【正文】 況 地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況菜溝水庫位于駐馬店市泌陽縣盤古鄉(xiāng)，在長江流域唐白河水系泌陽河支流上。水庫下游有4000余人，5000多畝耕地，且緊鄰滬陜高速，大壩工程安全非常重要。菜溝水庫是一座以防洪、灌溉為主，養(yǎng)殖為輔綜合利用的小(2)型水庫。自投入運(yùn)行以來，攔蓄洪水，興利灌溉，有效地減輕了下游的旱澇災(zāi)害。，提供養(yǎng)殖水面500余畝，多年來水庫社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用。水庫大壩的管理機(jī)構(gòu)是泌陽縣盤古鄉(xiāng)水利管理站。由于水庫地處山丘區(qū)，生活、環(huán)境等條件非常惡劣，建庫以來一直無專人負(fù)責(zé)水庫的防汛、運(yùn)行管理工作，沒有觀測(cè)設(shè)施、管理設(shè)施，水庫一旦出現(xiàn)問題則不能得到及時(shí)有效地解決。因此本次除險(xiǎn)加固工程是非常必要的。 綜合利用要求菜溝水庫的綜合利用主要體現(xiàn)在防洪、灌溉、養(yǎng)殖等方面，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，應(yīng)使水庫能充分發(fā)揮在這些方面的作用。防洪：菜溝水庫保護(hù)下游群眾4000余人，且5000多畝耕地，且下游緊鄰滬陜高速，地理位置非常重要，水庫的安全運(yùn)行直接關(guān)系到國家財(cái)產(chǎn)及沿岸廣大人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，防洪位置比較重要，安全問題意義重大。水庫一旦失事，將給沿河兩岸及下游帶來嚴(yán)重災(zāi)害。灌溉：該水庫主要灌區(qū)為菜溝水庫下游。，實(shí)際灌溉面積5200畝，是現(xiàn)有灌溉效益較好的一座水庫。本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，使水庫的灌溉用水量滿足灌區(qū)用水需求，從而促進(jìn)灌溉面積進(jìn)一步增加，達(dá)到或接近原設(shè)計(jì)規(guī)模。與此同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)灌區(qū)配套設(shè)施及末級(jí)渠系的建設(shè)，提高灌溉水分子利用率。養(yǎng)殖：水庫原規(guī)劃養(yǎng)殖面積為500畝，有力的促進(jìn)了當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。此次設(shè)計(jì)，在維持原養(yǎng)殖面積的基礎(chǔ)上，可適度增加一部分養(yǎng)殖面積，但不能因此給水庫造成水質(zhì)等方面不良的影響。應(yīng)合理養(yǎng)殖，統(tǒng)一規(guī)劃，最大限度地發(fā)揮水庫的養(yǎng)殖效益。 水利計(jì)算 興利目標(biāo)水庫安全鑒定階段根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)洪演算結(jié)果：30年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)水位為114m，；300年一遇校核洪水，相應(yīng)庫容36萬m3；興利水位112m，。本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)興利目標(biāo)與原水庫設(shè)計(jì)變化不大，未增加新的供水任務(wù)，水庫淤積量不影響興利水位及興利庫容，因此，興利計(jì)算結(jié)果仍采用安全鑒定階段成果，興利調(diào)節(jié)不再計(jì)算。 水位～庫容曲線由于起調(diào)水位以上庫區(qū)無明顯的沖淤現(xiàn)象，水位與庫容關(guān)系曲線不變。 菜溝水庫水位～庫容關(guān)系表水位（m）庫容（萬m3）410510610710817109110241111124211346501145911564 洪水調(diào)節(jié)本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：30年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核。 泄流曲線本次調(diào)洪演算調(diào)度運(yùn)用方式：，溢洪道漫溢泄洪。溢洪道泄流能力按明渠變速流計(jì)算，參考相關(guān)文獻(xiàn)結(jié)論，明渠變速流與均勻流計(jì)算相差不大，為簡化計(jì)算采用明渠均勻流計(jì)算：式中：Q：溢洪道泄量　m3/s；h：水頭　m；　　　b：堰的溢流寬度　m；　　　m：坡比；i：比降。根據(jù)不同的水位，算出相應(yīng)溢洪道泄量。 菜溝水庫水位泄量關(guān)系曲線表水位(m)水頭（m）泄量（m3/s）水位(m)水頭（m）泄量（m3/s）00103 洪水調(diào)洪演算根據(jù)泄洪方式，利用半圖解法，作調(diào)洪演算輔助曲線。 調(diào)洪演算輔助曲線表庫水位 (m)泄流量q (m3)總庫容 (萬m3)興利水位以上庫容V(萬m3)△t(萬s)v/△t+q/2(m3/s)00046 42 10360根據(jù)以上設(shè)計(jì)洪水、庫容曲線、泄流曲線、調(diào)洪輔助曲線以及調(diào)度運(yùn)用方式進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，、。65 菜溝水庫10年一遇調(diào)洪演算表△t=3600s時(shí)段△t (h)Q (m3/s)(Q1+Q2)/2 (m3/s)q (m3/s)V/△t +q /2 (m3/s)備 注1~70000①. 最大泄洪量qm=；②. 最高洪水位Z洪=；③. 最高洪水位相應(yīng)的庫容V=。800009000101111112211331461525164173218111911201210022002300 菜溝水庫30年一遇調(diào)洪演算表△t=3600s時(shí)段△t (h)Q(m3/s)(Q1+Q2)/2(m3/s)q(m3/s)V/△t +q /2(m3/s)備 注1~7000①. 最大泄洪量qm=19m3/s.②. 最高洪水位Z洪=；③. 最高洪水位相應(yīng)的庫容V=。811911101112 3124135148153316619517431821911201121112211231 菜溝水庫300年一遇調(diào)洪演算表△t=3600s時(shí)段△t (h)Q(m3/s)(Q1+Q2)/2(m3/s)q(m3/s)V/△t +q /2(m3/s)備 注1~70100①. 最大泄洪流量qm=；②. .最高洪水位Z洪=；③. 最高洪水位相應(yīng)的庫容V=。8219310411561271310131416331550161191775183192220222122211231。 菜溝水庫現(xiàn)狀調(diào)洪演算成果匯總表重現(xiàn)期（年）洪峰流量（m3/s）起調(diào)水位（m）最大下泄量（m3/s）最高洪水位（m）相應(yīng)庫容（萬m3）102530331930050 水庫壩頂高程復(fù)核。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）的要求，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）的要求，壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和。水庫靜水位以上壩頂超高由下式確定：y=R+e+A式中：y——壩頂超高（m）R——波浪爬高（m）e——風(fēng)壅水面高（m）A——安全加高（m）。本次根據(jù)泌陽縣氣象站資料，10分鐘自記風(fēng)速多年平均值W＝17m/s，按規(guī)范要求，非常運(yùn)用條件下采用多年平均最大風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下的三～?？赡茏畲蠛樗闆r下的基本資料：風(fēng)區(qū)長度500m，平均水深10m。波浪計(jì)算采用《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274－2001）中公式。波浪的平均波高和平均波周期采用莆田試驗(yàn)站公式：　　　式中：hm：平均波高，m；　　　Tm：平均波周期，s；　　　D：風(fēng)區(qū)長度，m；　　　Hm：水域平均水深，m；　　　g：重力加速度，；　　　Lm：平均波長，m。平均波浪爬高按下式計(jì)算：式中：Rm：平均波浪爬高，m；　　　m：單坡的坡度系數(shù)；KΔ：斜坡的糙率滲透系數(shù)，查表得KΔ＝；　　　Kw：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表得。波浪爬高RP由平均波高與壩迎水面前水深的雙值和相應(yīng)的累積頻率P＝5%，按規(guī)定系數(shù)計(jì)算求得。風(fēng)壅水面高度按下式計(jì)算：式中：e：計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度，m；　　　D：風(fēng)區(qū)長度，m；　　　K：綜合摩阻系數(shù)，106；　　　β：計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法向的夾角。由以上公式，： 壩頂超高及計(jì)算壩頂高程 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201—94規(guī)定，菜溝水庫屬Ⅴ等?。?）型水庫，水庫采用30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。，由以上計(jì)算知壩頂高程滿足安全要求。 水庫除險(xiǎn)加固后規(guī)劃指標(biāo)規(guī)模 水庫建設(shè)過程及工程現(xiàn)狀 菜溝水庫1969年動(dòng)工興建，1972年蓄水。工程由泌陽縣陳莊區(qū)組織當(dāng)?shù)厝罕娛┕?。由于該工程建設(shè)于文革時(shí)期，設(shè)計(jì)前沒有勘測(cè)資料，又缺乏整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，所以工程建成蓄水后不久便出現(xiàn)很多問題?！啊贝蠛樗共藴纤畮焖畾?yán)重，1975年冬對(duì)水庫進(jìn)行了續(xù)建加固，重建輸水洞、擴(kuò)寬溢洪道。據(jù)參加施工者回憶，當(dāng)時(shí)由于忙于趕任務(wù)，且受施工條件限制，施工質(zhì)量較差，新老土結(jié)合面沒有嚴(yán)格處理，對(duì)土料選用及碾壓標(biāo)準(zhǔn)都沒有嚴(yán)格達(dá)到設(shè)計(jì)要求。大壩軸線為南北向，粘土均質(zhì)壩，無防浪墻，最大壩高為17m，頂寬12m，長111m?，F(xiàn)狀上游邊坡比平均為1：，大壩上游采用干砌石護(hù)坡，現(xiàn)狀塊石護(hù)坡平均厚度25cm，塊石粒徑小，間隙大，接觸面積小，整個(gè)護(hù)坡高低不平。目前局部塊石護(hù)坡有坍塌，反濾層基本失效。由于大壩填筑質(zhì)量差，大壩壩基處理不徹底，現(xiàn)狀排水工程已經(jīng)失效。且大壩壩體白蟻危害嚴(yán)重，危及壩體安全。溢洪道是菜溝水庫的主要泄水建筑物，為1971年水庫建設(shè)中由左壩肩山坡開挖而成，位于大壩左壩肩，左側(cè)直墻多處裂縫，右側(cè)土山坡未護(hù)砌，坍塌嚴(yán)重，底寬25m，明渠段長35m，比降1/300，為開敞式溢洪道，其上無任何控制措施，無護(hù)底及消能設(shè)施，出口處局部損壞。輸水洞位于大壩樁號(hào)0+016m處，?，F(xiàn)狀啟閉機(jī)房門窗朽蝕，砼碳化，房頂多處斷裂已不能使用，閘閥銹蝕破損，漏水嚴(yán)重，啟閉設(shè)備超期服役，啟閉困難。 水庫除險(xiǎn)加固后的規(guī)劃指標(biāo) 防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201－94)和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)的規(guī)定，水庫總庫容10～110萬m3，屬?。?）型水庫，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物如擋水大壩、溢洪道及輸水洞級(jí)別為5級(jí)，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為30～20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為300～200年一遇。根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2532000），溢洪道消能防沖建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇設(shè)計(jì)。根據(jù)水庫下游保護(hù)對(duì)象的重要性，結(jié)合菜溝水庫的實(shí)際規(guī)模和防洪任務(wù)，取防洪標(biāo)準(zhǔn)為：30年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核。溢洪道消能防沖建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇設(shè)計(jì)。 工程規(guī)模，死庫容4萬m3，，；，；工程規(guī)模屬?。?）型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。 除險(xiǎn)加固規(guī)劃設(shè)計(jì) 水庫存在問題及除險(xiǎn)加固必要性菜溝水庫根據(jù)2007年3月現(xiàn)場(chǎng)檢查及大壩安全評(píng)價(jià)，明確菜溝水庫現(xiàn)存在以下問題：1壩體填筑質(zhì)量差，干密度偏低，主、副壩結(jié)合處坍塌嚴(yán)重。經(jīng)復(fù)核，壩體抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求。2 大壩下游壩坡無排水設(shè)施，坡腳滲水；白蟻危害嚴(yán)重。3 主壩上游護(hù)坡干砌塊石缺損、塌陷，無墊層；主、副壩結(jié)合處及副壩上游無護(hù)砌，沖毀嚴(yán)重。4 溢洪道底及兩岸未做護(hù)砌，無消能設(shè)施，岸墻坍塌嚴(yán)重。輸水洞無進(jìn)出口閘門，斜臥管損壞，下游無消能設(shè)施。5 無安全監(jiān)測(cè)及管理設(shè)施。經(jīng)河南省駐馬店市水務(wù)局組織專家評(píng)審，確定本水庫為三類壩，屬病險(xiǎn)水庫，盡早進(jìn)行除險(xiǎn)加固十分必要。 除險(xiǎn)加固工程任務(wù)(1)除險(xiǎn)加固規(guī)劃原則菜溝水庫為已建成并在運(yùn)行中幾十年的水庫，已經(jīng)發(fā)揮了較大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面效益，因此，除險(xiǎn)加固方案考慮以下原則：①本次除險(xiǎn)加固的重點(diǎn)是解決水庫的病險(xiǎn)問題，確保水庫的安全運(yùn)行。②設(shè)計(jì)工程施工盡可能不影響水庫正常效益的發(fā)揮。不應(yīng)給庫區(qū)帶來新的移民安置問題，也不應(yīng)再次造成安全隱患。③加固措施應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、有利于工程管理，并為以后提高水資源的利用程度，提高菜溝水庫灌區(qū)的灌溉保證率和下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造有利條件。(2)除險(xiǎn)加固工程任務(wù)根據(jù)駐馬店水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2007年4月編制的《河南省泌陽縣菜溝水庫大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告》及駐馬店市水務(wù)局的評(píng)審意見，確定菜溝水庫本次除險(xiǎn)加固工程的主要任務(wù)為：1) 按設(shè)計(jì)斷面對(duì)大壩進(jìn)行加固處理；重建上游護(hù)坡，新建下游排水設(shè)施。