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1综合说明1.1基本情况1.2水文(1)水文气象特征旧铺水库所处地区属长江中下游流域,为亚热带季风区,四季分明,气候温和,雨量丰沛。流域多年平均气温16.8℃,无霜期260天;参照附近雨量站多年水文资料,该流域多年平均年降水量1383mm,多年平均径流深662mm,多年平均径流量75.46万里多年平均4—9月份降水量占全年的73%,最大24小时降水量241.4mm(1965年6月27日),最大年降水量2211mm(1983年),最小年降水量为902mm(2006年)。(2)设计洪水根据资料条件,本次设计洪水采用暴雨途径,按《湖北省暴雨径流查算图表》所推荐的方法,通过多种途径综合比较,采用合理的方法确定。①设计暴雨本次设计洪水依据《湖北省暴雨径流查算图表》的方法和《湖北省暴雨统计参数图集》的成果(以下简称《图表》和《图集》)推算设计暴雨,进而推算设计洪水。为安全起见,本次取《图集》中成果作为本次洪水计算的依据。②产流、汇流产流按设计净雨扣除稳渗的方法推求。地表汇流计算采用瞬时单位线法,地下径流过程按有关公式计算。③设计洪水采用单位线法、推理公式法二种途径进行设计洪水计算,洪峰流量及洪量相差不大。由于瞬时单位线法产汇流计算更符合流域洪水特性,因此,小流域设计洪水用瞬时单位线法的设计成果较合理。表1-1洪峰流量计算成果比较表计算方法P=3.33%P=0.333%Qm(m3s)W总(万nf)Qm(m3/s)W总(万d)瞬时单位线法32.6731.8344.6448.72
1推理公式36.5429.9351.1641.80④施工洪水根据施工组织设计,施工导流时段为枯水期12~2月,因部分项目施工在库内死水位条件下进行,为了保证施工方便和安全,需设围堰。根据施工导流建筑物的标准按5年一遇,采用附近金家铺雨量站第一年12月〜第二年2月降雨量。求得施工期5年一遇降水量168.3mm,用径流系数法求得相应来水量为5.76万推求的相应水位为9.23m。1.1工程地质1.2工程任务和规模1.3.1工程建设的必要性旧铺水库地处英山县孔家坊乡陈家埼村,水库设计灌溉面积为850亩,现灌溉面积300亩,养殖水面46亩,是当地重要的水利枢纽工程。水库坝高超过15米,上下游水头差也超过10米,该水库直接保护下游孔家坊乡陈家埠村等4个村庄、5000亩耕地、6700人,在当地防汛抗旱地位重大。水库一旦失事洪水将直逼下游村镇,冲毁和淹没多数耕地,危及人民的生命财产安全。根据水库在运行过程中存在的问题及水库大坝安全评价中发现的问题,水库大坝安全鉴定结论属三类坝,水库一旦失事,将给下游人民的生命财产造成巨大经济损失,因此对水库进行除险加固势在必行。该水库除险加固后,可根本消除大坝存在的安全隐患,保障大坝及下游乡镇、交通干线的防洪安全,可恢复设计灌溉面积,提高其兴利效益,因此该工程除险加固获得的经济效益和社会效益会是十分明显的。1.4.2洪水调节根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),旧铺水库属小(二)型水库,工程等别为V等,主要建筑物为5级,总库容为27.16万水库设计按30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。本次设计起调水位为正常蓄水位9.70m,相应库容8.30万对不同标准洪水进行调洪计算,计算结果为水库设计洪水位为12.96m,校核洪水位为13.86m。
21.1工程设计1.2.1设计依据(1)工程等别及防洪标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,旧铺水库属小(二)型水库,工程等级V等,永久性主要建筑物大坝、输水管为5级建筑物。水库的防洪标准按30年…遇洪水设计,相应水位为12.96m,300年--遇洪水校核,相应水位为13.86m,消能防冲建筑物按10年一遇洪水设计。1.3金属结构及电气1.4施工组织设计1.5程占地及移民拆迁1.6程管理1.7环境保护1.11水土保持1.12工程概算1.13经济评价2水文2.1概况旧铺水库位于英山县孔家坊乡陈家埼村,水库拦截潘水水系西河支流。承雨面积1.14km:原设计总库容28.4万武,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小(2)型水利枢纽工程,本工程于1959年10月动工兴建,1960年4月建成。根据工程所在地1/10000地形图,经复核,旧铺水库坝址流域参数与水库整编资料时的洪水复核采用参数相当,为保持资料的延续性,仍利用原整编资料所提供的洪水复核参数,见下表2T。表2-1坝址流域参数表指标水库承雨面积F主河道长L主河道坡降J
3数量1.14km21.0km38%o2.1水文气象特征旧铺水库所处地区属长江中下游流域,为亚热带季风区,四季分明,气候温和,雨量丰沛。流域多年平均气温16.8℃,无霜期260天;参照附近雨量站多年水文资料,该流域多年平均年降水量1383mm,多年平均径流深662mm,多年平均径流量75.46万淀,多年平均4—9月份降水量占全年的73%,最大24小时降水量241.4mm(1965年6月27日),最大年降水量2211mm(1983年),最小年降水量为902mm(2006年)。2.2防洪标准旧铺水库原设计洪水标准为:30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),水库设计洪水标准为30~20年(重现期),校核洪水标准为300〜200年(重现期)。I日铺水库地处英山县孔家坊乡陈家埼村,是当地重要的水利枢纽工程,水库坝高超过15米,上下游水头差也超过10米,该水库直接保护下游孔家坊乡陈家埼村等4个村庄、5000亩耕地、6700人,在当地防汛抗旱地位重大。水库一旦失事洪水将直逼下游村镇,冲毁和淹没多数耕地,危及人民的生命财产安全。原安鉴阶段设计洪水标准满足现行规范要求,因此本次初设防洪标准仍然采用30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。2.34设计暴雨本次设计洪水依据《湖北省暴雨径流查算图表》和《湖北省暴雨统计参数图集》(以下简称《图表》和《图集》)推算设计暴雨,进而推算设计洪水。为安全起见,本次采用《图集》中取大值成果作为洪水计算的依据。2.44.1点雨量查《图表》和《图集》,旧铺水库位于水文气象分区第I区,根据所在流域中心位置查暴雨等值线图,取值如表2-2。表2-2点雨量参数表H10,点=18Cv=0.34Cs=3.5CvHlh点=48Cv=0.38Cs=3.5Cv
4H6h点=88Cv=O.40Cs=3.5CvH24h点=138Cv=O.50Cs=3.5Cv按全省统一标准Cs=3.5Cv,查皮尔逊in型频率曲线模比系数表,各种频率不同点雨量计算见表2-3。表2-3点雨量计算成果表p(%)HiofHi小时He小时电小时1()26.272.4134.9229.13.3331.789.3168.7301.70.33342.2121.9234.1449.92.4.2面雨量计算1、不考虑递减系数时面雨量计算由于旧铺水库控制流域面积F=L1妹/aOkm?,面积较小,计算面雨量时直接以点代面,计算时也不作形状改正,面雨量成果见表2-4。表2-4不考虑递减系数时面雨量计算成果表频率闾H10'面Hlh面H6h面H24h面1026.272.4134.9229.13.3331.789.3168.7301.70.33342.2121.9234.1449.92、考虑递减系数后面雨量计算面雨量递减系数计算公式10'53.3389.3131.9168.70.333121.9181.9234.22.4.3设计净雨过程1、计算时段:At=0.5小时,。=6小时,雨型分布见下表2-6。表2-6At=0.5小时,tc=6小时设计雨型时段123156789101112占一小时%3862占(h3-h.)%21.735.526.616.2占(HHL)%1617182015142、初损计算:由于流域面积小于20km2,根据《图表》规定,净雨过程采用最大6小时雨量不扣初损只扣稳渗。3、稳损计算:fe=O.0615XR?6'Rt=H,ll(„-22.5,经计算见下表:表2-7稳渗Fc计算成果表P(%)103.330.333Fc(mm)1.591.912.484、净雨过程计算:净雨过程计算见表2-8。表2-8设计净雨过程计算表P=10%P=3.33%P=0.333%Th设I.h设I,h&I14.63.85.94.98.47.124.94.16.35.38.97.735.24.46.65.79.48.245.85.07.46.410.59.257.36.59.28.313.011.8611.911.115.114.221.320.0727.526.733.933.046.345.1844.944.155.454.475.674.398.98.211.310.415.914.7105.44.76.95.99.78.5114.33.55.54.67.86.6124.03.35.24.27.36.1合计134.9125.4168.7157.3234.2219.32.5设计洪水2.5.1瞬时单位线法
6按《图表》中瞬时单位线法的计算。1、地区综合参数旧铺水库根据水文分区位于第I区,流域面积F=L14km,和主河道坡降L=l.Okm,J=38%o,瞬时单位参数采用如下:m,=l.38XF027XL02,6XJ0185n=0.34XF035XJ01计算可得:mi=0.729n=0.5122、参数的非线性改正参数的非线性改正同样采用查算《图表》法求得。J=38%。〉15%。,f=F/L2=l.14>0.4,属扇形山区,根据《图表》公式及其说明,即造峰历时:0.35XFd52=0.375小时,造峰雨强:ip-HtR/tR0j=J=3/F〃=3.25mH^XO.2x,X(50/ip)x因、大于50mm/小时时,m随雨强改变的趋势不甚显著,采用人=入?,当i“超过100mm/小时,按当i.=100nm/小时代入公式计算。通过。渣《图表》表1—2、表1—3,得3=0.64,3=0.3,因《图集》中规定当设计雨强超过10毫米/小时时,对参数ml外延需做非线性改正,经计算得即值如下。表2-9水库洪水过程线参数成果表PP=10%P=3.33%P=0.333%Ip110.7135.2182.0Ip(采用值)100100100mH0.2110.2110.211K0.4130.4130.4133、时段单位线的确定h亳米净雨时段单位线为:u(At*t)=[S(t)-S(t-At)]q(At,t)=FhX[u(At,t)]/(3.6At)S(t)为参数n、k的函数,查S(t)曲线表值,可得相应u值,然后按照At=O.5小时、净雨h=lmm计算时段单位线,计算成果见下表2T0。表2-10时段单位线计算成果表
7时段(zlt=O.5h)q(At.t)tP=10%P=3.33%P=0.333%00.5560.5560.55610.0610.0610.06120.0140.0140.01430.0030.0030.0034,地表径流过程计算地表径流过程线:计算过程见表2-11〜表2-13。
8表2-11P=10%地表径流计算表时段q(A1.1)3.84.14.45.06.511.126.744.18.24.73.53.3Qs(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)10.0000.00.0020.5562.130.02.1330.0610.232.290.02.5240.0140.050.252.450.02.7650.0030.010.060.272.770.03.1160.010.060.303.620.03.9970.010.070.406.200.06.6880.010.090.6814.850.015.6490.020.161.6324.520.026.32100.030.372.694.530.07.63110.080.620.502.590.03.78120.130.110.281.970.02.50130.020.070.221.812.11140.010.050.200.26150.010.050.06160.010.01表2-12P=3.33%地表径流计算表时段q(At.t)4.95.35.76.48.314.233.054.410.45.94.64.2Qs(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)10.0000.00.0020.5562.750.02.7530.0610.302.950.03.25
940.0140.070.323.160.03.5550.0030.010.070.353.570.04.0060.020.080.394.610.05.0970.020.090.517.880.08.4980.020.120.8618.340.019.3490.020.202.0130.250.032.49100.040.463.325.770.09.59110.100.760.633.310.04.80120.160.150.362.540.03.21130.030.080.282.342.73140.020.060.260.34150.010.060.07160.010.01表2T3P=0.333%地表径流计算表时段q(At.t)7.17.78.29.211.820.045.174.314.78.56.66.1Qs(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)10.0000.00.0020.5563.970.03.9730.0610.444.260.04.6940.0140.100.474.550.05.1150.0030.020.110.505.130.05.7660.020.110.566.550.07.2570.020.130.7211.150.012.0280.030.161.2225.070.026.4890.040.282.7541.330.044.40
10100.06111213141516
110.634.538.180.013.410.141.040.904.710.06.790.220.210.523.670.04.620.040.120.40工383.950.030.090.370.490.020.090.110.020.02
125、地下径流计算退水指数B=0.133F028=0.128地面径流过程线底宽T=T(+D-At式中:D一时段单位线底宽当t〈T时,Qt=Q„+(QrQo)Xt/Tt〉T时,Qt=QgXe*9(t'T>式中Q—地下径流t时段流量Qo=0.021Xfc'hXFQk=[fcXtcXF/3.6-(T/2-1/P)XQo]/(T/2+1/B)fc-稳损值计算到Qt=Q。即可。地下径流过程计算成果见表2-14。表2-14水库地下径流计算参数成果表p=(%)103.330.333D(h)2.52.52.5T(h)888fc(mm)1.591.912.48Qo(m7s)0.040.050.07Q«(mVs)0.270.320.42tQt00.040.050.0710.050.070.0920.070.080.1130.080.100.1340.100.120.1650.110.140.1860.130.150.2070.140.170.2280.150.190.2490.170.200.27100.180.220.29110.200.240.31120.210.260.33130.230.270.35140.240.290.38150.250.310.40160.270.320.42
136、设计洪水将各时段的地表径流加上相应时段的地下径流,即为洪水过程,具体见表2-15。表2-15水库设计洪水过程时段P=10%P=3.33%P=0.333%10.040.050.0722.182.824.0632.593.344.8042.843.655.2553.214.125.9164.115.237.4276.808.6412.22815.7819.5126.70926.4832.6744.64107.809.8013.67113.975.027.07122.703.454.93132.332.994.28110.490.610.84150.300.360.48160.260.320.42170.270.320.422.5.2推理公式法设计面雨量和前面介绍的瞬时单位线法相同。1、洪峰流量的计算Q产勺(?卢(S尸尸一K4MT=0.278式中:Qm:洪峰流量&、k2,k3,k,:暴雨递减指数n的函数,可查表取值S:雨力,与暴雨递减指数n和汇流历时有关0:与流域长度和比降有关0=上八32、暴雨递减指数n和雨力S的计算
14面递减指数按照下式计算:l〈tV6小时n尸1+0.558XinB।615表2-17设计洪水计算成果比较表计算方法P=3.33%P=0.333%Qm(m3/s)W总(万nf)Qm(m3/s)W总(万mD瞬时单位线法32.6731.8344.6448.72推理公式36.5429.9351.1641.80通过以上两种方法计算成果比较,推理公式计算的洪峰流量与瞬时单位线法计算的成果相比相差在15%以内,洪水总量与瞬口寸单位线法计算成果相比相差在15%以内,但考虑到推理公式法计算较为简洁,分析的洪水次数较少,在小流域的洪水计算中有时结果悬殊较大,而采用瞬时单位线法进行洪水计算实例较多,计算结果与实际也相差不大,计算方法成熟、结果合理,因此本阶段采用洪水成果采用瞬时单位线法计算的成果。2.6施工洪水水库枢纽工程为V等工程,大坝、溢洪道等主要建筑物为5级,导流建筑物为5级。依据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004),导流标准按枯水期5年一遇洪水标准设计。根据施工组织设计,旧铺水库输水管衬砌施工需无水条件下进行,为保证施工安全,需筑围堰拦截该期间的水库来水,确定围堰高程。根据施工安排,输水管衬砌施工安排在第一年12月〜第二年2月之间,利用水库附近金家铺站历年第一年12月〜第二年2月降雨资料。表2-18施工期降雨量表单位:mm年份十二月.月二月合计195829.935.3168.1233.3195962.724.938.3125.919605.934.051.090.9196119.89.546.475.7196237.70.119.056.8196327.049.086.0162.019641.112.798.8112.9196533.014.845.993.7196649.319.752.6121.619670.641.50.042.1196899.156.646.9202.619691.26.559.567.2
16197020.138.078.8136.919712.032.155.189.2197223.632.4157.0213.019730.045.571.0116.5197442.318.369.4130.0197545.28.488.7142.319769.816.016.141.9197752.128.144.5124.7197811.828.043.983.7197942.432.644.4119.419800.936.862.7100.419811.231.057.489.619823.230.328.662.1198320.817.120.558.4198493.06.621.8121.4198518.712.19.340.1198635.819.763.3118.819870.010.676.186.719884.653.598.3156.4198919.033.1199.3251.4199041.842.896.7181.3199138.631.724.194.4199232.573.794.5200.7199311.618.249.879.6199419.668.528.0116.119950.056.410.166.519965.345.563.9114.7199717.256.941.1145.2199813.616.49.139.419991.:i94.937.9137.1200022.287.419.1159.0200159.328.599.1186.920029935.488222.420032545.878.9149.7200420.52991.3140.82005743.781.9132.6200618.554.4133.2206.1200723.691.519.2134.3200818.320.5105.5144.320094441.074.5159.5均值:125mmCv:0.45Cs=2Cv
17根据降雨量资料表278,对第一年12月〜第二年2月降雨资料进行排频,得5年一遇的降雨为168.3mm,根据水库的承雨面积LMKrn?和水文站资料,径流系数采用0.30,得水库施工期的来水总量为5.76万m3,推求的相应水位为9.23m。金家铺站1958-2009年施工期降雨量频率曲线
183工程地质4工程任务和规模4.1工程建设必要性4.1.1工程概况旧铺水库位于英山县孔家坊乡陈家埼村,水库拦截潘水水系西河支流。承雨面积1.14km2,原设计总库容28.4万nA是一座以灌溉为主,兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小(2)型水利枢纽工程,本工程于1959年10月动工兴建,1960年4月建成。水库设计洪水标准为30年-遇洪水设计,300年一遇洪水校核。旧铺水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水管及过坝渠等建筑物组成。根据国家《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,旧铺水库为小(二)型水库,其工程等级为V等,主要建筑物为5级。水库设计灌溉面积为850亩,现灌溉面积300亩,养殖水面46亩。4.1.2除险加固的必要性(略)4.2洪水调节4.2.1建筑物等级水库枢桓工程由大坝、溢洪道、输水管及过坝渠等建筑物组成。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的有关规定,旧铺水库枢纽工程为V等工程,主要建筑物为5级。4.2.2调度方式根据《水库大坝安全评价导则》,旧铺水库溢洪道为开敞式明渠,以堰顶实际高程(即正常高水位)9.70m为起调水位,宽1.6m。本次初设采用以下调度方式:库区降雨洪水入库,库水位超过9.70m时溢洪道开始按泄洪能力自由泄洪。4.2.3库水位〜下泄流量关系曲线因水库没有溢洪道泄水量实测值,本次库水位〜下泄流量成果根据《水力计算手册》
19和《无闸控制溢洪道水力计算》(P58面),当明渠不太长而底坡又较缓,考虑到用明渠
20非均匀流公式进行计算比较麻烦,故仍采用明渠均匀流进行近似计算,虽存在一定的误差,但偏于安全。故本次按缓坡明槽过水流量的水力计算方法来推算库水位与下泄流量的关系。泄流能力计算公式为:1£1Q=ACy[RJ=-R3J2An式中:Q—流量,m7s;C一谢才系数;n—糙率,综合得n=0.02;B一溢洪道过水宽度,取B=L6m;J——溢洪道纵向坡降,取经验值J=l/1000R水力半径,m;A过水断面面积,m2o根据计算,库水位与溢洪道下泄流量关系曲线见表4-1及图1。水位(m)15.0014.0013.0012.0011.0010.00,库水位〜溢洪道下泄流量曲线图11111y.uu()246810泄量(n?/s)表4-1库水位〜溢洪道下泄流量水位(m)9.7010.5011.0012.0013.0014.0015.00泄量Q(m:'/s)0.001.102.064.116.238.3710.524.2.4库水位〜库容关系曲线
21根据原设计资料,旧铺水库库容与水位关系曲线,见表4-2及图2。表4-2库水位〜库容关系曲线表水位(m)6.608.009.7010.2011.5013.1514.0614.70库容(万m3)2.594.528.309.7414.3022.7028.4032.584.3调洪演算因上游父子岭水库汛期下泄水量流入旧铺水库,本次调洪计算将父子岭水库来水与该水库来水同频率叠加调洪。根据综合计算的各种不同频率洪水过程,按照旧铺水库的水位〜库容关系曲线、库水位〜下泄流量关系曲线,按溢洪道自由溢洪进行调洪演算,成果表4-3〜4-5,入库和出库洪水过程线见图3-图5,调洪演算成果汇总见表4-6。表4-3调洪演算表(P=10%设计工况)时段(2dt=0.5h)入库流量Qi(m3/s)父子岭下泄流量Q.;i(m7s)泄量Qi(n)7s)库容V(万一)水位H(m)10.040.000.008.309.7022.180.020.098.499.7732.590.060.288.909.9142.840.090.499.3310.0653.210.130.709.7910.2164.110.170.9210.3210.37
2276.800.241.2911.1510.60815.780.402.2712.9111.10926.480.693.8816.2611.89107.800.874.8818.7012.36113.970.855.0219.0212.43122.700.804.9518.8712.40132.330.754.8318.5912.34140.490.684.6418.1212.25150.300.614.3817.4912.13160.260.554.1216.8812.01170.2703.8716.2611.88流量(m3/s)调洪演算结果图(P=10%)表4-4调洪演算表(P=3.33%设计工况)时段(/t=0.5h)入库流量Qi(m3/s)父子岭下泄流量Q-ji(m3/s)泄量q:(m;7s)库容V(万n?)水位H(m)10.050.000.008.309.7022.820.030.128.559.79:-i3.340.070.379.079.9743.650.120.639.6310.1654.120.170.8710.2210.3465.230.221.1610.9110.5378.640.311.7311.9410.83819.510.512.9814.1311.45
23932.670.864.7018.2612.28109.801.085.9621.2912.87115.021.056.1421.7312.96123.450.996.0821.5812.93132.990.935.9421.2512.86140.610.855.7120.6812.75150.360.765.3919.9212.60160.320.685.0819.1612.46170.3204.7618.4012.30流量(m3/s)调洪演算结果图(P=3.33%)时段(t=0.5h)表4-5调洪演算表(P=0.333%校核工况)时段(zdt=0.5h)入库流量Qi(n)7s)父子岭下泄流量Q;i(m7s)泄量Qi(m7s)库容V(万一)水位H(m)10.070.000.008.309.7024.060.040.178.669.8234.810.100.539.4110.08-45.250.170.8710.2110.3355.920.241.2511.0610.5867.430.321.7812.0410.86712.230.442.6113.4811.27826.720.703.9716.5011.93944.661.236.3322.1713.051013.691.737.8226.4213.74
24117.101.638.0727.1613.86124.961.468.0427.0713.85134.311.307.9226.7213.79140.871.127.6826.0013.68150.510.997.3224.9613.51160.450.896.9723.9313.35170.4606.6122.8713.18流量d/s)调洪演算结果图(P=0.333%)时段(t=0.5h)表4-6调洪演算成果汇总表频率入库最大洪峰出库最大泄量最高水位库容(m/s)(m/s)(m)(万n')初设P=10%27.175.0212.4319.02P=3.33%33.536.1412.9621.73P=0.333%45.898.0713.8627.16安鉴P=3.33%33.5310.8612.5719.75P=0.333%45.8915.5113.3323.84根据调洪演算可知,旧铺水库总库容为27.16万淀,设计洪水位为12.96m,校核洪水位为13.86m,溢洪道最大泄量为8.07n)3/s。
255工程设计三、坝顶加固1、坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)规定,坝顶高程等于静水位与超高之和,应分别按以下运用情况计算后取其大值。设计洪水位(P=3.33%)加正常运用的坝顶超高,校核洪水位(P-0.333%)加非常运用的坝顶超高。超高按下式计算:Y=R+e+A式中:Y——坝顶超高(m);R最大波浪在坝坡上的爬高;e最大风壅水面高度;A——安全超高。2、心墙安全超高根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》(SL189-96)的规定,防渗体顶部高程,应高出在正常运用条件下静水位0.30-0.6m,非常运用条件下不低于非常运用的静水位。3、水库基本参数水库大坝工程特性及坝顶高程复核计算参数见表5-2o表5-2坝顶高程复核计算参数表工况多年平均最大风速W(m/s)风区长度D(m)风向与坝轴线法线的夹角(度)坡度系数m水域的平均水深(m)坝顶高程(m)心墙顶部高程(m)护坡型式设计22.5250452.412.9615.6413.14碎校核15250452.413.864、风浪爬高计算波浪爬高计算,根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001,第A.1.5条的规定,波浪的平均波高周期宜采用莆田试验站公式,公式如下:0.0018(空产5
26黯=0.13向。.7(步严幽皆言}W2Tm=4.438碎式中:3一平均波高,m7;一平均波周期,sW—计算风速,m/s,W设=22.5m/s,W校=15m/s;D一风区长度,m”,“一水域平均水深(m)g一重力加速度,取9.81m/s?对于深水波,即当H20.5%时,简化公式为式中:L,“一平均波长,m;H—坝迎水面前水深,m;正向来波在单坡上的平均波浪爬高可按下式计算:当m=L5〜5.0时R"=\hJm式中:灯一平均波浪爬高,mm一单坡的坡度系数,Ka一斜坡的糙率渗透性系数,根据护面类型查得,护坡取0.90;Kw-经验系数,按表A.1.12-2查得。设计波浪爬高值应根据工程等级确定,4、5级坝采用累积频率为5%的爬高值R*不同累积频率下的波浪爬高R「可由平均波高与坝迎水面前水深的比值和相应的累积频率P(%)按表A.1.13规定的系数XI.84计算求得。表5-3风浪爬高计算结果表水位(m)坝前水深(m)坝坡系数平均波高hm(m)平均波长Lm(m)平均风浪爬高R(m)设计波浪爬高Rp(m)设计洪水位12.962.40.1885.7880.3900.718
27校核洪水位13.860.1213.7100.2340.4305、风壅水面高度计算风沿水域吹过形成的水面升高称为风壅高度,可按下式计算:e=KXW2XDXcosP/(2XgXHm)式中:e一风壅水面高度(m);K—综合摩阻系数,K=3.6X10-6;B—风向与水域中线夹角Hnr—水域的平均水深(m)W一计算风速(m/s)D—从计算点作水域中线(或坝轴中线)的平行线与对岸的交点到计算点的距离(m)6、计算要求坝顶高程表5-4坝顶高程复核计算结果表工况波浪爬高Rp(m)风壅水高e(m)安全加高A(m)计算要求坝高(m)现状坝高(m)加固后判断设计0.7180.0010.514.1815.6415.64满足校核0.4300.0010.314.59满足通过上述计算可知,现状大坝坝顶高程满足规范要求。7、计算要求大坝心墙顶部高程表5-5心墙顶高程复核表工况现状复核加固后判断正常情况13.1410.3013.86满足非常情况13.8613.86满足通过上述计算可知,加固后心墙顶高程满足规范要求。