【文章內容簡介】 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 11 —表 32 **水電站各歷時暴雨參數(shù)項目 H24 CV24 H6 CV6 H60/ CV60/數(shù)值 209 110 50 備注 CS=由以上參數(shù)推求各頻率設計雨量見表 33。表 33 各頻率 24 小時暴雨量推算表設計頻率P（%） 1 2 10 50實測資料H24P 747 查算圖表H24P 設計洪水（1） 采用實測資料試算 根據(jù)流域條件因素，估計流域匯流時間在 1～24h，n 2值取 ，經(jīng)各參數(shù)計算，并進行洪峰流量試算，各頻率設計洪峰流量見表 34。表 34 壩址設計洪水成果（推理公式）設計頻率 P（%）斷面 流域面積（km 2） 壩址 39 1100 745（2） 采用查***市暴雨等值線圖集試算壩址以上集雨面積 39km2，屬小流域，本次采用推理公式法進行計算。推理公式如下： —— ①FhQtm*?? 式中： τ—匯流時間（h） ； ht—某時段凈雨量（mm） ； F— 庫區(qū)范圍集雨面積（km 2） ；Qm—某時段洪峰流量（m 3/s） 。匯流時間 τ 采用試算確定，公式如下： τ＝ —— ②????*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 12 —本工程設計洪水采用推理公式方法進行復核。表 35 **壩址設計洪水成果表各頻率 P（%）設計洪水斷面 洪峰流量(m 3/s) 990 663洪水模數(shù)（m 3/s/km2） 因查***市暴雨等值線圖集試算法計入雨型分配及地下、地表組合，并考慮到暴雨高值區(qū)等因素，故最終采用復核洪水成果見表 35。 洪水調節(jié)計算(1) 設計標準根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 （SL2522022）規(guī)定：**水電站水庫總庫容 543 萬 m3，壩高 ，為小（一）型水庫，大壩為四級建筑物，設計防洪標準按 30 年一遇洪水設計，200 年一遇洪水校核，符合規(guī)范要求。(2) 調洪演算基本資料 庫容曲線根據(jù)實測庫區(qū)地形圖量繪，成果見表 39。表 36 **水庫庫容曲線表Z(m) 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297V(萬 m3) 421 本工程采用壩頂溢流和挑流消能的泄流型式， 溢洪道布置在河床中部，為壩頂自由溢流，堰頂高程 ，溢流堰寬 48m，堰面曲線采用 WES 堰型。依據(jù)《混凝土拱壩設計規(guī)范》(SL 2822022)，過流能力公式為： HgBmQ023σ ωε?m－流量系數(shù)，計入水流向心的影響； ε－側收縮系數(shù)； σm－ 淹沒系數(shù)，取 1；B－堰頂寬度，m； H 0－堰上水頭，m。按照上式計算溢洪道泄流能力，成果見表 310。表 37 **溢流堰水位泄量關系*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 13 —Z(m) 290 291 292 293 294 295 Q(m3/s) 0 34 96 176 271 378 497 627 766 913 1070 1234(3) 調洪原則溢洪道為無閘門自由溢流，洪水調節(jié)時不考慮預報預泄和發(fā)電下泄流量，起調水位即為正常蓄水位 290m，當庫水位超過此水位時，水庫開始溢流，自然消減下泄流量。(4) 調洪計算成果根 據(jù) 基 本 資 料 及 調 洪 原 則 ， 經(jīng) 調 洪 演 算 **水 庫 設 計 洪 水 調 洪 計 算 成 果 見 表 37。表 38 洪水調節(jié)成果表頻率 P（%） 設計（P=%） 校核（P=%）洪峰（m 3/s） 663 990庫水位（m） 下泄流量（m 3/s） 610 915相應庫容（萬 m3） 510 540 挑流消能復核挑流消能的水力要素計算按照《溢洪道設計規(guī)范》 （SL2532022）中的水舌挑距估算公式復核：（委托方未提供下游水位流量關系曲線，在挑流計算時下游水深取值為5m。 ） L??????)(2sincosin1 212112 hgvvg ????????cossco/BvQqh式中：L′—沖坑最深點到壩下游垂直面的水平距離（m）： L —壩下游垂直面到挑流水舌外緣進入下游水面后與河床面交點的水平距離（m）：*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 14 —ΔL—水舌外緣與河床交點到?jīng)_坑最深處的水平距離（m） ； V—坎頂水面流速（m/s）,按鼻坎處平均流速 v 的 倍計； H0—水庫水位至坎頂?shù)穆洳睿╩） ； θ—鼻坎的挑腳； h1—坎頂平均水深； h—坎頂平均水深； h2—坎頂至床面高河差（m） ； φ—堰面流速系數(shù)； T—最大沖坑深度，由河床面至坑底（m） ； β—水舌外緣與下游水面的夾角；最大沖坑水墊厚度按下式計算： ?式中：t k—最大沖坑水墊厚度（m）, 由水面算至坑底，若換算為最大沖坑深度，則應由河床面算至坑底； Q—出口斷面單寬流量（m 3/s/m） ； H—上下游水位差（m） ； K—沖坑系數(shù)，取 ；表 39 溢洪道挑流消能復核計算成果表洪水標準 單寬流量q（m 3/s/m） 挑流射程 L（m） 沖坑水深 tk（m）沖坑深度T（m） L/T設計洪水位 校核洪水位 根據(jù)我國實踐經(jīng)驗，**拱壩挑流消能沖坑不會影響壩趾基巖及岸坡穩(wěn)定，溢洪道消能設施滿足規(guī)范要求。 壩頂高程復核依據(jù)《混凝土拱壩設計規(guī)范》(SL2822022)，壩頂應不低于校核洪水位，壩頂上游側防浪墻頂高程與水庫正常蓄水位的高差或與校核洪水位的高差，可按下式計算，應選擇兩者中防浪墻頂高程的高者作為最終選定高程?！鱤=h b+hz+hc *省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 15 —△h——防浪墻頂與水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m） ； hb——波高（m） ；hz——波浪中心線至水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差（m） ；hc——安全超高（m） 。浪高、波長按官廳水庫公式計算，公式如下： )02(?? (?此處，D——風區(qū)長度，取 300m； V0——多年平均最大風速，取 14m/s；hb——當 gD/v02=20～250 時，為累積頻率 5％的波高，m；當gD/v02=250～1000 時，為累積頻率 10％的波高；Lm——平均波長（m） ；波浪中心線至水庫靜水位的高差 hz按下式計算： LHmmzct1210%~5???H1——壩前水深。壩頂高程計算詳見表 39。表 310 壩頂高程計算成果比較表 工 況項 目設計洪水位(正常運用)校核洪水位(非常運用)靜水位(m) 波高 hb (m) 波浪中心線至靜水位高差 hz (m) 安全超高 hc (m) 地震安全超高(m) 合計超高(m) 要求壩頂高程(m) 現(xiàn)狀壩頂高程(m) 項 目工況*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 16 —根據(jù)上表計算結果，設計及校核頻率洪水位加相應超高，要求壩頂高程，比現(xiàn)狀壩頂高程 略高 ，可認為現(xiàn)狀壩頂高程防洪能力基本滿足現(xiàn)狀規(guī)范要求。建議增設防浪墻。*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 17 —4 壩體應力分析 拱壩基本情況 大壩等級和設計標準**水電站漿砌石拱壩最大設計壩高 50m，總庫容為 萬 m3，屬?。ㄒ唬┬退畮?，根據(jù)《防洪標準》 （CB5020194）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 （SL2522022）規(guī)定，確定**水電站工程為Ⅳ等工程，大壩為 4 級建筑物，大壩按 30 年一遇洪水設計， 200 年一遇洪水校核。 拱壩軸線及拱壩體型設計**水電站大壩為漿砌石雙曲拱壩拱壩體形幾何尺寸見表 41表 41 拱壩體形幾何尺寸表拱端厚度（m） 拱冠曲率半徑(m) 半中心角度( 。 )高程（m）拱冠梁上游面坐標（m）拱冠上游面坐標（m） 左岸 右岸 左岸 右岸 左岸 右岸 注：拱冠梁上游面參數(shù)為相對于壩踵水平距離，壩頂處為 0，指向下游為正*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 18 — 計算采用的參數(shù)(1) 氣溫據(jù)***市氣象資料分析：多年平均氣溫 ℃，多年月平均氣溫見表 42表 42 ***市多年月平均氣溫月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均氣溫 (2) 壩區(qū)基巖物理力學參數(shù)壩區(qū)基巖物理力學參數(shù)見表 43，表 44。表 43 物理力學參數(shù)：基巖 壩體彈性模量 104MPa 104MPa泊松比 容重 / 熱線脹系數(shù) / 8106/℃抗剪斷摩擦系數(shù) /抗剪斷凝聚力 /表 44 特征水位及特征高程最大壩高 正常蓄水位 壩底高程 校核洪水位 壩頂高程 設計洪水位 溢流堰頂高程 死水位 淤沙高程 (3) 溫度參數(shù)多年平均氣溫＋日照影響：　　　　　　　　　℃氣溫年變幅（溫降）＋日照影響：　　　　　　℃氣溫年變幅（溫升）＋日照影響：　　　　　　℃庫底溫度　　　　　　　　　　　　　　　　　℃計算封拱溫度：℃（施工時控制溫度＜℃）*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 19 —(4) 允許應力（拱梁分載法）按照《砌石壩設計規(guī)范》 （SL252022）附錄 選用,允許壓應力：基本荷載組合 ，特殊荷載組合 MPa。 拱壩設計應力分析 拱壩應力分析方法拱壩應力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用*水電勘測設計院開發(fā)的拱壩計算程序。 設計計算工況組合基本組合一（工況 1）：正常水位+壩體自重+淤沙壓力+溫降基本組合二（工況 2）：校核洪水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升基本組合三（工況 3）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫降特殊組合一（工況 4）：死水位+淤沙壓力+壩體自重+溫升 拱壩應力計算成果表 45 各工況應力計算成果匯總表主拉應力計算工況 拱冠梁底 其他部位 主壓應力1 （上游面） （拱冠 ，上游面） （拱冠 ,下游面）2 （上游面） （拱冠 ，上游面） （拱冠 ,下游面）3 （上游面） （左岸 ，下游面） （拱冠 ,下游面）4 （上游面） （左岸 ，下游面） （拱冠 ,下游面） 蓄水安全鑒定拱壩應力分析 拱壩應力分析方法拱壩應力分析方法采用拱梁分載法計算，計算程序采用***大學開發(fā)的***拱壩計算程序。*省**院 ***水電站水庫工程蓄水安全鑒定報告— 20 — 蓄水安全鑒定拱壩應力復核計算運行工況組合第一工況：正常蓄水位＋自重+泥沙壓力＋溫降（基本荷載組合）第二工況：死水位＋自重＋泥沙壓力＋溫升（基本荷載組合）第三工況：校核洪水位＋自重＋泥沙壓力＋溫升（特殊荷載組合） 運行工況線性計算數(shù)據(jù)成果