瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告

瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-1-1工程基本情况1.1工程概况瑞安市集云山水库位于瑞安市锦湖街道横山偏北山腰，水系属愚溪，集雨面积2.2km²。工程于1958年9月动工兴建，竣工于1960年2月。水库总库容163.59万m³，正常库容136.70万m³。水库枢纽由拦水坝、溢洪道、老放空涵管、放空遂洞和泄流明渠组成。水库下游有锦湖街道和12个村庄，最近距离1km，还有104国道，最近距离10km。水库影响人口3万人，耕地1000亩。该水库是一座以防洪、供水、灌溉为功能的综合利用的小（1）型水库，现有灌溉农田面积650亩，年供水量180万m³。本工程水库由于运行时间较长，为了保证水库大坝的安全运行，根据水利厅《关于印发浙江省小型水库大坝安全技术认定办法（试行）的通知》要求，应对该水库大坝进行安全技术认定。2008年6月，我所受瑞安市锦湖街道办事处的委托，承担《瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告》的编制工作。1.2主要特性指标集云山水库总库容163.59万m3，根据水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，水库规模为小（1）型，工程等级为Ⅳ等。（一）拦水坝拦水坝坝型为粘土心墙坝，最大坝高25.70m，坝顶高程为119.45~119.58m（假设高程，下同），坝顶宽2.3~2.7m，坝顶长度215m，防瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-2-浪墙顶高程为120.35～120.38m，宽0.5m。上游坝坡坡比从上到下分别为1：1.93、1:1.43、1:6.0，均为干砌石护坡，在高程112.92m处为宽5.5m的平台。下游坝坡坡比从上到下分别为1:2.52、1:9.17、1:2.72，其中高程101.45m以下为排水棱体，底宽19.0m，高程101.45m以上为土坡。坝体粘土防渗心墙底宽19.50m，顶宽4.30m，顶高程为118.52m。（二）溢洪道溢洪道位于大坝左侧，为开敞正槽式溢洪道，进口底高程116.40m，进口底宽13.9m，泄槽长56.5m，为山体开挖而成。（三）老放空涵管老放空涵管位于坝体右侧，为钢筋砼结构，洞长70m，洞径0.6m，进口底高程99.75m，出口底高程99.15m，进口处配置插板闸门和1台螺杆式启闭机，启闭力为3T。目前，该放空涵管已封堵，停止使用。（四）放空隧洞放空隧洞位于大坝右岸山体内，隧洞洞径1.7×1.7m，全长171.647m，进口中心高程99.75m，出口中心高程95.416m，为城门型无压隧洞。（五）泄流明渠放空隧洞下游即为泄流明渠，全长94.357m，渠道宽度1.5m，深度1.0m，纵坡9.0%。工程有关特性指标见表1-1。瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-3-工程主要特性表表1-1序号名称单位数量备注一水文1坝址以上集雨面积Km22.22设计暴雨（P=2%）mm362.43实测资料3校核暴雨（P=0.1%）mm584.15实测资料4设计洪峰流量（P=2%）m3/s45.515校核洪峰流量（P=0.1%）m3/s77.78二水库大坝等级标准1工程等级Ⅳ2工程规模小（1）型3永久性建筑物级别4三洪水标准1设计洪水50年一遇2校核洪水1000年一遇四水库特性1正常蓄水位m116.402设计洪水位m117.543校核洪水位m118.064死水位m101.055总库容万m3163.596正常蓄水库容万m3136.707死库容万m34.53五建筑物（一）拦水坝1坝型粘土心墙坝2最大坝高m25.70瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-4-3坝顶高程m119.45~119.584坝顶长度m2155坝顶宽度m2.3~2.76防浪墙顶高程m120.35~120.387防浪墙宽度m0.5（二）溢洪道1型式开敞正槽式溢洪道2进口底高程m116.403进口宽度m13.90（三）老放空涵管已封堵1结构钢筋砼2洞径m0.63洞长m704进洞口底高程m99.755出洞口底高程m99.156闸门型式插板式7闸门数量扇18启闭机台1斜拉式螺杆启闭机（四）放空隧洞1隧洞型式城门型2洞径m×m1.7×1.73洞长m171.6474进洞口中心底高程m99.755出洞口中心底高程m95.416（五）泄流明渠1长度m94.3572尺寸m×m1.5×1.0宽×深3纵坡%9.0瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-5-1.3工程建设及运行情况集云山水库于1958年9月动工兴建，1960年2月竣工，原坝顶高程为119.45m。1991年10月经保坝复核计算，发现该水库未达到保坝标准，同年采取了加深加宽溢洪道，拆建抬高堰上的人行桥，并在坝顶修筑防浪墙。水库运行至今已四十多年,坝内现浇钢筋砼涵管在1964年观测发现有裂缝3条,1971年观测无其它异常情况。2002年对涵管进行了封堵,并新开了一条放空隧洞。该水库原建有电站一座,装机200KW，灌溉农田5000余亩。1983年,经瑞安县(现为瑞安市)政府研究决定,电站停止发电,水库作为城关镇(现为锦湖街道)供水的补充水源。目前,水库运行基本正常。1.4编写依据与基础资料1.4.1基础资料⑴集云山水库安全检查普查登记表(1998年7月)；(2)集云山水库放空工程施工图纸；(3)集云山水库坝下涵管封堵施工图纸；(4)集云山水库大坝、溢洪道实测平面及断面图。1.4.2编写依据⑴《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；⑵《防洪标准》（GB50201-94）；⑶《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-6-⑷《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；⑸《水库工程管理设计规范》（SL106-96）；⑹《土石坝养护修理规程》（SL210-98）；⑺《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）；⑻《瑞安市集云山水库测压管工程竣工报告》（浙江浙峰岩土工程有限公司丽水分公司，2008年4月）；⑼省水利厅《关于进一步加强水库除险加固工作的通知》（浙水管[1999]70号）文件；⑽省水利厅《关于印发浙江省小型水库大坝安全技术认定办法（试行通知）（浙水管[2003]10号）文件；⑾《浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲（试行）》（省水利厅，2003年3月）。瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-7-2设计洪水与洪水标准复核2.1概况集云山水库位于瑞安市锦湖街道横山偏北山腰，水系属愚溪，水库坝址以上控制集雨面积2.2km2，主流长度3.18km，主流平均坡降3.68%。流域内山高坡陡，植被良好，水土保持良好。2.2水文气象本区域属亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，雨量丰沛，日照长，霜期短，冬无严寒，夏无酷署。多年平均气温17.9℃，历年极端最高气温39.3℃（出现在7月份），历年极端最低气温-4.5℃（出现在1月份）。多年平均降雨量约在1695mm，年降雨量月份分配不均，差异很大，月份分配情况是：1~3月降雨量占全年的15.5~16.5%，4~9月降雨量占全年的71.9~75.4%，10~12月降雨量占全年的9.1~11.6%。一般年份主要有两个明显降水季节，4月、5月、6月的梅雨，7月、8月、9月的台风雨。梅雨占年降雨量的34.5%，台风雨占年降雨量41.2%。2.3工程等级及洪水标准本工程拦水坝坝型属粘土心墙坝，水库总库容为163.59万m3，按水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，本工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，设计洪水标准为30~50年一遇，校核洪水标准为300~1000年一遇。由于该水库下游有锦湖街道和12个村庄分布，人口密集，故本工程洪水标准取用上瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-8-限值，即设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用1000年一遇。洪水标准见表2-1。洪水标准表2-1工程等别工程规模水库总库容永久建筑物级别设计洪水标准校核洪水标准Ⅳ小（1）型163.59万m3450年一遇1000年一遇2.4洪水计算2.4.1设计暴雨本流域无实测雨量站，洪水计算降雨资料引用邻近区域的瑞安站。该站设立于1956年，实测降雨资料有自1956年至2007年共51年（其中1959年缺失），经统计组成样本为年最大一日降雨，详见表2-2。经P-Ⅲ型曲线适线排频得坝址处各频率的设计暴雨，成果详见表2-3，设计暴雨计算时年最大24小时雨量采用年最大一日的1.12倍来计算求得。瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-9-瑞安站年最大一日降雨统计情况表表2-2单位:mm年份最大一日降雨量年份最大一日降雨量年份最大一日降雨量1956128197473.31991115.11957170197599.01992208.91958130.8197692.1199372.71960237.7197762.11994321.4196172.71978101.5199566.11962178.6197966.51996137.11963157.9198067.3199783.91964126.81981180.5199869.11965334.51982105.7199988.51966107.71983176.82000103.5196766.61984100.7200185.9196875.8198599.820021841969122.6198663.22003102.5197058.81987184.920041001971113.2198877.220052971972114.1198917820061261973114.51990104.32007190.5瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-10-设计暴雨成果表（适线法，由实测资料分析）表2-3时段均值(mm)CvCs/Cv不同重现期降雨量（mm）0.1%0.2%0.5%1%2%5%H1日126.90.543.5521.56475.88416.23370.55323.60262.68H24142.1584.15532.99466.18415.02362.43294.20根据本工程所处地理位置，查《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）得，本工程区域年24小时平均最大降雨量H24=145mm，其相应的Cv=0.52，Cs/Cv=3.5；年6小时平均最大降雨量H6=88mm，其相应的Cv=0.50，Cs/Cv=3.5。各频率暴雨衰减指数按该图集推荐公式n6,24=1+1.661lg(H6/H24)进行推算，各频率设计暴雨按公式Hp=（1+φCv）=HKp进行计算，得各频率设计暴雨值见表2-4。设计暴雨成果表（查暴雨图集）表2-4时段均值(mm)CvCs/Cv不同重现期降雨量（mm）0.1%0.2%0.5%1%2%5%H241450.523.5571.30523.45459.65410.35359.60294.35H6880.503.5333.52305.36268.40241.12212.96174.94n6,24（暴雨衰减指数）0.6120.6110.6120.6160.6220.625由表2-3、2-4比较可知，由实测资料分析得出的暴雨成果比查暴雨图集计算所得的暴雨成果稍大，为安全计，决定取实测资料分析所得的暴雨成果作为本次大坝安全评价的设计暴雨。瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告平阳县水利水电勘测设计所-11-2.4.2汇流时间根据万分之一地形图，量得集云山水库设计流域特征参数见表2-5。集云山水库控制流域特征参数表表2-5流域集雨面积F(km2)主流长度L(km)主流坡降J(%)集云山水库2.23.183.68由于本工程坝址以上