湖南某水库枢纽除险加固设计说明.doc

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1、 湖南省 湘潭市棠花水库枢纽除险加固工程初步设计报告 湘潭市水利水电勘测设计院二O一一年八月设计单位： 工程设计证书编号：院 长 ：总工程师 ：项目负责人 ：主要设计人员： 工程特性表序号及名称单位原设计加固前加固后备注一、水文1.集雨面积km20.620.622.多年平均降雨量mm140414043.设计洪水标准及流量p（%）m3/sp=5%10.34p=5%10.34p=5%10.344.校核洪水标准及流量p（%）m3/sp=0.5%16.0p=0.5%16.0p=0.5%16.0二、洪水校核洪水位m50.6450.64设计洪水位m50.3950.39正常蓄水位m49.7449.74死水位

2、m43.8543.85总库容（校核洪水位以下库容）万m327.827.8正常库容m19.519.5死库容（死水位以下）万m30.60.6三、工程效益灌溉面积亩400400四、主要建筑物及设备1、大坝坝型均质土坝均质土坝均质土坝坝顶高程m51.4451.4451.44最大坝高m10.3410.3410.34坝顶长度m727272坝顶宽度m4.284.2852、输水建筑物虹吸管设计流量m3/s0.2长度m54.2直径mDN200钢管进口高程（最低一级取水口高程）m43.82出口高程m43.23、泄水建筑物溢洪道最大泄量m3/s4.36宽度m3深度m1.7堰顶高程m49.74消力池顶面高程m42.5

3、底板衬砌厚度m0.5目录工程特性表31 综合说明61.1概述61.2水文及调洪演算91.3工程地质101.4除险加固工程设计111.5水土保持和环境保护121.6工程管理131.7施工141.8工程概算152 水文172.1 流域概况172.2 气象172.3 径流182.4 设计洪水复核182.5调洪演算212.6水库抗洪能力复核243地质263.1区域地质概况263.2 坝址工程地质及水文地质条件273.3、其它建筑物工程地质条件273.4 天然建筑材料313.5 坝区主要工程地质问题评价314 除险加固设计324.1 工程等别、建筑物等级324.2 工程现状及存在的问题324.3 大坝加

4、固前大坝渗流分析324.4 大坝加固设计394.5 大坝加固后渗流及边坡稳定计算485 水土保持与环境保护设计625.1 水土保持625.2 环境保护626 工程管理设计636.1 工程建设期管理636.2 工程运行期管理647 施工组织设计667.1 施工条件667.2 导流围堰与基坑排水677.3 料场的选择和开采677.4 主体工程施工687.5 施工总布置697.6 施工总进度698 工程概算718.1编制依据718.2 基础单价718.3其他费用728.4 主要工程量728.5 工程投资728.6 工程概算附表721 综合说明1.1概述棠花水库座落在湘潭市湘潭县茶恩寺镇棠花村，位于东

5、经11250，北纬2751，属于湘江支流涓水水系，水库控制流域集雨面积0.62km2，是一座以灌溉为主，兼防洪、养殖等综合效益的水利工程。该水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的山丘小（）型水利枢纽工程。正常库容为19.5万m3，本工程设计灌溉面积400亩，水库生态社会效益显著。根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定，确定谢泥塘水库工程为等工程，相应主要建筑物为5级建筑物。本次洪水复核标准为20年一遇设计，200年一遇校核，消能防冲设施按10年一遇洪水设计。1.1.1枢纽主要工程建筑物（现状）棠花水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水涵洞等永久性建筑物组成。根据

6、水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准SL252-2000之规定，该工程等别为等，其主要建筑物为5级。水库正常蓄水位49.74m，正常库容19.5万m3，20年一遇设计洪水位50.39m，200年一遇校核洪水位50.64m，总库容27.8万m3，死水位43.85m，死库容0.06万m3。大坝为均质土坝。坝顶高程51.44m，最大坝高10.34m，坝顶宽4.28m，坝底宽56.35m，坝顶轴线长72m；上游分两级坡，坡比分别为1:2.0、1:3.8，在高程47.6m边坡。下游分三级坡，坡比分别为1:1.5、1:2.5、1:3.4，有一宽约2.86m的道路，从下游坡上通过。上游坝坡已有砼护砌，下游坝坡

7、不规整，长有杂草。大坝左岸有一废旧溢洪道，宽顶堰式浆砌石结构，堰项高程49.74m，堰顶宽度约1.7m。浆砌石侧墙老化严重，下游无消力池。大坝放水高低涵洞，位于大坝右端，均为浆砌石箱涵。总长103 m，总设计流量0.2m3/s, 断面尺寸(bh)0.50.7 m，进水口底板高程分别为45.5m、43.85m，坡降分别为1/60、1/20，出口底板高程分别为44.73、40.99m。卧管取水口，无启闭设备。1.1.2枢纽主要工程建筑物（加固处理后）经过本次加固处理后，枢纽由大坝、溢洪道、虹吸管等组成。大坝：本次设计将对坝顶增设防浪墙，坝顶加宽至5m；原上游坝坡进行修整，整治后坡比为1:2.0、1

8、:3.5。在高程47.6m处设置一条宽1.0m的马道。混凝土预制块护坡护至坝顶，混凝土预制块护坡厚120mm，下设150mm厚砂砾石垫层，并在上游坝坡中间位置设一条1.5m宽C15砼踏步。下游坝坡为三级坡，坡比分别为1:1.5、1:2.5、1:3.4。在坝下游高程42.89m以下新建排水棱体。下游坝坡采用草皮护坡。高程44.53m处有一条宽0.4m排水沟。坝顶：坝顶高程为51.44m，坝顶宽5m，长72m。本次设计坝顶为0.2m厚的C20砼路面，上游侧设置0.30.5（宽高）的C15砼路肩。虹吸管：将原涵管进行封堵，在原低涵位置新建虹吸管。管径为DN200mm钢管，干管长54.2m，过坝设支管

9、引水至高地。进口吸头安装高程为43.82m，最低取水位为44.22m，出口底部安装高程为42.30m，出口水面高程为43.30m。输水倒虹吸管钢管，直径0.2m，干管长约54.2m。支管12m。溢洪道：溢洪道位于大坝左岸，为宽顶堰式溢洪道，浆砌石结构，堰项高程49.74m，堰顶宽度3.0m。1.1.3加固的必要性棠花水库运行以来，为当地农业及农村经济发展做出了较大的贡献，受自然因素和人类活动的影响，安全隐患不断增多，越来越严重地影响水库的正常安全运行，根据实地勘察资料可知，目前枢纽主要存在的问题有：（1）大坝右坝基存在强接触渗漏；左坝基溶蚀发育，坝基漏水；坝体漏水严重；（2）迎水面混凝土护坡因

10、坝体沉降产生错位、变形，破碎现象严重，需修整；下游杂草丛生，需整修。（3）涵管破损严重，漏水严重，急需改造；（4）溢洪道破损严重，急需改造；（5）无水文测报系统，不能满足水、雨情预报需要；（6）无大坝位移和渗流观测设施。（7）需改造防汛公路。拟采用的主要处理方案为：（1）对上、下游坝坡进行护坡处理。下游新建排水棱体。（2）采用高喷灌浆的方式对坝身、坝基原土层进行防渗处理。（3）对坝基渗漏、绕坝渗漏采用帷幕灌浆方式进行处理。（4）将原涵管开挖拆除重建，并考虑涵管的泄洪能力。（5）溢洪道拆除新建。（6）改造防汛公路，以满足防汛抢险的需要。（7）新修建管理用房，建立、和完善大坝观测、水文气象观测和防

11、汛设施。（8）健全落实枢纽工程运行管理规章制度，促进工程运行维护、调度管理规范化。省厅专家核查意见：1、大坝坝基存在接触带渗漏，坝体及两岸接触带渗漏水严重。2、上游坝坡干砌石护坡因坝体沉降产生错位、变形，破碎严重，下游坝坡及坝顶局部凹凸不平。3、涵管破损，漏水严重。4、溢洪道严重不满足需要。无管理所及水文测报、大坝位移和渗流观测设施。需改造防汛公路。棠花水库设计灌溉面积400亩，承担重要的防洪保安任务。为确保人民群众生命财产的安全及水库的灌溉效益，本工程急需进行除险加固。本次除险加固主要内容为坝坡整治处理、新建排水棱体、坝身坝基防渗处理、涵管封堵新建虹吸管、新建溢洪道消力池等。1.2水文及调洪

12、演算1.2.1基本情况棠花水库座落在湘潭市湘潭县茶恩寺镇棠花村，位于东经11250，北纬2751，属于湘江支流涓水水系，水库控制集雨面积0.62km2，坝址以上干流长0.77km，干流平均坡降53.1。库区内山高坡陡，植被较好，水土流失较轻。水库无外引。棠花水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水虹吸管等永久性建筑物组成。水库主坝为均质土坝，大坝为均质土坝，坝顶高程51.44m，坝轴长72m，最大坝高10.0m，坝顶宽5.0m。大坝右岸设倒虹吸管引水，直径200。大坝左端端设有断面尺寸为31.7m的宽顶堰式溢洪道，最大泄量为4.36m3/s。水库所处工程地处副热带温暖地区，年平均气温17.2，温度年变

13、幅较大，气温极值最高为40.4，最低为-12.7。年平均降雨量1404mm，但分布极不均匀，4-8月雨量集中，降雨量占全年的46-53。秋初高温少雨，常有伏旱，多年平均蒸发量1178mm。全年无霜期280天，年平均日照数为1586小时，多年平均风速16m/s。本次洪水计算的有关资料按湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨洪水查算手册（以下简称查算手册）进行查算，主要步骤为：设计暴雨的查算设计净雨过程的计算用推理公式求各频率的洪水，并采用单辅助线法进行调洪演算，并对查算暴雨合理性进行了分析。1.2.2主要结论（1）根据查算获得各频率的入库洪水过程线，以正常蓄水位作为起调水库，通过单辅线法进行

14、调洪，调洪演算结果详见表1-1 表1-1 调洪演算结果表频 率P(%)最高水位Zm(m)相应库容Vm(104m3)相应泄量qm(m3/s)起调水位（m）1050.3025.02.0949.74550.3926.02.660.550.6427.84.30（2）通过主要建筑物顶部高程复核可知，设计工况所要求的坝顶高程为51.80m，高于实际坝高51.44m；校核工况所要求的坝顶高程为51.49m，高于坝顶实际高程51.44m，故坝顶需要加高。1.3工程地质1.3.1区域地质棠花水库位于湘潭县茶恩寺镇，水库属湘江流域系统，座落在湘江水系左岸溪流上，依山环抱，水库两岸山势不甚对称，山体浑厚。库内地形起

15、伏较大，库区植被良好，水土流失不严重。坝区板岩坚硬性脆，节理裂隙发育，主要表现为一组，其产状和特性为：S75ES50E/45SW65SW，呈闭合状态、节理面较规则，光滑，延伸长度大于5m，35条/m，沿节理裂隙面见铁锰质膜，加之风化作用的破坏，易形成基岩浅部渗漏，从这一点来看，对坝基防渗较为不利。库区内新构造运动表现为间歇性上升运动为主。根据1:400万中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s；相应场地地震基本烈度为度。场地整体稳定性良好，属相对稳定地块。1.3.2建筑物地质条件

16、1.3.2.1大坝棠花水库大坝设计为均质坝，据当年参与施工的人员回忆，大坝施工过程中，采用的是就地方便取材的方式，大坝填筑所需的土料均取自库区附近两岸山坡，在填筑时采取大兵团作战、分组分块包干的方式，使用人力碾压的施工方法，工程质量检测、控制手段落后，各分组包干块段施工进度不一，分层填筑的土层厚度不同，相邻两块的结合部位往往出现少压或漏压的松土带，同时也不排除个别分组包干块段为了赶进度，就近取一些块、碎石土填入了坝体，造成坝体填筑体中存在块、碎石相对集中的块、段，留下了产生坝身渗漏的隐患。1.3.2.3输水涵管涵管布置在大坝右端，有一高一低两涵，均为浆砌石拱形箱涵，全长103m，尺寸(bh)0

17、.40.6 m，低涵进水口底板高程为43.82m。低涵基础为第四系残坡积堆积的褐灰色砾质粘土，基础清基仅清除了表层腐植土，就直接用三合泥砌毛料石于第四系残坡积层上。由于基础在库水的长期浸泡下，基础发生沉降变形，导致管壁裂缝、漏水严重。1.4除险加固工程设计本次初步设计阶段又对现场进行了重新踏勘，根据实际情况提出了相应的加固处理措施为：（1）上游坝坡采用混凝土预制块护坡，下游坝坡采用草皮护坡并新建排水棱体，坝顶铺设C20砼路面；（2）坝体采用高压旋喷灌浆方案进行防渗，坝基采用帷幕灌浆进行处理，并适当延伸解决两岸坝肩的绕坝渗漏问题；（3）对涵管进行拆除封堵，新建虹吸管；（4）对原溢洪道进行拆除，并

18、新建浆砌石溢洪道。（5）建立、健全和完善大坝观测、水文气象设施，改善通讯和交通状况，新建管理所用房，修建防汛仓库。1.4.1大坝坝顶及坝坡整治设计本次设计将对坝顶增设防浪墙，坝顶加宽至5m；原上游坝坡进行修整，整治后坡比为1:2.0、1:3.5。在高程47.6m处设置一条宽1.0m的马道。混凝土预制块护坡至坝顶，预制块厚120mm，下设150mm厚砂砾石垫层，并在上游坝坡中间位置设一条1.5m宽C15砼踏步。下游坝坡为三级坡，坡比分别为1:1.5、1:2.5、1:3.4。在坝下游高程42.89m以下新建排水棱体。下游坝坡采用草皮护坡。高程44.53m处有一条宽0.4m排水沟。1.4.2大坝坝身

19、防渗处理设计水库大坝最大坝高为10.34m，且坝身漏水严重，推荐采用高压旋喷灌浆进行处理，大坝坝身防渗沿坝顶中心线布置灌浆孔，下与坝基防渗帷幕灌浆相连，形成一道完整的防渗体，共布设91个孔，孔距为0.8m，分1序孔、2序孔布置。高压旋喷总长度为647.60m，详见第四章除险加固工程设计。1.4.3大坝坝体防渗处理设计基于破碎岩层防渗处理的基本方法及结合本工程渗漏的特点，本工程确定采用帷幕灌浆的方式对坝基进行防渗堵漏处理，与坝体防渗墙形成一道连续的防渗体，帷幕与坝身处理在同一轴线上。防渗帷幕深度达到相对弱透水层（q10Lu），本设计灌浆布置初定为单排帷幕，在平面上按直线布置，帷幕范围为0-000

20、0+072，共需布设25个孔，帷幕灌浆量为164.25m，帷幕灌浆孔距初定为D=3m，排数N=1。1.4.4涵管封堵处理设计由于基础在库水的长期浸泡下，基础发生沉降变形，导致管壁裂缝、漏水严重。本次设计对灌溉输水高、低涵进行封堵，进口段8m拆除并回填粘土。1.4.5新建虹吸管设计在大坝右岸原低涵轴线位置新建虹吸管。管径为DN200mm钢管，主干管长54.2m。过坝分支管至高涵出口。进口吸头安装高程为43.82m，最低取水位为44.22m，出口底部安装高程为42.30m，出口水面高程为43.30m。1.4.6溢洪道设计拆除原大坝左岸浆砌石溢洪道，原地新建宽顶堰式浆砌石溢洪道，属V级建筑物，泄水建

21、筑物水力计算按20年一遇洪水设计。设计采用等宽矩形横断面，堰顶高程49.74m，溢洪道宽3m，浆砌石侧墙高1.7m。消力池设计为底流消能，设计采用下挖式消力池，洪水标准为10年一遇，边墙高度复核采用洪水标准为200年一遇。消力池共由斜坡段和水平段两度组成，斜坡段坡度1/4，长6m，水平段长10m，护坦高程为42.5m，护坦等厚0.5m。下游接50m泄洪渠。1.5水土保持和环境保护1.5.1 水土保持由于生产建设期形成新的开挖面，扰动原有地貌，并改变土地结构，毁坏水保林、草，可能新增水土流失面积0.75hm2，区域水土流失加重，可能新增水土流失为0.10万t。同时生态环境也遭到破坏，建设中形成的

22、成片废弃土、裸露地及闲置地，也影响区域景观的美化。为减免实施本工程给环境造成的不利影响必需采取水土保持及绿化。严冲水库除险加固工程水土保持总投资6.4万元。1.5.2 环境保护工程施工时，砼浇筑养护和水泥灌浆、施工机械检修、冲洗等过程不可避免将产生施工废水，其中砼浇筑及灌浆工程产生的废水中污染物主要为悬浮物；机械设备运行、检修、设备冲洗产生的废水主要为含油废水。施工区主要空气污染物为TSP、CO、NOx，其中CO、NOx主要是施工燃油机械排放尾气所致，TSP主要为施工产生的粉尘和交通运输产生的扬尘所致。施工车辆尾气排放对区域空气质量影响较大，因此，运输车辆必须安装尾气净化器，严禁超负荷运行，确

23、保车辆尾气达标排放；同时，由于各工程施工、车辆运输等产生的粉尘、扬尘对施工区及其周围区域空气污染较大，应尽量安排运输车辆晚上行驶，且运土车箱应加盖遮篷，避免沿途洒散；定期对施工区和运输路面进行清扫、洒水。严冲水库除险加固环境保护总投资5.6万元。1.6工程管理1.6.1 工程建设期管理棠花水库大坝工程属V等工程，主要建筑物级别为5级，除险加固工程规模较大，须组织一个强有力的领导班子，成立专门的管理机构，相对独立地行使工程建设期内各项管理职能，以确保工程各项建设有序、有效、顺利进行。参照同类工程的经验和模式，初步确定管理机构框架：成立棠花大坝除险加固工程建设指挥部，指挥部由棠花村主要领导任指挥长

24、，棠花村主要领导任副指挥长。指挥部管理人员由管理所相关单位业务人员组成，工程技术人员主要考虑由农林水利局抽调。1.6.2 工程运行期管理棠花水库是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合效益的小(二)型水利工程。水库现有管理机构为棠花村村委。棠花水库除险加固工程完建后，产权及管理权仍归棠花村所有，由棠花村村委独立行使管理职能。水库除险加固工程完建后，对大坝、溢洪道、闸门及金属结构等要根据检查情况，针对存在的问题进行维修、维护，并制定相应的管理制度。1.7施工1.7.1 施工条件棠花水库座落在湘潭市湘潭县茶恩寺镇棠花村，位于东经11250，北纬2751，属于湘江支流涓水水系，水库控制流域集雨面积0.

25、62km2，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的山丘小（）型水利枢纽工程。水库所处工程地处副热带温暖地区，年平均气温17.2，温度年变幅较大，气温极值最高为40.4，最低为-12.7。年平均降雨量1404mm，但分布极不均匀，4-8月雨量集中，降雨量占全年的46-53。秋初高温少雨，常有伏旱，多年平均蒸发量1178mm。全年无霜期280天，年平均日照数为1586小时，多年平均风速16m/s。1.7.2 施工导流本次除险加固工程项目拟在枯水期施工，并将库水位放空至死水位。 本次设计仅灌溉输水建筑物封堵改建工程施工时需修筑临时围堰，考虑进水闸施工工期不长，设计在灌溉输水建筑物封堵改建时，在

26、闸上游段填筑袋装粘土围堰，利用临时排水设施将基坑水排至库内。围堰高度1.0m，上下游坡比均为1:1.0，围堰轴线以进口为中心筑成半圆形。 1.7.3 料场的选择和开采砂砾石料：需到工程附近砂场购买，运距约25km。 块石料：就近采取1.7.4 主体工程施工本工程主要是坝基帷幕灌浆、坝体高压旋喷灌浆、砼预制块护坡、输水涵封堵、溢洪道改建及倒虹吸管新建，另外有部分土方开挖回填工程。开工前要通过招投标，由项目法人组织具有一定的水利工程建设经验的专业队伍施工，施工过程中由质监单位负责质量检查监督，同时应委托具有相应资质的监理公司对施工全过程进行质量跟踪管理。1.7.5 施工总布置本工程施工项目多且较为

27、零散，施工总布置应尽量利用水库工程原有设施，同时遵循有利生产、方便生活的基本原则。(1)交通布置；本工程对外交通方便，现有公路可满足本工程施工运输需要，不需另修公路。各类建筑材料均采用公路运输方式，由载重或自卸汽车运至工地。场内交通主要利用现有坝顶道路。(2)水电布置：坝区近区电源系统可为本工程施工提供电源，容量可满足施工需要。施工时仅需向各施工用电项目架设较短临时供电线路即可。施工用水也可利用水库内蓄备水，可满足施工的水质和水量要求，不需另设供水设施。(3)施工布置；大坝两岸场地比较窄，且有公路通过坝顶，坝顶及其两岸不适合布置水泥仓库、钢筋及木材加工厂，建议将较大的临建布置于空旷的大坪，零星

28、材料堆场可就近布置在大坝较空旷处；少量新建临时生活用房可靠水泥仓库布置，主要靠租用附近民房解决。所有临建设施均采用棚式结构。1.7.6 施工总进度施工总进度根据水库除险加固具体项目的轻重缓急、施工难易程度、工程量大小、资金供应情况等因素，并考虑建设单位意见进行安排。本工程施工总工期控制为一个枯水期共6个月，主体工程施工期为5个月。第一年的10月11月为施工准备期，施工准备工作主要有施工临建设施、风水电形成等。第一年的11月初至第二年2月为主体工程施工期，主要完成大坝、溢洪道、输水涵管等项目的有关土石方挖填、砼浇筑、冲抓回填、砼预制块护坡护砌及库内的塘基挖除等项施工工作。工程扫尾期安排在第二年3

29、月进行，主要完成临建设施拆除、工程移交、人员、设备转移和撤退等工作。1.8工程概算1.8.1编制依据该工程投资概算编制办法及费用标准，市局决定执行省水利厅2010年8月19日印发的湘水建管函【2010】8号文颁布的湖南省小型水库除险加固工程初步设计导则计算费用和进行编制。 建筑工程执行水利部水总【2002】116号文颁布的水利建筑工程概算定额；安装工程执行水建管【1993】63号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额。机械台时费执行水利部水总【2002】116号文发布的水利工程施工机械台时费定额。1.8.2工程量及工期该工程主体建筑工程量为土石方明挖 1562.9m3， 土方填筑 1279.88

30、m3，砼及钢筋砼 m3，模板 m2，砌石1625.69 m3，帷幕灌浆164.25m，高喷灌浆647.6m。该工程主要材料用量为水泥 t，河砂 m3，碎石 m3，块石 m3。该工程计划工期6个月，施工总工时 万个。1.8.3投资主要指标 按2011年第一季度物价水平计算，本工程静态总投资 万元。工程总投资 万元工程静态总投资 万元基本预备费 万元大坝除险加固工程 万元输水工程 万元观测设施 万元防汛公路改造工程 万元房屋建筑工程 万元其他建筑工程 万元机电设备及安装工程 万元金结设备及安装工程 万元临时工程 万元其他费用 万元环境保护与水土保持投资 万元2 水文2.1 流域概况棠花水库座落在湘

31、潭市湘潭县茶恩寺镇棠花村，位于东经11250，北纬2751，属于湘江支流涓水水系，水库控制集雨面积0.62km2，坝址以上干流长0.77km，干流平均坡降53.1。库区内山高坡陡，植被较好，水土流失较轻。水库无外引。棠花水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水虹吸管等永久性建筑物组成。水库主坝为均质土坝，大坝为均质土坝，坝顶高程51.44m，坝轴长72m，最大坝高10.34m，坝顶宽5.0m。大坝右岸设倒虹吸管输水，直径200。大坝左端设有断面尺寸为31.7m的宽顶堰式溢洪道，最大泄量为4.36m3/s。2.2 气象水库所处工程地处副热带温暖地区，年平均气温17.2，温度年变幅较大，气温极值最高为40

32、.4，最低为-12.7。年平均降雨量1404mm，但分布极不均匀，4-8月雨量集中，降雨量占全年的46-53。秋初高温少雨，常有伏旱，多年平均蒸发量1178mm。全年无霜期280天，年平均日照数为1586小时，多年平均风速16m/s。2.3 径流根据湖南省水资源成果径流深等值线图查得棠花水库库区多年平均径流深约980mm，则水库多年平均来水量约为60.8万m3。2.4 设计洪水复核棠花水库无实测洪水资料，洪水复核采用湖南省暴雨洪水查算手册（1984年版）由暴雨推求设计洪水。2.4.1 工程等级及洪水标准复核棠花水库总库容27.8万m3，设计正常库容19.5万方，死水位43.85m，死库容0.6

33、0万m3。水库目前灌溉面积400亩。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）第2.1.1条、2.1.2条、2.2.1条、3.2.4条及防洪标准（GB50201-94）第6.1.1条、6.1.2条、6.2.1条等相关条款的规定，该水库为小（）型水库，工程等别属等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级；其设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。消能防冲建筑物按10年一遇设计。2.4.2 设计暴雨水库所在的水系上没有设水文站，建库后，水库没有设立任何水文气象观测设施，水库管理单位也没有开展入库流量观测等项目，无实测暴雨及洪水资料，属无资料地区。根据棠花水库的

34、地理位置(东经11250，北纬2751)和集雨面积(0.62km2)，在查算手册上查得该水库数湖南省暴雨一致区第七区，库区多年平均最大降雨量H24点为100.0mm，其它参数的查算结果见表2-1。 表2-1 棠花水库设计暴雨成果 P（%）项目0.55.0备 注KP2.941.95F=0.62km2L=0.77kmJ=53.1H24点=100mmCV=0.48CS=3.5CV=0.995I0=30mmH24点(mm)294.0195.0H24面(mm)292.5194.0n20.6260.678n30.7040.728H1(mm)99.374.7H3(mm)149.8106.5H6(mm)194

35、.1133.1H12(mm)238.3160.7R总(mm)262.5164.00.780.74R上(mm)204.8121.42.4.3设计洪水棠花水库没有水文气象观测资料，本次洪水复核的洪水计算根据湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨查算手册进行计算，以下简称查算手册，采用推理公式推求设计洪水。1、洪峰流量及汇流时间根据下列公式计算：m=0.1450.489（25）m=0.02281.067（25100）净峰流量: Qm=0.278*F*(R/t)汇流时间: =地面径流总量: Qp=R上F/(3.6t)峰量比: Qmp/Qp地下径流深R下p=R总p-R上p，按等腰三角形关系求地下径流

36、峰值Qm地p。式中T为地下径流峰顶位置。地下径流过程Qm地pt用三角形分配法推求。水库设计洪水参数及成果如表2-2。表2-2 水库设计洪水参数及成果重现期（a）20020备注Q上m(m3/s)10.012.8F=0.62km2L=0.77kmJ=53.1=2.31m=0.22(h)1.472.24Qi（m3/s）35.320.9Q上m/Qi0.280.38Q下m(m3/s)0.700.32Q下m(m3/s)0.050.02W(万m3)16102、设计洪水过程线的推求参照查算手册，地面径流过程按径流分配系数法推求，地下径流过程按等腰三角形关系推求，各频率洪水过程线见表2-3。表2-3 棠花水库设

37、计洪水过程线(推理公式 单位：m3/s)t(1h)P=0.5%P=5%t(1h)P=0.5%P=5%00086.33.210.60.394.8321.41.2 104.22.632.12.4 113.82.4433.9123.62.2546.8133.4266.54.4143.21.87103.7图 2-1 棠花水库20年一遇设计、200年一遇校核洪水过程线3、洪水总量的计算设计洪水总量Wmp=0.1R总*F，则Wm5%=10万m3，Wm0.5%=16万m3。4、洪水成果的合理性检查本次设计洪水采用湖南省暴雨洪水查算手册进行计算，洪水参数与原设计成果基本相近,因此本次洪水计算成果是合理的。因此

38、，设计选用本次洪水计算成果，并以此作为调洪演算的依据。2.4.4施工分期洪水为了保证棠花水库除险加固顺利进行，须进行围堰导流，依据SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准和SL303-2004水利水电工程施工组织设计规范，本工程施工期使用的临时性挡水建筑物级别为5级，其洪水标准按施工围堰期5年一遇的重现期确定。由湘潭市水文资料统计计算,枯水期(10月次年3月)的最大24小时平均降雨量为38.0mm，Cv=0.35，Cs=2 CV，Kp=1.28, 5年一遇枯水期降雨量为48.6mm，查降雨量与径流系数相关图得径流系数为0.6，水库24小时产水量为0.648.60.620.1=1.81

39、万m3, 死水位43.85m, 死库容0.6万m3； 产水量加死库容为2.41万m3，相应水位45.72m。2.5调洪演算2.5.1基本资料1、入库洪水过程线棠花水库入库洪水过程线分别为前述20年一遇设计以及200一遇校核洪水过程线（见表2-3）。2、库容曲线棠花水库库区植被较好，库尾各支流入库口淤积情况均较轻，本次洪水复核采用由棠花水库提供原始水位库容曲线。见表2-4、图 2-2。表2-4 棠花水库库容曲线表水位(m)库容(万方)备注水位(m)库容(万方)备注42048.913.843.850.6死水位49.7419.5正常蓄水位44.61.05022.546.93.950.52748.41

40、0.45132图 2-2 棠花水库水位库容关系曲线3、泄流曲线棠花水库的泄水建筑物形式为宽顶堰式溢洪道，其泄流曲线按照溢洪道设计规范推荐的公式计算。其中B为3.0m，m流量系数，取为0.38；正常蓄水位49.74m以上水库水位与溢洪道泄流量的关系见下表2-5和图2-3。表2-5 棠花水库库水位下泄流量曲线库水位(m)49.7449.950.150.350.550.750.951下泄流量(m3/s)00.321.092.123.344.756.317.14图2-3 棠花水库泄流曲线4、起调水位棠花水库泄水建筑物为无闸门控制溢洪道，起调水位为正常蓄水位为49.74m。2.5.2调洪演算根据时段内水

41、量平衡原理进行调洪演算计算，基本方程为：式中：Q入库流量（m3/s）; q出库流量（m3/s）； 蓄水变量（万m3）； 计算时段长（s）； 水库调洪演算，就是通过水量平衡方程求得不同设计入库流量过程情况下的出库流量，从而求出相应设计入库流量情况下的最高库水位以及相应的库容和下泄流量。根据棠花水库的具体情况，并为了水库安全起见，调洪演算遵循以下两条原则：第一,除溢洪道以外,其它输水设施（如灌溉输水涵洞）均不参与泄洪。第二,起调水位（正常蓄水位49.74m）以上，以溢洪道的最大溢流能力泄洪。其成果见表2-6。表2-6 棠花水库调洪演算结果频 率P(%)最高水位Zm(m)相应库容Vm(104m3)相应泄量qm(m3/s)起调水位（m）1050.3025.02.0949.74550.3926.02.660.550.6427.84.302.6水库抗洪能力复核根据水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库挡洪建筑物顶部高程进行复核。2.6.1水库大坝顶部高程复核根据碾压式土石坝设计规范SL274-2001（以下简称规范），水库大坝的顶部(大坝上面设有防浪墙时为防浪墙顶部) 应高程等于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和，静水位以上的超高参照水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000执行，具体计算式如下：Z=Z0+Rp+e+A