四川小(二)型病险水库大坝工程安全评估报告

XX市XX县XX水库大坝安全评价报告XXXX工程勘察设计有限责任公司XX年XX月批准：XX核定：XX审查：XX校核：XX汇编：XX编写、计算：XX目录1大坝安全评价综合概况 11.1水库枢纽工程概况 11.1.1大坝工程 11.1.2溢洪道工程 11.1.3放水设施 21.2枢纽工程安全鉴定的依据 21.2.1文件与资料 21.2.2鉴定的依据 21.3大坝安全鉴定过程 32枢纽工程质量评价 52.1水库枢纽工程现场检查 52.1.1大坝存在的病害 52.1.2溢洪道存在的病害 52.1.3放水设施存在的病害 52.1.4白蚁危害 52.1.5其它 52.2工程病害原因分析 62.2.1大坝上、下游坝坡较陡 62.2.2溢洪道施工不完整、无消力设施 62.3工程地质质量评价 62.3.1地形地貌 62.3.2地质构造及地震 62.3.3地层岩性 72.3.4水文地质条件及物理地质现象 82.3.5地质质量评价 82.4综合评价 93大坝运行管理评价 103.1大坝运行与维修 103.2溢洪道运行与维修 103.3放水设施运行与维修 113.4观测设施及大坝维护、安全监测 113.5大坝运行管理综合评价 124防洪标准复核 134.1流域概况 134.1.1自然地理概况 134.1.2气象特征 134.2设计洪水 134.2.1设计标准 134.2.2设计暴雨 144.2.3设计洪峰流量 144.2.4设计洪水总量及设计洪水过程线 154.3水库洪水调节计算 174.3.1防洪标准 174.3.2基础资料 174.4坝顶高程复核 184.5坝顶宽度复核 204.6溢洪道泄流能力复核 204.7防洪标准复核结论 205渗流安全评价 235.1渗流安全评价的目的 235.2大坝渗流分析 235.2.1计算的目的 235.2.2渗透系数 235.2.3计算的工况 235.2.4计算断面、计算方法 245.2.5计算结果 245.2.6坝体、坝基及坝肩渗漏分析 245.3其它建筑物 245.4渗漏综合评价 246结构安全评价 256.1工程结构概况 256.2大坝坝坡稳定计算分析 256.2.1计算分析资料 256.2.2安全系数 256.2.3坝体物理力学指标 266.2.4计算工况 266.2.5计算方法及成果 276.3其他建筑物 276.3.1溢洪道 276.3.2放水设施 286.4结构安全评价 287抗震安全复核 297.1地震基本烈度 297.2抗震复核 298大坝安全综合评价 318.1综合评价 318.2建议 311大坝安全评价综合概况1.1水库枢纽工程概况XX水库位于XX县真静乡，所在河流属嘉陵江水系金子河，地理坐标为：东经106°16′45"，北纬30°12′20"，距XX县城22km。坝址以上集雨面积为0.135km2，主河道总长0.86km,主河道平均坡降17‰。XX水库是以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小㈡型水利工程。库区上游植被良好，年均降雨量1020mm，年均径流深340mm。水库设计灌面140亩，有效灌溉面积140亩。枢纽由大坝、溢洪道、放水设施组成。该工程经XX县水利水电局承担设计，由当地政府组织群众施工，于1958年1月动工，1959年10月竣工投入使用，完成坝高10.0m及放水设施和溢洪道工程。现运行管理单位为XX县水务局，下设真静乡水利站，现场由承包人（水产养殖户）管理。1.1.1大坝工程水库大坝为均质土坝，于1958年1月动工，1959年10月建成。大坝最大坝高10.0m，坝顶高程300.00m，坝顶总长78.0m，坝顶宽3.50m，无防浪墙；经现场勘测，整治后的大坝最大坝高14.0m，坝顶高程304.00m，坝顶总长85.0m，坝顶宽4.65m，无防浪墙；现大坝上游坡比由上至下分别为1:1.42、1:1.56、1:0.68、1:1.36，下游坝坡坡比由上至下分别为1:1.51、1:2.32、1:3.78、1:1.05；大坝下游无周边排水设施；无排水棱体。正常蓄水位298.20m，校核洪水位299.70m，死水位294.00m。大坝经多年运行，整个坝身无渗漏；经XX年整治时，为方便公路通行，在原坝顶高程300.00m的基础上，加高坝顶至304.00m；对下游可能出现滑坡的部位进行清除，并结合坝顶加高后，对下游进行培厚。现状大坝表面杂草丛生；大坝上游坝坡坡度较陡，不稳定，浪蚀严重；坝顶为硬化公路；下游坝坡坝面不规整，杂草丛生；下游未设置排水棱体、排水沟，坝后直接与水塘相连，坝脚长期浸泡在水中，严重影响大坝的安全。1.1.2溢洪道工程溢洪道位于大坝左坝肩，由山体基岩开凿而成，未衬砌。堰宽0.5m，高1.5m，堰顶高程298.20m，进口处由养殖户人工设置一道竹制拦污栅，且用块石堆砌，将进口高程人为抬高至298.60m。由于05年整治公路时将原坝顶加高，因此在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全，经复核，现有溢洪道最大下泄流量1.55m3/s。1.1.3放水设施该水库在左坝段岸边建有一处放水设施，为浆砌条石涵卧管，断面尺寸为0.6m×0.6m，最大放水流量0.15m3/s。现场勘查后，现在卧管已不复存在，涵管已经封堵。现放水设施已停止运行。1.2枢纽工程安全鉴定的依据1.2.1文件与资料本次安全鉴定是依据水利部颁《水库大坝安全鉴定办法》文件精神，按《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000）的要求，结合XX水库工程实际进行的，主要资料来自于XX县水务局提供的资料、现场检查及地质勘察等成果资料。1.2.2鉴定的依据⑴《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000⑵《防洪标准》GB50201-94⑶《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96⑷《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93⑸《水工建筑物荷载设计规范》DL5077⑹《水工建筑物抗震设计规范》DL5073⑺《水利水电工程钢闸门设计规范》DL/T5039-95⑻《土工试验方法标准》GB/T50123⑼《土工试验规程》SL237-1999⑽《溢洪道设计规范》SL253-2000⑾《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》DL/T5019-94⑿《土石坝监测技术规范》SL60-94⒀《土石坝安全监测资料整编规程》SLl69-96⒁《土石坝养护修理规程》SL210-98⒂《水库大坝安全评价导则》SL258-2000⒃《中国地震动峰值加速度区划图》（2001）⒄《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》（1984年版）⒅《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-991.3大坝安全鉴定过程XX年07月，XX县水务局组织有关设计、地勘、试验单位专业人员按大坝安全鉴定新标准、新要求进行详查，实测了XX水库大坝的枢纽布置及横断面图。XXXX工程勘察设计有限责任公司根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》（水建管[2003]271号）与《水库大坝安全评价导则》（SL258－2000）的要求，对XX县XX水库完成《XX水库大坝安全评价报告》，在此基础上进行XX水库大坝安全鉴定。

表1-1XX水库工程特性表序号指标名称单位数量备注资料复核一河流特性1坝址以上集雨面积km20.1350.1352主河槽长km—0.863主河槽平均坡降‰—174多年平均径流深mm343.4343.4二水文气象特征1多年平均降雨量mm102010202年最高气温℃41.341.33年最低气温℃-2.7-2.74多年平均蒸发量mm110711075设计洪峰流量m3/s—1.95p＝5.0％6设计洪量万m3—1.67p＝5.0％7校核洪峰流量m3/s—3.29p＝0.5％8校核洪量万m3—2.76p＝0.5％三灌区特性1设计灌面亩1401402有效灌面亩140140现实际3灌溉时期月3—73—74灌溉保证率%7575四特征水位及库容1校核水位m299.70299.70p＝0.5％2设计洪水位m—299.12p＝5.0％3正常水位m298.20298.204死水位m294.00294.005总库容万m312.0013.206正常库容万m38.128.797有效库容万m36.126.798死库容万m32.002.00五大坝工程1坝型均质土坝均值土坝2坝顶总长m72.5086.003最大坝高m10.0014.004坝顶宽度m3.504.65公路5坝顶高程m300.00304.006防浪墙高程m——7坝基高程m290.00290.00六溢洪道1进口形式开敞式人工涵洞2堰顶高程m298.20298.203堰宽m0.500.504校核泄放量m3/s2.091.55校核洪水5渠段长m—30.00七放水设施1放水形式—涵管已封堵2进口尺寸m—0.6×0.6浆砌条石3最大放水量m3/s—0.264出流方式无压出流2枢纽工程质量评价2.1水库枢纽工程现场检查XX年07月XX县水务局组织有关地勘、设计单位对水库进行现场踏勘和检查，同时组织有关地勘单位对水库进行勘察与取样分析，从坝体病险表现到水库各项指标，针对XX水库存在的问题进行了系统分析。揭示：大坝内、外坡较陡且坝后未设置排水设施；溢洪道尾部无消力设施；放水卧管已不存在，放水涵管已封堵。2.1.1大坝存在的病害⑴大坝上、下游坝坡均不稳定，下游有滑坡可能；⑵现大坝坝后无周边排水设施，无排水棱体；⑶大坝坝坡不规整，且杂草丛生⑷大坝下游有白蚁筑巢的危害；2.1.2溢洪道存在的病害溢洪道位于大坝左坝肩，由山体基岩开凿而成，未衬砌。堰宽0.5m，高1.5m，堰顶高程298.20m，进口处由养殖户人工设置一道竹制拦污栅，且用块石堆砌，将进口高程人为抬高至298.60m。由于05年整治公路时将原坝顶加高，因此在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全，经复核，现有溢洪道最大下泄流量1.55m3/s。无消力池。2.1.3放水设施存在的病害该水库在左坝段岸边建有一处放水设施，为浆砌条石涵卧管，断面尺寸为0.6m×0.6m，最大放水流量0.15m3/s。现场勘查后，现在卧管已不复存在，涵管已经封堵。现放水设施已停止运行。2.1.4白蚁危害XX水库下游有白蚁筑窝，影响坝体安全。2.1.5其它⑴XX水库现承包给了养殖户，用于水产养殖，管理设施为养殖户的私有住房，无专门的管理用房；⑵XX水库无监测设施、通讯设备。2.2工程病害原因分析2.2.1大坝上、下游坝坡较陡根据现场观察与实际测量，现大坝上游坡比由上至下分别为1:1.42、1:1.56、1:0.68、1:1.36，下游坝坡坡比由上至下分别为1:1.51、1:2.32、1:3.78、1:1.05；大坝下游无周边排水设施；无排水棱体。大坝经多年运行，表面杂草丛生，大坝上游坝坡坡度较陡，不稳定，且上部分浪蚀严重，分析是由于当时施工条件及工艺不足导致；下游坝坡坝面不规整，杂草丛生，有滑坡的危险。2.2.2溢洪道施工不完整、无消力设施于05年整治公路时将原坝顶加高，因此在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全，设计与施工未按国家规范进行。2.3工程地质质量评价2.3.1地形地貌XX县地势由西南向东南倾斜，海拔自426m降至210.3m，形成方山丘陵地貌。地貌特征为中切割、浅丘陵。地形从西北向东南依次为中丘窄谷、低丘中谷、浅丘宽俗地带坝和阶地。中丘窄谷主要分布在县西北的烈面、八一、高石、赛马、石盘、鼓匠等乡镇，境内最高是锅粑塞，海拔381米，最低是鸦堡，海拔235m，一般海拔在250～360m，相对南北宽12～14公里，闭合面积417km2。工程区地处XX盆地西南边缘，属低山丘陵区。区内地貌是侵蚀、剥蚀为主的低山丘陵地貌，主要为浑圆～长圆形剥蚀残丘，丘间为洼地、坳沟相连，山与山为马鞍状相接，山间台地均有风化残积、坡积的耕植土。一般为地台地、台坡地，山坡坡度一般20°～25°，相对高差20～30m，河谷较宽成“U”字型，沟底为稻田。2.3.2地质构造及地震工程区在大地构造上位于扬子准地台XX台拗龙女寺台穹中部，区域外围控制性主干断裂有菜子园-麻塘断裂带、龙泉山断裂带。坝址沟后两岸岩层对应倾斜方向一致，出露高程相应，故无断层迹象，仅有细小的层间裂隙。工程区大地构造位置属于扬子准地台XX台坳龙女寺台穹，在构造上处于菜子园-麻塘断裂带、龙泉山断裂带之间。区域构造简单，挽近期运动较微弱，主要表现为区域稳定性缓慢上升，其构造稳定性主要受工程区外围断裂带中强地震活动波及影响，历史地震对工区的影响烈度均小于Ⅶ度。根据《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》（DL/T5335-2006）中区域构造稳定性分级标准，工程区区域构造稳定性较好。根据国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》第1号修改单(国标委服务函[2008]57号)对XX、甘肃、陕西部分地区地震动参数的相关规定，对汶川地震后相关地区县级及县级以上城镇的中心地区建筑工程抗震设计时所采用的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组加以调整。工程区所在的XX县抗震设防烈度小于6度，设计基本地震加速度值小于0.05g。2.3.3地层岩性工程区出露于工程有关的地层主要为：第四系人工堆积层（）素填土；第四系冲洪积层（）岩性为粉质粘土层；第四系残坡残积层（）岩性为粉质粘土层；中生界侏罗系沙溪庙组下段（）泥质粉砂岩，粉砂岩夹泥岩。现将与工程相关的地层岩分述如下：中生界侏罗系沙溪庙组下段（）泥质粉砂岩：中生界侏罗系沙溪庙组地层，褐色、紫色、紫红色，厚层～巨厚层，部分地段与粉砂质泥岩互层，岩层近水平分布。基岩强风化厚度一般2.0～3.00米。两岸局部出露，不整合接触于覆盖层以下。岩层产状195°∠4~5°，韵律沉积，单层厚0.2～1.5m。⑵第四系（Q）：全新统坡残积层（）：褐色、红褐色，由沙溪庙组泥岩和粉砂岩风化形成，主要为粉质粘土和粘质粉土，含植物根系，可塑～硬塑。厚度0.3～2.0m，分布于山坡台地中。全新统冲洪积层（）：褐黑色、黑色，冲洪积、淤积粉质粘土层，可塑～软塑厚度一般0.5～3.5m，分布于沟谷低洼处。人工堆积层（）：褐色、灰褐色，可塑，厚度为0.00m~14.00m，主要成分为粘质粉土和粘性土，含少量泥质粉砂岩和粉砂质泥岩碎屑以及泥质粉砂岩条石，主要分布于大坝坝体。2.3.4水文地质条件及物理地质现象工程区区内地下水按埋藏条件主要为第四系松散地层中的孔隙潜水和基岩裂隙潜水。前者主要赋存于地表松散堆积层和基岩表部的极强风化带内，受大气降雨的补给，次为地表水体；一般径流较短，多为就地排泄，水量和水位等受气候季节影响较大，且具有间歇性。基岩裂隙水主要赋存于地层风化带的各种裂隙体系内，其中以风化裂隙为主，发育纵深一般在地表以下5—50米，但又以砂岩地层中相对发育为特点，次为泥质砂岩地层，补给除降水外，也接受地表水体和上部孔隙潜水补给，排泄于沟谷中。由于受地层岩性致密和兼有塑泥特性的影响，以及弱褶皱裂隙多闭合或后期风化开启程度微弱等因素的限制，该岩组地下水发育状况较差，其富水程度属频发—极贫乏等级。作为坝址主体围岩的岩土岩地层，裂隙不发育或极隐闭合，其透含水性极差。据水质简分析试验成果资料：地表水（河水）属结晶类型水，其中HCO3=295.78mg／L，SO4=39.65mg／L，Mg=11.65mg／L，侵蚀性CO2=0.00mg／L，PH值为7.20；地下水属结晶类型水，其中HCO3=235.84mg／L，SO4=63.24mg／L，Mg=24.57mg／L，侵蚀性CO2=0.00mg／L，PH值为7.25。按环境水对砼腐蚀性评价标准，区内地表水和地下水对任何水泥拌制的砼具弱腐蚀性。水库周边无固体废料、污染水源等污染源存在，环境土对混凝土微腐蚀性。地表分布第四系全新统冲洪积、坡残积土，无构造通过；在局部陡崖段存在崩塌与撒落现象，区内无其它不良地质现象未发现大的滑坡等地质现象。2.3.5地质质量评价1、库区工程地质条件及评价XX水库位于金子河支流，库区及上游冲沟发育呈树枝状、放射状。水库岸坡均为松散堆积层覆盖，堆积层库岸稳定性较差，存在小规模的堆积层岸坡再造问题；库区覆盖层为含碎石壤土层，下伏基岩为侏罗系沙溪庙组泥质砂岩，基岩透水性较弱，不存在水库渗漏、浸没等问题。水库运行以来未诱发地震，故而不存在水库诱发地震问题。2、地质质量评价XX水库坝址所在处河谷开阔，岸坡较缓，坝顶处谷宽86.00米。坝区分布下侏罗系沙溪庙组下段（）泥质粉砂岩、砂岩，层状结构，层理、块状构造。节理裂隙较发育，地表常风化成粘性土。基岩强风化厚度一般2.00～3.00米，局部4～6米。地表分布第四系全新统坡残积土，无构造通过；在局部陡崖段存在崩塌与撒落现象，区内无其它不良地质现象未发现大的滑坡等地质现象。在局部陡崖段存在崩塌与撒落现象，区内无其它不良地质现象未发现大的滑坡等地质现象，地基土承载力能满足土坝地基的要求，库区两岸无单薄分水岭，两岸岩体宽厚，不存在向邻谷渗漏问题，坝肩附近未见有冲沟冲刷坝肩，具备较好的建土坝条件。XX水库大坝坝基、坝肩、溢洪道与放水设施的地层均为含砾石粉质粘土，底部基岩为侏罗系沙溪庙组下段（）泥质粉砂岩；第四系残坡残积层（Q4dl+el）岩性为粉质粘土层；侏罗系沙溪庙组下段（）泥质粉砂岩、砂岩，岩层中没有发现不利于大坝稳定的大的连通性良好的节理裂隙发育，岩体力学强度较高，坝址处地形倾向下游的坡度也较缓，因此，该大坝坝基、坝肩与其他建筑物基础稳定性良好。2.4综合评价综上所述，XX水库大坝坝基岩体较完整，现在大坝不存在危及安全的变形，原地表的覆盖层已基本清除，承载力能满足土坝地基的要求，具备较好的建土坝条件。现状大坝上、下游坝坡均较陡，有失稳的可能；溢洪道未建消能设施；放水设施已停止运行。因此认为XX水库工程建筑物质量较差，应予以补强加固。3大坝运行管理评价XX年07月，由XX县水务局、XX县水务局大坝鉴定专家组、XX水库管理处有关领导和工程技术人员组成现场检查组到XX水库进行现场检查，对大坝、溢洪道、放水设施等工程中存在的问题进行了认真分析和广泛深入的讨论，现将水库枢纽工程运行及现场检查情况报告如下。该工程经XX县水利水电局承担设计，由当地政府组织群众施工，于1958年1月动工，1959年10月竣工投入使用，完成坝高10.0m及溢洪道和放水设施工程。现运行管理单位为XX县水务局，下设真静乡水利站，现场由承包人（水产养殖户）管理。3.1大坝运行与维修水库大坝为均质坝，坝壳填筑土主要由残坡积含碎砾石土层。根据水库灌区具体情况，有效灌溉面积140亩，水库大坝运行结合水库防洪与灌溉需要进行。在保证水库不超限蓄水的前提下，汛期末水库蓄水确保来年灌溉。汛期运行过程中，石盘镇水利站管理人员采取巡视收集运行数据，并记录在案，同时将防洪信息报告给上级主管部门防办。工程竣工当年即开始投入运行，由于地方资金受限实际情况，该水库未设有观测设施，水库自投入运行后从未对水库大坝的位移、沉陷等进行过精确观测，故本次大坝运行情况分析只从大坝当前实际运行情况及调查进行分析。据工程运行记载水库大坝运行以来：05年将坝顶高程抬高至304.00m，下游坝坡加坝培厚；整治公路时在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全；放水设施封堵。未达到水库安全运行和要求的经济效益的。3.2溢洪道运行与维修XX年整治公路时将原坝顶加高，因此在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全。运行期间未进行整治与维修。根据当地实际条件及本地村民的用水便利，溢洪道尾部未设消力设施。3.3放水设施运行与维修该水库在左坝段岸边建有一处放水设施，为浆砌条石涵卧管，断面尺寸为0.6m×0.6m，最大放水流量0.15m3/s。现场勘查后，现在卧管已不复存在，涵管已经封堵。现放水设施已停止运行。3.4观测设施及大坝维护、安全监测XX水库管理站现在有管理人员1名，但现场管理工作是由承包人（水产养殖户）担任管理，存在处理紧急事故时，经验不足，专业技术知识欠缺等问题。运行中又无资金维护，道路狭窄，且已部分路况很差，对防洪抢险非常不利，无管理房，存在安全隐患。根据水库工程管理需要，结合自然地理条件和土地利用情况，划定工程管理范围和保护范围。1、工程管理范围工程管理范围包括工程区和生产、生活区。工程区包括库区、大坝、溢洪道、放水设施、观测设施、交通设施等；生产、生活区含水库管理站及综合开发设施。按照水库工程等级，结合当地自然和历史条件，以及土地开发利用情况，经综合分析确定工程管理范围为：水库库区在校核洪水位以上2.5m以内，大坝从坝脚起向外延伸50m，坝肩两侧外延各60m，溢洪道由工程两侧轮廓线向外延伸3～6m，其它建筑物从工程外轮廓线向外延2～5m。2、工程保护范围和水库保护范围⑴工程保护范围：为防止某些特殊人类活动对工程安全的危害。根据水库等级，结合地形、地质条件、人类活动性质、影响、距离等，划定工程保护范围为：在工程管理范围外界线外延，主要建筑物100m，次要建筑物50m。在工程保护范围内，严禁从事爆破、打井、钻探、开采地下水及其它可能危及工程安全的生产、建设活动。⑵水库保护范围：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，为水库保护范围。水库管理所在XX县水务局的领导下制定有各种规章制度。主要工作是：⑴对枢纽所有项目不定期检查，发现问题及时向上级汇报；⑵工程养护维修；⑶防汛工作：做到防汛有班子，有值班制度，坚持24小时值班，汛前要检查并有书面报告，汛期值班要有记录，汛末有防汛总结，以及物资准确等等；⑷指标测算。24个指标主要反映水库管理所在工程安全、工程运行管理、防汛工作、供水工作、综合经营发展以及本单位经营效果等方面取得的战绩；⑸工程水费征收。3.5大坝运行管理综合评价XX水库的运行，是按审定的洪水调度方案运行的，水库管理站制定的各项运行规章制度，较为健全和完善，基本落实到位。水库无水位观测和通信设施，无雨量和水文测报设备；该库无安全观测设施，其安全监测都是凭经验巡视检查，没有进行数据系统整理。因此，大坝运行管理评价为差。4防洪标准复核4.1流域概况4.1.1自然地理概况XX水库位于XX县真静乡，所在河流属嘉陵江水系金子河，地理坐标为：东经106°16′45"，北纬30°12′20"，距XX县城22km。坝址以上集雨面积为0.135km2，主河道总长0.86km,主河道平均坡降17‰。XX水库是以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小㈡型水利工程。区域内地貌上显示了平稳上升和间歇性上升的结构，地形相对高差小，河谷狭窄，河漫滩不发育，坡地森林较少，地面覆盖为杂草。4.1.2气象特征水库所处流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，雨量充沛，日照适宜，四季分明，无霜期长，春季回暖早，夏季炎热，秋季阴雨连绵、冬季短而温和等特点。XX水库气象特征值以XX气象站为代表：多年平均气温17.4℃，极端最高气温41.3℃(1972年8月27日)，极端最低气温-2.7℃(1991年12月28日)，多年平均蒸发量1107mm，多年平均日照时数1247小时，多年平均无霜期328天，多年平均相对湿度81%，多年平均风速17m/s，多年平均降水量1020mm，降水量主要集中在汛期，5～10月降雨量占全年降雨量的79.1%左左。4.2设计洪水XX水库属无资料地区，设计洪水由暴雨推求，采用《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）推荐的推理公式法进行。4.2.1设计标准XX水库总库容13.20万m3，兴利库容6.79万m3，最大坝高14.0m，属小㈡型水利工程。根据水利部SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，XX水库属V等枢纽工程，主要建筑为5级，次要建筑物为5级，水库洪水标准与原“三查三定”一致，采用20年一遇设计，200年一遇校核。4.2.2设计暴雨XX水库所在流域无实测暴雨资料，本次设计暴雨计算通过《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》中“暴雨等值线图”计算设计暴雨，再根据设计暴雨采用推理公式推求设计洪水。根据《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》暴雨等值线图，查得XX水库流域中心1/6h、1h、6h、24h年最大降水量均值、Cv值，计算出设计暴雨，成果见表4.2-1。表4.2-1设计暴雨计算成果表计算方法或站名时段均值(mm)CVCS/CV各频率设计值(mm)P=0.5%P=5.0%P=10%由等值线查算1/6小时16.50.363.538.6127.88524.421小时410.423.5107.8374.6255.766小时760.483.5223.44148.2124.6424小时950.53.5290.7189.05156.75XX水库集雨面积仅0.135km2，流域内暴雨时空变化相对较小，故以设计点暴雨量代替设计面暴雨量。4.2.3设计洪峰流量根据《XX省中小流域暴雨洪水计算手册》中的推理公式法计算设计断面的洪峰流量。推理公式法的基本关系式:Qm,p=0.278ΨSpF/τn式中：Q——最大洪峰流量（m3/s）Ψ——洪峰径流系数i——最大平均暴雨强度S——暴雨雨力，即最大1d暴雨量（mm/h）n——暴雨公式指数τ——流域汇流时间（h）u——产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度（mm/h）m——汇流参数。推理公式中参数的确定：=1\*GB3①流域特征值F、L、J在1/10000实测地形图上量取，见表4.2-2。

表4.2-2XX水库河道特征值表位置流域面积(km2)河长(km)比降(‰)XX水库坝址0.1350.8617=2\*GB3②暴雨衰减指数ｎ及雨力S：根据各时段暴雨量，采用《手册》中暴雨公式计算。暴雨衰减指数n分历时确定：t=6～24h，t=1～6h，t=1/6～1h，③产、汇流参数μ、ｍ：据本流域自然地理条件情况，汇流参数ｍ属盆地丘陵区，产流参数μ属盆缘山区，根据《手册》中所列的公式计算。其中，汇流参数:当θ=1～30，m=0.4θ0.204；当θ=30～300，m=0.092θ0.636；μ值：μ=4.8F-0.19、Cv=0.18Cs=3Cv；=4\*GB3④由推理公式计算的设计洪峰成果见表4.2-3。表4.2-3洪峰流量计算成果表P(％)0.5510XX水库坝址3.291.951.55三查三定3.121.89—由表4.2-5可知，本次推理公式法计算的洪峰流量约高于三查三定计算的洪峰流量，主要是XX站实测暴雨资料高于等值线查图值，但较合理实际，故采用本次推理公式计算的洪峰流量作为水库的设计洪峰流量成果。4.2.4设计洪水总量及设计洪水过程线1、设计洪水总量设计洪水总量Wp由设计暴雨量按综合分区的暴雨径流关系，按下式计算：Wp=0.1αHTPF(万m3)式中：F——流域面积（km2）；α——洪峰流量径流系数；HTP——历时T的设计暴雨量；T=12.8F1/4（单峰型）HTP=H24P（T/24）1-n3，n3为6h～24h暴雨公式指数，H24P为年最大24小时设计暴雨量(mm)，P为频率(%)。上式中α查《手册》确定，H24P由表2.3-1给出。设计洪水总量计算成果见表4.2-4。表4.2-4XX水库设计洪水总量计算成果表P（%）Wp(万m3)51.6730.52.7672、设计洪水过程线根据本流域面积较小、河床坡降较大、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程线按单峰考虑，设计洪水过程线采用典型洪水放大推求，其中典型洪水选用我省东部地区概化洪水过程线模型(1)，基流量0=0.014F0.984，设计洪水过程线成果见下表。表4.2-5XX县XX水库设计洪水过程线表p=5%p=0.5%T(h)Q(m3/s)T(h)Q(m3/s)00.0019500.001950.2360.09930.2310.1660.3060.1970.3010.330.4240.3910.4160.6590.5420.780.5321.320.661.170.6481.970.7781.560.7632.630.8491.850.8333.120.9431.950.9253.291.1551.851.1343.121.4141.561.3882.631.8381.171.8041.972.5220.782.4751.324.2430.3914.1640.6596.1280.1976.0150.337.5420.09937.4030.1669.1920.001959.0220.001954.3水库洪水调节计算4.3.1防洪标准如前述，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）标准，本水库设计洪水标准采用20年一遇（P=5.0%），校核洪水标准采用200年一遇（P=0.5%），消能防冲建筑物洪水标准采用20年一遇（P=5%）。4.3.2基础资料1、基本资料⑴XX水库设计洪水过程线见表4.2-5。根据有关规范要求，本水库校核洪水标准为200年一遇，设计洪水标准为20年一遇。⑵XX水库水位～库容曲线采用“三查三定”复核成果。⑶泄洪设施XX水库泄洪设施为无闸正堰开敞式溢洪道，溢流堰属宽顶堰，堰顶高程298.20m，堰顶净宽0.5m，按水力学公式计算，计算公式为Q=mBH03/2，流量系数m=0.38，其成果见表表4.3-1。表4.3-1XX水库下泄流量曲线表水位H（m）堰上水头H（m）流量系数m侧收缩系数ε下泄流量q（m3/s）相应库容v（万m3）298.200.38108.792810.149.672990.80.3810.6011.092811.2512.543001.80.3812.0314.112、洪水调节方式调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为正常蓄水位，即溢流堰顶高程298.20m，自由泄流。3、调洪计算根据上述基本资料和调节方式，按水量平衡方程，采用试算法逐时段计算溢流堰下泄流量过程，并据此确定最大下泄流量和最高库水位。经计算，水库校核洪水位299.70m，相应下泄流量1.55m3/s；水库设计洪水位299.12m，相应下泄流量0.74m3/s。XX水库调洪计算复核结果见表4.3-2。

表4.3-2XX水库调洪计算复核成果表阶段频率堰顶净宽堰顶高程起调水位洪峰流量最大下泄流量最高库水位相应库容（%）(m)(m)(m)(m3/s)(m3/s)(m)(万m3)复核0.50.5298.20298.203.291.55299.7013.2050.5298.20298.201.950.74299.1211.454.4坝顶高程复核坝顶高程根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）进行复核。1、基本参数⑴洪水位：根据调洪演算成果，设计洪水位为299.12m；校核洪水位为299.70m。⑵吹程：根据库容地形图量测水面吹程D=0.24km。⑶最大风速：根据XX县气象观测资料，水面最大风速17.0m/s，设计取最大平均风速的1.5倍，校核取最大平均风速。⑷安全超高：本工程为Ⅴ等工程，大坝为5级建筑物。根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001，正常运用安全加高0.50m，非常运用Ⅰ安全加高0.30m。2、计算公式按《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001计算坝顶超高，计算公式为：y=R+e+A+z上式中：e——最大风壅水面高度R——波浪爬高A——安全加高（设计情况下A=0.5m，校核情况下A=0.3m）z——地震涌浪高⑴风壅高度按照下式计算：e=kw2D/(2gHm)cosβ式中：k——综合摩阻系数，取3.6×10-6D——风区长度，在万分之一航测图上量测测得D=200mHm——水域平均水深为9.70mW——设计风速（正常运用情况下按多年平均最大风速的1.5倍计，非常运用情况下按多年平均最大风速计，多年平均最大风速根据XX县气象站资料确定为17.0m/s）β——风向与坝轴法线夹角为0，comβ=1⑵在计算水库波浪爬高时，按照规范要求，结合XX水库的实地情况，处于丘陵、平原地区，本次采用鹤地水库公式计算其波高和平均波长，计算公式为：gh2%/w2=0.00625w1/6(gD/w2)1/3gLm/w2=0.0386(gD/w2)1/2式中：h2%为累积频率2%的波高平均波浪爬高按下式计算：Rm=[KΔKW/（√1+m2）]√hmLm式中：m——坡度系数，m=1.56KΔ——斜坡的糙率渗透性系数（K=0.85）KW——经验系数（正常情况1.16，非常情况1.02）不同累积频率下的波浪爬高RP与平均波浪爬高Rm的关系按规范中表A.1.13查用。⑶地震涌浪高XX水库工程地震烈度小于六度，因此，本次未考虑地震涌浪高。3、计算结果根据上述公式和有关参数，按按正常运用条件（设计）、非常运用条件Ⅰ（校核）对坝顶高程进行复核计算，计算成果见表4.4-1。表4.4-1XX水库坝顶超高计算成果表名称单位设计工况校核工况现状现状静水位H（m）299.12299.70综合摩阻系数K0.00000360.0000036多年平均最大风速W（m/s）17.0017.00计算风速W（m/s）25.5017.00吹程D（m）240240平均水深Hm（m）9.129.70风向夹角β0.000.00风雍高度e（m）0.0030.001糙率渗透系数k△0.900.90经验系数Kw1.071.09上游边坡系数m1.561.56安全加高A（m）0.500.305％波高h（m）1.090.59平均波高hm（m）0.460.27波长Lm（m）4.873.25平均爬高Rm（m）0.780.49R5%（m）1.430.91坝顶超高y（m）1.941.21复核坝顶高程（m）301.06300.91坝顶高程(防浪墙）（m）304.00304.00已超（m）2.943.094、防洪标准复核结论从上面调洪计算可以看出，设计洪水所需最小坝高为299.12+1.94=301.06m，校核洪水所需最小坝高为299.70+1.21=300.91m。故所需最小坝顶高程为301.06m，现有坝顶高程为304.00m，满足要求。故现有大坝满足20年一遇设计、200年一遇校核洪水标准。4.5坝顶宽度复核根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）要求，XX水库坝顶宽度为4.65m，满足规范要求值。4.6溢洪道泄流能力复核水库溢洪道位于大坝右侧坝肩，为无闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程298.20m，堰宽0.5m，其后接明渠段（现为人工涵洞），其后无消力设施。经以上调洪计算，200年一遇校核洪水位为299.70m，溢洪道最大下泄流量1.55m3/s。明渠段泄流按明渠均匀流计算，在校核泄流量条件下，明渠泄流水深为1.50m，现状边墙高1.50m，满足下泄要求。4.7防洪标准复核结论据水库洪水调节计算成果（见表4.3-2），水库20年一遇设计洪水位为299.12m，溢洪道最大下泄流量0.74m3/s；200年一遇校核洪水位为299.70m，溢洪道最大下泄流量1.55m3/s，但未设置效能设施。又据坝顶高程复核计算成果（见表4.4-1），在正常运用（设计）情况下要求坝顶高程301.06m，在非常运用条件Ⅰ（校核）情况下要求坝顶高程300.91m。根据以上可知（设计）情况计算坝高为控制工况，现坝体高程满足防洪要求。根据《水库大坝安全评价导则》规定，XX水库大坝抗洪能力定为A级。图4-1XX县流域水系图图4-2XX水库洪水过程线图4-3XX水库水位~库容曲线图4-3XX水库泄流曲线5渗流安全评价5.1渗流安全评价的目的渗流安全评价的目的是复核原设计施工的渗流控制措施和当前的实际渗流状态能否保证大坝安全运行。5.2大坝渗流分析5.2.1计算的目的⑴确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为复核坝坡稳定计算提供必需的资料。⑵计算坝体的渗流量。⑶计算坝体防渗粘土渗透坡降J，确定渗流稳定性态。5.2.2渗透系数根据坝体原状土取样试验报告，取样布置XX水库枢纽平面布置图，按照《碾压式土石坝设计规范》规定要求进行计算，计算渗流量时采用土层渗透系数的大值平均值，计算水位降落时浸润线，渗透系数采用小值平均值。坝体土渗透系数见表5.2-1。表5.2-1坝体土渗透系数统计表项目单位取值备注坝体土cm/s1.5×10-5地勘报告基础Lu10地勘报告5.2.3计算的工况根据XX水库的特征值和运行情况，当库水位从正常蓄水位298.20m下降至死水位294.00m，需11天，其库水位的平均降落速度V＝0.382m/d，以及试验报告提供的渗透系数值，按《水力计算手册》推荐的判别式k/（μV）（式中μ为土的排水系数）。经k/（μV）计算＝2.2，大于库水位骤降判别值0.1，因此库水位在降落时按缓降考虑。故本次复核计算工况如下：工况a：上游正常高水位与下游相应的水位；工况b：上游校核洪水位与下游相应的最高水位。5.2.4计算断面、计算方法取大坝的最大剖面，根据《水力计算手册》按有限透水地基无棱体排水，进行渗流稳定分析。5.2.5计算结果据土工试验提供的渗透系数建议值，采用二维渗流有限元法，对各种计算工况进行渗流计算，计算成果如下：⑴渗透坡降计算：大坝的允许渗透比降根据同区域，同种土质的水库允许渗透比降确定J允＝0.45。XX大坝在最高水位298.20m时，渗流比降是J均＝0.32﹤J允＝0.45，故不会形成渗流破坏。⑵渗流量计算：坝体单宽流量在工况a和工况0.01m3/d·m和0.03m3/d·m，最大年渗漏量为0.15万m3，占总库容13.20万的1.14%，满足设计要求。5.2.6坝体、坝基及坝肩渗漏分析⑴坝身渗漏经现场踏勘：水库正常蓄水情况下，坝体无渗漏。坝基与坝肩渗漏根据大坝现场勘察资料，结合地表地质调查，大坝左肩、右肩由较平缓的单面斜坡构成，坡度较缓，右坝肩基岩裸露，为褐色泥质粉砂岩，岩层产状195°∠4~5°，表层强风化剥落；左坝肩覆盖一层第四系残破积粉质粘土，褐色、红褐色，厚度0.5~2.0m。坝肩山体较厚，坡体植被较发育。坝址区无断裂构造通过。两坝肩斜坡无滑坡、崩塌等不良物理地质现象，坝肩稳定性较好。现场调查库水经坝基和坝肩岩层产生大量渗漏可能性较小。5.3其它建筑物XX年放水设施封堵，至今未运行，现场踏勘：无渗漏。5.4渗漏综合评价大坝的实际渗透比降小于允许渗透比降小于J允＝0.32，故不会形成渗流破坏。理论计算浸润线高1.75m，坝体土料渗透系数大于均质坝要求渗透系数，满足设计要求，根据《水库大坝安全评价导则》，建议将该渗流安全性级别定为A级。6结构安全评价6.1工程结构概况XX水库位于XX县真静乡，所在河流属嘉陵江水系金子河，地理坐标为：东经106°16′45"，北纬30°12′20"，距XX县城22km。坝址以上集雨面积为0.135km2，主河道总长0.86km,主河道平均坡降17‰。水库大坝为均质土坝，于1957年1月动工，1958年10月建成。大坝最大坝高10.0m，坝顶高程300.00m，坝顶总长78.0m，坝顶宽3.50m，无防浪墙；经现场勘测，XX年整治后的大坝最大坝高14.0m，坝顶高程304.00m，坝顶总长85.0m，坝顶宽4.65m，无防浪墙；现大坝上游坡比由上至下分别为1:1.42、1:1.56、1:0.68、1:1.36，下游坝坡坡比由上至下分别为1:1.51、1:2.32、1:3.78、1:1.05；大坝下游无周边排水设施；无排水棱体。水库溢洪道位于大坝左侧坝肩，为无闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程298.20m，XX年整治公路时将原坝顶加高，因此在原溢洪道顶部设置预制板后填筑路基，导致现在溢洪道为人造涵洞，影响溢洪功能，威胁大坝安全，溢洪道无消力设施。运行期间未进行整治与维修。该水库在左坝段岸边建有一处放水设施，为浆砌条石涵卧管，断面尺寸为0.6m×0.6m，最大放水流量0.15m3/s。现场勘查后，现在卧管已不复存在，涵管已经封堵。现放水设施已停止运行。6.2大坝坝坡稳定计算分析6.2.1计算分析资料⑴XX水库大坝横剖面图；⑵坝体材料物理力学指标见表6.2-1；6.2.2安全系数大坝为Ⅴ级建筑物，据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求，采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，相应的坝坡抗滑稳定最小安全系数为：正常运用条件：[K]=1.25；非常运用条件I：[K]=1.15；非常运用条件Ⅱ：[K]=1.10。6.2.3坝体物理力学指标根据《XX水库工程地质勘察报告》中坝体填筑土物性、力学试验成果统计以及坝基岩体物理力学指标中所提建议值，XX水库大坝筑坝材料的主要物理力学指标见表6.2-1，底部基岩为第三系红崖子组紫色巨砾岩夹砂砾岩，根据相似工程经验，其力学指标如下表6.2-2。表6.2-1筑坝材料主要物理、力学计算指标表指标名称坝体土比重Gs-2.7含水率w%15.37天然密度ρdg/cm32.00饱和度Sr%82孔隙比e-0.52非饱和固结快剪凝聚力c2922.5摩擦角