水库蓄水安全鉴定报告.docx
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水库蓄水安全鉴定报告
蓄水安全鉴定报告附件*
洪潮江水库除险加固工程
蓄水安全鉴定设计自检报告
单位：
广西水利电力勘测设计研究院
日期：
2011.3.31
1 工程及设计工作简况
1.1 工程概况
洪潮江水库位于南流江支流——洪潮江上，坝址控制流域面积402km2。
洪潮江水库现为一座以灌溉为主，兼顾供水、防洪、发电、旅游综合利用的大
（2）型水库，原建库设计标准为百年一遇设计，千年一遇校核，1963年扩大初步设计调整为百年一遇设计，五百年一遇校核，1967年、1974年、1976年加固设计又恢复为百年一遇设计，千年一遇校核。
1976年加固设计的正常水位28.0m，设计洪水位29.13m，校核洪水位30.02m，总库容7.03亿m3，有效库容为5.47亿m3。
原设计灌溉面积25万亩，2000年对灌区重新规划后，设计灌溉面积为30.4万亩。
原设计发电装机容量3500kW，年发电量1200万kW·h，现装机1150kW，年发电400万kW·h，设计供水1m3/s，现实际供水0.5m3/s。
洪潮江水库枢纽由主坝、6座副坝、2座闸控溢洪道、2座灌溉渠首组成。
工程施工由洪潮江水库工程指挥部组织民工施工，自1958年底开始上马动工，但因同期施工合浦水库劳力不足而停工，1960年1月开始复工，同年7月1日主坝填至30.0m高程。
洪朝江水库除险加固工程因工程为大跃进时代兴建，性质为民建公助，加上工程是边勘测、边设计、边施工而建，并已运行40多年，工程建设标准低，施工质量差，年久失修。
在2005年水库除险加固之前存在的主要问题如下：
（1）主坝：
砼防渗心墙高度不足，坝顶挡墙破裂失稳，大坝无安全监测设施，坝顶路面损坏，下游坝坡反滤层沉陷，下游坝坡排水沟及护坡损坏，上游坝坡局部护坡损坏和护坡厚度不，右坝肩排污管损坏，两侧坝肩及下游坝脚蚁害、鼠害严重。
（2）第一溢洪道：
闸室底板开裂、闸基抗渗不足；陡坡底板开裂和冲刷损坏严重，陡坡反弧段边墙和尾坎开裂下沉；下游挡墙位移破坏；启闭排架机房不满足运行要求；两侧边墙排水失效；尾水渠堤及护岸被冲毁；交通桥不满足交通要求、中墩检修闸门槽开裂。
（3）第二溢洪道：
中墩和堰体开裂严重，边墩两侧填土渗透变形破坏；上下游行洪不畅，上游引渠两侧护坡损坏；启闭楼损坏且不满足使用要求。
（4）副坝：
坝顶高程不足，上游护坡石风化破碎，坝顶坑洼不平。
（5）总干渠首：
控制闸启闭排架、工作桥、交通桥、启闭机房因原建设标准偏低，部分钢筋保护层过薄致使钢筋外露，严重锈蚀，已达报废程度；闸后为低标号钢筋砼箱涵，洞内气蚀破坏严重，洞顶砼脱块、钢筋整体外露锈蚀，两侧墩墙砼也类似顶部破坏；渠首上游引水渠渠底开挖未达设计要求，引渠两侧26.0m高程以上砂浆护坡结构厚度仅4cm左右，已大部分损坏，26.0m高程以下未按原设计开挖，高低不平，无护坡；涵顶填土路面坑洼不平。
（6）防汛公路：
左岸公路从主坝右岸至北干渠放水渠首，长1.37km，公路为环山开挖而成，路基宽在6～6.5m左右，靠山一侧原挖有小排水沟，但由于原开挖边坡较陡，大部分在1:
0.3～1:
0.5之间，加上无环山排水沟，故塌坡较严重，水沟已基本被填堵，路面为沙土路面，常被山洪冲刷，损坏严重，严重影响防汛交通。
右岸防汛公路因两侧排水不良，无坚硬路面，雨洪期间，常被冲刷破坏，影响防汛交通。
此外，水库的大坝安全监测系统、水情自动测报系统和闸门遥测监控系统不完善，也给水库安全运行造成了不利影响。
1.2 设计工作简况
2002年9月，广西大学对洪朝江水库进行了安全鉴定，安全鉴定经自治区水利厅组织专家审查并上报水利部大坝安全管理中心批复。
2003年3月，水利部大坝安全鉴定中心以“坝函[2003]345号”文批复，核查意见为：
“该水库主坝混凝土防渗墙顶高程低于设计、校核洪水位，部分副坝坝顶高程也不满足规范要求；主坝防浪墙底部未与坝体防渗体连接，存在严重的渗流安全隐患，3号副坝右坝肩渗漏；第二溢洪道进口开挖不足，基础渗漏并造成出口翼墙基础局部淘空，闸墩也存在裂缝；两座溢洪道及两座放水涵的闸门及启闭设备老化；大坝安全监测设施不完善，防汛道路标准低等。
同意三类坝鉴定结论意见。
建议加固设计中，应由有资质的单位，严格按现行规范，做好加固设计”。
据此，2003年6月我院受建设单位委托，开始对洪朝江水库除险加固工程进行了加固设计。
2003年12月，我院编制了《洪潮江水库除险加固工程初步设计报告》（以下简称《初步设计》）并上报自治区水利厅。
2004年9月，广西壮族自治区水利厅以“桂水技〔2004〕51号”文《关于报送广西北海市洪潮江水库除险加固工程初步设计报告初审意见的函》将《洪潮江水库除险加固工程初步设计报告》报送水利部珠江水利委员会（以下简称珠江委）。
2004年12月17～18日，珠江委会同广西壮族自治区发展和改革委员会、水利厅，北海市人民政府、发改委、水利局、洪潮江水库工程管理局，广西水利电力勘测设计研究院的领导、专家和代表在北海市主持召开了《洪潮江水库除险加固工程初步设计报告》审查会。
与会代表查勘了工程现场，听取了设计单位的汇报，进行了认真的讨论，并提出了初步审查意见。
我院根据初步审查意见，先后于2005年5月及8月重新编制完成了《洪潮江水库除险加固工程初步设计报告（修改本）》（以下简称《报告》）和《补充材料》。
洪朝江水库除险加固工程主要建设内容有：
（1）主坝加固；
（2）第一、二溢洪道加固；（3）3#、4#、5#和6#副坝加固；（4）总干渠首加固；（5）左、右岸防汛抢险交通公路；（6）码头工程；（7）房屋建筑工程；（8）大坝安全监测系统；（9）水情自动测报系统和闸门监控系统；（10）其他。
2005年9月，广西壮族自治区水利厅以“桂水技〔2005〕92号”文《关于报送广西北海市洪潮江水库除险加固工程初步设计修改补充报告的函》将《报告》及补充材料报送珠江委。
同年9月24日珠江委在广州市主持召开了复审会议。
珠江委经过认真审查，基本同意《报告》及补充材料，并对工程投资概算进行最终审定，具体如下：
（1）根据核定的管理人员编制，核定生产、办公用房的面积355m2，对原有房屋进行维修，生活文化福利用房按有关政策的规定计算，取消管理用房，增设防汛物资仓库200m2；
（2）调整部分项目单价；（3）调整白蚁防治费；（4）取消主副坝M10砂浆勾凸缝项目，取消码头工程；（5）取消生产准备费；（6）核减建设单位管理人员数量，核定人员14人，调整勘察设计费费率。
珠江委经过对工程最终审定，提出了“《洪朝江水库除险加固工程初步设计报告》审查意见”并发送广西壮族自治区发展和改革委员会。
区发改委于2005年10月以“桂发改农经[2005]455号”文《广西壮族自治区发展和改革委员会关于洪朝江水库除险加固工程初步设计的批复》。
批复总投资为2913.68万元，其中除险加固工程部分投资2813.33万元，水土保持工程投资56.84万元，环境保护工程投资43.51万元。
2007年，根据工程的计划投资安排，受业主的委托，我院对项目进行了技施设计。
技施设计基本按初步设计批复的内容和标准进行。
2设计洪水复核及防洪标准评价
2.1洪水复核设计工作简况
洪潮江水库除险加固设计时，暴雨频率计算是根据原广西水文总站1984年编制《广西暴雨径流查算图表》中的各时段暴雨参数等值线图和2001年11月广西水文水资源局编制的广西暴雨统计参数等值线图集，查得洪潮江水库坝址以上流域各时段年最大点暴雨量均值和变差系数Cv值，经综合分析，最后确定各时段点暴雨量的统计参数和频率计算成果。
再根据不同频率的设计暴雨值，采用原广西水文总站编制的《广西暴雨径流查算图表》中介绍的产汇流计算方法，应用纳什瞬时单位线法推求设计洪水。
本次洪水复核虽然增加了2003~2010年的降雨资料，但采用《广西暴雨径流查算图表》进行洪水复核时，结果与水库除险加固设计时的水文计算一致，因此本洪水复核直接采用了水库除险加固时的成果。
2.1.1流域概况
洪潮江水库位于广西北海市合浦县西北部的星岛湖乡，坝址距离合浦县城23km，座落在南流江下游的一条主要支流洪潮江上，东经109°09′，北纬21°48′，洪潮江在坝址下游14km处汇入南流江。
洪潮江发源于钦州县那思镇鹤龙岭，流域处于广西六万大山余脉山丘地区：
流域总面积485.4km2，河流总长度45.25km，河道平均比降1.04‰，流域平均高程27.0m，流域地质为砂页岩，植被较好；水库坝址以上的流域面积402km2，河流长度41.25km，分水岭高程一般在20～50m之间，平均高程在40.0m以上。
洪潮江属丘陵—平原性河流，地势由东北向西南倾斜，上中游地区多为丘陵侵蚀的低丘地形地貌，相对高度为30~50m，下游为大片的冲积平原，地域平坦广阔，高程在16~24m之间，滨海地区较低，一般在2~7m左右。
2.1.2水文气象
洪潮江流域地处低纬度地区，距北部湾约35km，受南太平洋亚热带季风气候影响明显，高温多雨，雨水充沛：
多年平均气温22.4℃，极端最高气温37.6℃，极端最低气温－0.8℃；多年平均降雨量为1596mm，降雨年内分配不均匀，多集中在5~9月，约占年降雨量的80%，多年平均蒸发量为1387mm。
洪潮江流域多年平均年径流量4.154亿m3，其中坝址以上年径流量3.440亿m3，多年平均流量为10.9m3/s。
2.1.3年径流
根据2002年12月出版的《广西中小河流年径流研究》中的桂南沿海诸河流年径流公式表，查得大风江流域的年径流计算公式，洪潮江水库坝址在洪潮江的下游，坝址控制集雨面积为402km2。
大风江流域的坡朗坪水文站1959～2000年系列的年径流均值为18.65m3/s，Cv=0.30,Cs/Cv=2，集雨面积F坡=613km2，多年平均降雨量P坡=1834mm，洪潮江与大风江都同属南流江流域，并且两条河流相邻，水文气象特性相似，故可以采用水文比拟法经面积、降雨量修正，移植到洪潮江水库得其年径流，然后再移用大风江流域的年径流参数计算公式求出Cv值。
经分析计算最后采用Q0=10.9m3/s，Cv=0.28，Cs=2Cv，由P-Ⅲ型理论频率曲线计算得各频率流量，成果见表2-1-1。
表2-1-1洪潮江水库年平均流量频率计算成果表单位：
m3/s
均值（m3/s）
Cv
Cs/Cv
P（%）
5
10
20
50
80
90
95
99
10.9
0.28
2.0
16.4
14.9
13.4
10.6
8.28
7.22
6.41
5.07
2.1.4洪水复核
由于洪潮江水库未设入库流量观测站，无法直接以实测洪水资料复核计算。
洪潮江水库建成后自1960年2月至2002年，坝首站积累了42年雨量观测资料，流域内的那思和升平两雨量观测站，从1971年6月至2002年分别积累了32年雨量观测资料。
坝首站的水位观测：
1960～2002年间，水位每日只在8时观测一次，少数时间是每日的8时、20时观测两次，并以平均值作为该日的平均水位；1981年以后的洪水期间，其水位观测的次数有一定的增加。
由于历年坝址洪水位观测的时段太长，所以很难利用水库的水位过程及时段用（泄）水量资料，通过水量平衡方程还原求得入库洪峰流量系列，因此只能采用暴雨资料推求洪潮江水库的设计洪水。
应用所搜集到的暴雨资料进行暴雨频率计算，再根据原广西水文总站1984年编制《广西暴雨径流查算图表》中的各时段暴雨参数等值线图和2001年11月广西水文水资源局编制的广西暴雨统计参数等值线图集，查得洪潮江水库坝址以上流域各时段年最大点暴雨量均值和变差系数Cv值，经综合分析，最后确定各时段点暴雨量的统计参数和频率计算成果见表2-1-2。
表2-1-2洪潮江水库各时段点暴雨频率计算成果单位：
mm
暴雨时段
均值
（mm）
Cv
P（%）
0.01
0.05
0.1
0.2
0.5
1
2
5
10
10min
22.0
0.30
62.1
55.3
52.4
49.4
45.3
42.2
38.9
34.4
30.8
1h
68.0
0.35
222.0
195.2
183.4
171.6
155.6
143.3
130.7
113.5
99.9
6h
135
0.50
651.7
553.7
511.3
468.8
412.3
369.4
326.1
268.4
224.2
24h
200
0.55
1085
913.0
839.0
764.8
666.6
592.3
517.8
419.0
343.9
3d
260
0.50
1255
1066
984.7
902.8
794.1
711.4
628.1
517.0
431.7
注:
Cs取3.5Cv。
由表2-1-2中不同频率的设计暴雨值，采用原广西水文总站编制的《广西暴雨径流查算图表》中介绍的产汇流计算方法，分别应用推理公式法和纳什瞬时单位线法两种方法推求设计洪水，其设计暴雨的历时取为24h（或3d），时段长△t取1h，产流期平均入渗率取8mm/h，稳定入渗率取3mm/h，Wm=100mm，W0=0.7Wm，初损I0=Wm－W0＝30mm，雨型采用流域所在分区的综合雨型。
为了方便分析和比较，设计洪水过程和调洪演算过程一起进行计算，本次复核最后采用纳什瞬时单位线法历时3d暴雨的计算成果，且时段长△t=1h,起调水位Z0=28m，各方案主要的计算结果见表2-1-3。
表2-1-3洪潮江水库坝址常用频率设计洪水与洪水调节计算成果表
设计
频率
P（%）
重现期
N（a）
设计暴雨历时
洪峰
流量
Qm（m3/s）
洪水总量W3d（亿m3）
洪峰
模数
Cp
下泄
流量
qm（m3/s）
最高库水位
Zm（m）
相应
库容
Vm（亿m3）
50
2
3d
632
0.762
11.51
632
28.00
5.4800
20
5
3d
1170
1.218
21.44
827
28.10
5.5443
10
10
3d
1570
1.553
28.72
867
28.28
5.6655
5
20
3d
2000
1.883
36.78
918
28.52
5.8225
2
50
3d
2590
2.313
47.50
994
28.85
6.0571
1
100
3d
3020
2.631
55.44
1060
29.11
6.2485
0.5
200
3d
3460
2.944
63.42
1120
29.37
6.4451
0.2
500
3d
4020
3.353
73.88
1200
29.68
6.7144
0.1
1000
3d
4450
3.663
81.75
1250
29.90
6.9206
0.05
2000
3d
4890
3.968
89.78
1310
30.12
7.1355
注：
设计洪水和过程线采用纳什瞬时单位线法进行计算，取Δt=1h，起调水位Z0=28.0m，水位采用珠江基面高程。
将本次加固设计采用的成果与以往历次设计采用的成果列表如下表2-1-4，根据表2-1-4中调洪演算成果分析：
洪潮江水库发生100年一遇洪水时，其水库洪峰水位为29.11m，距坝顶高程尚差2.19m，距防浪墙顶高程3.19m，相应最大泄洪流量为1060m3/s；发生2000年一遇校核洪水时，其水库洪峰水位为30.12m，距坝顶高程尚差1.18m，距防浪墙顶高程2.18m，相应最大泄洪流量1310m3/s。
正常及非常运用情况下的最高洪水位均在大坝安全允许水位以下，满足规范要求，这说明洪潮江水库具有较高的防洪能力，大坝现状能够抗御2000年一遇的洪水，水库的抗洪能力已达到国标GB50201-94与部标SL252-2000规定的防洪标准。
但是，水库加固前主坝砼防渗心墙顶高程低于设计、校核洪水静水位，不能满足规范要求；各副坝坝顶高程不能满足洪水期防浪要求。
表2-1-4洪潮江水库历次洪水复核与洪水调节计算成果比较表
设计阶段
1960年建库设计
1963年扩大初步设计
1967年第二溢洪道初步设计
1974年主坝加固设计
1976年安全加固设计
1995年水文复核成果
2002年大坝安全鉴定
2004年本次洪水复核
设计标准
（%）
1
1
1
1
1
1
1
1
校核标准
（%）
0.1
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.05
0.05
24h暴雨（mm）
设计
488
562
510
518
538
620
592.3
校核
698
─
703
715
772
1026.0
913.0
3d暴雨
（mm）
设计
─
818
617
633
663
668.4
698.4
711.4
校核
─
─
850
873
958
939.1
1130.4
1066
洪峰流量（m3/s）
设计
2710
3700
3150
3240
3058
3084
3059
3020
校核
3900
5170
4730
5080
5028
4496
5344
4890
24h洪量
（亿m3）
设计
1.35
1.39
2.02
─
1.76
1.60
2.163
校核
1.93
1.86
2.63
─
2.65
2.95
3.244
3d洪量
（亿m3）
设计
─
─
─
─
1.98
2.5690
1.78
2.631
校核
─
─
─
─
3.09
3.6534
3.26
3.968
最高库水位（m）
设计
29.36
29.15
28.31
29.15
29.13
29.14
29.17
29.11
校核
29.96
29.92
29.18
29.90
30.02
30.01
30.41
30.12
最
大
下
泄
流
量
设计
第一溢洪道
319
1215
─
─
1055
1050
374
368
1060
第二溢洪道
─
708
─
668
662
放水涵
─
─
─
─
0
26
26
校核
第一溢洪道
375
1430
─
─
1270
1257
515
480
1310
第二溢洪道
─
844
─
839
801
放水涵
─
─
─
─
0
26
26
总库容（亿m3）
6.98
6.94
6.32
6.92
7.03
7.44
7.136
死库容（亿m3）
2.54
3.25
2.54
2.54
2.54
2.54
2.54
2.54
注：
最大下泄流量的单位为（m3/s），水位采用珠江基面高程。
在相同标准的情况下，本次加固设计调洪成果与以往历次设计成果比较接近，其设计洪水成果比以往历次设计成果略偏小（但比1960年建库设计成果要大），以前各阶段的计算方法都是由邻近站点的暴雨资料计算设计暴雨，再由推理（或合理化）公式法推求设计洪水，本次复核时分析了水库40年的年最大24h和年最大3d暴雨系列，发现其均值偏小，各频率的设计暴雨也偏小。
为此，另外采用原广西水文总站1984年编制《广西暴雨径流查算图表》中的各时段暴雨参数等值线图和2001年11月广西水文水资源局编制的广西暴雨统计参数等值线图集，查得洪潮江水库坝址以上流域各时段年最大点暴雨量均值和变差系数Cv值，据此推求设计暴雨，然后再用推理公式法和纳什瞬时单位线法推求设计洪水，综合分析后采用纳什瞬时单位线法的计算成果进行调洪演算，成果合理、可靠。
其有关参数也是根据本流域的下垫面情况选择的，雨型采用流域所在分区的综合雨型，洪水成果与邻近流域的洪水成果作了对比分析，成果比较可靠，所以本次洪潮江水库洪水复核选定本次推求的设计洪水成果。
2.2防洪标准评价
洪潮江水库主坝为均质土坝，坝高34.4m，根据本次水文复核结果，100年一遇设计洪水位29.11m，2000年一遇校核洪水位30.12m，总库容为7.14亿m3。
根据《防洪标准》（GB50201－94）中的山区、丘陵区部分的设计标准，本工程属大
（2）型水库，工程等别为Ⅱ等工程，主要水工建筑物的等级为2级。
主坝、副坝为土石结构，设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为2000年一遇；水库溢洪道、渠首为砼和浆砌石结构，采用100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。
本工程的防洪标准依据《防洪标准》并根据水库保护的下游区域经济水平进行确定是合适的。
3度汛方案、水库初期运用方案
3.1水库初期运用方案
水库除险加固完成经验收合格后可进行下闸蓄水。
由于洪潮江水库已运行多年，岸坡稳定，可采用逐步蓄水方案。
起始水位可从死水位22.0m起或水库加固完成后的当前水位开始，蓄水速率视来水情况，可为1～2m/d。
在汛期蓄水至27.50m的汛限水位，非汛期可蓄水至28.00m正常水位。
3.2度汛方案
为了保证防洪调度有条不紊地进行，水库成立了防汛指挥机构。
汛期，严格按照核定的27.5m高程水位控制运行；加强值班观测和管理；保证通讯联络畅通；主汛期内在水位达到27.3m，并根据当地气象部门当日预报仍有强降雨过程影响时，必须要提前预泄；超过27.5m水位开启第一溢洪道闸门泄流，超过27.8m水位开启第二溢洪道闸门泄流；库水位达到警戒水位28.0m时，各级指挥部成员必须上岗到位，加强水库水工、水文观测和检查，与当地气象部门、南流江流域的水文站紧密联系，及时了解当地的雨情及南流江流域的水情，在确保水库安全度汛的情况下，使水库的泄洪与南流江洪峰错开，减轻水库下游保护区的洪水受灾程度，并做好抢险准备工作，由区、市防汛指挥部统一指挥；库水位达到危险水位28.5m时，危险工程地段要有专人看守，立即通知抢险队伍到达危险地段，准备抢险，由市及区防汛指挥部统一指挥；库水位达到保坝水位29.5m时，要立即通知下游有关部门、镇（乡）做好人员安全转移、执行原定的破开第四、第五副坝泄流的保主坝措施。
4地震动峰值参数及抗震复核和评价
根据《中国地震烈度区划图（1990）》（GB18306－2001），洪潮江水库所处区域地震基本烈度为Ⅵ度，工程场地地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期0.35s。
而洪潮江水库建筑物为2级，按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203－97）规定，不予抗震安全复核。
5各水工建筑物设计
5.1主坝加固设计
5.1.1坝顶高程复核
（1）波浪要素计算
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）附录A，采用莆田公式计算波浪要素：
（A.1.5－1）
（A.1.5－2）
（A.1.5－3）
式中：
hm——平均波高，m；
Tm——平均波周期，s；
Lm——平均波长，m；
W——计算风速，m/s；
Hm——水
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