1/50000的实测地形图对水库流域地理参数作进—步复核，经复核水库以上承雨面积为12km2，主沟长8km，河道加权平均比降60‰。洪水标准的确定依照《防洪标准》（GB50201—94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）、《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000）等文件，水库为小（2）型土石坝水库，工程等不为Ⅴ等，大坝、溢洪道等为5级建筑物。按《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》的规定，小（2）型水库的设计洪水标准应为20～30年一遇，校核洪水标准应为200～300年一遇。本水库坝高20米，郧西县城在其下游10公里以内，本次防洪复核洪水标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。洪水计算某某水库流域内没有水文站，也无实测的洪水观测资料，因此本次设计洪水计算方法采纳《湖北省暴雨径流查算图表》中瞬时单位线法与推理公式法两种方法推求坝址洪水，经分析比较后确定洪水设计采纳成果。设计暴雨郧西县位于湖北省水文分区第九区，依照工程所在流域中心位置查08版暴雨参数等值线图，得出设计点雨量的均值H均和变差系数Cv、Cs，查皮Ⅲ型曲线得Kp值，计算各历时相应频率的设计点暴雨量。点面折算系数，设计面雨量等于设计点暴雨量。按下式计算:H面=αF·H均·Kp式中：H面—设计面雨量；αF—形状改正系数，取1.0。表3.1水库设计雨量计算成果表时段点雨量均值（mm）CvCs/CvP=3.3%P=0.33%Kp面雨量H点（mm）Kp面雨量H点（mm）1小时420.513.52.2192.833.31138.826小时570.662.62149.424.29244.424小时810.582.4194.513.75303.7本水库流域面积较小，选定计算暴雨时段为0.5小时，历时6小时。设计暴雨时程雨量按以下公式计算：暴雨递减指数（1～6h）（6～24h）其中：各历时雨量（）（）各时段雨量按以上公式计算的流域各频率的暴雨递减指数列于表3-2。表3-2各频率的暴雨递减指数设计频率n1n2P=3.3%0.6210.7680.730.81P=0.33%0.5680.8050.680.84各时段设计毛雨量扣除稳损计算出设计净雨过程（本水库流域小，不考虑初损）。采纳图表中的概化雨型作为设计雨型。稳损：各时段净雨为：经产流计算，得流域各频率的设计净雨过程。各频率设计暴雨和净雨过程如表3-3。表3-3设计暴雨及设计净雨过程线单位：mm序号设计暴雨地面设计净雨P=3.3%P=0.33%P=3.3%P=0.33%14.027.683.376.824.278.163.627.2834.528.643.877.7645.029.614.378.7256.8212.486.1711.6611.1520.4210.519.53735.2752.8334.6251.95857.5586.1956.985.3198.3615.307.7114.42105.099.324.448.44113.777.203.126.32123.526.722.875.84瞬时单位线推求设计洪水瞬时单位线法汇流参数按下式计算:造峰雨历时tR（山区扇形流域）（丘区长形流域）不属于上述两种情况的流域可内插按比例取值，本流域采纳山丘区一般流域公式计算。关于高于50年一遇洪水需作汇流参数的非线性修正:当时；当时，在《图表》查取。依照以上公式计算的水库瞬时单位线参数如表3-4。表3-4瞬时单位线参数成果表频率ip（mm）nkP=3.3%2.231.23P=0.33%1000.32.230.36洪水由地表径流和地下径流共同汇流而成，地表径流过程由设计净雨过程和单位线参数，用下式进行汇流计算：地下径流流量过程线采纳《图表》提供的概化三角形过程线法。其计算采纳下列公式：起涨流量地下洪峰流量地下径流过程线：时时地面、地下汇流迭加计算得设计洪水过程，成果见下表3-5；表3.5洪水过程计算成果表时序(△t=0.5h)流量时序(△t=0.5h)流量P=3.3%P=0.33%P=3.3%P=0.33%1001397.5864.1521.2915.941485.0535.6833.7434.241570.9215.7546.9944.881657.37.07510.5652.091745.253.95614.6262.991835.112.98720.2890.031926.932.79834.17187.342020.472.82964.72355.372115.52.921095.5322.9324.311.722.7211107.64187.94238.892.5512106.34103.32246.792.38瞬时单位线法计算30年一遇设计洪水107.6m3/s，300年一遇校核洪水355.4m3/s。推理公式法推求设计洪水洪峰流量计算公式如下：Qm=K1(m/θ)k2(sF)k3-k4μF式中：Qm——洪峰流量，m3/sK1、K2、K3、K4——暴雨递减指数n的函数m、μ——分不为汇流参数和损失参数；s——雨力，与暴雨递减指数n和汇流历时有关；本流域为湖北省水文分区第九区，汇流参数按下式计算:当洪水频率为低于50年一遇时，m=0.50θ0.21；当洪水频率为高于50年一遇时，m=0.45θ0.21；θ=L/j1/3μ=0.0384×R240.756(mm/h)；R24=H24面－I01－6小时n1=1+0.558Lnβ16－24小时n2=1+0.721Lnβ2汇流参数及洪峰流量的计算成果见下表3.4：洪水过程线采纳《图表》中的方法进行计算，其中设计净雨历时取6小时。计算结果见表3.4表3.4汇流参数及洪峰流量计算成果表参数msnuK1K2K3K4QP=3.3%0.94292.6420.7351.8780.6600.9001.2250.345215.1P=0.33%0.848138.6450.6852.7240.6140.8261.2060.340330.2水库洪峰流量采纳推理公式法计算30年一遇设计洪水215.1m3/s，300年一遇校核洪水330.2m3/s。洪水成果分析瞬时单位线法与推理公式法计算成果比较，校核标准洪峰相对稍大，设计标准洪峰较小，依照小（2）型水库安全鉴定指导意见采纳两种方法中洪峰流量小的一种方法所计算的成果进行综合比较分析，此次设计采纳瞬时单位线法所计算的成果，30年一遇设计洪水107.6m3/s，300年一遇校核洪水355.4m3/s。调洪演算防洪调度原则某某水库溢洪道为开敞式溢洪道，堰顶高程395.4m即为正常蓄水位。本次复核采纳以下调度原则：起调水位为正常蓄水位，当库水位上升至堰顶高程时溢洪道开始自由泄流。本次调洪演算按静库容进行演算，对灌溉涵管较小泄流不考虑，单独由溢洪道来泄洪。溢洪道下泄流量溢洪道按无底坎宽顶堰考虑，其泄洪能力按下式进行计算：式中：m——无底坎宽顶堰的流量系数，按照《溢洪道设计规范》（SL253-2000）和武汉大学编《水力学》求得，m=0.36；H0——考虑行进流速的堰顶水头，本工程堰前较为宽敞，行进流速较小，故不计行进流速水头，取H0=H；B——溢洪道操纵段宽度B=8.5m。库水位～库容关系曲线近年来水库以上流域无重大人类活动，库容曲线无明显变化，水位～库容曲线仍采纳原设计成果，复核后的曲线关系见表3.5。表3.5水库水位～库容关系水位（m）380383385387389391393库容（万m3）00.10.30.71.472.664.21水位（m）395396397398399400库容（万m3）6.0278.049.1310.311.4调洪演算依照进库洪水过程与溢洪道断面，水库水位库容关系，采纳水库调洪演算数值解程序进行调洪演算，其差不多方程式为水量平衡方程式即：（Q1+Q2）×Δt/2－（q1+q2）×Δt/2=V2－V1式中：Q1、Q2——时段初、末的入库流量，m3/s；q1、q2——时段初、末的出库流量，m3/s；V1、V2——时段初、末的水库蓄水量，m3；△t——计算时段，s。按拟定的调度方式和起调水位，对不同频率的设计洪水进行调洪演算，成果见表3-6。表3-6水库调洪成果表设计频率（%）洪峰流量（m3/s）最高水位（m）最大下泄流量（m3/s）3.3107.6399.21030.33355.4403.9335.9坝高复核坝顶超高依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶在水库静水位以上的超高由下式确定：y=R+e+A式中：y——坝顶超高，m；R——最大波浪在坝坡上的爬高，m；e——最大风壅水面高度，m；A——安全加高，m。水库大坝安全加高A值依照大坝的等级和运用条件确定，某某水库大坝为Ⅴ等5级工程，安全加高A值在设计条件下为0.5m，校核条件下为0.3m。风浪爬高采纳《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)推举的莆田试验站公式计算。计算采纳的相关参数如下：坝址处多年平均最大风速13m／s设计工况计算风速为多年平均最大风速的1.5倍(按5级坝取用)即19.5m／s；校核工况计算风速为多年平均最大风速；风区长度采纳250m，水域平均水深采纳18m。Tm=4.438hm0.5式中：hm——平均波高，m；Tm——平均波周期，s；W——计算风速，m/s；依照不同计算工况取用不同的值D——风区长度，m；Hm——水域平均水深，m；g——重力加速度，取9.81m/s2；Lm——平均波长，m；Rm——风浪爬高，m，KΔ——斜坡糙率渗透性系数，取KΔ=0.8；Kw——经验系数，与风速和坝前水深有关；m——斜坡坡度系数，m=2.；设计波浪爬高值依照工程等级确定，本工程为5级粘土心墙坝，采纳累计频率为5%的爬高值R5%。风壅水面高度按下式计算式中：e——风壅水面高度，m；K——综合摩阻系数，K=3.6×10-6；β——风向与水域中线夹角，°；H——水域的平均水深，m；经计算，不同标准情况下的风浪参数及风壅水面高如下表：表3.7风浪爬高和风壅水面高计算成果表标准平均波高hm（m/s）平均波长Lm（m）平均波周期Tm（s）设计爬高R（m）风壅水面高e（m）设计0.164.9551.780.60.001校核0.103.171.420.3840依照以上计算及安全超高值，计算得设计工况下坝顶超高为1.101m，校核工况下坝顶超高为0.684m。坝顶高程复核①设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高②校核洪水位加特不运用条件的坝顶超高在设计及校核情况下的计算结果见表3-8；表3-8大坝坝顶高程计算成果表工况计算水位(m)坝顶超高(m)计算坝顶高程(m)设计(P=3.3%)399.21.101400.201校核(P=0.33%)403.90.684404.584通过以上计算最大坝顶高程应达到404.584m，现状坝高400m，欠高4.584m，不满足规范规定的防洪标准。本水库现心墙顶部高程为399.5m，依照规范要求，粘土心墙代料坝心墙顶高程应高于设计洪水位0.3m，并不低于校核洪水位。依照本次洪水复核水位，设计工况下心墙顶部高程应不低于399.5m，校核工况下心墙顶应不低于403.9m，现状心墙高程不满足规范要求，欠高4.4m。复核结论依照以上设计洪水计算和调洪演算成果，本水库防洪安全评价为：（1）依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），某某水库属Ⅴ等工程，要紧建筑物为5级建筑物，复核水库洪水标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。（2）洪水复核采纳《图表》中的暴雨参数，暴雨统计特征值与地区综合规律一致，符合本地区暴雨特点，瞬时单位线法计算方法成熟可靠，计算洪水成果是合理的。设计洪峰流量107.6m3/s，校核洪峰流量355.4m3/s。（3）依照水库水位库容关系和现溢洪道下泄能力，采纳上述洪水标准进行调洪演算，得到水库设计水位为399.2m，相应最大下泄流量为103m3/s，校核水位为403.9m，相应最大下泄流量为335.9m3/s。（4）依照坝顶及心墙顶高程复核结果，按现行规范，大坝顶高程应不低于404.584m，现状坝顶高程400m，欠高4.584m，不满足规范要求。心墙顶应不低于403.9m，现状心墙顶高程399.5m，欠高4.4m，现状心墙高程不满足规范要求。综合上述，依照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）大坝防洪安全性分级的规定，某某水库大坝防洪安全性评价为C级。结构安全评价某某水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成。大坝抗滑稳定安全复核差不多数据及计算工况1、差不多数据依照《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），某某水库枢纽为小（2）型工程，工程等不为Ⅴ等，要紧建筑物为5级。本次复核采纳的防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，其设计洪水位399.2m，校核洪水位403.9m，正常蓄水位为395.4m，死水位为387.0m。依照2001年《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），某某水库所在地地震差不多烈度为Ⅵ度。依照《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），可不进行抗震复核。某某水库大坝为粘土心墙坝，依照坝区的地质条件，其有关物理力学指标参考郧西县小型（1）水库地质参数，计算参数见表4-1。表4-1大坝稳定分析计算参数表项目土的类不湿容重（KN/m3）饱和容重（KN/m3）浮容重（KN/m3）C′（KPa）φ′（°）大坝粘土（心墙）18.419.810.041.317.8上游坝壳17.518.69.6021.511.2下游坝壳18.317.98.8723.214.5坝基岩层24.595522、计算工况依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，并结合水库的运用情况，计算工况取：（1）正常情况1）设计洪水位399.2m下形成稳定渗流时上、下游坝坡稳定；2）正常高水位395.40m下形成稳定渗流时上、下游坝坡稳定；3）正常高水位395.40m降到死水位387.0m时形成不稳定渗流时上游坝坡稳定。（2）特不情况1）校核洪水位403.9m下形成稳定渗流时上、下游坝坡稳定；2）校核洪水位403.9m降到正常高水位395.40m时形成不稳定渗流时上游坝坡稳定。计算方法及计算参数的确定依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），土石坝稳定分析采纳刚体极限平衡法，计及土体条间作用力（简化毕肖普法）。计算软件采纳北京理正设计研究院的边坡稳定分析软件。该软件适用于圆弧法、折线法等方法的稳定分析，可进行土石坝的施工期、正常蓄水期、水位降落、地震等工况的抗滑稳定安全系数计算，并能自动搜索坝坡的最不利滑面。按规范（SL274-2001），水库稳定渗流期按有效应力法。其抗滑稳定安全系数采纳简化毕肖普法计算，公式如下：式中：W——土条重量；Q、V——分不为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；μ——作用于土条底面的孔隙压力；α——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b——土条宽度；c′、φ′——土条底面的有效应力抗剪强度指标；Mc——水平地震惯性力对圆心的力矩；R——圆弧半径。稳定分析标准按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，对5级坝，采纳不计条块作用力的简化毕肖普法进行稳定分析时，其安全系数规定在正常运用条件下，坝坡抗滑稳定最小安全系数K不小于1.25，特不运用条件下，坝坡抗滑稳定最小安全系数K不小于1.15。计算结果将大坝在各种运用条件下的参数输入计算机软件进行计算，得到大坝稳定分析计算成果见表4-2。表4-2某某水库主坝稳定分析计算成果表坝坡计算工况最小安全系数简化毕肖普法有效应力标准下游坝坡正常蓄水位395.40m情况下形成稳定渗流1.1971.25设计洪水位399.2m情况下形成稳定渗流1.081.25校核洪水位403.9m情况下形成稳定渗流0.9471.15上游坝坡校核洪水位403.9m降至正常蓄水位395.40m1.621.25正常蓄水位395.40m降至死水位387.0m1.2391.15依照表4-2计算成果可知：某某水库大坝下游坝坡在各种计算工况下，采纳简化毕肖普法、其安全系数最小值均小于现行规范的容许值；上游坝坡在各种计算工况下，采纳简化毕肖普法、其安全系数最小值均大于现行规范的容许值，但上游坝坡凸凹不平。因此，大坝坝坡的抗滑稳定不满足要求。大坝在各种计算工况下的最小滑弧见附图。某某水库大坝校核洪水位稳定最小安全系数滑弧位置图某某水库大坝设计洪水位稳定最小安全系数滑弧位置图某某水库大坝正常蓄水位稳定最小安全系数滑弧位置图某某水库大坝校核洪水位降至正常蓄水位稳定最小安全系数滑弧位置图某某水库大坝正常洪水位降至死水位稳定最小安全系数滑弧位置图溢洪道安全复核概述溢洪道位于大坝右侧，为开敞式宽顶堰，要紧由进口明渠段和陡槽段组成，堰顶高程395.4米，溢洪道长40米，其中进口与操纵段长10米，进口宽8.5m，操纵段宽6.0m，泄槽总长30米，宽度由6.0米收缩至5米；溢洪道出水泄至非坝区沟道，出口底部高程393米，平均比降8%。设计最大泄量为155.4m3/s。溢洪道未衬砌。某某水库枢纽工程等不Ⅴ等，故本次复核溢洪道为5级建筑物，其标准30年一遇洪水设计、300年一遇洪水复核，溢洪道水位与泄流量关系见表4-3。库水位及溢洪道下泄流量表4-3洪水频率（%）库水位（m）泄量（m3/s）单宽流量（m3/s）3399.2103130.3403.9335.942本次溢洪道复核要紧内容泄流能力和结构复核。复核计算采纳《水力设计手册》（第二版）中相关计算方法。复核计算1、溢洪道泄流能力复核依照明渠流公式推算库水位与泄流量关系，依照《水力计算手册》（第二版），采纳泄流能力计算公式为：式中：

W——过水断面积，m2；R——水力半径，m；i——纵坡比降，i=8%C——谢才系数，；n——渠道糙率系数，取n＝0.04。经计算，库水位与溢洪道下泄流量关系见表4-4。库水位～溢洪道下泄流量表4-4水位（m）395.40396397398399.0399.2400401402403403.9泄量（m3/s）0.001984.3168.02261.2280.6359.9462.3567.1673.65770.68通过与水库调洪演算成果对比，校核洪水位高于坝顶，设计洪水位最大泄洪量为103m3/s，校核洪水位最大泄洪量为335.9m3/s，现状坝顶高程溢洪道泄洪量300.2m3/s，溢洪道泄洪能力不能满足设计要求。2、结构复核溢洪道工程自建成运行至今，边墙未进行任何衬砌，底板冲刷严峻、凸凹不平，岸坡垮塌不规则，坝下无消能设施，不满足安全泄洪的要求。结论与分析1、某某水库溢洪道泄流能力，不满足规范要求。2、实际溢洪道工程自建成运行至今，未进行任何衬砌，底板冲刷严峻，不满足安全泄洪的要求。3、建议对溢洪道边墙及底板进行护砌、加大底坡。输水涵管结构复核差不多情况输水卧管位于大坝左岸，设计型式为水泥浆砌石方形管，进口底部高程387.0m，长度为83米，比降1%，内空断面0.5×0.8米，放水斜管采纳混凝土台阶式，内空断面0.6×0.6米，每级台阶高0.6米，放水孔径0.2米，用混凝土塞启闭。最大引水能力0.06m3/s。库水从输水涵管出口直接流入河道。输水涵管流量复核水库放水时，仅开启一至二个放水孔，输水涵管为明渠均匀流，依照明渠流公式推算，计算公式为：式中：

W——过水断面积，m2；R——水力半径，m；i——纵坡比降，i=1/100C——谢才系数，；n——渠道糙率系数，取n＝0.017。涵管过水满流时，最大输水能力为0.246m3/s，原设计引水流量为0.06m3/s，满足引水要求。结论及建议1、输水涵管输水能力满足设计要求。2、放水斜管混凝土施工质量较差，放水台阶砼表面存在不同程度的蜂窝麻面及碳化，钢筋锈蚀，严峻阻碍管身强度，密封不严，渗漏水严峻。建议对放水斜管进行全面加固处理。3、卧水管出口外无引水设施，出水冲刷坝脚，建议施工引水渠至河道。综合结论依照大坝稳定安全复核以及溢洪道、输水管等建筑物的复核，得出以下结论。1、经复核，大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，且大坝上、下游坡面护砌变形，局部变形，坝顶沉陷严峻，不满足大坝安全运行的要求。2、溢洪道泄流能力不满足规范要求；溢洪道底板、左右岸山体均未作衬砌处理，岸坡垮塌，出口段未设消能防冲设施。不满足安全行洪的要求。3、输水涵管输水能力满足设计要求；管身结构强度能满足规范要求，但放水斜管混凝土施工质量差，碳化严峻，节间止水破损，存密封不严、在漏水问题，不满足工程正常运行的要求。综上所述，依照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，某某水库结构安全综合评价为C级。

渗流安全评价原设计和施工渗流操纵措施及评价本水库大坝坝型为粘土心墙代料坝，由粘土心墙防渗体、上下游坝壳代料和堆石反滤坝组成。1、防渗心墙心墙防渗体为黄粘土，平均干密度1.3g/cm3，土料粒径0.005mm—0.075mm的颗粒含量达70%以上，满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）（以下简称规范）规定粒径小于0.075mm以下的颗粒含量不小于15%的要求；心墙粘土渗透系数平均值为2.5×10-5cm/s大于规范要求值1×10-5cm/s，渗透系数偏高；由于施工过程中机械设备不足，坝体