临沧市凤庆县小江边水库除险加固工程初步设计报告.docx
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临沧市凤庆县小江边水库除险加固工程初步设计报告
设计组成员与责任
组长:
纪元武
副组长:
胡国庆
成员:
高坚李泽英张怀卿
张国香李合权张天寿
杨升光杨建林朱国才
批准:
纪元武
核定:
胡国庆
审查：
高坚
校核：
高坚李泽英杨升光
水工设计:
高坚杨升光李泽英
水文计算:
张怀卿
地质:
李合权
概算:
张国香
编写：
高坚李泽英张怀卿杨建林
张国香李合权张天寿杨升光
朱国才
目录
1综合说明1
1.1水库基本概况1
1.1.1加固前工程任务及规模1
1.1.2加固前主要建筑物布置及结构1
1.2除险加固的必要性2
1.2.1安鉴主要结论及审批意见2
1.2.2工程存在的主要问题3
1.2.3工程除险加固的必要性4
1.3除险加固的主要内容4
1.4工程特性表5
2水文9
2.1基本情况9
2.1.1流域自然地理概况9
2.1.2地形地貌9
2.1.3植被9
2.1.4人类活动11
2.1.5流域和河道特性11
2.1.6流域暴雨、洪水特征11
2.1.7水库工程特性11
2.1.8下游河道防洪要求12
2.1.9本次应用水文气象资料及评价12
2.2防洪标准12
2.3设计洪水13
2.4洪水合理性检查16
2.4.1与暴雨频率分析成果比较16
2.4.2设计洪水与历时关系图16
2.4.3区域水库设计洪水成果比较17
2.4.4结论19
2.5泥沙19
2.5.1泥沙计算方法19
2.5.2多年平均侵蚀模数的确定19
2.5.3多年平均输沙量、入库固体径流19
3工程地质21
3.1概述21
3.1.1工程概况21
3.1.2勘察目的及任务要求21
3.1.3勘察工作依据的技术标准22
3.1.4勘察方法及勘察工作布置22
3.2区域地质概况22
3.2.1地形地貌23
3.2.2地层岩性23
3.2.3地质构造23
3.2.4水文地质24
3.3库区工程地质条件24
3.3.1邻谷渗漏24
3.3.2库岸稳定24
3.3.3水库淹没、浸没25
3.3.4库内淤积25
3.3.5水库诱发地震25
3.4枢纽区工程地质条件及病害原因分析25
3.4.1枢纽区基本地质条件25
3.4.2建筑物病原因分析及建议处理措施26
3.4.2.1大坝26
3.4.2.2溢洪道工程地质条件及稳定性评价29
3.4.2.3输水涵管工程地质条件及评价29
3.5天然建筑材料29
3.6结论与建议30
4加固设计31
4.1工程规模31
4.1.1死水位（最低工作水位）31
4.1.2正常蓄水位及正常库容的确定31
4.2水库防洪复核31
4.2.1防洪标准31
4.2.2水库泄洪设施32
4.2.3调洪原则32
4.2.4调洪计算32
4.3坝顶高程复核37
4.4设计依据39
4.4.1相关文件39
4.4.2相关的技术设计标准、规范39
4.4.3大坝安全鉴定有关资料40
4.4.4工程等别及建筑物级别40
4.4.5洪水标准40
4.4.6设计基本资料40
4.5加固设计42
4.5.1现状坝体坝坡稳定复核42
4.5.2大坝除险加固设计45
4.5.3坝体结构46
4.5.4大坝计算48
4.5.5溢洪道的布置及设计55
4.5.6安全监测设施55
5施工组织设计57
5.1施工条件57
5.1.1工程条件57
5.1.2自然条件57
5.2施工导流及渡汛59
5.2.1导流渡汛标准59
5.2.2设计流量59
5.2.3导流方式与导流时段选择59
5.3主体工程施工59
5.3.1大坝施工60
5.3.3溢洪道施工61
5.4料场选择与开采61
5.4.1料场规划61
5.4.2料场选择62
5.4.3料场开采62
5.5施工交通运输63
5.5.1对外交通运输63
5.5.2场内施工交通63
5.6施工辅助设施63
5.6.1风、水、电及通讯设施63
5.6.2生活服务设施63
5.7施工总布置64
5.7.1规划布置原则64
5.7.2施工占地64
5.8施工总进度计划65
5.8.1施工进度安排原则及依据65
5.8.2施工进度计划的安排65
5.8.3施工组织机构66
5.8.4附图、附表66
5.9主要技术供应67
5.9.1主要建筑材料67
5.9.2主要施工机械设备67
6工程管理69
6.1管理机构69
6.2工程运用管理69
6.3工程管理范围和保护范围69
6.4大坝安全监测69
7环境保护及水土保持方案设计71
7.1环境保护71
7.1.1编制依据71
7.1.2设计原则71
7.2环境影响评价简介71
7.2.1工程对环境影响的综合评价71
7.2.2主要不利影响72
7.3环境保护设计75
7.3.1减免不利影响的对策措施75
7.3.2环境保护投资77
7.4水土保持77
7.4.1概述77
7.4.2工程建设可能造成的水土流失影响分析79
7.4.3水土流失防治方案80
7.4.4水土保持投资估算及效益分析83
7.4.5效益分析84
7.4.6方案实施的保证措施85
7.4.7资金来源及使用办法85
8工程投资概算87
8.1工程概况87
8.2编制依据87
8.3编制方法88
8.3.1基础资料88
8.3.2费率标准89
8.3.3建筑工程概算90
8.3.4机电设备及安装工程概算90
8.3.5临时工程概算90
8.3.6独立费用概算90
8.3.7预备费91
8.4概算总投资91
9经济评价108
9.1工程概况108
9.3国民经济效益分析109
9.3.1费用计算109
9.3.2效益估算109
9.3.3国民经济分析110
9.3.4敏感性分析113
9.3.5国民经济评价结论113
9.4财务评价113
9.4.1工程投资费用计算113
9.4..3现行水价财务分析114
9.4.4成本水价测算115
9.4.5项目贷款能力分析115
9.5经济评价结论及建议116
1综合说明
1.1水库基本概况
1.1.1加固前工程任务及规模
小江边水库座落于凤庆县凤山镇平村境内，平村是凤庆县城的一扇窗门。
距凤山镇人民政府12km，距县城12km。
坝址处地理坐标为东经：
99°57′50″、北纬24°36′09″。
属澜沧江流域迎春河支流清水河上游，径流面积0.28km2。
全村海拔介于1500-1800m之间，年平均气温17℃，年均降雨量1326mm。
小江边水库坝型为均质土坝，总库容39万m3，下游灌溉面积3200亩，是一座以灌溉为主，兼防洪人饮的小
（二）型水库。
1.1.2加固前主要建筑物布置及结构
小江边水库枢纽由主坝、副坝、输水隧洞组成。
主要建筑物的基本情况如下：
（1）主坝
主坝坝型为均质坝，坝顶长77.6m，坝顶宽8m，最大坝高22m，坝顶高程1907.3m，迎水坡比为1：
3.5、1：
2.14，戗台宽1.5m，为块石护坡。
背水坡比为1∶2.35，为草皮护坡。
无排水沟，坝脚排水设施为倒滤体，高2m。
（2）副坝
副坝坝型为均质土坝，坝顶长56m，坝顶宽8m，清水河村乡村公路由坝顶通过，最大坝高8m，坝顶高程1907.3m，副坝迎水坡比为1∶2，护坡为干砌块石。
背水坡比为1∶1.5，凸凹不平。
无倒滤体。
（3）输水隧洞
输水隧洞位于大坝右岸，为水泥砂浆砌块石无压隧洞城门洞型，洞径1.2×1.5m，最大下泄流量为0.6m3/s，洞长79.6m，进水口高程1897.3m。
1.2除险加固的必要性
1.2.1安鉴主要结论及审批意见
根据《水库大坝安全鉴定办法》及《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），2008年，由凤庆县水利局管理站承担对小江边水库进行安全鉴定，编制了《凤庆县小
（二）型水库小江边水库大坝安全评价报告》以及《小江边水库大坝安全鉴定报告书》，安全鉴定结论如下：
1、工程质量
主坝回填土压实质量差，层面处理不规范。
副坝下游后坝脚无倒滤体，坝坡无排水沟。
综合评定大坝枢纽工程质量评价等级为不合格。
2、运行管理
小江边水库无专门的管理机构，主管部门为凤山镇水管站，聘用临时管理人员1人，报酬低。
水库没有位移、沉降、水位、渗漏等安全观测设施。
综合评定大坝运行管理评价为差。
3、防洪标准复核
小江边水库坝顶高程1907.3m，集雨面积0.28km2，由于水库流域内没有任何水文资料，本次评价不进行洪水复核计算，仅以地区经验公式估算，小江边水库20年一遇设计洪峰流量为12.81m3／s，200年一遇校核洪峰流量17.97m3／s，由于各种原因工程没有溢洪道。
综合评定大坝防洪标准评价等级为C级。
4、结构安全
主、副坝坝体填筑土料靠人工手推车运输上坝，碾压机械以履带拖拉机为主，辅助人工夯实，压实度不足、边角及层间处理达不到要求。
主坝脚倒滤体有部分塌陷、开裂，已经堵塞失效。
副坝脚无倒滤体，坝面无排水沟。
综合评定大坝结构安全评价等级为C级。
5、渗流安全。
综合评定大坝渗流安全评价等级为C级。
6、抗震安全
主、副坝清基不彻底，残留有第四系残积和残坡积松散土层，相应地震设防烈度Ⅶ度。
综合评定大坝抗震安全评价等级为C级。
7、金属结构
输水隧洞进口平板闸运行良好，拦污栅运行良好。
综合评定大坝金属结构安全评价等级为B级。
1.2.2工程存在的主要问题
小江边水库枢纽由凤庆水工队设计，凤山镇人民政府组织农民工兴建。
水库于1959年动工，1960年竣工投入运行，1988年由于自然灾害，对水库进行抢险，至今已运行50年。
水库工程在建设期间，土法上马，群众人工清基、运土、夯压，坝土为灰色粘土，压实质量差，清基不彻底，层面处理不规范，无溢洪道。
水库建成后，）主坝
主坝无排水沟。
（2）副坝
副坝下游后坝脚无倒滤体，坝坡无排水沟。
（3）输水隧洞
输水隧洞位于大坝右岸，为水泥砂浆砌块石无压隧洞城门洞型，洞径1.2×1.5m，最大下泄流量为0.6m3/s，洞长79.6m，进水口高程1897.3m。
进口设置竖井、平板闸及拦污栅。
多年来一直带病运行。
1.2.3工程除险加固的必要性
小江边水库地势较高，下游人口密度大，水库一旦发生溃坝，则威胁着平村人民的生命财产安危，影响当地社会经济的发展，下游1600人、3200亩耕地将直接受灾。
水库由于受病害影响，工程效益目前无法正常发挥，制约了当地生产、生活的提高。
该水库位置险要，一旦发生水库溃坝，将直接造成下游人民生命财产、经济作物的损失。
所以，对小江边水库进行除险加固，发挥水库的灌溉防洪效益，是十分重要的。
1.3除险加固的主要内容
（1）对主、副坝迎水坡作C15预制块护坡，对背水坡作培厚整平、草皮护坡；
（2）按病处设计要求返修主坝倒滤体，修善纵横向排水沟，对坝顶作技术性处理；副坝增设倒滤体，按设计填筑后坝坡，对坝脚冲沟做工程处理；
（3）新建水库管理房；
（4）新建溢洪道工程；
（5）建立有关观测站点。
1.4工程特性表
表1.4.1工程特性表
序号
名称
单位
数量
备注
除险前
除险后
一
水文
1
流域面积
km2
0.28
0.28
2
多年平均年降雨量
mm
3
设计洪水标准及流量
m3/s
12.81
2.3
5%
4
校核洪水标准及流量
m3/s
17.79
3．8
0.5%
二
水库
1
校核洪水位
m
不详
1906.45
2
设计洪水位
m
不详
1906.22
3
正常蓄水位
m
不详
1905.95
4
死水位
m
1897.3
1897.3
5
防汛限制水位
m
不详
1905.95
6
总库容
万m3
39
39
7
正常库容
万m3
35
36.56
8
死库容
万m3
8.83
8.83
三
工程效益
保护人口
人
1600
灌溉面积
亩
3200
供水
m3/d
四
主要建筑物及设备
1
主坝
坝型
均质坝
均质坝
坝顶高程
m
1907.3
1907.3
最大坝高
m
22
22
坝顶长度
m
77.6
77.6
坝顶宽度
m
8
8
2
副坝
坝型
均质坝
均质坝
坝顶高程
m
1907.3
1907.3
最大坝高
m
8
8
坝顶长度
m
56
56
坝顶宽度
m
8
8
3
泄水建筑物
型式
开敞式
堰顶高程
m
1905.95
溢流段长度
m
8
泄槽断面尺寸（宽×高）
m
0.8×0.7
设计泄洪流量
m3/s
不详
0.58
校核泄洪流量
m3/s
不详
1.13
3
输水建筑物
设计流量
m3/s
0．6
0．6
长度
m
79．6
79．6
断面尺寸
cm
1.2×1.5
1.2×1.5
闸孔尺寸
m
0.6×0.6
0.6×0.6
闸门型式
平板闸
平板闸
五
施工
1
主体工程数量
明挖土石方
m3
12266
洞挖石方
m3
填筑土石方
m3
7109
砌石方
m3
1106
混凝土及钢筋混凝土
m3
781
金属结构安装
t
帷幕灌浆
m
高喷灌浆
m
固结灌浆
m
2
主要建筑材料
木材
m3
1
块石
m3
1272
碎石
m3
2020
砂
m3
1160
水泥
t
312
钢材
t
14
3
所需劳动力
总工时
万工时
6.30
高峰人数
人
4
施工期限
月
8
六
经济指标
1
总投资
万元
255.82
建筑工程
万元
181.29
机电设备及安装费
万元
2.20
金属结构及安装工程
万元
0
临时工程
万元
21.02
独立费
万元
35.58
预备费
万元
12.00
水土保持工程费
万元
2.72
环境保护工程
万元
1.01
2
综合利用经济指标
经济内部收益率
%
9.17
经济净现值
万元
47.61
经济效益费用比
1.15
2水文
2.1基本情况
2.1.1流域自然地理概况
凤庆县小江边小
（二）型水库为1959年春动工兴建，1960年春建成，本区位于澜沧江流域罗闸河支流凤庆河右岸支流平村河上游,属凤山镇平村，主坝顶高程1907.3米，地理坐标：
东经100°57′53″，北纬24°36′09″。
引区位于清水河上游，最大引水流量0.05m3/s。
水库位于凤庆县东北面，距凤庆县城12km。
凤庆县小江边水库径流区属澜沧江流域凤庆河右岸支流平村河上游，水库流域特征值均在五万分一地形图上量算，其流域特征参数见表（2.1.1），流域水系如图（2.1.1）。
表（2.1.1）凤庆县小江边水库流域特征参数表
参数
位置
集水面积（km2）
形状系数Rf
河网密度D
干流长度L
干流坡降J（‰）
流域平均高程Z（m）
坝址
0.28
0.22
4.02
1.14
62
1960
2.1.2地形地貌
小江边水库设计流域海拔变化在2350m～2600.3m之间，流域平均海拔高程约2360m。
属山地丘陵中覆被轻度侵蚀地区，岩性为花岗岩类，地貌形态类型为中山地貌。
2.1.3植被
设计流域内主要分布有灌草及低矮常绿植物，植被保护较好，植被覆盖率在50～70%左右，汛期对延缓坡面流，减少水土流失具有一定的调蓄作用，但水库周围有村寨分布，植被保护工作不容忽视。
图（2.1.1）凤庆县小江边水库流域水系图
2.1.4人类活动
小江边水库径流区内，除水库本身外无任何水利工程设施，由于水库周围的村落生活燃料以柴为主，人类活动对水库径流区有一定的影响。
2.1.5流域和河道特性
水库径流区属澜沧江流域凤庆河右岸支流平村河上游，呈柳叶形，地势由东北向西南方向倾斜。
整个流域河网水系发育一般，流域主要出露风化的花岗岩，河道多为卵石沙质组成，过水断面宽小于5m，一般在0.5m—3m间，断面呈“V”字型。
2.1.6流域暴雨、洪水特征
小江边水库流域地处低纬的西南亚热带季风区，水气主要来自印度洋的孟加拉湾。
据邻近流域凤山、洛党、德斯理、观音山等雨量站实测最大24小时暴雨分析，暴雨多发生在每年的5月下旬至11月中上旬。
暴雨特性表现为历时短、大强度。
水库设计流域的洪水主要产生于暴雨，成因关系密切，且暴雨与洪水基本同频率。
据临沧水文分局对临沧市小汇水面积（10.5～200km2）的各小河站多场实测暴雨资料分析：
次洪水过程一般不超过24小时，起涨历时一般在0.5～3小时之间，且以单峰为主，峰高量小，属典型的山区性小流域陡涨陡落的洪水特性。
2.1.7水库工程特性
凤庆县小江边水库始建于1959年，1960年竣工，水库本区径流面积0.28km2。
水库主坝为均质坝，总库容39万m3，主坝高22m，坝顶长77.6m，坝顶宽8m。
副坝为均质坝，高8m，坝顶长56m，坝顶宽8m。
无溢洪道，输水隧洞位于主坝右岸，无压隧洞城门洞型，洞径1.2×1.5m，设计流量为0.6m3/s，洞长79.6m。
2.1.8下游河道防洪要求
小江边水库主要用途是农田灌溉，灌溉面积3200亩。
受益村为凤山镇平村。
小江边水库一旦溃坝将危及下游1600多人生命财产安全和冲毁3200多亩的农田，给人民群众的生命财产造成较大损失。
2.1.9本次应用水文气象资料及评价
凤庆县小江边水库流域无任何实测的水文气象资料。
邻近有凤山、洛党、德斯里、观音山等雨量站，雨量观测站点均属水文部门按行业的技术规范进行设立、观测、整编，各雨量观测站为日记式自记雨量记录和普通雨量器。
所搜集的水文气象资料均严格按规范进行整理，资料可靠。
所列站点从设立至观测年限止均未做过搬迁，观测位置基本保持一致。
在推求邻近小
（一）型水库洪水时，所用到上述雨量站水文资料，已进行进行资料展延或通过长短系列比较分析，所取用的水文气象资料可靠、具有一致性和代表性。
2.2防洪标准
小江边水库规模为小
（二）型水库工程，工程等别为Ⅴ等5级。
根据国家《防洪标准》（GB50210-94）及《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL252-2000），水库防洪标准应为：
20～30年设计，200～300校核，非常运用洪水标准为200年一遇。
结合工程实际情况，本次设计采用20年设计，200年校核。
2.3设计洪水
设计洪水计算采用《云南省暴雨径流查算实用手册》的产汇参数进行推求。
采用其他方法为辅助合理性检查。
由“云南省暴雨径流查算实用手册”查得：
凤庆县小江边水库流域中心处属暴雨分区5、产流分区6、汇流分区6，产汇流计算参数见表（2.3.1），由表（2.3.1）中参数代入洪水计算程序进行设计洪水推求（具体方法不再赘述），成果见表（2.3.2）～（2.3.3）、图（2.3.1）。
引区引水渠设有放水口，当发生洪水时，将插板提起，使洪水不流入库内，因此计算设计洪水时不考虑引区洪水叠加，本区产生洪水即为设计洪水成果。
表（2.3.1）小江边水库流域特征值、暴雨及产汇流参数
F（km2）
L（km）
J（‰）
暴雨区
产流区
汇流区
0.28
1.14
62
7
6
6
HP1（mm）
HP6（mm）
HP24（mm）
CV.1
CV.6
CV.24
32
45
68
0.50
0.48
0.45
表（2.3.2）凤庆县小江边水库设计洪水成果
频率
项目
设计洪水Qp
P=0.33%
P=0.5%
P=3.33%
P=5%
Qmax（m3/s）
4.10
3.80
2.60
2.30
W24max（104m3）
3.85
3.47
2.12
1.74
表（2.3.3）凤庆县小江边水库设计洪水过程
T（h）
QP（t）
P=0.33%
P=0.5%
P=3.33%
P=5%
0
0.00
0.00
0.00
0.00
1
0.40
0.30
2.60
2.30
2
4.10
3.80
1.30
1.20
3
2.20
2.00
0.70
0.60
4
1.20
1.10
0.40
0.30
5
0.70
0.60
0.30
0.20
6
0.45
0.40
0.24
0.14
7
0.30
0.28
0.18
0.08
8
0.27
0.25
0.12
0.02
9
0.24
0.22
0.06
0.00
10
0.21
0.19
0
11
0.18
0.16
12
0.15
0.13
13
0.12
0.1
14
0.09
0.07
15
0.06
0.04
16
0.03
0.01
17
0
0
18
Qmax（m3/s）
4.10
3.80
2.60
2.30
W24max（104m3）
3.85
3.47
2.12
1.74
图（2.3.1）凤庆小江边水库设计洪水过程线图
2.4洪水合理性检查
2.4.1与暴雨频率分析成果比较
把本次洪水计算的成果（2.3.3），换算为与暴雨成果对应的雨深比较如下表（2.4.1）
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