【正文】 onservancy project , Grade 2021 Directed by Zeng Yun ( lecturer) Abstract: in Wanjiagou reservoir is a mainly in irrigation, water supply, prehensive utilization of both the town flood little (a) water conservancy engineering. Hub hidden safety problems is a serious problem in the process of operation, mainly for the dam safety factor of the dam does not meet the specification requirements, the spillway dam seepage, drainage not lining, lining stone fracture water leakage and other major diseases of horizontal tube. And dangerous reservoirs exist can be harmful to people39。 國(guó)家對(duì)于水庫(kù)的病險(xiǎn)問(wèn)題高度重視，并進(jìn)行了一系列的決策和部署，截至到 2021 年底，國(guó)家用于水利除病加固的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃資金投入達(dá) 700 多億元，如期完成了 7000 多座大中型水庫(kù)的除險(xiǎn)加固任務(wù)。今后國(guó)家還將加大對(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程投入，這就意味著，現(xiàn)在和今后的一段時(shí)間里，水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程建設(shè)仍然是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。 因此 ,病險(xiǎn)水庫(kù)的加固工作是十分必要的。為保證工程的正常運(yùn)行 ,就要了解水庫(kù)險(xiǎn)情存在的根源 ,從根源入手 ,做好除險(xiǎn)加固工作。而我國(guó)的水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、水資源調(diào)配能力和供水保障水平低、水資源供需矛盾尖銳，農(nóng)田水利建設(shè)滯后，有些水庫(kù)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，工程老化，以及當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平有限，目前存在一些安全隱患，許多水庫(kù)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代要求。建設(shè)新農(nóng)村，水利要先行。集雨面積 平方公里，總庫(kù)容 萬(wàn)方，控灌石龍鎮(zhèn) 7 個(gè)村的 4860 畝農(nóng)田。 大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高 米。 樞紐工程屬四等工程，主要建筑物為 4級(jí)，由大壩、溢洪道和放水設(shè)施三大部分組成。 2021 年 6月，經(jīng)閬中市大壩安全鑒定小組專(zhuān)家鑒定為三類(lèi)壩。該庫(kù)位于閬中市石龍鎮(zhèn)萬(wàn)家溝村 6 社，距閬中城區(qū) 38 公里，屬嘉陵江水系史家河支流。現(xiàn)有主渠長(zhǎng)度 ，控灌石龍鎮(zhèn) 7 個(gè)村的灌面 4860 畝農(nóng)田。 大壩 萬(wàn)家溝水庫(kù)大壩于 1958 年動(dòng)工， 1978 年建成。 大壩有排水棱體，頂寬 米 ,底寬 米，內(nèi)坡坡度為 1:,外坡 1:。 放水設(shè)施現(xiàn)狀 放水設(shè)施：右放水設(shè)施采用絲桿式閘閥涵管取水，取水高程 ，豎井圓筒為條 5 石砌體，內(nèi)徑為 ，外徑為 ，豎井后接臥管順壩與基巖交界處穿出壩外與灌溉明渠相接，采用條石砌體，整個(gè)涵洞長(zhǎng)為 ，呈矩形斷面，凈 空斷面為 60*90cm2，放水流量為 m3/s，比降為 i=1： 100，涵管出口消力池采用挖深式，漿砌條石砌筑，消力池長(zhǎng)為 10m，寬 1m，深 。壩頂寬度僅 , 不滿(mǎn)足規(guī)范要求。 ⑶大壩壩身壩基、壩肩滲漏嚴(yán)重。 ⑸大壩外坡未作護(hù)砌。大壩存在壩坡水土流失，使壩體逐年減小 ,從而威脅大壩安全。 溢洪道存在的主要問(wèn)題 溢洪道全長(zhǎng) 80m，已襯砌長(zhǎng)度 45m，邊墻為漿砌條石襯砌，底板為砼，經(jīng)復(fù)核，溢洪道現(xiàn)狀邊墻高度不夠，其泄洪能力不足，遇見(jiàn)較大洪水時(shí)經(jīng)常溢出邊墻，威脅附近的農(nóng)田；從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，溢洪道未襯砌完善，溢洪道 0+050～ 0+061 為陡坡段，下有交叉工程放水渠道通過(guò)，未進(jìn)行整治，也未設(shè)置消力池，下段泄水渠沖刷嚴(yán)重；溢洪道上有進(jìn)庫(kù)村道交通要求，未設(shè)置通行橋，汛期時(shí)無(wú)法通行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)察看，臥管中下部長(zhǎng)期滲漏，下部壩體土局部沉陷坍塌，原施工質(zhì)量較差，部分條石不符合規(guī)格，漿砌時(shí)接縫未處理好。由于這些基礎(chǔ)設(shè)施存在的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了水庫(kù)防洪及管理工作的正常開(kāi)展。經(jīng)專(zhuān)家安全鑒定，大壩為三類(lèi)壩，必須盡快進(jìn)行全面整治，以確保大壩安全。 （ 2）水庫(kù)下游地勢(shì)平坦、開(kāi)闊，場(chǎng)鎮(zhèn)、人口、耕地等集中，大壩一旦發(fā)生潰壩，將對(duì)下游造成嚴(yán)重危害和重大損失。 7 3 水文 流域概況 自然地理概況 萬(wàn) 家溝水庫(kù)位 于閬中市東南部，嘉陵江左岸支流史家河的上游。水庫(kù)樞紐控制集水面積 km2，主河道長(zhǎng) ，主河道平均比降為 ‰。一 般砂巖形成陡巖，粘土巖形成緩坡。該區(qū)地貌單元屬構(gòu)造剝蝕堆積、侵蝕堆積兩種類(lèi)型。多年平均氣溫 ℃，干旱指數(shù)為 ，最高氣溫 39℃，最低氣溫 ℃。降雨時(shí)空分布差異較大，市境東北部低山區(qū)多年平均降水量 1180mm，南部丘陵區(qū)多年平均降雨量1000mm，閬中多年平均水面蒸發(fā)量為 859mm，多年平均陸面蒸發(fā)量為 670mm，多年平均相市政府駐地市 界河 流中型水庫(kù)小一型水庫(kù)小二型水庫(kù)水 電 站污水處理場(chǎng)圖 例水觀(guān)盤(pán)馬寶臺(tái)梅溪來(lái)蘇玉臺(tái)大埡共和金城妙高大慶石龍?jiān)浇饒悍鲛r(nóng)寶馬河溪雙廟雙龍七里江南五馬紅土洪山朱鎮(zhèn)縣縣彭城高觀(guān)柏埡回龍河裕農(nóng)金魚(yú)隴儀田公天宮飛鳳裕華治平雙龍北門(mén)棗碧埡口小埡思依木蘭沙溪石子二龍二龍解元老觀(guān)龍坪千佛涼水金子望埡縣護(hù)埡獅子鶴峰中巴三廟峰占花冠構(gòu)溪西山方山土埡橋樓河樓云臺(tái)博樹(shù)清泉東興文成河溪天林石灘部南縣閣劍蒼溪縣鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 界市政府地表水取水口地下水取水口西河嘉陵江東河夾曲溝水庫(kù)升鐘水庫(kù)石灘水庫(kù)大益水庫(kù)肓皇水庫(kù)上游水庫(kù)萬(wàn)家溝水庫(kù)洪山水庫(kù)閬中市水系及中小型水庫(kù)分布示意圖附圖2 1 8 對(duì)濕度 75%，絕對(duì)濕度為 毫巴，其中以九月濕度最大，降水 ，大于水面蒸發(fā)， 3 月份降水量低，由于氣溫開(kāi)始回升，蒸發(fā)量增大，超出降水一倍以上，相對(duì)濕度 69%，為全年最低時(shí)段。 基本資料的收集和復(fù)核 本次收集到的基本資料包括水庫(kù) “三查三定”資料、庫(kù)區(qū)萬(wàn)分之一航測(cè)圖及水庫(kù)工程特性資料等。 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)流域特征值復(fù)核成果表 集水面積（ km2） 河長(zhǎng) (km) 比降（‰） 備注 “三查三定”成果 本次復(fù)核 從上表可以看處，兩次復(fù)核成果基本相同，考慮的資料的一致性，本次采用“三查三定”成果，即萬(wàn)家溝水庫(kù)集水面積 ，河長(zhǎng) ，比降 ‰。由此確定本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 30 年一遇（ p=﹪）；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用300 年一遇（ p=﹪）；消能防沖標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇（ p=﹪）。按《手冊(cè) 》“暴雨等值線(xiàn)圖”查值，經(jīng)綜合分析確定暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)如表 。推理公式中有關(guān)參數(shù)確定如下。 ②匯流參數(shù) m 值 本流域地處盆地丘陵區(qū)，暴雨歷時(shí)較短，強(qiáng)度集中，開(kāi)墾度較大，洪峰漲落較快。經(jīng)計(jì)算，θ＝ ， m=。 ④暴雨參數(shù) S、 n 暴雨衰減指數(shù) n分歷時(shí)確定： t=6～ 24h， ??????????PPHHn2463 t=1～ 6h， ??????????PPHHn612 t=1/6～ 1h， ??????????PPHHn16/11 Sｐ ＝ １ ⑤ 單位匯流時(shí)間τ 0 計(jì)算公式 : τ 0=[(ｍｓ )]4/(4 n) ⑥ 校核ｍ′ ｍ′＝ /(τ ) 經(jīng)計(jì)算 ｍ′值與原ｍ值較為接近，說(shuō)明參數(shù)取值正確，計(jì)算過(guò)程無(wú)誤，成果可以采用，具體計(jì)算見(jiàn)表 。根據(jù)本流域面積較小、洪水陡漲陡落等特點(diǎn)，洪水過(guò)程按單峰 考慮。 經(jīng)計(jì)算，各頻率設(shè)計(jì)洪水總量見(jiàn)表 35。 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)采用典型洪水放大推求，其中典型洪水采用我省東部地區(qū)洪水過(guò)程線(xiàn)模型（ 3），再加上洪水基流（ ），設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)見(jiàn)表 及附圖 。 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水合理性分析表 水庫(kù)名稱(chēng) 集水面積 設(shè)計(jì)洪峰流量（ m3/s） 設(shè)計(jì)洪峰模數(shù)（ m3/s/km2） 備注 P=% P=% P=% P=% 上游水庫(kù) 本次計(jì)算 洪山水庫(kù) 200 123 本次計(jì)算 萬(wàn)家溝水庫(kù) 本次計(jì)算 育皇水庫(kù) 本次計(jì)算 由表 27 中所列成果可知，萬(wàn)家溝水庫(kù)本次各頻率洪峰模數(shù)同本地區(qū)其它水庫(kù)設(shè)計(jì)所計(jì)算設(shè)計(jì)洪水洪峰模數(shù)比較，在本區(qū)域，各頻率洪峰模數(shù)有隨面積增大而減小的趨勢(shì)，萬(wàn)家溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水符合這個(gè)變化規(guī)律。 分期洪水 萬(wàn)家溝水庫(kù)流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)流量資料，無(wú)法直接進(jìn)行分期洪水計(jì)算。 水庫(kù)附近有水匣子水文站，根據(jù)該站歷年逐月最大流量，結(jié)合水庫(kù)施工要求，將主汛期 5～ 10 月劃為一個(gè)分期時(shí)段，其余按月份分期。 推求水庫(kù)分期洪水時(shí)，主汛期直接采用推理公式計(jì)算成果，其它分期以水匣子水文站分期洪水成果為依據(jù)，按流域面積比的 n 次方換算至水庫(kù)。計(jì)算成果見(jiàn)下表。 基本資料 (1）水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線(xiàn) 本次調(diào)洪計(jì)算萬(wàn)家溝水庫(kù)水位～庫(kù)容曲線(xiàn)采用原“三查三定”實(shí)測(cè)成果。 (3）水庫(kù)水位～泄流流量曲線(xiàn) 萬(wàn)家溝水庫(kù)溢洪道位于大壩右側(cè)，為無(wú)閘控制寬頂堰，堰頂高程為 ，堰頂寬度按 計(jì)算。經(jīng)計(jì)算萬(wàn)家溝水庫(kù)水位～ 泄流流量曲線(xiàn)見(jiàn)表 及泄流流量圖 溢洪道泄流曲線(xiàn)采用寬頂堰流公式： 式中： Q—— 下泄流量（ m3/s） ε —— 側(cè)收縮系數(shù)，取值在 ～ m—— 流量系數(shù)， m= B—— 溢流堰凈寬（ m）（ B=） H—— 相應(yīng)水頭（ m） 15 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)水位～泄流流量曲線(xiàn)表 水位 H（ m） 下泄流量 q（ m3/s） 0 水位 H（ m） 下泄流量 q（ m3/s） 洪水調(diào)節(jié)方式 調(diào)節(jié)計(jì)算中不考慮洪水預(yù)報(bào)，洪水來(lái)臨時(shí)，水庫(kù)起調(diào)水位為正常蓄水位（堰頂高程），相應(yīng)庫(kù)容為 萬(wàn) m3，自由泄流。 V2作為下一步的 V1，重復(fù)上述步驟。 16 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算成果表 頻率 P（ %） 最大下泄流量（ m3/s） 最高庫(kù)水位（ m） 庫(kù) 容（ 萬(wàn) m3） 根據(jù)調(diào)洪成果，萬(wàn)家溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位（ p=%） ，校核洪水位（ p=%）。波浪爬高采用 鶴地公式計(jì)算，風(fēng)壅高度采用規(guī)范推薦公式。庫(kù)區(qū)多年平均最大風(fēng)速 V=15m/s，正常運(yùn)用情況計(jì)算風(fēng)速 W采用多年平均年最大風(fēng)速的 倍；非常運(yùn)用情況計(jì)算風(fēng)速 W采用多年平均年最大風(fēng)速。經(jīng)反復(fù)量算，萬(wàn)家溝水庫(kù)有效吹程為 。 式中： Rm—— 平均波浪爬高， m； m—— 單坡的坡度系數(shù)； 大壩坡比 m= 故本次設(shè)計(jì)選用公式（ 4）。 Km—— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與VgH的大小有關(guān)，由《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274—2021）表 查得，具體見(jiàn)表 ； β —— 計(jì)算風(fēng)向與壩軸線(xiàn)法線(xiàn)的夾角。 （ 5）風(fēng)壅水面高度 e計(jì)算 可按公式 2 c os / 2e kw D g H?? 進(jìn)行計(jì)算， 由于該水庫(kù)屬于?。?2）型水庫(kù)，故風(fēng)壅水面高度 e 可忽略不計(jì)。 工況 b：校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高。 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)壩頂高程計(jì)算表 名稱(chēng) 工況 a 工況 b 洪 水為 Z 洪 (m) 壩頂超高 Y (m) 計(jì)算壩頂高程 Z 壩 (m) 現(xiàn)土壩壩頂高程 Z (m) 差值 (Z Z 壩 )(m) 通過(guò)壩頂高程計(jì)算，萬(wàn)家溝水庫(kù)需要壩頂高程 ，而現(xiàn)在壩頂高程為 ，現(xiàn)壩頂高程低于需要的壩頂高程，水庫(kù)抗洪能力不滿(mǎn)足規(guī)范要求。樞紐工程大壩為粘土均質(zhì)壩，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 30年一遇（ P=%） , 校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 300 年一遇復(fù)核（ P=%）。 ③大壩參數(shù) 現(xiàn)有大壩壩頂高程 。 ⑵泄流曲線(xiàn)計(jì)算 萬(wàn)家溝水庫(kù)溢洪道位于大壩右側(cè)，為無(wú)閘控制寬頂堰，堰頂高程為 ，堰頂寬度按 。經(jīng)計(jì)算萬(wàn)家溝水庫(kù)水位～泄流流量曲線(xiàn)見(jiàn)表 。 V2作為下一步的 V1，重復(fù)上述步驟。 表 萬(wàn)家溝水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算成果 頻率 P（ %） 最大下泄流量（ m3/s） 最高庫(kù)水位（ m） 庫(kù) 容（萬(wàn) m3） 根據(jù)調(diào)洪成果，萬(wàn)家溝水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位（ p=%） ，校核洪水位（ p=%）。 本次洪水復(fù)核結(jié)果， P=%洪水設(shè)計(jì)、 P=%洪水校核，洪峰流量分別為%