荷叶塘水库除险加固工程初步设计报告

湖南省永州市冷水滩区荷叶塘水库除险加固工程初步设计报告 湖南省永州市水利水电勘测设计院

2.4.2 成果合理性分析

从洪水模数定性上分析：荷叶塘水库200年一遇洪峰模数为10.98m3/s.km2，20年一遇洪峰模数为7.61m3/s.km2，10年一遇洪峰模数为6.42m3/s.km2，符合流域一般特性。因此，荷叶塘水库设计洪水在面上分析是合理的，本次设计成果可满足本阶段设计的要求。

2.4.3 分期洪水

荷叶塘水库枯水期一般为10月至次年3月，水库除险加固施工最好选择在这段时期进行。根据库区降雨情况分析，一般分10月至次年3月、11月至次年2月、12月至次年1月三种，根据经验数据统计，各种洪水的估算结果如表2-4。

表2-4 分期洪水估算结果表

项 目 一日降雨量均值(mm) 统计参数 CV CS/CV 10年一遇 一日洪量（万m） 3年一遇 10年一遇 水库水位 5年一遇 (m) 3年一遇 167.68 167.54 167.46 备注：1、径流系数采用枯水期平均值0.47； 2、起调水位为死水位167.24m，相应库容0.2万m； 3、集雨面积内的来水量全部留在水库内； 4、水库水位由库容曲线查算。 3310月至次年3月 42.1 0.4 3.5 2.2 1.45 1.18 167.82 167.73 11月至次年2月 33.2 0.4 3.5 1.6 1.26 1.05 167.71 167.62 12月至次年1月 26.4 0.4 3.5 1.14 0.96 0.84 167.64 167.58 5年一遇 2.5 调洪演算

2.5.1 调洪演算的基本原则

1）荷叶塘水库溢洪道为开敞式，堰型为宽顶堰，从溢洪道堰顶高程水位172.07m起调，相应库容为9.93万m3。

2）溢洪道无闸门控制，当水位超过溢洪道堰顶时，库水自动溢泄，水库水位随入库流量增大而上涨，直到设计和校核洪水位，其下泄流量相应达到设计和校核流量，入库洪水流量小于溢洪道的泄流能力，库水位下降。

3）为了水库安全起见，出库流量只计溢洪道的泄流能力，不计输水涵洞的出库流量。

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2.5.2 调洪演算的基本方程

根据水量平衡原理，调洪演算的基本方程为：

0.5(Qi?Qi?1)?t?0.5(qi?qi?1)?t??V?Vi?1?Vi

q?f(V)

式中：Q—入库流量（m3/s）; q—出库流量（m3/s）； V—库容（万m3）； ?t—计算时段长（s）； i —时段编号。 2.5.3 调洪演算的基本资料

根据荷叶塘水库溢洪道底板高程（172.07m）进行调洪演算。 1）水位与库容曲线

荷叶塘水库库区植被较好，库尾各支流入库口淤积情况均较轻，本次洪水复核采用由荷叶塘水库提供原始水位～库容曲线，详见表2.5-1。 表2.5-1 荷叶塘水库库容曲线

水位(m) 库容(万m) 水位(m) 库容(万m) 33172.07 9.93 172.47 12.55 172.17 10.51 172.57 13.38 172.37 11.84 172.67 14.51 14

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桑 叶 塘 水 库 库 容 曲 线 图水位（m）163.42162.42161.42160.42159.42158.42157.42156.42155.42库 容(万m3)Z.V 曲 线

2）泄流曲线

荷叶塘水库的泄流曲线是根据荷叶塘水库溢洪道的堰型，按照《溢洪道设计规范》推荐的公式Q?m?B2gH02计算。其中B为4.0m，m——流量系数，取为0.38；?——侧向收缩系数,取0.909；溢洪道底板水位172.07m以上水库水位与溢洪道泄流量的关系见下表2.5-2。

表2.5-2 荷叶塘水库库水位～下泄流量曲线

库水位(m) 172.07 172.17 172.27 172.37 172.47 172.57 堰上水头(m) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 下泄流量(m/s) 0 0.3 0.6 1.07 1.7 2.64 333）入库洪水过程线

由于无入库流量实测资料，其入库洪水过程只能根据《查算手册》采用推理公式和径流分配系数法推算，详见表2.4-2。

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2.5.4 调洪演算的结果

根据调洪演算的基本原则和基本资料，利用调洪演算的基本方程，求得荷叶塘水库20年一遇的洪水位为172.40m，200年一遇的洪水位为172.49m，详见表2.5-3。

表2.5-3 荷叶塘水库调洪演算结果

频 率P(%) 10 5 0.5 最高水位Zm(m) 172.36 172.40 172.49 相应库容Vm(万m) 11.35 11.69 12.30 3相应泄量qm(m/s) 1.38 1.70 2.65 3 2.6 挡水建筑物抗洪能力复核

根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库挡洪建筑物顶部高程进行复核。 2.6.1 坝顶高程复核

根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001（以下简称《规范》），水库大坝的顶部(大坝上面设有防浪墙时为防浪墙顶部) 应高程等于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和，静水位以上的超高参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000执行，具体计算式如下：

Z=Z0+Rp+e+A

式中：Z——水库大坝顶部高程（m）； Z0——水库静水位（m）；

Rp——波浪爬高，

Rp?KPRm；

KP——系数，按《规范》附表A.1.13确定； Rm——波浪平均爬高，

Rm?K?KwhmLm/1?m2；

K?——糙率渗透系数，取0.9；

KW——经验系数，按《规范》附表A.1.12-2确定； hm——平均浪高（m），按莆田公式计算；

W——计算风速，设计取1.5313.2m/s，校核取13.2m/s； D——风区长度，取100m；

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