孟家店水库除险加固工程设计分析

孟家店水库除险加固工程设计分析

2014年第1期黑龙江水利科技No．1．2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．42)文章编号：1007—7596(2014)01—0088—03孟家店水库除险加固工程设计分析彭博，程海英(1J．辽宁省水文水资源勘测局抚顺分局，辽宁抚顺113015；2．锦州市水利科学研究所，辽宁锦州121015)摘要：孟家店水库位于辽宁省葫芦岛市南票区缸窑镇孟家店村上游，是小凌河支流上一座以防洪为主，灌溉、养鱼为辅的小(2)型水库。水库工程存在老化等诸多病害隐患，为病险水库，不能满足水库工程安全运行。水库存在的险情直接威胁下游人民生命财产安全，水库一旦溃坝，下游人民财产将受到严重破坏，后果不堪设想。因此对水库进行除险加固是确保水库安全运行和社会发展的需要，除险加固后将彻底消除险情并有明显的经济合理性。关键词：除险加固；工程；设计；分析；孟家店水库中图分类号：TV697．3文献标识码：B为1：1．52、1：1．77。上游坝坡为混凝土板护坡，下游1水库概况为干砌石护坡。孟家店水库位于辽宁省葫芦岛市南票区缸窑镇溢洪道设在大坝右侧，为山体开凿的开敞式明孟家店村上游，是小凌河支流上一座以防洪为主，灌渠，堰顶高程25．4in，宽7—10m。输水洞设在大坝溉、养鱼为辅的小(2)型水库。水库集水面积为左端，为坝下埋管，洞长45m，洞径D为0．4m，其进4．53km，坝址以上河道长2．9km，河道平均比口底高程21．0In。降43．5％e。2水库除险加固的必要性孟家店水库始建于1969年10月，水库设计洪水标准20a一遇，校核洪水标准200a一遇。孟家店水库兴建于2O世纪70年代，工程投产运行至水库为V等工程，主要建筑物级别为5级。今已进入老化期，该工程主要建筑物大坝、溢洪道、水库枢纽的主要建筑物包括大坝、溢洪道、输水灌溉输水洞等工程均存在着程度不一、或大或小危洞3个部分。水库设计正常蓄水位25．4m，相应库及工程安全的问题。容l3．3万m。；死水位21．011，相应库容1．06万nl；水库一直被限制蓄水带病运行，严重影响了工设计水位28．01"1q，相应库容28．10In；校核洪水位程效益的正常发挥，水库下游沿岸有2个村屯，人口29．5in，相应库容39．45m。2800余人，受保护耕地100hm。水库在1992年和2006年进行了维修，输水洞进水库一旦失事，将直接威胁下游村屯2800余人行了除险加固，由于设计原因，启闭机塔工作台高程的生命和财产安全，对下游农田将造成破坏，其经济不能满足启闭要求。损失和政治影响是不可估量的。经本次实测，大坝长125In，坝顶高程29．75～根据盘锦陆海水利设计有限公司的《葫芦岛市30．16in，坝顶宽2．0～1．16In。大坝高10．25～南票区孟家店水库工程安全分析综合评价报告》和l0．66m，防浪墙顶高程30．83m。大坝上游坝坡比葫芦岛市水利局《大坝安全鉴定书》的审议和结论，为I1．7，下游设一级戗台二级坝坡，坝坡比从上至下大坝坝顶宽度不够，背水坡坡度陡，坝坡不稳定，土[收稿日期]2013—11—01[作者简介]彭博(1983一)，女，辽宁鞍山人，助理工程师，研究方向为水利工程施工、水资源、水库除险加固等；程海英(1968一)，女，辽宁锦州人，高级工程师，研究方向为农田水利、水土保持、水利监理等。一88—n彭博，等：孟家店水库除险加固工程设计分析第1期坝安全评价定为C级；溢洪道底板没有衬砌，两侧浆2780ITI左右，占水库死库容的26．2％左右，没有影砌石破损，溢洪道最窄处宽仅7m，不能满足泄洪要响水库库容及水库的正常运行。故本次设计依然采求，溢洪道安全评价为C级；输水洞启闭塔工作台高用水库原设计时的水位～库容曲线，详见图1。程不能满足启闭要求；出口无消能设施，输水洞安全评价为c级；根据结构安全现状、防洪安全，孟家店水库综合评定为C级。认定该水库属三类病险库工程，并建议对孟家店水库工程进行除险加固处理。孟家店水库除险加固工程完成后，能一定程度削减洪峰，提高下游河道防洪能力；最大限度蓄水，调节水量，保障附近耕地得到灌溉，同时利用水库形成的水面发展水产养殖业，做到以水养水，使水库运行达到良性循环¨。图1水库设计水位～库容关系曲线5．2洪水调度方式3水库任务和规模孟家店水库输水洞泄量能力较小，不参与水库孟家店水库的主要任务是调洪与灌溉，同时兼泄洪。溢洪道属于开敞式宽顶堰，无闸控制，当水库有养鱼，孟家店水库总库容39．45m，按照sL252—水位超过溢洪道堰顶高程后，即自行泄流。水库洪2000(水利水电工程等级划分及洪水标准》中有关规水调度方式为自由泄流。本次设计采用现状堰顶高定，孟家店水库规模为小(2)型水库，工程等别为V程25．4mE等，永久性水工建筑物级别为5级。5．2．1溢洪道水位与泄流曲线当山区、丘陵区的水利水电工程永久性水工建水库溢洪道属于开敞式宽顶堰，溢洪道宽度按筑物的挡水高度<15111，且上下游最大水头差<10m计算，溢洪道没有闸门控制，当水库水位超过溢10m时，其洪水标准宜按平原、滨海区标准确定；孟洪道堰顶高程后，即自行泄流。水库洪水调度方式家店水库最大坝高10．8m，上下游最大水头差>为自由泄流。本次设计采用现状堰顶高10m(校核洪水29．5m，下游河床高程14．0m)，洪水程25．4m。标准宜按照山区、丘陵区标准确定：孟家店水库设计本次设计对溢洪道底板进行了加固设计，对泄洪水标准为P=5％；校核洪水标准P=0．5％。流能力进行复核，溢洪道下泄流量采用《辽宁省水文孟家店水库设计洪水标准P=5％，设计水位手册》简易调洪法溢洪道下泄流量公式：28．0m，相应库容28．10万m；校核洪水标准P=g=mBh。(1)0．5％，校核水位29．5m，相应库容39．45万mC4一。式中：q为下泄流量，In。／s；B为溢洪道底宽，in；h为4死水位复核溢洪水深，m。m=6m(2g)=1．53(2)孟家店水库上游林草覆盖率较高，植被条件良(宽顶堰堰长超过水头h的2—3倍)好。从水库4O多年的运行结果来看，泥沙淤积式中：6为淹没系数，6=1；为侧收缩系数，占：较小。0．9；m为流量系数，m=0．385(P／H=0时，m=据估算，水库40多年来总淤积体积2780m左0．385)。右，占水库死库容的26．2％左右，没有影响水库库容孟家店水库溢洪道水位～泄量关系见表l和及水库的正常运行。因此，本次水库死水位依然采图2。用原水位，即21．0m。5．2．2洪水调节计算5水库洪水调节计算本次设计洪水调节计算采用试算法，基本计算主要包括2个方面：原理如下：5．1水位与库容曲线入库流量过程线(将校核洪水过程和设计洪水根据泥沙分析估算，水库40多年来总淤积体积过程作为人库流量过程线)与经过水库调蓄后的出一89—n2014年第1期黑龙江水利科技No．1．2014(第42卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．42)库流量过程线之间关系，用水量平衡方程式来表示。经过除险加固的洪水复核，P=5％，洪水位计算公式如下：28．0m，相应库容28．1O万1TI；P=0．5％，洪水位(Ql+Q2)／2×At一(g1十q2)／2×29．5m，相应库容39．45万m，成果详见表2。At=一V1=AV(3)表2孟家店水库洪水调节计算成果表式中：Q为时段初入库流量，m／s；Q：为时段木入库流量，m／s；q。为时段初出库流量，in。／s；g：为时段末出库流量，m／s；V为时段初入库蓄水量，万m；V：为时段末入库蓄水量，万m；t为时段长，本工程计算时段长度按洪水入库过程中变化大小确定；aV为时段内的水库需水变量，万In。表1孟家店水库水位～溢洪道泄量关系表6结论为保障水库效益的正常发挥及国家和人民的财产安全，通过对孟家店水库这座小(2)型病险水库的死水位的复核和对除险加固后洪水成果的计算分析，表明对水库进行除险加固对确保水库安全运行是十分必要的。参考文献[1]李浩．莫家沟水库除险加固工程设计[J]．中国科技信息，2011(13)：45—46．[2]郭文斗．般若院水库除险加固工程设计[J]．河北水利，2007(06)：38—39．[3]徐丽娜．浅谈小型水库除险加固设计注意事项[J]．价值工程，2011(05)：85—86．[4]武乐志．塔城地区平原地区病险水库预防处理措施综述[J]．中国西部科技，2008，36(09)：29—32．[5]唐雪双，赵飞．中、小型病险水库除险加固工程措施剖析[J]．黑龙江水利科技，2006，34(04)：235．[6]王维．病险水库除险加固问题探讨[J]．中小企业管理与科技：上半月，2008(05)：14—15．[7]和丽清，张仕红，柴正先．浅谈如何有效处理水库除险加固问题[J]．经营管理者，2010(13)：364．[8]柳湘平，高春风，杨淑梅．加快病险水库除险加固工程建设[J]．黑龙江水利科技，2010，38(O3)：231—232．[9]李锐．绥化分局小型病险水库险情分析及除险加固建议[J]．现代化农业，2009(11)：25—27．[10]任玉秋，王亚亮．水库除险加固建议与实施[J]．中国新技术新产品，2009，38(03)：5O．[11]邹洪臣，王世忠．病险水库除险加固的几点意见[J]．中国新技术新产品，2010(07)：65．图2孟家店水库水位～溢洪道泄量关系曲线一90一