7 小型水库

4 校核洪水位（H校）
当水库遭遇到比设计洪水更大的校洪水溢洪时所达 到的最高水位称为校核洪水位，此时，不允许洪 水漫过坝顶。设计洪水位到校核洪水位之间的库 容称为超高库容（V超）。

水库的总库容为：V总=V死+V兴+V防+V超。
第三节 死水位和死库容的确定

以灌溉为主的小型水库，死库容主要满足两个要 求：自流灌溉和泥沙淤积。 一、死水位应保证水库自流灌溉

（2）泥沙资料 搜集库区泥沙淤积资料，作为计算死库容的参考。 （3）洪水资料 在山溪、河沟不可能获得实测的洪水流量资料时，只有依 靠洪水痕迹调查，了解历史上洪水发生的情况，调查各次 洪水形成的暴雨、山洪到达坝址的时闻、洪水上涨与退落 的时间等，作为设计溢洪道的参考。


搜集水文资料除向当地群众询问外，可向附近水文站、气 象站、雨量站了解，并可借助省、地水文手册查出。

（3）有适宜的集水面积。集水面积过小，则水源 不足；集水面积过大则洪峰高、洪量大，需要开挖
很大的溢洪道。因此集水面积必须和蓄水库容相适
应。

（4）库址的相对位臵。库址应靠近灌区且比灌区
高。这样可以自流灌溉，引水渠短，渠道建筑物少， 沿途渗漏蒸发损失小，比较经济。

（5）建材要求。坝址附近要有足够和适用的建筑 材料。小型水库挡水坝多采用土坝，因此要有足
图7-2 坝址简易测量示意图

3、集水面积测量
集水面积是指向水库里汇集雨水径流的面积，又 叫流域面积，它是估计水库蓄水量和洪水量的主 要依据之一。可借助地形图量算。

4、库容测量与计算
库容测量在于绘出水库的水位—库容关系曲线， 为规划设计提供依据。具体方法在第六章已介绍。
四、水文资料的搜集与调查
理，以免漏水。
（3）库区、坝址处水文地质特征
水文地质特征包括含水层岩性、水位深度、水的 化学性质、地下水的成因类型等。在坝基最好没 有承压水或高承压水。

为了查明坝址和库内的以上地质情况，需要进行 勘查，特别要对主要枢纽建筑物设臵处进行详细 勘察后比较，为水库工程的地址确定提供可靠依 据。
三、地形测量
第七章 小型水库
本章内容

第一节 概述 第二节 水库的特征曲线和特征水位 第三节 死水位和死库容的确定
第一节 概述


水库的组成：挡水坝、溢洪道、放水建筑物三部
分。 挡水坝是横拦河道的挡水建筑物，用以拦蓄水流， 抬高水位。溢洪道是排泄洪水的建筑物，当水库水 位超过计划高度时，洪水就由溢洪道排出，保证大 坝安全。放水建筑物包括放水洞和放水设备两部分， 库内蓄水通过放水洞送至下游灌溉渠道，由放水闸 门或放水卧管控制放出的水量。 水库是综合利用水利资源的有效措施，除灌溉农田 外还可防洪、发电、养殖等。在我国干旱、半干旱 的水土流失地区，以灌溉为主，同时考虑综合利用， 坝高在30m以下的小型水库是我们研究的主要对象。



（2）库区、坝址处地质构造
地质构造包括断层、岩层产状、节理裂隙发育程度 及规律、溶洞的分布范围及规律等。

断层是兴建水工建筑物的不利地质因素，地质调 查时必须将库内、坝址附近的断层构造搞清楚。 见图7-1（a）

岩层产状与漏水与坝的稳固有关系较大，岩层倾 向下游（库外）常有漏水及滑动的可能，见图7-1 （b）；反之，岩层倾向上游对蓄水坝的稳定有利， 见图7-1（c）。

2、坝址地形测量
目的是为了设计枢纽建筑物和估算工程量。测量 范围包括：坝身、溢洪道及放水洞等。比例尺用 1/1000-1/2000。 对小水库可采用断面法进行：先沿坝轴线测一横 断面，再在与坝轴线垂直的方向，用皮尺测定几 个桩，分别在桩处测出其横断面（图7-2）。然后 依据横断面之间的关系及高度变化情况，制成平 面图，绘出地形等高线。
按国家规定的标准：




库容＜1.0×105的水库称为塘坝。
一、库址选择
库址选择是水库工程中有关全局的问题，应从经济、 安全、合理几方面考虑。根据经验应注意下列几个 问题：

（1）适宜的地形条件。地形要口小肚大。口小是指 坝轴线短，工程经济，同时应便于布臵溢洪道和放 水洞。肚大是指库区内地形宽广，河流或沟道纵坡 平缓，能多蓄水，效益大；否则，将会加大工程费 用。 坝址附近要有适宜开挖溢洪道的山垭。最理想的是 距坝不远的马鞍形岩石山垭，没有这个条件，也可 以在比较平缓的山坡上开挖。


二、地质调查
地质条件是水库建设的决定性因素，目的是了解库底是否漏 水，坝基是否坚固等。一般调查内容：

（1）库区、坝址处岩石特性
包括：岩石种类、性质、分布规律及其透水条件等。 坚硬的岩石（如花岗岩、花岗片麻岩、石英岩、石灰岩、石 英砂岩）一般坚固、致密、强度大，只要没有构造现象就不 会漏水，宜于修建各种类型的坝体； 半坚硬的岩石（如页岩、胶结疏松的砂岩、泥炭岩、砂质页 岩）修建小型水库，一般影响较小，但对其软弱夹层必须认 真处理，使坝体能够直接臵于较完整和新鲜的岩石上； 粘土和黄土层一般漏水很小或不漏水，可以筑坝； 砂卵石渗漏较大，坝址最好不要选在砂卵石层较厚的地方。

死水位即设计低水位主要是由灌区高程控制条件 所决定。由灌溉区规划可推算出渠首设计引水高 程，也就是放水建筑物的下游水位。见图9-19上B 点高程。再加上泄放渠道设计流量时放水建筑物 所必须的最小水头Hmin，即得到设计低水位。

在规划阶段，Hmin可依经济指标估计，在技术设计 阶段，则应根据渠道设计流量及放水建筑物的形 式、尺寸进行详细的水力学计算推出。 在特枯年份的抗旱季节，往往不能按正常流量放 水，只要水库有水就应尽量泄放，故设计低水位 以下到放水建筑物进口底槛A点高程之间的水库库 容也是可以利用的。真正的死库容是放水建筑物 进口底槛高程以下的那部分无法自流的库容。

水文资料是水库工程规划与设计的一项关键性资料。 水库来水量计算、库容确定、坝高、溢洪道设计都
是根据当地的水文资料分析后决定的。

水文资料的搜集内容包括以下3个方面：

（1）径流资料 搜集当地的多年平均降雨量、多年平均径流深、年径流系 数、径流年内分配以及蒸发量，作为计算有效库容和水库 调节计算的依据。
第二节 水库的特征曲线和特征水位
一、水库的特征曲线
水库的特征曲线用以描述水库库区地形特征，包 括：水库面积曲线和水库容积曲线，它是水库规 划的基本资料。
1

水库面积曲线
水库建成后，随着水库水位（高程）的变化，水 库的水面面积也随之变化，这个水位与面积的关 系曲线简称为水库面积曲线。 水库面积曲线可以根据库区地形图绘制。相应于 每一高程就有一等高线和坝轴线间围成的面积 （图7-3中的阴影面积）。这个面积可用求积仪或 数方格求得。以水库水位为纵坐标，水面面积为 横坐标，点绘两者的关系曲线（图7-4）。
Ai、Ai+1—相邻二等高线相应的面积，m2。
为精确起见，也可以采用棱台体积公式计算：
1 ΔV ΔZ ( Ai Ai * Ai 1 Ai 1） 3

各层水库容积算出之后，由下而上累加，即可求 得各种高程的水库总容积。以水库水位为纵坐标， 水库容积为横坐标，点绘出水库容积曲线（图75）。

2 设计蓄水位（H设）
在设计情况下，蓄水至满库时的水位称为设计蓄水 位。若采用自由溢洪道，则溢洪道底槛高程就是水 库的设计蓄水位。若水库溢洪道上装有闸门或其他 控制设备，水库的设计蓄水位略低于闸门顶高程。 设计低水位以上、设计蓄水位以下所包围的库容叫 兴利库容（V兴）。

3 设计洪水位（H洪）
当水库遭遇到设计洪水溢洪时所达到的最高水位。 它是设计坝高的依据。设计蓄水位到设计洪水位 之间的库容称为防洪库容（V防）。
五、建筑材料调查

建筑材料是决定坝型、工程造价、施工方法的主 要因素之一。必须调查坝址附近建筑材料的种类、 质量、数量及其分布、运输条件及材料的单价等。 重要的工程还应通过试验取得土坝设计的数据 （如土料的内摩擦角、凝聚力、渗透系数等）。
六、流域覆被、淹没迁移及社会经济调查




1 调查库区林木牛长、山坡陆缓等情况，为确定年径流系数、 暴雨径流系数提供资料。并了解库区内现有水土保持治理程 度及其对水库库容的影响，为水库规划提供依据。 2 调查水库库区内的田地、成材林木及其他建筑物，作为计 算淹没损失.的依据。 3 调查灌区面积，灌区原有水利设施在水库兴建后如何配合 运用，以及灌水定额、灌溉定额、灌水次数、用水时间、灌 区土壤种类、渗漏情况等。 4 了解灌区主要农作物种类、面积、生长期、耕作制度等， 了解灌区人口、劳力、车辆、工具及建筑材料的远近、运输 条件和各种材料的单价等。

在实际工作中，小I型水库一般用1/1000-1/5000 库区地形图绘制上述曲线；小Ⅱ型水库允许采用 简便方法测绘上述曲线。
二、水库的特征水位
一般表示水库工作状况的水位有4个（图7-6）
图7-6 水库的特征水位示意图
Leabharlann Baidu

1 设计低水位（死水位）（H低）
即保证放水建筑物泄放渠道设计流量的最低水位， 同时应满足水库泥沙淤积、发电、养鱼等多方面的 要求。设计低水位以下的库容称为死库容。


水库的规模
库容≥1.0×108m3的水库为大型水库；其中库容在 1.0×108-1.0×109m3之间的水库为“大Ⅱ型水库”； 库容≥1.0×109 m3的水库为“大I型水库”。 库容在1.0×107-1.0×108m3之间的水库为中型水库；
库容＜1.0×107m3的水库称为小型水库。其中库容在 1.0×106-1.0×107m3之间的水库为“小I型水库”； 库容在1.0×105-1.0×106 m3之间的水库为“小Ⅱ型水 库”。
图7-1 几种地质剖面图 （a）断层 （b）向库外倾斜 （c）向库内倾斜

岩石的节理裂隙发育程度与水库的渗漏和水工建 筑物的稳固有密切关系，一般节理发育、岩石破 碎强烈的地段，往往是漏水的主要通道，而大量 的渗漏又会改变基础地质条件，引起后患。

对表面坚固而易溶于水成为溶洞的石灰岩、大理
岩，要查清溶洞的发育范围及其规律，并做好处
够的合乎质量要求的土料和砂、石料。

（6）淹没损失要小。在水库的回水范围，可能有
居民、建筑、农田、交通设施、工矿，甚至有文
物和历史遗迹。因此，在规划设计时，要尽可能 减少这种损失。

（7）库区植被条件。水库上游宜草木丰茂，因光 秃的山岭易受雨水冲刷，引起水土流失，使水库 容易淤积，影响水库寿命，这是水库规划设计及 后期运行管理中应注意的问题。 （8）施工条件。除以上各点外，选择库址还要考 虑施工、交通运输等条件的便利性。 （9）在水库规划设计及施工过程中，应考虑对生 态的影响。尤其是大中型水库，对动植物的生境、 自然景观会产生影响，应权衡利弊，综合考虑。



1、地形资料收集 （1）库区地形图。1/5000-1/2000比例尺，等高距 2-5m，测至淹没范围10m以上。用来计算水库蓄 水容积并估算淹没范围，绘制水位H-V库容曲线 和水位H-A水面面积曲线。 （2）坝址地形图。1/500-1/200比例尺，等高距 0.5-1m，测至坝顶10m以上。用以规划“三大件”， 估算坝体工程量，安排施工场地。 （3）放水洞、溢洪道、水电站等所在位臵纵横断 面图。横断面用1/200-1/100比例尺；纵断面垂直 距离用1/200-1/100比例尺，水平距离用1/20001/500比例尺。用以设计建筑物和估算工程量。

图7-4 库区地形图
图7-5 某水库特征曲线
2
水库容积曲线
水库容积曲线是表示水库各种水位与库容之间关 系的。它的绘制可以由水库面积曲线推算出来。 由水库最低层算起，利用下式可算出每相邻二等 高线间的水库容积。
1 ΔV ΔZ ( Ai Ai 1 ) 2
式中：ΔV—相邻二等高线间的水库容积，m3； ΔZ—相邻二等高线间的垂直高差，m；


（2）良好的地质条件。坝址和库址地质良好，基 础稳固，无下陷情况。坝址良好的地质条件有利 于坝体的安全稳定，库区良好的地质条件可保证 库底和山坡不漏水。因此，应对坝址及库区的地
质、土壤、覆盖层、淤积层、风化层、断层、洞
穴、泉眼、流沙层、岩石性状及解理裂隙等进行 仔细勘探，并做出评价。如有裂缝、断层等不利 因素，应有修补措施。