某水库初步设计 (NXPowerLite)
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1 综合说明
1.1 前言
XX岭水库位于浦阳江支流洪浦江下游,地处XX镇XX岭村。水库集雨面积0.45km2,总库容18.32m3,正常库容15.36万m3,是一座以灌溉为主的小(二)型水库。
受当时财力、物力及技术条件限制,水库枢纽建筑物存在严重的安全隐患,经XX市大坝安全技术认定专家组认定水库大坝为三类坝。水库由于限蓄不能正常蓄水,造成水资源的浪费和XX岭村供用水矛盾的加剧,严重影响灌区居民的生产和生活。以省水利厅“千库保安”工程的实施为契机,XX镇及XX岭灌区委员会迫切要求对水库进行除险加固和标准化建设,达到水库“安全、高效、美丽”的目的。
1.2 水文气象
工程区域内没有气象站,可引用距本工程5公里的XX气象站资料。据该站资料统计,多年平均气温为16.2℃,极端最高气温39.7℃,极端最低气温-13.4℃,多年平均水气压17.2hpa,相对温度82%,多年平均降水量1400.9mm,多年平均蒸发量1234.7mm,多年平均风速2.2m/s,实测最大风速为19m/s,相应风向SSW。
XX岭水库流域属亚热带季风气候区,四季分明,降水充沛。春夏季暖湿气流与南下的冷空气相遇,常常出现阴雨持续天气,即“梅雨”,降水量大;夏秋季常受到副热带高压控制,晴热少雨,若受西太平洋上的热带气旋影响,即受“台风”袭击,降水强度大。阶段性、集中性降雨主要集中在这两个时节:4-6月的梅雨期、7-9月的台风期。
流域多年平均降水量在1350~1600毫米,年降水日数为160天左右,降水量年际变化较大,年内分配极不均匀。
水库20年一遇设计洪峰流量12.45m3/s,200年一遇校核洪峰流量18.23m3/s。
1.3 地质
本区大地构造单元属江山—绍兴深断裂北西侧江南古陆南缘,断裂构造发育,断裂构造呈北东、北北东走向为主,多为压性、压扭性断裂,次外北西向剪扭性断裂也较发育。
工程区出露的主要地层为:震旦系志棠组和上墅组沉积岩系(Z),岩性为长石、石英砾岩、砂岩、粉砂岩、流纹质熔岩。
1.4工程任务和规模
1.4.1 工程现状
XX岭水库位于XX市XX镇XX岭村,水系属浦阳江支流的洪浦江。坝址以上集雨面积0.45km2,主流长1.1km。水库始建于1956年10 月,1958年12月建成。现坝顶高程29.5m(为1985国家基准),总库容18.32m3,正常库容15.36万m3。
大坝为粘土心墙坝,大坝顶长129m,最大坝高9.5m,坝顶宽度2.5m,迎水坡坡比为1:2,背水坡1:1.5。
1.4.2 存在问题
1. 大坝原心墙填筑土料较差,坝顶高度不够,坝身渗漏严重,已发生渗透变形。
2. 大坝结构单薄,坝坡很陡,迎水坡面无护砌,土坡风浪剥蚀
严重。
3. 溢洪道未达标准,下游未设消能设施,冲刷严重。
4. 放水涵管为炼瓦管,结构单薄,强度低。
5. 大坝有白蚁危害,危害程度一般。
6. 无管理房、进库道路、通电、通讯等管理设施。
7. 大坝脚线外无管理范围。
由于水库枢纽建筑物存在严重的安全隐患,XX市水利水电局大坝安全技术认定专家组认定XX岭水库大坝为三类坝。在近几年的控制运用中,要求水库限制蓄水至正常水位下2米,因而造成水资源的浪费和XX岭灌区供用水矛盾的加剧,严重影响灌区居民的生产和生活,故急需对水库进行除险加固。
1.4.3水利计算
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定,XX岭水库为小(二)型水库,属五等工程,相应的防洪标准为:设计:20年一遇
校核:200年一遇
根据水库洪水复核,确定水库正常蓄水位为28.70米,正常库容15.36万方,兴利库容14.8万方。
不同频率设计暴雨量如下:
200年一遇,H24=300mm
20年一遇,H24=196.7mm
本水库设计洪峰流量和洪水过程,由设计暴雨并采用推理公式推
求。20年一遇设计洪峰流量12.45m3/s,200年一遇校核洪峰流量18.23m3/s。
XX岭水库起调水位为28.70米,调洪采用辅助曲线法逐时段计算,洪水调节计算成果表如下:
200年一遇:最高库水位29.42米
相应库容18.32万方
最大下泄流量10.15m3/s
过水深0.72米
20年一遇:最高库水位29.27米
相应库容17.74万方
最大下泄流量6.7m3/s
过水深0.57米
1.5 工程布置及主要建筑物
1.5.1 工程等别和建筑物级别
根据《防洪标准》(GB50201-94),XX岭水库为综合利用的小(二)型水利工程,防洪标准为按20年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核,工程等别为5级,主要建筑物级别5级。
1.5.2 工程总体布置
本工程为除险加固工程,设计时考虑尽量利用原坝体及原溢洪道位置。溢洪道重做溢流堰,设消力池。大坝采用粘土斜墙及粘土截水槽作防渗处理,迎背水坡填筑石渣、砂石混合料加固大坝。原涵管为φ300炼瓦管,因坝体不高,翻挖重埋工程量不大。设计翻挖大坝重
新埋设2根φ200自应力钢筋砼压力管,其中一根作灌溉用,另一根作为农村饮用水用。原启闭设备拆除,重新安装两套φ250铸铁插板闸门,在库内左侧山坡上建造5.5平米的启闭房一间,供水管出口安装蝶阀,建造5.5平米的蝶阀房一间。库外坝脚线以外20米范围内水田征用,作为管理范围,并设置绿化区。在坝脚外右侧开阔处新建管理房,面积115平米。
1.5.3主要建筑物
大坝:
大坝长129米,设计坝顶高程30.20米,坝顶宽度5米。迎水坡在高程27.00米处设一级1.10米宽的马道,马道下坡比1:2.5,马道上坡比1:2.5,大坝迎水面采用100厚C20砼六角形预制块护坡。背水坡在高程23.00米处设一级3米宽的马道,马道以下为排水棱体,用石渣(粗骨料)填筑,坡比1:2.0,300厚干砌块石护坡。马道以上有砂石混合料填筑,坝坡坡比1:2.5,坡面500厚填土,采用草皮绿化色带护坡。大坝背水坡自坝脚至坝顶,设一条3米宽的条石踏道。
原大坝防渗体不满足规范要求,需要对大坝作防渗处理。坝址附近3公里处有充足的粘土料场,方案比较后决定采用粘土斜墙及粘土截水槽作防渗处理。
溢洪道:
溢洪道位置不变,堰顶高程28.70米。溢流面采用0.5米厚的C20砼浇筑,防渗体嵌入左侧山体岩面内0.5米,堰体与右侧坝体连接,设刺墙与粘土心墙衔接。根据工程情况,设消力池消能,对陡坡段和