水库工程设计书范本(doc 32页).doc
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- 水库工程设计书范本doc 32页 水库 工程设计 范本 doc 32
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1、 新泰市新泰市翟镇榆山水库翟镇榆山水库 工 程 设 计工 程 设 计 书书 项目规模:小(二)型 建设性质:新建 海阳市水利勘测设计院海阳市水利勘测设计院 二一二一四四年年二二月月 1 新泰市新泰市翟镇榆山水库翟镇榆山水库 工 程 设 计工 程 设 计 书书 批 准:鲁世之 审 查:王吉贤 项目负责人:王永森 主要参加者:赵一宁 李亚运 陈卫平 海阳市水利勘测设计院海阳市水利勘测设计院 二一二一四四年年二二月月 1 目目 录录 1 综合说明 2 1.1 工程概况 2 1.2 依据的主要规范、规程及相关文件 2 1.3 工程规模等级与地震烈度设防标准 3 1.4 设计洪水与调洪结果 .3 2 水
2、 文 4 2.1 流域自然地理概况 4 2.2 设计洪水计算 .4 2.3 水位面积、水位库容曲线图 . 10 3 工程地质 11 3.1 自然地理与地质概况 . 11 4 设计依据、标准 . 12 4.1 设计依据 . 12 4.2 设计标准 13 4.3 地震设防烈度 13 4.4 水库特征指标 13 4.5 枢纽工程总体布置 . 14 5 大坝设计 . 15 5.1 规范采用及运用条件 15 5.2 大坝设计基本要求 . 15 6 溢洪道工程设计 . 24 6.1 工程布置 . 24 7 放水洞工程设计 . 24 7.1 放水洞工程设计 24 8 施工方法 . 24 9 工程概算 . 2
3、5 9.1 编制说明 . 25 9.2 工程投资概算表 27 2 1 1 综合说明综合说明 1.11.1 工程概况工程概况 1.1.1 工程位置 翟镇榆山水库枢纽工程位于新泰市榆山社区。 1.1.2 基本情况 该水库控制流域面积 1.21km 2,流域长度为 1.19km,干流坡度为 0.038m/m。 该水库建成后,总库容为 13.37 万 m,兴利库容为 8.24 万 m,死库 容为 1.03 万 m,校核水位为 211.11m,设计水位为 210.86m,兴利水位为 209.50m。 1.1.2 2 依据的主要规范、规程及相关文件依据的主要规范、规程及相关文件 1.2.1 主要文件 山东
4、省小型水库洪水核算办法(试行) 。 1.2.2 依据的主要规范、规程 (1) 水利水电工程初步设计报告编制规程 (DL502193) 。 (2) 水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL2522000) 。 (3) 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 (SL18996) 。 (4) 砌石坝设计规范 (SL25-2006) 。 (5) 溢洪道设计规范 (SL2532000) (6) 中小型水利水电工程地质勘察规范 (SL55-2005) (7) 水库工程管理设计规范(SL106-96) (8) 砌体结构设计规范 (GB500032001) 。 (9) 水工挡土墙设计规范 (SL3792007)
5、。 (10) 水工建筑物抗震设计规范 (SL20397) 。 (11) 水利水电工程施工组织设计规范 (SL3032004) 。 3 1.1.3 3 工程规模等级与地震烈度设防标准工程规模等级与地震烈度设防标准 1.3.1 工程规模、等别及建筑物级别 翟镇榆山水库总库容为 13.37 万 m 3,根据水利水电工程等级划分及 洪水标准 ,该水库工程等别为等,大坝、溢洪道、放水洞等主要建筑为 5 级建筑物,次要建筑物为 5 级,临时建筑物为 5 级。 1.3.2 设计洪水标准 根据工程的重要性及规范规定,翟镇榆山水库设计洪水重现期为 20 年 一遇,校核洪水重现期为 200 年一遇,溢洪道消能防冲
6、设计标准为 10 年一 遇。 1.3.3 地震烈度 据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) ,该区地震动峰值加速 度 0.10g,相应地震基本烈度为 7 度。 1.1.4 4 设计洪水与调洪结果设计洪水与调洪结果 本次工程设计洪水的计算方法依据 “山东省小型水库洪水核算办法 (试 行) ”规定的方法计算。计算结果见表 1-1、1-2: 翟镇榆山水库设计洪水成果表 表 1-1 洪水指标 单 位 P=5.0% P=1.0% 洪峰流量 m 3/s 36.87 58.52 最大 24 小时洪水总量 万 m 3 15.88 28.58 翟镇榆山水库调洪演算成果表 表 1-2 项目 设计频率
7、 P=5.0% P=1.0% 设计入库洪峰流量(m 3/s) 36.87 58.52 最高洪水位(m) 210.86 211.11 最大库容(万方) 12.67 13.37 最大泄量(m 3/s) 29.0 36.87 4 2 2 水水 文文 2.12.1 流域自然地理概况流域自然地理概况 翟镇榆山水库枢纽工程位于新泰市翟镇榆山社区。该水库控制流域面 积 1.21km 2,流域长度为 1.19km,干流坡度为 0.038m/m。 水库流域属暖温带大陆性季风型气候区,四季分明。流域多年平均降 雨量为 743.0mm, 降水量年际变化较大, 最大降水量为 1453.0mm (1964 年) , 最
8、小年降水量为 443.7mm(1989 年) ;年内分配不均,其中 69 月降水量 占全年的 75%左右,形成春旱夏涝秋后又旱的局面。流域气温在-21.6 39.5之间,多年平均气温为 12.6。春、夏、秋三季以东南风为主风向, 冬季以西南风和北风为主风向,多年平均最大风速 14m/s。 2.2.2 2 设计洪水计算设计洪水计算 2.2.1 防洪标准 根据国家标准防洪标准 (GB5020194)及水利部水利水电工程 等级划分及洪水标准 (SL2522000) ,该水库工程等别为等,主要建筑物 为5 级,次要建筑物为5 级。正常运用(设计)洪水标准 20 年一遇,非常运 用(校核)洪水标准 20
9、0 年一遇。 2.3.2 设计洪水推求 1、计算依据 (1)水利部水利水电工程设计洪水计算规范 (SL 44-2006) 。 (2) 山东省小型水库洪水核算办法 (试行) 2.3.3 计算方法 本次水库除险加固设计洪水计算,采用山东省小型水库洪水核算 办法 (试行)进行计算。 2.3.4 计算参数 翟镇榆山水库流域面积为 1.21km 2,自工程地点沿主河道量至分水岭得 5 最大流程 L 为 1.19km,相应于该河道的平均比降 J 为 0.038m/m。 2.3.5 设计洪水推求 (1)流域特征参数的计算 经计算得:F 2/5=1.079,J1/3=0.336 流域特征综合参数:k=L/(J
10、 1/3F2/5)3.278 (2)设计暴雨量的计算 根据山东省小型水库所在县暴雨统计参数分析成果 (山东省水文水 资源勘测局 2007.10.9)附表 1 查得: 新泰市多年平均最大 24 小时降雨量 24H =100mm。 新泰市多年平均最大 24 小时降雨量变差系数 Cv=0.61。 采用 Cs=3.5Cv,应用皮尔逊型频率曲线 KP值表查得各频率 KP值,并 按下式计算各频率 24 小时降雨量 H24P%: H24P%=KP 24H 式中:H24P%某频率 24 小时降雨量(mm) ; 24H 多年平均最大 24 小时降雨量(mm) ; KP模比系数,应用皮尔逊型频率曲线 KP值表查得
11、。 经计算,设计暴雨量计算成果见表 21。 表 21 设计暴雨量计算成果表设计暴雨量计算成果表 设计频率 P=5.0% P=0.5% 24H (mm) 100 100 KP 2.22 3.68 H24P% (mm) 222 368 (3)单位面积最大洪峰流量的计算 经量算该工程地点以上流域比降为 0.038m/m,根据“ 山东省小型水库 洪水核算办法 (试行) ”中对于山区和丘陵的划分要求,确定该流域属于 山区。 根据流域综合特征参数及各频率 24 小时降雨量值,查“ 山东省小型 6 水库洪水核算办法 (试行) ”中泰沂山南山区 qmH24K 关系曲线得单位面 积最大洪峰流量 qm,计算结果见
12、表 22。 (4)最大洪峰流量的计算 Qm=qmF 式中:Qm最大洪峰流量(m 3/s) ; qm单位面积最大洪峰流量(m 3/(skm2)) ; F流域面积(km 2) 。 最大洪峰流量计算成果见表 22。 表 22 最大洪峰流量最大洪峰流量计算成果表计算成果表 设计频率 P=5.0% P=0.5% qm(m 3/(skm2) 30.47 48.36 F(km 2) 1.21 1.21 Qm(m 3/s) 36.87 58.52 (5)洪水总量的计算 1)洪水总量计算 以设计标准的最大 24 小时暴雨量 %24P H的 75%,加上前期影响雨量 Pa, 查 P+PahR降雨径流关系曲线求出净
13、雨 hR,再以净雨 hR乘上流域面积 F 即 得到洪水总量 W: W=0.1 hRF 其中,前期影响雨量 Pa取 40mm。 各频率洪水总量计算成果见表 23。 表 23 洪水总量洪水总量计算成果表计算成果表 设计频率 P=5% P=0.5% P(mm) 166.5 243.4 P+Pa (mm) 206.5 283.4 hR(mm) 131.23 204.91 F(km 2) 1.21 1.21 W(万 m 3) 15.88 28.58 2)洪水过程计算 7 洪水过程按三角形计算,洪水历时 T(即三角形过程的底宽)按下式计 算: T=W/(1800Qm) 式中:W洪水总量(万 m 3) ;
14、Qm最大洪峰流量(m 3/s) ; T洪水历时(h) 。 涨洪历时为三分之一 T,即最大洪峰 Qm出现在三分之一 T 的地方。 计算成果见表 24。 表 24 洪水过程计算成果表洪水过程计算成果表 设计频率 P=5% P=0.5% W(万 m 3) 15.88 28.58 Qm(m 3/s) 36.87 58.52 T(h) 2.39 2.71 T/3(h) 0.80 0.91 2.3.6 调洪计算 1、水库水位库容泄量关系 翟镇榆山水库溢洪道为无闸控制开敞式,溢洪道底宽 12.0m,设计堰顶 高程为 209.50m。根据“ 山东省小型水库洪水核算办法 (试行) ”中对小 型水库溢洪道泄量的计
15、算要求,翟镇榆山水库溢洪道泄量可采用以下简化 公式进行计算。 2/3 MBhQ 式中:M流量系数,M=1.50; B溢洪道宽度(m) ; h溢洪道堰顶以上的水深(m) 。 翟镇榆山水库水位库容泄量关系见表 25。 8 表 25 翟镇榆山水库翟镇榆山水库水位库容泄量关系水位库容泄量关系 水位(m) 库容(万 m 3) 调洪库容(万 m 3) 泄量(m 3/s) 209.50 9.29 0 0 210.00 10.24 0.95 6.36 210.50 11.65 2.36 18.00 211.00 13.06 3.77 33.07 211.50 14.48 5.19 50.92 2、调洪演算 翟
16、镇榆山水库是一座无闸控制开敞式溢洪道的小型水库,调洪演算可 采用山东省小型水库洪水核算办法 (试行)中的图解法进行。本次设计 调洪演算起调水位取溢洪道底高程,即起调水位为 209.50m。 调算过程见图 21,各频率调洪演算成果见表 26。 表 26 调洪演算计算成果表调洪演算计算成果表 设计频率 P=5% P=0.5% 最大下泄流量(m 3/s) 29.00 36.87 调洪库容(10 4m3) 3.38 4.08 库容(10 4m3) 12.67 13.37 最高水位(m) 210.86 211.11 由表 2-6 看出,翟镇榆山水库 20 年一遇设计洪水位 210.86m,最大下 泄流量
17、为 29.00m 3/s,200 年一遇校核洪水位 211.11m,最大泄流量 36.87m 3/s。 9 图 21 调洪演算图 10 2.32.3 水位面积、水位库容曲线图水位面积、水位库容曲线图 图 22 水位面积、水位库容曲线图 11 3 3 工程地质工程地质 3.3.1 1 自然地理与地质概况自然地理与地质概况 1、地形地貌 翟镇榆山水库属山区地形地貌,山势陡峭。 2、地层岩性 库区内出露地层主要有新生界第四系冲洪积地层,颗粒较粗,岩性以 砾砂为主,分布于河流底部,厚度约为 1.02.0m 左右。其下底部为花岗 岩,强风化厚度约 2.02.5m 左右,坝址两岸出露岩性亦为花岗岩。 3、
18、水文气象 该区属暖温带大陆性季风型气候,四季分明,流域内多年平均降雨量 743mm,历年最大降雨量 1453mm,最小降雨量 443.7mm,多年 24 小时平均 降雨量100mm, 最高气温39.5度, 最低-21.6度, 该区最大冻土深度为0.50m。 4、地质构造与地震 库区内断裂构造带不发育,区域构造相对稳定。据中国地震动参数 区划图 (GB18306-2001)该区地震动峰值加速度 0.10g,相应地震基本烈 度为 7 度。 5、水文地质条件: 该区地下水按含水层岩性及其埋藏条件分为基岩风化裂隙水和第四系 松散岩类孔隙潜水二种类型,基岩裂隙水主要埋藏于岩石表层风化裂隙和 构造裂隙中,
19、接受大气降水及地表库水补给,含水量较少,水质良好,向 河流下游和沟谷低洼处排泄。 第四系松散岩类孔隙水分布于山间河床和冲沟内的冲洪积松散层中, 接受大气降水及地表库水补给,水量丰富,向河流下游排泄,水质良好, 对混凝土无腐蚀性。 12 4 4 设计依据、标准设计依据、标准 4 4.1.1 设计依据设计依据 4.1.1、有关规范、规程 1、 水利水电工程初步设计报告编制规程 (DL502193) ; 2、 防洪标准 (GB5020194) ; 3、 水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL2522000) ; 4、 水利水电工程设计洪水计算规范 (SL442006) ; 5、 水闸设计规范 (SL
20、2652001) ; 6、 碾压式土石坝设计规范 (SL2742001) ; 7、 溢洪道设计规范 (SL2532000) ; 8、 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 (SL18996) ; 9、 水工建筑物荷载设计规范 (DL50771997) ; 10、 水工建筑物抗震设计规范 (SL20397) ; 11、 水利水电工程钢闸门设计规范 (SL7495) ; 12、 水利水电工程启闭机设计规范 (SL4193) ; 13、 中国地震动参数区划图 (GB183062001) ; 14、 水库工程管理设计规范 (SL10696) ; 15、 水利水电工程施工组织设计规范 (SL303200
21、4) ; 16、 环境影响评价技术导则水利水电工程(2003 年 7 月公布, HJ/T88-2003) ; 17、 水利建设项目经济评价规范 (SL7294) ; 18、 水土保持综合治理技术规范 (GB/T1645396) ; 19、 水工建筑物抗冰冻设计规范 (SL211-2006) 。 20、 水利水电工程地质勘察规范 (GB50287-99) 21、 中小型水利水电工程地质勘察规范 (SL55-2005) 22、山东省小型水库洪水核算办法(试行) 13 5.1.2、勘探测量资料 坝址区地形图(1/10000) ;实测枢纽工程 1:1000 地形图; 5.1.3 水文气象数据 水库流域
22、多年平均气温12.6,历年最高气温39.5,历年最低气温 为-21.6。 多年平均降雨量743mm,最大年降雨量1453mm,最小年降雨量443.7mm。 多年平均径流深200mm, 多年平均最大风速14m/s; 设计采用风速14m/s。 4 4.2 .2 设计标准设计标准 1、防洪标准 根据工程的重要性及规范规定,翟镇榆山水库设计洪水重现期为 20 年 一遇,校核洪水重现期为 200 年一遇,溢洪道消能防冲设计标准为 10 年一 遇。 2、 、控制运用 水库泄洪采用无闸控制的开敞式溢洪道。 3、 、消能防冲标准 依据水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL2522000)的规定, 溢洪道消能防
23、冲设计洪水标准为 10 年一遇。 4 4.3.3 地震设防烈度地震设防烈度 据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001) ,该区地震动峰值加速 度 0.10g,相应地震基本烈度为 7 度。 4 4.4.4 水库特征指标水库特征指标 翟镇榆山水库特征指标详见表 5-1。 14 翟镇榆山水库特征指标表 表 5-1 项目 单位 建成后 流域面积 km 2 1.21 水位 死水位 m 203.00 兴利水位 m 209.50 设计洪水位P=5% m 210.86 校核洪水位 m 211.11 防洪高水位P=0.5% m 211.11 泄量 频率P=5.0% m 3/s 29.00 频率P=0.
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