【文章內(nèi)容簡介】 14 調(diào)洪演算的基本方程 根據(jù)水量平衡原理，調(diào)洪演算的基本方程為： iiiiii VVVtqqt ????????? ??? 111 )()( )(Vfq? 式中： Q— 入庫流量（ m179。/s） 。 q— 出庫流量（ m179。/s）； V— 庫容（萬 m179。）； t? — 計(jì)算時段長（ s）； i — 時段編號。 調(diào)洪演算的基本資料 根據(jù) 荷葉塘 水庫 溢洪道底板高程 （ ）進(jìn)行調(diào)洪演算。 1）水位與庫 容曲線 荷葉塘 水庫庫區(qū)植被較好，庫尾各支流入庫口淤積情況均較輕，本次洪水復(fù)核采用由荷葉塘 水庫提供原始水位～庫容曲線，詳見表 。 表 荷葉塘 水庫庫容曲線 水位 (m) 庫容 (萬 m3) 水位 (m) 庫容 (萬 m3) 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 15 桑 葉 塘 水 庫 庫 容 曲 線 圖庫 容 (萬 m 3 )1 5 5 .421 5 6 .421 5 7 .421 5 8 .421 5 9 .421 6 0 .421 6 1 .421 6 2 .421 6 3 .42水位（m）Z .V 曲 線 2）泄流曲線 荷葉塘 水庫的泄流曲線是根據(jù) 荷葉塘 水庫溢洪道的堰型，按照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的公式 2302 HgBmQ ?? 計(jì)算。其中 B為 ， m—— 流量系數(shù)，取為 ； ? —— 側(cè)向收縮系數(shù) ,取 ；溢洪道 底板 水位 以上水庫水位與溢洪道泄流量的關(guān)系見下表 。 表 荷葉塘 水庫庫水位～下泄流量曲線 庫水位 (m) 堰上水頭 (m) 下泄流量 (m3/s) 0 0 3）入庫洪水過程線 由于無入庫流量實(shí)測資料，其入庫洪水過程只能根據(jù)《查算手冊》采用推理公式和徑流分配系數(shù)法推算，詳見表 。 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 16 調(diào)洪演算的結(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，求得 荷葉塘 水庫20 年一遇的洪水位為 ， 200 年一遇的洪水位為 ，詳見表 。 表 荷葉塘 水庫調(diào)洪演算結(jié)果 頻 率 P(%) 最高水位 Zm(m) 相應(yīng)庫容 Vm(萬 m3) 相應(yīng)泄量 qm(m3/s) 10 5 擋水建筑物抗洪能力復(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)核主要是對水庫擋洪建筑物頂部高程進(jìn)行復(fù)核。 壩頂高程復(fù)核 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742021（以下簡稱《規(guī)范》），水庫大壩的頂部 (大壩上面設(shè)有防浪墻時為防浪墻頂部 ) 應(yīng)高程等于水庫不同運(yùn)用情況下的靜水位與相應(yīng)的超高之和，靜水位以上的超高參照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021 執(zhí)行，具體計(jì)算式如下： Z=Z0+Rp+e+A 式中： Z—— 水庫大壩頂部高程（ m）； Z0—— 水庫靜水位（ m）； Rp—— 波浪爬高， mPp RKR ? ； KP—— 系數(shù)，按《規(guī)范》附表 確定； Rm—— 波浪平均爬高， 21/ mLhKKR mmwm ?? ? ； ?K —— 糙率滲透系數(shù)，取 ； KW—— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按《規(guī)范》附表 ； hm—— 平均浪高（ m），按莆田公式計(jì)算； W—— 計(jì)算風(fēng)速，設(shè)計(jì)取 179。 ，校核取 ； D—— 風(fēng)區(qū)長度，取 100m； 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 17 Lm—— 平均波長（ m），按莆田公式計(jì)算； m—— 壩坡系數(shù)，取為 ； e—— 風(fēng) 壅水面高（ m）； A—— 安全超高，正常運(yùn)用取 ，非常運(yùn)用取 。 計(jì)算結(jié)果如下表 ： 表 荷葉塘 水庫大壩在靜水位以上的超高 項(xiàng)目 R（ m） e（ m） A（ m） y（ m） 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 表 荷葉塘 水庫大壩壩頂高程計(jì)算表 運(yùn)用情況 靜水位（ m） 大壩靜水位超高值（ m） 大壩頂部所需最低高程 (m) 大壩現(xiàn)有壩頂高程 超高（ m） 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 經(jīng)上述復(fù)核，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）規(guī)定， 荷葉塘 水庫大壩頂部現(xiàn)有高程173m，比本次復(fù)核高程 ，比現(xiàn)有壩頂 高 ， 荷葉塘 水庫大壩壩頂高程 不 能滿足洪水的擋洪要求。 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核 荷葉塘 水庫溢洪道無閘門控制，根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2532021） 規(guī)定 ，控制段導(dǎo)墻頂部高程不得低于校核洪水位加安全超高 值。溢洪道安全超高下限值如表.。 表 安全超高下限值表 運(yùn)用情況 控制段建筑物級別 1 2 3 擋 水 泄 水 因此， 荷葉塘 水庫溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程不得低于 +=， 而小于 溢洪道 溢流堰控制段 現(xiàn)狀 岸墻頂部高程 ,故滿足規(guī)范要求。因溢洪道控制段現(xiàn)狀 不規(guī)則，部分護(hù)砌已破損 且垮塌 ，不能滿足 溢流 要求， 故 本次設(shè)計(jì) 將控制段導(dǎo)墻修整并護(hù)砌至 原來高程，即 。 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 18 3 工程 地質(zhì) 概述 荷葉塘 水庫位于湖南省永州市冷水灘區(qū) 普利橋 鎮(zhèn) 小江橋 村境內(nèi) ，屬 湘江水系 燕子巖 支流上游，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)魚等綜合利用的小（二）型水利工程。 水庫樞紐 由大壩、溢洪道、輸水涵洞和進(jìn)水臥管等組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程， 壩基高程 ， 最大壩高 ，壩頂軸線長 ，壩頂寬 ；溢洪道 位于大壩左岸， 堰頂高程 ，堰頂 過流 寬 ，為寬頂堰；涵洞靠近大壩左岸10m 處，進(jìn)口 為漿砌料石結(jié)構(gòu)，斷面尺寸 179。 。 我管為漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面尺寸 179。 。 水庫工程于 1964 年 10月動工興建， 1964年 12月竣工建成 ，施工隊(duì)伍為當(dāng)?shù)孛窆?。水庫建成后至今運(yùn)行近 50 年。由于施工質(zhì)量差，工程老化，大壩存在不少病險隱患。目前存在的主要地質(zhì)問題是： ⑴、上游坡有砼護(hù)坡，風(fēng)化破損，下游壩腳排水棱體部分失效； ⑵、 壩體散浸、壩體與壩肩基巖接觸界面散浸、壩基滲漏 ； ⑶、大壩外坡出現(xiàn)滑坡、跨方； ⑷、涵洞進(jìn)口壩體多次踏洞，壩內(nèi)坡涵洞上部 1998 年曾踏洞，直徑達(dá) ； ⑸、壩左岸與溢洪 道側(cè)墻接觸部存在滲漏。 根據(jù)水利部辦公廳、財(cái)政部辦公廳《關(guān)于印發(fā)?。?2）型病險水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見的通知》（辦規(guī)計(jì)【 2021】 206 號）文件，《?。?2）型病險水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見》明確“壩址區(qū)及各建筑物工程地質(zhì)勘察宜以查明主要工程地質(zhì)問題、工程險情和隱患的性質(zhì)為目標(biāo)，加強(qiáng)工程地質(zhì)分析，必要時補(bǔ)充地質(zhì)勘察工作。”考慮到本工程為一般?。?2）型水庫，根據(jù)其重要性，不進(jìn)行地質(zhì)鉆探，針對水庫樞紐存在的問題， 2021 年 4 月， 由地質(zhì)工程師 承擔(dān) 荷葉塘 水庫大壩除險加固工程初步設(shè)計(jì)階段的 野外地質(zhì)調(diào)查、地 質(zhì)測繪 任務(wù) ，并借用離本工程 內(nèi)的石塘水庫（ 2021 年 11 月已采取除險加固）除險加固工程地質(zhì)資料進(jìn)行地質(zhì)分析。 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 19 工程區(qū)地質(zhì)概況 地形地貌 荷葉塘 水庫大壩屬低山丘陵地貌， 侵蝕剝蝕 作用為中等。庫區(qū)周邊山體高差起伏不大，周圍山體 地貌呈不規(guī)則圓形狀分布 ， 左岸山體較厚，右岸山體單薄 。壩址處地形切割較強(qiáng)烈， 沖蝕谷 地貌呈不規(guī)則 “V” 字型，大壩左右側(cè)為低山， 左岸坡度 100～ 200，右岸坡 300～ 400， 覆蓋層厚 ～ 。 地層巖性 壩址區(qū)出露地層簡單，分布有 泥盆 系 上 統(tǒng) 錫礦山組 上 段 (D3X2)和第四系 全新統(tǒng) (Qn)，現(xiàn)按自老至新的順序簡述如下： (1) 泥盆 系 上 統(tǒng) 錫礦山組上 段 (D3X2)： 巖性為淺黃色鈣質(zhì)砂巖，粉砂巖，泥質(zhì)頁巖，砂巖巖質(zhì)較硬，頁巖巖質(zhì)較軟，強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較完整。 (2) 新生界第四系全新統(tǒng) (Qh)： 殘坡積層 (Qel+dl)，主要為 褐紅色粉質(zhì) 粘土， 不均勻含量不一巖石碎塊，上部土層干，不可塑，下部土層稍濕 濕，呈硬塑 可塑狀 態(tài)， 中低壓縮性，厚度為 ～ . 地質(zhì)構(gòu)造與地震 壩址區(qū)及附近為 泥盆 系 上 統(tǒng) 錫礦山組上 段 地層 組成的單斜構(gòu) 造， 壩址處 巖層產(chǎn)狀 ，走向 NW301176?！?2 176。 ，傾向 NE，傾角 500，巖層走向與壩軸線斜交 390，傾向庫內(nèi)，巖石較破碎，風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙產(chǎn)狀，走向 NW3350，傾向 NE，傾角 630，走向 NE，傾向NW，傾角 410。 據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》，冷水灘區(qū)地震動峰值加速度＜ ，地震動反應(yīng)譜特征周期為 ，相對應(yīng)的地震烈度＜ Ⅵ 度，屬弱震相對穩(wěn)定區(qū)，地震對區(qū)域穩(wěn)定無不利影響。 不良地質(zhì)現(xiàn)象 現(xiàn)場調(diào)查，該水庫壩區(qū)發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象存在，表現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要是 大壩本身及基礎(chǔ)巖層風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，為弱 — 強(qiáng)透水層，存在著不利因素，對大壩安全運(yùn)行有不利影響。 水文地質(zhì) 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 20 荷葉塘水庫庫區(qū)內(nèi)大壩左岸 40m 左右山坡下，出露一處季節(jié)泉水，雨季時流入庫內(nèi)，旱季時向外流出。地下水類型為第四系土層孔隙潛水和基巖裂隙中潛水?？紫稘撍x存于土層中，裂隙潛水存于基巖裂隙中。地下水直接受大氣降水補(bǔ)給，排泄于溝谷中。區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)類型為 HCO3C2 型水， PH 值 ，根據(jù)環(huán)境水對混凝土腐蝕性的判別標(biāo)準(zhǔn)，該地下水對混凝土結(jié)構(gòu)不具侵蝕性。 壩基工程地質(zhì)條件及 評價 壩基工程地質(zhì)條件評價及工程問題 荷葉塘 水庫施工時大壩清基未清至基巖，壩體直接座落在殘坡積層上，壩體與岸坡結(jié)合部位山體僅清除了樹皮草根，未做防滲齒槽，也未采取其它必要措施進(jìn)行防滲處理。壩體是由大批民工分區(qū)填筑而成，填筑土料主要為山坡殘積風(fēng)化土，施工時缺乏碾壓機(jī)械，采用石夯和水錘夯砸夯實(shí)。目前壩體存在以下問題： ① 大壩壩面破爛不堪，雜草叢生，局部出現(xiàn)沉陷； ② 大壩散浸滲漏，大壩腳涵洞處漏水，水量 ； ③ 未見壩坡排水溝及上、下壩踏步。 根據(jù) 現(xiàn)場勘察 ，填筑土料為局部含少量礫石的棕黃色粉質(zhì)粘 土，較松散，可塑，局部可 ~軟塑。由于施工沒有嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求施工，壩體存在填筑土料質(zhì)量差、填土層厚、碾壓質(zhì)量差，密實(shí)不均、夯壓不實(shí)等現(xiàn)象，以致壩體填筑土的抗剪性偏小，滲透性偏大，以上原因造成壩體滲漏。 附屬建筑物區(qū)工程地質(zhì)條件 溢洪道位于水庫大壩 左 岸，為正槽式寬頂堰，漿砌石導(dǎo)墻及側(cè)墻質(zhì)量 較差，尾端為天然狀態(tài)，無消力池，溢洪時水流直接沖入 小溝渠和 田里。 溢洪道基礎(chǔ)工程地質(zhì)與大壩 左 段相同，基礎(chǔ)持力層為 巖性為淺黃色鈣質(zhì)砂巖，粉砂巖，泥質(zhì)頁巖，砂巖巖質(zhì)較硬，頁巖巖質(zhì)較軟，強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石 較完整。 荷葉塘 水庫放水設(shè)施由輸水涵洞和臥管組成，位于主壩左端。輸水涵洞為漿砌石箱涵，砌石為灰?guī)r塊石，洞身座落在壩體填筑土內(nèi)。斷面尺寸 179。 （寬 179。 高），涵