姚河坝水库大坝安全鉴定防洪能力复核计算分析

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　　摘 要：防洪能力是水库大坝最重要的功能之一，大坝建成后需要定期进行鉴定、复核。本文以溧阳市姚河坝水库大坝安全鉴定为例，对其防洪能力进行复核计算，并根据计算判定大坝挡洪、泄洪能力满足原设计、校核标准，大坝防洪能力等级评定为“A”级。
　　关键词：防洪;泄洪;复核
　　1 概论
　　水库在水利建设中占有重要地位。水库大坝安全至关重要，其一旦出险，将给下游人民生命财产带来不可估量的损失。为加强水库大坝安全管理，水利部于2003年修订印发《水库大坝安全鉴定办法》（水建管[2003]271号）第五条规定，大坝实行定期安全鉴定制度，首次大坝安全鉴定应在工程竣工验收后5年内进行，以后每隔6～10年进行一次。
　　防洪能力复核是水库大坝安全鉴定的重要组成部分，其主要目的是复核水库调蓄库容、大坝挡洪、泄洪能力是否与原设计标准一致。
　　2 工程概况
　　姚河坝水库位于江苏省溧阳市上兴镇余巷村，属太湖流域湖西地区。水库现为小（1）型水库，集水面积1.5km2，干流长度1.59km，干流坡降0.0558，原设计总库容116.2万m3，设计洪水位36.17m（吴松基面，下同），校核洪水位36.74m，正常蓄水位35.0m。
　　水库主要建筑物有：
　　（1）大坝一座，坝顶长570m，坝顶高程37.4m，坝顶宽4.0m。
　　（2）溢洪道堰顶高程35.0m，堰顶净宽4m，长6m。
　　3 防洪能力复核计算
　　3.1 防洪标准
　　依据《防洪标准》（GB50201-2014）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017），姚河坝水库工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。其主要建筑物防洪标准取30年一遇设计，500年一遇校核。
　　3.2 设计暴雨
　　姚河壩水库实测暴雨资料系列较短，且近年来最大日雨量、水库最高水位均未超过20年一遇24h设计雨量和原设计、校核洪水位。故本次计算仍采用图集法计算。
　　本次水库设计暴雨依据经审批的《江苏省暴雨图集（2005年）》和“84暴雨图集”推求。设计频率P=3.3%和P=0.2%最大10min、1h、6h、24h设计暴雨分别为31.6mm、93.9mm、1657mm、263.8mm和44.1mm、141.3mm、268.1mm、430.1mm。
　　3.3 设计洪水
　　采用《江苏省水利厅统一编制的中小型水库调洪计算程序》（江苏省防办、河海大学编制，以下简称《程序》）计算30年一遇设计入库洪峰流量为41.47m3/s、500年一遇校核入库洪峰流量为62.34m3/s。
　　3.4 运行规则
　　泄洪设施：1座溢洪道。
　　起调水位：35.0m。
　　调控方式：自由下泄。
　　3.5 泄流计算
　　溢洪道堰坎厚度9.9m，设计、校核洪水位下2.5<δ/H<10，应按宽顶堰计算。
　　溢洪道泄流能力计算采用《溢洪道设计规范》（SL253-2018）宽顶堰非淹没出流计算公式：
　　Q=mεB 2gH3/20
　　式中：ε——侧收缩系数;
　　m——流量系数，查表A.2.3-1取0.376。
　　侧向收缩系数：
　　ε=1-K1-b/B130.2+P14b/B1
　　式中：K——闸墩形状影响系数，圆弧取0.10;当b/B1<0.2时，取b/B1=0.2;当P1/H0>0.3时，取P1/H0=0.3。
　　3.6 调洪复核结果
　　利用《程序》进行水库调洪演算，其成果如下表：
　　30年一遇入库洪峰流量41.47m3/s，入库洪水总量36.85万m3，最高洪水位36.17m，对应库容103.45万m3，最大下泄流量7.86m3/s。
　　500年一遇入库洪峰流量62.34m3/s，入库洪水总量万6178m3，最高洪水位36.74m，对应库容万116.20m3，最大下泄流量14.26m3/s。
　　3.7 坝顶超高复核计算
　　根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013），坝顶在水库静水位以上的超高按照下式计算：
　　Y=R+A
　　式中：Y——坝顶超高，m;
　　R——波浪沿着坝坡的最大爬高，m;
　　A——安全加高，m，正常运用条件取0.5m，非常运用条件取0.3m。
　　30年一遇洪水标准风速21.44m/s，吹程100.00m，坡度系数2.50m，坝前水深9.17m，坝前水位36.17m，波浪爬高0.44m，安全加高0.5m，复核坝顶高程37.11m，原坝顶高程37.4m。
　　500年一遇洪水标准风速14.29m/s，吹程120.00m，坡度系数2.50m，坝前水深9.74m，坝前水位36.74m，波浪爬高0.30m，安全加高0.3m，复核坝顶高程37.34m，原坝顶高程37.4m。
　　4 结果分析
　　本次复核计算的姚河坝水库30年一遇设计、500年一遇设计最高洪水位与2008年水库除险加固后水位一致。由于《溢洪道设计规范》（SL253-2018）较上一版中宽顶堰流量计算公式变化，流量系数取值减小的原因，设计水位对应下泄量减少684%;校核洪水对应下泄量减少3.97%。
　　水库大坝实测现状坝顶高程37.40m，高于复核坝顶高程，满足规范要求。
　　综上，姚河坝水库防洪安全性评为“A”级。
　　参考文献：
　　[1]常州溧阳市姚河坝水库除险加固工程初步设计报告.江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司，2008，5.
　　[2]张丽娇.承担防洪作用后活盘水库主汛期起调水位复核计算与分析.水利科技，2019-03-30.
　　[3]王海霞，张俊玲，赵承强.三里庄水库防洪兴利调度方案设计.山东水利，2018-09-25.
　　[4]莫丽红.三荔水库防洪库容的确定.陕西水利，2018-07-20.
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