王潘平,王 健,羅 棋
(萊州市水務(wù)局,山東 萊州 261400)
萊州市下董水庫防洪標準復(fù)核
王潘平,王健,羅棋
(萊州市水務(wù)局,山東 萊州 261400)
通過對下董水庫涉及洪水計算和壩頂高程復(fù)核,進一步驗證了該水庫現(xiàn)狀規(guī)模對新標準下的防洪成果的可靠性,為指導(dǎo)水庫今后的安全運行管理和除險加固設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。
萊州市;下董水庫;洪水計算;壩頂復(fù)核
下董水庫建于1958年位于萊州市程郭鎮(zhèn)下董村南,蘇郭河流域上,是一座防洪、灌溉等綜合運用的?。?)型水庫,水庫總庫容42萬m3,興利水位49.58 m,興利庫容14.7萬m3,死庫容0.30萬m3,死水位45.03 m。
為保證水庫大壩的安全,更好地發(fā)揮水庫的經(jīng)濟和社會效益,確保水庫大壩安全和充分發(fā)揮工程效益,并指導(dǎo)水庫今后的安全運行管理和為除險加固設(shè)計提供科學(xué)依據(jù),按照《水庫大壩安全鑒定辦法》(水建管[2003]27l號)和《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》(SL258-2000)要求對該水庫進行了安全鑒定。本次洪水復(fù)核根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)及《小水庫洪水核算辦法》,該水庫設(shè)計標準取20年一遇洪水設(shè)計,200年一遇洪水校核。工程等別為Ⅴ等,主要建筑物和次要建筑物級別均為5級。
1)流域特征參數(shù)的量算。應(yīng)用地區(qū)萬分之一地形圖,量得流域工程地點以上流域面積F為5.6 km2,河道干流長度為3.85 km,相應(yīng)于該河道的平均比降J為0.02。從《小水庫洪水核算辦法》附圖表查得F2/5=1.99,J1/3=0.271。流域特征綜合參數(shù):k=7.14。
3)單位面積最大洪峰流量的計算。根據(jù)以上參數(shù)查萊州市qm~H24~K關(guān)系曲線得200年一遇qm=29.51 m3/(s.km);查萊州市qm~H24~K關(guān)系曲線得20年一遇qm=17.86 m3/(s·km)。
4)最大洪峰流量的計算。200年一遇的最大洪峰流量:Qm1%=165.27 m3/s;20年一遇的最大洪峰流量:Qm5%=100.02 m3/s。
5)洪水總量和洪水過程線的計算。75%條件下,200年一遇最大24 h設(shè)計暴雨為257.93 mm,pa取40 mm,p+pa=297.93 mm,查p+pa~hR曲線得hR= 228.65 mm;洪水總量W=128.04萬m3。75%條件下,20年一遇最大24 h設(shè)計暴雨為156.75 mm,pa取40 mm,p+pa=196.75 mm,查p+pa~hR曲線得hR=117.4 mm;洪水總量W=65.74萬m3。洪水過程為三角形,洪水歷時T為:200年一遇T=4.3 h;20年一遇T=3.86 h。
6)調(diào)洪演算。根據(jù)下董水庫水位~容積~泄量關(guān)系,調(diào)洪演算采用圖解法,經(jīng)計算知,200年一遇溢洪道最大下泄量為123.34 m3/s,調(diào)洪庫容為32.49萬m3,相應(yīng)庫容為47.49萬m3,防洪高水位為 52.72 m;20年一遇溢洪道最大下泄量為68.87 m3/s,調(diào)洪庫容為20.47萬m3,防洪水位為51.66 m。
2.1波浪爬高計算
1)波浪要素計算。按照《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001)附錄A,莆田試驗站公式進行計算,結(jié)果為:設(shè)計洪水位工況下風(fēng)速24 m/s,風(fēng)區(qū)長度200 m,平均水深4.38 m,平均波高0.18 m,平均波周期1.7 s,平均波長4.49 m;校核洪水位工況下風(fēng)速16 m/s,風(fēng)區(qū)長度220 m,平均水深4.91 m,平均波高0.12 m,平均波周期1.39 s,平均波長3.00 m。
2)波浪爬高計算。根據(jù)上述計算成果,計算得設(shè)計洪水位工況下:平均爬高0.26 m,設(shè)計爬高0.47 m;校核洪水位工況下:平均爬高0.15 m,設(shè)計爬高0.28 m。
2.2壩頂高程計算
根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》(SL189-96)中壩頂超高的計算公式,按照不同的運用工況,求得大壩壩頂高程為53.30 m。下董水庫現(xiàn)狀大壩壩頂高程53.76~54.68 m,按現(xiàn)狀溢洪道堰頂高程核算,大壩壩頂高程滿足20年一遇設(shè)計洪水要求,也滿足200年一遇校核洪水要求。
根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》,土質(zhì)防滲體頂部在設(shè)計洪水位上的超高取0.3 m,在非常運用條件下,防滲體頂部不應(yīng)低于非常運用條件的靜水位。設(shè)計洪水位核算大壩防滲體頂高程應(yīng)為51.96 m;校核洪水位核算大壩防滲體頂高程應(yīng)為52.72 m。取大壩防滲體頂高程為52.72 m。
大壩現(xiàn)狀無防浪墻。根據(jù)勘探資料,下董水庫大壩防滲體頂高程為51.56~52.80 m,局部低于200年一遇校核洪水位核算大壩防滲體頂高程52.72 m,防滲體頂高程不滿足規(guī)范要求。
(責(zé)任編輯 崔春梅)
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2015-09-29
王潘平(1977—),男,工程師