某水库初步设计 (NXPowerLite)

1 综合说明

1.1 前言

XX岭水库位于浦阳江支流洪浦江下游，地处XX镇XX岭村。水库集雨面积0.45km2，总库容18.32m3，正常库容15.36万m3，是一座以灌溉为主的小（二）型水库。

受当时财力、物力及技术条件限制，水库枢纽建筑物存在严重的安全隐患，经XX市大坝安全技术认定专家组认定水库大坝为三类坝。水库由于限蓄不能正常蓄水，造成水资源的浪费和XX岭村供用水矛盾的加剧，严重影响灌区居民的生产和生活。以省水利厅“千库保安”工程的实施为契机，XX镇及XX岭灌区委员会迫切要求对水库进行除险加固和标准化建设，达到水库“安全、高效、美丽”的目的。

1.2 水文气象

工程区域内没有气象站，可引用距本工程5公里的XX气象站资料。据该站资料统计，多年平均气温为16.2℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-13.4℃，多年平均水气压17.2hpa，相对温度82%，多年平均降水量1400.9mm，多年平均蒸发量1234.7mm，多年平均风速2.2m/s，实测最大风速为19m/s，相应风向SSW。

XX岭水库流域属亚热带季风气候区，四季分明，降水充沛。春夏季暖湿气流与南下的冷空气相遇，常常出现阴雨持续天气，即“梅雨”，降水量大；夏秋季常受到副热带高压控制，晴热少雨，若受西太平洋上的热带气旋影响，即受“台风”袭击，降水强度大。阶段性、集中性降雨主要集中在这两个时节：4-6月的梅雨期、7-9月的台风期。

流域多年平均降水量在1350~1600毫米，年降水日数为160天左右，降水量年际变化较大，年内分配极不均匀。

水库20年一遇设计洪峰流量12.45m3/s，200年一遇校核洪峰流量18.23m3/s。

1.3 地质

本区大地构造单元属江山—绍兴深断裂北西侧江南古陆南缘，断裂构造发育，断裂构造呈北东、北北东走向为主，多为压性、压扭性断裂，次外北西向剪扭性断裂也较发育。

工程区出露的主要地层为：震旦系志棠组和上墅组沉积岩系（Z），岩性为长石、石英砾岩、砂岩、粉砂岩、流纹质熔岩。

1.4工程任务和规模

1.4.1 工程现状

XX岭水库位于XX市XX镇XX岭村，水系属浦阳江支流的洪浦江。坝址以上集雨面积0.45km2，主流长1.1km。水库始建于1956年10 月，1958年12月建成。现坝顶高程29.5m（为1985国家基准），总库容18.32m3，正常库容15.36万m3。

大坝为粘土心墙坝，大坝顶长129m，最大坝高9.5m，坝顶宽度2.5m，迎水坡坡比为1:2，背水坡1:1.5。

1.4.2 存在问题

1. 大坝原心墙填筑土料较差，坝顶高度不够，坝身渗漏严重，已发生渗透变形。

2. 大坝结构单薄，坝坡很陡，迎水坡面无护砌，土坡风浪剥蚀

严重。

3. 溢洪道未达标准，下游未设消能设施，冲刷严重。

4. 放水涵管为炼瓦管，结构单薄，强度低。

5. 大坝有白蚁危害，危害程度一般。

6. 无管理房、进库道路、通电、通讯等管理设施。

7. 大坝脚线外无管理范围。

由于水库枢纽建筑物存在严重的安全隐患，XX市水利水电局大坝安全技术认定专家组认定XX岭水库大坝为三类坝。在近几年的控制运用中，要求水库限制蓄水至正常水位下2米，因而造成水资源的浪费和XX岭灌区供用水矛盾的加剧，严重影响灌区居民的生产和生活，故急需对水库进行除险加固。

1.4.3水利计算

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，XX岭水库为小（二）型水库，属五等工程，相应的防洪标准为：设计：20年一遇

校核：200年一遇

根据水库洪水复核，确定水库正常蓄水位为28.70米，正常库容15.36万方，兴利库容14.8万方。

不同频率设计暴雨量如下：

200年一遇，H24=300mm

20年一遇，H24=196.7mm

本水库设计洪峰流量和洪水过程，由设计暴雨并采用推理公式推

求。20年一遇设计洪峰流量12.45m3/s，200年一遇校核洪峰流量18.23m3/s。

XX岭水库起调水位为28.70米，调洪采用辅助曲线法逐时段计算，洪水调节计算成果表如下：

200年一遇：最高库水位29.42米

相应库容18.32万方

最大下泄流量10.15m3/s

过水深0.72米

20年一遇：最高库水位29.27米

相应库容17.74万方

最大下泄流量6.7m3/s

过水深0.57米

1.5 工程布置及主要建筑物

1.5.1 工程等别和建筑物级别

根据《防洪标准》（GB50201-94），XX岭水库为综合利用的小（二）型水利工程，防洪标准为按20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，工程等别为5级，主要建筑物级别5级。

1.5.2 工程总体布置

本工程为除险加固工程，设计时考虑尽量利用原坝体及原溢洪道位置。溢洪道重做溢流堰，设消力池。大坝采用粘土斜墙及粘土截水槽作防渗处理，迎背水坡填筑石渣、砂石混合料加固大坝。原涵管为φ300炼瓦管，因坝体不高，翻挖重埋工程量不大。设计翻挖大坝重

新埋设2根φ200自应力钢筋砼压力管，其中一根作灌溉用，另一根作为农村饮用水用。原启闭设备拆除，重新安装两套φ250铸铁插板闸门，在库内左侧山坡上建造5.5平米的启闭房一间，供水管出口安装蝶阀，建造5.5平米的蝶阀房一间。库外坝脚线以外20米范围内水田征用，作为管理范围，并设置绿化区。在坝脚外右侧开阔处新建管理房，面积115平米。

1.5.3主要建筑物

大坝：

大坝长129米，设计坝顶高程30.20米，坝顶宽度5米。迎水坡在高程27.00米处设一级1.10米宽的马道，马道下坡比1:2.5，马道上坡比1:2.5，大坝迎水面采用100厚C20砼六角形预制块护坡。背水坡在高程23.00米处设一级3米宽的马道，马道以下为排水棱体，用石渣（粗骨料）填筑，坡比1:2.0，300厚干砌块石护坡。马道以上有砂石混合料填筑，坝坡坡比1:2.5，坡面500厚填土，采用草皮绿化色带护坡。大坝背水坡自坝脚至坝顶，设一条3米宽的条石踏道。

原大坝防渗体不满足规范要求，需要对大坝作防渗处理。坝址附近3公里处有充足的粘土料场，方案比较后决定采用粘土斜墙及粘土截水槽作防渗处理。

溢洪道：

溢洪道位置不变，堰顶高程28.70米。溢流面采用0.5米厚的C20砼浇筑，防渗体嵌入左侧山体岩面内0.5米，堰体与右侧坝体连接，设刺墙与粘土心墙衔接。根据工程情况，设消力池消能，对陡坡段和

消力池段及泄洪渠进行整修，全断面衬砌。

放水涵管：

翻挖大坝，清除老涵管，在原涵管位置新埋两根φ200自应力钢筋砼压力涵管（承内压不小于5㎏/㎝2），并排放置，刚性座垫，在粘土斜墙处设二道砼截水环。在整条涵管外围夯填粘土，防止库水沿管壁外渗。

其他附属工程：

（1）新建管理房，选址在坝脚外右侧地势开阔处，面积115平米。

（2）架设电力、通讯线路，最近距离0.5公里。

（3）新建0.7公里进库道路，宽4米。

（4）库外坝脚线外20米按管理范围要求征用土地，进行填土绿化环境美化。

（5）涵管出口建0.6×1m砼三面光渠道一条，长50m。

（6）建概况碑一块。

（7）大坝白蚁进行表层诱杀灭治。

1.6施工组织设计

1.6.1 施工条件

本工程施工道路条件较差，需新建0.7公里长的施工道路至坝顶。场内及场内、外连接处均需开设施工道路才能满足整个工程施工要求。

工程施工期间施工用电：建设单位应从村最近距离0.5公里处接

电，解决施工用电问题。

生活用水可利用山泉水，施工用水直接从死库容蓄水提取。

本工程施工季节性较强，主体工程必须在非汛期完成。

1.6.2 施工导流

主体工程在非汛期施工，本区域来水流量较小，可利用坝下涵管导流，来水较大时再用水泵排水。

1.6.3 料场的选择和开采

库外3公里处有黄泥粘土天然料场，土质符合设计要求，储量充足。另距大坝3里处有石渣（粗骨料）料场开采，储量充足。

本工程所用水泥、钢筋等建筑材料可由XX市场采购，块石可到附近石料场采购，自应力砼压力涵管可到金华预制场定购（XX没有）。砼六角形预制块可到就近预制场定购(需市技术监督局出具的质保单)，防浪墙、踏道条石到有关石材加工场定购。

1.6.4 主体工程施工

本工程主要工程量表见表6-1。

表6-1：主要工程量表

1.6.5 施工总进度

根据本工程特点、工程量及实际情况，XX岭水库除险加固工程施工总工期定为7个月，即2007年9月15日至2008年4月14日。

1.7工程永久占地

XX岭水库建库时已征用水域土地61.5工程用地9.5亩，合计71亩。这次除险加固结合标准化建设，坝址及坝脚线外管理范围和进库道路征用水田耕地9亩。

工程永久性占地共80亩。

1.8环境保护设计

本工程施工现场离村庄虽然有一定距离，但机械进出和土石方运输需要通过村庄。因此，机械进出和土石方运输应尽量避开村民休息时间。施工浑水和生活污水较少，不会影响周围的环境。晴天作业，路面应经常洒水，尽量减少因机械运输而扬起的灰尘。

工程多余土方必须全部弃于指定弃渣场内。弃渣场表面平整后覆土绿化，开挖石料场取用完毕后对场地进行平整并种树绿化，施工临时用地在施工结束后疏松地面恢复耕地。

1.9水土保持设计

本工程为水库除险加固工程，坝址所在地为低山丘陵区，植被覆盖良好，库区主要为林地，库外为水田，溢洪道处为中风化岩基，无明显水土流失，属微度流失区。

本工程扰动原地貌、损坏土地和植被的面积共为80亩（包括原水面及枢纽工程面积），其中永久建筑物占地15.5亩，淹没占地61。5亩，临时用地可用库外管理范围绿化区3亩。

本工程水土流失防治责任范围主要是项目建设区和取土料场，包括大坝、进库道路、施工道路、溢洪道、坝下管理范围、粘土料场等永久占地和临时占地范围，面积共计40.5亩。根据本工程建设特点，本方案水土流失防治区为三个区：（1）主体工程防治区，（2）施工道路防治区，（3）弃渣场及取土（石渣）料场防治区。

本工程水土保持投资估算按水利水电行业标准编制。

本水土保持方案需新增总投资约12.77万元，其中水土流失防治（包括建筑工程、植物工程、临时工程）费用6.45万元，独立费用1.77万元，预备费1.0万元，水土保持补偿费2.97万元。

1.10工程管理

XX岭水库除险加固结合标准化建设工程竣工验收后，水库管理委员会应制订水库管理制度，加强水库大坝安全巡查管理、日常管理和维护，

保持水库环境整洁、水质清澈，达到“安全、高效、美丽”之目的。

1.11工程投资概算

本工程需土石方5.24万方，干浆砌0.11万方，砼0.06万方，钢筋制安1.3吨，总投资294.05万元。

1.12工程特性表

2 水文气象

2.1 流域概况

XX市属于浦阳江流域，浦阳江发源于浦江县，至XX茅渚埠分为东西两江，主流为西江，两江至湄池合二为一，最后经萧山入钱塘江，主流长151km，流域面积3452km2。

XX岭水库位于浦阳江支流洪浦江下游，水库余水经洪浦江入注浦阳江。水库集雨面积0.45km2，主流长度1100m，水面长200m。库区自然生态保持良好，源短流急。

2.2 气象

工程区域内没有气象站，可引用距本工程5公里的XX气象站资料。该站位于XX市安平郑家，设立于1966年6月。观测场海拔高度11.9米，观测项目有气压、气温、湿度、降水、积雪、积冰、日照、蒸发、地温、风、云等。据该站资料统计，多年平均气温为16.2℃，极端最高气温39.7℃，极端最低气温-13.4℃，多年平均水气压17.2hpa，相对温度82%，多年平均降水量1400.9mm，多年平均蒸发量1234.7mm，多年平均风速2.2m/s，实测最大风速为19m/s，相应风向SSW。

XX岭水库流域属亚热带季风气候区，四季分明，降水充沛。春夏季暖湿气流与南下的冷空气相遇，常常出现阴雨持续天气，即“梅雨”，降水量大；夏秋季常受到副热带高压控制，晴热少雨，若受西太平洋上的热带气旋影响，即受“台风”袭击，降水强度大。阶段性、

集中性降雨主要集中在这两个时节：4-6月的梅雨期、7-9月的台风期。流域多年平均降水量在1350~1600毫米，年降水日数为160天左右，降水量年际变化较大，年内分配极不均匀。

2.3 水文基本资料

流域内没有实测的雨量、流量资料。根据浙江省水利厅文件规定，中小型水库工程设计和防洪安全复核，以《浙江省可能最大暴雨图集》资料推求设计暴雨。

2.4 洪水

2.4.1 暴雨洪水特征

本流域洪水有明显的季节性变化。流域大洪水主要有梅雨及台风暴雨所形成，一般发生在4-9月。

2.4.2 设计洪水

本水库设计洪峰流量和洪水过程，由设计暴雨并采用推理公式推求。入库洪水成果见表2-1：

XX岭水库入库洪水成果表

表2-1

3地质

3.1 概述

XX岭水库建造于上世纪五十年代，由于受当时技术条件的限制，没有任何技术档案资料。根据水库大坝存在的问题，为查明坝体及坝基工程地质特征，XX市水电局委托浙江有色建设工程有限公司XX 分公司对大坝心墙位置进行工程地质勘察评价。

3.2 区域地理、地质概况

库区地处浙东丘陵，场地呈“U”定形山谷，地形起伏较大，两侧山坡度在18~25度，植被较发育。

本区大地构造单元属江山—绍兴深断裂北西侧江南古陆南缘，断裂构造发育，断裂构造呈北东、北北东走向为主，多为压性、压扭性断裂，次外北西向剪扭性断裂也较发育。

工程区出露的主要地层为：震旦系志棠组和上墅组沉积岩系（Z），岩性为长石、石英砾岩、砂岩、粉砂岩、流纹质熔岩。

3.3 工程地质条件

通过对大坝桩号0+045、0+085心墙位置钻孔取样，大坝主体自上而下可分为三层，其地质特征为：

①素填土：灰棕色，中密状，心墙土料粉粒含量占50%，粘粒占20%，砂粒20%，组份较乱，级配较差，碾压密实度差，土层渗透系数不能满足规范要求。层厚10.8和11.7米。

②粉质粘土（老土）：棕黄色，硬塑状。以粘粉粒为主，胶结密实，为弱透水层。层厚1.2和2.1米。

③强—中风化基岩：紫红色，灰黄，强风化以泥质结构为主，中风化基岩完整，抗渗性能强。控制厚度1.9和1.8米。

3.4 结论与建议

一、本地区属抗震设防烈度小于6度区，设计基本地震加速度值小于0.05g。坝基部位无影响场地整体稳定性的不良地质作用。

二、坝体心墙防渗体不符合规范要求，需要对坝体进行防渗处理，坝基防渗处理应伸入中风化岩面下1~1.5米。

4 工程任务和规模

4.1 社会经济发展状况

XX岭村位于市区环线旁，紧靠市区，交通便利。村子座落于市区交界的山谷中，山势不高，植被良好，空气清新。全村常驻人口1435人，水田700余亩。以家庭型工业企业和附近工厂打工为主要经济收入，农民人均收入达到13632元。随着XX工业园区建设步伐的加快，XX岭村的开发潜力日益凸显。

4.2 工程现状及存在问题

4.2.1 工程现状

XX岭水库位于XX市XX镇XX岭村，水系属浦阳江支流的洪浦江。坝址以上集雨面积0.45km2，主流长1.1km。水库始建于1956年10 月，1958年12月建成。现坝顶高程29.5m（为1985国家基准），总库容18.32m3，正常库容15.36万m3，灌溉面积311亩，是一座灌溉为主的小（二）型水库。

大坝为粘土心墙坝，大坝顶长129m，最大坝高9.5m，坝顶宽度2.5m，迎水坡坡比为1:2，背水坡1:1.5。

4.2.2 存在问题

1. 大坝原心墙填筑土料较差，坝顶高度不够，坝身渗漏严重，已发生渗透变形。

2. 大坝结构单薄，坝坡很陡，迎水坡面无护砌，土坡风浪剥蚀严重。

3. 溢洪道未达标准，下游未设消能设施，冲刷严重。

4. 放水涵管为炼瓦管，结构单薄，强度低。

5. 大坝有白蚁危害，危害程度一般。

6. 无管理房、进库道路、通电、通讯等管理设施。

7. 大坝脚线外无管理范围。

由于水库枢纽建筑物存在严重的安全隐患，XX市水利水电局大坝安全技术认定专家组认定XX岭水库大坝为三类坝。在近几年的控制运用中，要求水库限制蓄水至正常水位下2米，因而造成水资源的浪费和XX岭灌区供用水矛盾的加剧，严重影响灌区居民的生产和生活，故急需对水库进行除险加固。

4.3 水利计算

XX岭水库为年调节水库，上下游无关联水库，独立运行调节。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，XX岭水库为小（二）型水库，属五等工程，相应的防洪标准为：设计：20年一遇

校核：200年一遇

4.3.1 死水位、正常蓄水位的选择

原涵管进口高程为21.0米，即为死水位，库区植被良好，基本无淤积，死库容为560方。

根据水库洪水复核，确定水库正常蓄水位为28.70米，正常库容15.36万方，兴利库容14.8万方。

4.3.2 设计暴雨

本流域没有实测的雨量、流量资料，根据省水利厅文件规定：中小型水库工程设计和防洪安全复核，以“浙江省可能最大暴雨图集”（以下简称图集）资料推求设计暴雨，并且可以点雨量代替面雨量。小型水库洪峰流量取决于24小时雨量，这次复核洪水计算就按24小时暴雨计算。也不作暴雨频率分析。

根据“图集”查得设计暴雨参数如下：

H24=100mm，Cv=0.49，Cs=3.5Cv

据上述暴雨参数求得不同频率设计暴雨量如下：

200年一遇，H24=300mm

20年一遇，H24=196.7mm

时程分配：老大项时段雨量排在18-21时范围内，老二顶时段紧排在老大项的左边，其余各项时段雨量，按大小次序，奇数项排在左边，偶数项排在右边，当右边排满后，其余各项全部排在左边。

4.3.3 设计洪水

本水库设计洪峰流量和洪水过程，由设计暴雨并采用推理公式推

求。其中产流计算采用初损稳渗法推求净雨过程。初损为25mm，稳渗为1.0mm每小时，设计洪水过程如下：

4.4 调洪计算

XX岭水库是一座以灌溉为主的小（二）型水库，根据其规模及有关规范，采用的洪水标准设计为20年一遇，校核为200年一遇，泄洪建筑物有开敞式溢洪道，溢洪道进口底高程为28.70米，宽为10米，泄流公式采用Q=MLH1.5（其中流量系数M取1.55，L为进口底宽10米，H为堰上水头）。

起调水位为28.70米，调洪采用辅助曲线法逐时段计算，洪水调节计算成果表如下：

200年一遇：最高库水位29.42米

相应库容18.32万方

最大下泄流量10.15m3/s

过水深0.72米

20年一遇：最高库水位29.27米

相应库容17.74万方

最大下泄流量6.7 m3/s

过水深0.57米

5 工程布置及主要建筑物

5.1 设计依据

5.1.1 工程等别和建筑物级别

根据《防洪标准》（GB50201-94），XX岭水库为综合利用的小（二）型水利工程，防洪标准为按20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，工程等别为5级，主要建筑物级别5级。

5.1.2 设计依据

（1）《防洪标准》（GB50201-94）

（2）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）

（3）《浙江省水库安全标准化建设指标体系》

（4）《浙江省小型水库大坝安全技术认定办法》

（5）《水利部关于贯彻落实〈国务院批准国家计委、财政部、水利部、建设部关于加强公益性水利工程建设管理若干意见的通知〉的实施意见》

（6）其它相关专业设计规范

5.2 工程总体布置

本工程为除险加固工程，设计时考虑尽量利用原坝体及原溢洪道

位置。溢洪道重做溢流堰，设消力池。大坝采用粘土斜墙及粘土截水槽作防渗处理，迎背水坡填筑石渣、砂石混合料加固大坝。原涵管为φ300炼瓦管，因坝体不高，翻挖重埋工程量不大。设计翻挖大坝重新埋设2根φ200自应力钢筋砼压力管，其中一根作灌溉用，另一根作为农村饮用水用。原启闭设备拆除，重新安装两套φ250铸铁插板闸门，在库内左侧山坡上建造5.5平米的启闭房一间，供水管出口安装蝶阀，建造5.5平米的蝶阀房一间。库外坝脚线以外20米范围内水田征用，作为管理范围，并设置绿化区。在坝脚外右侧开阔处新建管理房，面积115平米。

5.3 工程主要建筑物

5.3.1 大坝

5.3.1.1 安全超高

安全超高由风浪爬高、风浪壅高和超高三个部分组成，小型水库中风浪壅高较小，可不计及，XX岭水库为小（二）型水库，超高取0.3米，风浪爬高计算如下：

H风=0.06656*K*V1.25*L1/3/M

M：坝坡，取2.5，K：糙率，取0.8，V：风速，取8级（20.7m/s），L：水面长度0.12公里。

H风=0.48m

安全超高为0.78米。

5.3.1.2 坝顶高程

坝顶高程由校核洪水位和安全超高组成，经本次洪水复核计算，坝顶高程应达到30.20米。

5.3.1.3 大坝横断面设计