重庆市巫山县朝阳洞引水改扩建工程初步设计报告.doc

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1、1 综合说明1.1 项目概况重庆市巫山县朝阳洞引水工程是巫山县巫峡镇的主要水源工程,该工程已于2004年建成运行。根据朝阳洞引水工程的项目建议书及规划报告,朝阳洞引水工程作为巫峡镇的城镇饮水水源,丰枯季节出水流量变化大,在枯水季节水量难以满足巫峡镇用水需求,需要建设金鸡沟蓄水水源工程进行补充,因此,金鸡沟蓄水水源工程是朝阳洞引水改扩建工程的一部分。本次工程主要对朝阳洞引水工程进行改扩建,工程主要由三部分构成:新建金鸡沟蓄水水源工程;新建联结蓄水工程与现有输水渠道的输水工程(含小型拦河堰和渠道);其它配套设施(含农灌、农村人饮配套设施)。其中金鸡沟蓄水工程是整个朝阳洞引水改扩建工程的核心。金鸡沟

2、蓄水工程是一座以城镇补充供水为主,兼顾灌溉、人畜饮水的综合型水利工程。工程拟分两期实施,本阶段主要任务为确定首期和终期的工程规模,对首期蓄水工程及联结蓄水工程与现有输水渠道的输水工程(含小型拦河堰和渠道)进行设计,终期工程设计下一阶段完善。经分析计算,首期总库容74.7万m3,调节库容47.0万m3,正常蓄水位为386.5m。蓄水工程主要包括包括大坝工程、取水工程和泄水工程三部分。工程主要建筑物有挡水溢流坝、取水建筑物。本工程挡水坝为C20细石混凝土砌石重力坝,坝轴线长157.60m,最大坝高34.81m,坝顶高程388.51m。工程特性表如下: 工程特性表序号项目单位数量备注1集雨面积Km2

3、8.32河道长度km4.23河道比降%21.24多年平均流量m3/s0.215死水位m376.5首期规模6死库容万m320.07正常蓄水位m386.58正常库容万m367.09设计洪水位(P=3.3%)m387.4610校核洪水位(P=0.5%)m387.7111总库容万m374.712灌溉面积亩140终期13坝型C20细石混凝土重力坝14坝轴线长度m157.615坝顶高程m388.5116最大坝高m34.8117溢流坝段长度m36.0净宽32m18溢流堰顶高程m386.519取水管中心线高程m376.020放空(冲沙)管中心线高程m371.021淹没面积亩87.06首期22工程总投资万元23

4、60.141.2 水文重庆市巫山县朝阳洞引水改扩建工程位于重庆市巫山县龙井乡红庙村和陆水村交界处,水资源四级分区属长江大宁河下游区间,水系属长江水系龙井河一级支流金鸡沟。金鸡沟发源于龙井乡春泉村,流经大沟、原水、陆水,经红庙村进入龙井河干流。金鸡沟主河道长7.6km,流域面积13.7km2,多年平均流量0.35m3/s。金鸡沟蓄水工程坝址以上水库集水面积8.3km2,河道长4.2km,河道比降212。工程流域属中亚热带湿润季风气候区,四季分明,雨量充沛,春季回暖早,但多寒潮阴雨,气温不稳;夏季长,雨量充足,但降雨量分布不均,常有暴雨洪涝,低海拔地区多伏旱;秋季雨热与春季相近,但降温快,多绵雨;

5、冬季短,气候干冷。据巫山县气象站1969-2004年气象统计资料,多年平均降雨量1049.3mm,最大年降雨量为1356mm,最少年降雨量为688.1mm。多年平均气温18,极端最高气温42.1,极端最低气温-2.9,多年平均蒸发量为1061.0mm,多年平均风速0.8m/s,最大风速达20m/s以上,多年平均相对湿度80%,多年平均日照时数1291.6h,全年无霜期305天,年日照1542.2h。多年平均径流深811.1mm。工程流域内无工矿企业,水质未受到污染。工程区水质取样化验结果表明,工程流域水质只有COD、总氮、粪大肠菌群等指标属于类,其它指标均为、水体指标,完全符合生活饮用水水源水

6、质要求。1.3 工程地质1.3.1 区域地质和地震库区位于望霞背斜西北翼,为浸蚀、浸蚀地貌单元,地形为中、低山地形。地势北东高,南西低,相对高差50-200m。库区地质构造单一,无活断层存在,构造稳定性良好;水库区属弱震地质环境,地震活动水平低,地震基本烈度为度。库区主要出露三叠系中统巴东组及第四系地层。巴东组在该区出露的主要岩层为灰、深灰色灰岩。库区无严重不良地质现象。水库库岸由灰岩组成,一般强风化带厚1-3m。水库主河道大致由东北向西南。由于地形坡度普遍在30-60之间,水库岸坡无因为主要滑移控制面被切割而形成的临空岩体。因此,金鸡沟水库库岸稳定性良好。库区由透水性弱的基岩构成,水库近距离

7、内无深切邻谷存在。因此,金鸡沟水库不存在库水向邻谷渗漏问题。水库库容有限,由库水形成并施加于库盆岩体上的附加应力小;库内无断层等导水通道存在;库内喀斯特地貌发育。据中国地震反应谱特征周期区划图和中国地震动峰值加速度区划图,本区为一组,地震烈度小于度,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度为0.05g。受区域构造控制,区域内地层走向总体呈现北东向展布,无断层发育,全区相对稳定。1.3.2 枢纽区工程地质条件坝址位于侵蚀剥蚀中、低山地貌单元,地形起伏较大,河流流向302(与坝轴线大致正交)。坝址区河段较顺直,河床底宽12m,最低标高356.92m。整个河谷剖面形态呈左陡右缓的不对称“V

8、”型。坝址出露地层为三叠系中统巴东组(T2b)及第四系全新统残坡积层(Qel+dl)、冲积层(Qal+pl)。岩层倾向下游,产状倾向34560。坝址范围内无滑坡、崩塌、泥石流及危岩体存在。坝基灰岩抗风化能力强,风化形式以溶蚀、剥蚀风化为主,风化岩体以溶解形式从母岩体剥落,一般强风化带厚度0-3.0m。坝基5-12m以下灰岩透水性较弱透水率5 lu,钻探显示坝址区存在岩溶现象,现已被角砾岩等充填。且灰岩地区溶洞等喀斯特地貌发育,必须对基础进行灌浆。1.4 工程任务及规模1.4.1 工程任务金鸡沟蓄水工程主要建设任务是作为巫山县新县城后备补充水源,同时兼顾农村居民人畜饮水,解决农业灌溉。因一次性投

9、资较大,本工程设计为两期实行,首期工程达到小(二)型水库规模,后期达到最终的小(一)型规模,现目前进行首期设计,同时农业灌溉及人饮工程仅作了初步调查,待主体工程完成后,继续完善农业灌溉及人饮工程规划,因此,本次工程设计只考虑枢纽工程设计及取水工程设计。1.4.2 工程规模1)死水位的确定根据设计规范及业主要求,确定死水位和相应的死库容时,要满足泥沙淤积高程,经泥沙淤积分析,按设计要求水库正常运行50年淤积年限计算,水库淤积量18.5万m3,其相应淤沙高程为374.86m。综合水库鱼类生长、取水水压等因素,本次确定金鸡沟蓄水工程死水位为376.5m,相应死库容20万m3。2)正常高水位确定首期设

10、计水平年为2010年,经径流调节计算,首期工程调节库容为47万m3,加上死库容20万m3,所得正常库容为67万m3,正常高水位为386.5m。该工程拟推荐浆砌石重力坝,坝顶设溢洪坝溢洪,水库首期正常水位386.5m,设计水位(P=3.3%)387.46m,相应下泄流量为62.5m3/s,校核洪水位(P=0.5%)为387.71m,相应最大下泄流量为88.47m3/s,总库容为74.7万m3。终期规模总库容为196.5万m3,死库容确定为20万m3,调节库容确定为168万m3,正常库容为188万m3,正常水位为400.5m,设计洪水位401.23m,校核洪水位为401.57m。1.5 工程布置及

11、建筑物1.5.1 设计依据1)工程等别及设计洪水标准(1)工程等别及建筑物级别金鸡沟蓄水工程是以城镇补充供水为主,兼顾农田灌溉、农村人畜饮水等综合开发利用的工程。首期设计水库总库容74.7万m3,根据国颁防洪标准(GB50201-94)、水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000规范规定,该工程为V等工程,其主要、次要建筑物级别均为5级,临时建筑物为5级。(2)洪水标准本工程大坝推荐坝型为浆砌石重力坝,溢洪道布置在大坝上,按GB50201-94和SL252-2000规定,结合工程下期任务实际情况,拦水建筑物正常运用洪水重现期为30年(P=3.33%),非常运用洪水重现期为200年(P=

12、0.5%);溢洪道消能防冲设计洪水重现期为10年(P=10%)。水库临时建筑物(施工围堰)设计洪水重现期为5年(P=20%),施工渡汛设计洪水重现期为10年(P=10%)。2)设计依据1)设计依据巫山县朝阳洞引水改扩建工程水资源论证报告巫山县朝阳洞引水改扩建工程环境影响评价报告巫山县朝阳洞引水改扩建工程地质勘察报告2)设计中采用的主要技术规范防洪标准GB50201-94水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93浆砌石坝设计规范SL25-91混凝土面板堆石坝设计规范SLQ228-98水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997水工混凝土结构设计规

13、范SL/T191-96溢洪道设计规范SL253-2000水工建筑物抗震设计规范DL5073-2000灌溉与排水工程设计规范GB50288-99水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-891.5.2 坝型、坝轴线及工程总体布置1)坝轴线根据工程区实际地形,有两处具备建坝条件,上、下两坝址相距约90m。上坝址坝轴线长157.6m,下坝址坝轴线长98m,但下坝址基础灰岩溶蚀现象极为严重,基础处理投资非常大,相反上坝址有完整的灰岩,且溶蚀现象很小,基础处理投资小,为满足建库功能,结合建设业主意愿,选定上坝址作为本次设计坝轴线。经地勘资料分析可知,该坝轴线能最大限度的利用坝肩出露岩体,减少基础开挖工程

14、量和坝体工程量,该坝轴线选择合理。2)坝型根据工程实际地形及地质状况,结合建库功能要求,拟定拦水大坝坝型为重力坝和面板堆石坝,经技术经济比较,推荐细石混凝土砌石重力坝。3)工程总体布置根据地形、地质、水文、施工及功能要求等条件,挡水大坝为浆砌石重力坝,坝枢工程包括拦水坝、泄水建筑物、取水建筑物及放空设备等主要建筑物。溢流堰布置在坝0+069-0+150坝段;取水建筑物为坝内埋设600钢管,布置在右坝端0+050高程376.00m处,放空(冲沙)设备为1000钢管,埋于坝体0+0625m高程371.00m处。1.5.3 拦水建筑物设计坝型为浆砌石重力坝,坝顶宽5.0m,最大坝高34.81m,最大

15、坝底宽31.34m,坝顶轴线长157.6m,溢流坝段长36.0m(溢流堰净宽32.0m);非溢流坝段长121.6m。经计算,非溢流坝段坝顶高程388.51m。坝上游边坡比1:0.15,折坡点高程375.0m;坝下游边坡比1:0.8;大坝最低建基面高程353.7m,坝顶通车,顶宽取5.0m,最大坝高34.81m;最大坝底宽28.22m。溢流坝段设在坝0+069-0+105,长36.0m,分四跨,单跨净宽8.0m,堰顶高程386.5m,最低建基面高程353.7m,坝高34.81m,坝底宽32.23m,溢洪道上设交通桥,桥面宽为5.0m。坝体排水采用150无砂砼排水管,布置在大坝坝轴线后约3.20m

16、处,孔距2.5m;在帷幕灌浆带后设基础排水孔一排,孔深为建基面下 1.0m,孔距2.5m。1.5.4 泄水建筑物溢洪道布置在坝轴线桩号坝拱0+069-0+105坝段上,长36.0m(溢流堰净宽32.0m)。堰型为实用堰(无闸),堰面采用椭圆弧加WES型,堰顶高程386.5m。溢洪方式为开敞式自由出流,设计洪水(P=3.3%)时最大下泄流量62.5m3/s,相应单宽流量为1.95m3/s,校核洪水(P=0.5%)时最大下泄流量88.47m3/s,相应单宽流量为2.76m3/s。溢洪道溢流总净宽32.0m,共分4跨,单跨净宽8.0m,中墩厚1.0m,边墩厚0.5m,溢洪道上设交通桥,桥面宽与坝顶宽

17、一致为5.0m。由于坝区下游工程地质条件较好,消能防冲方式设计为挑流消能。溢流面采用钢筋混凝土面板防渗(混凝土强度等级为C25、防渗等级为W6),面板厚1.0m。经计算,护坦长10.0m,底高程360.0m;护坦底板采用C20混凝土,厚1.0m;为防止水流对对岸的冲刷,护坦对岸设置C20砼砌块石护坡。1.5.5 取水建筑物结合大坝结构,采用坝内埋设钢管,布置在右坝肩坝横0+050处,高程376.0m,设计最大放水流量2.35m3/s,最小放水流量0.703m3/s,取水管径为600mm,管长18.3m,进口管中心高程376.0m;由于正常水位与死水位之间有10.0m高差,故可取下层水。坝后设手

18、电两用蝶阀控制,一工作一检修,蝶阀后直接进入河道。1.5.6 大坝监测本工程属水利水电等工程,规模为小(二)型,根据规范要求,并结合工程实际情况安全监测项目主要有:水位、漏水量、坝体变形等。 重力坝坝枢部分设置监测项目为:水位、降雨量监测等;坝体的水平位移和垂直位移变形监测;渗流量监测等。1.5.7 拦河堰及引水渠道 为便于引水,工程设计于大坝下游设一小型拦河堰,堰顶高程288.2m,底高程283.2m。顶长为8.038m,顶宽2m,于拦河堰左岸设置引水渠道,渠道进口底高程为287.7m,设2道钢闸门,渠道出口高程285.5m,接于老龙洞渡槽末端,全长1.1km。1.6 施工组织设计1.6.1

19、 施工条件金鸡沟水库距巫峡镇约7km,坝址与重庆巫山公路相邻,由渝遂高速公路隧洞施工道路相连,但仍需修建2.3km的施工公路。施工期可由渝遂高速公路隧洞施工道路延伸至坝址,待工程完工后改建为进库公路。本工程主要大坝工程。其坝枢工程集中在纵向长度200m,横向宽度约100m范围内,由大坝和坝上溢洪道组成。大坝推荐坝型为C20细石混凝土砌石重力坝。坝顶长157.6m,坝顶宽5m,坝顶高程388.51m,最大坝高34.81m。1.6.2 施工导流金鸡沟蓄水工程最大坝高34.81m,总库容74.7万m3,属小(二)型水利工程。根据水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004),其导流截流临时建筑

20、物级别为5级,临时性浆砌石建筑物所采用的洪水标准其洪水重现期(年)为10-5。根据工程的特点、导流方式、工期和短、使用要求及河流水文特性等情况,选择施工导流相应洪水标准为枯水期10月一次年3月,洪水重现期为5年,主汛期为5-9月,汛期渡汛洪水重现期为10年。1.6.3 导流建筑物设计围堰安全超高按水利水电工程围堰设计导则DL/T5087-1999,本工程围堰为5级,围堰型式为土石围堰,安全超高为0.5m。围堰为土石围堰,上、下游边坡均为1:1.5,围堰迎水面采用编制袋装土夹土工膜防渗,围堰主体为弃碴料填筑。上游临时围堰堰顶高程为362.43m,围堰高5.43m,顶宽2m。导流底孔为2根直径1.

21、0m玻璃钢管,长248m,底坡为2%。1.6.4 主体工程施工(1)料场选择与开采本工程需天然建筑石料4.66万m3,经现场踏勘可就近开采。石料现场初选位于水库右岸下游0.5km内的灰岩山体,该材料强度高,可作坝体主要建材,并可用机械破碎为碎石及人工砂石,石渣料利用水库基础开挖的大量溶蚀灰岩。(2)坝体施工大坝土石方开挖由于覆盖层浅,表层覆土开挖采用人工挖掘,用15t自卸汽车运至弃碴场。坝基石方开挖考虑坝基场地不大,可用人工加动力风钻进行,用人工清抬弃石。1.6.5 施工交通运输对外交通可利用右肩与重庆-巫山公路连通的渝遂高速公路施工道路,但需新建2.3km才能与坝址连通,此段公路总长约7km

22、,此段施工道路可通重型车辆。施工后期考虑硬化该段公路,暂时中断交通。场内交通修建临时施工便道上坝,拟新建1.5km料场临时施工公路,公路等级为四级,路面宽度6.0m,最大纵坡10%,最小平面曲率半径15m,路肩宽度1.2m,道路采用石渣路面。1.6.6 施工总布置与分散布置相结合的方式进行,主要临时建筑宜集中布置,以减少临时建筑工程投资。本工程临时设施利用坝轴右岸上游100m左右的民房作为工程指挥部、民工住房和工作棚,然后,在坝轴上游设堆料场和回车场,坝轴下游设砼骨料堆放场、拌合站及水泥仓库。施工公路拟利用渝遂高速公路施工道路以及新建2.3km施工道路与之相连。1.6.7 施工总进度按照工期安

23、排原则,结合金鸡沟水库丰水期一般为每年的五月至九月,暴雨一般为每月的七、八月这一规律,本施工安排尽量将容易受天气影响的施工项目安排在枯水季节,工程分为施工准备期,主体工程施工期和工程竣工期三个阶段,工程于2007年10月开始至2009年4月结束,总工期19个月。2007年11月30日完成坝枢一期上游围堰截流以及2.3km施工道路修建;2007年11月至2008年1月完成坝枢土石方开挖工作;2007年11月15日至2008年1月5日完成基础开挖工作;2008年1月5日至2008年12月10日完成坝枢及溢洪道砌筑工作;2008年1月30日完成导流管的封堵工作;2009年2月1日至2009年4月30

24、日扫尾及竣工验收。1.7 水库淹没处理及工程永久占地1.7.1 水库移民安置规划金鸡沟蓄水工程淹没区大部分属低山荒地区。水库淹没耕地所减少的收入相对较小对当地的社会经济影响较小。金鸡沟蓄水工程库区内无百姓居住,因此不涉及移民。1.7.2 淹没投资补偿概算根据水库淹没情况,按三峡新区淹没赔偿办法进行投资补偿概算,经计算,本工程淹没损失补偿总投资126.99万元。1.7.3 工程占地工程占地包括占包括永久占地和临时占地,计61.5亩。其中永久占地为27.7亩,临时占地为33.8亩。工程占地补偿费37.84万元。1.8 环境与水土保持1.8.1 环境保护工程环境保护投资主要包括施工期及工程建成后水污

25、染治理,施工期大气污染治理、固体废弃物处理、水库周边绿化带建设投资等,工程环境保护总投资30.62万元。1.8.2 水土保持水土保持投资包括已列入主体工程水土保持有关的主要防护工程费用和新增的水土保持工程投资。(1)已列入主体工程水土保持投资主体工程设计中已考虑的绿化、排水等防护措施在客观上起到了水土保持功能与作用,可视为水土保持投资的一部分,这部份费用已列入主体工程估算中。据主体工程可研分析,主体工程具有水土保持功用的工程投资项目为大坝排水系统建设及管理房周围绿地的营建,投资为20.62万元。(2)新增的水土保持投资水土保持工程投资估算应包括工程措施、植物措施、临时工程措施、独立费用、水土保

26、持设施补偿费、预备费。本方案新增水保投资86.24万元,工程措施13.15万元,植物措施25.68万元,临时工程费用0.78万元,独立费用37.21万元,基本预备费4.61万元,水土保持设施补偿费4.82万元。1.9 工程管理1.9.1 管理机构及管理体制1)管理机构(1)机构设置金鸡沟蓄水工程管理处下设水库管理所和渠系管理站,实行统一管理,分级负责。(2)人员编制根据水利部关于颁发水利工程管理单位编制定员试行标准的通知(81)水劳字第22号文及水利工程管理单位编制定员标准SLJ705-81的规定。管理所定员4人。2)管理体制金鸡沟蓄水工程管理隶属重庆巫山县兴峡水源有限公司,水库工程的前期工作

27、、资源筹措、建设及运行管理均由业主重庆巫山县兴峡水源有限公司总负责。实行目标责任制,逐层管理,分级负责。1.9.2 主要管理设施工程管理范围包括水库管理范围、渠系管理范围和工程生产、生活区。1)水库管理和保护范围水库管理范围:库内:正常水位386.5m至校核洪水位387.71m之间区域;库外(主坝):坝脚以外100m内区域,两坝肩以外100m区域、附属主要建筑物周围50m范围内区域。库外管理区主要用于管理设施建设和环境美化、多种经营场地。按照条例规定,坝枢管理区外200m内区域为工程保护区,工程保护区不征用,但在该区内进行建筑生产活动须按规定经水库管理机构和有关部门批准后方能进行。2)生产、生

28、活区管理范围生产、生活区管理范围包括办公室、防汛调度室,值班室、仓库、车库、油库、机修厂、加工厂、职工住宅及其他文化、福利设施、其占地按3倍的房屋建筑面积计算。1.9.3 工程管理运行1)工程管理工程管理的主要任务是保证建筑物安全可靠,水库正常运行,充分发挥综合效益,适应国民经济和社会发展的需要,任何单位在水库工程管、护范围内进行生产性活动均需报请水库工程管理处及地方政府批准,防止出现水源污染,工程遭受破坏、影响工程的安全性。2)工程检查与观测本工程检查与观测的主要任务是:监测工程的运行状态变化和工作状态,掌握工程变化规律,为正确管理运行提供科学依据,及时发现不正常迹象,分析原因,采取措施,防

29、止事故的发生。1.10 工程投资概算1)概况本次工程主要工程量有:土方开挖15038.93m3;石方开挖29239.22m3;土石填筑5747.00m3;混凝土工程13290.36m3;钢筋制作及安装136.76t,砌石工程40951.82m3,详见主要工程量汇总表。 主要材料用量:水泥9964.83t;砂19430.74m3;碎石30959.30m3;条石1728.86m3;块石36621.63m3;炸药13103.02kg;钢筋139.47t,汽油25814.331kg;柴油52199.70kg。详见主要材料量汇总表。2)主要概算指标经计算该工程投资指标如下:建筑工程1445.79元,机电

30、设备及安装工程44.86万元,金属结构设备及安装工程74.37万元,临时工程180.77万元,独立费用269.72万元,基本预备费100.78万元,移民环境投资126.99万元,水保投资86.24万元,环境保护费30.62万元,工程总投资2360.14万元,详见工程概算表。1.11 效益分析及经济评价本工程社会效益突出,经济效益主要体现在城镇供水。经分析计算,本工程运行初期年经济收益约206.6万元/年,运行期为470.8万元/年。工程经济内部收益率为9.13%7%,经济净现值为915万元0,经济效益费用比1.241。敏感性分析表明,当效益和费用分别按10%增减时,其各项评价指标均符合评价要求

31、,故认为本项工程具有一定抗风险能力。2 水文2.1 工程区及流域概况本项工程位于重庆市巫山县龙井乡红庙村和陆水村交界处,水资源四级分区属长江大宁河下游区间,水系属长江水系龙井河一级支流金鸡沟。金鸡沟发源于龙井乡春泉村,流经大沟、原水、陆水,经红庙村进入龙井河干流。金鸡沟主河道长7.6km,流域面积13.7km2,多年平均流量0.35m3/s。金鸡沟蓄水工程坝址以上集水面积8.3km2,主河道长4.2km,河道比降212。2.2 气象工程流域内无水文气象站,最近气象站为巫山县气象站,直线距离7.8km左右。巫山县气象站是国家相关部门设置的专业站,观测有降雨、气温、风速、风向、日照、蒸发等内容,资

32、料精度可靠。工程流域属中亚热带湿润季风气候区,四季分明,雨量充沛,春季回暖早,但多寒潮阴雨,气温不稳;夏季长,雨量充足,但降雨量分布不均,常有暴雨洪涝,低海拔地区多伏旱;秋季雨热与春季相近,但降温快,多绵雨;冬季短,气候干冷。据巫山县气象站1969-2004年气象统计资料,多年平均降雨量1049.3mm,最大年降雨量为1356mm,最少年降雨量为688.1mm。多年平均气温18,极端最高气温42.1,极端最低气温-2.9,多年平均蒸发量为1061.0mm,多年平均风速0.8m/s,最大风速达20m/s以上,多年平均相对湿度80%,多年平均日照时数1291.6h,全年无霜期305天,年日照154

33、2.2h。2.3 水文基本资料工程流域内无水文测站,临近流域有巫溪水文站。该水文站有水位、流量、降水资料,在重庆市水资源综合规划:水资源调查评价报告中对该测站的资料进行了整理、审查和刊印,资料精确可靠。巫溪水文站于1972年建站,所在河流为大宁河,控制集雨面积2001km2,有1972-2004年(32年)的实测径流资料。2.4 径流2.4.1 参证站的选择工程流域内无水文测站,邻近流域有巫溪水文站。该水文站距工程设计区的西北面48km左右。根据水文基本资料情况,该站建于1972年,至2004年有32年径流实测系列资料,满足工程水文设计要求。该站位于大宁河中上游,控制集雨面积2001km2。本

34、工程流域位于大宁河下游区间,虽距巫溪水文站48km,但工程流域地形地貌与巫溪水文站流域地形地貌相似,气候条件也相近,因此,本工程水文分析测站选择巫溪水文站作为径流分析的参证站。2.4.2 巫溪水文站径流分析根据重庆市水资源综合规划:水资源调查评价报告相关分析计算成果,该报告收集整理了巫溪水文站1972-2000年径流资料,在此基础上插补了1956-1971年的相关径流资料,径流系列长45年,该报告已由相关部门组织专家进行审核通过,因此,在本次设计中直接引用相关分析计算成果。巫溪水文站在大宁河上,控制集水面积2001km2,拥有1972-2000年共29年径流实测资料,插补后具有1956-200

35、0年径流资料。见表2-1。巫溪水文站实测与延长系列统计参数对照表表2-1 所在河流控制集水面积(km2)统计年数统计年份多年平均径流深(mm)Cv径流系数多年平均面雨深(mm)备注大宁河200129197220001053.70.250.821291.4实测45195620001094.30.250.821329.3延长2.4.3 工程流域径流分析本工程流域内无雨量站,最近雨量站为巫山县气象站,具有1969-2004年的降雨资料。虽巫溪水文站也具有1972-2000年的降雨资料,但是巫山县气象站距离工程流域更近,地形地貌、植被、气候及降雨分布情况更为相似,故采用巫山县气象站降雨资料进行分析。由

36、于本工程流域地形地貌、植被、气候、人类活动等条件与巫溪水文站相似,故本次推求径流借用巫溪水文站径流与巫山县降雨的相关关系进行推求,经分析巫山县降雨与巫溪水文站1969-2004年径流相关系数r=0.89,相关方程R=1.085P-347.56,通过该方程可计算出工程流域1969-2004年径流系列。并对径流系列作频率分析计算,采用数学期望公式计算经验频率,用矩法计算统计参数,频率分布线曲线采用P-型,经频率分析计算得金鸡沟蓄水工程径流统计参数成果如表2-2:金鸡沟蓄水工程径流计算成果表表2-2 工程名称CvCs/Cv不同径流深及对应典型年(mm)不同频率对应来水量(万m3)多年平均P20%P5

37、0%P75%P90%P20%P50%P75%P95%金鸡沟工程0.272811.1934.3807.4722.6643.5775.5599.7662.7534.1从上表计算成果可以看出,本次计算的多年平均径流深为811.1mm,与重庆市水资源综合规划:水资源调查评价报告中的相关分析成果相近,故认为本次径流成果分析基本合理。2.5 洪水2.5.1 暴雨特性工程流域属中亚热带湿润季风气候区,气候湿润多雨,常出现大雨或暴雨,暴雨一般发生在5-10月,大暴雨多发生在6-8月,根据巫山县气象站1969年-2004年逐日降雨资料统计分析,一次暴雨过程多为1-3天,其中大部分雨量都集中在24小时以内。据巫山

38、县气象站1969-2004年气象统计资料,多年平均降雨量1049.3mm,历年24h最大降雨量109mm(1982年)。2.5.2 洪水特性金鸡沟蓄水工程位于长江水系龙河一级支流金鸡沟,该溪河为山溪性雨洪河流,洪水由暴雨形成,洪水过程陡涨陡落,其过程直接受暴雨特性的影响,最大洪峰流量出现在5-9月,通过洪水过程线分析,起涨时间多在2-6h,形成洪峰时间多在13h以内,峰型多为单峰。2.5.3 设计洪水(1)设计暴雨金鸡沟蓄水工程流域内无雨量站,由于本工程控制集水面积不大,故选择邻近流域点雨量代表面雨量。邻近流域东南方有巫山县气象站,相距7.8km左右,暴雨资料系列为1969-2004年共35年

39、。巫山县气象站与工程流域处于同一气候区,形成大暴雨的天气系统相同,一般大暴雨几乎同时发生,因此,选用该站作为设计流域代表站推求设计洪水成果。将巫山县气象站最大10min、1h、6h、24h暴雨,按年最大值独立选样法,统计各时段暴雨,采用P-型曲线进行频率分析,另外将四川省中小流域暴雨洪水计算手册中的暴雨参数列表比较如下表2-3。暴雨参数统计表表2-3 项目时段(h)查暴雨手册巫山气象站(推荐)(mm)CvCs/Cv(mm)CvCs/Cv1/6150.353.5170.353.51400.43.5400.43.56600.43.5650.423.524900.453.51090.453.5(2)

40、洪水计算标准根据防洪标准(GB5020194)关于水利水电枢纽工程的等别规定,巫山县金鸡沟蓄水工程推荐首期设计水库总库容74.7万m3,终期规模196.5万m3,结合两期实际情况,根据国颁防洪标准(GB50201-94)、水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000规范规定,该工程首期为V等工程,其主要、次要建筑物级别均为5级,临时建筑物为5级。本工程大坝推荐坝型为浆砌石重力坝,溢洪道布置在大坝上,按GB50201-94和SL252-2000规定,结合工程自身实际,挡水建筑物正常运用洪水重现期为30年(P=3.33%),非常运用洪水重现期为200年(P=0.5%);溢洪道消能防冲设计洪水

41、重现期为10年(P=10%)。(3)设计洪水计算将以上两种暴雨参数资料用推理公式法计算金鸡沟蓄水工程的设计洪水。由1/10000地形图上围量得金鸡水库流域特征值: F=8.3km2;L=4.12km;J212。经计算,以上两种暴雨参数按推理公式法计算洪水比较成果表2-4,如下:金鸡沟蓄水工程设计洪水成果比较表表2-4 项目频率查暴雨手册巫山气象站(推荐)Qp(m3/s)Wp(万m3)Qp(m3/s)Wp(万m3)0.5163157193217114414017219421261231501713.3311311013415451021001221411083.8821011172065.865

42、79935041.6435161从表2-4分析比较:在P=0.5%和P=3.33%时,查暴雨手册资料推算的最大洪峰流量较巫山气象站资料推算的最大洪峰流量要小。暴雨手册资料统计年限截止到1982年(指1/6h暴雨;1h暴雨统计到1980年,气象部门的资料统计到1975年;6h暴雨没有说明统计年限,但平均系列21年,重庆站也仅有25年;24h暴雨统计到1975年),暴雨资料系列显然太短。巫山县气象站暴雨资料系列为1969-2004年共45年,暴雨资料较长,且是实测的。根据水利水电工程设计洪水计算规范SL44-93:工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料,并有暴雨洪水对应关系,可采用频率分

43、析法计算设计暴雨,推求设计洪水。从以上两个暴雨资料中,暴雨手册系仅到1982年,故象1984年和1998年的大暴雨都没观测到,因此推算的设计洪水比巫山气象站暴雨资料推算的小。巫山县气象站暴雨资料是工程流域附近的实测资料,代表性较好,采用该气象站推算的设计洪水较大,偏于安全。因此,本工程的设计洪水成果确定采用巫山县气象站暴雨资料推求的设计洪水成果。(4)分期设计洪水根据巫溪水文站的实测资料,分析洪水季节性变化的一般规律,并结合施工设计要求,将年内分为四期,即汛前过渡期(4月),汛后过渡期(10月),主汛期(5-9月),枯水期(11月-3月)。主汛期洪水直接采用设计暴雨推求的设计洪水成果。汛前、汛

44、后过渡期及枯水期,根据巫溪水文站实测流量资料按年最大值不跨期独立选样法,得到各分期时段洪峰流量系列,经频率分析计算,用面积比推算到金鸡沟蓄水工程分期洪水,面积比指数枯水期n=1,汛前、汛后过渡期n=0.667。由此计算出金鸡沟蓄水工程分期设计洪水成果表2-5,如下:金鸡沟蓄水工程分期洪水计算成果表2-5 单位:m3/sP%分期251020备注4月8.4 5.9 4.1 2.5 1.分期洪水按面积比拟法移用,面积比指数枯水期n=1,汛前、汛后过渡期n=2/3。2.主汛期采用暴雨推求的洪水成果10月11.3 7.7 5.2 3.0 113月5.3 3.4 2.1 1.3 59月1501221017

45、92.6 泥沙金鸡沟蓄水工程水库泥沙来源于流域地表侵蚀,由于流域天然植被较好,水土流失不太严重。工程流域内无实测泥沙资料,故采用查等值线图法推算本工程泥沙。根据四川省水文手册多年平均悬移质输沙模数等值线图,查得本流域多年平均悬移质泥沙为500t/km2。因本流域属山丘区,河流属于山溪河流,根据四川省水文手册,推移质的比例系数是悬移质的10%-30%,本工程采用15%,泥沙淤积容重采用1.3t/m3。金鸡沟蓄水工程按正常运行50年考虑,其淤积总量为24万t,计18.5万m3。2.7 水位流量关系曲线工程流域内无实测水位流量资料,水位流量关系曲线采用比降法推求,水力要素由实测大断面计算,水面比降从1:500地形图上量算,糙率参考天然河道糙率表取0.034,水位流量关系曲线见表2-6。工程坝址水位-流量关系表表2-6 水位355355.5356357358359360361362流量(m3/s)037.4066.67115.33 181.66 235.16 299.39 391.27 457.16 水位363364365366367368369370流量(m3/s)

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