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文檔簡介
1、1 綜合說明1.1 概述1.1.1工程概況廷旺水庫位于來賓市武宣鎮大祿村黔江支流濠江河上,距武宣縣縣城約7km。壩址位于東經10937,北緯2337,主要灌溉大祿村。水庫壩址以上集雨面積1.82km2,水庫原總庫容20萬m3,有效庫容15.60萬m3,調洪庫容4.40萬m3。廷旺水庫是一座以灌溉為主兼養殖等綜合利用的小(2)型水庫。工程具體地理位置圖見工程地理位置圖。廷旺水庫有效灌溉面積300畝,最大實灌面積400畝。下游防洪保護:廷旺水庫潰壩對下游影響的范圍面積1.50km2,受影響的村有那塘、大祿、煙廠和碼頭等,影響人口500人,耕地700畝。水庫2004年的注冊登記洪水標準為20年一遇洪
2、水設計,300年一遇洪水校核,正常蓄水位100.45m。本次鑒定按國家 防洪標準(GB50201-94)和水利水電工程等級劃分及洪水標準(GL252-2000)復核,本次評價采用的洪水標準為: 20年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核。水庫總庫容20萬m3,設計洪水位為101.27m,校核洪水位為101.50m,正常蓄水位100.45m。廷旺水庫屬V等工程,主要永久性水工建筑物級別為5級。水庫樞紐建筑物主要由大壩,溢洪道、放水涵管組成。 (1)大壩:壩型為均質土壩,總長95.5m,壩頂寬3m,最大壩高6.2m,壩頂高程102.37m,重新鋪筑泥結石路面,路面由中心向兩側放坡1.5%;兩側設置漿
3、砌石路緣石,寬0.35m;內坡坡比為1:2.4,采用100mm厚C15砼護坡,砼護坡下墊100mm厚碎石墊層,坡腳沿線設一道C15砼護勒;外坡坡比為1:2,采用草皮護坡,坡腳設干砌石貼坡排水。 (2)溢洪道:原溢洪道位于大壩右端,溢流堰為開敞式寬頂堰,原堰頂高程為101.45m,寬32m,溢洪道由進口段、泄槽段組成,進口底板及兩側邊墻均為漿砌石結構。本次設計將原溢洪道的底板邊墻全部拆除重建,曾加消力池段,并將整個消力池擴至22.75m,堰頂高程101.45m。溢洪道底板采用300mm厚的C20鋼筋砼進行護砌,兩側邊墻采用M7.5漿砌石重力擋墻進行支護;在溢洪道下游設置消力池,池長10m,寬22
4、.75m。 (3)輸水設施::新建輸水設施由進口段、放水塔、輸水直管及出口段組成,出水口與原灌溉渠道銜接,進水口高程為98.68m,出水口高程98.43m,中心線總長9.67m。輸水直管在原襯砌處套入500PVC管。廷旺水庫于1966年1月建成發揮灌溉效益。由于當時歷史條件、技術、財力等條件限制,工程未作全面的地質勘察工作,又為群眾性施工,施工質量、建設標準低。施工時缺乏機械設備和施工材料,大壩壩體采用人工填筑,施工質量差,無竣工驗收資料。據水庫管理員回憶,施工隊伍為群眾性隊伍,由于缺乏機械設備,運土靠人工挑運、碾壓靠拉石輥壓實,上壩土料無土樣試驗依據,更無施工質量監督,工程質量無法控制。1.
5、1.2 工程存在的主要問題及安全評價結論和意見廷旺水庫大壩是在解放前所建小山塘的土堤基礎上逐年加高培厚而成,溢洪道和輸水設施均與大壩同期建設,水庫于1957年冬蓄水發揮效益。由于工程施工質量差,水庫投入運行后,險情不斷,雖經多次維修加固,仍難以達到除險目的。因此,水庫管理部門于1989年將原壩廢棄,同時在其下游新建1座大壩,壩型仍為均質土壩。工程于1989年冬基本建成蓄水并投入運行。因新建大壩工程質量欠佳,水庫重新投入運行近二十年來,一直帶病運行,先后出現不同程度險情,為此,水庫管理部門又于1996年和1999年進行維修加固,從而形成今天的規模和面貌。廷旺水庫大壩安全評價報告于2008年12月
6、完成。經過廣西來賓市水利局組織專家對該報告進行審查,鑒定廷旺水庫為三類壩。一、工程存在的主要問題如下:1、大壩沉陷穩定,無大的異常變形和裂縫,但存在著大壩填土密實度不均勻現象。內、外有局部小沉陷發生。無反濾體設施,內坡干砌塊石護坡松動、脫落嚴重。內外坡均無排水溝。以上問題對壩體的穩定造成嚴重威脅。2、溢洪道全長有37m,底板及兩側漿砌石襯砌,砌石多處松動,右側護堤偏低,由于運行年限已久,左右側護堤的漿砌石擋土墻及底板漿砌石已破爛不堪,迎水面所有的披蕩大部分已脫落,危及大壩安全。3、放水涵管斜管漿砌石風化嚴重,砌石多處松動,砂漿老化脫落,漏水嚴重。壩內直管為灰漿砌石底與邊墻,料石蓋板涵管,砂漿老
7、化,以致輸水涵管周圍漏水嚴重,外壁與壩體填土間存在滲流通道,直管出口周圍存在漏水現象;出口無消能設施,直管基礎淘蝕嚴重,對壩體的穩定造成嚴重威脅。4、水庫無水文、水工觀測設施,無管理房及管理設施,運行管理經費嚴重缺乏,平時無人看守,上下游壩坡雜草灌木叢生。5、廷旺水庫大壩壩首至大祿村有0.25km的機耕路與其相連,且最大路面寬2.5m,最小路面寬1.5m,路面坑坑洼洼,不能滿足防汛搶險車輛通行。6、水庫安全管理手段不完善,管理制度不健全。大壩可供鑒定的資料相當缺乏,使大壩的管理處于盲目狀態。二、安全評價結論及鑒定意見(一)安全鑒定結論1、大壩沉陷穩定,無大的異常變形和裂縫,但存在著大壩填土密實
8、度不均勻現象。內、外有局部小沉陷發生。無反濾體設施,內坡干砌塊石護坡松動、脫落嚴重。內外坡均無排水溝。以上問題對壩體的穩定造成嚴重威脅。2、溢洪道全長有37m,底板及兩側漿砌石襯砌,砌石多處松動,右側護堤偏低,由于運行年限已久,左右側護堤的漿砌石擋土墻及底板漿砌石已破爛不堪,迎水面所有的披蕩大部分已脫落,危及大壩安全。3、放水涵管斜管漿砌石風化嚴重,砌石多處松動,砂漿老化脫落,漏水嚴重。壩內直管為灰漿砌石底與邊墻,料石蓋板涵管,砂漿老化,以致輸水涵管周圍漏水嚴重,外壁與壩體填土間存在滲流通道,直管出口周圍存在漏水現象;出口無消能設施,直管基礎淘蝕嚴重,對壩體的穩定造成嚴重威脅。4、水庫無水文、
9、水工觀測設施,無管理房及管理設施,運行管理經費嚴重缺乏,平時無人看守,上下游壩坡雜草灌木叢生。5、廷旺水庫大壩壩首至大祿村有0.25km的機耕路與其相連,且最大路面寬2.5m,最小路面寬1.5m,路面坑坑洼洼,不能滿足防汛搶險車輛通行。6、水庫安全管理手段不完善,管理制度不健全。大壩可供鑒定的資料相當缺乏,使大壩的管理處于盲目狀態。鑒定防洪標準20年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核。(二)鑒定意見1、為確保大壩安全,建議對壩內坡進行防滲護坡處理、清除壩下游雜樹、雜草,修補壩面塌坑;新建坡腳的堆石反濾排水棱體。2、拆除舊砌體,重新建溢洪道。3、重建放水涵管,增設出口消能設施。4、盡快修好上壩公
10、路,為汛期防洪物資供應作好路通的保障。5、增設大壩水文水工安全監測設施,正常開展運行管理和安全檢查、監測以及維修養護。6、建管理房1套,健全各項管理規章制度。根據廣西小(2)型水庫大壩安全鑒定辦法(試行),綜上所述,大塘水庫大壩安全狀況鑒定為三類壩。分項評價結果見表1.1-1。表1.1-1 大塘水庫大壩分項評價建筑物防洪安全性分級運行管理評價工程質量評價滲流安全性分級結構安全性分級金屬結構安全性分級大壩B差不合格CC溢洪道CC輸水設施CC1.2 水文1.2.1 流域概況廷旺水庫于1966年1月建成。水庫位于武宣縣武宣鎮大祿村旁黔江左側小支流上,地理位置為東經10937,北緯2337,距離武宣縣
11、城7km。廷旺水庫位于黔江左側小支流上,壩址控制流域集雨面積1.82km2,壩址以上主河流長度2km,河流平均坡降25.2。廷旺水庫流域河流屬于丘陵性小河溝,根據廣西壯族自治區地表水資源中的多年平均輸沙量模數等值線圖,查得水庫流域的年平均輸沙量模數約150t/km2,在廣西屬于輕侵蝕級和重侵蝕級的過度地帶。1.2.2 水文氣象特性廷旺水庫于1966年1月建成。水庫位于武宣縣武宣鎮大祿村旁黔江左側小支流上,地理位置為東經10937,北緯2337,距離武宣縣城7km。廷旺水庫位于黔江左側小支流上。該小支流發源于武宣縣武宣鎮大祿村西北,自西北向東南流入廷旺水庫,出庫后向東南流經那塘村后,匯入黔江。廷
12、旺水庫壩址控制流域集雨面積1.82km2,壩址以上主河流長度2km,河流平均坡降25.2。廷旺水庫流域河流屬于丘陵性小河溝,河床坡降較陡,庫區周邊和河流沿岸植被一般,多為矮灌木叢,土壤類型主要為紅壤。由于流域地表植被一般,地表泥沙侵蝕不強,根據廣西壯族自治區地表水資源中的多年平均輸沙量模數等值線圖,查得水庫流域的年平均輸沙量模數約150t/km2,在廣西屬于輕侵蝕級和重侵蝕級的過度地帶。1.3 工程地質1.3.1大壩基礎地質庫區處于中低山丘陵地區,庫區周圍中山區,南低北高,一般海撥在 130300 m。山丘灌木叢生,壩兩岸為土丘,左岸較平緩。庫區及壩址出露地層為石炭系下統巖關階(C1y)層:薄
13、層紅色、黃褐色、灰色、灰巖、砂巖、頁巖夾硅巖。復蓋層:黑褐色砂質粘土夾碎石,塊石及黃褐色砂質粘土夾碎石,厚度010米不等分布于庫區緩坡地帶。庫區內沒有發現塌陷,滑坡等不良地質現象。庫岸基本處于穩定狀態。大壩基巖為灰色石英砂巖夾少量泥巖,砂巖呈厚層狀,成份以石英為主,細粒結構,壩基結構穩定。1.3.2 填土特征性壩體填筑土料都來源于壩址附近的殘坡積土層,為黃色含砂礫粘土及粘土。結構中等密實,以可硬塑狀為主。碎石分布不均,約1020%。大小一般0.53cm不等,呈不規則棱角狀,成份以風化泥巖及灰巖碎塊為主。1.3.4 地質構造及地震本區近期未發現有新的構造運動和地震跡象,區域地質穩定性較好。根據中
14、國地震動參數區劃(GB18306-2001)的劃分,本區的地震動峰值加速度小于0.05g,相應的地震基本烈度小于度。1.4 工程任務及規模1.4.1 地區社會經濟概況廷旺水庫樞紐工程由大壩,溢洪道、放水涵管等建筑物組成。水庫是一座以灌溉為主,兼顧養殖等綜合利用的小(2)水庫。武宣縣位于廣西中部,209國道、黔江過境,是重要的交通樞紐。全縣轄7鎮3鄉,縣人民政府駐武宣鎮,行政區域面積1739km2,耕地面積為86.788萬畝。武宣鎮位于武宣縣中部, 2007年武宣鎮總人口7.31萬人,耕地總面積3744公頃,全鎮財政收入4373萬元.1.4.2 除險加固的必要性大廷旺水庫于1966年1月建成。由
15、于當時歷史條件、技術、財力等條件限制,工程未作全面的地質勘察工作,又為群眾性施工,施工質量、建設標準低。施工時缺乏機械設備和施工材料,大壩壩體采用人工填筑,施工質量差,造成水庫在運行時不斷有險情出現,威脅著下游人民生命財產的安全。1.5 工程布置及主要建筑物1.5.1 工程等級及建筑物級別廷旺水庫總庫容20萬m3,有效庫容15.6萬m3,調洪庫容4萬m3,是一座以灌溉為主兼養殖等綜合利用的小(2)型水庫。根據水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL252-2000),本次設計采用的洪水標準為:20年一遇洪水設計(P=5%),200年一遇洪水校核(P=0.5%),消能防沖按10年一遇洪水設計。水庫工
16、程等別為V等,主要永久性水工建筑物級別為5級。防汛搶險道路按四級公路標準。1.5.2 工程總體布置廷旺水庫樞紐建筑物主要由大壩、輸水建筑物、溢洪道等建筑物組成。由于是除險加固工程,除新改建輸水建筑物外,其它樞紐建筑物的總體布置與原總體布置基本一致。本次除除險加固設計樞紐主要建筑物情況如下:(1)大壩:壩型為均質土壩,總長95.5m,壩頂寬3m,最大壩高6.2m,壩頂高程102.37m,重新鋪筑泥結石路面,路面由中心向兩側放坡1.5%;兩側設置漿砌石路緣石,寬0.35m;內坡坡比為1:2.4,采用100mm厚C15砼護坡,砼護坡下墊100mm厚碎石墊層,坡腳沿線設一道C15砼護勒;外坡坡比為1:
17、2,采用草皮護坡,坡腳采用干砌石貼坡排水。(2)溢洪道: 原溢洪道位于大壩右端,溢流堰為開敞式寬頂堰,原堰頂高程為101.45m,寬32m,溢洪道由進口段、泄槽段組成,進口底板及兩側邊墻均為漿砌石結構。本次設計溢洪道進口段底板采用300mm厚的C20鋼筋砼進行護砌,堰頂高程為100.45m;下泄段坡比為1:4,保留底板及下泄波段原底板漿砌石,現澆30cm厚C20鋼筋混凝土進行襯砌;拆除溢洪道兩側的邊墻,兩側做新的邊墻, 在溢洪道下游設置新的消力池,池長10m,寬22.75m,池深1.2m; (3)輸水系統:新建輸水設施由進口段、放水塔、輸水直管及出口段組成,出水口與原灌溉渠道銜接,進水口高程為
18、98.68m,出水口高程98.43m,中心線總長9.67m。輸水暗涵為箱型C20鋼筋混凝土結構,寬0.8m,高1.6m。(4)防汛搶險公路:鄉村道路可直達廷旺水庫,無需建設防汛道路。(5)管理房:廷旺水庫管理用房建筑面積為50 m2。1.6 金屬結構及電工1.6.1金屬結構廷旺水庫主要建筑物有大壩、輸水設施、溢洪道及防汛搶險公路等,工程級別為V等,根據工程總體布置方案,金屬結構設置在輸水設施新建放水塔進口,共設置各類閘門1扇,各類門槽1孔,各類啟閉設備1臺套。金屬結構設備清單見表6.11。新建輸水設施包括喇叭型進水口、放水塔、輸水直管,然后與原灌溉渠道銜接。放水塔閘門井內設有一道工作閘門。1.
19、6.2 電工廷旺水庫工程為管理房配置一套生活用電照明設備,從大壩下游的村莊引電線接入。1.7 施工組織設計1.7.1 施工條件1.7.1.1 對外交通廷旺水庫壩址于武宣縣廷旺村附近,距縣城約7km,距祿新鎮7km。壩首與村委機耕路相連,但路面坑坑洼洼,能滿足車輛通行,整個工程交通較為方便。1.7.1.2 建筑材料來源及水電條件本工程所需的主要材料有:鋼材、水泥、木材、碎石、塊石、砂。鋼材、水泥、木材等主要材料到縣城購買,運距25km。大壩填筑所需的土料根據現場調查情況,選在是本村一帶山坡開采,土質以褐色粘土、粉質粘土,含少量碎石為主,儲量和質量能滿足工程設計需求。施工生產及生活用水,水庫作為提
20、供水源,承包方自行架設引水管路。施工用電從村委現有電源通過架線送至施工區。1.7.2 施工方法及施工機械1.7.2.1 施工布置該次修復加固工程主要建筑物有主壩及防水涵管封堵、新建放水涵洞等,建筑物間距離較近,相對較集中,施工管理方便,且整個工程的工作量不大,因此,工程只考慮設一個施工區。施工區生產系統主要有簡易拌和站、材料堆放場、倉庫、預制場、加工廠等。根據周圍地形條件,施工區場地選擇位于壩的左岸緩坡地上布置。1.7.2.2 施工機械主要的施工機械,采用挖掘機、推土機、自卸汽車、拖拉機、中壓灌漿機、砼攪拌機、打夯機、雙膠輪機、振搗器等,根據施工要求分別選用不同的類型。1.7.3 施工計劃安排
21、工程計劃工期8個月,第一年9月份開始準備工作,第二年4月份完工。庫區內側的建筑物在2月底完成,其余項目在計劃工期的時間內完成。1.8 水庫淹沒處理及工程占地由于該工程是除險加固工程,水庫的防洪特征水位基本不變,故不存在淹沒處理問題。根據水工設計提供的工程布置及建筑物,工程永久占地及施工臨時占地均為原庫區管理范圍內用地。因此該工程不再計算水庫淹沒處理及工程占地補償費用。1.9 環境保護設計 主要不利影響。僅在工程施工時局部小范圍的植被和綠化會遭到暫時性的破壞。主要有利影響。除險加固工程建成后,恢復和擴大了灌溉面積,促進了灌區土地資源的開發和農業經濟的迅速發展,從而帶動各行業的發展,人民生活得以提
22、高,對促進社會經濟發展起著重要的推動作用。 1.10 水土保持1.10.1 水土流失防治責任范圍通過分析主體工程設計資料,結合實地調查,確定本項目水土流失防治責任范圍面積為0.50hm2,其中土料場為0.28hm2,棄碴場為0.20hm2。1.10.2 水土保持措施設計(1) 設計深度根據有關要求及規定,本方案的設計深度與主體工程的設計深度相一致,即同為初步設計深度。(2) 設計水平年設計水平年為主體工程建成完工后的第1年,即2009年。1.11.1 工程管理廷旺水庫是一個總庫容20萬m3,以灌溉為主結合養殖等綜合利用的小(2)型水庫工程。該水庫隸屬武宣縣祿新鎮主管,由廷旺村委管理,負責大壩、
23、輸水系統、庫區和灌區的管理。廷旺水庫的工程管理范圍與保護范圍,由武宣水利局按中華人民共和國水利部水庫工程管理設計規范SL10696有關規定,結合廷旺水庫的具體情況確定。1.11.2工程觀測設施大塘水庫沒有觀測設施,本次設計新配觀測設施有:水位觀測尺。1.12 設計概算本工程概算主要依據廣西水電廳2007年頒發的廣西壯族自治區水利水電建筑工程概算定額及有關文件編制。工程總投資118.78萬元,其中建筑工程77.58萬元,機電設備及安裝工程5.5萬元,金屬結構設備及安裝工程4.77萬元,臨時工程5.33萬元,獨立費用15.18萬元,預備費5.42萬元,移民與環境部分5.00萬元(其中環境影響費2.
24、00萬元,水土保持費3.00萬元)。2 水 文2.1 流域概況廷旺水庫于1966年1月建成。水庫位于武宣縣武宣鎮大祿村旁黔江左側小支流上,地理位置為東經10937,北緯2337,距離武宣縣城7km。廷旺水庫位于黔江左側小支流上。該小支流發源于武宣縣武宣鎮大祿村西北,自西北向東南流入廷旺水庫,出庫后向東南流經那塘村后,匯入黔江。廷旺水庫壩址控制流域集雨面積1.82km2,壩址以上主河流長度2km,河流平均坡降25.2。廷旺水庫流域河流屬于丘陵性小河溝,河床坡降較陡,庫區周邊和河流沿岸植被一般,多為矮灌木叢,土壤類型主要為紅壤。由于流域地表植被一般,地表泥沙侵蝕不強,根據廣西壯族自治區地表水資源中
25、的多年平均輸沙量模數等值線圖,查得水庫流域的年平均輸沙量模數約150t/km2,在廣西屬于輕侵蝕級和重侵蝕級的過度地帶。2.2 氣象廷旺水庫于1966年1月建成。水庫位于武宣縣武宣鎮大祿村旁黔江左側小支流上,地理位置為東經10937,北緯2337,距離武宣縣城7km。廷旺水庫位于黔江左側小支流上。該小支流發源于武宣縣武宣鎮大祿村西北,自西北向東南流入廷旺水庫,出庫后向東南流經那塘村后,匯入黔江。廷旺水庫壩址控制流域集雨面積1.82km2,壩址以上主河流長度2km,河流平均坡降25.2。廷旺水庫流域河流屬于丘陵性小河溝,河床坡降較陡,庫區周邊和河流沿岸植被一般,多為矮灌木叢,土壤類型主要為紅壤。
26、由于流域地表植被一般,地表泥沙侵蝕不強,根據廣西壯族自治區地表水資源中的多年平均輸沙量模數等值線圖,查得水庫流域的年平均輸沙量模數約150t/km2,在廣西屬于輕侵蝕級和重侵蝕級的過度地帶。2.3 基本資料收集整理2.3.1 流域特征參數的復核廷旺水庫于1966年1月建成。本次復核集雨面積、河流長度及河流坡降均在1:10000地圖上進行:水庫壩址以上流域集雨面積為1.82km2,河道長度2km,河流平均坡降 25.2。2.3.2 水文基本資料廷旺水庫于1966年1月建成,屬小(2)型水庫,至今已運行41年。由于水庫集雨面積較小,流域內無任何水文測站,因此本次設計洪水復核采用雨量資料推求,雨量資
27、料采用水庫測站實測觀測資料。流域附近的雨量站主要有:武宣水文站、北堂水庫、達開水庫測站、石牙雨量站,各測站基本情況見表231。廷旺水庫流域附近測站情況表表231站名觀測項目項目觀測年限所在河流武宣水文站水位、流量、泥沙、雨量等1935今黔江北堂水庫測站雨量1960現在武賴河達開水庫測站水位、流量、雨量等1962年現在馬來江石牙雨量站雨量1978今蒙村河武宣水文站在黔江干流上,位于武宣縣城南門外窯步碼頭,控制集雨面積km2,是國家基本水文站,距離樂業水庫壩首約11.4km。該站于1934年12月設立,1935年開始觀測水位,進行為數不多的流量測驗。1944年1946年因日寇侵華觀測中斷,1951
28、年10月改為水位站,1952年復設為水文站。1935年1951年期間位于相思碼頭,稱武宣(一)站。1952年上移820m為當今位置,稱為武宣(二)站。觀測的資料項目有水位、流量、泥沙、雨量、蒸發、水溫等,各項資料均按規范整編,精度較高,可靠性好。由于武宣水文站與廷旺水庫直線距離約4.5km,可作為廷旺水庫水文計算的主要依據站。北堂水庫測站、達開水庫測站、石牙雨量站距離廷旺水庫較遠,代表性不及北堂水庫測站,故僅做參考。2.4 徑流廷旺水庫流域內沒有徑流觀測資料,只能采用間接方法推求徑流。本次設計只對地表水進行徑流計算。2.4.2 徑流計算廷旺水庫流域內沒有測站,故本次廷旺水庫的徑流采用降雨量資料
29、推求。根據廣西區水利電力廳出版的廣西壯族自治區地表水資源查等值線圖得廷旺水庫流域多年平均年徑流系數為0.55。由于距離較近,本次設計直接采用武宣水文站的雨量資料進行徑流計算。根據武宣水文站1935年2006年實測雨量資料,得到廷旺水庫流域多年平均年降雨量1370mm,多年平均徑流深為753.5mm,進一步計算得,廷旺水庫壩址處多年平均地表流量為0.043m3/s,多年平均徑流量137.1萬m3;再從廣西壯族自治區地表水資源查得廷旺水庫流域多年年徑流變差系數Cv=0.30,Cs=2Cv,由此求得廷旺水庫集雨面積內各種頻率年平均流量,成果見表241。廷旺水庫集雨面積內徑流成果表表241Q(m3/s
30、)CvCs頻率P(%)及相應平均流量(m3/s)510152050808590950.0430.32 Cv0.6620.6010.5630.5330.4170.3190.2990.2750.2422.5 洪水2.5.1 洪水標準廷旺水庫于1966年1月建成。本次設計計算,水庫的總庫容18.5萬m3,根據水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL2522000)的規定,工程等別為等,工程規模屬于小(2)型水庫,水庫永久建筑物級別為5級。設計洪水標準為20年30年一遇洪水,校核洪水標準為200300年一遇洪水。本次設計按規范規定,按20年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核,消能防沖按10年一遇洪水設計,
31、與原設計標準相同。2.5.2 設計洪水2.5.2.1 洪水成因與特性廷旺水庫洪水主要由暴雨徑流形成,壩址以上流域植被一般,河流兩岸為丘陵區,每年48月為洪水發生季節。由于水庫沒有實測洪水資料,故本次設計采用設計暴雨間接推求洪水。2.5.2.2 設計暴雨由暴雨引起的洪水,一般都是暴雨核心部分即短歷時(小于一天)暴雨參加形成設計洪峰的,而且對于中小型水庫,設計洪峰對水庫設計影響較大,洪水過程線形狀的影響相對較小,因此小流域設計洪水計算方法可以著重于設計洪峰的計算。廷旺水庫的集雨面積1.82km2,本次采用年最大24小時暴雨作為設計依據。廷旺水庫附近的武宣水文站1934年12月設立,到目前為止共有1
32、935年2006年降雨量觀測資料。由于武宣水文站資料系列較長,整編比較規范,且武宣水文站與廷旺水庫直線距離約4.5km,故本次直接采用武宣水文站資料計算。武宣水文站年最大24h降雨量系列見表251。武宣水文站年最大24小時降雨量成果表表251年份年最大24小時年份年最大24小時年份年最大24小時193672.91961155.1198453.9193756.5196270.4198591.8193862.1196349.9198684.9193989.91964138.8198777.8194083.5196586.1198880.91941103.3196668.7198954.719421
33、79.01967141.81990128.61943107.21968242.3199197.81944114.11969112.01992126.11947163.61970145.2199383.0194887.91971159.11994132.71949130.6197289.21995109.8195092.6197371.31996114.81951103.11974139.9199775.9195277.7197566.51998167.1195392.61976237.81999128.6195473.0197788.72000106.5195578.6197870.02001
34、120.9195674.0197960.52002170.8195773.21980116.52003114.5195885.4198162.52004115.5195997.2198286.22005100.0196056.81983132.32006115.1由表251年最大24小時雨量系列計算得,武宣水文站多年平均年最大24h降雨量H24104mm,變差系數Cv0.38。后經P-型頻率曲線適線,采用多年平均年最大24h降雨量H24104mm,變差系數v0.45,偏態系數s3.5v。廷旺水庫直接采用武宣水文站的年最大24小時暴雨成果。廷旺水庫設計暴雨成果見表252,其頻率曲線見圖21。廷旺
35、水庫年最大24h設計暴雨成果表表252均值(mm)CvCs/Cv年最大24h設計暴雨(mm)P=0.5%P=0.5%1040.453.5290196根據2001年11月廣西壯族自治區水文水資源局編寫的廣西壯族自治區暴雨統計參數等值線圖集中短歷時降雨量等值線圖,查得廷旺水庫流域年最大24h設計暴雨均值在100110mm左右,Cv值為0.450.5,與計算成果基本吻合。因此本次設計采用成果是合理的。均值=104,Cv=0.45,Cs/Cv=3.5根據水庫所在地點從2001年廣西壯族自治區暴雨統計參數等值線圖集中查10分鐘、1小時、6小時的H0、Cv等值線圖,得各歷時均值和Cv值,24小時雨量均值和
36、Cv值采用本次復核的設計暴雨成果,再查模比系數Kp表計算各歷時頻率的降雨量,成果見下表表253。廷旺水庫各歷時降雨量表表253 時段(mm)CvCs/Cv年最大24h設計暴雨(mm)P=0.5%P=5%10分鐘200.33.541.231.31小時500.353.5114836小時750.453.520914124小時1040.453.52901962.5.2.3 洪水計算本次設計采用廣西水文水資源局編寫的廣西暴雨徑流查算圖表中的瞬時單位線法與推理公式法。計算過程如下:廷旺水庫計算洪水采用的流域參數為集雨面積F=1.82km2,主河流長度L=2km,河流平均坡降為J=25.2。在廣西暴雨徑流查
37、算圖表中查廷旺水庫流域中心所在各分區圖:產流分區為第2區;匯流分區為三區;雨型分區為第2區;由此計算得廷旺水庫流域平均最大蓄水量為Wm120mm,初損I036mm。根據廷旺水庫流域特征及下墊面情況,查編制說明表八,產流期平均下滲率f取8mm/h,穩定入滲率取3mm/h。廷旺水庫控制流域集雨面積為1.82km2,小于100km2,且沒有暴雨中心出現,故不進行點面雨量折減。由瞬時單位線法及推理公式法推求的設計、校核洪水成果見下表254。廷旺水庫洪水計算成果比較表表2.54頻率瞬時單位線法(推薦采用)推理公式洪峰流量(m3/s)洪水總量(萬m3)洪峰流量(m3/s)洪水總量(萬m3)校核P=0.5%
38、47.646.244.946.2設計P=5%3429.129.729.1從表254中的兩種方法計算結果來看,瞬時單位線法比推理公式法推求的成果稍大,從偏于安全角度考慮,本次設計推薦采用瞬時單位線法的成果。廷旺水庫設計校核洪水過程線見表255。廷旺水庫設計、校核洪水過程線表255時段(小時)洪峰流量(m3/s)時段(小時)洪峰流量(m3/s)校核設計校核設計(p=0.5%)(p=5%)(p=0.5%)(p=5%)00010.55.902.690.50.150.30115.632.3910.300.6011.54.472.091.50.450.90123.841.7920.601.1912.53.
39、801.492.50.753.85133.611.1930.906.9313.53.460.903.51.0533.8143.310.6041.2034.114.53.160.304.51.3516.9153.0151.507.9215.52.865.56.775.50162.71612.14.8316.52.566.547.24.59172.41747.64.4917.52.267.524.74.57182.11812.34.1818.51.968.58.683.88191.8197.413.5819.51.659.56.733.28201.50106.262.9820.51.35校核洪水(
40、P=0.5%)設計洪水(P=5%)圖2-22.5.4 施工洪水根據施工要求和水庫降雨徑流特性,施工期選取11月次年1月,施工洪水采用三年一遇或五年一遇設計標準。由于廷旺水庫流域內沒有實測流量資料,故仍采用設計暴雨間接推求施工洪水。根據廣西暴雨徑流查算圖表中的推理公式法推求得洪水成果見表256。廷旺水庫施工洪水成果表256頻率Q(11月次年1月)P=33.3%2.09 P=20%3.19 2.6 泥沙廷旺水庫無泥沙實測資料,只能采用間接方法推求。經查廣西水文圖集中的多年平均輸沙量模數等值線圖,得流域重心處的年輸沙模數為150t/km2,則廷旺水庫壩址處年輸沙量為273t。3 工程地質與土工試驗3
41、.1大壩基礎地質庫區處于中低山丘陵地區,庫區周圍中山區,南低北高,一般海撥在 130300 m。山丘灌木叢生,壩兩岸為土丘,左岸較平緩。庫區及壩址出露地層為石炭系下統巖關階(C1y)層:薄層紅色、黃褐色、灰色、灰巖、砂巖、頁巖夾硅巖。復蓋層:黑褐色砂質粘土夾碎石,塊石及黃褐色砂質粘土夾碎石,厚度010米不等分布于庫區緩坡地帶。庫區內沒有發現塌陷,滑坡等不良地質現象。庫岸基本處于穩定狀態。大壩基巖為灰色石英砂巖夾少量泥巖,砂巖呈厚層狀,成份以石英為主,細粒結構,壩基結構穩定。3.2大壩的填土質量評價壩體勘察主要以搜集資料、現場調查結合少量坑探工作為主。(1)壩體浸潤線及反濾體情況現場檢查及了解,
42、大壩無排水棱體及排水溝,壩外坡無滲水現象。(2)大壩填土特征壩體填筑土料都來源于壩址附近的殘坡積土層,為黃色含砂礫粘土及粘土。結構中等密實,以可硬塑狀為主。碎石分布不均,約1020%。大小一般0.53cm不等,呈不規則棱角狀,成份以風化泥巖及灰巖碎塊為主。(3)大壩安全復核參數建議值大壩安全復核參數建議值:類比同類工程,按經驗值確定。表3-1 廷旺水庫填土物理力學參數建議值表容 重孔隙比抗剪強度飽和天然干粘聚力內摩擦角srdeC(KN/m3)(Kpa)()2019.5014.500.82725163.3溢洪道工程地質條件評價溢洪道位于大壩左端,開敞式寬頂堰。溢洪道兩側邊坡及底板為殘坡積含碎石土
43、層。抗沖能力低。下游無消能設施,洪水沖刷、淘蝕較嚴重。天然重度:=19.5KN/m3 承載力特征值:fak=180200kPa,壓縮模量:ES=68Mpa摩擦系數:f=0.350.403.4輸水建筑物工程地質條件與評價輸水涵洞位于大壩右壩肩的壩體內,為臺階式石箱斜放水管和穿壩干管構成。斜管漿砌石風化嚴重,砌石多處松動,砂漿老化脫落,漏水嚴重。直管出口周圍存在漏水現象;出口無消能設施,直管基礎淘蝕現象,存在安全隱患。3.5結論及建議1、庫區內斷裂構造不太發育,區域地質穩定性較好。根據中國地震動參數區劃圖(GB 183062001),區內地震動峰值加速度為0.05g,地震基本烈度為度區。水庫規模小
44、,水位不高,誘發地震的可能性不大。2、庫區周圍地勢較高,地表水是庫水補給的主要來源。庫區調查結果,沒有發現明顯的庫區滲漏問題。水庫建成以來,蓄水正常,沒有發現庫岸滑坡等不良地質現象,水庫庫岸基本處于穩定狀態。3、大壩填筑土為黃色含砂礫粘土及粘土。經現場檢查,壩體密實度不均勻。沒有發現壩身變形、開裂等不良現象。大壩無反濾體及排水溝,存在安全隱患。4、溢洪道底板及兩側漿砌石,已破爛不堪,損毀較嚴重,影響水庫安全運行。5、輸水設施涵管老化破損,管壁漏水,存在安全隱患。6、本階段主要以收集資料、結合地面調查及少量勘探工作為主。水庫建成年代較早,年久失修,險情不斷。建議下一步開展水庫除險加固勘察及設施工
45、作,消除其安全隱患,確保水庫安全運行。4工程任務和規模4.1 地區社會經濟概況廷旺水庫于1966年1月建成。水庫位于武宣縣武宣鎮大祿村旁黔江左側小支流上,距離距武宣鎮3km。廷旺水庫樞紐工程由大壩,溢洪道、放水涵管等建筑物組成。水庫是一座以灌溉為主,兼顧養殖等綜合利用的小(2)水庫。武宣縣位于廣西中部,209國道、黔江過境,是重要的交通樞紐。全縣轄7鎮3鄉,縣人民政府駐武宣鎮,行政區域面積1739km2,耕地面積為86.788萬畝。 2007年末全縣總人口42.4494萬,其中農業人口37.1萬。有壯、苗、侗等少數民族28萬人。人口自然增長率10。2007年全年實現地區生產總值31.3236億
46、元,其中第一產業增加值13.1189億元,第二產業增加值9.2944億元,第三產業增加值8.9103億元。人均地區生產總值7419元。財政收入2.5018億元。全社會固定資產投資完成額8.6855億元。社會消費品零售總額6.07億元。城鎮居民人均可支配收入11811元,人均消費性支出7333元。農村居民人均純收入3079元,人均生活費支出2135元。城鄉居民年末儲蓄存款余額18.92億元。武宣縣是個典型的農業縣,經過幾年的發展,武宣縣逐漸形成主要以制糖、建材、礦冶、農產品加工和非資源性輕紡加工等五大產業為主的工業體系;農業逐步形成以蔗糖、優質谷、畜牧、食用菌、水果和茶葉等為主六大特色產業。武宣
47、鎮位于武宣縣中部, 2007年武宣鎮總人口7.31萬人,耕地總面積3744公頃,全鎮財政收入4373萬元,農民人均純收入3908元。武宣鎮是一個以農業為主的鄉鎮,主要種植作物為糖料蔗、水稻,2007年糧食總產量1.02萬噸,糖料蔗總量25.70萬噸,水果產量7110噸,肉類產量7078噸,水產品產量1368噸。4.2 除險加固的必要性廷旺水庫于1966年1月建成。由于當時歷史條件、技術、財力等條件限制,工程未作全面的地質勘察工作,又為群眾性施工,施工質量、建設標準低。施工時缺乏機械設備和施工材料,大壩壩體采用人工填筑,施工質量差,造成水庫在運行時不斷有險情出現,威脅著下游人民生命財產的安全。受
48、武宣縣水利局委托,依據水庫大壩安全評價導則(SL258-2000)及大壩安全評價辦法(水建管2003271號)等現行有關規程規范技術標準,廣西海藍綜合設計有限公司于2008年10月編制完成了廣西壯族自治區來賓市武宣縣廷旺水庫大壩安全評價報告并上報,同年來賓市水利局組織專家對廣西壯族自治區來賓市武宣縣廷旺水庫大壩安全評價報告進行評審,并提出鑒定意見,同意廷旺水庫為三類壩的鑒定結論。工程存在的主要問題如下:1、大壩填土密實度不均勻。內、外有局部小沉陷發生。無反濾體設施,內坡干砌塊石護坡松動、脫落嚴重。內外坡均無排水溝。2、溢洪道底板及兩側漿砌石多處松動,右側護堤偏低,左右側護堤的漿砌石擋土墻及底板
49、漿砌石已破爛不堪,迎水面所有的批蕩大部分已脫落,危及大壩安全。3、放水涵管斜管漿砌石風化嚴重,砌石多處松動,砂漿老化脫落,漏水嚴重。壩內直管為灰漿砌石底與邊墻,料石蓋板涵管,砂漿老化,以致輸水涵管周圍漏水嚴重,外壁與壩體填土間存在滲流通道,直管出口周圍存在漏水現象;出口無消能設施,直管基礎淘蝕嚴重,對壩體的穩定造成嚴重威脅。4、水庫無管理房及管理設施,運行管理經費嚴重缺乏,平時無人看守,上下游壩坡雜草灌木叢生。5、廷旺水庫大壩壩首至大祿村有0.25km的機耕路與其相連,且最大路面寬2.5m,最小路面寬1.5m,路面坑坑洼洼,不能滿足防汛搶險車輛通行。6、水庫安全管理手段不完善,管理制度不健全。
50、廷旺水庫對下游下游影響的范圍面積1.5km2,受影響的村有那塘、大祿、煙廠和碼頭等,影響人口500人,耕地700畝。廷旺水庫大壩鑒定為三類壩,在未徹底進行除險加固之前,水庫將無法確保影響范圍內村莊、耕地以及人民生命財產安全,同時其工程效益也得不到有效發揮。因此,為確保大壩安全,充分發揮工程效益,消除下游安全隱患,解決灌溉等用水,促進灌區內農業生產,建設和諧安全的社會,對廷旺水庫除險加固是十分必要的。4.3 洪水調節4.3.1 水庫泄流能力曲線廷旺水庫是均質土壩,溢洪道位于大壩右岸,為開敞式寬頂堰,溢流堰頂凈寬34m,堰頂高程100.45m。本次設計重新對其進行計算,其泄流計算公式為:Q=mnB
51、H3/2式中:Q下泄流量(m3/s); 側收縮系數,=1; m自由溢流的流量系數; n閘孔孔數,n=1; B堰頂寬(m); H堰上水頭(m)。據此計算得水庫泄水建筑物水位泄流能力關系成果見表431及圖“廷旺初文02”。廷旺水庫水位泄水建筑物泄流能力關系成果表431 水位:假定高程 水位(m)100.45100.55100.65100.85101.05101.25101.45101.65流量(m3/s)00.602.5011.121.032.345.259.44.3.2 水庫庫容曲線廷旺水庫于1966年1月建成,至今已運行43年,由于無法找到原設計資料,本次設計采用1:10000地形圖進行量測庫容曲線,經計算水位庫容曲線其成果見表432及圖“廷旺初文03”。經與原資料的總庫容、校核洪水位基本對應,故本次設計直接采用本次復核成果。廷旺水庫水位庫容關系曲線表432 水位:假定高程 水位(m)95.89696.59797.59898.5庫容(萬m3)00.080.451.123.24.8水位(m)9999.5100100.5101101.5102庫容(萬m3)6.78.81113.415.918.
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