安全生产管理瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告.docx
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安全生产管理瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告
{安全生产管理}瑞安市集云山水库大坝安全技术认定综合评价报告
防浪墙顶高程为120.35～120.38m，宽0.5m。
上游坝坡坡比从上到下分别为1：
1.93、1:
1.43、1:
6.0，均为干砌石护坡，在高程112.92m处为宽5.5m的平台。
下游坝坡坡比从上到下分别为1:
2.52、1:
9.17、1:
2.72，其中高程101.45m以下为排水棱体，底宽19.0m，高程101.45m以上为土坡。
坝体粘土防渗心墙底宽19.50m，顶宽4.30m，顶高程为118.52m。
（二）溢洪道
溢洪道位于大坝左侧，为开敞正槽式溢洪道，进口底高程116.40m，进口底宽13.9m，泄槽长56.5m，为山体开挖而成。
（三）老放空涵管
老放空涵管位于坝体右侧，为钢筋砼结构，洞长70m，洞径0.6m，进口底高程99.75m，出口底高程99.15m，进口处配置插板闸门和1台螺杆式启闭机，启闭力为3T。
目前，该放空涵管已封堵，停止使用。
（四）放空隧洞
放空隧洞位于大坝右岸山体内，隧洞洞径1.7×1.7m，全长171.647m，进口中心高程99.75m，出口中心高程95.416m，为城门型无压隧洞。
（五）泄流明渠
放空隧洞下游即为泄流明渠，全长94.357m，渠道宽度1.5m，深度1.0m，纵坡9.0%。
工程有关特性指标见表1-1。
工程主要特性表
表1-1
序号
名称
单位
数量
备注
一
水文
1
坝址以上集雨面积
Km2
2.2
2
设计暴雨（P=2%）
mm
362.43
实测资料
3
校核暴雨（P=0.1%）
mm
584.15
实测资料
4
设计洪峰流量（P=2%）
m3/s
45.51
5
校核洪峰流量（P=0.1%）
m3/s
77.78
二
水库大坝等级标准
1
工程等级
Ⅳ
2
工程规模
小
（1）型
3
永久性建筑物级别
4
三
洪水标准
1
设计洪水
50年一遇
2
校核洪水
1000年一遇
四
水库特性
1
正常蓄水位
m
116.40
2
设计洪水位
m
117.54
3
校核洪水位
m
118.06
4
死水位
m
101.05
5
总库容
万m3
163.59
6
正常蓄水库容
万m3
136.70
7
死库容
万m3
4.53
五
建筑物
（一）
拦水坝
1
坝型
粘土心墙坝
2
最大坝高
m
25.70
3
坝顶高程
m
119.45~119.58
4
坝顶长度
m
215
5
坝顶宽度
m
2.3~2.7
6
防浪墙顶高程
m
120.35~120.38
7
防浪墙宽度
m
0.5
（二）
溢洪道
1
型式
开敞正槽式溢洪道
2
进口底高程
m
116.40
3
进口宽度
m
13.90
（三）
老放空涵管
已封堵
1
结构
钢筋砼
2
洞径
m
0.6
3
洞长
m
70
4
进洞口底高程
m
99.75
5
出洞口底高程
m
99.15
6
闸门型式
插板式
7
闸门数量
扇
1
8
启闭机
台
1
斜拉式螺杆启闭机
（四）
放空隧洞
1
隧洞型式
城门型
2
洞径
m×m
1.7×1.7
3
洞长
m
171.647
4
进洞口中心底高程
m
99.75
5
出洞口中心底高程
m
95.416
（五）
泄流明渠
1
长度
m
94.357
2
尺寸
m×m
1.5×1.0
宽×深
3
纵坡
%
9.0
1.3工程建设及运行情况
集云山水库于1958年9月动工兴建，1960年2月竣工，原坝顶高程为119.45m。
1991年10月经保坝复核计算，发现该水库未达到保坝标准，同年采取了加深加宽溢洪道，拆建抬高堰上的人行桥，并在坝顶修筑防浪墙。
水库运行至今已四十多年,坝内现浇钢筋砼涵管在1964年观测发现有裂缝3条,1971年观测无其它异常情况。
2002年对涵管进行了封堵,并新开了一条放空隧洞。
该水库原建有电站一座,装机200KW，灌溉农田5000余亩。
1983年,经瑞安县（现为瑞安市）政府研究决定,电站停止发电,水库作为城关镇（现为锦湖街道）供水的补充水源。
目前,水库运行基本正常。
1.4编写依据与基础资料
1.4.1基础资料
⑴集云山水库安全检查普查登记表（1998年7月）；
（2）集云山水库放空工程施工图纸；
（3）集云山水库坝下涵管封堵施工图纸；
（4）集云山水库大坝、溢洪道实测平面及断面图。
1.4.2编写依据
⑴《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
⑵《防洪标准》（GB50201-94）；
⑶《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；
⑷《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；
⑸《水库工程管理设计规范》（SL106-96）；
⑹《土石坝养护修理规程》（SL210-98）；
⑺《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）；
⑻《瑞安市集云山水库测压管工程竣工报告》（浙江浙峰岩土工程有限公司丽水分公司，2008年4月）；
⑼省水利厅《关于进一步加强水库除险加固工作的通知》（浙水管[1999]70号）文件；
⑽省水利厅《关于印发浙江省小型水库大坝安全技术认定办法（试行通知）（浙水管[2003]10号）文件；
⑾《浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲（试行）》（省水利厅，2003年3月）。
2设计洪水与洪水标准复核
2.1概况
集云山水库位于瑞安市锦湖街道横山偏北山腰，水系属愚溪，水库坝址以上控制集雨面积2.2km2，主流长度3.18km，主流平均坡降3.68%。
流域内山高坡陡，植被良好，水土保持良好。
2.2水文气象
本区域属亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，雨量丰沛，日照长，霜期短，冬无严寒，夏无酷署。
多年平均气温17.9℃，历年极端最高气温39.3℃（出现在7月份），历年极端最低气温-4.5℃（出现在1月份）。
多年平均降雨量约在1695mm，年降雨量月份分配不均，差异很大，月份分配情况是：
1~3月降雨量占全年的15.5~16.5%，4~9月降雨量占全年的71.9~75.4%，10~12月降雨量占全年的9.1~11.6%。
一般年份主要有两个明显降水季节，4月、5月、6月的梅雨，7月、8月、9月的台风雨。
梅雨占年降雨量的34.5%，台风雨占年降雨量41.2%。
2.3工程等级及洪水标准
本工程拦水坝坝型属粘土心墙坝，水库总库容为163.59万m3，按水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，本工程规模为小
（1）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，设计洪水标准为30~50年一遇，校核洪水标准为300~1000年一遇。
由于该水库下游有锦湖街道和12个村庄分布，人口密集，故本工程洪水标准取用上限值，即设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用1000年一遇。
洪水标准见表2-1。
洪水标准
表2-1
工程等别
工程规模
水库总库容
永久建筑物级别
设计洪水
标准
校核洪水
标准
Ⅳ
小
（1）型
163.59万m3
4
50年一遇
1000年一遇
2.4洪水计算
2.4.1设计暴雨
本流域无实测雨量站，洪水计算降雨资料引用邻近区域的瑞安站。
该站设立于1956年，实测降雨资料有自1956年至2007年共51年（其中1959年缺失），经统计组成样本为年最大一日降雨，详见表2-2。
经P-Ⅲ型曲线适线排频得坝址处各频率的设计暴雨，成果详见表2-3，设计暴雨计算时年最大24小时雨量采用年最大一日的1.12倍来计算求得。
瑞安站年最大一日降雨统计情况表
表2-2单位:
mm
年份
最大一日
降雨量
年份
最大一日
降雨量
年份
最大一日
降雨量
1956
128
1974
73.3
1991
115.1
1957
170
1975
99.0
1992
208.9
1958
130.8
1976
92.1
1993
72.7
1960
237.7
1977
62.1
1994
321.4
1961
72.7
1978
101.5
1995
66.1
1962
178.6
1979
66.5
1996
137.1
1963
157.9
1980
67.3
1997
83.9
1964
126.8
1981
180.5
1998
69.1
1965
334.5
1982
105.7
1999
88.5
1966
107.7
1983
176.8
2000
103.5
1967
66.6
1984
100.7
2001
85.9
1968
75.8
1985
99.8
2002
184
1969
122.6
1986
63.2
2003
102.5
1970
58.8
1987
184.9
2004
100
1971
113.2
1988
77.2
2005
297
1972
114.1
1989
178
2006
126
1973
114.5
1990
104.3
2007
190.5
设计暴雨成果表（适线法，由实测资料分析）
表2-3
时
段
均值
（mm）
Cv
Cs/Cv
不同重现期降雨量（mm）
0.1%
0.2%
0.5%
1%
2%
5%
H1日
126.9
0.54
3.5
521.56
475.88
416.23
370.55
323.60
262.68
H24
142.1
584.15
532.99
466.18
415.02
362.43
294.20
根据本工程所处地理位置，查《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）得，本工程区域年24小时平均最大降雨量H24=145mm，其相应的Cv=0.52，Cs/Cv=3.5；年6小时平均最大降雨量H6=88mm，其相应的Cv=0.50，Cs/Cv=3.5。
各频率暴雨衰减指数按该图集推荐公式n6,24=1+1.661lg（H6/H24）进行推算，各频率设计暴雨按公式Hp=（1+φCv）=HKp进行计算，得各频率设计暴雨值见表2-4。
设计暴雨成果表（查暴雨图集）
表2-4
时段
均值
（mm）
Cv
Cs/Cv
不同重现期降雨量（mm）
0.1%
0.2%
0.5%
1%
2%
5%
H24
145
0.52
3.5
571.30
523.45
459.65
410.35
359.60
294.35
H6
88
0.50
3.5
333.52
305.36
268.40
241.12
212.96
174.94
n6,24（暴雨衰减指数）
0.612
0.611
0.612
0.616
0.622
0.625
由表2-3、2-4比较可知，由实测资料分析得出的暴雨成果比查暴雨图集计算所得的暴雨成果稍大，为安全计，决定取实测资料分析所得的暴雨成果作为本次大坝安全评价的设计暴雨。
2.4.2汇流时间
根据万分之一地形图，量得集云山水库设计流域特征参数见表2-5。
集云山水库控制流域特征参数表
表2-5
流域
集雨面积F
（km2）
主流长度L
（km）
主流坡降J（%）
集云山水库
2.2
3.18
3.68
由于本工程坝址以上集雨面积小于50km2，坝址处各频率汇流时间按浙江省推理公式进行推求：
Qm=0.278φF
τ=0.278
式中：
φ——洪峰径流系数，取φ=0.9；
hτ——设计净雨，mm；
F——集雨面积，km2；
L——主流长度，km；
m——汇流参数，按m=0.46Q0.154计算；
J——主流平均坡度，以小数计；
Qm——洪峰流量，m3/s；
τ——汇流历时，h；
0.278——单位转换系数。
经计算，集云山水库坝址各频率汇流时间计算结果见表2-6。
集云山水库坝址处汇流时间计算成果表
表2-6
频率
0.1%
0.2%
0.5%
1%
2%
5%
集云山水库
汇流时间τ（h）
1.34
1.37
1.43
1.47
1.53
1.62
2.4.3设计雨型
24小时概化雨型采用《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）推荐的时程分配：
⑴老大项时段雨量末时刻排在18~21点范围内（本工程计算取19点）。
⑵老二项时段雨量，紧靠老大项左边。
⑶其余项时段雨量，按大小次序，奇数项时段雨量排在左边，偶数项时段雨量排在右边，当排满24小时末时刻后，余下项从大到小全排在左边。
设计中取时段与流域汇流时间相同。
各时段暴雨强度见表2-7、表2-9；24小时概化设计雨型见表2-8、表2-10。
2.4.4设计净雨
设计净雨采用初损后损法进行扣损计算，按《浙江省短历时暴雨》（2003年2月）推荐的扣损量拟定初损为20mm，后损为1mm/h。
设计净雨过程见表2-8、表2-10。
2.4.5洪水过程线
根据集云山水库坝址处各频率汇流时间计算成果，取设计时段与汇流时间相同，把24小时进行时段划分，然后根据推求的设计净雨过程按公式Q=0.278φ（hτ/τ）F绘制设计洪水过程线，见附图2-2、2-3。
各时段暴雨强度（P=2%，τ=1.53h）
表2-7
BKK
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
n=0.622
1
0.30
0.22
0.17
0.15
0.13
0.12
0.11
0.10
ik（mm/h）
83.68
25.07
18.01
14.56
12.44
10.97
9.88
9.04
8.36
HK=ikτ（mm）
128.03
38.35
27.56
22.28
19.03
16.78
15.12
13.83
12.79
BKK
项目
10
11
12
13
14
15
16
n=0.622
0.093
0.088
0.083
0.079
0.075
0.072
0.069
ik（mm/h）
7.80
7.33
6.93
6.58
6.27
6.0
5.75
HK=ikτ（mm）
11.94
11.21
10.60
10.06
9.59
9.17
8.80
洪水过程线表（P=2%）
表2-8
时段
τ=1.53小时
时段雨量
Hk（mm）
扣渗雨量
（mm）
时段净雨量
hτ（mm）
降雨强度hτ/τ
（mm/小时）
洪峰流量（m3/s）
Q=0.278·φ·ip·F
1
8.80
8.80
0
0
0
2
9.17
9.17
0
0
0
3
9.59
2.03
7.56
4.94
2.72
4
10.06
1.53
8.53
5.58
3.07
5
10.60
1.53
9.07
5.93
3.26
6
11.21
1.53
9.68
6.33
3.48
7
11.94
1.53
10.41
6.80
3.74
8
12.79
1.53
11.26
7.36
4.05
9
15.12
1.53
13.59
8.88
4.89
10
19.03
1.53
17.50
11.44
6.30
11
27.56
1.53
26.03
17.01
9.36
12
38.35
1.53
36.82
24.07
13.25
13
128.03
1.53
126.50
82.68
45.51
14
22.28
1.53
20.75
13.56
7.46
15
16.78
1.53
15.25
9.97
5.49
16
13.83
1.53
12.30
8.04
4.43
各时段暴雨强度（P=0.1%，τ=1.34h）
表2-9
BKK
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
n=0.612
1.00
0.31
0.22
0.18
0.15
0.14
0.12
0.11
0.10
ik（mm/h）
142.30
43.91
31.73
25.74
22.04
19.48
17.58
16.10
14.91
HK=ikτ（mm）
190.69
58.84
42.51
34.49
29.53
26.10
23.55
21.57
19.98
BKK
项目
10
11
12
13
14
15
16
17
18
n=0.612
0.098
0.092
0.087
0.083
0.079
0.076
0.073
0.07
0.067
ik（mm/h）
13.93
13.10
12.39
11.77
11.23
10.75
10.32
9.93
9.58
HK=ikτ（mm）
18.66
17.55
16.60
15.77
15.05
14.40
13.83
13.31
12.84
洪水过程线表（P=0.1%）
表2-10
时段
τ=1.34小时
时段雨量
Hk（mm）
扣渗雨量
（mm）
时段净雨量
hτ（mm）
降雨强度hτ/τ
（mm/小时）
洪峰流量（m3/s）
Q=0.278·φ·ip·F
1
12.84
12.84
0
0
0
2
13.31
7.16
6.15
4.59
2.53
3
13.83
1.34
12.49
9.32
5.13
4
14.40
1.34
13.06
9.75
5.23
5
15.05
1.34
13.71
10.23
5.63
6
15.77
1.34
14.43
10.77
5.93
7
16.60
1.34
15.26
11.39
6.27
8
17.55
1.34
16.21
12.10
6.66
9
19.98
1.34
18.64
13.91
7.66
10
23.55
1.34
22.21
16.57
9.12
11
29.53
1.34
28.19
21.04
11.58
12
42.51
1.34
41.17
30.72
16.91
13
58.84
1.34
57.50
42.91
23.62
14
190.69
1.34
189.35
141.31
77.78
15
34.49
1.34
33.15
24.74
13.62
16
26.10
1.34
24.76
18.48
10.17
17
21.57
1.34
20.23
15.10
8.31
18
18.66
1.34
17.32
12.93
7.12
2.4.6集云山水库调洪演算
本工程水库调洪演算采用半图解双辅助曲线法进行计算，水库水位~库容关系曲线根据2001年11月瑞安市水利局勘测设计所测量队测绘的集云
山水库库容地形图进行编制，水库调洪演算步骤及成果如下:
1、绘制集云山水库水位~库容关系曲线
集云山水库水位~库容关系曲线表
表2-11
水位（m）
库容（万m3）
水位（m）
库容（万m3）
94.5
0
111
65.59
100
2.97
112
76.99
101
4.44
113
89.21
102
6.68
114
102.22
103
9.73
115
116.01
104
13.54
116
136.61
105
18.11
116.4
136.70
106
23.53
117
146.11
107
29.89
118
162.57
108
37.26
119
179.92
109
45.55
120
198.10
110
55
水位~库容关系曲线详见附图04。
2、集云山水库水位~溢洪道流量关系曲线
溢洪道流量按堰流公式计算：
Q＇=MBh3/2=1.48×13.9h3/2=20.57h3/2。
注：
溢洪道堰顶入口边缘为钝角形，流量系数M值取1.48。
库水位~溢洪道流量关系表
表2-12
库水位H（m）
溢洪深度（m）
h3/2（m）
泄流量Q＇（m3/s）
备注
116.4
0
0
0
116.9
0.5
0.35
7.20
117.4
1.0
1.00
20.57
117.9
1.5
1.84
37.85
118.4
2.0
2.83
58.21
118.9
2.5
3.95
81.25
119.4
3.0
5.20
106.96
119.9
3.5
6.55
134.73
3、作调洪辅助曲线
H~Q'Q'~V０+Q'△T
△T1=1.53×3600=5508S△T2=1.34×3600=4824S
调洪辅助曲线表
表2-13
库水位H（m）
溢洪深度
（m）
库容
V（万m3）
调节库容
V0（万m3）
泄流量
Q'（m3/s）
时段泄流量（万m3）
V0+Q'△'T1
（万m3）
V0+Q'△T2
（万m3）
Q'△T1
Q'△T2
116.4
0
136.70
0
0
0
0
0
0
116.9
0.5
114.52
7.82
7.20
3.97
3.47
9.87
9.56
117.4
1.0
152.58
15.88
20.57
11.33
9.92
21.55
20.84
117.9
1.5
160.88
24.18
37.85
20.85
18.26
34.61
33.31
118.
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