【正文】 t? 始末 水庫蓄水量（ m179。)； A A2— 分別為相鄰兩等高線各自包圍的水面面積， m179。 溢洪道現(xiàn)狀調(diào)洪復(fù)核結(jié)果 根據(jù)調(diào)洪演算的基本原則和基本資料 ，利用調(diào)洪演算的基本方程，采用簡化三角形法求得 設(shè)計及校核洪水位及最大下泄流量 ，詳見表 10。 （ 2）現(xiàn)狀溢洪道控制段岸墻頂部高程復(fù)核 根據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（ SL2532021）第 條規(guī)定，控制段的岸墻的頂部高程，在宣泄校核洪水時不應(yīng)低于校核洪水位加安全超高值；擋水時應(yīng)不低于設(shè)計洪水位或正常蓄水位加波浪的計算高度和安全超高值 。 溢洪道加固后調(diào)洪演算復(fù)核 調(diào)洪演算基本資料 (1)水位庫容曲線見表 10. (2)泄流曲線 此次調(diào)洪演算的庫容曲線是實測水庫地形圖求得的，泄流曲線是根據(jù) 高沖 水庫溢洪道泄流曲線繪制。(gD/w2)1/3 gLm/W2= (gD/w2)1/2 式中： Hm——平均 水深（ m） ， H 設(shè) =， H 校 =； w：風(fēng)速（ m/s），設(shè)計洪水 w=，校核洪水 w=wf， wf=14m/s； D——吹程（ km）， 設(shè)計洪水時 D=，校核洪水時 D=； ? ——計算風(fēng)向與壩軸線的夾角 。 （ 3）防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核結(jié)果 1） 防洪標(biāo)準(zhǔn) 高沖水庫位于丘陵區(qū)，大壩為 均質(zhì)土 壩，通過此次洪水復(fù)核后 ,加固后 總庫容為 萬 m3，采用 20 年一遇的設(shè)計洪水、 200 年一遇的校核洪水的防洪標(biāo)準(zhǔn)，符合國家有關(guān)規(guī)范的要求。高沖水庫于 25 1970 年建成，現(xiàn)水庫保護(hù)下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。 弱風(fēng)化巖石呈青灰色、淺灰綠色，巖石相對較堅硬，性脆，偶見傾角 70~80176。其中混凝土，厚度 ~，分布于壩內(nèi)坡、路面、溢洪道等處；素填土主要為黃紅色、紫紅色粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、壤土等，可塑 ~硬塑狀態(tài)，粘粒含量 %~%，粘性較強。 ， 近順河向， 傾向 上游偏右岸， 面 較平直 ， 閉合 ~微張開，充填泥質(zhì)物， 延伸長 一般 ~2m，發(fā)育頻率 4~5 條 /m。 壩體填筑土與壩基巖土工程地質(zhì)質(zhì)量評價 壩體填筑土質(zhì)量評價 ① 區(qū) ：為 壩體填筑 土 區(qū) ，最大厚度 ，主要為 粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、壤土等 ，土料主要來源于壩區(qū)附近 兩 岸山坡 級耕田 的 殘坡積層土。 壩 基 土滲透系數(shù) K= 105cm/s，屬于弱透水帶。傾向右岸偏下游。碎石含量一般35%，粒徑一般 1~5cm，粉質(zhì)粘土可塑 ~硬塑狀。 ，局部 60~70176。 4 工程地質(zhì) 概況 高沖水庫位于長沙縣春華鎮(zhèn)大魚村，壩趾距春華鎮(zhèn)政府約 ，距大魚村村部， 有砼路通過壩 頂，交通條件較好 。大壩 設(shè)計 壩高能滿足洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。 表 13 高沖 水庫 加固后 調(diào)洪演算結(jié)果 Table 13 Flood routing results after reinforcement of high impact reservoir P Qmax(m3/s) H0(m) Z(m) 溢洪道下泄流量 qm(m3/s) V(萬 m3) % 5% 10% 高沖 水庫堰頂水位（起調(diào)水位 ），相應(yīng)庫容為 萬 m3，則調(diào)洪復(fù) 核結(jié)果為：20 年一遇的設(shè)計洪水位為 ， 最大下泄流量為 ， 相應(yīng)庫容為 萬 m3；200 年一遇校核洪水位為 ，最大下泄流量為 m3/s， 相應(yīng)庫容 萬 m3。 (1)水庫防洪保安重要性 高沖水庫 位于長沙縣春華鎮(zhèn)大魚村，壩趾距春華鎮(zhèn)政府約 ，距大魚村村部。 (gD/w2)1/3 gLm/W2= (gD/w2)1/2 式中： mmw LhmkkR 21 ?? ? 19 Hm—— 平均 水深（ m） ， H 設(shè) =， H 校 =； w：風(fēng)速（ m/s），設(shè)計洪水 w=，校核洪水 w=wf， wf=14m/s； D—— 吹程（ km）， 設(shè)計洪水時 D=，校核洪水時 D=； ? —— 計算風(fēng)向與壩軸線的夾角 。起調(diào)水位以上水位～庫容關(guān)系見 表 8。 根據(jù)起始條件，逐時段連續(xù)求解水量平衡方程和水庫的蓄泄方程，從而求得水庫出流過程 tq— 。 t2以后， Q＜ q，庫水位逐漸下降，泄流量隨之減少，直至庫水位回落至堰頂高程。 F 為水庫控制流域面積。得 Io＝ ImPa= 30mm （ 2）扣除初損 Io＝ 30mm，得 下 表 中凈雨深，即徑流深 R 總 。多年平均風(fēng)速 ，主導(dǎo)風(fēng)為西北風(fēng)，汛期最大風(fēng)速多年平均值為 ，實測最大風(fēng)速 （ 1980 年 4 月 13 日，風(fēng)向 NNW），多年平均日照時數(shù) 1585h，多年平均降水量 1380mm，多年平均蒸發(fā)量 。在施工過程中對環(huán)境的影響只是短暫的、局部的。 (3)輸水涵洞除險加固 輸水涵洞 原址重建 ， 設(shè)計涵洞取水口高程為 ，出口高程降低至 ，涵管 坡度 為 1： 200，涵管管徑采用內(nèi)徑 1000mm 三階段 預(yù)應(yīng)力 鋼筋 砼承插管，墊層 采用 的 C20砼 ， 進(jìn)水口采 用深水式進(jìn)水，消力井 消能 ，采用 斜拉 閘門，手動螺桿啟閉。側(cè) 墻采用 C20 砼擋墻 結(jié)構(gòu)，頂寬 ，導(dǎo)墻背面坡比為 1:。 壩區(qū)未見不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育。主要發(fā)育 一 組節(jié)理： 產(chǎn)狀 N72176。 基巖 多 裸露。而現(xiàn)水庫保護(hù)下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。 工程的簡要建設(shè)過程 該水庫于 1969年動工興建， 1970年竣工蓄水運行，壩型為 均質(zhì) 土壩 ，現(xiàn) 水庫保護(hù)下游人口 640 人，灌溉 農(nóng)田面積約 800畝。下游壩趾排水棱體多年運行，外部有石塊脫落，內(nèi)部由泥土填滿空隙，不能發(fā)揮其正常功能。 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇。大幅度改善了我同當(dāng)時的水電站水庫優(yōu)化調(diào)度。董子敖等人設(shè)計出了一種空間流動多目標(biāo)高級優(yōu)化法。應(yīng)用到正反流向原理。這樣大大減少了人力物力。 大壩無水位和位移觀測設(shè)施；無防汛砂石池等問題進(jìn)行設(shè)計和整治。使高沖水庫對于長沙縣的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。長沙 提交日期： 2017 年 5 月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 東方 科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 誠 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。水庫病險問題嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重影響水庫的功能，并且嚴(yán)重影響水庫的經(jīng)濟效益，長沙縣高沖水庫于1970 年建成并且投入使用，兼顧有防洪，排澇與灌溉、供水、發(fā)電、等多重功效，是保證長沙縣經(jīng)濟發(fā)展的的重要措施。 高沖水庫于 1970 建成，年久失修。并建立了相對完善的調(diào)度系統(tǒng)為了豐富完善該系統(tǒng)，很多科學(xué)家或是水利技術(shù)人員研究了效率較高的算法。用到了全新的時空離散簡單過程。 h 20 世紀(jì) 70年代末到 80 年代中期。伍永剛針對電力系統(tǒng)中梯級水電站的優(yōu)化調(diào)度與控制問題。高沖水庫于 1970 年建成，現(xiàn)水庫保護(hù)下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。平臺（高程 ）以上至壩頂采用草皮護(hù)坡，雜草叢生，平臺采用砼襯砌。泄槽 段下游無消能防沖設(shè)施，泄槽段末端直接與灌溉渠道相接。 (4)輸水涵洞滲漏嚴(yán)重。多年平均風(fēng)速 ，主導(dǎo)風(fēng)為西北風(fēng)，汛期最大風(fēng)速多年平均值為 ，實測最大風(fēng)速 （ 1980 年 4 月 13 日，風(fēng)向 NNW），多年平均日照時數(shù) 1585h，多年平均降水量 1380mm，多年平均蒸發(fā)量 。 W,SW∠ 65176。 根據(jù)注水試驗 可知： 壩 體 填筑土滲透系數(shù) K= 105cm/s ~10 5cm/s，平均 8 為 105cm/s，屬于弱透水帶。 (2)溢洪道：大壩右岸新建溢洪道進(jìn)口段、控制段、收縮段、泄槽段及消力池段，重建泄洪渠 300m； (3)輸水涵洞原址開挖重建； (4)增設(shè)大壩水位觀測設(shè)施及位移觀測設(shè)施； (5)增設(shè)防汛砂石池； (6)增設(shè)工程標(biāo)志牌。 4)溢洪道消力池 消力池長 8m，寬 ，深 。 水土保持與環(huán)境保護(hù) 本水庫除險加固工程，沒有制約本工程或受本工程制約的環(huán)境影響問題。高沖水庫于1970 年建成，現(xiàn)水庫保護(hù)下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。 設(shè)計暴雨 根據(jù)高沖水庫的地理位置（屬湖南省暴雨一致區(qū)第 一 區(qū)，產(chǎn)流分區(qū)第 1 區(qū)） 和集雨面積為 ，《查算手冊》圖 32 得 最大 24 小時點雨量變差系數(shù) Cv 為 ， Cs為 ，點面關(guān)系系數(shù) α為 1。 高沖 水庫： Qo＝ * ＝ Qi/Qm 0 1 0 Qi Qi+Q0 說明：（ 1）表中 ti 各欄，以τ＝ ti/τ各欄求得 （ 2）表中 Qi 各欄，以 Qm＝ 乘 Qi/Qm各欄求得 （ 3） Qi+Qo為設(shè)計洪水過 程以 Qi 基流 Qo求得 表 5 高沖水庫二十年一遇設(shè)計洪水過程線計算表 Table 5 Calculation table of design flood hydrograph for twenty years in Gao Chong reservoir ti/τ 0 1 2 3 4 備注 ti 0 Qo＝ 為全省洪水基流回加經(jīng)驗公式。 溢洪道現(xiàn)狀控制段為寬頂堰，溢洪道現(xiàn)狀長 度為 9m，現(xiàn)狀斷面寬度為 。）； t? — 計算時段長（ s），取值的大小視水庫流量的變幅而定。(或萬 m179。 表 10 高沖 水庫 現(xiàn)狀 調(diào)洪演算結(jié)果 Table 10 Present flood routing results of Gao Chong reservoir P H0(m) Z(m) 溢洪道下泄流量 qm(m3/s) V(萬 m3) % 5% 10% nbHnK ])1([ 0??? ????nbHnK ])1([ 0??? ???? 18 高沖 水庫堰頂水位（起調(diào)水位 ），相應(yīng)庫容為 萬 m3，則調(diào)洪復(fù)核結(jié)果為： 20 年一遇的 水庫現(xiàn)狀 設(shè)計洪水位為 ， 最大下泄流量為 ， 相應(yīng)庫容為 萬 m3； 200 年一遇的 水庫現(xiàn)狀 校核洪水位為 ，最大下泄流量為 m3/s，相應(yīng)庫容 萬 m 水庫現(xiàn)狀抗洪能力復(fù)核 根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（ SL2582021）的有關(guān)規(guī)定，抗洪能力復(fù)核主要是對水庫大壩壩頂高程和溢洪道 控制段頂部高程等擋水建筑物進(jìn)行復(fù)核。 安全超高值擋水時取 ，泄水時取 。溢洪道 加固后 控制段長度 ， 寬 3m， 按寬頂堰公式估算 ： 21 式中 Q泄洪流量 %=ε 側(cè)收縮系數(shù) ， ε= m 流量系數(shù)，取 m= %=， H= 控制段相對長度 L/H=10 按照《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（ SL2532021）寬頂堰堰型的計算方法計算水位與溢洪道下泄流的關(guān)系如表 。 K——綜合摩阻系數(shù)，取 106； 計算過程如下： 23 當(dāng)正常運行時， Z0=。 2）水庫大壩的防洪能力 大壩設(shè) 計壩頂高程為 ， 高 于洪水復(fù)核結(jié)果表明的大壩最小高程 ，大壩 設(shè)計 壩高能滿足洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。 壩址工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件 地形地貌 工程區(qū) 屬 變質(zhì)巖 丘陵地貌單元 ， 山體呈北東向分布，山脊 較寬， 壩址位于 一山間谷口，山體 較雄厚 ，山頂高程 103~，附近最高峰高程 。的節(jié)理裂隙發(fā)育， 閉合 ~微張，充填泥質(zhì)物，巖體完整性相對較好 。粗顆粒含量 10%~48%不等，粗粒成分以砂巖為主，粒徑一般 1~2cm，大者 4~6cm。 水文地質(zhì)條件 壩區(qū)地下水類型 為 松散土體的孔隙水 ， 主要賦存于第四系 松散 堆積層中，接受大氣降水與庫水補給 ，水量較貧乏。 根據(jù)室內(nèi)與野外試驗成果 ：壩體填筑土料粘粒含量局部偏大，塑性指數(shù)局部偏大，含水量稍偏大，密實度不均一（干密度局部偏小，孔隙比局部偏大），局部 施工夯壓欠密實 。 26 表 16 高沖水庫壩區(qū)各鉆孔注水試驗成果匯總表 Table 16 Summary of water injection test results of boreholes in high water reservoir dam area 序號 鉆孔 編號 注水試段 深 度 （ m） 滲透系數(shù) K(cm/s) 試段 位置 土體名稱 （時代） 滲透性 等 級 1 ZK1 ~ 105 壩體填土 粉質(zhì)粘土（ Qs） 弱透 水 2 ZK2 ~ 105 弱透水 3 ~ 105 弱透水 4 ZK3 ~ 105 弱透水 5 ~ 105 弱透水 6 ZK4 ~ 105 弱透水 平 均 105 弱透水 7 ~ 105 壩基土 粉質(zhì)粘土（ Qedl） 弱透水