某县高山水库大坝安全评估报告.docx

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某县高山水库大坝安全评估报告

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某县高山水库大坝安全评估报告

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安徽省无为县高山水库

大坝安全评估报告

无为县水利勘察设计室

二00七年六月

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc171523383"1基本情况PAGEREF_Toc171523383\h5

HYPERLINK\l"_Toc171523384"2工程概况PAGEREF_Toc171523384\h5

HYPERLINK\l"_Toc171523385"3工程质量情况PAGEREF_Toc171523385\h8

HYPERLINK\l"_Toc171523386"4现场安全检查情况PAGEREF_Toc171523386\h8

HYPERLINK\l"_Toc171523387"4.1大坝：

PAGEREF_Toc171523387\h8

HYPERLINK\l"_Toc171523388"4.2溢洪道：

PAGEREF_Toc171523388\h8

HYPERLINK\l"_Toc171523389"4.3放水设施PAGEREF_Toc171523389\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523390"4.4坝后渠道PAGEREF_Toc171523390\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523391"4.5管理设施PAGEREF_Toc171523391\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523392"5防洪能力复核PAGEREF_Toc171523392\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523393"5.1工程等级与设计标准PAGEREF_Toc171523393\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523394"5.2基本资料：

PAGEREF_Toc171523394\h9

HYPERLINK\l"_Toc171523395"5.3洪水复核PAGEREF_Toc171523395\h12

HYPERLINK\l"_Toc171523396"5.3.1暴雨频率计算PAGEREF_Toc171523396\h12

HYPERLINK\l"_Toc171523397"5.3.2设计点暴雨PAGEREF_Toc171523397\h12

HYPERLINK\l"_Toc171523398"5.3.3设计洪水过程线推求PAGEREF_Toc171523398\h13

HYPERLINK\l"_Toc171523399"5.3.4与原设计成果比较PAGEREF_Toc171523399\h16

HYPERLINK\l"_Toc171523400"5.3.5调洪计算成果PAGEREF_Toc171523400\h16

HYPERLINK\l"_Toc171523401"5.4坝顶高程复核PAGEREF_Toc171523401\h17

HYPERLINK\l"_Toc171523402"5.5防洪安全评价PAGEREF_Toc171523402\h19

HYPERLINK\l"_Toc171523403"6大坝结构安全评估PAGEREF_Toc171523403\h20

HYPERLINK\l"_Toc171523404"7大坝渗流安全评估PAGEREF_Toc171523404\h21

HYPERLINK\l"_Toc171523405"8输泄水建筑物安全评估PAGEREF_Toc171523405\h21

HYPERLINK\l"_Toc171523406"9大坝运行管理情况安全评估PAGEREF_Toc171523406\h21

HYPERLINK\l"_Toc171523407"10大坝安全评估结论PAGEREF_Toc171523407\h24

HYPERLINK\l"_Toc171523408"11建议PAGEREF_Toc171523408\h25

HYPERLINK\l"_Toc171523409"12附件PAGEREF_Toc171523409\h25

高山水库大坝安全评估报告

基本情况

高山水库坐落于无为县严桥镇境内，位于永安河上游，水库控制来水面积3.6km2，总库容77万m3，兴利库容25万m3，死库容2万m3，调洪库容50万m3。

水库始建于1961年，1963年建成蓄水，经1979、1986年扩建至现状规模。

由于工程建设处于特殊历史时期，边施工边设计，工程质量较差。

高山水库五十多年来一直带病控制运行，水资源未得到充分利用，期间虽对局部病险处进行过加固处理，但未彻底解决问题，也未对大坝安全进行过全面论证分析。

目前，水库大坝存在断面不足、渗漏等问题，水库的正常运行及防洪安全存在极大的隐患，依据《安徽省小型水库大坝安全评估办法》（暂行）的要求，无为县水务局组织成立了由运行管理单位和管理、水文、水工、地质等专业技术人员组成的高山水库大坝安全评估专家组于2007年6月22日至27日对该水库大坝安全性进行一次全面系统的安全评估，为管理单位全面掌握大坝运行性态提供科学有效的理论依据。

大坝安全评估专家组接受任务后，立即搜集整理相关数据，并会同水库管理单位到现场对照大坝安全评估办法的要求进行详细检查，确保大坝安全评估内容真实、详细、可靠。

工程概况

高山水库坐落于无为县严桥镇境内，属长江流域永安河水系，集水面积3.6km2，兴利库容25万m3，死库容2万m3，调洪库容50万m3。

水库设计灌溉田亩0.35万亩，防洪保护：

下游农田0.6万亩，人口0.2万人及乡村公路等重要设施。

是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小

（二）型水库。

库区多年平均气温15.8℃。

多年平均降雨量1239.0mm，多年平均蒸发量1273.4mm，库区最大风速12m/s。

高山水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵等组成。

大坝坝型为均质坝，坝顶现状高程27.3m，最大坝高7.5m，坝长720m，顶宽4m。

迎水坡为干砌石护坡，坡比为1：

3，背水坡坡比为1：

3，溢洪道位于大坝的中部，为开敞式宽顶堰，堰顶高程25.08m，宽12m，最大泄洪流量40m3/s。

放水涵一座，为圬工结构，进水口设有砼竖井一节，后接圬工砌石涵洞，洞口尺寸0.6×0.8m，设计涵底高程20.13m。

出水口为圬工结构八字墙。

具体见高山水库工程特性表2-1

工程质量情况

由于缺乏原始的设计和施工记录，难以对工程施工质量做出准确的评价。

水库始建于1961年，1963年建成蓄水，经1979、1986年扩建至现状规模。

由于工程建设处于特定历史时期，边施工边修改补充，没有施工图。

另外施工队伍系受益区农民，技术水平低，填筑质量差，施工质量难以控制，存在诸多安全问题：

（1）大坝清基不彻底，新老坝体结合部没有经过处理；坝身碾压不够密实，大部分填筑土料不符合规范要求。

（2）放水涵为圬工结构，进水口设有钢筋砼竖井，洞身为0.6×0.8m，砌缝接头漏水严重，出水口为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

（3）溢洪道为开敞式宽顶堰，原设计堰宽10m，堰顶高程25.08m，底板及岸墙均为圬工结构，砂浆脱落、墙体开裂；进村公路直接通过溢洪道上架设的交通桥，交通桥桥面板混凝土多处露筋。

（4）迎水坡为砌石护坡，质量差，且损坏较多。

综上所述，按照现行规范的要求，水库大坝的实际施工质量多处未达到规范要求，工程在运行中暴露出严重的质量问题。

现场安全检查情况

大坝：

（1）大坝断面不足，由于坝顶兼做通村公路，坝顶宽度不足，且坑洼不平。

（2）大坝迎水坡的干砌石护坡没有护砌到顶，长期受风浪侵袭，毁坏面积超70%以上，下层结构已基本流失。

（3）坝体存在白蚁危害。

（4）坝基多处有渗漏现象。

（5）大坝背水坡无导滤排水设施，杂树丛生。

溢洪道：

溢洪道位于大坝的中部，为开敞式宽顶堰，下游设有消力槛。

堰顶高程25.08m，宽12m。

溢洪道底板及岸墙均为圬工结构，砂浆脱落、墙体开裂；消力池水毁。

溢洪道上设有交通桥，桥面板混凝土多处露筋。

放水设施

放水涵为圬工结构，进水口设有钢筋砼竖井一节，后接原圬工结构洞身，接头处漏水严重，出水口均为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

坝后渠道

坝后灌溉渠道为人工土渠，两边杂树丛生，淤塞、冲刷、崩塌十分严重。

管理设施

进库公路为简易砂石路，水库无水、雨情观测设施，水库无管理房，无通讯设施。

防洪能力复核

工程等级与设计标准

（1）工程等别和建筑物级别

高山水库总库容77万m3，按国家《防洪标准》（GB50201-94）和行业标准《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000），为小

（二）型水库，建筑物工程等别为Ⅴ等，拦河坝、大坝放水设施等建筑物为5级，溢洪道、坝后管道按5级建筑物设计。

（2）设计标准

根据国家和行业标准以及技术规范，综合考虑水库的实际情况，大坝的洪水标准、坝顶安全超高应达到以下要求：

①大坝设计洪水标准为20一遇，校核洪水标准为300年一遇。

本次洪水复核对以上两种标准均进行复核。

②坝顶安全超高，正常运行≥0.7m，非正常运行为≥0.5m。

基本资料：

（1）水库水位～库容曲线

本次复核水库水位～库容曲线是根据1979年安全复核设计资料作出的，水位～库容曲线见表5-1

（2）起调水位

高山水库溢流堰顶高程25.08m，即正常蓄水位为25.08m，自由泄洪，无闸控制，本次防洪复核中起调水位按正常蓄水位为25.08m。

（3）水库水位～泄量关系

由于没有泄流试验资料和实测资料，本次复核计算无法对原泄流建筑物的水位～泄量关系进行复核，所以本次复核计算采用公式Q=MBH3/2计算溢流堰下泄流量。

根据有关资料，宽顶堰的系数M一般为1.42～1.62，本次复核系数M取1.5计算，结果见表5-2

（4）洪水资料

由于高山水库没有历史洪水资料，因而无法用直接法推求高山水库的设计洪水。

本次复核按无资料地区设计洪水计算办法推求各种频率设计洪水，主要依据规范是《水利水电设计洪水计算规范》（JL44-94）和《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》（1984年编）以及《安徽省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图》”（简称84年办法）。

洪水复核

暴雨频率计算

根据《水利水电设计洪水计算规范》和《水库大坝安全评估办法》的要求，高山水库最大坝高7.5m，总库容77万m3，高山水库大坝属Ⅴ等5级水工建筑物，洪水标准为20年一遇设计，即P=5%，校核洪水为300年一遇，即P=0.33%。

对于面积较小的流域，对一天、三天设计洪水过程的实际计算分析，可知水库的洪水位取决于一天的设计洪量，而与最大洪峰及三天洪水总量关系不大，根据该流域的暴雨及洪水特性，本次以最大24h的设计暴雨量进行设计洪水的峰量控制，按无资料地区计算办法“84年办法”计算设计洪水。

设计点暴雨

查“84年办法”附图1～4得高山水库流域中心年最大24h系列和年最大1h系列的点暴雨平均值：

洪水分析计算要素如下：

流域面积F=3.6km2；

流域形状系数:

f=0.35;

河道平均坡降:

J=6.3‰；

年最大24小时点暴雨均值H24=110mm;

年最大24小点暴雨变差系数CV24=0.6;

年最大1小时点暴雨均值H1=40mm;

年最大1小时点暴雨变差系数CV1=0.55;

设计和校核洪水主要参数计算成果详见表5-3

设计洪水过程线推求

对于面积较小，缺乏资料的流域的设计洪水计算，《水利水电工程设计洪水计算规范》规定可采用半辅助线曲线公式进行计算。

根据流域特征参数：

流域面积F，流域宽度B，河长L，平均坡降J，暴雨衰减指数n，损失系数和综合流域特征值K，从设计暴雨到高山水库设计洪水过程线按“84年办法”推求。

①　20年一遇设计洪水

根据K和n的值，从附表查得设计洪水流量模，逐项乘以，即得20年一遇洪水过程线，见表5-4。

②300年一遇校核洪水

根据K和n的值，从附表9查得设计洪水流量模，逐项乘以，即得300年一遇洪水过程线，见表5-5。

与原设计成果比较

本次复核计算成果与1979年成果有所差别，主要是设计方法和设计标准不同造成的。

原设计洪水的计算方法是根据《安徽省无资料地区山丘区中小面积设计洪水计算办法（70年修正稿）》，而本次复核设计洪水计算是根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘中、小面积设计洪水计算办法》；原设计标准为10年一遇设计，300年一遇校核；而本次复核为20年一遇设计，300年一遇校核。

具体比较结果见表5-6。

调洪计算成果

根据高山水库泄流建筑物条件、防洪调度原则和要求、以及水库调度运行方式等，按本次复核的洪水成果，采用静库容法进行调节计算。

调节计算的基本原理是联解水库的水量平衡方程和泄量方程，求解方法采用图解法。

经调洪计算水库20年一遇设计洪水位为25.59m，Q设=29.26m3/s，V设=35.28万m3；300年一遇校核洪水位为26m，Q校=69.88m3/s，V校=46.65万m3。

计算结果见表5-7。

原设计洪水位25.85m，相应溢洪道下泄流量为15m3/s，校核洪水位26.7m，相应溢洪道下泄流量40m3/s，本次复核调洪计算设计洪水位25.59m，相应溢洪道下泄流量为29.26m3/s，校核洪水位26m，比原校核洪水位偏低70cm。

相应溢洪道下泄流量为69.88m3/s。

造成两次计算成果差异的原因有以下几点：

其一，两次计算洪水标准差异，洪水计算方法不同；其二，调洪演算原则差别；其三，调洪计算方法的不同。

具体比较结果见表5-8。

坝顶高程复核

按照《碾压式土石坝设计规范》及修改和补充规定（SDJ218-84），坝顶在水库静水位以上的超高由三部分组成，即波浪爬高、风雍水面高度和安全加高，计算公式如下：

y=R＋e＋A

式中：

y—坝顶超高

R—波浪在坝坡上的设计爬高，按累计概率2％计，为平均爬高的2.23倍。

平均爬高R按莆田试验站公式计算，公式：

e—风雍水面高度，计算公式为：

A—安全加高，正常运行情况取0.5m，非正常运行情况取0.3m。

（1）计算参数

①　风速W

高山水库坝址区无完整的气象资料记载，洪水期水库水面吹向大坝的多年平均最大风速参照无为县城实测资料取值为12.0m/s，正常运用情况采用多年平均最大风速的1.5倍，非常运用情况采用多年平均最大风速。

②　吹程D

根据库区1/10000水库水域平面图，由坝前至水面对岸的距离加权平均计算出吹程约为：

设计、校核水位时为0.78km。

③　平均水深H

根据水位与河床面高差，推算出设计洪水位25.59m时，平均水深H为5.46m，校核水位26时，平均水深H为5.87m。

④　其他参数

边坡系数m＝2.5。

坝坡糙率渗透性系数K△取0.77。

经验系数Kw取值：

设计取1.16，校核取为1.02。

（2）计算结果

本次计算成果见表5-9

坝顶高程按各种运行情况下，水库静水位加相应的超高之后取大者，经计算，要求坝顶高程应高于26.69m，高山水库实际坝顶高程为27.3m，坝顶高程符合规范规定。

防洪安全评价

根据本次复核计算成果，可以得出如下结论：

（1）本次防洪复核设计方法和设计标准与原设计不同。

原设计洪水的计算方法是根据《安徽省无资料地区山丘区中小面积设计洪水计算办法（70年修正稿）》，本次复核设计洪水过程是根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘中、小面积设计洪水计算办法》；原设计标准:

为10年一遇设计，300年一遇校核，而本次复核按20年一遇设计，300年一遇校核。

（2）泄流建筑物水位泄量的计算：

对宽顶堰系数M一般为1.42～1.62，本次复核根据堰型系数M取1.5。

（3）调洪演算成果与原设计不同。

原设计洪水位25.85m，相应溢洪道下泄流量为15m3/s，校核洪水位26.7m，相应溢洪道下泄流量40m3/s，本次复核调洪计算设计洪水位25.59m，相应溢洪道下泄流量为29.26m3/s，校核洪水位26m，比原校核洪水位偏低70cm。

相应溢洪道下泄流量为69.88m3/s。

（4）考虑到大坝安全超高，波浪爬高和风浪雍高，溢洪道正非常运行时，高山水库校核洪水要求坝顶高程为26.69m，实际坝顶高程为27.3m，因此坝顶高程满足水库运行要求，符合规范规定。

根据本次防洪标准复核设计结果，建议：

（1）流域内没有雨量站，坝址处雨量实时信息采集非常不便捷，严重影响水库的实时预报调度，也不利于水库综合效益的发挥。

为了水库及下游保护区的防洪安全，建议安装水情测报系统，制订水库以上流域的洪水预报方案，进行合理的洪水调度，提高水库的社会效益和经济效益。

（2）目前高山水库的运行管理条件差，无相关技术管理资料，建议加强基础资料的归档和整理，为水库的安全运行提供第一手准确数据。

大坝结构安全评估

高山水库大坝工程设计不规范，施工质量差。

水库大坝经过50多年的运行，目前存在以下问题：

（1）大坝清基不彻底，结合部没有经过处理；大部分填坝土料不符合规范要求，坝身碾压不够密实。

（2）大坝迎水坡的砌石护坡没有护砌到顶，加之长期受风浪侵袭，毁坏面积超70%以上，且在坝脚处被淘冲严重。

大坝背水坡无纵横排水沟，未设贴坡反滤保护层，杂树丛生，坝脚处有垦殖。

（3）大坝存在白蚁危害。

综上所述，高山水库大坝结构存在安全隐患。

大坝渗流安全评估

因没有相关资料无法对坝体渗流安全复核，但通现场检查看主要存在以下问题：

（1）高山水库坝体土方填筑质量差，土方的压实度达不到设计要求；靠近溢洪道处坝体渗漏严重，虽采取粘土灌浆处理，但效果不明显。

（2）因没有相关资料无法对坝体渗流抗滑稳定性复核，但通现场检查和测量看，大坝断面不足，溢出点高，坝脚处多处渗漏，不满足设计规范要求。

（3）高山水库大坝目前无任何渗流压力及渗流量观察设施，不能满足工程运行的需要。

综上所述，依据《安徽省小型水库大坝安全评估办法》（暂行）的规定，高山水库存在渗流安全隐患。

输泄水建筑物安全评估

1、溢洪道：

溢洪道底板及岸墙均为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，消力池水毁；进村公路直接通过溢洪道上架设的交通桥。

2、放水涵：

放水涵为圬工结构，进水口设有钢筋砼竖井一节，与原圬工结构洞身接头处漏水严重，出水口为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

综上所述，高山水库输泄水建筑物存在安全隐患。

大坝运行管理情况安全评估

1、工程管理

（1）管理体制

高山水库建成后交严桥镇政府管理，目前无专门管理机构，无专职管理人员，日常运行管理由水库受益地严桥社区负责。

（2）工程运行管理

高山水库日常运行管理由水库受益地严桥社区安排1名人员代管，除汛期每天按时观测水位外，无其它水文观测项目。

高山水库泄洪一般发生在主汛期。

为确保水库度汛安全，每年汛期严桥镇都成立高山水库防汛指挥部，镇政府指派1名干部驻点办公，与严桥社区一起做好水库的防汛值班和抢险工作。

2、水库防汛与调度

（1）高山水库汛期能严格执行防汛工作行政首长负责制，服从县防汛指挥部的统一领导和调度。

（2）及时编制年度防汛计划，超标准洪水预案，并上报审批。

（3）汛期坚持24小时值班制度，确保工程运行管理工作落到实处，并及时向上级及主管部门、防汛部门汇报。

（4）严格执行县防汛指挥部批准下达的防汛预案和调度命令。

3、水库大坝运行和维护

（1）大坝：

大坝始建于1961年2月，1963年10月竣工，受当时历史条件限制，就地取粘性土（未做勘测和土工试验）填筑，由民工采取常年施工和冬春突击相结合的方法修筑。

施工质量差，防渗体系不完善，遗留了渗漏隐患。

1979年10月对大坝进行扩建，1980年4月竣工。

大坝的多处渗漏明显，大坝上有白蚁危害。

（2）溢洪道

始建1961年2月，至1963年10月竣工，为土溢洪道。

1979年10月扩建，为圬工溢洪道，底高程25.08m，宽10m，最大泄量40m3/s，目前存在的主要问题有：

溢洪道底板及岸墙均为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，消力池水毁；

溢洪道底板与坝体接触处渗漏严重；

交通桥桥面板混凝土多处露筋、混凝土碳化严重。

（3）放水设施

高山水库有放水涵1道为圬工结构，洞身为0.6×0.8m，进水口设有钢筋砼竖井，与原圬工结构洞身接头处漏水严重，出水口为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

日常保养和维护工作不到位。

4、水库枢纽工程加固

高山水库工程始建于上世纪五十年代，开始由原严桥公社组织群众施工，1979、1986年进行扩建并达到现状规模，将土溢洪道改为圬工结构并对水库迎水坡进行块石护砌。

实际灌溉0.35万亩农田。

1986年将放水涵涵身改为圬工结构，放水涵进口改设为钢筋砼竖井式，后接圬工结构洞身。

并对水库迎水坡进行干砌石护坡。

5、大坝安全监测设施

高山水库无任何安全监测设施。

6、管理设施

进库公路为砂石路，水库无管理房，无通讯设施。

7、工程存在的主要问题

高山水库建成后历经五十多年的运行，未发生重大安全事故，但仍暴露出许多问题，存在很多隐患，主要有以下几个方面：

（1）大坝断面不足，大坝溢出点渗漏明显，坝脚处有垦殖；

（2）大坝杂树丛生，有白蚁危害；

（3）溢洪道为开敞式宽顶堰，下游设有消力槛，底板及岸墙均为圬工结构，砂浆脱落、墙体开裂；溢洪道底板与坝体接触处渗漏严重；交通桥桥面板混凝土多处露筋、混凝土碳化严重。

（4）放水涵为圬工结构，进水口设有钢筋砼竖井一节，与原圬工结构洞身接头处漏水严重，出水口为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

（5）水库无安全监测、防汛交通等管理设施。

大坝安全评估结论

通过上述工程洪水复核计算、渗流情况分析、现场检查以及运行管理维修等几方面的综合分析，依据《安徽省小型水库大坝安全评估办法》（暂行）的要求，对高山水库大坝进行综合评估，结论如下:

（1）本次大坝安全评估确定高山水库防洪标准为20年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，相应的设计洪水位为25.59m，校核洪水位为26m，经坝顶超高复核，大坝坝顶高程满足规范要求。

（2）大坝清基不彻底，坝身填筑碾压不密实，施工质量差，大坝迎水坡砌石护坡损毁严重，大坝断面标准不足。

（3）溢洪道底板及岸墙均为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂；底板与坝体接触处渗漏严重，交通桥桥面板混凝土多处露筋、混凝土碳化严重。

（4）放水涵为圬工结构，进水口设有钢筋砼竖井一节，与原圬工结构洞身接头处漏水严重，出水口为圬工结构，现砂浆脱落，墙体开裂，出水口八字墙崩塌。

（5）大坝存在白蚁危害。

（6）大坝无安全监测、防汛交通等管理设施。

综上所述，依据《安徽省小型水库大坝安全评估办法》（暂行）的规定，专家组一致认为高山