【正文】 計(jì)算基本公式為： tV2 qq2 2121 ?????? 式中： Q Q2—— 時(shí)段始、末入庫流量 （ m3/s）； q q2—— 時(shí)段始、末出庫流量（ m3/s）； V? —— 時(shí)段始、末庫容變量（ m3）。 水位庫容曲線表 表 4— 3 序號(hào) 水位 H (m) 庫容 V (萬 m3) 序號(hào) 水位 H (m) 庫容 V (萬m3) 1 7 第 39 頁 共 75 頁 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 11 水位泄 量曲線表 序號(hào) 水位 H (m) 泄量 q（ m3/s） 1 0 2 3 4 5 調(diào)洪計(jì)算 調(diào)洪計(jì)算根據(jù)水量平衡方程進(jìn)行，用試算法逐時(shí)段作調(diào)洪演算，起調(diào)水位。水庫除險(xiǎn)加固之后，附近區(qū)域還可利用節(jié)水灌溉發(fā)展林果業(yè)，綠化荒山，建設(shè)生態(tài)示范園，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力的保障。 根據(jù)本地灌溉及降雨得出不同作物不同時(shí)間的灌溉制度，作物復(fù)播指數(shù)為，其中小麥 70%，晚秋 75%，早秋 25%，每次灌溉時(shí)間為 10d，見表 4－ 1。 農(nóng)業(yè)灌溉用水 根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB5028899)中有關(guān)規(guī)定，灌溉設(shè)計(jì)保證率：在采用地面灌溉，灌溉以旱作物為主時(shí)，灌溉保證率為 5075%。水庫控制流域面積 ，壩址以上河道干流長度 ，平均自然比降。 石料擬采用外購。料場選用拐河鎮(zhèn)白灣村砂場。土料比重 ，液限 %，塑限 %，塑性指數(shù) 。 輸水洞基礎(chǔ)座于強(qiáng)風(fēng)化角閃片巖上，巖石透水率 ，弱透水，巖體 穩(wěn)定，巖石承載力特征值 fak=500kPa。 右岸山體邊坡坡度 35176。 ⑵風(fēng)化砂填筑料：砂粒含量 (＞ )占 %，粉粘粒含量 (＜ )占 %；滲透系數(shù)算術(shù)平均值 104cm/s，大值平均值 104cm/s；鉆孔注水試驗(yàn)滲透系數(shù)算術(shù)平均值 104cm/s，大值平均值 104cm/s，中等透水。 ⑵風(fēng)化砂填筑料：根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果，風(fēng)化砂自然快剪指標(biāo)算術(shù)平均值C=、φ =176。 （ 2）壓縮性評(píng)價(jià) ⑴粘性土填筑料：根據(jù)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)成果，壓縮系數(shù)范圍值 ～ 第 35 頁 共 75 頁 ，算術(shù)平均值 ；壓縮模量范圍值 ～ ，算術(shù)平均值， 中等壓縮性。 根據(jù)《小型水利水電工程碾 壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL18996，粘性土壓實(shí)度應(yīng)為 95～ 97%，非粘性土的相對(duì)密度不低于 ，因此粘性土質(zhì)量評(píng)價(jià)以壓實(shí)度的 95%()，風(fēng)化砂以相對(duì)密度 進(jìn)行評(píng)價(jià)。 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià) 該水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高 ，壩長 142m。 ⑶右壩肩（ 0+060～ 0+142） 右壩肩山體自然坡度 40176。上部巖性為第四系殘破積粉質(zhì)粘土，厚 ，滲透系數(shù) K= 106cm/s，微透水，下部巖性為下元古界角閃片巖，強(qiáng)風(fēng)化厚度，以下為弱風(fēng)化角閃片巖，巖石透水率 ，弱透水。該區(qū)基巖裂隙水不甚發(fā)育 ，水質(zhì)較好。 ②粘性填土：該層主要分布在高程 ～ 以下。傾角 65176。 壩址區(qū)地層巖性主要為下元古界角閃片巖及第四系松散堆積 層。山頂高程高于 。未有大的滑坡、崩塌等物理地質(zhì)現(xiàn)象，庫岸基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。該區(qū)基巖裂隙水不甚發(fā)育，水質(zhì)較好。傾角 65176。 分布于庫區(qū)的地層巖性主要為下元古界角閃片巖及第四系松散堆積層?！?40176。因此，水庫死庫容仍維持原規(guī)劃的 萬 m3 不變，相應(yīng)的死水位為 。 保證率頻率下月分配（采用同倍比放大法） 表 28 單位：萬 m3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計(jì) P=75% 0.11 0.12 0.23 0.30 0.45 0.73 1.38 1.42 0.45 0.20 0.30 0.11 5.82 水庫蒸發(fā)、滲漏損失 水庫無滲漏及蒸發(fā)觀測，水庫經(jīng)除險(xiǎn)加固治理后，其蒸發(fā)滲漏損失量按來水量的 10%計(jì)算，保證率為 75%年份損失量為 萬 m3。 年徑流及典型年 史家莊水庫無徑流資料，由《河南省水資源》（河南省水文水資源局， 2021年）得史家莊水庫多年平均徑流深為 260mm，多年平均徑流量為 萬 m3，水庫斷面以上流域面積為 ，采用 Cs=， CV=。 為減少圍堰工程量，輸水 洞進(jìn)口工程安排在 12～ 1 月份進(jìn)行。 設(shè)計(jì)洪水過程線表 表 25 單位： m3/s 時(shí) 段 10% 5% % 9 1 10 11 1 12 2 13 6 14 10 15 10 13 22 16 17 2 18 1 19 20 設(shè)計(jì)洪水成果的合理性分析 本次計(jì)算設(shè)計(jì)洪水采用推理公式方法，經(jīng)與相近其它已批復(fù)除險(xiǎn)加固水庫水文復(fù)核成果相比較洪水模數(shù)相近，認(rèn)為本次復(fù)核結(jié)果是合理的。 (c)將設(shè)計(jì)洪峰 (主峰 )的 mQ 和 ? ，對(duì)應(yīng) ? 時(shí)段的最大平均凈雨強(qiáng)度，繪出概化等腰三角形，其頂高為 mQ ，底寬 為 2? 。 第 27 頁 共 75 頁 設(shè)計(jì)洪量 24h 設(shè)計(jì)洪量計(jì)算公式： RFW 100024 ? 式中： R — 24h 凈雨深 (mm)； F — 流域面積， F =； 24W — 24h 設(shè)計(jì)洪量 (m3)。 50 年一遇以下 max32IPa ? ，各頻率時(shí)段凈雨量計(jì)算成果見表 23。各時(shí)段雨量由下式計(jì)算： t=1～ 6h， 211 npp tHH ??? t=6～ 24h， 33 1124 24 nnpp tHH ?? ??? 式中： pH1 、 pH24 — 設(shè)計(jì) 24h 雨量 (mm)； t— 設(shè)計(jì)歷時(shí) (h)； 2n 、 3n — 設(shè)計(jì) 面雨遞減指數(shù)。1011 ????（ 1h 以內(nèi)） ppp HHLgn162 ????（ 1～ 6h） ppp HHLgn6243 ????（ 6～ 24h） 式中： ? 為點(diǎn)面折算系數(shù)， PH39。根據(jù)《圖集》各歷時(shí)暴雨參數(shù)等值線圖由流域重心查得，偏差系數(shù) CS選用 v。經(jīng)與 2021 年版《河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》相比較 (比較成果詳見表 21)，兩版本中變差系數(shù) Cv 基本一致， 1 小時(shí)、 6 小時(shí)、 24 小時(shí)點(diǎn)雨量均值相差在 0～ %之間，洪峰流量及洪量值基本一致，認(rèn)為兩者差別不大，且利用 1984 年圖集計(jì)算結(jié)果略大于利用 2021 年圖集，為安全期間，計(jì)算 結(jié)果取較大值。由于降水時(shí)空分布不均，年內(nèi)年際變化大，易發(fā)生洪澇和旱災(zāi)。河流與壩軸線 正交，河床寬 40m左右，為“ U”型河谷。 史家莊水庫壩址所處位置為低山區(qū)，兩岸山體基本對(duì)稱，山體走向近于 S～N，地勢北高～南低，山體自然坡度約 20～ 40176。澧河發(fā)源于 南陽市 東北部的 伏牛山 東南麓方城縣七峰山，全長 達(dá) 163km，流域面積有 2707km2，在方城縣境內(nèi)有 20 多條支流，這些支流大多在 拐河鎮(zhèn) 匯入澧河，流域面積 198km2。國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)滿足規(guī)范要求，切實(shí)可行，在經(jīng)濟(jì)上是合理的?？偣r(shí)數(shù)量為 萬個(gè)（以上工程量、材料量、工時(shí)均不含管理房工程）。 (2)工程管理區(qū)規(guī)劃 水庫管理區(qū)規(guī)劃在左壩頭下游側(cè)。 管理用房包括兩部分，直接用于生產(chǎn)和辦公用房 及倉儲(chǔ)用房。 主體工程采取工程措施與植物措施相結(jié)合；防汛公路工程以植物措施為主，做好排水、護(hù)砌 ；拌和系統(tǒng)、附屬企業(yè)、施工管理生活區(qū)、水庫管理區(qū)及取土區(qū)以生態(tài)恢復(fù)為主；棄渣場以植物措施為主。 水土保持設(shè)計(jì) 水土流失防止范圍與分區(qū) 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程主要是對(duì)已建工程存在的問題進(jìn)行加固處理，對(duì)庫區(qū)外部環(huán)境沒有直接影響，故其水土保持防治責(zé)任范圍主要在項(xiàng)目建設(shè)區(qū)：包括上下壩游坡、溢洪道、輸水洞斜拉閘門、場內(nèi)道路、棄渣場以及施工生活區(qū) 等。 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 環(huán)境影響評(píng)價(jià) 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境并促使其實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)起著積極作用，有利影響主要表現(xiàn)在所獲得的顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；而不利影響主要表現(xiàn)在施工期會(huì)造成小范圍水土流失以及工程廢渣堆放、施工噪聲和揚(yáng)塵等。施工中根據(jù)工程量多少、負(fù) 第 17 頁 共 75 頁 荷大小分別使用功率不同的施工機(jī)械，避免空載、空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，減少能源浪費(fèi)。 施工總體布置 施工總布置遵循“因地制宜、因時(shí)制宜，有利生產(chǎn)、方便生活、易于管理，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，妥善處理施工場地內(nèi)外關(guān)系，為確保工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、提高經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造良好條件。土石方開挖要準(zhǔn)確放樣，確定開挖起始邊線，施工中須注意邊坡，嚴(yán)防塌滑危及安全，挖至基底要組織驗(yàn)槽，做到位置正確、尺寸準(zhǔn)確。 史家莊水庫屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬長春短，一年的施工期較長，對(duì)工程施工有 利。 施工組織設(shè)計(jì) 施工條件 第 16 頁 共 75 頁 有鄉(xiāng)村路通往史家莊水庫壩區(qū)。 史家莊水庫除險(xiǎn)加固工程消防范圍包括管理所、防汛倉庫等。 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu) 電氣 為方便管理房和啟閉機(jī)房用電，從史家莊村上引低壓線路供電即可。出水渠段設(shè)排水孔，采用φ 50mmPVC 排水管，外包反濾布，間距 2m，呈梅花形布置?？刂贫纹鸲思澳┒嗽O(shè)齒墻。 進(jìn)口段（ 0+000～ 0+002）底部高程 ，底寬 13m，矩形斷面，底板采用 C20 砼護(hù)砌，厚 20cm；右岸導(dǎo)流墻采用 C20 砼重力式擋墻，與右岸山坡間回填至壩頂高程。大壩右岸岸坡設(shè) 1個(gè)工作基點(diǎn)和 1個(gè)校核基點(diǎn)，其位置與觀測點(diǎn)共線。 ③下游壩坡加固 對(duì)下游坡進(jìn)行整平處理，并植草皮護(hù)坡。 （ 4）無大壩安全監(jiān)測及管理設(shè)施。 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）的有關(guān)規(guī)定，水庫大壩、溢洪道等設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇；臨時(shí)導(dǎo)流建筑物的防洪標(biāo)準(zhǔn)，土石圍堰按非汛期 5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。按照《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》有關(guān)規(guī)定，壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，經(jīng)計(jì)算各工況水庫靜水位加壩頂超高后高程均小于防浪墻頂高程?，F(xiàn)狀溢洪道底高程 ，底寬 13m，總長度 56m。根據(jù)灌溉制度和灌水定額分析， 75%年份灌溉需水量為 萬 m3。水庫實(shí)際灌溉面積 200 畝，灌溉效益顯著。 第 12 頁 共 75 頁 工程任務(wù)與規(guī)模 工程概況 史家莊水庫位于南陽市方城縣拐河鎮(zhèn)史家莊澧河支流 上，屬淮河流域沙潁水系。 天然建筑材料 土料場位于大壩下游左岸，土層厚 3m，可采量達(dá) 萬 m3。 壩體土現(xiàn)狀呈中等壓縮性。 由室內(nèi)試驗(yàn)得出，⑴粘性土填筑料飽和固結(jié)快剪指標(biāo)算術(shù)平均值C=、φ =176。綜合評(píng)定壩體粘性土干密度合格率為 %，風(fēng)化砂壓實(shí)度合格率為 %，壩體壓實(shí)不均勻， 達(dá)不到規(guī)范要求。通過對(duì)壩體填筑材料取樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)和相對(duì)密度試驗(yàn)，粘性土最優(yōu)含水量為%，最大干密度為 ；風(fēng)化砂最大干密度 ，最小干密度。通過野外鉆孔注水試驗(yàn)，該段壩體土滲透系數(shù)為 10－ 4cm/s，屬中等透水，存在滲漏問題。通過進(jìn)行野外鉆孔注水試驗(yàn)，該段壩體土滲透 系數(shù) 10－ 4cm/s，屬中等透水，存在滲漏問題。 壩基工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 左壩肩自然坡度 40176。褐黃色，可塑～硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較密，含礫石、風(fēng)化巖屑較多，礫石粒徑一般 2～ 10mm，壩軸線部位施工時(shí)右壩肩及河槽處已清除。風(fēng)化面黃色、灰黃色，新鮮面灰白、灰綠色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、正、斜長石、云母，其次為少量的綠泥石、角閃石及黃鐵礦等，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。 庫區(qū)山坡植被差，固體逕流物來源廣，故水庫存在淤積問題。 ⑵松散巖類孔隙潛水：主要為埋藏于殘坡積含礫粉質(zhì)粘土層中的潛水，水文地質(zhì)條件簡單，蓄水條件較差，水量較少，與河水的水力聯(lián)系密切。 第 9 頁 共 75 頁 ⑵第四系堆積物：主要為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土，分布于沖溝、坡腳及山間平緩地段，可塑 硬塑狀態(tài)，含少量碎石，粒徑 23cm。 分布于庫區(qū)的地層巖性主要為下元古界角閃片巖及第四系松散堆積層?！?40176。經(jīng)與 2021 年版《河南省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》相比較 (比較成果詳見表 21)，洪峰流量及洪量值基本一致，且“ 84 圖集”計(jì)算結(jié)果略大于“ 05 圖集”，為安全起見，本次采用“ 84 圖集”為計(jì)算依據(jù)， 20 年一遇洪水總量為 11萬 m3，洪峰流量為 13m3/s； 200年一遇洪水總量為 21萬 m3，洪峰流量為 22m3/s。 徑 流 史家莊水庫無徑流資料，由《河南省水資源》（河南省水文水資源局， 2021年）得史 家莊水庫多年平均徑流深為 260mm，多年平均徑流量為