岩坞水库初步设计报告

1兰溪市岩坞水库除险加固工程初步设计报告1综合说明1.1水库基本情况兰溪市岩坞水库除险加固工程位于黄店镇上塘行政村，归黄店镇人民政府管理，所在溪流属钱塘江流域兰江水系—甘溪流域。水库集雨面积0.10km2，引水流量，水库正常蓄水位103.75m，正常库容19.74万m3,总库容22.42万m3。水库灌溉农田800亩,是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。水库下游除保护400多亩农田还承担着上唐行政村行政村500多人口生命及财产的防洪任务。岩坞水库于1961年10月动工，1964年12月完成开始蓄水。1999年水库主坝坝体进行了粘土灌浆防渗，迎水坡采用砼预制块护坡，坝顶防浪墙块石衬砌，背水坡土石方加固，并对溢洪道拓宽。枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、放水设施等组成。岩坞水库当时建设主要是为解决黄店镇上塘行政村的农田灌溉用水问题。按地形条件确定岩坞水库正常库容19.74万m3，正常水位103.75m。主、副坝坝型都采用均质土坝，下游未设排水设施。现状主坝坝顶高程105.15～105.73m，最大坝高18.54m，坝顶平均宽度5.0m左右，坝顶长63.0m，背水面坝脚长32.0m。主坝迎水面一级坝坡为1：1.85，二级坝坡坡比为1：2.2；背水面一级坝坡坡比为1：2.0，二级坝坡坡比为1：2.33。主坝筑坝土料为就地取土，土料一般来源于附近粉砂砾岩表层的残坡积土。主坝背水坡受雨水冲刷严重，背水2坡坡脚杂草旺盛。现状副坝坝顶高程105.92～106.17m，最大坝高10.23m，坝顶平均宽度6.0m左右，坝顶长93.0m，背水面坝脚长76.0m。副坝迎水坡平均坝坡为1：2.67，背水坡平均坝坡为1：1.88。副坝筑坝土料为就地取土，副坝坝体填筑土含砂低液限粘土，来源于附近粉砂岩表层的残坡积土。溢洪道为开敞式，位于副坝左坝头，进口处堰宽1.2m，底板高程103.75m，泄槽基岩裸露。水库放水设施共有3处：主坝放水涵管为素砼圆管，位于坝体右侧，内径Φ0.3m，进口底高程约93.9m，涵管进口闸门、启闭设备锈蚀破损严重；副坝放水涵管为素砼圆管，位于坝体左侧，内径Φ0.2m，进口底高程约100.98m，涵管进口闸门、启闭设备锈蚀破损严重;放水涵洞位于水库东侧、主坝右坝头正对山凹处，涵洞进口设0.2m插门及启闭设备。1.2除险加固的必要性1.2.1水库存在的问题2014年5月兰溪市水务局组织有关专家对岩坞水库进行了大坝安全技术认定，综合评价认岩坞水库大坝为“三类坝”。目前岩坞水库主要存在的问题有：（1）、主、副坝坝体压实度，均不能满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的碾压要求，主、副坝体和坝基均存在渗漏问题；（2）、主坝迎水坡预制块护坡破损严重，护砌未护至死水位以下，下部坝坡受雨水及风浪冲刷严重，背水坡未护砌，部分沉陷，同时背水坡反滤、排水设施不完善。副坝迎水坡、背水坡均未进行护砌，下3游无反滤设施。（3）、溢洪道底板及泄槽基岩裸露，冲刷严重；洪道断面不规则且未进行衬砌，泄槽过水断面小，同时下游无消能防冲设施，存在泄洪安全隐患。（4）、主副、坝放水涵管为坝内混凝土素管，放水隧洞及进口引水渠未衬砌，涵管进口闸门、启闭设备锈蚀破损严重，拉杆锈蚀变形，迫切需要改造。（5）、主、副坝白蚁危害严重。（6）、水库无防汛抢险通道、管理用房和观测设施，如遇突发事件，抢修困难。1.2.2水库除险加固的必要性水库下游除保护400多亩农田还承担着上唐行政村行政村500多人口生命及财产的防洪任务。因此水库的安全运行不仅关系工程本身的损失，也是当地农田灌溉的要求，更关系到下游人民群众生命财产的安危，关系到当地社会经济的发展与繁荣。由于这些安全的隐患的存在，极大地影响了水库的正常蓄水，限制了本地水资源的充分利用，制约了水库灌溉、防洪等综合利用效益的发挥。因此，对岩坞水库进行除险加固，消除安全隐患，确保水库大坝和下游安全，满足当地灌溉和生产用水要求，恢复水库功能，发挥工程效益，实施除险加固工程建设十分必要，刻不容缓，也是当地政府和广大人民群众的迫切要求。1.3除险加固的主要内容为了提高岩坞水库的防洪能力，确保大坝安全，确保水库下游人4民群众生命财产安全和经济可持续发展，根据浙江省除险加固工程的要求，将岩坞水库的除险加固工程列入2014年度的实施计划，工程计划2014年10月动工，2015年4月中旬完成主体工程施工，2014年7月底完工，工期10个月。除险加固工程的任务主要是彻底消除坝体不稳定因素，配套完善监测与管理设施，美化坝区和库区环境。设计工作由兰溪市水利水电勘测设计所承担，水库主管单位为兰溪市黄店镇人民政府。根据《岩坞水库大坝安全技术认定综合评价报告》和《岩坞水库大坝安全技术认定报告书》提出的水库除险加固意见和建议，本工程除险加固主要内容包括：（1）对主、副坝坝体、坝基进行防渗处理；（2）按照防洪要求对主、副坝坝体进行加固，并对坝面进行护砌，配套下游反滤、排水设施；（3）溢洪道进行加固衬砌，新建消力池，并配套部分泄洪渠；（4）主坝放水涵管进行封堵，采用非开挖定向钻孔方案埋设放水涵管于右岸山体;副坝放水涵管进行翻挖改造，埋置基岩;放水涵洞引水渠、隧洞进行衬砌隧洞;新建启闭机房，更换启闭设备，同时配套灌溉渠道渠首建筑物。（5）、主、副坝进行白蚁防治。（6）改造大坝防汛抢险道路和新建管理用房，配套水位尺等观测设施。51.4工程特性表岩坞水库除险加固工程初步设计主要特性表表1-1序号名称单位加固前加固后备注一水文1集雨面积km20.100.10坝址以上2多年平均降雨量mm144014403设计洪水标准P（%）5%3.33%设计洪峰流量m3/s3.884校核洪水标准P（%）0.5%0.333%校核洪峰流量m3/s5.75二水库1特征水位m校核洪水位m104.53104.62设计洪水位m104.26104.36正常蓄水位m103.75103.75死水位m93.6893.602水库容积总库容（校核洪水位以下库容）万m322.2922.42正常库容万m319.7419.74死库容（死水位以下）万m31.13三工程效益1保护人口人5005002灌溉面积亩8008003供水m3/d4装机容量KW5多年平均发电量万kw.h6岩坞水库除险加固工程初步设计主要特性表继表1-1序号名称单位加固前加固后备注四主要建筑物及设备1主坝坝型匀质土坝匀质土坝套井回填防渗坝顶高程m105.12～105.73105.29防浪墙顶106.09最大坝高m18.5418.1坝顶长度m6373.65坝顶宽度m5.0左右5.02副坝坝型匀质土坝匀质土坝套井回填防渗坝顶高程m105.92～106.17106.29防浪墙顶107.09最大坝高m10.2310.15坝顶长度m9385坝顶宽度m4.5～7.56.03泄水建筑物型式开敞式开敞式堰顶高程m103.75103.75溢流堰宽度m1.21.5设计泄洪流量m3/s1.0校核泄洪流量m3/s1.69闸门型式4输水建筑物设计流量m3/s0.50/0.15/1.1长度m95/29/117断面尺寸mm300/200/200300/200/50072水文2.1基本资料岩坞水库所在流域——甘溪，属兰江一级支流，发源于建德市庵基平，流域面积190.5km2，河长32.0km，坡降7.4‰，流经黄店镇和女埠街道，于泉湖入兰江。兰溪市地处亚热带季风区，温暖湿润、四季分明、雨量充沛、无霜期长。据兰溪气象台资料统计：兰溪市年平均气温17.6℃，极端最高气温41.4℃，极端最低气温为-8.2℃；全年无霜期257天，年平均蒸发量为1388.6mm，平均年日照时数1766.2小时。年平均风速1.8m/s，年最大风速18m/s。兰溪市降水量充沛，多年平均年降水量1438.9mm，但地域分布有差异。一般在1400~1500mm之间，部分地区在1500mm以上，以兰江两岸为最少，向东西两侧递增。降水量年际变化较大，最多年为2150.6mm，最少年为856.5mm。降水量在年内时空分布上级不均匀，据历年实测资料统计，其中4~6月梅雨期雨量最大，平均为638.1mm，占全年44.4%，6月份占全年的17%左右，往往出现连续的暴雨洪水。历史上所发生的大洪水，大部分都发生在6月份，而7月-9月为干旱期，降水主要由台风暴雨或热雷雨造成，雨量仅为327.0mm，占全年22.8%，对本小流域影响不大。本流域径流的变化与降雨时空分布相对应，梅雨期暴雨是造成本小流域洪灾的主要因素。2.2设计暴雨2.2.1设计暴雨成果暴雨是形成洪水的主要因素，由暴雨推求设计洪水通常认为暴雨8与洪水具有相同的频率。岩坞水库属甘溪流域，甘溪流域无实测径流资料。本次设计洪水计算根据设计频率的暴雨资料，采用推理公式推算。依据1/10000地形图量算，岩坞水库集雨面积0.1km2，根据浙江省水文勘测局2003年2月颁布的《浙江省短历时暴雨》成果，对于集雨面积F≤10km2流域，各历时平均点雨量参数代替面雨量参数，因此，可查得点雨量和变差系数CV，得出不同频率暴雨计算成果。见表2-1。不同频率暴雨的设计值Hp，用皮尔逊—Ⅲ型曲线的模比系数KP值表和已知均值H，按下式计算：Hp=HKP表2-1不同频率暴雨总量计算成果表单位：mm项目均值CvCs/Cv频率（%）0.330.523.3351020H1h400.423.5110.80105.2086.0078.6072.6862.4051.68H6h650.453.5191.10181.03145.93132.93122.33103.9484.89H24h1000.483.5312.00295.00235.00212.00194.60163.60131.902.2.2设计雨型本次复核采用一日最大24小时设计暴雨雨型，24小时设计暴雨的时程分配，按照暴雨强度公式求得时段雨量分配系数，取第18时段为最大值，按《浙江省短历时暴雨》图集（2003）中的规则进行排列。综合分析，本次计算暴雨衰减指数采用分段计算，不同时段暴雨衰减指数Np值，由下列公式计算：9当it在1～6hr之间，Np1,6=1+1.285lg(H1h/H6h)当it在6～24hr之间，Np6,24=1+1.661lg(H6h/H24h)计算结果见表2-2。表2-2各频率暴雨衰减指数Np值计算成果表频率(%)0.330.523.3351020Np1,60.6960.6970.7050.7070.7090.7150.723Np6,240.6460.6480.6560.6630.6650.6730.682最大24小时雨量：ppHH240.1当it在1—6hr之间，6,1166niitHH当it在6—24hr之间，24,612424niitHH相邻历时（ti）雨量之差值，即为从大到小排列的时段雨量。每日24小时设计暴雨的时程分配，按照暴雨强度公式求得时段雨量分配系数，取第18时段为最大值，按《浙江省短历时暴雨》图集（2003）中的规则进行排列。最后得出设计雨量过程见表2-3。表2-3各频率最大一天设计暴雨成果表单位：mm时段（h）频率（%）201053.3320.50.3311.772.262.753.023.414.394.6621.832.332.833.103.514.524.7931.882.402.923.203.624.654.9441.952.483.023.303.734.805.0952.012.573.123.413.864.955.2662.092.663.233.543.995.135.4472.172.763.353.674.145.315.6482.262.873.483.814.305.525.861092.352.993.633.984.485.756.10102.463.133.804.164.696.006.37112.733.464.194.595.176.617.01123.073.894.715.155.797.407.851