畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）南陽市方城縣史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目目 錄錄 1 1 綜綜合合說說明明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 5 1.1 緒 言.5 1.2 水 文.7 1.3 地 質(zhì).8 1.4 工程任務(wù)與規(guī)模 .12 1.5 工程布置及主要建筑物 .13 1.6 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu) .15 1.7 消防設(shè)計(jì) .15 1.8 施工組織設(shè)計(jì) .15 1.9 節(jié)能設(shè)計(jì) .16 1.10 工程占地 .17 1.11 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) .17 1.12 水土保持設(shè)計(jì) .17 1.13 工程管理設(shè)計(jì) .18 1.1

2、4 工程投資概算 .19 1.15 經(jīng)濟(jì)評價(jià) .19 1.16 工程特性表 .19 2 2 水水 文文. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 22 2 2.1 流域概況 .22 2.2 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核 .22 2.3 施工期洪水 .29 2.4 年徑流及典型年 .29 2.5 水庫蒸發(fā)、滲漏損失 .30 2.6 水庫泥沙淤積 .30 3 3 工工程程地地質(zhì)質(zhì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 31 1 3.1 概 述.31 3.2 庫區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 .31 3.3 樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件 .32 3.4 天然建筑材料 .36 4 4 工工程程任任務(wù)務(wù)和和規(guī)規(guī)模模. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 37 7 4.1 工程概述 .37 4.2 農(nóng)業(yè)灌溉用水 .37 4.3 水庫調(diào)洪計(jì)算 .38 4.4 水庫壩頂高程復(fù)核 .41 5 5 工工程程布布置置及及建建筑筑物物. . . . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 45 5 5.1 設(shè)計(jì)依據(jù) .45 5.2 除險(xiǎn)加固工程主要內(nèi)容 .46 5.3 大壩除險(xiǎn)加固工程 .47 5.4 溢洪道除險(xiǎn)加固工程 .57 5.5 輸水洞加固工程 .59 5.6 管理設(shè)施完善 .60 6 6 機(jī)機(jī)電電及及金金屬屬結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 61 1 6.1 電氣設(shè)計(jì) .61 6.2 金屬結(jié)構(gòu) .61 7 7 消消防防

5、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 62 2 7.1 消防設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則 .62 7.2 工程消防設(shè)計(jì) .62 8 8 施施工工組組織織設(shè)設(shè)計(jì)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 63 3 8.1 施工條件 .63 8.2 施工導(dǎo)流 .64 8.3 主體工程施工 .64 8.4 施工交通 .71 8.5 施工工廠設(shè)

6、施 .71 8.6 施工總體布置 .72 8.7 施工總進(jìn)度 .73 8.8 施工組織機(jī)構(gòu)及主要技術(shù)供應(yīng) .74 南陽市方城縣史家莊水庫工程位置圖 史家史家 莊莊水庫莊莊水庫 1 1 綜綜合合說說明明 1.1 緒 言 1.1.1 工程概況 史家莊水庫位于南陽市方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊澧河支流上，屬淮河流域沙潁 河水系。水庫控制流域面積 0.4km2，壩址以上河道干流長度 1.5km，平均自然 比降 0.04。水庫下游有下游共有人口 800 人，耕地 500 畝，地理位置重要。史 家莊水庫是一座以防洪、灌溉為主，并可發(fā)展水產(chǎn)業(yè)等綜合利用的小()類水 庫。水庫自建成以來，在改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，保護(hù)下游

7、防洪安全等方面， 發(fā)揮了較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 該水庫于 1973 年 6 月興建，12 月建成，本次初步設(shè)計(jì)復(fù)核水庫總庫容 10.76 萬 m3，其中興利庫容 10.42 萬 m3，死庫容 0.38 萬 m3，實(shí)際灌溉面積 200 畝。 水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和輸水洞等組成。 大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩頂高程為 232.00232.60m，最大壩高 10.8m，壩 頂全長 142m，為土路面，寬 3m，無防浪墻及路沿石。上游壩坡坡率 1:2.32.7，為干砌塊石護(hù)坡，下游壩坡坡率 1:2.32.9，自然草皮護(hù)坡，無 排水溝、排水體。 溢洪道位于大壩右側(cè)，緊鄰壩端，為開敞式明渠。現(xiàn)狀進(jìn)口底

8、高程 230.39m，底寬 13m，最大泄流量 14.4m3/s，總長 56m。目前，溢洪道左側(cè)漿砌 石擋墻破損嚴(yán)重，基礎(chǔ)巖性較差；右岸邊坡不規(guī)整；底部為殘坡積含礫粉質(zhì)粘 土，未護(hù)砌，沖刷破壞嚴(yán)重，不能安全泄洪。 輸水洞位于右壩肩下，為無壓漿砌石拱涵，洞徑 0.50.65m，進(jìn)口底高程 224.85m，最大泄量 0.5m3/s。目前進(jìn)口淤積，斜拉閘門啟閉設(shè)施損壞，啟閉機(jī) 房損毀嚴(yán)重，出口破損。 1.1.2 緣 由 大壩 1973 年建成至今已 40 年，在工程、管理和防汛等諸多方面存在問題， 水庫帶病運(yùn)行，到目前為止在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)許多問題急待解決。 2012 年 8 月，方城縣水利局委托河南省沙

9、潁河勘測設(shè)計(jì)院對大壩進(jìn)行了地 質(zhì)勘察和壩體質(zhì)量檢查，基本查清了存在問題?？辈斐晒砻鳎?史家莊水庫所處位置為低山區(qū)，庫區(qū)巖性主要為下元古界角閃片巖及第 四系殘坡積含礫粉質(zhì)粘土，庫岸山體渾厚，分水嶺以外無深切谷，無較大斷裂 發(fā)育及通往庫外的構(gòu)造破碎帶，不存在庫水滲漏問題。 庫區(qū)山體自然邊坡多為 2040，未有大的滑坡、崩塌體等物理地質(zhì)現(xiàn) 象，庫岸處于穩(wěn)定狀態(tài)。 庫區(qū)巖性為下元古界角閃片巖，表部多呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，第四系堆積物在 庫岸坡腳處以及緩坡上多有分布，山坡植被較差，固體逕流物來源廣，水庫存 在淤積問題。 大壩左壩段 0+0000+025 上部巖性為第四系殘破積粉質(zhì)粘土，滲透系數(shù) k=8.181

10、0-6cm/s，微透水，下部巖性為強(qiáng)-弱風(fēng)化下元古界角閃片巖，巖石透 水率 4.75lu，弱透水；樁號 0+0250+060 壩段壩基巖性為下元古界強(qiáng)風(fēng)化角 閃片巖，巖石透水率 4.08lu，弱透水；樁號 0+0250+060 段存在滲漏問題； 右壩肩壩基巖性為下元古界角閃片巖，巖石呈強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，透水率 7.36lu，弱 透水；樁號 0+1100+140 段存在滲漏問題。 大壩為均質(zhì)土壩，壩頂上部有 4.5m 厚的風(fēng)化砂，分布在壩頂高程 227.50m 以上。粘性土最優(yōu)含水量為 19.15%，最大干密度為 1.720g/cm3；風(fēng)化 砂最大干密度 1.836g/cm3，最小干密度 1.428

11、g/cm3。 壩體壓實(shí)不均勻，按照現(xiàn)行規(guī)范要求，壩體粘性土干密度合格率為 27.3%，風(fēng)化砂壓實(shí)度合格率為 28.6%。建議對壩頂風(fēng)化砂及樁號 0+0250+060 段，高程 230.50m 以下壩體采取合適的防滲處理措施。 輸水洞周圍壩體滲透系數(shù) k=3.6110-4cm/s，中等透水，存在接觸滲漏 問題；輸水洞基礎(chǔ)座于下元古界強(qiáng)風(fēng)化角閃片巖上，巖石弱透水，承載力特征 值 500kpa。 溢洪道左岸巖性為壩體填土，護(hù)砌高度不足，且漿砌石擋墻損壞，建議 進(jìn)行加固處理；底板巖性為含礫粉質(zhì)粘土建議做硬化處理；右岸巖性為下元古 界強(qiáng)風(fēng)化角閃片巖，巖石破碎、松動，邊坡不穩(wěn)定，底板沖刷重，建議對右岸 邊

12、坡進(jìn)行襯砌。 該區(qū)地震動峰值加速度值小于 0.05g，相當(dāng)于地震基本烈度小于度， 動反應(yīng)譜特征周期 0.35s，應(yīng)據(jù)此設(shè)防。 受方城縣水利局委托，依據(jù)水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程 dl502193 和方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊水庫工程地質(zhì)勘察報(bào)告等，我院編制了 此次方城縣史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 。 本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主要任務(wù)是針對水庫目前存在的問題，根據(jù)有關(guān)地質(zhì)、 測量資料及有關(guān)規(guī)范、規(guī)程，進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)。 1.2 水 文 1.2.1 流域概況 史家莊水庫位于南陽市方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊澧河支流上，屬淮河流域沙潁 河水系?？刂屏饔蛎娣e 0.4km2，主河道長 1.5km，河道平均比降

13、0.04。水庫上 游為淺山區(qū)，植被較差，水土流失較嚴(yán)重。 1.2.2 氣 象 史家莊水庫所在區(qū)域?qū)贉貛騺啛釒н^渡地帶，四季分明，氣候變化受季 風(fēng)影響，其特征為：夏季多雨、冬干晴燥、春旱多風(fēng)、秋風(fēng)細(xì)雨，冷暖及旱澇 變化較突出。多年平均氣溫 14.5，極端最低氣溫-16（發(fā)生在 1969 年） ， 全年平均日照時(shí)間 2147.6h，四季中夏季日照時(shí)間最長,冬季最少,全年無霜期 221d，初霜日最早出現(xiàn)在 10 月份，終霜時(shí)最晚出現(xiàn)在 4 月份。該區(qū)多年平均降 水量年際變化大，多年平均降水量為 850mm，年內(nèi)降水不均，69 四個(gè)月的降 水量約占全年的 60%以上，冬季雨雪稀少，約占全年降水量的

14、5%左右。由于降 水時(shí)空分布不均，年內(nèi)年際變化大，易發(fā)生洪澇和旱災(zāi)。 1.2.3 徑 流 史家莊水庫無徑流資料，由河南省水資源 （河南省水文水資源局，2007 年）得史家莊水庫多年平均徑流深為 260mm，多年平均徑流量為 1.04 萬 m3。 1.2.4 洪 水 區(qū)內(nèi)洪水主要由夏季降雨所形成，大洪水一般發(fā)生在 7、8 月份，洪水特點(diǎn) 為：洪峰高、洪量大、歷時(shí)短、陡漲陡落。 （1 1）防防洪洪標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn) 屬小型（）類水庫，工程等別為等，永久性主要建筑物為 5 級，水庫 上游位于山丘區(qū)、壩高為 10.8m，確定設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇，校核洪水 標(biāo)準(zhǔn)采用 200 年一遇。 （2 2）設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)

15、洪洪水水計(jì)計(jì)算算復(fù)核復(fù)核 水庫無實(shí)測水文資料，流域內(nèi)鄰近地區(qū)沒有實(shí)測的洪水流量資料，水庫控 制流域小于 200km2，本次設(shè)計(jì)暴雨洪水依據(jù)河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖 集 （1984 年）進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)與 2005 年版河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集 相比較(比較成果詳見表 2-1)，洪峰流量及洪量值基本一致，且“84 圖集”計(jì) 算結(jié)果略大于“05 圖集” ，為安全起見，本次采用“84 圖集”為計(jì)算依據(jù)，20 年一遇洪水總量為 11 萬 m3，洪峰流量為 13m3/s；200 年一遇洪水總量為 21 萬 m3，洪峰流量為 22m3/s。 （3 3）施施工工期期洪洪水水 根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)

16、計(jì)規(guī)范 （sl-2004） ，該工程臨時(shí)性水工建 筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為年一遇，設(shè)計(jì)采用已經(jīng)批復(fù)的溫莊水庫施工期洪水資料，按 照面積倍比法計(jì)算，史家莊水庫非汛期 5 年一遇洪水總量為 0.87 萬 m3。 1.2.5 泥沙及水庫淤積 水庫目前壩前淤積高程 224.88m，40 年淤積量為 0.25 萬 m3，平均每年淤 積量為 0.0063 萬 m3，剩余死庫容能夠滿足水庫除險(xiǎn)加固后再使用 30 年，因此 本次除險(xiǎn)加固保持原死水位 225.19m。 1.3 地 質(zhì) 1.3.1 庫區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 1 1、工程地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件 史家莊水庫所處位置為低山區(qū)，山體總體走向 nwse，地勢北西高南東

17、 低，自然邊坡多在 2040之間，植被較差。海拔多為 222232m，相對高 差約在 520m 之間。 庫區(qū)河流流向自北西流向南東，河寬 2040m 不等，多呈“u”型谷，河床 兩岸分布第四系堆積物。 分布于庫區(qū)的地層巖性主要為下元古界角閃片巖及第四系松散堆積層。 下元古界角閃片巖(pt1-jsc)：分布于整個(gè)庫區(qū)，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu) 造。巖層產(chǎn)狀：傾向 230，傾角 65。 第四系堆積物：主要為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土，分布于沖溝、坡腳及山 間平緩地段，可塑-硬塑狀態(tài)，含少量碎石，粒徑 2-3cm。 2 2、水文地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件 庫區(qū)地下水類型為基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙潛水。 基巖

18、裂隙水：主要儲存于下元古界角閃片巖中，受構(gòu)造及巖石裂隙發(fā)育 程度的控制，接受大氣降水入滲補(bǔ)給，向分水嶺兩側(cè)及低凹處運(yùn)移排泄。該區(qū) 基巖裂隙水不甚發(fā)育，水質(zhì)較好。 松散巖類孔隙潛水：主要為埋藏于殘坡積含礫粉質(zhì)粘土層中的潛水，水 文地質(zhì)條件簡單，蓄水條件較差，水量較少，與河水的水力聯(lián)系密切。 3 3、庫區(qū)滲漏、庫區(qū)滲漏 庫區(qū)巖性主要為下元古界角閃片巖，庫岸山體渾厚，分水嶺以外無深切谷， 無較大斷裂發(fā)育及通往庫外的構(gòu)造破碎帶，故不存在庫水滲漏問題。 4 4、庫岸穩(wěn)定及固體徑流、庫岸穩(wěn)定及固體徑流 庫區(qū)山體自然邊坡多為 2040，未有大的滑坡、崩塌等物理地質(zhì)現(xiàn)象， 庫岸基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。 庫區(qū)山坡植被

19、差，固體逕流物來源廣，故水庫存在淤積問題。 5 5、水庫地震、水庫地震 根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 ，該區(qū)地震動峰值加速度小于 0.05g，相當(dāng) 于地震基本烈度小于度，動反應(yīng)譜特征周期 0.35s。 1.3.2 樞紐區(qū)工程地質(zhì) 壩址區(qū)地層巖性主要為下元古界角閃片巖及第四系松散堆積層。 下元古界角閃片(pt1-jsc)：分布于整個(gè)壩址區(qū)。風(fēng)化面黃色、灰黃色， 新鮮面灰白、灰綠色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、正、 斜長石、云母，其次為少量的綠泥石、角閃石及黃鐵礦等，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。 巖層產(chǎn)狀：傾向 230，傾角 65。 第四系殘坡積粉質(zhì)粘土(qel+dl)：主要分布于沖溝、坡腳及山

20、間平緩地 段帶。褐黃色，可塑硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較密，含礫石、風(fēng)化巖屑較多，礫石粒 徑一般 210mm，壩軸線部位施工時(shí)右壩肩及河槽處已清除。 壩體土（rq） 砂性填土：該層主要分布在大壩樁號 0+0200+142 段高程 227.50228.10m 以上，填筑材料以礫砂為主，灰黃色，成分主要為含風(fēng)化砂， 含少量礫石。 粘性填土：該層主要分布在高程 227.50228.10m 以下。填筑材料以粉 質(zhì)粘土為主，褐黃色，可塑硬塑狀態(tài)，含風(fēng)化巖屑、礫石及鐵錳結(jié)核。 1.3.3 壩基工程地質(zhì)條件及評價(jià) 左壩肩自然坡度 40，上部巖性為第四系殘破積粉質(zhì)粘土，厚 5.9m，滲透 系數(shù) k=8.1810-6cm/

21、s，微透水，下部巖性為下元古界角閃片巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度 1.3m，以下為弱風(fēng)化角閃片巖，巖石透水率 4.75lu，弱透水。 河槽段壩基巖性為下元古界角閃片巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度 2.2m，以下為弱風(fēng)化巖 石，巖石透水率 4.08lu，弱透水。現(xiàn)場查看該段下游壩坡處有滲水明流，壩下 游形成沼澤及積水坑。通過進(jìn)行野外鉆孔注水試驗(yàn)，該段壩體土滲透系數(shù) 3.61104cm/s，屬中等透水，存在滲漏問題。 右壩肩山體自然坡度 40，壩基巖性為下元古界角閃片巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度 1.82.7m，以下為弱風(fēng)化巖石，巖石透水率 3.864.67lu，弱透水?，F(xiàn)場查 看該段下游壩坡處有滲水明流，壩下游形成沼澤及積水坑。通過野外鉆

22、孔注水 試驗(yàn)，該段壩體土滲透系數(shù)為 2.79104cm/s，屬中等透水，存在滲漏問題。 1.3.4 壩體質(zhì)量檢查及評價(jià) 該水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高 10.8m，壩長 142m。壩頂有 4.5m 厚的風(fēng) 化砂，分布在壩頂高程 227.50m 以上。高程 227.5m 以下填筑材料為粉質(zhì)粘土。 通過對壩體填筑材料取樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)和相對密度試驗(yàn)，粘性土最優(yōu)含水量為 19.15%，最大干密度為 1.72g/cm3；風(fēng)化砂最大干密度 1.836g/cm3，最小干密 度 1.428g/cm3。 根據(jù)小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sl189-96，粘性土壓實(shí) 度應(yīng)為 9597%，非粘性土的相對密度

23、不低于 0.70，因此粘性土質(zhì)量評價(jià)以壓 實(shí)度的 95%(1.634g/cm3)，風(fēng)化砂以相對密度 0.70 進(jìn)行評價(jià)。 本次大壩質(zhì)量檢查沿壩軸線布設(shè)鉆孔 5 個(gè)，取原狀土樣 25 件，由室內(nèi)土工 試驗(yàn)成果，粘性土填筑料干密度范圍值 1.5591.662g/cm3，均值 1.620g/cm3，其中 d1.634g/cm3 的占 27.3%，1.634g/cm3d1.60g/cm3 的占 63.6%，d 1.60g/cm3 的占 9.1%。風(fēng)化砂填筑料干密度范圍值 1.6181.708g/cm3，均值 1.661g/cm3； 相對密度范圍值 dr=0.5030.709，均值 0.606，dr0.

24、7 的占總數(shù)的 28.6%。 綜合評定壩體粘性土干密度合格率為 27.3%，風(fēng)化砂壓實(shí)度合格率為 28.6%，壩 體壓實(shí)不均勻，達(dá)不到規(guī)范要求。 壩體土室內(nèi)滲透試驗(yàn)，粘性土填筑料滲透系數(shù) 7.1010-6cm/s；鉆孔注 水試驗(yàn)滲透系數(shù) 7.2610-5cm/s，屬弱透水。樁號 0+025-0+060 段 230.50m 高 程以下壩體滲透系數(shù)為 3.6110-4cm/s，中等透水，該段壩體存在滲漏問題。 風(fēng)化砂填筑料滲透系數(shù) 4.4310-4cm/s；鉆孔注水試驗(yàn)滲透系數(shù) 3.8910- 4cm/s，中等透水。 由室內(nèi)試驗(yàn)得出，粘性土填筑料飽和固結(jié)快剪指標(biāo)算術(shù)平均值 c=32.7kpa、=1

25、7.7，小值平均值 c=31.4kpa、=17.0。風(fēng)化砂填筑料 自然快剪指標(biāo)算術(shù)平均值 c=0.0kpa、=30.8，小值平均值 c=0.0kpa、=29.4。 壩體土現(xiàn)狀呈中等壓縮性。 1.3.5 溢洪道及輸水洞工程地質(zhì)條件及評價(jià) 溢洪道右岸山體巖性為下元古界角閃片巖；左岸與壩體連接段為漿砌石擋 墻，破損嚴(yán)重，墻基和溢洪道底部巖性為殘坡積含礫粉質(zhì)粘土，未硬化，不能 安全泄洪。 輸水洞頂部壩體填料含礫粉質(zhì)粘土，干密度平均值 d=1.62g/cm3，壓縮 系數(shù) v1-2=0.24mpa-1，中等壓縮性；洞周壩體滲透系數(shù) k=2.7910-4cm/s， 中等透水。輸水洞基礎(chǔ)座于強(qiáng)風(fēng)化角閃片巖上，

26、巖石透水率 4.67lu，弱透水， 巖體穩(wěn)定，巖石承載力特征值 fak=500kpa。 1.3.6 天然建筑材料 土料場位于大壩下游左岸，土層厚 3m，可采量達(dá) 2.5 萬 m3。開采條件良好， 人工或機(jī)械開采均可，運(yùn)距 1km。 因當(dāng)?shù)責(zé)o粗砂，石料達(dá)不到使用要求，故設(shè)計(jì)砂、石料外購。砂料選自拐 河鎮(zhèn)白灣村砂場，運(yùn)距約 10km；石料選用楊集鄉(xiāng)大河口石料場石料，運(yùn)距約 15km，交通便利，儲量及質(zhì)量滿足要求。 1.4 工程任務(wù)與規(guī)模 1.4.1 工程概況 史家莊水庫位于南陽市方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊澧河支流上，屬淮河流域沙潁 水系。水庫控制流域面積 0.4km2，壩址以上河道干流長度 1.5km，平

27、均自然比 降 0.04?？値烊?10.76 萬 m3，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合 開發(fā)利用的小型()類水庫。 水庫下游有 0.08 萬人和 0.05 萬畝耕地，水庫地理位置重要，安全問題關(guān) 系重大。水庫實(shí)際灌溉面積 200 畝，灌溉效益顯著。 1.4.2 農(nóng)業(yè)灌溉用水 史家莊水庫設(shè)計(jì)灌溉面積 200 畝。灌區(qū)內(nèi)主要農(nóng)作物有小麥、玉米等，復(fù) 種指數(shù) 1.7，其中小麥 70%，玉米 75%，其它作物及蔬菜 25%。 按照灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范 （gb50288-99）規(guī)定，本次設(shè)計(jì)灌溉保證率取 75%。根據(jù)灌溉制度和灌水定額分析，75%年份灌溉需水量為 5.21 萬 m3。 根據(jù)水量調(diào)

28、節(jié)計(jì)算，除險(xiǎn)加固后，保證率 75%時(shí)水庫來水量為 5.82 萬 m3， 扣除損失后尚有 5.22 萬 m3，基本滿足灌溉要求。 1.4.3 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算 根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)gb50201-94 和水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) sl252-2000，本次加固標(biāo)準(zhǔn)為：20 年一遇設(shè)計(jì)和 200 年一遇校核。 水庫溢洪道位于大壩左側(cè)，為開敞式短明渠。現(xiàn)狀溢洪道底高程 230.39m，底寬 13m，總長度 56m。溢洪道過流能力按寬頂堰流公式計(jì)算。 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算根據(jù)水量平衡方程，用試算法逐時(shí)段作調(diào)洪演算，經(jīng)計(jì)算， 水庫 20 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為 231.16m，最大下泄流量 7.1m3/s；200 年一遇

29、校 核洪水位為 231.65m，最大下泄流量 14.4m3/s。 1.4.4 壩頂高程復(fù)核 史家莊水庫現(xiàn)狀壩頂高程為 232.50m，設(shè)計(jì)修建防浪墻頂高程為 233.10m。 按照小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則有關(guān)規(guī)定，壩頂高程等于水 庫靜水位與超高之和，經(jīng)計(jì)算各工況水庫靜水位加壩頂超高后高程均小于防浪 墻頂高程。因此，史家莊水庫壩頂高程定為 232.50m，防浪墻頂高程為 233.10m 是合理的。 1.4.5 工程規(guī)模 水庫經(jīng)除險(xiǎn)加固后，校核洪水位 231.65m，水庫總庫容 10.76 萬 m3；設(shè)計(jì) 洪水位 231.16m；興利水位 230.39m，興利庫容 7.5 萬 m3；死

30、水位 225.19m，死 庫容 0.38 萬 m3。 1.5 工程布置及主要建筑物 1.5.1 工程等別及建筑物級別 史家莊水庫總庫容 10.76 萬 m3，按照防洪標(biāo)準(zhǔn) （gb50201-94）及水 利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) （sl252-2000）規(guī)定，屬小()型水庫，工程 等別為等，其主要建筑物水庫大壩、溢洪道、輸水道及次要建筑物均為 5 級， 施工圍堰等臨時(shí)建筑物為 5 級。 根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn) （gb50201-94）的有關(guān)規(guī)定，水庫大壩、溢洪道等設(shè)計(jì)洪 水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇；臨時(shí)導(dǎo)流建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)， 土石圍堰按非汛期 5 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 1.

31、5.2 工程存在的主要問題 （1）大壩迎水坡干砌石護(hù)坡塊石粒徑小，風(fēng)化、松動、脫落嚴(yán)重，無墊層， 坡面局部凹陷；壩頂凹凸不平，無防浪墻及路沿石；背水坡有滲水現(xiàn)象，坡面 排水設(shè)施不完善，壩腳排水體不能滿足要求。 （2）溢洪道進(jìn)口不規(guī)整，護(hù)砌不完善，地質(zhì)條件差，不能安全泄洪。 （3）輸水洞進(jìn)口淤積，出口損毀，啟閉設(shè)備損壞，閘房破壞，不能正常使 用。 （4）無大壩安全監(jiān)測及管理設(shè)施。 1.5.3 除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì) （1）大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) 壩頂改造 此次加固壩頂高程為 232.50m，全長 142m，壩頂寬度規(guī)整為 3m。壩頂路面 改造寬度 2.45m，采用泥結(jié)碎石路面，厚 20cm，坡向下游；上游側(cè)

32、修建 c20 砼 防浪墻，寬 30cm，高出壩頂 60cm，墻頂高程 233.10m；下游側(cè)設(shè) c20 砼路沿石， 寬 20cm，高出壩頂 20cm，埋深 40cm。 迎水坡護(hù)砌 采用 c20 現(xiàn)澆砼板對迎水坡死水位至壩頂間進(jìn)行護(hù)砌，每塊板平面尺寸 2.02.0m，厚度 12cm，板間填無沙砼，板下鋪碎石墊層厚 20cm。 下游壩坡加固 對下游坡進(jìn)行整平處理，并植草皮護(hù)坡。增設(shè) c20 砼岸坡排水溝，底寬 30cm，深 30cm，邊坡 1:1。壩腳設(shè)貼坡排水體，頂高程 228.07m，由外到內(nèi)設(shè) 干砌石厚 40cm、卵石層 20cm、碎石層 20cm。 大壩觀測設(shè)施完善 變形觀測選擇 2 個(gè)觀

33、測橫斷面，在樁號 0+050 和 0+100 斷面下游壩坡高程 232.00m 處各一處，設(shè)變形觀測點(diǎn)位 2 處。大壩右岸岸坡設(shè) 1 個(gè)工作基點(diǎn)和 1 個(gè)校核基點(diǎn)，其位置與觀測點(diǎn)共線。 防滲處理 采用粘土斜墻防滲，回填粘土的壓實(shí)度不小于 0.96，回填時(shí)嚴(yán)格控制含水 率。 （2）溢洪道加固設(shè)計(jì) 本次除險(xiǎn)加固對溢洪道進(jìn)行疏浚，規(guī)整進(jìn)口段，對岸坡及底板進(jìn)行護(hù)砌。 溢洪道加固設(shè)計(jì)分進(jìn)口段、控制段、出水渠段三部分，總長 16m，設(shè)計(jì)最大泄 量 14.4m3/s。 進(jìn)口段（0+0000+002）底部高程 230.09m，底寬 13m，矩形斷面，底板采 用 c20 砼護(hù)砌，厚 20cm；右岸導(dǎo)流墻采用 c

34、20 砼重力式擋墻，與右岸山坡間回 填至壩頂高程。對左岸現(xiàn)狀擋墻采用 c20 砼護(hù)砌，厚 20cm，基礎(chǔ)埋深 50cm，護(hù) 砌高度以現(xiàn)狀擋墻高度為準(zhǔn)。 控制段（0+0020+006）底板高程 230.39m，底寬 13m，矩形斷面，底板采 用 c20 砼護(hù)砌，厚 50cm；右岸側(cè)墻采用 c20 砼重力式擋墻，頂部高程 232.50m。左岸現(xiàn)狀擋墻采用 c20 砼護(hù)砌，厚 20cm，基礎(chǔ)埋深 50cm，護(hù)砌高度 以現(xiàn)狀擋墻高度為準(zhǔn)，但不得低于壩頂高程?？刂贫纹鸲思澳┒嗽O(shè)齒墻。 出水渠段（0+0060+016）縱坡 1:15，起始端底板高程 229.89m，末端底 板高程 229.22m，底寬 1

35、3m；左岸現(xiàn)狀擋墻采用 c20 砼護(hù)砌，厚 20cm，基礎(chǔ)埋 深 50cm，護(hù)砌高度以現(xiàn)狀擋墻高度為準(zhǔn)；底板和右岸不護(hù)砌，只整修疏浚。 出水渠下游為自然溝道，已遠(yuǎn)離大壩，不再進(jìn)行處理。 溢洪道底板、側(cè)墻及護(hù)坡分縫處填閉孔低發(fā)聚乙烯泡沫板。出水渠段設(shè)排 水孔，采用 50mmpvc 排水管，外包反濾布，間距 2m，呈梅花形布置。 （3）輸水洞加固設(shè)計(jì) 對輸水洞出口按原斷面進(jìn)行修復(fù)加固。更新斜拉閘門，配套啟閉設(shè)施，新 建啟閉機(jī)房，面積 12.44m2。 （4）管理設(shè)施完善 水庫目前無管理用房和防汛倉庫，不能滿足運(yùn)行管理要求，需新建管理用 房面積 40m2。 1.6 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu) 1.6.1 電氣

36、為方便管理房和啟閉機(jī)房用電，從史家莊村上引低壓線路供電即可。 為防止直擊雷侵害，在管理房屋頂明敷避雷帶，利用建筑物的柱中的主鋼 筋作為防雷引下線，不再專設(shè)接地線。 1.6.2 金屬結(jié)構(gòu) 史家莊水庫輸水洞進(jìn)口設(shè)斜拉閘門，閘門選用 pgz0.50.5m，啟閉機(jī)選用 ql 型 2t 手電兩用螺桿啟閉機(jī)。 1.7 消防設(shè)計(jì) 消防設(shè)計(jì)貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”和確保重點(diǎn)、兼顧一般的原則，分 清主次，以易引起火災(zāi)部位為重點(diǎn)，采取措施加以預(yù)防。 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程消防范圍包括管理所、防汛倉庫等。管理所建筑 面積 40m2，按民用建筑防火要求設(shè)置消防器材，采用承重墻隔離，并配備手提 式泡沫滅火器。防汛倉庫

37、儲藏有防汛物質(zhì)，火災(zāi)危險(xiǎn)性類別按丁類，因其為重 要的防汛物資儲藏場所，耐火等級應(yīng)按二級設(shè)計(jì)。采用承重墻隔離，并配備手 提式干粉滅火器。 1.8 施工組織設(shè)計(jì) 1.8.1 施工條件 有鄉(xiāng)村路通往史家莊水庫壩區(qū)。工程施工所需施工設(shè)備、建筑材料均可經(jīng) 此運(yùn)到工地。施工用水可由水庫引用，用電可就近從村上接線，用房可在水庫 右岸空地修建。生活用水就近從村上引用。 史家莊水庫屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬長春短，一年的施工 期較長，對工程施工有利。 1.8.2 施工導(dǎo)流 史家莊水庫控制流域面積較小，除險(xiǎn)加固工程施工盡量安排在枯水期，修 筑臨時(shí)導(dǎo)流圍堰。 1.8.3 主體工程施工 大壩加固主要內(nèi)容及施

38、工順序?yàn)椋赫惩列膲Ψ罎B加固；上游壩坡砼板 護(hù)坡；下游壩坡鋪設(shè)草皮護(hù)坡，增設(shè)排水溝和貼坡排水；壩頂改造，重建 防浪墻和路沿石；增設(shè)觀測設(shè)施；其它工程。 溢洪道主要是土石方開挖及底板、側(cè)墻護(hù)砌等。土石方開挖要準(zhǔn)確放樣， 確定開挖起始邊線，施工中須注意邊坡，嚴(yán)防塌滑危及安全，挖至基底要組織 驗(yàn)槽，做到位置正確、尺寸準(zhǔn)確。開挖廢棄料運(yùn)至指定棄渣場。 重建斜拉閘門是在原建筑物的基礎(chǔ)上進(jìn)行，構(gòu)拆除設(shè)備時(shí)盡可能減少對保 留部分的震動和沖擊，以免造成不應(yīng)有的損失。要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工， 確保新、老建筑物接合部的施工質(zhì)量。 1.8.4 施工總體布置 施工總布置遵循“因地制宜、因時(shí)制宜，有利生產(chǎn)、方便生活、

39、易于管理， 安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，妥善處理施工場地內(nèi)外關(guān)系，為確保工程質(zhì)量、 加快工程進(jìn)度、提高經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造良好條件。 本工程施工場區(qū)總體布置分散安排，統(tǒng)一管理，充分利用水庫管理范圍內(nèi) 的場地，布置施工臨建工程，主要分區(qū)為生活區(qū)和施工生產(chǎn)區(qū)。 1.8.5 施工總進(jìn)度 根據(jù)本次除險(xiǎn)加固工程規(guī)模和施工場地條件，計(jì)劃總工期為 8 個(gè)月。 1.9 節(jié)能設(shè)計(jì) 在加固措施中優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低能源使用量。施工中根據(jù)工程量多少、 負(fù)荷大小分別使用功率不同的施工機(jī)械，避免空載、空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，減少 能源浪費(fèi)。運(yùn)行管理期日常辦公充分利用自然光，在滿足照明質(zhì)量的前提下， 優(yōu)先選用高效發(fā)光的熒光燈，采用節(jié)能型

40、開關(guān)或裝置。 在管理房的設(shè)計(jì)中，科學(xué)確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀 體型、間距層高，選用節(jié)能型建筑材料和節(jié)能技術(shù)措施。 1.10 工程占地 本次工程占地主要為臨時(shí)占地，包括溢洪道、壩下游、右壩頭、輸水洞進(jìn) 口斜拉閘門施工臨時(shí)挖壓占地、修建臨時(shí)施工道路占地以及施工生活區(qū)、生產(chǎn) 加工區(qū)占地等，共占地 1 畝。 1.11 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 1.11.1 環(huán)境影響評價(jià) 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程對促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境并 促使其實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)起著積極作用，有利影響主要表現(xiàn)在所獲得的顯著的社會 效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；而不利影響主要表現(xiàn)在施工期會造成小范圍水土 流失以及工程廢渣堆放、施工

41、噪聲和揚(yáng)塵等。施工期的影響是時(shí)段性的，可通 過科學(xué)的管理減小施工對環(huán)境的不利影響。總體來說，該工程從環(huán)境影響角度 來看是可行的。 1.11.2 施工期環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 通過施工區(qū)生活污水、含油廢水、砼拌和系統(tǒng)廢水處理，環(huán)境空氣質(zhì)量保 護(hù)，噪聲防護(hù)，固體廢棄物處理及施工區(qū)人群健康防護(hù)等方面進(jìn)行環(huán)境保護(hù)設(shè) 計(jì)，對影響區(qū)水環(huán)境、大氣環(huán)境、聲環(huán)境及生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，最大限度地降 低施工期對環(huán)境的影響。 1.12 水土保持設(shè)計(jì) 1.12.1 水土流失防止范圍與分區(qū) 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程主要是對已建工程存在的問題進(jìn)行加固處理，對 庫區(qū)外部環(huán)境沒有直接影響，故其水土保持防治責(zé)任范圍主要在項(xiàng)目建設(shè)區(qū)： 包括上下

42、壩游坡、溢洪道、輸水洞斜拉閘門、場內(nèi)道路、棄渣場以及施工生活 區(qū)等。 根據(jù)本次工程項(xiàng)目分布和水庫水土保持現(xiàn)狀，將項(xiàng)目區(qū)水土保持防治分為 如下幾個(gè)區(qū)域：（1）主體工程建設(shè)區(qū)；（2）取土場；（3）棄渣場；（4）施 工管理生活區(qū)及水庫管理區(qū)。 1.12.2 項(xiàng)目區(qū)水土流失預(yù)測與分析 本次加固設(shè)計(jì)預(yù)測破壞水土保持設(shè)施面積共計(jì) 4380m2，擾動地表土新增水 土流失預(yù)測量為 340m3。 1.12.3 項(xiàng)目區(qū)水土流失防治措施 防治措施選定的原則為:防治并重，恢復(fù)為主，生態(tài)優(yōu)先，工程措施與植物 措施相結(jié)合，安全經(jīng)濟(jì)。 主體工程采取工程措施與植物措施相結(jié)合；防汛公路工程以植物措施為主， 做好排水、護(hù)砌；拌和

43、系統(tǒng)、附屬企業(yè)、施工管理生活區(qū)、水庫管理區(qū)及取土 區(qū)以生態(tài)恢復(fù)為主；棄渣場以植物措施為主。 1.13 工程管理設(shè)計(jì) 1.13.1 管理機(jī)構(gòu) (1)管理機(jī)構(gòu)管理機(jī)構(gòu) 史家莊水庫沒有專門的管理機(jī)構(gòu)，由拐河鎮(zhèn)政府代管。按照水庫工程管 理設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，擬設(shè)立“方城縣史家莊水庫管理所” ，由方城縣政府負(fù) 責(zé)組建，隸屬方城縣水利局。 (2)人員編制及工程管理用房 根據(jù)水利工程管理單位定崗標(biāo)準(zhǔn) 、 水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)有關(guān) 規(guī)定，經(jīng)分析測算，共需生產(chǎn)和管理人員 2 人。 管理用房包括兩部分，直接用于生產(chǎn)和辦公用房及倉儲用房。按照水庫 工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，辦公用房和倉庫用房合計(jì)建筑面積 40m2

44、。 1.13.2 主要管理設(shè)施 (1)工程管理范圍和保護(hù)范圍 為保障樞紐安全及正常運(yùn)用，根據(jù)水庫大壩安全管理?xiàng)l例和水庫工 程管理設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，結(jié)合本工程重要性劃定管理和保護(hù)范圍。 工程、水庫保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的土地不征用，但為保證工程安全，應(yīng)參照有關(guān) 法規(guī)制定保護(hù)區(qū)的管理辦法。 (2)工程管理區(qū)規(guī)劃 水庫管理區(qū)規(guī)劃在左壩頭下游側(cè)。管理所占地 40m2，生產(chǎn)用水由水庫引用， 生活用水和管理用電就近引自村莊。 1.14 工程投資概算 1.14.1 主要工程量及主要材料 主要工程量如下：土石方明挖 12178m3，土石方填筑 10312m3，砌體 810m3，混凝土及鋼筋混凝土 759 m3。 主要材

45、料用量：水泥 268.65t，鋼筋 1.52t，汽油 0.75t，柴油 24.31t，砂 718.03 m3，碎石 1507.11m3，塊石 789.27m3?？偣r(shí)數(shù)量為 4.2 萬個(gè)（以上工 程量、材料量、工時(shí)均不含管理房工程） 。 1.14.2 工程投資概算 史工程概算總投資 172 萬元。其中：建筑工程 92.52 萬元，材料價(jià)差 23.83 萬元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程 0.06 萬元，金屬結(jié)構(gòu)及設(shè)備安裝工程 2.51 萬元，施工臨時(shí)工程 7.46 萬元，獨(dú)立費(fèi)用 59.12 萬元，水土保持及環(huán)境投資 2.24 萬元，基本預(yù)備費(fèi) 8.08 萬元。 1.15 經(jīng)濟(jì)評價(jià) 依據(jù)國民經(jīng)濟(jì)效益分析

46、計(jì)算，史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率 eirr=10.3%8%，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值 enpv=37.84 萬元0，經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比 ebcr=1.191。國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)滿足規(guī)范要求，切實(shí)可行，在經(jīng)濟(jì)上是合理的。 1.16 工程特性表 工程主要特性指標(biāo)見表 1-16-1。 表 1-16-1（1） 史家莊水庫工程特性表史家莊水庫工程特性表 序號及名稱單位數(shù)量備 注 一、水文 1.流域面積 km20.4 2.代表性流量: 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及洪峰流量 （p=5%) m3/s13 校核洪水標(biāo)準(zhǔn)及洪峰流量 （p=0.5%) m3/s22 除險(xiǎn)加固工程采用 標(biāo)準(zhǔn) 3.洪量 設(shè)計(jì)洪水總量萬 m3 11 校核洪水總量萬

47、m3 21 二、水庫 1.水庫水位 校核洪水位 m231.65 設(shè)計(jì)洪水位 m231.16 正常蓄水位 m230.39 死水位 m225.19 2.水庫庫容 總庫容萬 m3 10.76 正常蓄水位以下庫容萬 m3 7.68 興利庫容萬 m3 7.30 死庫容萬 m3 0.38 三、溢洪道下泄流量 1.設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大泄量 m3/s7.1 2.校核洪水時(shí)最大泄量 m3/s14.4 四、工程效益指標(biāo) 1.灌溉面積畝 500 2.保護(hù)人口人 800 五、主要建筑物及設(shè)備 1.擋水建筑物大壩 壩型均質(zhì)土壩 壩頂高程 m232.50 表 1-16-1（2） 史家莊水庫工程特性表史家莊水庫工程特性表 序號及

48、名稱單位數(shù)量備 注 最大壩高 m10.8 壩頂長度 m 142 2.泄水建筑物溢洪道 底寬 m13 梯形斷面，邊坡 1:1.5 長度 m56 進(jìn)口底高程 m230.39 溢流堰堰頂 出口底高程 m226.56 泄槽段出口 3.輸水建筑物 斜拉閘門放水孔 m0.50.5 輸水洞孔徑 m0.50.65 （寬高） 長度 m45 進(jìn)口底高程 m225.19m 2 2 水水 文文 2.1 流域概況 2.1.1 流域特征 史家莊水庫位于南陽市方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊澧河支流上，屬淮河流域沙潁 河水系。水庫控制流域面積 0.4km2，壩址以上河道干流長度 1.5km，平均自然 比降 0.04。澧河發(fā)源于南陽市東北

49、部的伏牛山東南麓方城縣七峰山，全長達(dá) 163km，流域面積有 2707km2，在方城縣境內(nèi)有 20 多條支流，這些支流大多在拐 河鎮(zhèn)匯入澧河，流域面積 198km2。澧河流經(jīng)南陽市、平頂山市、漯河市，在漯 河市內(nèi)與沙河相匯稱為沙澧河，后匯入淮河后進(jìn)入洪澤湖。 澧河上游是河南省的暴雨多發(fā)區(qū)，來水峰高量大，河道流程短，坡陡流急， 常形成暴雨中心，是澧河洪水的主要來源。2004 年 7 月中旬，澧河流域發(fā)生特 大洪災(zāi)，使澧河沿岸的葉縣和舞陽縣 20 多個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)） 、100 多萬群眾嚴(yán)重受災(zāi)。 史家莊水庫壩址所處位置為低山區(qū)，兩岸山體基本對稱，山體走向近于 sn，地勢北高南低，山體自然坡度約 2040

50、，山頂高程高于 230.00m。 壩址區(qū)河流方向 146，壩軸線方向 236，河流與壩軸線正交，河床寬 40m 左右，為“u”型河谷。 2.1.2 氣象特征 史家莊水庫所在區(qū)域?qū)贉貛騺啛釒н^渡地帶，四季分明，氣候變化受季 風(fēng)影響，其特征為：夏季多雨、冬干晴燥、春旱多風(fēng)、秋風(fēng)細(xì)雨，冷暖及旱澇 變化較突出。多年平均氣溫 14.5，極端最低氣溫-16（發(fā)生在 1969 年） ， 全年平均日照時(shí)間 2147.6h，四季中夏季日照時(shí)間最長,冬季最少,全年無霜期 221d，初霜日最早出現(xiàn)在 10 月份，終霜時(shí)最晚出現(xiàn)在 4 月份。該區(qū)多年平均降 水量年際變化大，多年平均降水量為 850mm，年內(nèi)降水不均

51、，69 四個(gè)月的降 水量約占全年的 60%以上，冬季雨雪稀少，約占全年降水量的 5%左右。由于降 水時(shí)空分布不均，年內(nèi)年際變化大，易發(fā)生洪澇和旱災(zāi)。 2.2 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核 2.2.1 防洪標(biāo)準(zhǔn) 史家莊水庫庫容為 10.76 萬 m3，按照水利部水利水電工程等級劃分及洪 水標(biāo)準(zhǔn) （sl252-2000）和防洪標(biāo)準(zhǔn) （gb50201-94）的規(guī)定，屬小型（） 類水庫，工程等別為等，主要建筑物大壩、輸水洞、溢洪道為 5 級建筑物， 防洪標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水 2030 年一遇，校核洪水 200300 一遇。由于史家莊 地理位置和作用重要，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，史家莊水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水 20 年一遇，校核

52、洪水 200 年一遇。 2.2.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法 水庫無水文觀測資料，流域內(nèi)鄰近地區(qū)沒有實(shí)測的洪水流量資料，本次設(shè) 計(jì)暴雨洪水依據(jù)河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集 （1984 年）(以下簡稱 圖集)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)與 2005 年版河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集相 比較(比較成果詳見表 2-1)，兩版本中變差系數(shù) cv 基本一致，1 小時(shí)、6 小時(shí)、 24 小時(shí)點(diǎn)雨量均值相差在 09.5%之間，洪峰流量及洪量值基本一致，認(rèn)為兩 者差別不大，且利用 1984 年圖集計(jì)算結(jié)果略大于利用 2005 年圖集，為安全期 間，計(jì)算結(jié)果取較大值。本次采用 1984 年圖集為計(jì)算依據(jù)。 2005 年版與 198

53、4 年版暴雨參數(shù)比較表 表 2-1 量 值 圖集 版次參 數(shù) 1 小時(shí) 6 小時(shí) 24 小時(shí) 洪峰 流量 (m3/s) 洪 量 (萬 m3) 變差系數(shù) cv 0 .55 0 .64 0. 65 點(diǎn)雨量均值 5 0 1 00 13 8.3 p=5% 1 04.7 2 28.4 31 8.7 1311 1984 年版 點(diǎn) 雨量 p=0.13542221 5%66.786.22.4 變差系數(shù) cv 0 .55 0 .7 0. 7 點(diǎn)雨量均值 5 0 1 00 12 5 p=5% 1 04.7 2 40.7 30 0.9 1211 2005 年版 點(diǎn) 雨量 p=0. 5% 1 66.7 4 23.1

54、52 8.9 2120 p=5%0 5 .2 5. 6 7.60 兩版本點(diǎn)雨量差 值比（%） p=0. 5% 0 9 .5 2. 5 4.54.7 2.2.3 設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算 1、設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量 設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量采用下列公式計(jì)算： pttp khh 式中：t 時(shí)段設(shè)計(jì)頻率為 p 的點(diǎn)雨量(mm)； tp h t 時(shí)段點(diǎn)雨量均值(mm)； t h 設(shè)計(jì)頻率為 p 的模比系數(shù)。 p k 2、設(shè)計(jì)面雨量 根據(jù)圖集中的水文分區(qū)，本地區(qū)為水文區(qū)。根據(jù)圖集各歷時(shí)暴 雨參數(shù)等值線圖由流域重心查得，偏差系數(shù) cs選用 3.5c v。因本流域面積小于 50km2，根據(jù)圖集中有關(guān)規(guī)定，可以采用點(diǎn)雨量代替面雨量，點(diǎn)面折算系數(shù)

55、為 1。 本次計(jì)算流域內(nèi)各頻率短歷時(shí)設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)及設(shè)計(jì)雨量見表 2-2。 水庫流域設(shè)計(jì)暴雨和設(shè)計(jì)雨量成果 表 2-2 項(xiàng)目10 分 鐘 1 小 時(shí) 6 小 時(shí) 24 小 時(shí) 點(diǎn)雨量(mm) 17.550100138.3 cv0.40.550.640.65 cs/cv3.53.53.53.5 點(diǎn)面折減系數(shù) 1111 10%面雨量(mm) 26.986181. 9 253 5%面雨量(mm) 31.1104. 7 228. 4 318.7 0.5%面雨量(mm) 44.3166. 7 386. 2 542.4 2.2.4 產(chǎn)流計(jì)算 1、暴雨遞減指數(shù) 根據(jù)圖集中 5、6、7 公式計(jì)算： （1h 以內(nèi)

56、） p p p h h lgn 10 1 1 285 . 1 1 （16h） p p p h h lgn 1 6 2 285 . 1 1 （624h） p p p h h lgn 6 24 3 661 . 1 1 式中：為點(diǎn)面折算系數(shù)，、分別為 p h 10 p h1 p h6 p h24 10min、1h、6h、24h 在設(shè)計(jì)頻率下的設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量。計(jì)算成果見表 2-2。 2、設(shè)計(jì)雨型 24h 設(shè)計(jì)雨型采用長短歷時(shí)雨量同頻率相包形式。各時(shí)段雨量由下式計(jì)算： t=16h， 2 1 1 n pp thh t=624h， 33 11 24 24 nn pp thh 式中：、設(shè)計(jì) 1、24h 雨量(mm

57、)； p h1 p h24 t設(shè)計(jì)歷時(shí)(h)； 、設(shè)計(jì)面雨遞減指數(shù)。 2 n 3 n 3、設(shè)計(jì)凈雨 24h 凈雨由次降雨徑流關(guān)系曲線 p+par 求得，6h 凈雨由計(jì)算。 p p h h r 24 6 24 其中 p 為 24h 設(shè)計(jì)雨量，pa 為前期影響雨量。本流域 50 年一遇以上 imax 值采 用 40mm。50 年一遇以下，各頻率時(shí)段凈雨量計(jì)算成果見表 2-3。 max 3 2 ipa 各設(shè)計(jì)頻率下 24h 凈雨深計(jì)算成果表 表 2-3 單位： mm 頻 率 10%5%0.50% p255321.3546.7 pa272740 p+pa282348.3586.7 r217.7283.

58、3521.7 2.2.5 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算 1、設(shè)計(jì)洪峰計(jì)算 本工程流域面積小于 200km2，根據(jù)圖集要求，洪峰流量采用推理公式 計(jì)算： f s 278 . 0 q n m n s 1 4 1 m 3 1 qmj l 278 . 0 式中：設(shè)計(jì)洪峰流量（m3/s）; m q 洪峰徑流系數(shù)； 洪峰匯流時(shí)間； 流域面積（km2） ； f 2 4 . 0 kmf 河道河道平均坡降；坡降； j04 . 0 j 設(shè)計(jì)頻率 1h 雨強(qiáng)（mm/h） ，見表 2-2； s 平均入滲率（mm/h） ，??； 5 匯流參數(shù)； m 設(shè)計(jì)暴雨遞減指數(shù)，見表 2-2； n 河道干流長度（km） ，=1.5km。 ll 各設(shè)

59、計(jì)頻率洪峰流量計(jì)算成果，見表 2-5。 2、設(shè)計(jì)洪量 24h 設(shè)計(jì)洪量計(jì)算公式： rfw1000 24 式中：24h 凈雨深(mm)；r 流域面積，=0.4km2；ff 24h 設(shè)計(jì)洪量(m3)。 24 w 各設(shè)計(jì)頻率洪量計(jì)算成果，見表 2-4。 史家莊水庫各設(shè)計(jì)頻率下洪水成果表 表 2-4 項(xiàng) 目 10%5%0.50% s(mm/h)86104.7166.7 n10.3510.3220.26 n20.5820.5650.531 n30.7620.760.755 m0.950.950.95 (mm/h)555 0.9490.9580.974 (h)0.70.70.6 q(m3/s)101322

60、 w(萬 m3) 91121 3、設(shè)計(jì)洪水過程線 根據(jù)圖集使用說明中表（3）對設(shè)計(jì)頻率 24h 凈雨進(jìn)行概化分配后， 采用概化過程線疊加方法，按以下步驟計(jì)算： (a)由次降雨徑流關(guān)系查算出 24h 設(shè)計(jì)凈雨量，計(jì)算 24h 設(shè)計(jì)洪量 24 r 。 24 w (b)以設(shè)計(jì)暴雨遞減指數(shù) n2、n3 為參數(shù)，按 24h 暴雨時(shí)程分配表，計(jì)算 逐時(shí)降雨量，以計(jì)算逐時(shí)凈雨。 tht (c)將設(shè)計(jì)洪峰(主峰)的和，對應(yīng)時(shí)段的最大平均凈雨強(qiáng)度，繪 m q 出概化等腰三角形，其頂高為，底寬為 2。 m q (d)計(jì)算出主峰前后各個(gè)時(shí)段的凈雨量，當(dāng)不夠整時(shí)段時(shí)，按 r 小時(shí)平均分配取值。以各個(gè)時(shí)段的凈雨平均強(qiáng)度