沁制水库大坝安全鉴定—4水文复核

　4 4 防洪复核报告

　4.1 1 概述

　4.1 1.1 工程概况

　沁制水库位于湖南省进东县营际湖区烟顶镇军信村，地处进东县西南部，长江中游南岸，长江流域营际湖水系营际湖支流，水库控制流域面积 22.7km2 ，总库容 791 万 m 3 ，是一座以防洪灌溉为主，兼顾水产养殖、综合开发利用的小㈠型水利枢纽工程，本工程于 1959 年 11 月动工兴建，1966 年 6 月竣工。

　沁制水库枢纽工程包括主坝、溢洪道和输水涵管,主坝为均质土坝，溢洪道位于主坝左端，溢流堰为开敞式宽顶堰。根据《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，沁制水库枢纽工程为Ⅳ等工程，大坝、溢洪道控制段、输水涵管等主要建筑物为 4 级建筑物，大坝防洪标准为 30～50 年一遇洪水设计，300～1000 年一遇洪水校核。

　4.2 1.2 流域特性

　由于沁制水库整编资料中的流域特征指标不全，本次结合湖南省测绘局 1979 年调绘的 1/10000 地形图中的参数进行计算。

　表4-1-1

　流域特性表 指标 水库承雨面积F 主河道长L 主河道坡降J 数量 22.7km2

　3.2km 20.15‰ 流域多年平均降雨量为 1348.7mm，最大年降雨量为 2011.0mm（1989 年），最小降雨量为 784.3mm（1968 年）。根据气象部门提供的资料，水库汛期多年平均最大风速15.0m/s。

　4.2 2 洪水复核

　4.1 2.1 洪水标准及基本资料

　一、洪水标准确定

　沁制水库原设计洪水标准为：50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

　根据《防洪标准》（GB50201-94），沁制水库设计洪水标准为30～50年（重现期），校核洪水标准为300～1000年（重现期）。沁制水库地处进东县营际湖烟顶镇，是当地重要的水利枢纽工程，库容接近小（一）型水库上限，因此，本次安全鉴定防洪标准设计洪水、校核洪水均采用上限值，即为50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。

　二、基本资料 沁制水库没有短历时暴雨的实测资料，本阶段洪水复核采用直接查算《湖南省暴雨径流查算图表》和《湖南省可能最大暴雨图集》（以下简称《图表》和《图集》）的方法进行。

　4.2 2.2 设计暴雨

　一、点雨量 查《图表》和《图集》，沁制水库位于水文气象分区第 Ⅲ 区，根据所在流域中心位置查暴雨等值线图，并考虑邻近暴雨中心 A 站，取值如表 4-2-1。

　表4-2-1

　点雨量参数表 H 1均 =42mm C V =0.42 C S =3.50C V

　H 6均 =70mm C V =0.51 C S =3.50C V

　H 24均 =120mm C V =0.54 C S =3.50C V

　根据皮尔逊频率曲线模比系数表，各种频率不同时段 K P 值见表 4-2-2，点雨量计算见表 4-2-3。

　表4-2-2

　K P 值成果表 P（%）

　K P1

　K P6

　K P24

　5 1.82 2.01 2.07 2 2.15 2.45 2.55 0.1 3.18 3.87 4.11 表4-2-3

　点雨量计算成果表 P(%) H 1 点

　H 6点

　H 24点

　5 76.4 140.7 248.4 2 90.3 171.5 306.0 0.1 133.6 270.9 493.2 二、面雨量计算

　1、不考虑递减系数时面雨量计算 由于沁制水库控制流域面积 F=22.7km2 ＜100km 2 ，因此面雨量计算时不作形状改正，查《图集》表 5 并插值计算得点面换算系数如下，成果见表 4-2-4。

　α 1 =0.978

　α 6 =0.984

　 α 24 =0.989 表4-2-4

　不考虑递减系数时面雨量计算成果表 P(%) H 1 面

　H 6面

　H 24面

　5 74.8 138.5 245.8 2 88.3 168.8 302.8 0.1 130.7 266.7 488.0 2、考虑递减系数后面雨量计算 面雨量递减系数

　计算公式 1～6h

　 n 1 =1+0.558×lnβ 1

　6～24h

　n 2 =1+0.721×lnβ 2

　 式中

　β 1 =H 1 面 /H 6 面

　 β 2 = H 6 面 /H 24 面

　面雨量计算公式：1≤t＜6

　 H t 面 = H 1 面 ×t1-n1

　 6≤t≤24

　H t 面 =H 24 面 ×24n2-1 ×t 1-n2

　计算成果见表 4-2-5。

　表4-2-5

　考虑递减系数时面雨量计算成果表 P(%) H 1 面

　H 3面

　H 64面

　5 74.8 109.1 138.5 2 88.3 131.4 168.9 0.1 130.7 202.4 266.8

　三、设计净雨过程 1、计算时段：△t=0 .5h，t C =6h（《图表》P 16 ）雨型分布见下表 4-2-6。

　表4-2-6

　Δt=0.5h，tc=6h雨型分布表

　时

　段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 占 H 1 %

　 38 62

　 占（H 3 -H 1 ）%

　 21.7 35.5

　 26.6 16.2

　 占 (H 6 -H 3 ) % 16 17 18 20

　 15 14 2、初损计算：由于流域面积小于 20km2 ，根据《图表》规定，净雨过程采用最大六小时雨量不扣初损 则 R tc =H 6 面

　3、稳损计算：f c =0.0615×R tc0.61 ，稳损计算成果见表 4-2-7。

　表4-2-7

　稳损计算成果表 P(%) 10 2 0.1 F c

　1.2 1.4 2.1 4、净雨过程计算：净雨过程计算见表4-2-8～表4-2-10。

　表4-2-8

　设计净雨过程计算表（P=5%）

　T h 设

　R i

　I I i

　T h 设

　R i

　I I i

　0 0.0 0.0 0.0

　7 28.4 28.4 27.8

　1 4.7 4.7 4.1

　8 46.4 46.4 45.7

　2 5.0 5.0 4.4

　9 9.1 9.1 8.5

　3 5.3 5.3 4.7

　10 5.6 5.6 4.9

　4 5.9 5.9 5.3

　11 4.4 4.4 3.8

　5 7.5 7.5 6.8

　12 4.1 4.1 3.5

　6 12.2 12.2 11.6

　 表4-2-9

　设计净雨过程线（p=2%）

　T h 设

　R i

　I I i

　T h 设

　R i

　I I i

　0 6.0 6.0 5.3

　7 33.6 33.6 32.9

　1 6.4 6.4 5.7

　8 54.8 54.8 54.1

　2 6.7 6.7 6.0

　9 11.5 11.5 10.8

　3 7.5 7.5 6.8

　10 7.0 7.0 6.3

　4 9.3 9.3 8.6

　11 5.6 5.6 4.9

　5 15.3 15.3 14.6

　12 5.2 5.2 4.5

　6 12.2 12.2 11.6

　表4-2-10设计净雨过程线（p=0.1%）

　T h 设

　R i

　I I i

　T h 设

　R i

　I I i

　0 0.0 0.0 0.0 7 49.7 49.7 48.7

　1 10.3 10.3 9.4

　8 81.0 81.0 80.1

　2 10.9 10.9 10.0

　9 19.1 19.1 18.1

　3 11.6 11.6 10.7

　10 11.6 11.6 10.7

　4 12.9 12.9 12.0

　11 9.7 9.7 8.7

　5 15.6 15.6 14.6

　12 9.0 9.0 8.1

　6 25.4 25.4 24.5

　4 43 .2.3 设计洪水

　一、时段单位线及地表径流过程线 按《图表》中的瞬时单位线法计算。

　1、地区综合参数 根据水文分区，流域面积 F=22.7km2 ，主河道长 L=3.2km 和坡降 J=20.15‰瞬时单位参数采用如下：

　m 1 =1.38×F0.27 ×L 0.216 ×J - 0.185

　n=0.34×F0.35 ×J 0.1

　计算可得 m 1 =2.02

　 n=1.11 2、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=20.15‰＞15‰

　 f=F/L2 =1.23，属山区扇形，即 造峰历时：t R =0.49×F0.52 =1.30h， t R 历时的面雨量：H tR =H 1 面 t R1-n1

　造峰雨强 ip=HtR /t R

　非线性改正公式：m li =m 1 ×0.2入 1 ×（50/ip ）入

　θ J =J1/3 /F 1/4 =1.45 时段单位线公式：K=m Ii /n 因 i P 均大于 50mm/h，m 随雨强改变的趋势不甚明显，采用λ=λ 2 ，通过计算θ J 查《图表》表 1—2、表 1—3，得λ 1 =0.64、λ均为 0.30。其计算成果如表 4-2-11。

　 表4-2-11 i P 、m Ii 、K成果表 P(%) i P

　m Ii

　K 5 62.8 2.02 1.81 2 74.5 0.64 0.57 0.1 100 0.58 0.53 h 毫米净雨时段单位线为: q(△t·t)=F·h×[u(△t·t)]/(3.6△t) u(△t·t)=[S(t)-S(t-△t)] S(t)为参数 n、k 的函数，查 S(t)曲线表值，可得相应 u(△t·t)值，然后按照 △t=0.5h，净雨 h=1mm 计算时段单位线及地表径流过程线。

　二、洪水过程计算 1、地表径流计算 计算过程见表 4-2-12～2-2-14 2、地下径流计算

　退水指数β=0.133F-0.28 =0.065 地面径流过程线底宽 T=T C +D-△t

　 式中:D—时段单位线底宽 当 t≤T 时，Q t =Q 0 +（Q g —Q 0 ）×t/T

　t＞T 时，Q t =Q g ×e-β(t-T)

　式中 Q t —地下径流 t 时段流量

　Q 0 =0.021×f c1.14 ×F Q g =[f c ×T c ×F/3.6-(T/2-1/β)×Q 0 ]/(T/2+1/β) 计算到 Q t =Q 0 即可。

　地下径流过程计算成果见表 4-2-15。

　表4-2-12

　沁制水库设计地表径流过程计算表(0.10%) T t/k S(t) Q(Δt,t) 9.4 10.0 10.7 12.0 14.6 24.5 48.7 80.1 18.1 10.7 8.7 8.1 ∑Q

　0 0.00 0.000 0.000 0.00

　0.00 0.5 0.952 0.565 3.943 36.97 0.00

　 36.97 1 1.904 0.824 1.807 16.94 39.51 0.00

　56.46 1.5 2.857 0.930 0.738 6.92 18.10 42.05 0.00

　 67.07 2 3.809 0.972 0.291 2.73 7.39 19.27 47.13 0.00

　76.52 2.5 4.761 0.989 0.121 1.13 2.92 7.87 21.60 57.67 0.00

　 91.19 3 5.713 0.994 0.035 0.33 1.21 3.11 8.82 26.42 96.68 0.00

　136.56 3.5 6.666 0.997 0.022 0.20 0.35 1.29 3.48 10.79 44.30 192.15 0.00

　 252.55 4 7.618 0.999 0.014 0.13 0.22 0.37 1.44 4.26 18.08 88.04 315.82 0.00

　428.36 4.5 8.570 1.000 0.007 0.07 0.14 0.23 0.42 1.77 7.14 35.94 144.70 71.52 0.00

　 261.92 5 9.522 1.000 0.001 0.01 0.07 0.15 0.26 0.51 2.96 14.20 59.07 32.77 42.13 0.00

　152.12 5.5 10.475 1.000 0.000 0.00 0.01 0.07 0.17 0.32 0.86 5.88 23.33 13.38 19.30 34.44 0.00 97.75 6 11.427 1.000

　 0.00 0.01 0.08 0.20 0.53 1.70 9.67 5.28 7.88 15.78 31.90 73.03 6.5

　0.00 0.01 0.10 0.34 1.05 2.79 2.19 3.11 6.44 14.61 30.66 7

　 0.00 0.01 0.17 0.68 1.73 0.63 1.29 2.54 5.97 13.03 7.5

　0.00 0.02 0.34 1.12 0.39 0.37 1.05 2.36 5.65 8

　 0.00 0.03 0.56 0.25 0.23 0.30 0.98 2.36 8.5

　0.00 0.06 0.13 0.15 0.19 0.28 0.80 9

　 0.00 0.01 0.07 0.12 0.17 0.38 9.5

　0.00 0.01 0.06 0.11 0.18 10

　 0.00 0.01 0.06 0.06 10.5

　0.00 0.01 0.01 11

　 0.00 0.00

　 表4-2-13

　沁制水库设计地表径流过程计算表(2.0%) T t/k S(t) q(Δt,t) 5.3 5.7 6.0 6.8 8.6 14.6 32.9 54.1 10.8 6.3 4.9 4.5 ∑Q 净 0 0.000 0.000 0.000 0.00

　0.00 0.5 0.872 0.531 3.708 19.63 0.00

　 19.63 1 1.744 0.794 1.836 9.72 21.01 0.00

　30.73 1.5 2.616 0.911 0.813 4.30 10.41 22.40 0.00

　 37.11 2 3.488 0.962 0.355 1.88 4.61 11.09 25.18 0.00

　42.76 2.5 4.360 0.984 0.153 0.81 2.01 4.91 12.47 32.04 0.00

　 52.24 3 5.231 0.993 0.062 0.33 0.87 2.14 5.52 15.86 54.07 0.00

　78.79 3.5 6.103 0.997 0.030 0.16 0.35 0.93 2.41 7.02 26.77 121.88 0.00

　 159.52 4 6.975 0.999 0.014 0.07 0.17 0.37 1.04 3.07 11.85 60.35 200.50 0.00

　277.42 4.5 7.847 1.000 0.007 0.04 0.08 0.18 0.42 1.33 5.18 26.71 99.28 39.86 0.00

　 173.06 5 8.719 1.000 0.001 0.00 0.04 0.08 0.20 0.53 2.24 11.67 43.94 19.74 23.26 0.00

　101.70 5.5 9.591 1.000 0.000 0.00 0.00 0.04 0.09 0.26 0.90 5.04 19.19 8.74 11.52 18.24 0.00 64.02 6

　 0.00 0.00 0.05 0.12 0.43 2.03 8.30 3.82 5.10 9.03 16.85 45.72 6.5

　0.00 0.00 0.06 0.20 0.98 3.34 1.65 2.23 4.00 8.34 20.80 7

　 0.00 0.01 0.10 0.46 1.60 0.66 0.96 1.75 3.69 9.23 7.5

　0.00 0.01 0.23 0.75 0.32 0.39 0.75 1.61 4.07 8

　 0.00 0.02 0.38 0.15 0.19 0.30 0.70 1.74 8.5

　0.00 0.04 0.08 0.09 0.15 0.28 0.63 9

　 0.00 0.01 0.04 0.07 0.13 0.25 9.5

　0.00 0.00 0.03 0.06 0.10 10

　 0.00 0.00 0.03 0.04 10.5

　0.00 0.00 0.00

　11

　 0.00 0.00 表4-2-14

　沁制水库设计地表径流过程计算表(5%) T t/k s（t）

　q(Δt,t) 4.1 4.4 4.7 5.3 6.8 11.6 27.8 45.7 8.5 4.9 3.8 3.5 ∑Q 0 0.000 0.000 0.000 0.00

　0.00 0.5 0.276 0.198 1.378 5.63 0.00

　 5.63 1 0.552 0.372 1.220 4.98 6.04 0.00

　11.02 1.5 0.828 0.512 0.975 3.98 5.34 6.44 0.00

　 15.77 2 1.104 0.623 0.776 3.17 4.27 5.70 7.25 0.00

　20.40 2.5 1.381 0.710 0.606 2.47 3.40 4.56 6.42 9.41 0.00

　 26.26 3 1.657 0.777 0.466 1.91 2.65 3.63 5.13 8.33 15.94 0.00

　37.58 3.5 1.933 0.829 0.362 1.48 2.04 2.83 4.09 6.66 14.10 38.31 0.00

　 69.51 4 2.209 0.869 0.280 1.14 1.58 2.18 3.19 5.30 11.28 33.90 63.04 0.00

　121.62 4.5 2.485 0.889 0.210 0.86 1.23 1.69 2.45 4.13 8.98 27.10 55.79 11.73 0.00

　 113.97 5 2.761 0.923 0.167 0.68 0.92 1.31 1.90 3.18 7.00 21.58 44.60 10.38 6.81 0.00

　98.37 5.5 3.307 0.939 0.113 0.46 0.73 0.98 1.47 2.47 5.39 16.83 35.51 8.30 6.02 5.22 0.00 83.40 6 3.313 0.955 0.108 0.44 0.50 0.78 1.11 1.91 4.19 12.96 27.71 6.61 4.82 4.62 4.82 70.45 6.5 3.590 0.966 0.079 0.32 0.47 0.53 0.88 1.43 3.24 10.06 21.33 5.15 3.83 3.70 4.27 55.22 7 3.866 0.973 0.053 0.22 0.34 0.51 0.60 1.14 2.43 7.79 16.65 3.97 2.99 2.94 3.41 42.89 7.5 4.142 0.979 0.041 0.17 0.23 0.37 0.57 0.77 1.93 5.84 12.82 3.08 2.30 2.30 2.71 33.09 8 4.418 0.985 0.038 0.15 0.18 0.25 0.41 0.74 1.31 4.63 9.61 2.38 1.79 1.77 2.12 25.34 8.5 4.694 0.988 0.023 0.10 0.16 0.19 0.28 0.54 1.25 3.15 7.62 1.79 1.38 1.37 1.63 19.47 9 4.970 0.991 0.017 0.07 0.10 0.18 0.22 0.36 0.91 3.01 5.18 1.42 1.04 1.06 1.27 14.81 9.5 5.246 0.993 0.015 0.06 0.08 0.11 0.20 0.28 0.61 2.19 4.95 0.96 0.82 0.80 0.98 12.04 10 5.522 0.995 0.015 0.06 0.07 0.08 0.12 0.26 0.48 1.47 3.60 0.92 0.56 0.63 0.73 8.98

　续表 4-2-14

　沁制水库设计地表径流过程计算表(5%)

　T t/k s（t）

　q(Δt,t) 4.1 4.4 4.7 5.3 6.8 11.6 27.8 45.7 8.5 4.9 3.8 3.5 ∑Q 10.5 5.798 0.996 0.008 0.03 0.06 0.07 0.09 0.16 0.43 1.15 2.42 0.67 0.53 0.43 0.58 6.64 11 6.075 0.997 0.007 0.03 0.04 0.07 0.08 0.12 0.27 1.04 1.89 0.45 0.39 0.41 0.40 5.18 11.5 6.351 0.998 0.004 0.02 0.03 0.04 0.08 0.10 0.20 0.65 1.72 0.35 0.26 0.30 0.38 4.13 12 6.627 0.998 0.004 0.02 0.02 0.03 0.04 0.10 0.17 0.48 1.07 0.32 0.20 0.20 0.27 2.93 12.5 6.903 0.999 0.004 0.02 0.02 0.02 0.04 0.06 0.17 0.41 0.79 0.20 0.19 0.16 0.18 2.24 13 7.179 0.999 0.003 0.01 0.02 0.02 0.02 0.05 0.09 0.41 0.68 0.15 0.12 0.14 0.14 1.85 13.5 7.455 0.999 0.002 0.01 0.01 0.02 0.02 0.03 0.08 0.22 0.68 0.13 0.09 0.09 0.13 1.50 14 7.731 1.000 0.002 0.01 0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.19 0.37 0.13 0.07 0.07 0.08 1.03 14.5 8.007 1.000 0.002 0.01 0.01 0.01 0.01 0.03 0.04 0.11 0.32 0.07 0.07 0.06 0.06 0.79 15 8.284 1.000 0.001 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 0.04 0.11 0.18 0.06 0.04 0.06 0.05 0.58 15.5 8.560 1.000 0.000 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.03 0.11 0.18 0.03 0.03 0.03 0.05 0.50 16

　 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.07 0.18 0.03 0.02 0.03 0.03 0.40 16.5

　0.00 0.00 0.01 0.02 0.05 0.12 0.03 0.02 0.01 0.02 0.30 17

　 0.00 0.00 0.02 0.05 0.09 0.02 0.02 0.01 0.01 0.24 17.5

　0.00 0.01 0.05 0.09 0.02 0.01 0.01 0.01 0.21 18

　 0.00 0.02 0.09 0.02 0.01 0.01 0.01 0.15 18.5

　0.00 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01 0.07 19

　 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.03 19.5

　0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 20

　 0.00 0.00 0.01 0.01 20.5

　0.00 0.00 0.00

　21

　 0.00 0.00

　 12 表4-2-15

　沁制水库地下径流计算成果表 p(%) 5 2 0.1 D(h) 15.0

　5.0

　5.0

　Tc 6 6 6 T 20.5 10.5 10.5 Fc 1.25

　1.41

　1.86

　Q0 0.34

　0.39

　0.53

　β 0.065

　0.065

　0.065

　Qg 1.09

　1.62

　2.16

　时段 Qt 0.0

　0.34

　0.39

　0.53

　0.5

　0.36

　0.45

　0.61

　1.0

　0.38

　0.51

　0.69

　1.5

　0.39

　0.57

　0.77

　2.0

　0.41

　0.62

　0.84

　2.5

　0.43

　0.68

　0.92

　3.0

　0.45

　0.74

　1.00

　3.5

　0.47

　0.80

　1.07

　4.0

　0.48

　0.86

　1.15

　4.5

　0.50

　0.92

　1.23

　5.0

　0.52

　0.98

　1.31

　5.5

　0.54

　1.04

　1.38

　6.0

　0.56

　1.09

　1.46

　6.5

　0.58

　1.15

　1.54

　7.0

　0.59

　1.21

　1.61

　7.5

　0.61

　1.27

　1.69

　8.0

　0.63

　1.33

　1.77

　8.5

　0.65

　1.39

　1.85

　9.0

　0.67

　1.45

　1.92

　9.5

　0.69

　1.51

　2.00

　10.0

　0.70

　1.56

　2.08

　10.5

　0.72

　1.62

　2.16

　11.0

　0.74

　1.68

　2.23

　11.5

　1.96

　1.52

　2.02

　12.0

　1.90

　1.47

　1.95

　 3、设计洪水

　 13 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，其地表径流、地下径流和洪水过程成果见表4-2-16～表4-2-18。

　表4-2-16

　 P=5%设计洪水过程线 时段 地表径流 地下径流 设计洪水 时段 地表径流 地下径流 设计洪水 0.0 0.00 0.34 0.34 6.5 55.22 0.58 55.79 0.5 5.63 0.36 5.99 7.0 42.89 0.59 43.48 1.0 11.02 0.38 11.39 7.5 33.09 0.61 33.70 1.5 15.77 0.39 16.16 8.0 25.34 0.63 25.97 2.0 20.40 0.41 20.81 8.5 19.47 0.65 20.12 2.5 26.26 0.43 26.69 9.0 14.81 0.67 15.48 3.0 37.58 0.45 38.03 9.5 12.04 0.69 12.72 3.5 69.51 0.47 69.97 10.0 8.98 0.70 9.68 4.0 121.62 0.48 122.10 10.5 6.64 0.72 7.36 4.5 113.97 0.50 114.47 11.0 5.18 0.74 5.92 5.0 98.37 0.52 98.89 11.5 4.13 1.96 6.09 5.5 83.40 0.54 83.94 12.0 2.93 1.90 4.83 6.0 70.45 0.56 71.01

　 表 4-2-17

　 P=2%设计洪水过程线 时段 地表径流 地下径流 设计洪水 时段 地表径流 地下径流 设计洪水 0.0 0.00 0.39 0.39 6.5 20.80 1.15 21.95 0.5 19.63 0.45 20.07 7.0 9.23 1.21 10.45 1.0 30.73 0.51 31.24 7.5 4.07 1.27 5.34 1.5 37.11 0.57 37.68 8.0 1.74 1.33 3.07 2.0 42.76 0.62 43.38 8.5 0.63 1.39 2.01 2.5 52.24 0.68 52.92 9.0 0.25 1.45 1.70 3.0 78.79 0.74 79.53 9.5 0.10 1.51 1.61 3.5 159.52 0.80 160.32 10.0 0.04 1.56 1.60 4.0 277.42 0.86 278.28 10.5 0.00 1.62 1.63 4.5 173.06 0.92 173.98 11.0 0.00 1.68 1.68 5.0 101.70 0.98 102.68 11.5 0.00 1.52 1.52 5.5 64.02 1.04 65.06 12.0 0.00 1.47 1.47 6.0 45.72 1.09 46.81

　 表 4-2-18

　 P=0.1%设计洪水过程线 时段 地表径流 地下径流 设计洪水 时段 地表径流 地下径流 设计洪水

　 14 0.0 0.00 0.53 0.53 6.5 30.66 1.54 32.19 0.5 36.97 0.61 37.59 7.0 13.03 1.61 14.64 1.0 56.46 0.69 57.14 7.5 5.65 1.69 7.34 1.5 67.07 0.77 67.84 8.0 2.36 1.77 4.13 2.0 76.52 0.84 77.37 8.5 0.80 1.85 2.65 2.5 91.19 0.92 92.11 9.0 0.38 1.92 2.31 3.0 136.56 1.00 137.56 9.5 0.18 2.00 2.18 3.5 252.55 1.07 253.63 10.0 0.06 2.08 2.14 4.0 428.36 1.15 429.51 10.5 0.01 2.16 2.16 4.5 261.92 1.23 263.15 11.0 0.00 2.23 2.23 5.0 152.12 1.31 153.42 11.5 0.00 2.02 2.02 5.5 97.75 1.38 99.13 12.0 0.00 1.95 1.95 6.0 73.03 1.46 74.49

　 4.4 2.4 推理公式法

　设计面雨量和前面介绍的瞬时单位线法相同。

　一、洪峰流量 Q m = F K SFmkK k413 2) ( ) ( 

　τ=4 / 1 3 / 1278 . 0Q mJL 式中：

　Q m ：洪峰流量 K 1 、k 2 、k 3 、k 4 :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 θ：与流域长度和比降有关θ=3 / 1JL=11.76 二、暴雨递减指数 n 和雨力 S 的计算 面递减指数按照下式计算：

　1≤t＜6h

　 n 1 =1+0.558×lnβ 1 6≤t≤24h

　n 2 =1+0.721×lnβ 2 式中

　β 1 =H 1 面 /H 6 面

　 β 2 = H 6 面 /H 24 面 雨力 S 按照下式计算：

　 15 1≤t＜6h

　采用 n 1 ,

　S=S 1 = H 1 面 6≤t≤24h

　采用 n 2 ,

　S=S 2 = H 6 面 6n2-1

　三、汇流参数 m 的计算 根据《图表》P 29 表4-1，选用 m=0.50θ0.21 =0.839 四、损失参数 u 的计算 u=0.0384R 240.756

　将参数代入公式，经计算，洪峰流量成果见表4-2-19。

　表4-2-19

　Qm计算结果表 项目 P 0.1% 2% 1≤t<6 Q m

　351.78 216.42 1≤t<6 τ 0.82 0.86 4.4 2.4 合理性分析

　一、设计洪水的合理性分析 为了验证入库洪水的合理性，本次采用推理公式计算的坝址洪水，列于下表与瞬时单位线法进行比较。

　表4-2-20

　洪峰流量计算成果比较 计算方法 P=0.1% P=2% P=5% 瞬时单位线法 429.51 278.28 122.10 推理公式法 515.76 413.88

　 通过上表两种计算方法, 瞬时单位线法计算设计洪水成果较小,但是其计算比接近实际，采用瞬时单位线法计算成果较为合理。

　4.3 3 调洪演算

　4.1 3.1 防洪调度方式

　一、调度方式

　 16 根据《水库大坝安全评价导则》，沁制水库溢洪道开敞式宽顶堰，以堰顶实际高程（即正常高水位）60.95m为起调水位。本次复核采用以下调度方式：库区降雨洪水入库，库水位超过60.95m时溢洪道开始泄洪，按泄洪能力泄洪。

　二、库水位～下泄流量关系曲线 沁制水库库容～水位关系，本次初步设计调洪采用沁制水库整编的资料中的数据，在水库水位～出库流量采用标准宽顶堰泄流公式推算库水位与泄流量关系。本次调洪采用标准宽顶堰泄流公式推算库水位与泄流量关系，根据《溢洪道设计规范》，宽顶堰泄流能力计算公式为：Q=mεB（2g）0.5 H03/2 。

　式中：ε——闸墩侧收缩系数，ε=1.00

　m——流量系数，m=0.366

　B——堰顶净宽，B=20.9m

　H 0 ——计入流速水头的堰上水头， 库水位～溢洪道下泄流量～库容关系曲线结果见表4-3-1及曲线图 表4-3-2

　库水位～溢洪道下泄流量～库容关系曲线表 水位（m）

　下泄流量(m3 /s) 库容（104 m 3 ）

　60.95 0.00 649.3 61.30 5.00 671.3 61.80 18.93 706.2 62.30 37.89 740.0 62.80 60.78 777.5 63.30 87.02 813.5 63.80 116.22 852.5 64.30 148.11 896.4

　 17 狮子口水库水位-库容曲线6062646668600 700 800 900 1000 1100水位(m)库容(m3)

　 狮子口水库水位-泄量曲线60626466680 50 100 150 200 250 300库容(m 3 )水位(m) 4.2 3.2 调洪演算

　按照计算的洪水过程线，根据沁制水库的水位～库容关系曲线、库水位～溢洪道下泄流量关系曲线，对P=0.1%、P=2%、P=5%的洪水按溢洪道自由溢洪进行调洪演算，成果见表4-3-2～2-3-4，调洪演算成果汇总见表4-3-5。

　表4-3-2调洪演算成果表(P=0.1%) 时段 Q i (m3 /s) q i (m3 /s) △V(104 m 3 ) V(104 m 3 ) H(m) 0.0 0.53 0.00 0.00 649.30 60.95

　 18 0.5 37.59 0.30 3.40 652.70 61.00 1.0 57.14 1.95 8.32 661.03 61.14 1.5 67.84 5.12 10.61 671.64 61.31 2.0 77.37 9.64 11.74 683.38 61.49 2.5 92.11 14.47 13.08 696.46 61.66 3.0 137.56 22.68 17.33 713.79 61.91 3.5 253.63 40.00 29.57 743.36 62.35 4.0 429.51 76.37 51.01 794.36 63.10 4.5 263.15 108.99 45.66 840.02 63.68 5.0 153.42 119.67 16.91 856.93 63.86 5.5 99.13 120.54 1.11 791 63.87 6.0 74.49 116.12 -5.67 852.37 63.80 6.5 32.19 108.03 -10.57 841.80 63.66 7.0 14.64 97.43 -14.28 827.52 63.48 表4-3-3调洪演算成果表(P=2%）

　时段 Q i (m3 /s) q i (m3 /s) △V(104 m 3 ) V(104 m 3 ) H(m) 0.0 0.39 0.00 0.00 649.30 60.95

　0.5 20.07 0.12 1.83 651.13 60.98

　1.0 31.24 0.78 4.54 655.67 61.05

　1.5 37.68 2.09 5.94 661.61 61.15

　2.0 43.38 4.03 6.74 668.36 61.25

　2.5 52.92 6.71 7.70 676.06 61.38

　3.0 79.53 10.31 10.39 686.45 61.52

　3.5 160.32 18.56 18.99 705.43 61.79

　 19 4.0 278.28 37.16 34.46 739.89 62.28

　4.5 173.98 59.40 32.01 771.90 62.77

　5.0 102.68 66.12 13.60 785.51 62.91

　5.5 65.06 68.56 2.97 788.48 62.95

　6.0 46.81 67.02 -2.13 786.35 62.92

　6.5 21.95 63.10 -5.52 780.82 62.85

　7.0 10.45 57.60 -7.95 772.88 62.73

　7.5 5.34 48.43 -8.12 764.75 62.62

　表4-3-4调洪演算成果表(P=5%) 时段 Q i (m3 /s) q i (m3 /s) △V(104 m 3 ) V(104 m 3 ) H(m) 0.0 0.34 0.0 0.00 649.30 60.95 0.5 5.99 0.02 0.57 649.87 60.96 1.0 11.39 0.15 1.55 651.42 60.98 1.5 16.16 0.47 2.42 653.84 61.02 2.0 20.81 1.04 3.19 657.03 61.07 2.5 26.69 1.95 4.01 661.04 61.14 3.0 38.03 3.42 5.34 666.38 61.22 3.5 69.97 6.26 8.85 675.23 61.36 4.0 122.10 12.09 15.64 690.86 61.58 4.5 114.47 20.45 18.36 709.23 61.84 5.0 98.89 29.25 14.73 723.96 62.09 5.5 83.94 34.92 10.68 734.64 62.23 6.0 71.01 38.98 7.29 741.93 62.33 6.5 55.79 41.37 4.18 746.11 62.38

　 20 7.0 43.48 42.19 1.41 747.53 62.40 7.5 33.70 41.83 -0.62 746.91 62.39 8.0 25.97 40.65 -2.05 744.86 62.36 8.5 20.12 38.93 -3.01 741.84 62.32 2-3-5

　 调洪演算成果汇总表

　最高水位 （m）

　库容 （104 m 3 ）

　入库最大洪峰 (m3 /s) 出库最大泄量 (m3 /s) P=0.1% 63.87 791 429.51 120.54 P=2% 62.95 788.48 278.28 68.56 P=5% 62.4 747.53 122.10 42.19

　根据调洪演算可知,沁制水库设计洪水位为62.95m，设计总库容788.48万m3 ,校核洪水位为63.87m，校核总库容791万m3 ,溢洪道最大泄量为120.54m 3 /s。

　4.4 4 坝高复核

　4.1 4.1 基本参数

　一、水库基本参数 水库控制流域面积F=22.7km，主坝心墙顶高程为131.42m，主坝坝顶高程为132.05m，上游坡比1:2.5，吹程1.35km。水库汛期多年平均最大风速为15m/s。

　二、大坝安全超高 根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SDJ12-78）和《碾压式土石坝设计规范》SDJ218-84第4.4.1条、第4.4.2条的规定，坝顶在水库静水位以上的超高由下式确定：

　y=R+e+A 式中：y——坝顶超高，m

　R— 最大波浪在坝坡上的爬高，m

　e— 最大风壅水面高度，m

　 21

　A——安全加高，m 沁制水库大坝安全加高A值根据规范按下表采用。

　表 4-4-1

　大 坝 安 全 加 高 取 值 表 运用情况 设计工况 校核工况 安全加高 0.5m 0.3m

　三 、 心 墙 安 全 超 高 根据《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001 的规定，设计工况下，心墙顶部超高为 0.3～0.6m,校核工况下,心墙顶部高程不低于校核洪水位。

　4.2 4.2 坝高复核

　一、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:

　}] ) ( 7 . 0 [ 13 . 0) ( 0018 . 0{ ] ) ( 7 . 0 [ 13 . 07 . 0245 . 027 . 02 2WgHthWgDthWgHthWghmm m

　5 . 0438 . 4m mh T 

　式中: mh ——平均波高，m mT ——平均波周期，s W ——计算风速，m/s，W 设 =22.5m/s，W 校 =15m/s; D——风区长度,m mH ——水域平均水深(m) g——重力加速度,取9.81m/s2

　对于深水波,即当H≥0.5mL 时,简化公式为  22mmgTL 

　式中：

　 22 mL ——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=1.5～5.0时 m mWmL hmK RR21 式中：

　mR —平均波浪爬高，m m —单坡的坡度系数， R —斜坡的糙率渗透性系数，根据护面类型由表A.1.12-2查得； WK —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 级、5 级坝采用累积频率为 5%的爬高值 R 5% 。

　不同累积频率下的波浪爬高R P 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 规定的系数计算求得。

　二、风壅水面高度计算 风沿水域吹过形成的水面升高称为风雍高度,可按下式计算：

　E=K×W2 ×D×cosβ/（2×g×Hm）

　式中：

　E——风壅水面高度 (m)； K——综合摩阻系数，K=3.6×10-6 ； β——风向与水域中线夹角 Hm——水域的平均水深（m）

　W——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）

　则设计工况:

　W=15m/s

　 D=1350m

　T m =2.81m

　 L m =12.29m

　R p =1.29m

　 e=0.003m

　A=0.5m

　 Y B =1.80m

　 校核工况:

　W=22.5m/s

　 D=1350m

　T m =2.25m

　 L m =7.89m

　 R P =0.77m

　e=0.001m

　A=0.3m

　Y B =1.27m

　 23 三、计算要求坝顶高程 在溢洪道自由溢流时 在设计工况下（50 年一遇洪水）大坝坝顶高程应为 Z 设=62.95+1.80=64.75m； 校核工况下（1000 年一遇洪水）大坝坝顶高程应为：

　Z 校=63.87+1.27=65.14m； 即要求大坝高程不应低于 65.14m。

　四、计算要求心墙顶部高程 溢洪道自由溢洪时 设计工况（50 年一遇洪水）：Z 设=62.95+0.3=63.25m； 校核工况(1000 年一遇洪水):Z 校=63.87m 即要求心墙顶部高程应不低于 63.87m。

　五、大坝及心墙顶部复核结果 大坝及心墙顶部高程复核对照表见表 4-4-2。

　表4-4-2

　大坝及心墙顶高程复核对照表

　 50年一遇设计 1000年一遇校核 现状 复核 现状 复核 主坝 坝

　顶 64.30 64.75 64.30 65.14 心墙顶

　63.25

　63.87

　4.5 5 结论与建议

　一、结论 1、本次防洪标准复核确定的洪水标准较为合理，洪水复核结果较为可靠。

　2、根据国家标准《防洪标准》（GB50201-94）6.1 条及 6.2 条，属Ⅳ等工程，主要建筑物为 4 级建筑物，大坝设计洪水重现期为 50 年，校核洪水重现期为 1000 年。正常高水位 60.95m 为起调水位，沁制水库设计洪水为 62.95m，库容为 788.48 万 m3 ，校核洪水位为 63.87m，库容为 791 万 m3 ，溢洪道最大泄量为 120.54m 3 /s。

　3、溢洪道自由溢洪时，大坝现状高程为64.30m，本次复核高程为65.14m，欠高0.84m。

　4、沁制水库现状坝顶不能满足防洪标准的要求。

　 24 根据《大坝安全评价导则》SL258-2000 标准，沁制水库大坝防洪安全性评价为 C 级。

　二、建议 1、对主坝坝顶和心墙顶部高程欠高部分按溢洪道自由溢洪工况进行加高，大坝坝顶最低高程不低于 65.14m，心墙顶部高程最低不低于 63.87m。

　2、根据水库防洪要求，应尽快完善溢洪道消能设施，修建泄洪槽、消力池、及相应的泄洪渠，保证水库安全下泄能力。

　沁制水库工程特性表 项目 单位 原设计 清查整顿 本次复核 水文特征 承雨面积 km2

　12.56 12.56 12.56 多年平均降雨量 mm 1348.7 1348.7 1348.7 设计 重现期 年 50 50 50 洪峰流量 m3 /s

　 278.28 洪水总量 万 m3

　 校核 重现期 年 1000 1000 1000 洪峰流量 m3 /s

　 429.51 洪水总量 万 m3

　136.27 水库特征 调节性能

　年调节 年调节 年调节 设计洪水位 m

　校核洪水位 m

　正常高水位 m

　死水位 m

　库 容 总库容 万 m3

　 调洪库容 万 m3

　 兴利库容 万 m3

　 死库容 万 m3

　 大坝 坝型

　粘土心墙坝 粘土心墙坝 粘土心墙坝 坝顶高程 m

　最大坝高 m

　坝顶长度 m

　溢洪道 型式

　宽顶堰 宽顶堰 宽顶堰 堰顶高程 m

　堰顶宽度 m

　最大泄量 m3 /s

　消能型式

　消力池 消力池 消力池 输水管 型式

　砼圆管 砼圆管 砼圆管 断面尺寸 m

　进口底高程 m

　 25 管长 m

　闸门型式

　柱式圆活塞 柱式圆活塞 柱式圆活塞 最大泄量 m3 /s

　下游情况 交通干线 km 距—1.5 公里 影响耕地 万亩

　影响人口 万人

　调洪成果图(p=0.1%)0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0160.0180.00 4 8 12 16 20 24时段(0.5h)流量(m 3 /s)63.66464.464.865.265.666水位((m)调洪成果图(p=0.33%)0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0160.00 4 8 12 16 20 24时段(0.5h)流量(m 3 /s)63.66464.464.865.265.666水位((m)

　 26 ?调洪成果图(p=2%)0.020.040.060.080.0100.00 4 8 12 16 20时段(0.5h)流量(m 3 /s)63.66464.464.865.265.666水位((m)调洪成果图(p=10%)0.010.020.030.040.050.060.00 4 8 12 16 20时段(0.5h)流量(m 3 /s)63.66464.464.865.265.666水位((m)

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