金沙河水库除险加固工程设计洪水计算

设计洪水分析计算1、洪水标准依据《水利水电工程等级划分与洪水标准》（SL44-2006），确定该工程等级为五等，按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水校核。

本水库上游流域面积为1.6平方千米，属于小于30平方千米范围，按《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）进行洪水计算。

2、设计洪水推求成果1、基本资料流域面积F=1.6平方公里，干流长度L=2.1千米，干流平均比降j=0.02。

根据山东省小型水库洪水核算办法，查《山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图》，该流域中心多年平均二十四小时暴雨H24=85毫米。

该水库水位、库容关系表如下：设计溢洪道底高程177.84米，相应库容23.29万立米。

2、最大入库流量Q m计算（1）、流域综合特征系数K按下式计算K=L/j1/3F2/5（2）、设计暴雨量计算查《山东省最大二十四小时暴雨变差系数C v等值线图》，该流域中心C v=0.6，采用C s=3.5C v应用皮尔逊3型曲线K p值表得，20年一遇K p=2.20，200年一遇K p=3.62，则20年一遇最大24小时降雨量H24=2.2*85=187毫米，200年一遇最大24小时降雨量H24=3.62*85=307.7毫米。

（3）单位面积最大洪峰流量计算经实地勘测，该工程地点以上流域属丘陵区，查泰沂山北丘陵区q m- H24-K关系曲线，得20年一遇单位面积最大洪峰流量与200年一遇单位面积最大洪峰流量q m。

（4）洪水总量与洪水过程线推求已算得20年一遇最大24小时降雨量H24=187毫米与200年一遇最大24小时降雨量H24=307.7毫米，取其75%为P 。

设计前期影响雨量P a取40毫米，计算P+P a，查P+P a与设计净雨h R关系曲线，得20年一遇与00年一遇h R。

洪水总量按下式计算W=0.1*F*h R，由此可计算得20年一遇与200年一遇洪水总量W。

将洪水过程概化为三角形，洪水历时按下式计算T=W/1800Q m。

水库除险加固设计设计摘要本设计主要是有关PS水库除险加固设计，PS水库位于河北省沙河市境内，工程为小（2）型五等工程，主要建筑物为五级，由主坝、副坝、溢流坝和放水洞等四部分组成。

枢纽的主要任务以防洪、灌溉和供人畜饮水为主。

PS水库现状存在的问题如下：（1）大坝基础抗滑不满足要求，坝体高水位时渗漏严重（2）坝顶高程不满足规范要求（3）放水洞闸阀损坏（4）大坝下游无消能防冲设施针对水库现状存在的主要问题，需要对水库进行初步的校核。

主要内容包括挡水坝段的抗滑稳定计算和应力复核，溢流坝段的抗滑稳定计算和应力复核，溢流坝段过水能力及消能的计算等三大部分。

坝体抗滑稳定计算是重力坝设计的一项重要内容，其目的是验算坝体沿坝基面的抗滑稳定安全度，利用公式判别大坝是否满足抗滑稳定要求。

经计算得大坝在某些工况下不满足抗滑稳定要求。

应力分析的目的是检验坝体在施工和运用期间是否满足强度要求，利用材料力学的方法检验应力是否满足要求。

经计算得大坝在某些工况下不满足要求。

溢流坝过流能力验算及消能计算依据《溢洪道设计规范》SL253-2000计算。

经计算满足要求。

根据上述校核中所出现的问题，对PS水库进行除险加固，以满足水库的正常运作。

关键词：PS水库、除险加固、抗滑稳定计算、应力复核SummaryThis design, the PS reservoir reinforcement design, PS reservoir is located in Shahe City in the works for a small (2) five other projects, the main building for the five main dam and auxiliary dam, spillway and such as water holes in four parts. The main task of the hub to flood control, irrigation and for drinking water main.PS reservoir status quo existing problems are as follows:Dam foundation sliding does not meet the requirements of serious high water level of dam leakageCrest elevation does not meet the specification requirementsWater hole gate valve damageDam downstream energy dissipation and scour protection facilitiesA preliminary check of the main problems of reservoir status quo, the need for the reservoir. The main contents include retaining monolith stability against sliding calculation and stress for review, the stability against sliding calculation and stress for review of the Spillway, Spillway over the water capacity and energy dissipation calculation.The calculation of dam stability against sliding is an important part of the gravity dam design, with the aim of checking the dam along the dam foundation stability against sliding safety, use the formula to distinguish dam whether to meet the requirements of stability against sliding. The calculated dam stability against sliding in certain conditions does not meet the requirements.The purpose of the stress analysis is to test dam during the construction and use meet the strength requirements, the use of mechanical means of checking stress to meet the requirements. Calculated dam in certain conditions does not meet the requirements. Spillway flow capacity checking and eliminate the basis for calculating the spillway design specification "SL253-2000 calculation. Calculated to meet the requirements. Problems in the above check the PS reservoir reinforcement, to meet the normal operation of the reservoir.Keywords: PS reservoir reinforcement, sliding stability calculation, the stress review目录摘要 (1)Summary (2)1 综合说明 (1)1.1工程概况 (1)1.2水文 (1)1.2.1流域概况 (1)1.2.2 气象 (1)1.2.3 水文 (2)1.2.4 泥沙 (2)1.3工程地质条件 (2)1.4工程除险设计 (3)2 水库大坝现状情况校核 (4)2.1正常蓄水位下的坝体抗滑稳定计算与坝基处应力计算 (4)2.1.1主坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 42.1.2副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 92.1.3溢流坝抗滑稳定计算与基应力计算112.2 设计洪水位下的抗滑稳定计算与坝基应力计算 (14)2.2.1主坝抗滑稳定计算与坝基应力计算142.2.2副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算162.2.3溢流坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 (18)2.3 校核洪水位下的抗滑稳定计算与坝基应力计算 (22)2.3.1主坝抗滑稳定计算与坝基应力计算222.3.2副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算252.3.3溢流坝抗滑稳定计算与坝基应力计算 (26)2.4 地震情况下，正常蓄水位时的坝体抗滑稳定计算与坝基处应力计算 (30)2.4.1主坝抗滑稳定计算与坝基应力计算302.4.2副坝抗滑稳定计算与坝基应力计算332.4.3溢流坝抗滑稳定计算与基应力计算352.5 溢流面过流能力验算 (38)2.6 消能防冲计算 (38)3 除险加固工程设计 (40)3.1 大坝防洪复合设计 (40)3.1.1 大坝防洪加固方案 (40)3.1.2 坝顶高程计算 (40)3.2 大坝防渗设 (40)3.2.1 存在的问题 (40)3.2.2 防渗方案 (41)3.2.3 坝基防渗 (41)3.3 主坝加固后抗滑稳定计算与应力复合计算413.3.1正常蓄水时，主坝抗滑稳定计算和应力复合 (42)3.3.2 设计洪水位时，主坝抗滑稳定计算和应力复合 (45)3.3.3 校核洪水位时，主坝抗滑稳定计算和应力复合 (48)3.3.4地震情况下，正常蓄水时，主坝抗滑稳定计算和应力复合 (50)3.4 溢流坝加固后抗滑稳定计算与应力复合计算 (53)3.4.1正常蓄水位时，溢流坝抗滑稳定计算与应力复合 (54)3.4.2 设计洪水位时，溢流坝抗滑稳定计算和应力复合 (57)3.4.3 校核洪水位时，溢流坝抗滑稳定计算和应力复合 (61)3.4.4地震情况下，正常蓄水时，溢流坝抗滑稳定计算和应力复合 (64)3.5 溢流面加固设计 (67)3.5.1溢流面加固方案 (67)3.5.2溢流坝过流能力验算及消能防冲验算 (67)3.6 放水洞维修加固 (68)3.6.1加固方案设计 (68)3.6.2放水洞流量计算 (68)3.7 防浪墙及坝顶设计 (68)DAM SAFETY AND EARTHQUAKES (69)英文文献翻译： (72)谢辞 (74)参考文献 (76)1 综合说明1.1工程概况PS水库位于河北省沙河市境内，属海河流域滏阳河系沙洺呵支流，水库控制流域面积4㎞2,总库容61.2万m3，是一座以防洪、灌溉和供人畜饮水的小⑵型水库。

例析集水库除险加固洪水计算方法一、工程概况安徽省沙河集水库位于滁州市谯区沙河镇，属长江流域，集水面积300km2，总库容1.97亿m3，是一座以防洪、城市供水、灌溉为主兼有发电以及养殖等综合利用的大（2）型水库。

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及《防洪标准》（GB50201-94）规定，水库工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，防洪标准采用500年一遇洪水设计、10000年一遇洪水校核。

水库枢纽由主坝、副坝、溢洪道、非常溢洪道以及三座涵洞（南涵、北涵、北小涵）组成。

沙河集水库建成以来，一直存在许多重大隐患，如大坝防渗性能差、坝身稳定不足、溢洪道消能设施不完善等，运行期多次出现隐情，严重威胁工程安全。

2000年～2003年水库曾进行过除险加固，较大幅度的堤高了工程安全性，但由于受到资金以及技术水平限制，加固标准明显偏低，部分安全隐患没能彻底消除。

二、水文概况1、流域概况沙河集水库位于清流河支流大沙河上，集水面积300km2。

库区上游山峦起伏，中央冲谷相间，地面自西北向东南倾斜，地貌为低山、丘陵类型。

流域内小支流密布，河系成叶脉状，形状系数为0.60。

水库坝址以上河道长度为34.80km，平均坡度为1.18‰。

2、水文资料沙河集水庫流域现设雨量站有沙河集、施集、珠龙、曲亭、宣店、董家洼等六个雨量站，沙河集水库控制流域的雨量站、水文站基本资料详见表1。

三、设计洪水1、洪水特性流域内洪水主要由暴雨形成，降雨时空分布不均，年际和年内降雨量变化较大，洪水季节性变化与暴雨基本一致，多发生在6～8月。

库区属丘陵区，河道平均坡降为1.18‰，流域洪水汇流迅速，入库洪水过程具有洪峰高、洪量大且集中的特点。

2、设计洪水计算方法根据水文测站及基本资料收集，沙河集水库控制流域有48年的连续系列流量资料，和50年的连续系列降雨资料。

根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）规定，工程地址具有30年以上实测流量资料，应采用频率分析法计算设计洪水。