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1、本科毕业论文设计题 目 宁南县竹寿水库洪水设计及调洪演算 学 院 水 利 水 电 学 院 专 业 水 文 与 水 资 源 工 程 教务处制表二九年三月十一日宁南县竹寿水库洪水设计及调洪演算专业名: 水文与水资源工程摘要：水库作为人类兴水“利除水“害的重要手段之一，其职责可归纳为两个方面：一是确保自身平安；二是最大限度地发挥防洪和兴利效益。随着水文观测资料的延续和水库运行经验的积累，定期对水库设计洪水进行分析研究是保证水库实现上述两大职责的根底。 随着社会经济的可持续开展和现代化进程的加快，防洪问题引起人们愈来愈多的关注。如何在确保水库自身平安的前提下最大限度地发挥其综合效益是一个重大的研究课题
2、，水库设计洪水分析研究是该课题研究中的根底工作之一。正是基于这种考虑，本论文结合唐村水库的实际情况，本着理论性与实用性相结合的原那么，重点研究以下内容： 1、利用暴雨资料推求设计洪水过程；2. 利用水文比较法推求设计洪水过程；3、对两种方法计算的设计洪水过程进行调洪演算；4. 坝顶高程确定；关键词： 设计洪水; 频率曲线; 调洪演算;水文比较法The design flood and flood routing for ZhuShou Reservoir of Ningnan CountyHydrology and Water Resources EngineeringStudent： Anw
3、ar.Arkin Adviser: Miu RenAbstract： Reservoir is one of the important measures using to flood control and actives by human. The duty of reservoir may be reduced two aspects. One is reliable provision the safety of reservoir. Another is maximum allowable dispatching the effectiveness of flood control
4、and actives .With the extension of hydrological observation data and accumulation of reservoir operation experiments, periodic analysis and research the reservoir design flood is basic of operating above two aspects.With the continuous development of society economic and modern process, flood contro
5、l is paied close attention by people. under reliable provision the safety of reservoir how to maximum allowable dispatching the effectiveness of flood control and actives is a important research subject . The research of reservoir design flood is one of basic works in this subject.It is based on the
6、 reasons, and the actual conditions of Zhushou reservoir are combined,the following contents are researched in this paper:1. The design flood hydrograph is computed using observation maximum precipitation.;2. The design hydrology analogue method is computed using observation maximum precipitation;3.
7、 The flood routing is carried on using above two flood hydrographs and the reservoir characteristic stage is computed.;4. Determine the crest elevation.Key words： design flood; frequency curve; flood routing; hydrology analogue method目录第一章 绪论1问题的提出11.2 国内外研究1防洪标准的研究概况1频率计算的研究概况4中小流域设计洪水计算研究概况51.3 主要
8、研究内容5第二章 竹寿水库概况62.1 工程概况62.2 流域概况72.3 水文气象概况10第三章 根本资料的收集和整理11流域特征资料113.2 库容曲线123.3 暴雨、径流资料123.3.1 暴雨，径流资料123.3.1 资料分析与处理143.4 设计洪水标准复核和评价14第四章 推理公式法推求设计洪水17推理公式法17设计暴雨的推求184.3 设计洪峰流量的推求23公式23参数确定23用推理公式计算洪峰流量的步骤26计算成果274.4 设计洪水总量28设计洪水过程线28第五章 水文比较法32水文比较法设计洪峰流量325.2 设计洪水总量及设计洪水过程33第六章 设计洪水推荐成果35第七
9、章 调洪演算38第八章 坝顶高程确定41参考文献42致 谢43第一章 绪论问题的提出宁南县竹寿水库是一座以灌溉为主的兼有发电效益的中型水库。位于四川省凉山州会理县黄柏乡境内鲹鱼河上游支流岩洞河上，水库设计灌溉面积3.2万亩，随着城市人口的增长，水库同时也为宁南县城城市供水的水源。工程的平安对下游会东沿河两岸以及会东县人民的生命财产、生产用水平安至关重要。多年运行后水库出现了较严重的渗漏，坝体变形，白蚁等书库病害，目前正进行水库整治，水库的病害整治需要重新进行洪水设计及调洪演算，以评价水库的防洪标准，抗洪能力与水工建筑物的整治设计。本任务即是为南宁水库病害整治提供所需洪水设计数据，以确定整治后的
10、水工建筑物尺寸，设计任务涉及暴雨洪水计算，调洪演算，波浪爬高计算等内容。1.2 国内外研究防洪标准的研究概况防洪标准的选取是一项复杂的工作, 是经济与社会协调的综合产物, 拟定合理的防洪标准, 是做好大坝设计工作的一项重要任务。随着我国各家水利设计企业逐步进入国际设计市场，我国国家洪水设计标准怎样与国外标准接轨，了解国外标准对于我们更好再涉及到国外工程时节约本钱，降低投资有非常重要的意义。 日本：在日本，大坝的设计洪水设计标准由在河道法的根底上之制定的河道防护设施结构标准内阁命令规定。根据该标准，无论大坝属于新建还是重建，对以混凝土大坝的设计洪水流量的选取应该基于以下三个流量的最大值：1坝址处
11、200年一遇洪水；2坝址处实测历史最大洪水；3在相似的水力和气象条件下，根据流域内的实测历史最大洪水推测出的坝址处最大洪水流量。对于土石坝的设计洪水标准应该为相应规模混凝土坝的1.2倍。实际上，土石坝设计洪水的重现期通常为1000年一遇甚至更高。英国：在英国，对于大坝平安政府没有任何的强制性标准，其平安评估被委托给政府指定的能够胜任设计和检查水库平安性的独立的法定工程师小组负责，且该工程师小组为业主所建筑的大坝的平安负责。大坝的设计洪水通常由1978年伦敦土木工程师协会的设计导那么确定。根据大坝的分类，不同类型大坝的设计洪水可以选取PMF、0.5PMF、0.3PMF、0.2PMF或者对应的10
12、000、1000、150年的重现期洪水，表.1表.1 根据大坝类别的水库洪水和波浪标准分类原始水库环境大坝设计洪水流量设计最小波浪平安超高及计算采用风速一般标准最低标准A平均日流量下长期泄洪PMF冬季:10年一遇最大小时风速；夏季年平均最大小时风速；波浪超高最小B水库满蓄没有泄洪C水库满蓄没有泄洪年平均最大小时风速；波浪超高最小D平均日流量下长期泄洪不做要求年平均最大小时风速；波浪超高最小美国：大多数情况下，美国的设计洪水为PMF。因为当确定的设计洪水流量小于PMF时，负责该工程的业主，代理商或者组织就应该为大坝一旦溃决所引发的损失负责。很显然，大多数的工程师都不愿冒这种风险。美国陆军工程兵团
13、USACE建议设计洪水流量应该由坝高和库容的规模来进行选择，且应考虑大部一旦失事对下游区域的危害。美国垦务局USBR一般情况下均选用PMF作为设计洪水USACE和BSBR的洪水设计标准见表.2，表1.2.1.3. 国际大坝委员会ICOLD：作为一个总的原那么，ICOLD建议设计洪水应该为PMF表.4，并且对于带溢洪道的过流能力应该满足宣泄全部设计洪水而不考虑水库的调洪作用；对于不带闸门溢流坝那么应根据考虑水库调蓄作用下的下泄流量进行设计。表.4 ICOLD建议设计洪水标准大坝失事后的危险性大坝规模洪水设计标准高小中PMF大PMF特别高小中PMF大PMF表.2 美国陆军工程兵团设计洪水标准按照大
14、坝规模分级类别库容1000，000m3坝高m小中打按照大坝失事后替在的危险性分级类别生命损失开展程度经济损失低无法统计没有人类居住的永久结构的地区极为微小农业或者城镇均欠兴旺中几乎没有没有兴旺城镇，仅仅一小局部适于居住结构的地区损失较大农业，工业或者城镇均由一定的开展高有生命损失损失特别大由大规模的社区，工业或者农业推荐平安标准危险性规模平安标设计洪水频率低小50100中大0.5 PMF PMF中小中0.5 PMF PMF大PMF高小0.5 PMF PMF中PMF大PMF表.3 美国垦务局设计洪水标准大坝失事后的危险性大坝规模洪水设计标准高小PMF中PMF大PMF注:对于替在的大巴失事后产生中
15、等或较低危害性的洪水设计标准不做特别说明。频率计算的研究概况我国学者用用水文统计法大约于30年代， 水文学研究的前辈们曾勇概率统计方法分别研究过年降水量和洪水流量，但在旧中国， 由于种种限制原因几乎没有取得创新的或是另后人可用的成果。 新中国建立后，维满足我国水利建设事业开展的需要，我国水文工作者广泛的学习和运用水文频率计算方法，有效的解决了许多水文分析计算问题。从50年代初至60年代前期，我国水文工作者对水文学的研究十分活泼，此间不仅翻译出版了国外许多水文计算文献和书籍，还发表了大量结合我国水文实际的研究论文和报告，这些论文和报告大大丰富和开展了频率计算的理论方法，为我国现阶段水文学的研究开
16、展奠定了很好的理论根底，也为现阶段的水温学研究提供了可靠的理论依据。基于我国自然地理，气象气候等条件等的约束，我国水文学研究工作者对于设计径流，一般根据径流资料的具体情况， 采取不同的设计方法。由长期实测资料地区，在对水文资料进行慎重的审查之后，直接采用频率计算法，推求制定频率的设计年径流量；对于具有短期实测资料的设计年径流量计算，为了使资料系列具有足够的代表性，到达提高计算精度，保证成果的可靠性，必须对年径流资料惊醒插补展延，展延之后的系列可按长资料系列一样进行频率计算；对于无实测资料的设计年径流计算，设计年径流只由通过间接途径来推求，目前常用的方法是水文比较法的等值线图法。水文比较法最关键
17、的问题在于参证流域的选择，为了使色合计成果更加可靠合理，参政流域需具有长期实测径流资料推求系列，其主要影响因素应与设计流域接近。对于水文频率分布线型的选择，一直是水文分析计算中的一个争论性很强的课题。 水文随即变量究竟服从何种分布，目前还没有充足的论证，而只能以某种理论线性近似代替。这些理论线型并不是从水文现象的物理性质方面推到出来的，而是根据经验资料从数学的以致频率函数中选出来的。迄今为止，国内外采用的理论线型有10余种，诸如皮尔逊型曲线，对数皮尔逊型曲线，耿贝尔型曲线以及克里茨基，闵凯里型曲线等等。不过从现有资料来看，皮尔逊型曲线和对数皮尔逊型曲线比较符合水文随即变量的分布，我国目前根本上
18、都是采用皮尔逊型曲线。皮尔逊型曲线中包含有均值，变差系数和偏态系数三个独立的参数， 对参数的合理估计直接影响工程设计标准，投资数量和经济效益；因此，参数估计在水文频率计算中至关重要。目前参数估计的方法很多，现行条件下，主要有三种：矩法，三点法，和权函数法。中小流域设计洪水计算研究概况在我国社会主义建设中，为了在小流域上建农田灌溉排水措施，公路和特路的桥梁建筑，城市和工况地区的防洪工程，都必须镜像那个设计供水计算。小流域设计供水计算，与群众流域有所不同，主要有以下一些特点：(1)在小流域上建设的工程数量较多，往往缺乏暴雨流量资料，特别是流量资料。(2)小型工程一般对洪水的调节能力较小，工程规模主
19、要受洪峰流量控制，因而对设计洪峰流量的要求，高于对设计洪水过程的要求。(3)小型工程的数量较多，分布面广，计算方法应力求简便，使扩大根本水文工作者易于掌握和应用。小流域设计洪水计算工作已有100多年的历史。 计算方法在逐步充实和完善，由简单到复杂，由计算洪峰流量到计算洪水过程，归纳起来， 由经验公式法，推理公式法，综合单位线法以及水文模拟法等。由于实测资料短缺，各种方法的计算成果误差较大，目前没有同意标准，给小流域设计洪水带来一定的困难。随着工农业生产的迫切需要， 我国各地区部门积累了大量的经验，充实和开展了现有的一些计算方法。1984年水利电力部刊布的?暴雨径流查算图标?系统的总结了我国多年
20、来的经验，在短缺资料的中小流域水利建设的设计洪水计算方面发挥了积极的作用。目前水利电力部门使用的是推理公式法，经验公式法和综合单位线法。1.3 主要研究内容设计任务涉及暴雨洪水计算，调洪演算，波浪爬高计算等内容。设计洪峰、洪量和洪水过程线的计算 根据工程的性质和水文资料条件采用不同的计算方法。在一般情况下，采取多种途径计算，综合分析论证和合理选用成果。常用的计算方法有：直接法。即根据流量资料推求设计洪水。当工程所在地或其附近有较长的洪水流量观测资料，而且有假设干次历史洪水资料时，逐年选取当年最大洪峰流量和不同时段如 1天、3天和7天等的最大洪量，分别组成最大洪峰流量和不同时段最大洪量系列，然后
21、进行频率分析，以确定相应于设计标准的设计洪峰和时段设计洪量。最后，选择典型洪水过程线，按求出的设计洪峰和各时段设计洪量，对典型洪水过程线进行同频率或同倍比放大，作为设计洪水过程线。间接法。即根据雨量资料推求设计洪水。当工程所在地及其附近洪水流量资料系列过短，缺乏以直接用洪水流量资料进行频率分析，但流域内具有较长系列雨量资料时，可先求得设计暴雨,然后通过产流和汇流计算,推求设计洪峰、洪量和洪水过程线。该法假定，一定重现期的暴雨产生相同重现期的洪水。地区综合法。如果工程所在地的洪水流量和雨量资料均短缺，可在自然地理条件相似的地区，对有资料流域的洪水流量、雨量和历史洪水资料进行分析和综合，绘制成各种
22、重现期的洪峰流量、雨量、产流参数和汇流参数等值线图，或将这些参数与流域自然地理特征(流域面积和河道比降等)建立经验关系，然后借助这些图表和经验关系推算设计地点的设计洪水。第二章 竹寿水库概况 2.1 工程概况竹寿水库枢纽工程位于四川省凉山州会理县黄柏乡境内鲹鱼河上游支流岩洞河上，是一座以灌溉为主的兼有发电效益的中型水库。工程于1975年3月开工建设，其中枢纽工程于1996年5月完工，当年满蓄水试运行，1997年12月全面完工，2000年1月15日通过初步验收。水库坝址以上控制流域面积69km2。正常高水位，死水位，设计洪水位，校核水位为。水库总库容1106万m3，有效库容979万m3。水库设计
23、灌溉面积3.2万亩，随着城市人口的增长，水库同时也为宁南县城城市供水的水源。工程的平安对下游会东沿河两岸以及会东县人民的生命财产、生产用水平安至关重要。水库枢纽主要建筑物包括：拦河大坝、左岸侧槽式溢洪道、无压泄洪隧洞、左岸傍侧式压力放水系统利用施工导流隧洞、左岸灌溉取水及渠道系统、两座跌水电站装机容量分别为140kw,3500kw。一、工程等级：枢纽工程为三等工程，主要建筑物级别为3级。二、洪水标准：根据?水利水电工程等级划分及洪水标准?SL258-2000，竹寿水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇。三、主要建筑物1、大坝大坝为砾质粘土心墙石渣坝，最大坝高，坝顶宽，坝底
24、宽。坝顶高程，防浪墙顶高程。2、溢洪道竹寿水库的溢洪道位于大坝左岸，为侧堰式溢洪道，后接无压泄洪隧洞。溢洪道紧邻左坝肩，溢流堰长40m，堰顶高程。3、放水设施放水隧洞进口在大坝左岸上游，距离大坝约50m处，系利用原导流隧洞改正而成，放水隧洞共分为放水闸和检修闸两局部。放水隧洞进口处设置11501160mm2的平板钢质检修门一道，其上以用一倾斜度至2411m高程，由启闭杆以及轻轨系统组成，用25T手、电两用螺杆启闭。水库运行中存在的主要问题：蓄水前未进行蓄水平安鉴定评价：1996年5月10日，正在安装施工的检修闸平台边缘山体崩塌，200多m岩石掩埋了一号堵头位置直径为500mm的导流钢管进口，库
25、内水位迅速上升，水库开始非正常蓄水并运行至今。大坝工程在2000年前少建高，随后水库工程指挥部对坝顶和防浪墙各加高，但未对心墙作相应的加高处理，使防渗心墙顶高程低于设计洪水位和校核洪水位。1998年11月，由于溢洪道进口段右侧即迎水面渗水严重，导致长约15m混凝土侧墙向内倾斜变形和拉裂。虽然已经将变形破坏的溢洪道边墙进行了撤除，并用加锚筋现浇混凝土取代，但墙壁裂缝和漏水明显。溢洪道进口边坡顶有严重的垮岩，溢洪道进口堰上缘密集地浮着漂浮树枝、树杆等飘浮物严重阻碍水流过堰，且无其他辅助泄洪设施。2000水库运行期曾经出现洪水位接近坝顶，差点洪水翻坝的险情。大坝无放空设施，影响大坝的检查和维护。主干
26、渠运行不畅，沿线地质条件差、滑坡、泥石流在还频繁多发，加上历史原因当年建设标准低，到1996年主干渠已多数无法通水。该工程无大坝变形、渗压等必要的大坝平安观测设施，不利于大坝风险的事前防范。进库抢修公路为建设标准低泥石路面，雨季经常出现交通中断现象。水库管理处枢纽管理房已破旧变形漏雨无法居住，与中型水利枢纽管理不适应。水梓树、小沟、油房沟管理站也都已成为危房不能再使用。放水闸伸缩节损坏。2.2 流域概况竹寿水库位于会理县黄柏乡境内鲹鱼河上游，坝址在东经102o3506”，北纬26 o 5130”。水库枢纽工程距宁南县城74公里，距会理县城80公里，下游30公里是会东县城。竹寿水库所在的河流名称
27、为岩洞河，属于金沙江小支流鲹鱼河的上游。流域发源地处在鲁南山脉的中端，高程为3495米，坝址处河底高程为2348米。坝址以上的流域集雨面积为69平方公里，主河道长，河道的平均坡降为0.038。流域处在山区，地形上西北高东南低。流域内植被良好，森林、竹林、灌木林的覆盖面积占75%。流域内以寒武纪石灰岩为主。奥陶系砂岩及页岩次之，土壤为沙壤土及粘土。研究区域位于金沙江一级支流黑水河右岸，金沙江小支流鲹鱼河上游，西邻会理，南接会东。海拔高程自700米至3000米。气候的垂直分布比较明显，沿着黑水河，河谷地带几乎全年无霜，而以鲁南山脉为分水岭的高山一侧那么气候寒冷，无霜期仅180天左右。在海拔2400
28、米以上，农作物只有洋芋，燕麦等杂粮，玉米、水稻等喜温作物生长困难。高山区森林牧草面积较大，到达70%。全区面积的95%以上均分布于海拔700至2300米之内，气温温和，雨量充分，但降雨时段主要集中于6至9月，干季较长，蒸发大于降水。灌区出现在2000以下大局部为红壤，为长期淋溶，缺乏有机质。2000米以上主要为会泡土，表层含有机质较多，易耕作。流域的大局部处在喀斯特地区，有溶洞、落水洞等地貌景观。作为主河道的干沟表现出明显的喀斯特河流的特点，没有暴雨时河水很少，水都渗入地下，其大局部经阴河洞泉在库尾部补给岩洞河。竹寿水库水系图。2.3 水文气象概况库区处于四川盆地亚热带季风性湿润气候区至高山温
29、带气候区之间,自然气候属亚热带高原季风气候类型。流域处在迎风坡上，年降雨量较大。据会东站，坪塘站与竹寿水库雨量实测资料的分析，流域多年平均降雨量为1980毫米。在气候上干季与雨季清楚，雨季一般从五月开始十月结束；冬春枯燥而寒冷，夏秋凉爽而湿润。据竹寿水库气象站多年气象观测资料统计，区内多年平均年降水量，多年平均陆面蒸发量450mm，多年平均水面蒸发量280mm；多年平均气温，极端最高气温，极端最低气温；多年平均湿度80，多年平均日照2313.5h，实测最大风速17m/s。多年平均径流深800mm。流域的洪水由暴雨形成。流域降雨量主要集中在5月至10月，占年降雨量的92.3。洪水发生季节与暴雨一
30、致。本流域主汛期为510月。本流域暴雨强度较大，据实测降水资料统计，竹寿水库气象站实测最大一日降水量为，发生日期为1999年6月24日。实测最大洪水，洪峰流量为51.1 ，8天洪水总量为1324.8万 ，最大一日洪量为317.6万 ，最大二日洪量为559万 ，最大三日洪量为837.8万 ，这次洪水的洪峰发生在1980年6月22日。反映出流域的调蓄能力较大，地下水丰富。第三章 根本资料的收集和整理 流域特征资料 1流域面积：流域分水线和出流断面所包围的面积称流域面积，单位为km2。流域面积是河流的重要特征。它不仅决定河流的水量也影响径流的过程。在其它因素相同时，一般流域面积越大，河流的水量也越大
31、，对径流的调节作用也大,洪水过程较为平缓，枯水流量相对较大；面积越小，流量也越小，如遇短历时暴雨常很容易形成陡涨陡落的洪水过程，枯水流量也较小。正因为流域面积是一个非常重要的特征值，因此，在研究工作中必须对其进行精确测量，一般可用求积仪法、数方格法、称重法等进行测定。 2流域的长度和平均宽度：流域长度为河源到河口几何中心的长度，单位为km，如果流域左右岸对称，一般可以用干流长度代替。具体求算时以河口为中心，任意长为半径，画出假设干圆弧，各交流域的边界于两点，这些弧线中点的连线的长度即为流域长度。流域的平均宽度是指流域面积与流域长度的比值。比较狭长的流域，水的流程长、径流不易集中，洪峰流量较小。
32、反之，径流容易集中，洪水威胁大。 3流域形状系数和流域不对称系数：流域形状系数Ke是流域分水线的实际长度与流域同面积圆的周长之比。流域形状与圆的形状相差越大，流域形状系数Ke,也越大。Ke值接近于1时，说明流域的形状接近于圆形,这样的流域易造成大的洪水。Ke值越大，流域形状越狭长，径流变化越平缓。 不对称系数Ka表示流域左右岸面积分布的不对称程度。流域的不对称系数是左右岸面积之差与左右岸面积之和的比值。流域的不对称系数，当Ka愈大时，流域愈不对称。左、右流域面积内的来水也愈不均匀。径流不易集中，调节作用大。 设计流域面积F、河长L和主河长平均坡度J采用初步设计报告的数据，如表。表 竹寿水库流域
33、特征值表FKm2LkmJ69383.2 库容曲线库容曲线是表示水库水位与其相应库容关系的曲线。它是以水位为纵坐标，以库容为横坐标绘制而成的。是水库规划设计和管理调度的重要依据。库容曲线根据原设计时实测水库五千分之一地形图绘制，根据水库运行管理报告，库尾淤积20多万方泥沙，此次采用原设计值。水位、库容曲线见图3.2-1。图3.2-1 竹寿水库水位库容曲线3.3 暴雨、径流资料 暴雨，径流资料一般指每小时降雨量16毫米以上，或连续12小时降雨量30毫米以上，或连续24小时降雨量50毫米以上的降水。我国气象上规定， 24小时降水量为50毫米或以上的雨称为“暴雨。按其降水强度大小又分为三个等级，即24
34、小时降水量为5099.9毫米称“暴雨,100200毫米以下为“大暴雨；200 毫米以上称“特大暴雨。由于各地降水和地形特点不同，所以各地暴雨洪涝的标准也有所不同。特大暴雨是一种灾害性天气，往往造成洪涝灾害和严重的水土流失，导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等重大的经济损失。特别是对于一些地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速宣泄造成农田积水和土壤水分过度饱和，会造成更多的灾害。降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流称为径流。降水是径流形成的首要环节。降在河槽水面上的雨水可直接形成径流。流域中的降雨如遇植被，要被截留一局部。降在流域地面上的雨水渗入土壤，当降雨强度超过土壤渗入强度时产生
35、地表积水，并填蓄于大小坑洼，蓄于坑洼中的水渗入土壤或被蒸发。坑洼填满后即形成从高处向低处流动的坡面流。坡面流里许多大小不等、时分时合的细流沟流向坡脚流动，当降雨强度很大和坡面平整的条件下，可成片状流动。从坡面流开始至流入河槽的过程称为漫流过程。河槽聚集沿岸坡地的水流，使之纵向流动至控制断面的过程为河槽集流过程。自降雨开始至形成坡面流和河槽集流的过程中，渗入土壤中的水使土壤含水量增加并产生自由重力水，在遇到渗透率相对较小的土壤层或不透水的母岩时，便在此界面上蓄积并沿界面坡向流动，形成地下径流表层流和深层地下流，最后汇入河槽或湖、海之中。在河槽中的水流称河槽流，通过流量过程线分割可以分出地表径流和
36、地下径流。设计流域竹寿水库气象站有19年降雨资料，无实测洪水资料。鰺鱼河的东北方相邻黑水河，黑水河上有宁南水文站，具有21年连续的经过整编的观测资料，其控制的集雨面积为3074。由于设计流域集水面积仅69 km2，只占宁南站控制面积的2.2，流量观测资料代表性差；所以宁南水文站实测洪水资料不便用于计算。本次设计洪水拟采用推理公式法和同一流域内会东站水文比较法推算。会东水文站位于鲹鱼河流域下游，竹寿水库下游30公里处。该站1959年设站，控制面积615 km2，1973年四川省水文局重新刊布集水面积变为779 km2。1986年以后会东水文站分为会东桥和会东渠道站，由下游原会东站迁来。自然地理条
37、件根本相同，洪水常由同一场暴雨形成，将会东站设计成果移置于竹寿水库是可行的。本次设计收集有会东站19651987年其中1969年缺测共22年实测洪水资料，以及水库初设时对竹寿水库洪水调查资料，根本可以满足洪水分析计算要求。设计流域相邻地区有坪塘、大桥、会东、新华等雨量站，其中坪塘站位于设计流域下游，距流域最近；其它站距坝址直线距离较远。各站资料年限见表3.3-1。表3.3-1 资料情况统计表实 测 资 料站 名流量资料年限1/6h雨量资料年限1h雨量资料年限6h雨量资料年限24h雨量资料年限备注会东水文站1965198719651987196519871969年缺测会东气象站198420031
38、965200319652003竹寿水库气象站无199019991990199919901999197720218185缺坪塘雨量站无无无1964198719641987洪 水 调 查 资 料河 段 名年 份月水 位(m)洪峰m3/s可靠程度鲹鱼河1952205供参考 资料分析与处理设计地区的暴雨资料有：竹寿水库1/6h暴雨资料19901999，1h暴雨资料19901999，6h暴雨资料19901999，24h暴雨资料19772021，19851989缺测。水库邻近站会东、坪塘、竹寿雨量站同期雨量相关关系散乱，从表4.1-1上可以看出，在迎风坡上随着高程的增加，24h降雨量均值增大的情况。因此可
39、以根据会东站序列插补19851989年的24h暴雨量。竹寿水库气象站24h序列延长为1977202132年资料。实测1999年6月24日，竹寿水库发生特大暴雨，24h暴雨量为，雨量主要集中在6h为。表4.1-1 各站24h雨量随高程变化表站名高程m24h雨量mm会东1660坪塘2080竹寿水库2420竹寿水库气象站6h序列只有1990199910年资料，序列中1999年6h暴雨量高达，属特大暴雨，比19772021年其他年份24h暴雨量还要高，由此可以认定该值比其他年份6h暴雨量更大，但该地区无年限更长的暴雨调查资料，同期会东站1999年6h降雨量为98.7为1964年以来最大值，因此可以将值
40、的重现期提高到44年。1h序列和1/6h序列只有1990199910年资料，临近雨量站无相应的时段雨量资料，无法插补延长，该流域无历史时段暴雨调查资料，直接采用短序列配线。3.4 设计洪水标准复核和评价1. 大坝现场平安检查坝体检查未发现沉陷、塌陷、渗漏和裂缝等问题，坝顶和坝坡无异常，运行正常。左坝肩渗漏较为严重，洞室溢洪道壁有成股状水流喷射。水库管理人员介绍，左右坝肩均曾经出现过较大的渗流水，后消失。原因可能是绕流渗漏所致，有待于下一设计阶段进一步查明。溢洪道进口边坡顶的垮岩对溢洪道泄洪有严重影响，因其超泄能力极低，进口处如有崩石削减过流断面时，即有库水位骤升翻坝的可能，存在防洪平安隐患。无
41、放空设施，影响大坝的检查和维护。该工程无大坝变形、渗压等必要的大坝平安观测设施，不利于大坝风险的事前防范。根本无管理房，进坝道路需要修整。工程质量评价根据?四川省宁南县竹寿水库工程竣工验收报告?和竣工图纸得知，水库建设期很长，设计方案曾做过几次修改，局部资料对坝体结构的说明前后不一致，局部图纸标注尺寸互相矛盾。更为重要的是，施工填筑坝料来源与设计料源不一致，未对此作试验论证工作，是一个重大失误。施工方法和质量控制根本符合工程建设程序，但实际使用的筑坝材料未经试验，本次地勘发现，坝壳料有架空现象。溢洪道进口高边坡未处理，常有岩块崩落在溢洪道侧埝内及洞室溢洪道口，对泄洪平安有威胁，存在平安隐患。防
42、渗心墙上下游过滤构造不清楚，心墙顶高程低于设计洪水位，且防浪墙未嵌入到粘土心墙中，不能防止库水沿结合面渗流，潜伏不平安因素。运行管理评价竹寿水库机构和管理制度健全，但大坝观测设施不符合要求，运行期曾经出现洪水将要漫顶的险情，水库抢险公路质量差，水库管理房以及设施不齐备。防洪标准复核复核后最大洪水流量为673.00 m3/s，较原设计大162 m3/s；复核后最大下泄流量为591 m3/s，较原来大227 m3/s。经水文复核后计算：设计洪水位风浪平安加高后所需防洪高程为，校核洪水位风浪平安加高后所需防洪高程为，均高于现有防浪墙顶高程。因此大坝不能满足防洪平安要求。本次水位复核后，隧洞进口水深小
43、于直强高度，水流能顺畅通过洞口，形成无压流，但是隧洞净空比不满足要求。再隧洞入口和出口处都有掉落的石块，边坡稳定性较差，可能堵塞进出口。尤其在进口处，还有漂浮的树枝等杂物，严重阻碍水流过堰。竹寿水库属小一型水库，大坝为多种土质坝，最大坝高60m，坝长173m。坝顶高程m，水库总库容1106万方，有效库容979万方。根据水利部SL252-2000?水利水电工程等级划分及洪水标准?的规定，竹寿水库属等枢纽工程，主要建筑物为3级，设计时水库采用100年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核。结构平安评价坝体结构平安：稳定渗流期和非渗流稳定期，上游坝坡平安系数K都满足标准要求，但是下游坝坡平安系数K都不
44、满足标准要求。即10种工况中有6种不满足标准要求，存在极大的稳定性平安隐患。心墙顶高程为, 低于设计水位和校核水位分别为和。防浪墙在非常运用条件下,抗倾覆平安系数小于标准规定的允许值1.4, 抗滑动平安系数小于标准规定的允许值1.10；正常运用条件下,抗倾覆平安系数小于标准规定的允许值1.5； 抗滑动平安系数小于标准规定的允许值1.25，防浪墙存在倾覆,滑动的危险。溢洪道结构平安：溢流堰泄流能力和侧槽边墙衬砌高度满足要求。隧洞进口水深小于直强高度，水流能顺畅通过洞口，形成无压流，但是隧洞净空比不满足要求。溢洪道消能结构，在设计、校核流量作用下消力池长度均满足要求。溢洪道建于坚硬的石英砂岩之中，
45、裂隙很发育，沿坡可见密集的张开裂隙，沿程均可见碎落的石块，其粒径从2cm40cm不等。进口坡面上有宽约2cm5cm的裂隙。据水库管理人员称，“特大地震期间，掉块数量增多，粒径也增大，随时去除，随时掉落。在进口堰上缘，密集地浮着漂浮树枝、树杆，阻碍水流过堰，现象极为严重。隧洞出口处亦有碎块，但没有进口处严重。溢洪道进口边坡存在稳定性隐患，需要进行边坡加固。渗流平安评价坝体渗漏量较小，根本满足标准要求。大坝设计洪水位高程2406.55高于心墙顶高程2406.40，不满足标准要求。观测点数量不够，且至今大局部观测仪器已经损坏，急需修复。观测所得浸润线较计算所得浸润线高，那么渗漏量较计算所得大，存在渗流平安隐患。大坝下游约15m右岸坡脚有一片湿地，且面积一直没有扩大，可能存在绕坝渗漏平安隐患。抗震平安复核按1/400万?中国地震动参数区划图?，竹寿水库库区地震动反响谱