【文章內(nèi)容簡介】 on 設(shè)計(jì)頻率 % % 2% % 階段 1996 年復(fù)核 本次校核 1996 年復(fù)核 本次校核 洪峰流量 水庫調(diào)洪復(fù)核 根據(jù)赤竹沖水庫的實(shí)際情況，此次調(diào)洪演算的起調(diào)水位是正常水位 ，由于輸水涵洞過水能力較小，不考慮其下泄流量，只考慮溢洪道的泄流能力。 、 調(diào)洪復(fù)核原則 9 調(diào)洪演算原則為： 1）水庫起調(diào)水位為溢洪道堰頂高程 （即正常蓄水位），相應(yīng)庫容為 98 萬m3。 2）由于溢洪道無閘門控制，當(dāng)水位超過溢洪道堰頂時(shí)，來水自動(dòng)溢泄，水庫水位隨入庫流量增大而上漲，直到設(shè)計(jì)和校核洪水位，其下泄流量也相應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)和校核流量。 溢洪道最大下泄流量的復(fù)核 假定溢洪道不同過水深 H，查庫容曲線求不同的滯洪庫容（ VS），算出相應(yīng)的下泄流量（ qm）堰寬 B，符合某頻率要求： ???????? ???mpSmmp WVQq 1 (5) 32 ????????? BqH mp (6) 已知堰頂高程為 ，堰寬 B=5m，求過水深 H。 ????????? ???%%%1mSmm W VQq m3/s H%= (7) ????????? ???%%%1mSmm W VQq 3/s H%= (8) ????????? ???%5%5%51mSmm WVQq 3/s H5%= (9) 調(diào)洪復(fù)核結(jié)果 根據(jù)以上計(jì)算，得出設(shè)計(jì)及校核洪水位及最大下泄流量。 堰頂水位（起調(diào)水位 ），相應(yīng)庫 容為 98 萬 m3，則調(diào)洪復(fù)核結(jié)果為： 30 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為 ，最大下泄流量為 ； 300 年一遇校核洪水位為 ，最大下泄流量為 ，見下表。 表 14 赤竹沖水庫調(diào)洪復(fù)核結(jié)果 Table14 ChiZhuChongreservoir flood regulating the rechecked results P Qmax(m3/s) W 總 (萬 m3) H(m) Z(m) W 防 (萬 m3) 溢洪道下泄流量qm(m3/s) V(萬 m3) % % 經(jīng)復(fù)核后應(yīng)重新確定赤竹沖水庫的設(shè)計(jì)洪水位為 ，校核洪水位為 ； 10 相應(yīng)庫容分別為 萬 m 萬 m3。 水庫抗洪能力復(fù)核 根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（ SL2582021）的有關(guān)規(guī)定，抗洪能力復(fù)核主要是對(duì)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。 水庫大壩壩頂高程復(fù)核 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定，水庫大壩的頂部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。 采用官廳公式進(jìn)行波浪計(jì)算。 具體計(jì)算公式如下： 壩頂高程 Z 壩設(shè) =Z 設(shè) +d (10) d=ha+e+A (11) ha= (12) e=kv2Dcosα/2gH (13) 式中： ha——波浪在壩坡上的爬高 e ——風(fēng)浪引起的壩前水位壅高 A——安全超高，正常運(yùn)行 ，非正常運(yùn)行 hl——設(shè)計(jì)坡高， hl=（ m） m——壩坡坡率 m= n——壩坡護(hù)面 糙率其值，為 k——綜合摩擦系數(shù)，取 k = 103 H——水庫水域的平均水深， H=11m v——風(fēng)速（ m/s）， v=V0——計(jì)算風(fēng)速（ m/s），設(shè)計(jì)洪水位 V0=、校核洪水位時(shí)均取 V0=D——吹程（ km），設(shè)計(jì)洪水時(shí) D= km，校核洪水時(shí) D= α——風(fēng)向與壩軸線法線方向的夾角，取 ∠ α=0176。 計(jì)算結(jié)果如下 表 15 赤竹沖水庫大壩頂部所需最低高程 單位： m Table15 ChiZhuChong reservoir dam required minimum height on top 運(yùn)用情況 Z0 ha e A Z 正常運(yùn)行 非正常運(yùn)行 11 表 16 赤竹沖水庫壩頂高程復(fù)核成果表 Table16 ChiZhuChong reservoir elevation review results table top 工 況 項(xiàng) 目 正常情況 設(shè)計(jì)洪水情況（ P=%） 校核洪水情況（ P=%） 起調(diào)水位（ m） 最高水位（ m） 波浪爬高（ m） 風(fēng)浪壅高（ m） 安全超高（ m） 壩頂高程（ m） 現(xiàn)有 應(yīng)達(dá) 富余 經(jīng)上述復(fù)核，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）規(guī)定，赤竹沖水庫大 壩壩頂高程 較所需的最小高程低了 ，不 滿足洪水的擋洪要求。 溢洪道控制段頂部高程復(fù)核 根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2532021）第 條規(guī)定，控制段的頂部高程不得低于設(shè)計(jì)洪水位、波浪的計(jì)算高度和安全超高值（赤竹沖水庫可參照 3 級(jí)建筑物取）之和。因此，赤竹沖水庫溢洪道控制段的頂部高程不得低于 ，現(xiàn)有溢洪道頂部控制高程為 ， 現(xiàn)有高程較所需最小高程低了 ，不能 滿足防洪要求。 泄洪安全分析 根據(jù)《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（ SL2582021）的有關(guān)規(guī)定，泄洪安全分析包括復(fù)核在設(shè)計(jì)和校核洪水時(shí)，泄洪建筑物能否安全下泄最大流量以及泄洪建筑物本身和水庫大壩的安全性；評(píng)估宣泄設(shè)計(jì)和校核洪水時(shí)，下游人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失；評(píng)估垮壩可能造成人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失等等。 1）泄洪建筑物本身的安全復(fù)核 同時(shí) 溢洪道底板及側(cè)墻破損嚴(yán)重，且其中部被毀，因此，溢洪道是不安全的。 2）洪水風(fēng)險(xiǎn)分析 赤竹沖水庫下游為開闊低丘區(qū)，一旦大壩潰決，大潰壩流量可達(dá) 300 m3/s，將淹沒兩岸農(nóng)田近 3000 多畝，受災(zāi)人口達(dá)到 12021 人，直接經(jīng)濟(jì)損失 1 億多元。 12 表 17 赤竹沖水庫潰壩洪水損失估算表 Table17 ChiZhuChong reservoir dam floods loss estimation table 淹沒耕地（畝） 損壞房屋（戶） 受災(zāi)人口（人） 估算損失（萬元） 3000 1300 12021 10000 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核結(jié)果 防洪標(biāo)準(zhǔn) 赤竹沖水庫位于丘陵區(qū)，大壩為均質(zhì)土壩，原設(shè)計(jì)總庫容 114 萬 m3，通過此次洪水復(fù)核后，總庫容為 萬 m3，采用 30 年一遇的設(shè)計(jì)洪水、 300 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。 水庫大壩的實(shí)際防洪能力 赤竹沖水庫大壩現(xiàn)有壩頂高程為 ，洪水復(fù)核結(jié)果表明大壩最小高程應(yīng)為，低了 ， 大壩壩高 不 滿足洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。 泄洪能力 溢洪道控制段側(cè)墻頂部現(xiàn)有高程為 ， 低于 規(guī)范要求的最小高程 ，溢洪道側(cè)墻高度 不 滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。溢洪道底板及側(cè)墻破損嚴(yán)重，且其中部被毀，因此，溢洪道是不安全的 。 4 工程地質(zhì) 概述 赤竹沖水庫位于溈水一級(jí)支流赤竹水上游，水庫大壩座落于寧鄉(xiāng)縣 黃材鎮(zhèn)新材村。地理座標(biāo)：東經(jīng) 112176。06′17″，北緯 28176。28′00″。大壩距黃材鎮(zhèn) 8Km。有村級(jí)公路通往庫壩區(qū)，對(duì)外交通方便。 樞紐由大壩、溢洪道及輸水設(shè)施組成，壩址控制集雨面積 。設(shè)計(jì)正常蓄水位 ，相應(yīng)庫容 98 萬 m3。是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小 （ Ⅰ ） 型水利工程。工程等別為 Ⅳ 級(jí)。 壩體結(jié)構(gòu) 壩體為均質(zhì)土壩，壩頂高程 ，軸線長 ，壩頂寬 ，最大壩高 。內(nèi)、外坡均設(shè)二級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)寬 1～ 2m。內(nèi)坡壩面坡比 1:～ 1:；外坡壩面坡比1:～ 1:。溢洪道位于右側(cè)壩肩。輸水涵位于左側(cè)壩體內(nèi) ， 為漿砌塊石拱涵，長，斷面尺寸 ，底板進(jìn)口高程 。 工程地質(zhì)問題 13 大壩自 1970 年 8 月開工， 1971 年 9 月竣工并投入運(yùn)行，施工前未進(jìn)任何地勘工作。 表 18 主要工程地質(zhì)問題及除險(xiǎn)措施與效果匯總表 Table18 Main engineering geological problems and measures and effect of base 序號(hào) 主要工程 地質(zhì)問題 險(xiǎn) 情 除險(xiǎn)措施、 效果或說明 1 壩體散浸 自 1971 年運(yùn)行至今，當(dāng)庫水在 190m 以上運(yùn)行時(shí)，壩體外坡坡面高程 185m 以下開始存在散浸問題，散浸面積約約 900m2。水庫達(dá)正常蓄水位運(yùn)行時(shí)散浸面積稍有增大。 汛期外坡壩體排滲溝。 2 壩體與 壩基接觸界面散浸 蓄水運(yùn)行以來兩岸壩肩與壩基存在壩體與壩基接觸界面散浸問題。在正常蓄水位運(yùn)行時(shí)，高程 188m 以下散浸面積約 350m2。 開導(dǎo)滲溝。效果較差。 3 壩基滲漏 自 1971 年運(yùn)行以來，當(dāng)庫水位在 190m 以上運(yùn)行時(shí)，距外坡壩腳 5~10m 內(nèi)存在集中滲漏點(diǎn) 2 處，單處滲漏量 Q=~。達(dá)正常蓄水位運(yùn)行時(shí)，單處滲漏量增大至Q=~。 隨庫水位的升高滲漏量稍有增大。 4 溢洪道。 溢洪道漿砌塊石底與側(cè)墻破損嚴(yán)重 未處理 5 輸水涵 周邊滲漏 自 1971 年至今當(dāng)庫水位在 185m以上運(yùn)行時(shí)，漿 砌 塊石 涵 與填 土 界面 滲漏 ， 滲漏 量Q=，庫水在正常蓄水位運(yùn)行時(shí)滲漏量增大至 Q=。 隨庫水位升高滲漏量增大，從未處理 工程區(qū)地質(zhì)概況 地形地貌 赤竹沖水庫位于溈水一級(jí)支流赤竹水上游。干流長 ，坡降 5%。流域總的趨勢是北西高、南東低，屬丘陵低崗地貌單元區(qū)，兩岸山頂高程 210m～ 220m，相對(duì)切割深 20m～ 40m。庫盆區(qū)岸坡角 10～ 15176。，植被發(fā)育良好，自然狀態(tài)下岸坡穩(wěn)定狀態(tài)良好，無不良地質(zhì)問題。 壩區(qū)兩岸地形較對(duì)稱，地形較平坦開闊，壩址區(qū)為較寬闊的 “V”型谷，河床高程 14 166m～ 168m，兩岸坡角 10～ 12176。,兩岸山頂高程 210～ 215m。 地層巖性 區(qū)內(nèi)地層從元古界至第四系地層均有出露。元古界冷家溪群與板溪群以淺變質(zhì)板巖為主；下古生界震旦系以硅質(zhì)巖為主；寒武系、奧陶系、志留系以砂頁巖為主；上古生界泥盆系主要為砂巖；石炭系與二迭系主要為碳酸鹽巖；中生界三迭系、侏羅系、新生界、第三系為陸相碎屑巖之砂頁巖為主及第四系松散堆積層。其中志留系、泥盆系、三迭系、侏羅系、下第三系發(fā)育不完整。元古界與新生界分布最為廣泛，上古生界次之。區(qū)內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育，主要有西北部加里東期的桃江巖體，西南有燕山早期溈山巖體，中部為印支期滄水鋪巖體，東北部為燕山晚期望湘巖體。其產(chǎn)狀主要有巖基、巖株及巖脈。在各巖體內(nèi)外還有成群或零星分布各類巖脈。 壩區(qū)出露地層由老至新分述如下： ① 震旦系通塔灣組（ Ptt）黃灰綠色、灰綠色中厚層至 薄層狀粉砂質(zhì)板巖。厚度大于 500m， 為壩基主要持力層。 ② 全新統(tǒng)沖積堆積（ Q4al）：灰褐色砂質(zhì)粉土與含泥砂礫石，厚 1～ 3m，可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較松散。分布于壩基上下游。 ③ 人工堆積（ Qs） :黃褐色粉土質(zhì)砂與含礫低液限粘土，可至硬塑狀，結(jié)構(gòu)松散至稍密，最大厚度 ，分布于壩體。 地質(zhì)構(gòu)造及地震 壩區(qū)無斷層通過，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀 N72～ 75176?！?80～ 82176。，傾向上游偏右岸。壩區(qū)主要發(fā)育三組節(jié)理： ① 節(jié)理產(chǎn)狀 N25～ 30176。W?SW∠ 55～ 60176。，壓扭性，面平直，強(qiáng)風(fēng)化內(nèi)張開寬 ～ 2cm，延伸長 10m～ 20m，發(fā)育頻率 2 條 /m。 ② 節(jié)理產(chǎn)狀 N45176。E?SE∠ 82～ 85176。，張扭性，延伸長 6m～ 15m，發(fā)育頻率 1～ 2 條 /m。 ③ 節(jié)理產(chǎn)狀 N65～ 70176。E?SE∠ 42～ 45176。，壓扭性，延伸長 4m～ 15m，發(fā)育頻率 1～ 2 條 /m。 區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為間歇性掀斜運(yùn)動(dòng)為主。據(jù)歷史地震記載 :長沙地區(qū)從公元228 年至 1980 年共發(fā)生有感地震 28 次 ,震級(jí)在 1～ 4 級(jí)之間 ,其控震構(gòu)造為公田～寧鄉(xiāng)大斷裂。根據(jù) 1： 400 萬《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（ GB183062021），工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 ,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 ；對(duì)應(yīng)的地震基本烈度值為 Ⅵ 度區(qū)。 結(jié)論與建議 （ 1）工程區(qū)西部屬雪峰山弧型