vi某水庫除險加固工程的水庫工程復(fù)核計算案例1.1基本資料水位庫容曲線秘枯樹水庫水位～面積～庫容關(guān)系曲線成果（為2019年11月實測1：1000庫區(qū)地形圖量算得到）詳見表1.1。表1.1秘枯樹水庫水位～面積～庫容成果表高程（m）面積(萬m2)水庫容積△V庫容（萬m3)2002.920.000.002001.420.320.240.242001.50.340.030.2720050.430.190.462005.50.550.250.7120060.660.301.012006.50.780.361.3720070.890.421.792007.51.000.472.2620081.080.522.782008.51.150.563.3420091.250.603.942009.51.360.651.5920101.460.715.302010.51.560.766.0620111.660.816.872011.51.770.867.7320121.890.928.652012.52.030.989.6320132.151.0510.682013.52.281.1111.7920142.401.1712.96水層容積：△V=△V/2×（F1+F2）F1、F2分別為相鄰的等高線各自包括的水庫水面面積；△Z相鄰等高線高程差。水庫容積：圖1.1秘枯樹水庫水位-面積-庫容曲線1.2死水位（1）水庫泥沙淤積分析經(jīng)水文分析計算得到的多年平均來沙量為156t，其中推移質(zhì)按懸移質(zhì)的20%來估算。由于秘枯樹水庫屬于無泥沙資料地區(qū)，泥沙淤積計算采用攔沙效益經(jīng)驗面積減少法估算，其攔沙率查布龍曲線為91%，則水庫多年平均淤沙量為101m3（懸移質(zhì)和推移質(zhì)容重分別按1.3t/m3和1.6t/m3計）。秘枯樹水庫除險加固取水庫的經(jīng)濟使用年限為20年，則秘枯樹水庫總計淤沙量為0.2萬m3，泥沙大部分淤積在庫內(nèi)，壩前淤積高程2003.24m。（2）死水位的選擇本階段水庫死水位的選擇主要考慮工程使用期內(nèi)的泥沙淤積及輸水建筑物的運行要求和安全。根據(jù)“水庫泥沙淤積分析”，水庫使用年限取20年，壩前淤積高程為2003.24，該高程輸水涵洞現(xiàn)狀進口底板高程2001.7m大于壩前淤積高程，水庫死水位考慮工作水頭1.0m，故水庫死水位為2005.70m，相應(yīng)死庫容0.83萬m3。1.3正常蓄水位的確定水庫正常蓄水位選擇時主要考慮：在最低除險加固工程投資下，充分蓄存上游來水量，最大限度滿足下游農(nóng)田灌溉等用水。秘枯樹水庫原正常蓄水位為2012.00m，對應(yīng)正常庫容為8.65萬m3。秘枯樹水庫除險加固仍維持原正常蓄水位為2012.00m。1.4洪水調(diào)節(jié)和防洪特征水位1.1.1水庫防洪標準秘枯樹水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高為20.30m，總庫容為10.87萬m3，屬?。?）型水利工程，水庫大壩的工程等別為Ⅴ等，水工主要建筑物的級別為5級，次要建筑物為5級。根據(jù)《防洪標準》（GB50201-2014）和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017），確定秘枯樹水庫的防洪標準為20年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核，消能防沖洪水標準10年一遇，枯期施工洪水標準為5年一遇。1.1.2水庫泄水建筑物秘枯樹水庫現(xiàn)狀溢洪道為寬頂堰，進口底板高程為2012.00m，控制段凈寬1.5m，其泄流曲線公式如下：式中：m——溢洪道流量系數(shù)，取0.32；b——溢洪道凈寬，1.5m；H——堰上水頭。根據(jù)安全評價結(jié)論，校核洪水位為2013.08m，設(shè)計洪水位2012.92m四種工況下所需的最大壩頂高程為2011.77m(對應(yīng)第一種工況)，低于現(xiàn)狀壩頂平均高程2015.00m。由于秘枯樹水庫設(shè)計洪水位和校核洪水位都低于現(xiàn)狀壩頂高程，說明溢洪道的泄洪能力是滿足要求的，經(jīng)現(xiàn)場查看現(xiàn)狀溢洪道基本完好，故水庫除險加固仍維持現(xiàn)有溢洪道不變，不對其進行改擴建。由于計算壩頂高程低于現(xiàn)狀壩頂高程，現(xiàn)狀壩頂高程滿足擋水安全要求。1.1.2.1洪水調(diào)節(jié)原則根據(jù)秘枯樹水庫的基本特征值，壩頂高程2015.00m，水庫正常蓄水位為2012.00m，汛期當洪水超過溢洪道進口底板高程2012.00時，洪水從溢洪道自由泄流。即主汛期，水庫起調(diào)水位為2012.00m。1.1.2.2調(diào)洪演算及結(jié)果調(diào)洪計算采用列表試算法，水量平衡方程式為：式中：Q1、Q2——計算時段始末入庫流量；q1、q2——計算時段始末出庫流量；V2、V1——計算時段始末水庫庫容；△t——計算時段長，△t＝1小時。根據(jù)水庫庫容曲線、入庫洪水過程、洪水起調(diào)水位、擬定的泄洪建筑物的型式和尺寸進行水庫洪水調(diào)節(jié)計算，成果匯總見表1.2。根據(jù)表1.3中的水庫調(diào)洪成果以及相應(yīng)的壩頂高程復(fù)核來分析，結(jié)合水庫大壩及泄洪建筑物除險加固方案，溢洪道堰寬維持現(xiàn)狀1.5m時，大壩壩頂高程能滿足水庫防洪安全要求。水庫洪水調(diào)節(jié)成果為：校核(P=0.5%)洪水位為2013.08m，設(shè)計(P=5%)洪水位為2012.92m，水庫總庫容為10.87萬m3。設(shè)計洪水位和校核洪水位均低于現(xiàn)狀壩頂高程(2015.00m)。各頻率的調(diào)洪過程見表1.3～1.4。表1.2秘枯樹水庫洪水調(diào)節(jié)計算成果匯總表頻率起調(diào)水位(m)壩前最高水位(m)庫容(萬m3)最大下泄流量(m3/s)汛期P=0.5%（校核）2012.002013.0810.852.41P=5%（設(shè)計）2012.002012.9210.511.89表1.3汛期P=0.5%調(diào)洪過程表時間入流泄流庫容水位（h）(m3/s)(m3/s)(104m3)(m)0008.652012.0015.090.579.462012.4123.031.8510.492012.9132.732.2810.782013.0542.442.4110.872013.0852.212.3710.852013.0761.922.2410.762013.0471.562.0310.622012.9781.511.8310.482012.9091.31.6510.352012.84101.231.510.242012.79111.081.3710.142012.74121.021.2510.052012.70130.911.149.972012.66140.91.069.902012.63150.8919.852012.60160.690.939.782012.57170.650.849.712012.54180.60.779.642012.50190.550.719.582012.47200.420.639.522012.44210.170.529.422012.39220.080.419.292012.33230.060.329.192012.27240.050.249.112012.23表1.4汛期P=5%調(diào)洪過程表時間入流泄流庫容水位（h）(m3/s)(m3/s)(104m3)(m)0008.65201213.070.299.152012.2622.951.169.972012.6632.371.7410.412012.8741.911.910.522012.9251.621.8510.482012.9061.561.7410.412012.8771.341.6210.332012.8381.291.510.242012.7991.131.3910.152012.75101.071.2810.072012.71111.011.1910.002012.68120.891.19.932012.64130.851.029.862012.61140.770.959.802012.58150.640.879.722012.54160.540.789.642012.50170.510.699.562012.47180.460.629.502012.44190.260.539.432012.40200.140.449.322012.34210.070.359.222012.29220.050.279.132012.25230.040.219.062012.21240.040.179.002012.181.5防洪安全復(fù)核結(jié)論1.5.1壩頂高程復(fù)核秘枯樹水庫現(xiàn)狀壩高20.30m，壩頂平均高程2015.00m，復(fù)核后的設(shè)計洪水位為2012.92m，校核洪水位為2013.08m。水庫庫區(qū)多年平均最大風(fēng)速15.4m/s，吹程0.19km。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274—2001），壩頂高程等于水庫靜水位與超高之和，分別按以下四種運用情況計算，取其最大值作為壩頂高程：（1）設(shè)計洪水位加正常運用條件的壩頂超高；（2）正常蓄水位加正常運用條件的壩頂超高；（3）校核洪水位加非常運用條件的壩頂超高；（4）正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高再加地震安全加高。壩頂在水庫靜水位以上的超高按下式確定：y=R+e+A式中：y——壩頂超高（m）；R——波浪爬高（m）；e——風(fēng)壅水面高度（m），由于風(fēng)壅水面高度較小，可忽略不計；A——安全加高（m），A正常=0.5m，A非常=0.3m。壩頂高程取上述四種工況的最大值為2011.77m。表1.5秘枯樹水庫壩頂高程計算表計算水位ReABY計算壩頂高程工況（m）（m）（m）（m）（m）(m)（m）①2012.931.340.0010.51.8412011.77②2012.001.340.0010.51.8412013.84③2013.080.90.0000.31.22011.28④2012.000.90.0000.30.51.72013.701.5.2防洪安全復(fù)核結(jié)論水庫現(xiàn)狀實測壩頂高程在2011.00m，校核洪水位2013.08m，設(shè)計洪水位2012.92m，四種運行工況下計算壩頂高程為2011.77m，高于實測壩頂高程，不滿足防洪設(shè)計要求；除險加固擬在現(xiàn)狀壩頂2011.00m基礎(chǔ)上加設(shè)1.0m高的路緣石兼防浪墻，則防浪墻頂高程為2015.00m，高于計算壩頂高程，加防浪墻后的壩頂高程滿足規(guī)范要求。1.6除險加固后主要特征水位通過水庫泥沙淤積分析，經(jīng)復(fù)核，水庫死水位為2005.70m，相應(yīng)死庫容0.83萬m3。正常蓄水位維持原設(shè)計水位為2012.00m，相應(yīng)庫容8.65萬m3。經(jīng)洪水調(diào)節(jié)復(fù)核，設(shè)計洪水位2012.92m，校核洪水位2013.08m，總庫容為10.87萬m3（除險加固設(shè)計值）。秘枯樹水庫主要工程特性表見1.6。表1.6秘枯樹水庫工程特性表項目單位加固后（復(fù)核）輸水涵洞進口底板高程m2001.7