水库大坝防洪能力复核报告

*****市*****水库
大坝防洪能力复核报告
*****水利勘察设计室
二O一六年三月
目录
1 基本情况 (2)
2 工程等别与设计标准 (2)
3 防洪能力复核 (2)
3.1基本数据 (2)
3.1.1 气象 (2)
3.1.2 降雨 (3)
3.1.3流域概况 (3)
3.1.4 水库水位、容积关系表 (3)
3.1.5水库泄洪设施 (3)
3.2设计洪水 (4)
3.2.1 计算办法 (4)
3.2.2 设计暴雨 (4)
3.2.3 设计洪水计算 (5)
3.3调洪计算 (6)
3.3.1水库调洪运用方式 (6)
3.3.2 调洪演算成果 (6)
3.4坝顶高程复核 (6)
3.4.1 坝顶超高计算 (6)
3.4.2 坝顶高程复核 (8)
3.5防洪标准复核结论 (8)
3.5.1 大坝防洪标准复核结论 (8)
1 基本情况
*****水库位于**********镇白马村境内，属淮河流域*****河水系，属隶属于**********镇人民政府，由*****镇白马村负责管理，是一座以灌溉为主，兼防洪、养殖综合运用的小（二）型水库。

水库灌溉面积约800亩。

*****水库始建于1965年1月，1966年开始蓄水。

由于存在人员不足，管护资金短缺等问题，导致水库正常运行较为困难，水库挡、泄、放水建筑物养护不到位。

给水库的防洪、灌溉带来隐患，急需进行除险加固。

2016年1月，该水库被列入安徽省2016年小型水库加固规划。

受水库运行管理单位委托，*****水利勘察设计室对水库大坝的防洪能力进行了复核，形成了本报告。

2 工程等别与设计标准
*****水库总库容35万m3，根据《防洪标准》(GB20201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定，*****水库属小（二）型水库，工程等别为Ⅴ等，主要永久建筑物级别为5级；由于属于丘陵水库，挡水高度小于5.0m，上下游水头差不大于10.0m，根据《防洪标准》(GB20201-94)的规定，防洪标准为：10一遇洪水设计，20-50年一遇洪水校核；防洪标准定为标准中的上限：10年一遇洪水设计、50年一遇洪水校核。

*****水库溢洪道消能防冲标准为10年一遇。

3 防洪能力复核
3.1基本数据
3.1.1 气象
*****水库位于淮河流域*****河上游，流域位于江淮之间，属南北气候过渡带，气候温和，其特点是四季分明，光照充足，梅雨季节明显，雨热同季，降雨集中，由于冷暖气漩在上空交锋频繁，进退多变，季风气候使降水年际年内均变化甚大。

根据*****气象站数据统计，多年平均年气温为14.8℃，1月份最低月平均为1.6℃，7、8月份最高，月平均为28.2℃，历史上出现过极端温度，最低气温极值为-17.1℃，最高气温极值为40℃。

多年平均无霜期大于217d，相对湿度为75%左右，年日照时数2217h，
太阳辐射年总量为120kal/cm2，冬少夏多，6~8月期间太阳能占全年总量的1/3以上。

多年平均风速2.7m/s，最大风速为11m/s，大风多发生在7~9月主汛期，风向季节性变化明显，全年以偏东风较多，冬季盛行偏北风，夏季偏南风。

3.1.2 降雨
流域地处南北气候过渡带，降雨时空分布不均，年内和年际间降雨不平衡，主汛期在7-9月份。

年平均降雨量为1005mm，最多的1991年为1754.5mm，最少的1994年为585.3mm，两者相差近三倍。

由天长气象站资料分析的暴雨特征值见表3.1.2。

表3.1.2 暴雨特征值表
3.1.3流域概况
*****水库位于淮河流域高邮湖水系*****河上游，本次水库安全复核利用1：1万航测图对水库汇流面积、流域形状系数及河道平均坡度进行了复核，流域特性见表3.1.3。

表3.1.3 *****水库流域特性表
3.1.4 水库水位、容积关系表
*****水库建库较早，水库属小（二）型水库，水库规模较小，水库库容曲线资料已经丢失，本次采用1983年1：1万航测图求得水库高程、容积、面积表。

见表3.1.4。

表3.1.4 *****水库水位——容积关系表
3.1.5水库泄洪设施
*****水库现状泄洪设施为正常溢洪道，宽顶堰结构，堰顶高程为24.50m，宽3.0m。

水库现状正常蓄水位为24.50m，汛限水位为24.50m，故水库调洪演算起调水位为24.50m。

溢洪道泄流公式：
2/3
q＝
mb H
g2
=4.92×H3/2
正
*****水库库水位~泄量关系列于表3.1.4。

表3.1.5 库水位与泄量关系曲线表
3.2 设计洪水
3.2.1 计算办法
本流域内没有实测洪水资料，附近也没有可引用的实测洪水数据系列，根据《水利水电设计洪水计算规范》的有关规定采用暴雨数据间接推求设计洪水。

根据该流域的暴雨及洪水特性，本次以最大24小时的设计暴雨量进行设计洪水的峰量控制，按无数据地区计算办法，采用《安徽省山丘区中、小面积设计洪水计算办法》（84年）计算。

3.2.2 设计暴雨
因流域内没有实测流量数据，设计洪水可由雨量数据推求。

由于流域没用实测雨量数据，其设计暴雨按“84办法”查暴雨等值线图取用。

根据“84年办法”，从资料附图1-4查得*****水库流域形心处年最大24小时系列和年最大1小时系列的点暴雨平均值：
H24=115mm，H1=50mm，C V24=0.55,C V1=0.45,偏差系数C S=3.5C V。

利用P-Ⅲ型曲线的模比系数K P值查得：
10年一遇：K P24=1.72 K P1=1.6
50年一遇：K P24=2.58 K P1=2.25
相应的点暴雨量为:
P=10%时：H24=1.72*115=198；H1=1.6*50=80
P=2%时：H24=2.58*115=297；H1=2.25*50=112.5
3.2.3 设计洪水计算
*****水库流域形状系数f=0.35，查《安徽省山丘区中、小面积设计洪水计算办法及暴雨等值线图》，洪峰流量进行修正系数取0.93。

由P1/P24值查表6得对应R3/R24的值和n值求得R3，再由K=1.13×(F/J2) 0.24×(R3/30)(-0.34)(F/J^2))^0.12计算。

根据K、n值，从附表9查得设计洪水流量模，逐项乘以（F*R24）/1000，计算得水库各种频率设计洪水成果见表3.2.3。

表3.2.3 *****水库设计洪水成果表单位：m3/s
3.3 调洪计算
3.3.1水库调洪运用方式
*****水库以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等各方面的综合效益。

水库的汛期防洪限制水位采用溢洪道堰顶高程24.50m，当库水位超过溢洪道堰顶高程时自动溢洪。

3.3.2 调洪演算成果
通过水量平衡方程，用计算机程序进行调洪演算；计算水库各时段洪水过程时应与水库同频率泄洪流量迭加后进行调洪。

调洪验算成果如下表3.3.2。

表3.3.2 调洪演算成果表
3.4 坝顶高程复核
3.4.1 坝顶超高计算
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL 189-96)6.1，坝顶超高按下式计算：Y=R + A。

式中：Y——坝顶在静水位以上的超高（m）；
R——风浪沿着坝坡的最大爬高；
A——安全加高，5级建筑物设计情况和校核情况分别为0.50m和0.3m。

(1) 波高和波长计算
根据有关资料，计算大坝波浪高度时，所采用设计风速；正常运用条件下为多年平均最大风速的1.5倍，非常运用条件下，采用多年平均最大风速，*****水库多年平均最大风速为10.0m/s，根据库区地形，风区长度D =0.5km。

设计洪水位时，设计
=15.0m/s。

校核洪水位时，设计风速为多年平风速为多年平均最大风速的1.5倍，W
设
均最大风速，W
=10.0m/s。

校
按规范附录A.1.6规定，对于丘陵、平原区水库，当W＜26.5m/s，D＜7500m时可采用鹤地公式计算：
波高：3
/1)
2(6/100625.02%2W
gD W W gh ＝ 波长：2
/1)
2(0386.02W
gD W gL m ＝ 式中：
W ——风速（m /S ）；
D ——风区长度（m ），D=500m h 2%——累积频率为2%的波高（m ）。

设计情况：计算波高; h 2%=0.73m ；
平均波高； h m ＝0.73/2.23＝0.33m ； 波长；L m =4.55m 校核情况：计算波高；h 2%=0.39m
平均波高； h m ＝0.39/2.23=0.18m ； 波长； L m =3.03m 。

(2) 平均波浪爬高R m 按规范附录A.1.12计算，采用公式：
R m =K △K w /(1+m 2)0.5×(hm ×Lm)0.5
式中：∆K ——斜坡糙率及渗透性系数，护面为草皮护坡，∆K =0.9。

ωK ——经验系数，可根据
gH
W 值查附录表A.1.12-2取得。

设计条件： W/(gH)0.5=16.5/(9.81*5.04)0.5=2.35， K =1.14；
Rm=0.9×1.14/(1+2.02)0.5×(0.28×4.55) 0.5=0.56m 。

校核条件： W/(gH)0.5=11/(9.81*5.53)0.5=1.49，ωK =1.02；
Rm=0.9×1.02/(1+2.02)0.5×(0.15*3.03) 0.5=0.30m 。

(3) 设计爬高R 值计算
设计波浪爬高值按规范A.1.11条， 5级坝采用累积频率应为5%的爬高值R 5%，计算设计波浪爬高值查列表1-13得
设计条件：hm/H=0.33/5.04<0.1，84
.1＝R
R p
，
R p =1.84×0.56=1.03m ；
校核条件：hm/H=0.39/5.53<0.1，
84
.1
＝
R
R
p
，
R p=1.84×0.30=0.55m；
(4) 坝顶超高y值
正常运用条件下坝顶超高：y=1.03+0.50=1.53m；
非常运用条件下坝顶超高：y=0.55+0.3=0.85m。

(5) 地震安全加高复核
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），*****水库坝址地震动峰值加速度值为0.05g，相应地震基本烈为6°，按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97），可不考虑地震加高。

3.4.2 坝顶高程复核
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL 189-96)规定，坝顶高程分别按正常和非常运用情况计算，取其最大值，*****水库坝顶超高计算成果见表3.4.2。

从计算成果可以看出，*****水库坝顶高程由设计条件控制，要求最小坝顶高程为26.57m，大坝现有坝顶高程为25.42-26.37m，现有坝顶高程不满足规范要求。

表3.4.2坝顶超高计算结果表
3.5 防洪标准复核结论
3.5.1 大坝防洪标准复核结论
*****水库大坝设计坝顶高程为26.57m，根据2015年8月实测大坝断面资料，大坝现有坝顶高程为25.42-26.37m，现状坝顶高程不满足规范要求，大坝的防洪能力不安全。