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对某小型水库的安全评价

文档作者：史忠生程海文档来源： 1．吉林省双辽市农村水利管理中心站2．梨树县水务稽查大队		点击数：	更新时间： 2021年05月23日
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第10期(总第353期) 吉 林水利 2011年1O月
【文章编号]1009—2846(2011)10-00534)4
对某小型水库的安全评价
史忠生·．程海：
(1．吉林省双辽市农村水利管理中心站，吉林双辽136400；
2．梨树县水务稽查大队，吉林 梨树136500)
【摘要】目前国内早期修建的水库因设计、施工等方面存在的问题。经过长期外界作用下，坝体的安全受到严重影
响．应及时对其进行安全性鉴定。本文结合某水库工程实例，探讨小型水库进行安全性评价时应注意到的问题和
方法。
【关键词 、型水库；安全评价；整治；管理评价；结构安全
[中图分类号]，I．v 698．2 1 【文献标识码]．C
小型水库经过长期复杂的外界条件影响和人
为因素影响之下．非常容易出现各种安全问题[引．
例如坝体不均匀沉降、坝体渗流、坝体滑坡、溢洪
道淤积、溢流坡面破损、设备老化等，但是由于其
本身规模较小．重视不够．会留下很大的安全隐
患．坝体安全问题令人担忧．因此进行水库安全评
价是十分必要的[“，以便找到安全隐患．及时采取
加固措施，力争确保水库最大化的发挥积极效益。
安全评价的内容一般包括工程质量评价、大坝运
行管理评价、防洪标准复核、渗流安全评价、结构
安全评价、抗震安全复核等方面内容[5]。具体内容
应根据《水库大坝安全评价导则》中的规定。本文
结合某水库工程．说明对于小型水库安全评价的
特点。
1 工程概况
某水库正常蓄水位948．70m．正常库容达到
31．00万m3，为v等小(二)型水库。该工程的永久
性水工建筑物级别为5级．临时性建筑物级别是5
级。设计洪水标准为20年一遇(P=5％)，校核洪水
标准200年一遇(P=0．5％)。该水库以农业灌溉为
主，并兼有防洪、水产养殖等综合效益，设计灌面2
560亩。水库大坝最大坝高12．19m，位于大坝左侧
的溢洪道为正槽开敞式溢洪道。堰型为宽顶堰，堰
顶净宽为7．2m。堰顶高程达948．70m。溢洪道全长
[收稿日期]201l—O8—26
【作者简介] 史忠~k(1961-)，男。工程师．从事水工建筑设计研究。
74m，由浆砌条石衬砌。水库放水设施由左右涵卧
管组成。根据现场检查发现大坝、溢洪道、放水设
施、观测设备等均存在的问题。该水库地理位置较
高．一旦失事。将直接威胁下游人民的生命财产安
全。同时渗漏直接影响灌溉效益，因此对水库进行
评价．是非常必要和迫切的，也为后期整治提供依
据[1】
2 对大坝运行管理的初评
大坝经过多年运行．出现如下问题：上游坝坡
护坡质量较差，坡面局部变形；坝顶施工质量较
差。局部坑洼不平；下游坝坡护坡质量较差，坡面
杂草丛生：排水棱体尺寸太小，且外坡太陡；大坝
下游坝坡在桩号0+056、高程947．OOm处有一个集
中漏水点；下游坝坡在桩号0+018—0+050、高程
941．08—945．12m范围内存在散浸现象：白蚁危害
严重。溢洪道砌体已被大面积冲毁，垮塌堵塞非常
严重。影响泄流。放水左右卧管出现多条裂缝，渗
漏严重。从目前水库运行和管理情况看，水库的工
程管理已经制度化．但水库管理所缺乏骨干工程
技术人员．水库无管理房，需在以后的整治时予以
完善。同时该工程建成后，未设置沉陷、渗透、位移
等方面观测设施．无法对大坝进行安全监测。综上
所述。该水库大坝运行管理综合情况可评为差。
一53—
吉林水利 对某小型水库的安全评价 史忠生等2011年1O月
3 防洪标准的复核
3．1 库容复核
根据库区1／2 000的实测地形图．对水库的水
位一库容曲线进行了复核．水库的水位一库容关系
曲线见图1。
图1 水厍水位一库罂曲线图
3．2 设计洪水计算
用推理公式法推求设计洪水。由于水库集雨
面积较小．因此直接用设计点暴雨作为设计面暴
雨使用。根据短历时暴雨公式，计算出不同频率的
洪峰流量成果见表1。
表1 水库各频率洪峰流量计算成果表
设计洪水过程线采用《手册》方法推求设计洪
水总量，设计洪水量 p按以下公式推求：
=O．1M-ITpF(TY m )
式中： p为设计洪水总量(TY m3)； 为暴雨径
流系数； 为历时为 的设计暴雨。
按单峰洪水 12．8F1／4计算：上式中0f查
《手册》确定，设计洪水总量计算成果见表2。
表2 水库设计洪水总量计算成果表
P(％) ，(万m，)
10
5
O．5
l9496
23．503
36．949
按《手册》中单峰洪水过程线的概化模型，利
用求得的设计洪峰流量及洪水总量按峰量控制放
大推求设计洪水过程线。设计洪水过程线见图2。
— ． 54—．
图2 水库设计洪水过程线图
3-3 调洪计算
水库溢洪道为正槽开敞式溢洪道．堰型为宽
顶堰。堰顶高程为948．70m．溢洪道堰顶净宽7．2m，
参照《水力计算手册》(第二版，李炜主编)，用公式
m=0-32+0．o 计算。经计算，m=0．35。
由于水库溢洪道为开敞式溢洪道．故调洪时起调
水位为水库正常高水位948．70m(即堰顶高程)，调
洪时只计入溢流堰泄洪。调洪结果见表3。
表3 水库调洪计算成果表
表4表明，设计洪水位(P=5％)为950．10m，最
大下泄流17．80m3／s； 校核洪水位(P=0．5％)为
950．61m，最大下泄流量28．52m3／s，设计洪水位与
校核洪水位均高于坝顶高程(950．00m)，不能满足
国家《防洪标准)GB50201—94防洪要求。
4 渗流安全评价
渗流是坝体面临的最大问题之一．计算的内
容通常包括：确定浸润线的位置和逸出点的高度；
计算坝体渗流量；计算坝体防渗粘土渗透坡降[2]。
该工程大坝为均质土坝。坝体土、坝基渗透系数采
用《土工试验报告》中的建议值，具体数值见表4。
表4 大坝渗透系数表 单位：em／s
吉林水利 对某小型水库的安全评价 史忠生等2011年1O月
对各种水位情况下进行稳定渗流计算和非稳
定渗流计算．其计算工况如下：
工况一：上游正常高水位948．70m时形成的
稳定渗流情况：
工况二：上游坝顶高程水位950．00m形成的
稳定渗流情况：
工况三：上游库水位由正常高水位948．70m
降至死水位940．00m时形成的非稳定渗流情况；
工况四：上游库水位由坝顶高程水位950．00m
降至死水位940．00m时形成的非稳定渗流情况。
本文采用二维渗流有限元法进行渗流计算分
析．计算成果见下5表。
表5 渗流量计算成果表
图3 大坝渗流浸润线图
根据坝体内浸润线的位置，工况一、二、三、四
渗流时的渗透坡降分别为J=0．37一O．46。根据《土
工试验报告》提供的大坝土料物理性能试验成果，
由《水利水电工程地质勘察规范)GB50287—99推
荐的公式 ( 一1)(1一 ，计算得出坝体土的临界
渗透坡降为 =O．96，允许渗透坡降[J]=O．48[3]，
渗透坡降计算值小于允许值。同时，现场踏勘表
明．水库大坝下游坝坡在桩号0+056、高程
947．00m处有一个集中漏水点．渗漏量达到0．5L／s；
下游坝坡在桩号0+018一O+O5O、高程941．O8—
945．12m范围内存在散浸现象。渗漏量达O．4L，S。
结合理论分析和实际运行的情况，根据《水库
大坝安全评价导则》，将该坝渗流安全性级别定为
C级。
5 结构安全评价
计算剖面选取大坝实测最大剖面。材料力学
指标采用地勘报告提供的建议值[3]。本工程大坝
为5级建筑物．故采用计及条间作用力的简化毕
肖普法计算安全系数。坝体、坝基容重采用试验成
果平均值，坝体、坝基的抗剪强度指标采用土工试
验报告中计算参数建议值。
5．1 计算工况
11上游坝坡
工况一： 由正常高水位948．70m形成的稳定
表6 筑坝材料主要物理力学计算指标
＼ 名称Q 粉砂质泥石碴 堆石 砂岩石碴
指标 ＼ 坝体土 (弱风化) (排水棱体)(弱风化)
比重 2．62
含水量(％) 21．3
天然密度(g，cnl ) 1．82 2．15
饱和密度(g，cm ) 1．93
饱和固C(kPa) 15．3 15
结快剪 ‘p(。) 16．2 20*
非饱和固C(kPa) 17．6 20
结快剪 ‘p(。) 16．8 22*
渗透系数(cm／s) 3．4x10。4 5．5x10。4
渗流期：
工况二：由正常高水位948．70m降至死水位
940．00m；
工况三：由设计洪水位950．10m降至死水位
940．00m；
工况四：由校核洪水位950．61m骤降至堰顶
高程再降至死水位940．00m。
2、下游坝坡
工况一：正常高水位948．70m形成的稳定渗
流期：
工况二：设计洪水位950．10m形成的渗流期；
工况三：校核洪水位950．61m形成的渗流期。
5．2 计算结果
结果见表7，图4。
一55一
o。 o。*n驺 瞅
2
O 。十弘 。 }
8
吉林水利 对某小型水库的安全评价 史忠生等2011年10月
表7 水库坝坡抗滑稳定计算成果表
图4 大坝各工况最危险滑弧图
从上表的稳定计算成果可知．大坝上下游坝
坡抗滑稳定最小安全系数均满足规范要求。
5．3 结构安全的评价
大坝上游、下游坝坡抗滑稳定最小安全系数
均满足规范要求。溢洪道砌体已被大面积冲毁，垮
塌堵塞非常严重。左右卧管出现多条裂缝，结构不
安全。
根据理论分析和现场调查情况，参照《水库大
坝安全评价导则》规定，综合评价大坝的结构安全
性定为B级。
6 抗震安全复核
根据GB18306—2001《中国地震动参数区划
图》国家标准第1号修改单，工程区5O年超越概
率10％地震动峰值加速度值为0．05g．相应地震基
本烈度为Ⅵ度，因此不需要进行抗震安全复核。
7 结语
针对小型水库进行安全评价。一般都包括上
述方面的评定，根据其特点。在分析时，运用常规
方法即可得到比较实际的结果．通过对该水库枢
纽工程的现场检查、相关资料的查阅、试验分析、
渗流分析、稳定计算分析以后，其具体评价如表8
所示。
表8 水库大坝安全综合评价表
序号 内容 安全分级 备注
根据上述综合评价，按《水库大坝安全鉴定办
法》第六条安全分类标准，该坝应为三类坝。口
参考文献：
[1]牛运光．试论土石坝隐患探测[J]．大坝与安全，1996，36(2)：24-33．
[2]柯莫夫BA．水力学[M]．北京：水利出版社，1957．
[3]盖尔德，古德胡斯．土力学[M]．上海：同济大学出版社，1986．
[4]徐福卫，陈海玉．金鸡水库安全评价[J】．三峡大学学报，2005，27
(6】：494—497．
[5]水库大坝安全评价导则SL258-2000[S]．北京：中华人民共和国
水利部．2000．
The safety evaluation fot a small-sized reservoir
Shi Zhong-sheng，Cheng Hal
Abstract：At present，the reservoirs built in dozen years ago in China had issues in design and construction，
and expereneed long-term running，the dam safety had severely affected，SO the safety assesment for the dams
should be promptly carried out．In this paper，the issues and approaches should be attention for a small-sized
reservoir safety evaluation was discussed taking a small—sized reservoir as all example．
Keywords：small—sized reservoirs；safety evaluation；regulation；management evaluation；structural safety
一56—

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