水利工程规划(土石坝)设计报告(三稿)
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编号:
中国农业大学现代远程教育
毕业论文(设计)
漾濞县小春菁旧水库除险加固工程
规划设计
学生丁思源
指导教师郑捷
专业水利水电工程
层次专升本
批次 082
学号 W150101082020
学习中心包头轻工职业技术学院
工作单位华能大理风力发电有限公司
二0一一年八月
目录
【摘要】......................................... - 1 -【关键词】........................................ - 1 -1综合说明........................................ - 3 -1.1序言 ............................................................................................................................ - 3 -1.1.1工程概况 ................................................................................................................ - 3 -1.1.2大坝现状 ................................................................................................................ - 3 -1.2目前地质状况 ............................................................................................................ - 4 -1.2.1坝址区 .................................................................................................................... - 4 -1.2.2溢洪道 .................................................................................................................... - 5 -1.3工程任务和作用 ........................................................................................................ - 5 -1.4除险加固主要建筑物工程布置 ................................................................................ - 5 -2水文............................................ - 6 -2.1流域概况 .................................................................................................................... - 6 -2.1.1地理位置 ................................................................................................................ - 6 -2.1.2流域特征 ................................................................................................................ - 6 -2.1.3气象 ........................................................................................................................ - 6 -2.1.4基本资料 ................................................................................................................ - 6 -2.1.5基本资料综合评价 ................................................................................................ - 7 -2.2历史洪水和暴雨的调查、考证与应用 .................................................................... - 9 -2.3设计暴雨推求 ............................................................................................................ - 9 -2.3.1设计洪水推求 ........................................................................................................ - 9 -2.3.2成果合理性检查 .................................................................................................. - 12 -2.4水库现有泄洪能力复核 .......................................................................................... - 13 -2.4.1 水库正常蓄水位 ................................................................................................. - 13 -2.4.2防洪标准 .............................................................................................................. - 13 -2.4.3调洪演算及结果 .................................................................................................. - 13 -3工程地质....................................... - 21 -3.1区域地质概况 .......................................................................................................... - 21 -3.1.1地形地貌特征 ...................................................................................................... - 21 -3.1.2地层岩性 .............................................................................................................. - 21 -3.1.3地质构造 .............................................................................................................. - 21 -3.1.4新构造运动及地震 .............................................................................................. - 22 -3.2区域水文地质条件 .................................................................................................. - 22 -3.3库区工程地质条件 .................................................................................................. - 22 -3.3.1库区渗漏 .............................................................................................................. - 22 -3.3.2库岸稳定 .............................................................................................................. - 23 -
3.3.3水库淤积及浸没 .................................................................................................. - 23 -3.4坝址区工程地质条件 .............................................................................................. - 23 -3.5溢洪道工程地质条件 .............................................................................................. - 23 -3.6天然建筑材料 .......................................................................................................... - 23 -3.7结论 .......................................................................................................................... - 24 -3.7.1区域稳定及地震基本烈度 .................................................................................. - 24 -3.7.2库区 ...................................................................................................................... - 24 -3.7.3坝址区 .................................................................................................................. - 24 -3.7.4天然建筑材料 ...................................................................................................... - 25 -4工程任务和规模.................................. - 25 -
4.1地区社会经济发展概况 .......................................................................................... - 25 -4.2水库特征水位 .......................................................................................................... - 25 -4.3工程规模 .................................................................................................................. - 25 -4.4工程任务 .................................................................................................................. - 26 -4.5水库运行方式 .......................................................................................................... - 26 -5工程设计....................................... - 26 -
5.1设计依据 .................................................................................................................. - 26 -5.1.1工程等别及建筑物级别和标准 .......................................................................... - 26 -5.1.2设计基本资料 ...................................................................................................... - 26 -5.2工程总体布置(现状) .............................................................................................. - 27 -5.3坝顶高程 .................................................................................................................. - 27 -5.3.1基本资料 .............................................................................................................. - 27 -5.3.4结论 ...................................................................................................................... - 28 -5.4除险加固设计 .......................................................................................................... - 28 -5.4.1拦河坝除险加固设计 .......................................................................................... - 28 -5.4.1.1病害分析 .......................................................................................................... - 28 -5.4.1.2坝体加固设计 .................................................................................................. - 30 -5.4.1.3防渗设计 .......................................................................................................... - 30 -5.4.1.4坝体渗透稳定计算 .......................................................................................... - 31 -5.4.2溢洪道除险加固设计 .......................................................................................... - 31 -5.4.2.1病害分析 .......................................................................................................... - 31 -5.4.2.2溢洪道设计 ...................................................................................................... - 31 -5.4.2.3泄流能力计算 .................................................................................................. - 32 -5.4.3低涵除险加固设计 .............................................................................................. - 32 -5.4.3.1病害分析 .......................................................................................................... - 32 -5.4.3.2除险加固措施 .................................................................................................. - 33 -5.5金属结构 .................................................................................................................. - 33 -6施工组织设计.................................... - 33 -
6.1施工条件 .................................................................................................................. - 33 -6.2料场选择与开采 ...................................................................................................... - 33 -6.3主体工程施工 .......................................................................................................... - 34 -6.3.1施工方案 .............................................................................................................. - 34 -6.3.2施工程序 .............................................................................................................. - 34 -6.3.3施工工期 .............................................................................................................. - 34 -6.3.4施工方法 .............................................................................................................. - 34 -6.4施工交通运输 .......................................................................................................... - 35 -6.4.1交通运输 .............................................................................................................. - 35 -6.4.2材料供应 .............................................................................................................. - 36 -6.4.3施工辅助设施 ...................................................................................................... - 36 -6.5施工总布置 .............................................................................................................. - 36 -6.5.1施工布置原则 ...................................................................................................... - 36 -6.5.2施工布置方案 ...................................................................................................... - 36 -6.5.3工程占地及施工临时占地 .................................................................................. - 36 -6.6施工总进度 .............................................................................................................. - 36 -6.6.1施工进度安排原则及依据 .................................................................................. - 36 -6.6.2施工进度计划安排 .............................................................................................. - 37 -6.6.3施工组织机构 ...................................................................................................... - 37 -7环境保护及库区淹没............................... - 37 -
7.1水库淹没处理 .......................................................................................................... - 37 -7.2工程永久占地 .......................................................................................................... - 38 -7.3环境保护及文明施工措施 ...................................................................................... - 38 -8工程管理....................................... - 39 -
8.1管理机构 .................................................................................................................. - 39 -8.2工程运行管理 .......................................................................................................... - 39 -8.3工程管理范围和保护范围 ...................................................................................... - 39 -8.4水情测报及大坝安全监测 ...................................................................................... - 39 -
【摘要】
总结目前小型土石坝病险水库除险加固采用的主要技术,结合云南大理地区的南水库、玉华、海西等水库安全鉴定、除险加固设计情况,阐述大理地区小型土石坝病险水库的主要特点和采取的主要加固措施,为漾濞县小春菁旧水库除险加固工作和病险水库加固后运行提供技术支持。
【关键词】
病险水库除险加固土石坝
1综合说明
1.1序言
1.1.1工程概况
小春菁旧水库位于漾濞县中和营镇响水村委会小春菁旧上寨,坝址地理坐标为东经103°36′33″,北纬23°48′51″。
水库所在河流为中和营河左岸支流,为珠江流域南盘江水系的次级小支流,水库距中和营镇政府约9km,距漾濞县区约65km,有简易公路直达坝顶。
小春菁旧水库于1956年动工兴建,1959年竣工,完成水库现状的主体工程建设,最大坝高15.8m,坝顶长度77.5m,坝顶高程1466.80~1467.00。
目前,小春菁旧水库枢纽区主要建筑物有大坝、输水涵管、溢洪道等。
库区海拔高程为1640~1478m,坝址以上主河长2.4km,平均坡降12.7‰,多年平均降雨量1153mm。
坝址以上控制径流面积2.16km2,水库总库容21.52万m3,兴利库容10.08万m3,调洪库容8.57万m3,小春菁旧水库设计灌溉面积7000亩,主要受益区为响水村委会及小春菁旧中寨,水库为下游村民增收增产、脱贫致富,改善生活条件等提供了有利条件,水库的安全运行将有利的促进社会的发展和进步。
另外水库担负着小春菁旧中寨500人、8000亩耕地等的防洪安全任务。
1.1.2大坝现状
小春菁旧水库拦河坝经过近50年的运行,主要存在以下病险问题:
(1)、工程质量不合格。
(2)、运行管理为差。
(3)、大坝现状防洪能为不能满足不能满足二百年一遇(P=0.5%)的校核洪水、二十年一遇(P=5%)的设计洪水洪水要求,仅能满足二年一遇的洪水要求。
水库防洪标准为C 级。
(4)、大坝存在坝体渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏及结合部渗漏问题,在正常蓄水位条件下,下游坝坡出逸点实际水力坡降为0.57,均大于坝土的允许水力坡降【0.5】;坝基出逸点实际水力坡降为0.53,均大于坝基冲积层的允许水力坡降【0.498】,坝土及坝基均产生流土形式的渗透变形现象,渗流性态不安全。
大坝渗流安全等级为C级。
(5)、坝体压实度差碾压不密实,结构松散。
大坝上、下游坝坡均存在抗滑稳定安全系数小于现行规范值的工况,有滑动失稳的可能性。
水库大坝安全结构等级为C级。
(6)、大坝坝基表部的冲积物及下伏全~强风化岩体不属液化地层,输水涵管及溢洪道地基均不属液化地层。
在7度地震条件下,大坝上游坝坡的最小抗震稳定安全系数为1.225,大于现行规范值(1.10),下游坝坡最小抗震稳定安全系数为1.093小于现行规范值(1.10)。
水库大坝下游坝坡在7度地震条件下,下游坝坡存在滑动失稳的可能性。
水库抗震稳定性较差,安全等级评定为C级。
(7)、输水涵管属坝下涵管,出口设置DN150凡尔闸,无事故检修闸,闸阀漏水较为严重,可明显听到漏水响声,采用手动启闭,无启闭房,启闭设施呈暴露状态,锈蚀深度
3-6mm,无法正常启闭。
溢洪道无闸门、启闭房及启闭设施。
金属结构安全等级为C级。
(8)、溢洪道现状最大下泄流量(5.53m3/s)小于水库所需的最大下泄流量(16.18m3/s),不能满足泄流要求。
小春菁旧水库大坝工程质量不合格,运行管理差,防洪安全等级,渗流安全等级、结构安全等级、抗震安全等级及金属结构安全等级均为C级,达不到现行规范要求,水库大坝不能正常运行,急需除险加固处理。
评定小春菁旧水库大坝安全类别为三类坝。
针对小春菁旧水库大坝存在的主要病险问题和大坝安全鉴定结论,提出以下加固意见和建议:
(1)对大坝坝体、坝基及坝肩进行整体防渗处理;
(2)对大坝上下游坝坡进行加高、培厚,增设上游护坡设施,翻修下游排水体;
(3)对输水涵管出口启闭设施进行改建;
(4)对溢洪道进行改建;
(5)新建管理所用房,完善交通、通讯等设施。
(6)增设水平位移、沉陷位移及渗漏量、渗漏压力、测压管等观测设施,建立水情测报系统。
本次防洪标准复核起调水位确定为溢洪道底板高程1465.06m(正常蓄水位),相应库容18.07m3,采用列表试算法进行调洪演算,结果见下表:
1.2目前地质状况
1.2.1坝址区
(1)坝体土
坝体结构松散,填筑压实度差,碾压不密实,透水性强,坝后贴坡排水体高度1.0m,而且砌筑时未按规范要求设置相应的反滤层,排水效果差,坝体浸润线位置较高,渗透水流直接在坝坡出逸(在现状库水位1464.80m时,下游坝坡出逸高程为1461.35m,高于排水体顶4.05m)。
坝土料质量相对较差,抗渗透稳定性较差,使得坝坡的整体稳定性及局部稳定性均较差。
(2)坝基
坝址区所在河谷呈SN走向,河谷横断面为“U”型谷,左岸地形自然坡度为10º左右,右岸地形自然坡度为11°左右,坝顶处河谷宽80m,河床较为平缓。
坝址区各种物理地质现象不发育,主要表现为风化。
坝址区岩石风化深度随地形变化,山坡地带强风化深度7~16m,河床部分强风化深5~16m。
大坝坝基岩体中无断层构造线通过,虽节理裂隙发育,但岩层连续性好,未形成连续的软弱带和切割面,大坝下游无切割深槽等临空面存在,坝基岩(土)体深层抗滑稳定性好。
但河床坝基表部覆盖的冲积物承载力较低,对坝坡的稳定性影响较大。
同时坝基表部覆盖的河床冲洪积层由于渗透系数较大,加之现状坝基底部无防渗心墙及截水槽等防渗设施,存在坝基渗漏问题。
1.2.2溢洪道
溢洪道全部座落于三叠系中统法郎组薄-中厚层状粉砂岩、粉砂质页岩层上,且岩层呈强风化状态,由于强风化层承载力均能满足溢洪道及泄水时的压力要求,溢洪道沿线不存在差异沉降变形,地基稳定性好。
但地基沿线岩体透水率较大,属中等透水层,易沿溢洪道基础底部产生接触渗漏。
1.3工程任务和作用
本次除险加固的主要任务是:坝体加固培厚、增设防浪墙、坝体、坝基、坝肩防渗处理,扩建溢洪道。
1.4除险加固主要建筑物工程布置
(一)拦河坝
小春菁旧水库拦河坝为粘土均质坝,坝轴线与老坝轴线一致,坝轴线布置成“L”型,根据调洪演算结果,坝顶高程为1469.23m,比原坝高2.23m,坝顶宽4m,最大坝高为18.03m。
由于坝顶加高,上下游坝坡也作相应的的调整,上游坝坡维持现有坡比不变,为1:2.5,采用干砌毛条石护坡,厚0.30m,护坡底线高程为1457.00m,干砌毛条石护坡下设碎石垫层和砂垫层,厚度均为0.20m。
坝顶为泥结石路面,下设0.25m厚的丙种石垫层。
考虑防洪安全要求,设置高为0.60m,宽为0.40m的防浪墙。
下游坝坡坡比为1:2.30,整个坝坡采用草皮护坡,考虑整体景观的布置要求,采用C15砼预制块划分为5.0m×8.0m的网格,在网格内植草护坡。
排水体为棱体排水,对已失效的棱体进行拆除,新建排水棱体,排水棱体顶部高程为1457.00m,顶宽1.0m,靠近坝坡侧设置坝坡排水沟一条,棱体外坡比1:1.0,设置碎石垫层和砂垫层。
上、下游坝坡均在里程0+050m处设置踏步一道,宽度为1.5m,采用M7.5浆砌粗料石支砌。
上游坝坡设M7.5浆砌石护岸挡墙,下游设置M7.5浆砌石护岸挡墙及岸坡排水沟,并在坝脚处设三角量水堰一座,以利坝体渗流观测。
拦河坝坝体、坝基及坝肩均采用帷幕灌浆防渗,灌浆顶界高程为1468.00m,比设计洪水位1467.64m高0.36m。
左、右岸帷幕灌浆延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的交点附近,防渗帷幕线全长127.26m,帷幕灌浆上排孔布置于坝轴线上,下排孔布置在坝轴线下游1.5m处,其中坝体部分为双排孔布置,孔距2.0m,两坝肩单排孔布置,孔距1.5m。
灌浆段总长度2058.53m。
灌浆材料:基岩采用纯水泥浆灌注,覆盖层及坝体土采用水泥粘土浆灌注,防渗设计标准≤5Lu。
(二)溢洪道
溢洪道位于大坝左坝肩,为开敞式,由进口段、控制段、消力池段组成,平面呈弯曲状,进口底板高程1465.06m,现状型式为矩形断面,尺寸为1.4m(高)×1.6m(宽),底板及边
墙均为浆砌块石砌筑,底板冲刷、边墙倒塌现象较为严重,出口消力池段采用跌坎消能,坎高10~30cm。
扩建溢洪道长为59.00m,扩建后的溢洪道与坝轴线交角86°28′18″,设计洪水位时下泄流量为9.98m3/s,校核洪水位时下泄流量为16.18 m3/s,溢洪道由进水渠段、控制段、泄槽段、出口段组成。
另在溢洪道出口处新建引洪沟长150m。
2水文
2.1流域概况
2.1.1地理位置
小春菁旧水库位于漾濞县中和营镇响水村委会小春菁旧上寨,坝址地理坐标为东经103°37′,北纬23°49′。
水库所在河流为中和营河左岸支流,为珠江流域南盘江水系的次级小支流,大坝距中和营镇政府约9km,距漾濞县区约65km,有简易公路直达坝顶。
2.1.2流域特征
小春菁旧水库位于南盘江上游, 水库控制径流面积2.16km²,主河长2.4Km,平均坡降12.7‰。
2.1.3气象
流域地处南盘江上游,属滇东高原,地形起伏不大,气候属于北温带,具有夏秋多雨温暖,冬春少雨干旱的特点,多年平均降水量1153mm,汛期降水占全年降水的85.8%,枯季降水仅占全年降水的14.2%,一般雨季开始于5月中旬,结束于10月中旬,形成干湿、暖冷分明的气候特点。
2.1.4基本资料
小春菁旧水库无实测水位流量资料,附近的流域也没有水文站,因此本次设计采用暴雨洪水途径推求设计洪水。
开远气象站离小春菁旧水库20km处,具有1954-2007年共53年的短历时暴雨资料,设计选用雨量站及资料情况见表2-1。
该气象站的资料经过整编、审查和刊印,精度可靠,能满足本次水库大坝防洪标准复核的要求。
2.1.5基本资料综合评价
1、可靠性分析
从可靠性来看:该站为国家基本气象站点,降雨资料均由有关专业人员观测,观测场地固定、四周开阔,仪器设备性能良好,降雨过程观测控制完整,每年的气象观测资料均通过漾濞县气象局及云南省气象局的整编、校核、审查、刊印,是合理可靠的,因此,降雨资料(含暴雨资料)可靠。
2、一致性分析
对降雨系列而言,在相对地质年代很短的时期内,影响降雨的主要因素(如气候成因、地形、地貌)不会因受人类活动的加剧明显改变,而是基本处于相对稳定状态,也即历年降雨资料(含暴雨资料)成因前后具有较高一致性,因此,在具有相同成因条件下,历年降雨样本系列前后段具有较高的一致性。
3、代表性分析
根据目前理论研究水平,当用统计推断的方法推求某一指定频率的暴雨时,为了减小计算的抽样误差,一般要求其样本系列应充分长,但从数理统计角度看,再长的实测系列也仅为总体的一个样本,鉴于此,现行《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)规定:实测或插补的暴雨样本系列长度至少应在30年以上,从大理气象站实测暴雨系列情况看,实测最大一日降雨量系列连续达到53年,且在53年的时期内已随机地分布大暴雨(日降雨量≥100mm,)、暴雨(日降雨量在50~100mm之间)和一般暴雨(日降雨量<50mm,),说明该站系列中已包含有大、中、小暴雨量,系列长度满足计算要求,具有代表性。
对大理气象站的年雨量资料逆时序进行累进均值、Cv及差积曲线计算分析,从2006年到1965年均值、Cv值趋于稳定,但差积曲线正半周期明显,负半周期较弱,雨量资料具有一定的代表性。
对雨量资料进行PIII型频率曲线适线分析,统计参数见表2-2:
图2-1 大理气象站年最大1小时降水量累进值图
图2-2 大理气象站年最大6小时降水量累进值图
图2-3 大理气象站年最大24小时降水量累进值图
图2-4 气象站最大1、6、24小时暴雨频率综合曲线
2.2历史洪水和暴雨的调查、考证与应用
水库集水面积较小,史志中没有大洪水及受灾记录,本次复核没有调查考证的历史资料。
2.3设计暴雨推求
水库无实测短历时降水量资料,本次设计直接移用大理气象站1954~2007年短历时降水量资料推求设计暴雨,从安全角度考虑,同时利用水利部水文[2005]100号文正式批准的《云南省暴雨统计参数图集》中的暴雨参数推求设计暴雨,比较两种方法计算的设计暴雨,取最不利的情况作为本次评价的设计暴雨。
用大理气象站的1、6、24小时时段暴雨系列资料作频率计算,采用PⅢ型曲线进行适线,统计参数见表2-2、成果见表2-3
从《云南省暴雨统计参数图集》中可以查到小春菁旧水库的短历时暴雨统计参数,从而计算出相应频率的设计值,见表2-4、表2-5。
比较实测暴雨统计参数和《云南省暴雨统计参数图集》中的参数,可以看出,使用云南统计参数图籍得出的暴雨参数要大于实测暴雨统计参数,相应的设计暴雨也大于使用实测暴雨资料计算出的设计暴雨值。
由于水库所在流域平均海拔比大理气象站海拔高出700m左右,而降雨量有随海拔升高升高的特点,使用低海拔的降雨量可能会使计算结果偏低,为安全起见,最终的设计暴雨值采用了经水利部审查批准的《云南省暴雨统计参数图集》的参数计算出来的成果。
水库流域中心位于云南省暴雨区划第11区,概化雨型及时深、面深关系按“云南省暴雨径流查算图表”中11区有关参数确定,据相关规定可求出设计面暴雨过程。
2.3.1设计洪水推求
查《云南省暴雨洪水查算图表》,流域中心位于云南省产流区划第2区,汇流区划第2
区,产流参数包括前期土壤最大含水量W
m 、洪水前期土壤含水量W
t
、稳定下渗率f
c
、流域不
平衡水量△R;汇流参数包括径流面积F、河道平均比降J、河长L、流域形状系数B及汇流系数Cm、Cn ,详见表2-6。
根据设计面暴雨过程及产流参数按相关规定推求设计净雨过程及主净雨强度,按汇流参数及主净雨强度由经验公式转换求纳希瞬时单位线无因次参数,继而推出u(t),按流域面积再转换为时段单位线q(t),由时段净雨过程和时段单位线进行汇流计算,得到地表设计洪水过程;地下径流量按概化三角形方法计算过程,地表、地下及基流三部分之和即为所求出口断面设计洪水过程,成果见图2-5、表2-7。
图2-5 小春菁旧水库入库设计洪水过程线
采用水科院的推理公式法对设计洪水进行检验,设计洪峰用下列(tc>τ)时的这
组公式迭代计算:
F S Q n p
p
m ⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛-=μ
τ278.0,
4
1
,3
1278.0p m Q mJ L
=
τ
()n p S n tc 1
1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛
-=μ
式中:F —径流面积(k m²);L —主河长(km ); J —河道平均坡降;
S p =h 24,p ×24n-1,h 24,p 为相应频率设计暴雨量,n 为暴雨衰减指数,计算取
0.76
μ— 流域损失参数,计算取2.5mm/h ; m 流域汇流参数,取0.8; τ— 流域汇流时间;tc —产流历时。
24小时洪量采用公式W 24=0.1×h 24,p 净×F。
经计算,产流历时大于汇流历时,选用公式合理,设计值见下表2-8:
2.3.2成果合理性检查
(1)方法检验
将暴雨推求设计洪水、推理公式法推求设计洪水成果进行对比,见表2-9:
从表中可以看出两种方法计算出的设计值相差不大,洪峰相对误差在0.35%以内,洪量相对误差在0.38%以内,采用瞬时单位线计算设计洪水成果合理,可供使用。
(2)地区合理性检查
把由单位线计算出的P=0.5%的设计洪峰点绘在《大理州小(二)型水库300年一遇Qm ~F 关系图》上,如图所示,点子与关系线配合较好,符合大理州的Qm ~F 关系分布,设计洪
峰计算合理;把由单位线计算出的P=0.5%的设计24小时洪量点绘在《大理州小(二)型水库50年一遇W 24~F 关系图》上,如图所示,点子与关系线配合较好,符合大理州的W 24~F 关系分布,设计洪量计算合理,选用单位线计算值作为设计值。
2.4水库现有泄洪能力复核
大坝坝型为均质土坝,坝顶长77.5m ,坝底宽度65.63m ,坝顶宽3m ,现状最大坝高15.8m ,坝顶高程1466.80~1467.00m ,坝底高程1451.20m 。
溢洪道位于大坝左坝肩,为开敞式,由进口段、控制段、消力池段组成,进口底板高程1465.06m ,型式为矩形断面,尺寸为 1.4m (高)×1.6m (宽),出口消力池段采用跌坎消能,坎高10~30cm 。
溢洪道泄流计算公式为:2
3
2H
g mb
Q
式中:m=0.34 b=1.6m 。
计算结果见表2-8。
经复核,小春菁旧水库现状最大下泄流量为5.53m³/s,小于本次复核调洪演算得到的水库最大下泄流量16.18m³/s,因此水库不能满足泄流要求。
2.4.1 水库正常蓄水位
水库正常蓄水位1465.06m ,相应库容12.95万m 3,除险加固后,正常蓄水位仍维持1465.06m 不变。
2.4.2防洪标准
小春菁旧水库为小(二)型水利工程,坝型为均质坝,坝高18.03m ,根据《防洪标准》GB50201-94山区、丘陵部分,水库防洪标准为二十年一遇(P=5%)设计,二百年一遇(P=0.5%)校核。
2.4.3调洪演算及结果
小春菁旧水库以正常蓄水位1465.06m 为起调水位,相应库容12.95万m3,根据入库洪水过程,水位~库容和下泄流量曲线关系,采用列表试算法,根据公式[(Q1+Q2)/2-(q1+q2)/2]Δt=V2-V1进行调洪演算。
鉴于小春菁旧水库建库至今,已经有50余年,库区内已经有较多的泥沙淤积,原高程~
库容曲线已不能反映实际情况,故本次采用实测水位、库容曲线数据,详见表2-11。
当入库洪水到来时,根据相应的调洪原则,按水量平衡方程逐时段演算,求得各标准洪水的特征水位,其相应的最高库水位即为设计或校核库水位,结果见图2-6、2-7、2-8、2-9及表2-12、2-13、2-14、2-15、2-16。
图2-6 P=2%调洪过程线图
图2-7 P=10%调洪过程线图
图2-8 P=20%调洪过程线图
图2-9 P=50%调洪过程线图
3工程地质
3.1区域地质概况
3.1.1地形地貌特征
库区位于漾濞县以东的侵蚀、剥蚀山地斜坡地带,总体标高1815~1629m ,地势总趋势为南高北低,最高点为区域南东部马头坡,海拔1815m ,最低点为区域北东部的响水村,海拔1629m ,相对高差186m 。
小春菁旧水库库盆座落于中和营河左岸支流上,库盆区周围无大的不良物理地质现象,径流区山脉呈南北走向,东南高,西北低,地势起伏,山坡自然坡度均在5~35°,受地质构造运动影响,形成褶皱、断层、断陷盆地,溶岩山地相间和南盘江及其支流纵横深切而成的中山峡谷等复杂地形,呈中等浅切割中山山地高原地貌。
3.1.2地层岩性
区域内出露地层主要以三叠系地层为主,低洼处及河流沿线尚分布有新生界地层,各地层岩性由老至新分述如下:
石炭系上统(3C ):厚层-块状细晶-中晶灰岩。
二迭系下统(1P ):厚层-块状隐晶-细晶灰岩。
二迭系上统峨嵋山玄武岩组( 2P ):玄武质火山碎屑岩夹玄武岩、硅质岩。
二迭系上统龙潭组(l P 2):粉砂岩、页岩夹煤层
三叠系下统飞仙关组)(1f T ,岩性为粉砂质页岩、薄—厚层泥质灰岩。
三叠系下统永宁镇组)(1y T :岩性为:薄层—厚层状微晶灰岩、泥质灰岩夹粉砂质页岩。
岩溶中等发育,含中等碳酸盐岩裂隙岩溶水。
三叠系中统个旧组下段)(12g T :岩性为中厚层—块状隐晶—细晶白云岩,底部夹页岩、泥灰岩。
三叠系中统个旧组上段)(2
2g T :岩性为块状灰岩,岩溶强烈发育,大型暗河伏流多见。
三叠系中统法郎组)(2f T :岩性为:薄—中厚层状粉砂岩、粉砂质页岩含大型锰矿,是坝址区出露的主要地层。
三叠系上统鸟格组)(3n T :岩性为中厚层状钙质粉细砂岩与钙质页岩互层。
含贫乏风化裂隙水。
三叠系上统火把冲组(h T 3):中厚层粉细砂岩与粉砂质页岩互层。
新生界下第三系(E ):钙质泥岩、细砂岩及厚层状砾岩。
新生界上第三系(N ):钙质泥岩、泥灰岩
第四系 (Q ):主要分布于库岸四周及河谷低洼地带,冲、洪积层(Q al+pl
)以灰色、灰黄
色砂质粘土、砂砾石、砂卵石为主,厚一般2~5m 。
3.1.3地质构造
区域位于青藏川滇“歹”字型构造、川滇径向构造体系及南岭纬向构造带的交接复合部
位,应力集中,地质构造发育。
区域内的构造形迹以扭动构造体系为主,是大理“山”字型构造的东翼部分。
大理“山”字型构造 是包容在云南“山”字型构造建水弧东翼的一个山字型构造,其特点是两翼不对称,总体略向西偏斜。
大理“山”字型构造的前弧位于三叠系地层中,弧顶在开远县城和鸡街一线以西山区,为明显向南突出的弧形构造带,弧形顶端位于鸡街——石岩寨地区,内弧在小龙潭盆地南缘,弧顶南北宽20余km ,由一系列弧形背向斜及压性断裂组成。
西翼主要由北西向的麻栗树断裂、扎营山向斜、汪家田背斜等平行排列的挤压带组成,构造受到建水弧东翼构造的影响,发育不正常,由北西转为南北向。
东翼发育完整,主要分布于朋普、大理一线之东南及鸡街、大庄、中和营一线之西北地区,由一系列挤压紧密的背向斜(牛街向斜、白石岩向斜、百花草向斜大黑山背斜等)和不同规模的压性断裂(新坝村断裂、录柴冲断裂、清水塘断裂、洪石岩断裂、岩峰洞断裂、架吉断裂等)组成,由北东偏东转向北东向呈有规律的分布。
3.1.4新构造运动及地震
区域内属浅切割中山山地高原地貌,总体地势南高北低。
区域内断裂构造形迹规模均较小,无活动性断裂迹象存在,区域稳定性好。
区域内新构造运动有所表现,但区域内断裂带的活动性较弱,地震活动不甚强烈。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),该区地震加速度动峰值为0.15g ,地震反应谱特征周期为0.45s ,相应地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2区域水文地质条件
库区含水层主要为三叠系下统永宁镇组)(1y T 薄层—厚层状微晶灰岩、泥质灰岩夹粉砂质页岩。
岩溶中等发育,含中等碳酸盐岩裂隙岩溶水,三叠系中统个旧组上段)(2
2g T 为块状灰岩,岩溶强烈发育,大型暗河伏流多见,三叠系上统鸟格组)(3n T 中厚层状钙质粉细砂岩与钙质页岩互层,含贫乏风化裂隙水,新生界上第三系(N )钙质泥岩、泥灰岩,第四系 (Q )松散堆积物等;隔水层主要为三叠系下统飞仙关组)(1f T 粉砂质页岩、薄—厚层泥质灰岩;三叠系中统法郎组)(2f T 薄—中厚层状粉砂岩、粉砂质页岩等。
地下水类型主要有第四系松散岩类孔隙水及碎屑岩裂隙水等。
孔隙水主要分布于区域内的冲洪积层中,裂隙水主要分布于碎屑岩裂隙中。
区域地下水的补排关系受地形和岩性的控制,地下水主要靠大气降水补给,地表水和地下水分水岭近于一致。
3.3库区工程地质条件 3.3.1库区渗漏
库盆为构造溶蚀中山中坡河流地貌,库底标高介于1460~1450m 之间,库区河谷较为狭窄,库区周围地势较高,库区西部及西北部有开远盆地,标高1037~1080m 之间,但由于距离较远(距大理盆地60km ),西部及西北部不存在邻谷渗漏问题。
库区南部及东南部有中和。