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河流水库ppp项目工程初步设计报告(553页).pdf

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河流水库ppp项目工程初步设计报告(553页).pdf

1、 云南省元阳县丫多河水库工程云南省元阳县丫多河水库工程 初步初步设计报告设计报告 总目录总目录 第一章 综合说明 第二章 水文 第三章 工程地质(另册)第四章 工程任务和规模 第五章 工程布置及建筑物 第六章 电气、金属结构与采暖通风 第七章 消防设计 第八章 施工组织设计 第九章 项目建设征地与移民安置 第十章 环境保护设计 第十一章 水土保持设计 第十二章 工程管理 第十三章 劳动安全与工业卫生 第十四章 节能设计 第十五章 投资概算 第十六章 经济评价 1 第第1 1章章 综合说明综合说明 1.11.1 绪言绪言 1.1.11.1.1 工程概况工程概况 元阳县地处云南省红河州的南部,东接

2、金平县,南邻绿春县,西与红河县接壤,北与建水县、个旧市隔江相望,是红河州南部的一个重要的交通枢纽。距省城昆明市的公路距离 284km,距州府蒙自 91km,具有较好的区位优势。丫多河为红河支流排沙河的上游,干流全长 28.2km,丫多河总集水面积144.8km。丫多河水库选在丫多河中上游登云小溪与丫多河交界的丫多新寨河段,流域面积 56km,河长 12.7km,河道平均比降 15.3%。丫多河水库位于云南红河州元阳县境内,是一宗以农村人畜供水、城镇供水和农田灌溉为主的综合利用水利工程。水库总库容 1142.0 万 m3,推荐拦河坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高 89.42m,泄流方式采用坝肩溢洪

3、洞和右岸泄流隧洞联合泄流的方式。1.1.21.1.2 水库兴建缘由水库兴建缘由 2009 年,元阳县遭受百年一遇的严重干旱,对农村人畜饮水和春耕生产造成了较大影响,全县旱情形势十分严峻,经济损失达 1465.48 万元。丫多河在枯水季节灌溉渠道经常断流,灌溉保证率低,严重影响当地的农业生产,南沙镇现有水源不满足饮用水要求。造成上述情况的主要原因是缺少一批水源调节工程,丫多河水库工程的建设将大大的缓解这一被动局面,对农村人畜饮水和农业生产用水提供有力保障。所以,加快丫多河水库建设,改善灌区农业生产、生活条件,是灌区人民迫切要求,也是元阳县各级党委和政府的工作重点和当务之急。1.1.31.1.3

4、前期工作概况及批复意见前期工作概况及批复意见 丫多河水库工程是元阳县贯彻国务院关于抗旱救灾措施落到实处的重要举措。2 2009 年 11 月元阳县水利局编撰的元阳水利发展“十二五”规划,将丫多河水库列入了该规划,同时丫多河水库也已列入西南五省(自治区、直辖市)重点水源工程近期建设规划、云南省水利发展“十二五”规划以及全国“十二五”中型水库建设规划、红河流域综合规划报告,主要任务是解决元阳县马街乡和南沙镇两个乡镇农田灌溉、农村人畜饮水及及南沙镇城镇居民生活用水问题。2011 年 6 月元阳县水利局编制完成了排沙河流域水利综合规划报告,元阳县人民政府以元政复【2011】43 号文批准了该规划报告。

5、目前,元阳县新县城的落成以及丫多河下游流域耕地的开发,丫多河流域水资源的开发利用迫在眉睫。为了能够合理利用有效地开发利用丫多河流域水资源,2010 年 5 月,肇庆市水利水电勘测设计院受元阳县政府的委托承担了丫多河水库的规划设计工作。经过现场踏勘及多方案论证,2011 年 8 月我院编制完成了云南省元阳县丫多河水库工程项目建议书设计报告。2011 年 89 月,水利水电工程技术评审中心、省水利厅及省发改委专家分别进行了工程现场踏勘。2011 年 9 月12 月,云南省水利厅、省发改委组织有关专家在昆明对云南省元阳县丫多河水库工程项目建议书进行评审。技术中心以云水技审2011329 号文出具了评

6、审意见;省水利厅于 2011 年 12 月以云水资源【2011】95 号文出具了丫多河水资源论证的审查意见。2012 年 1 月 1011 日水利部珠江水利委员会组织专家查看丫多河水库工程现场后在元阳县主持召开会议,对项目建议书有关工程建设的必要性、符合性等进行了审核,并于 2012 年 3 月以珠水规计函【2012】82 号文进行了批复。2012 年 4 月 12 日,云南省水利水电工程技术评审中心对我院上报的元阳县丫多河水库工程可行性研究报告(以下简称可研报告)组织召开了评审会,提出了修改完善意见,并于 2012 年 7 月 18 日出具了审查意见。2012 年 8 月 8 日,云南省水利

7、厅以云水规计【2012】96 号文对可研报告进行了批复同意。3 2012 年 8 月 31 日云南省发展和改革委员会以云发改农经【2012】1693 号文批复同意,要求抓紧组建项目法人,做好初步设计报告的编制工作。1.1.41.1.4 可行性研究报告的主要结论可行性研究报告的主要结论 可行性研究报告符合有关政策法规及规程、规范对设计内容和深度的要求,其主要批复意见如下:一、同意兴建元阳县丫多河水库工程。工程建设任务主要为解决城镇、农村人畜饮水和农业灌溉供水。二、工程建设主要内容包括:混凝土面板堆石坝,坝高 89.42m;溢洪洞布置在右岸,为开敞式无闸控制 WES 实用堰型,最大泄洪流量 191

8、.8 m/s;导流泄洪输水隧洞布置在右岸,最大泄洪流量 200.2 m/s,设计输水流量 1.37 m/s。灌溉渠系工程总干渠全长 0.6km,渠首设计流量 1.37 m/s;左干渠全长 21.86km,渠首设计流量 0.75 m/s;右干渠全长 28.14km,渠首设计流量 0.62 m/s。工程施工总工期按 35 个月控制。三、基本同意经省移民开发局审核的工程建设征地移民安置规划报告,投资为 4840.64 万元。四、可行性研究阶段审定工程总投资为 35657.88 万元。1.2 水文与工程地质水文与工程地质 1.2.11.2.1 水文水文 1.2.1.11.2.1.1 水文气象水文气象

9、元阳县属于亚热带季风气候,本流域从上游到下游降雨量随高程降低而减小,在 16001400mm 之间,根据元阳县气象站 19581996 年观测资料,其多年平均降雨量 1404.1mm;根据云南省水资源调查评价专题报告元阳县多年平均降雨量为 1425.2mm。丫多河流域降水资料短缺,本阶段依据水库流域及邻近站的实测降水资料及云南省降水等值线图复核,水库流域多年平均降水量 1316.0mm。元阳县多年平均气温 16.4,极端最高气温 32.4(出现于 1980 年 5 月 3日),极端最低气温-2.6(出现于 1975 年 12 月 15 日)。多年平均日照时数 4 1769.6h,日照百分率 4

10、0%,多年平均相对湿度 85%。多年平均风速 3.3m/s,最大风速28m/s(出现于 1960年5 月 3 日)。常年多刮东南风,多年平均雾日数 180d,最多年雾日数 205d,最少年雾日数 157d,多年平均有霜日 2d,平均最早初霜出现于 11 月 5 日,平均终霜出现于 1 月 17 日。根据元阳气象站(新街镇)19581996 年实测资料,求得其多年平均蒸发量为 1540.3mm(蒸发皿口径 20cm)。大气环流的影响是形成水库径流区干湿季节分明的主要原因,冬春(11 月5 月)为干季,主要受青藏高原的干暖西风气流控制,天气晴朗,日照充足,辐射强,水汽少,湿度小。夏秋(6 月10

11、月)为雨季,受来自北部湾的东南季风和来自印度洋、孟加拉湾的西南季风两支潮湿气流影响,水汽充足。水库径流区雨季(5 月10 月)降雨量占全年降雨量的 81.0%,而干季(11 月4 月)降雨量仅占全年降雨量的 19.0%。丫多河流域属于山溪性河流,洪水主要由暴雨形成。暴雨主要由低槽、切变、冷锋低槽和冷锋切变等天气系统造成。流域内河道较陡,洪水陡涨陡落,年最大洪峰流量多出现在 6-8 月,洪峰历时 2 小时左右,多数洪水历时 1224h,呈单峰过程。1.2.1.21.2.1.2 主要水文计算成果主要水文计算成果 (1)径流 丫多河水库坝址实测水文资料仅 6 个月,通过水文比拟法、实测资料途径分析比

12、较,确定以邻域者那河水文站 19592009 年实测和插补延长的径流成果,按水文比拟法推求水库坝址径流成果。成果见表 1.2-3。表表 1.2-3 丫多河水库径流参数成果表丫多河水库径流参数成果表 坝址 集雨面积(km)参证站 Cv 年径流总量(万 m)上坝址 56 者那河 0.24 4082.03 P=75%中等干旱年和 P=95%特枯水年的年径流量分别为 3388.0 万 m、2612.0万 m。(2)水库设计洪水 初损后损法作产流计算,纳须瞬时单位线法作汇流计算,推求水库设计洪水,设计洪水成果见下表 1.2-4。5 表表 1.2-4 丫多河水库设计洪水成果表丫多河水库设计洪水成果表 名称

13、 项目 各频率 P(%)设计值 20 10 5 3.33 2 1 0.2 0.1 水库上坝址(推荐)洪峰流量(m/s)117.24 176.92 257.00 271.90 321.89 369.26 465.60 508.45 最大 24h 洪量(万 m)271.90 363.91 484.50 503.80 579.34 649.43 799.10 859.07 (3)枯期施工洪水 采用丫多河水库径流面积(F=56km)与者那河水文站径流面积(F=124km)比拟方法,将参证站的资料作流域面积修正后移用至设计断面,进行丫多河水库枯季施工期设计洪水计算。计算成果如下:P=20%,Q=19.1

14、m/s,W24h=64.8 万 m;P=10%,Q=28.2m/s,W24h=85.8 万 m。(4)泥沙 本阶段采用专用站实测输沙资料复核,并重新定位查图比较,发现本次成果与可研成果一致。经计算丫多河水库断面悬移质输沙量为 4.85 万吨,推移质输沙量为 0.97 万吨。悬移质按 1.4t/m考虑,推移质 1.7t/m,合计泥沙总量 201.88万 m。(5)蒸发 以元阳气象站 19591996 年实测资料推求水库多年平面蒸发量 1031.4mm,水库蒸发增损量为 444.4mm。1.2.21.2.2 工程地质工程地质 1.2.2.11.2.2.1 区域构造稳定性及地震动参数区域构造稳定性及

15、地震动参数 工程区处于红河深大断裂南段红河右岸,历史上未有超过五级地震的记录,南段在红河右岸稳定性相对好于左岸。根据 1:400 万中国地震动参数区划图(GB183062001),工程区地震动峰值加速度为 0.10g,地震动反应谱特征周期为 0.45s,相应地震基本烈度为度。1.2.2.21.2.2.2 库区工程地质条件库区工程地质条件 库区地层主要为元古界哀牢山群深变质岩带阿龙组下亚组(Ptaa)薄中厚 6 层透辉角闪斜长片麻岩夹黑云二长片麻岩、变粒岩、麻粒岩等。走向斜交河流,倾向下游偏右岸,倾角 3060,变质岩带中有印支期(51)片麻状花岗岩侵入,出露范围不大,分布零星。库区两岸泉水点高

16、程高于水库正常蓄水位,地下水补给河水。水库不存在库区渗漏。库区未发现有大的滑坡体、坍塌体等不良物理地质现象,第四系厚度小,大部分为岩质边坡,库岸总体基本稳定。库岸表层第四系覆盖,地形较陡,蓄水后会产生小规模塌岸现象和造成水库淤积问题,但不严重,不会影响水库正常蓄水。水库淹没问题小,无浸没问题。1.2.2.31.2.2.3 坝址区工程地质坝址区工程地质 坝址两岸地形基本对称为“V”型河谷,河床宽 912m。两岸残坡积厚度小(一般小于 1.0m),大部分基岩出露,岸坡基本稳定。河床冲洪积厚 69m,为含漂石、弧石砂卵砾石层,其中漂石块径一般 13m,大者达 5m。坝基地层为青灰色透辉斜长片麻岩,薄

17、厚层状。两岸坡强风化层埋深较浅,一般为 12m,但强风化层厚度大,弱风化埋深达 1117m。河床段无强风化层,冲洪积下为弱风化层,埋深 78m。右岸及河床段趾板基础置于弱风化岩体上,左岸趾板基础下弱风化层埋深较大,趾板基础置于强风化基岩的中下部,其中钻孔 ZK21 一带的花岗岩岩脉蚀变带应挖除并对趾板基础加强固结灌浆处理。堆石体基础原则上置于强风化带上部。两岸防渗边界以水库正常蓄水位线与地下水位线交点确定,帷幕线沿趾板线布置(趾板线长 334.0m),左岸(平洞)延长 109.0m,右岸(平洞)延长 45.0m,全长 488.0m;帷幕灌浆防渗底界和幕体防渗标准相同,为 q5Lu。1.2.21

18、.2.2.4.4 导流泄洪输水隧洞工程地质条件导流泄洪输水隧洞工程地质条件 导流泄洪输水隧洞围岩为透辉角闪斜长片麻岩,大部分围岩为弱风化中硬岩体,属于类围岩,进、出口段为全强风化岩体,为类围岩。进口竖井基础置于弱风化岩体上。1.2.21.2.2.5.5 溢洪洞工程地质条件溢洪洞工程地质条件 7 溢洪洞地层与坝址和导流泄洪输水隧洞相同,隧洞段围岩为强弱风化岩体,一般为类围岩。隧洞进出口段为强风化岩体,洞顶以上岩体厚度小,围岩类别为类围岩,开挖时应及时支护防止塌顶。隧洞进口前的明渠段,基础开挖边坡高达 4060m,边坡需加固处理,建议深入研究高边坡稳定问题。1.2.21.2.2.6.6 渠渠系系工

19、程地质条件工程地质条件 渠系工程由总干渠(管)、左干渠和右干渠组成。总干渠(管)全长 0.6km(其中 300m 干管和 300m 干渠);左干渠全长 21.86km,由原有牛街沟扩建段及新建渠道段组成;在里程 6+390 设呼山灌区分水倒虹吸 1 座,长 2.62km。右干渠全长 28.14km,由原有困勒新沟扩建段及新建渠道段组成。现状土渠已运行多年,主要地质问题是冲刷渗漏问题,沿线未发现不良物理地质现象,在此基础上进行扩建改造是可行的。新建渠道沿线地形平缓,山体稳定,覆盖层厚度小,渠基大部分可置于基岩上,未发现较大不良地质问题。倒虹吸两岸地形平缓,边坡稳定,沿线覆盖层薄,镇墩基础大部分可

20、置于基岩上。1.2.21.2.2.7.7 天然建筑天然建筑材料材料 堆石料、块石料:石料场 2 个,位于坝址下游右岸约 1.5km 和 1.0km 处,有用料为弱风化变粒岩,储量分别为 534.0 万 m和 472.8 万 m。根据 2 组大样试验和上坝址坝基岩块样试验指标,基本满足块石料、堆石料及砼粗细骨料要求。1.3 1.3 工程任务和规模工程任务和规模 1.3.11.3.1 工程任务工程任务 据统计,元阳县全县现状缺水 21580 万 m,考虑节水、水资源保护等措施后,预测 2015 年缺水 12400 万 m,至 2020 年缺水 2258 万 m。工程现状灌区渠道为无坝取水,灌溉保证

21、率低,灌区现状灌溉保灌能力仅仅为 6554 亩,仅占可开发耕地的 34%,其余 12466 亩由于缺乏水源无法有效灌溉,根据丫多河水库用水供需平衡分析,现状水平年灌溉缺水量为 212.9 万 m,设计水平年(2030 年)在未修建水库下灌溉缺水为 922.6 万 m。丫多河水库灌区内乡镇生活需水量严重缺乏,现状水平年灌区内有 1.81 万人及大量牲畜用水处于用水紧张状态。综上所述,丫多河水库工程建设任务是解决城镇、农村人畜生活供水和农业 8 灌溉供水的综合利用水利工程。供水供水 城镇、农村人畜生活供水保证率为 P=95%。城镇居民和农村人畜需水数量按用水定额推求;农业需水根据规划区灌溉面积、综

22、合灌溉定额、灌溉水利用系数,计算出农业需水量。经计算,规划区现状 2009 年总需水量 1031.1 万m,其中城镇需水量 160.5 万 m,人畜需水量为 77.9 万 m,灌溉需水量为 792.7万 m。设计水平年 2030 年总需水量 1402.4 万 m,其中县城需水量 411.8 万 m、农村人畜需水量为 68.0 万 m,灌溉需水量为 922.6 万 m。通过丫多河水库的调节,不仅平衡了灌区灌溉供、需水量,而且还提供至少 479.8 万 m满足本区农村0.91万人、大小牲畜2.44万头及元阳县城南沙镇4.3万人生活城镇用水需求。通过兴建丫多河水库,从根本上解决了灌区农业灌溉及城镇生

23、活用水,符合灌区国民经济发展要求。灌溉灌溉 该水库主要的兴利任务之一是农业灌溉,坝址以上干流河长 12.7km,控制集雨面积 56km2,水库设计灌区位于元阳县的马街乡和南沙镇 2 个乡镇。丫多河水库灌区由左干渠、右干渠控制,灌区涉及桃园、赛刀、南沙、呼山、马街、乌湾村委会,共计 2 个乡镇 6 个村委会。结合灌区现状种植结构,确定灌区农业灌溉设计保证率为 P=75%,设计灌溉面积 1.582 万亩。1.3.21.3.2 工程规模工程规模 经过方案进行比选,从坝址地形地质条件、枢纽布置、施工条件、耕地淹没及移民、运行管理、工程量及投资等方面进行综合分析,确定丫多河水库按上坝址混凝土面板堆石坝方

24、案进行设计,泄洪设施采用 12m 宽正槽式溢洪洞结合导流泄洪输水隧洞方案。按照供水量满足 2030 水平年受益区用水要求确定工程规模。根据丫多河水利工程供水及灌溉用水要求,水库左岸输水干渠渠首设计流量为 0.749m3/s,右岸输水干渠渠首设计流量为 0.623m3/s,左右岸合计 1.372m3/s,加大 30%流量后,左右岸输水干渠总设计流量为 1.784m3/s。丫多河水库总库容 1142 万 m,按照防洪标准(GB5021-94)和水利水电工程等级及洪水标准(SL252-2000)确定工程等别为 III 等。混凝土面板堆石坝,最大坝高 89.42m,超过 70m,永久性水工建筑物级别提

25、高一级,主要建筑物级别为 2 级,次要建筑级别为 3 级,但洪水标准可不提高。9 混凝土面板堆石坝其级别提高为 2 级,但洪水标准可不提高,溢洪洞和泄洪洞等建筑物为 3 级,按 3 级建筑物确定其洪水标准,即设计洪水标准为重现期50 年一遇(p=2%),校核洪水标准为重现期 1000 年一遇(p=0.1%)。丫多河水库初设方案的特征值见表 1.3-1。表表 1.31.3-1 1 丫多河水库丫多河水库初设初设方案特征表方案特征表 名称 特征参数 单位 深孔闸门 方案(采用)表孔闸门 方案(比较)差异原因 1、水库水位 校核洪水位 m 785.5 785.5 设计洪水位 m 784.12 783.

26、21 泄流设施及调洪调度方式变化 正常蓄水位 m 781.73 781.73 死水位 m 748.87 748.87 2、水库容积 总库容(校核洪水位)万 m 1142.0 1142.0 正常蓄水位以下库容 万 m 983.64 983.64 兴利库容 万 m 801.90 801.90 调洪库容 万 m 158.36 158.36 死库容 万 m 181.74 181.74 3、下泄流量 设计洪水位时下泄量 m/s 288 215 泄洪方式变化 校核洪水位时下泄量 m/s 392 313 泄洪方式变化 1.4 1.4 工程布置及主要建筑物工程布置及主要建筑物 1.4.11.4.1 工程等别及

27、标准工程等别及标准 丫多河水库是一座以灌溉和人畜供水为主的水利工程,总库容为1142 万 m。根据防洪标准(GB50201-94)、SL2522000水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准的有关规定,丫多河水库工程等别及规模为 III 等、中型工程。丫多河水库大坝级别为 2 级建筑物,溢洪洞、导流泄洪输水隧洞为 3 级建筑物(永久部分),次要建筑物为 4 级,临时建筑物为 4 级。根据防洪标准(GB5021-94)和水利水电工程等级及洪水标准(SL252-2000)选定混凝土面板堆石坝设计洪水标准为重现期 50 年一遇(p=2%),校核洪水标准为 1000 年一遇(p=0.1%)。下游消能防冲建筑

28、物洪水标准为 30 年 10 一遇(p=3.33%),库区淹没洪水标准为 510 年一遇。灌溉工程永久性水工建筑物 5 级,洪水标准为 10 年一遇。据 中国地震动参数区划图(1:400 万),工程区地震动峰值加速度为 0.1g,本区地震动反应谱特征周期为 0.45s。地震基本烈度为度,枢纽工程建筑物按度设防。1.4.21.4.2 丫多河水库枢纽丫多河水库枢纽 1.4.2.1 工程选址 根据丫多河流域的灌区位置及分布,水库坝址选择在海拔 600.0m 以上的位置,通过对流域水资源分布,地形地质条件的调查,并结合当地百姓灌溉、人畜饮用水的需求条件,在丫多河中上游登云小溪与丫多河交界的丫多新寨河段

29、修建水库。选定坝址位于罗汉村下游 400m 处,河流总体流向 N105E,河谷狭窄呈“V”型,两岸地形下陡上缓,左岸较缓,右岸较陡。左岸地形坡度一般 3040;右岸 750760m 高程以下谷坡陡峻,自然坡度一般 4550,以上地形坡度一般 1025。坝址谷底宽 815m。上坝址轴线长 253.15m。1.4.2.2 主要建筑物选型 在可研结论的基础上,经综合论证比较,选定混凝土面板堆石坝进行设计。本阶段选定的坝址方案与可研阶段结论一致,并在其基础上进行进一步的分析论证。1.4.2.3 总布置方案 工程枢纽布置由拦河混凝土面板堆石坝、溢洪洞、导流泄洪输水隧洞组成。丫多河水库混凝土面板堆石坝坝顶

30、高程 786.65m,坝顶长度 253.15m,坝顶宽度10.00m,坝基开挖最低高程 697.23m(坝轴线最低建基面),最大坝高 89.42m。溢洪洞布置在右岸,根据地形,布置为敞式正槽溢洪洞。溢洪洞水平投影全长449.27m,分为进口段、控制段、泄槽段及出口消能段。控制堰型为实用堰,汛期最大泄量为200.2m3/s。导流泄洪输水隧洞,由导流洞经过龙抬头改造而成,汛期最大泄量为191.8m3/s,全长454.80m,为直径4.0m的有压圆型断面,采用0.5m钢筋混凝土衬砌。11 具体布置如下表 1.4-1:表 1.4-1 工程总布置方案汇总列表 坝址 方案 建 筑 物 布置情况 丫多河水库

31、坝址 混凝土面板堆石坝 坝体 坝顶高程 786.65m,坝顶长度 253.15m,坝顶宽度 10.00m,坝基开挖最低高程 697.23m(坝轴线最低处建基面),最大坝高 89.42m(从坝轴线处最低的建基面算到坝顶路面的高度),坝顶上游设 2.29m 高的“L”型混凝土防浪墙,防浪墙顶高程为 787.90m。上游坝坡 1:1.4,下游坝坡 1:1.4。下游坝坡在 755.15m 高程和 725.15m 高程设 3m 宽的马道。导流泄洪输水隧洞 隧洞布置在右岸。前期导流,后期进行龙抬头改造成为泄洪、输水隧洞。导流泄洪输水隧洞进口分为上洞和下洞两部分。下洞为原导流洞进口,完成导流任务后封堵。上洞

32、为龙抬头型式,进口底板高程为 742.87m,进口段断面型式为矩形,断面尺寸为 4m 4m,后接 8m的渐变段,由 4m 4m的方洞变为直径 4m 的圆形隧洞,渐变段后接洞身一段,长 17.2m。竖井段全长 6m,竖井断面为直径 6m 的圆形断面,竖井底部设置检修闸室,采用 4m 4m 的平板检修闸门,然后经转弯衔接段与原导流隧洞相接。洞身二段为原导流隧洞,全长 292.15m,断面为直径 4m 圆洞,采用 0.5m 厚钢筋砼衬砌。出口经 25m 长渐变段,洞身由直径 4m 圆洞变为 2.5m 2.5m 矩形断面,并采用 12mm 钢板进行钢衬。出口设工作闸室,采用 2.5m 2.5m弧形钢闸

33、门控制水流。溢洪洞 溢洪洞布置在右岸,为正槽溢洪洞,前堰部敞开,后部隧洞。溢洪洞分为进口段、控制段、收缩段、陡坡段(无压洞)及出口消能段。溢洪洞进口收缩段长 15m,两侧结合地形分别设计为曲面导墙和进口扭曲面型式。控制堰型为实用堰,堰顶高程为 781.73m,堰宽为 12.0m,控制段长10.0m,宽 12.0m;泄槽段总长为 417.8m。泄槽起始段宽度从 12m 收缩为4.5m,收缩段为明渠型式,收缩段长度为 40m,收缩角=5。收缩段后接无压隧洞,断面为城门洞型式,底宽 4.5m,底坡 i=0.18,长 378.26m,高度为 5.665.13m。隧洞出口后接挑流鼻坎消能。灌区工程 总干

34、渠 灌溉线路从导流泄洪输水隧洞出口采用800mm,=10mm 引水压力钢管引至右岸约 360 m 处经消力池流入总干渠,在总干渠(约 103.34m)渠末采用水跌(长 44.46m)及渡槽(长 35.27m)等输水建筑物分水流引至左岸。左干渠 左岸干渠长22.34km,背水桥34座,渡槽1座(总长79.74m)。支渠长5.44km,由倒虹吸、渡槽、背水桥及明渠组成。其中倒虹吸长 2.62km,背水桥 2 座,渡槽 3 座总长 315.0m,明渠长 2.505km。右干渠 右岸干渠长 28.14km,渠首高程 716.00m,渠首设计流量为 0.623m3/s,加大 30%流量后为 0.809m

35、3/s。其中明渠 27.38km,背水桥 31 座。12 1.4.31.4.3 地基处理措施地基处理措施 1.4.3.1 地基开挖 两岸岸坡坝段坝基开挖原则上控制类岩石,坝高较低部位可放宽到类岩石。由于地形较陡,为减少工程量,在满足开挖边坡稳定的前提下尽量减少开挖,开挖综合坡度不陡于 1:0.3,每 20m 设开挖平台,宽度为 2.00m。坝基范围内无大的断层通过,遇小断层和节理裂隙发育部位可采用沟槽开挖后回填混凝土塞进行处理。坝址处河床冲洪积层由砂卵砾石组成,其厚度为 5.39.5m,坝址左右肩下部基岩片麻岩基本裸露,上部多见由残坡积层覆盖,厚度为 03.2m,结构松散,全风化底界线埋深约

36、2.0 米,弱风化埋深约 17m,右肩下部基岩基本裸露,上部多见由残坡积层覆盖,厚度为 03.2m,结构松散,全风化底界线埋深约 1.2 米,弱风化埋深约 11.0m。河床处趾板底缘座落于弱风化基岩上,最低开挖高程为 698.13m,砂卵砾石开挖坡度采用 1:1.5,河床处坝体建基面在趾板下游 30m 大于 0.3 倍坝高范围将砂卵砾石挖除后座在弱风化基岩上,其余的砂卵砾石覆盖层全部清除。河床两侧岸坡段坝体趾板底缘根据坝段高度的不同座在弱风化和强风化岩上:坝高在 50m 以上的岸坡即 716.70m 高程以下的岸坡趾板座在弱风化岩上,716.70m 高程以上的岸坡趾板座在强风化岩上,堆石坝体建

37、基面为强风化层。趾板基础开挖后进行挂网喷锚处理,锚杆长 4m,间距为 2m,喷混凝土厚 20cm,挂网钢筋间距 15cm。1.4.3.21.4.3.2 坝基灌浆处理坝基灌浆处理 根据 混凝土面板堆石坝设计规范 SL228-98 第 6.2 款第 6.2.4 条规定“帷幕灌浆应布置在趾板中部,并可与固结灌浆相结合。帷幕深度宜深入相对不透水层以下 5m。”故本工程在趾板基础下基岩进行帷幕灌浆和固结灌浆处理。防渗帷幕底界深入相对隔水层 5m 为原则进行设计。河床段设计防渗标准w5Lu,深 75m80m,帷幕线沿趾板中部两侧双排布置,排距 1.5m,孔距 2.0m;两岸岸坡段设计防渗标准 w5Lu,左

38、岸深 61m70m,右岸深 75m80m,帷幕线沿趾板中部单排布置,孔距 1.5m,帷幕灌浆钻孔总进尺 28793m。13 根据碾压式土石坝设计规范 SL274-2001第 6.2.3 条:固结灌浆应采用铺盖式,宜布置 24 排,深度应不小于 5m。故本工程在趾板范围进行铺盖式固结灌浆,灌浆孔布置 2 排,排距 2m,孔距 3.0m,深度进入强风化。固结灌浆总进尺 5865m。坝两肩设置灌浆平洞,左岸灌浆平洞长 109m,右岸灌浆平洞长 45m。灌浆平洞设计净空为 3.52.5m,喷 C25 混凝土厚 0.1m,灌浆平洞边上设有 0.20.2m的排水沟。1.4.41.4.4 边坡处理边坡处理

39、丫多河水库边坡支护处理主要集中在坝顶以上两岸谷坡卸荷强烈区域边坡支护、坝基开挖边坡支护、泄水建筑物进出口段开挖支护,及进场道路边坡支护和施工过程中的临时支护。1.4.4.1.坝址边坡开挖支护 坝址两岸坝顶高程以上开挖边坡高度较低,主要集中在覆盖层,开挖时按稳定边坡开挖,开挖坡度根据地质情况强风化为1:1,弱风化为1:0.50.75,开挖面作打锚杆挂网喷混凝土处理。坝基开挖,开挖边坡较高且陡,但地质条件较好,两岸坝肩无影响边坡整体稳定的贯通性软弱结构面分布,整体稳定性较好。对坝顶以上两岸谷坡卸荷强烈的区域,针对不同的卸荷情况采取喷混凝土、挂钢筋网喷混凝土、设置锚杆等相应的工程措施进行处理,同时坡

40、面设置截水沟、排水孔等排水措施。1.4.4.2.泄水建筑物进出口边坡开挖支护 丫多河水库泄水建筑物包括溢洪洞和导流泄洪输水隧洞,进出口段为石方明挖,开挖坡度1:0.50.75,部分位置属高边坡开挖,按不同风化程度确定边坡开挖坡度,分级开挖,中间设置马道,台阶高度10m,马道宽2m,坡面作打锚杆挂网喷混凝土处理。坡面的深层加固参照类似工程,采用1000KN级预应力锚索,为粘结型岩石锚索。锚索长度为40、35m,交替布置,锚固段长10m。根据水电水利工程边坡设计规范 DL/T 535-2006的规定,预应力锚索布置间距宜为4m10m,本项目采用锚索间距为10m。1.4.4.3.进场公路边坡及施工临

41、时支护 进场公路山体边开挖后的岩石边坡主要采用挂网喷混凝土并设置锚杆加固,14 对公路安全运行有影响的危岩进行清理及必要的加固。施工过程中产生的临时边坡,影响施工安全的孤石、危岩及时清理或加固,地质情况较差的区域,开挖后采用喷混凝土进行临时性加固。1.4.51.4.5 城镇供水城镇供水 设计水平年丫多河水库供水城镇、农村人口将分别达到 5 万人、1.22 万人,大牲畜 7270 头及小牲畜 25653 头,所需用水通过引水管道输送。平均月用水量为 39.98 万 m3/月,供水管道设计全长 22km,供水工程的投资不列入本工程投资。供水工程永久性水工建筑物洪水标准:设计洪水标准为重现期 20

42、年一遇(p=5%),校核洪水标准为重现期 50 年一遇(p=2%)。1.5 1.5 电工、金属结构及采暖通风电工、金属结构及采暖通风 1.5.11.5.1 机电设计机电设计 (1)供电方式 本工程永久供电电源引坝址下游 3.5km 处的 35kV 变电站,经一回(LGJ-95/20)10kV 架空线路至大坝管理区变电站。为保证重要负荷供电,另设一台柴油发电机作为坝区备用电源。(2)用电负荷 本工程为丫多河水库下游马街和南沙两个乡镇的农田和人口、牲畜提供灌溉用水和饮用水为主的工程,主要用电负荷为:导流泄洪输水隧洞闸门启闭机;照明及管理站用电负荷(60kW)。考虑到本工程在元阳县县城生活用水中所起

43、的作用,如果供电出现问题将影响县城生活用水,根据 供配电系统设计规范 GB500521995,负荷等级确定为二级。(3)电气主接线 根据电源引接方式,10kV 经一台 10/0.4kV 200kVA 变压器降压后接入 0.4kV母线,0.4kV 侧为单母线接线;0.4kV 母线上另接一台柴油发电机组作为备用电源。(4)主要电气设备见表 1.5-1 15 表表 1.51.5-1 1 主要电气设备表主要电气设备表 序号 名 称 规 格 单位 数量 备 注 1 10KV 输电线路 LGJ-95/20 LGJ-95 km 3.5 2 变压器 (200kVA)S11-200/10 台 1 3 跌落开关

44、RW5-10/100 台 1 4 避雷器 Y5W 台 1 5 柴油发电机 150kW 台 1 6 低压配电盘 GCK GCK 0.4kV 块 2 7 配电箱 个 5 8 启闭机控制箱 个 2 9 接地系统 项 1 10 照明系统 项 1 11 低压电缆 ZR-VV22-1KV km 2 12 通风空调系统 项 1 1.5.2 1.5.2 金属结构金属结构 丫多河水库工程金属结构部分包括水库枢纽部分和灌区部分。水库枢纽部分金属结构包括 1 扇平板事故闸门,单孔;1 扇弧形工作闸门,单孔;1 扇导流洞平板封堵闸门,单孔;输水洞进口拦污栅 1 扇。灌区部分金属结构包括渠首取水钢管、和电动蝶阀,3 台

45、;右岸灌区分水闸门;左岸灌区分水闸门、倒虹吸钢管、排砂钢管、蝶阀、闸阀。泄水部分金属结构共设置闸门 3 扇,启闭设备 2 台,拦污栅 1 扇。金属结构总重 126.66t。其中,门叶总重 86.66t,门槽总重 40t。灌区部分金属结构共设置分水闸门 26 扇,手动螺杆式启闭机 26 台,拦污栅1 扇,平板钢闸门 1 扇,钢管 2950m,总重 558.93t。其中,门叶总重 552.98t,门槽总重 5.95t。本阶段水库枢纽部分增加表孔泄流方案作为比较方案,其中表金属结构部分设计包括:1 扇叠梁式检修闸门,单孔;1 扇弧形工作闸门,单孔;导流泄洪输水隧洞 1 扇平板事故闸门,单孔;1 扇导

46、流洞平板封堵闸门,单孔;输水洞进口拦污栅 1 扇。表孔泄流方案金属结构共设置闸门 4 扇,启闭设备 2 台套,拦污栅 1 扇。金属结构总重 85.96t。其中,门叶总重 74.16t,门槽总重 11.8t。本工程金属结构的设计原则及容许应力按水利水电工程钢闸门设计规范(SL74)执行。本工程金属结构的防腐要求按 水工金属结构防腐蚀规范(SL105)16 执行。1.6 1.6 工程消防设计工程消防设计 1.6.11.6.1 设计依据、原则设计依据、原则 本水库工程等级为中型工程,主要建筑物包括有柴油发电室、变电站、溢洪闸和输水涵洞,次要建筑物有管理楼等。启闭机闸室布置有动力控制箱。本工程消防设计

47、以“预防为主,防消结合”为原则,针对不同建筑物与设备设置灭火装置,做到安全保障、使用方便、经济合理。1.6.21.6.2 总体设计总体设计 本工程建筑物面积不大,设备不多,所以消防采用化学灭火为主,不设水消防设计方案。消防总体布置:在启闭机室设 3 个 MFZL4 型 4Kg 手提式干粉灭火器。管理楼和启闭机室内凡穿越楼板和进出开关柜、配电屏、控制盘底的电缆孔洞,电缆敷设后用速固防火堵料或柔性防火堵料严密封堵。在管理楼设 9 个 MFZL4 型 4Kg 手提式干粉灭火器,柴油发电机室配一个MFTZL-35 型 35Kg 推车式干粉灭火器。1.6.31.6.3 主要消防设施主要消防设施 表表 1

48、.61.6-1 1 主要消防设备表主要消防设备表 序号 名 称 规 格 单位 数量 1 MFZL4 干粉灭火器 4kg 个 12 2 MFTZL-35 推车式干粉灭火器 35Kg 个 1 1.7 1.7 施工组织设计施工组织设计 1.7.11.7.1 施工条件施工条件 丫多河水库工程坝址距元阳县城 30km,距马街乡政府所在地约 4km,元阳县城至昆明 284km,距州府蒙自 91km。现有县、乡级公路通至工程区,乡间小道通 17 至坝址,对外交通便利。工程区位于罗汉村下游 400m 处,河流总体流向 N105E,河谷狭窄呈“V”型,两岸地形下陡上缓,左岸较缓,右岸较陡。左岸地形坡度一般 30

49、40;右岸 750760m 高程以下谷坡陡峻,自然坡度一般 4550,以上地形坡度一般 1025,坝址谷底宽 815m。河谷下部狭窄,不利于施工场地布置。河谷上部两岸台地发育,施工场地布置条件相对较好。坝址上游库区左岸约 1km 处地势开阔平坦,可作为施工生活场地使用。坝址下游左岸约 1km 处地势狭长,可作为施工堆碴和倒运场地使用。坝址下游右岸约0.7km 处地势较宽,可用坝基开挖料和石料场覆盖层开挖料填筑作为人工砂石料加工厂和砼拌和厂的场地使用。灌区工程施工场地沿左右岸干渠择合适地形布置。各施工场地布置及场内交通情况见施工总布置图。工程所用水泥、钢材、木材、油料、火工材料均可从元阳县城购买

50、,运距30km。工程区附近分布冲沟常年均有水源,水质较好,流量充足,生产及生活用水可就近从河道和工程区旁边冲沟取水,能够满足生产和生活用水指标要求。因此,本工程供水条件较好。供电由马街乡变电所引 10kV 供电线路 3.5km 至工程区,设一座 35/10KV 变压器降压后使用。工地设置 200kW 柴油发电机组作为备用电源。施工通信由马街乡邮政所接线至施工区,且无线通讯网已覆盖工程区,通信条件便利。1.7.2 1.7.2 建筑材料建筑材料 本工程需用主要建筑材料为:水泥、钢材、木材、油料、火工材料等。水泥选用开远水泥厂的水泥,运距 170km(到工地)。木材、油料均可从元阳县城购买,公路运距

51、 30km。钢材从昆明购买,公路运距 306km 火工材料从元阳县购买,公路运距 30km。大坝填筑石料料源为坝下游右岸约 1km 处的号料场,有用储量分别为 534万 m,根据地质勘察试验,其岩性为中厚层状片麻岩,岩性坚硬,数量和质量能满足大坝填筑和混凝土粗细骨料使用要求。18 坝址下游左岸约6km处的III号土料场作为砼面板上游的铺盖填筑粘土的料源,坝址左右岸边坡上部的 I-1 和 I-2 号料场作为导流围堰防渗填筑土料的料源。其主要特性、质量、储量均满足要求。1.7.31.7.3 施工导截流施工导截流 (1)导流方式及导流标准 丫多河水库采用河床一次断流,围堰挡水,隧洞导流的方式。围堰采

52、用土石围堰,根据导流建筑物的级别和导流建筑物的类型,导流期间各时段的导流标准如下:初期导流:截流后第一个枯水期采用枯水期 10 年一遇洪水标准。后期导流:截流后第一个汛期坝体临时断面挡水度汛,采用全年 20年一遇洪水标准;第三个汛期导流建筑物已封堵,坝体度汛标准为全年 50 年一遇洪水标准。各导流时段划分及标准、流量见表 1.6-1。表表 1.6-1 施工导流标准及流量表施工导流标准及流量表 项 目 时 间 设计洪水标准(P=%)设计流量(m3/s)1 截 流 第 2 年 11 月初 20 19.12 2 初期 围堰挡水 第 2 年 11 月第 3 年 4 月(截流后第一个非汛期)28.18

53、28.18 3 后期 坝体临时断面挡水 第 3 年 5 月第 3 年 10 月(截流后第一个汛期)257.0 257.0 4 坝体断面挡水 第 3 年 11 月第 4 年 3 月(截流后第二个非汛期)28.18 28.18 5 导流洞下闸 第 4 年 4 月初 20 19.12 6 导流洞封堵 第4年4月第 4年5月 20(非汛期)19.12 (2)导流建筑物 根据地形和地质条件,结合水工布置,在右岸设一条导流洞。导流洞进口位于远离大坝上游坡脚约 150m,出口距大坝坝轴线约 150m。隧洞型式为圆形。衬砌后断面尺寸为直径 4m。导流洞进口高程 716m,出口高程 690.32m,洞身长 44

54、7.2m,坡降 0.058,出口明渠长 40m,坡降 0.058。为减少洞身糙率、提高泄流量和运行的安全性,采用喷锚支护与二次全断面钢筋混凝土衬砌结合的复合衬砌方式,衬砌厚度 50cm。19 导流洞泄流不限制流态,低水位泄洪时为明流,高水位泄洪时为压力流。为节省投资,后期将导流洞改造为泄洪输水洞。为后期封堵的需要,导流洞进口段设闸室,后期封堵时闸门闭合,对龙抬头底部段用 C20 砼进行封堵,封堵长度 15m。上游围堰按防御非汛期 10 年一遇洪水设计,挡水水位 722.02m,考虑波浪爬高和安全超高后,堰顶高程 723.32m,最大堰高 6.0m,堰顶轴线长约 60m,堰顶宽 4.5m,迎水面

55、坡 1:2.5,背水面坡 1:1.8。堰基覆盖层采用帷幕灌浆防渗,帷幕灌浆深度入基岩 1m,堰体采用壤土斜墙防渗。下游围堰按汛期 10 年一遇洪水设计。下游围堰挡水水位 695.82m,堰顶高程 697.32m,最大堰高 4.0m,堰顶轴线长约 30.0m,堰顶宽度 10.0m,兼作跨河交通,迎水面坡 1:2.5,背水面坡 1:1.8。堰体采用壤土斜墙防渗,堰基采用壤土铺盖防渗,均厚 1.0m,长约 12m。(3)截流 根据本工程所在河段的水文特性及施工总进度安排,5 月至 10 月为汛期,11 月至次年 4 月为枯水期,为争取工期,初选 10 月底作为截流时段,截流标准为 5 年一遇枯期洪水

56、流量 19.12m3/s。因截流设计流量不大,选择自右岸向左岸单戗堤立堵进占截流方式。1.7.41.7.4 主体工程施工主体工程施工 1.7.4.1 水库枢纽施工 截流前进行坝肩岸坡 724.32m 高程以上开挖,截流后进行 724.32m 高程以下岸坡及河床部位开挖。开挖完即进行趾板混凝土浇筑和基础处理、坝体填筑、面板混凝土浇筑和坝顶防浪墙混凝土浇筑。一、土石方施工 土石方开挖分两个时段进行开挖。第一段为第二年的 4 月至 9 月利用洪水期先开挖两岸水位以上坝肩的土方和石方,第二段从第二年的 12 月围堰建成后开挖河床内的土方和石方,到第二年 1 月底结束,采用自上而下分层开挖。二、坝体填筑

57、 大坝填筑采用分区流水作业施工。石料填筑分为四个工序,即:铺料、加水、碾压和质量检测。根椐碾压机械经济合理的运行要求,每一工序最小宽度为 30m,20 厚度根据试验确定,长度为 5080m,各工序流水分段均平行坝轴线布置,采用进退法压实。三、大坝混凝土工程施工 大坝混凝土包括:混凝土面板,趾板、坝顶防浪墙、路面混凝土等。趾板混凝土浇筑由河床向两岸,由低向高分段进行,采用普通钢模分块跳仓浇筑。由 YT27 手风钻钻锚筋孔,人工安装锚筋、绑扎钢筋和立模。6.0m3混凝土搅拌运输车从混凝土拌和站运送混凝土至浇筑仓面附近,河床部位由混凝土泵泵送入仓,岸坡部位由溜槽入仓,插入式振捣器振捣密实,每一浇筑块

58、浇筑完成后应及时养护。四、固结灌浆 坝体固结灌浆施工程序为自上而下灌浆法,固结灌浆安排在相应趾板段基础混凝土浇筑后进行,采用 YQ-150 型潜孔钻钻孔,NSB100/30 型灌浆泵全孔一次灌浆。坝体固结灌浆安排在第二年的 3 月至第二年的 10 月底完成。五、帷幕灌浆 坝基帷幕灌浆安排在第二年的 3 月底至第二年的 10 月底完成。帷幕灌浆安排在趾板上施工,采用三序孔逐渐加密的原则进行,每序孔自上而下分段灌浆法施工,由 150 型地质钻机钻孔,200L 泥浆搅拌机集中拌制水泥浆,BW-250/50 型灌浆泵灌浆。1.7.4.2 输水灌渠施工(1)左干渠倒虹吸 土石方开挖:土方开挖采用机械辅人

59、工开挖,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运输,用于回填部分堆存至附近堆料场,多余部分运至渣场。石方开挖采用石方采用 Y30 型手风钻钻孔,浅孔松动爆破,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运至渣场。土石方回填:土方回填全部利用开挖料,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运输,蛙式打夯机夯实。(2)渠道工程 渠道工程采用分区、分段施工。21 土石方开挖:土方开挖采用机械辅人工开挖,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运输,用于回填部分堆存至附近堆料场,多余部分运至渣场。石方开挖采用石方采用 Y30 型手风钻钻孔,浅孔松动爆破,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运至渣场。

60、土石方回填:土方回填全部利用开挖料,不足部分由土料场开采,0.6m反铲挖掘机挖装 10t 自卸汽车运输,蛙式打夯机夯实。浆砌石砌筑:浆砌石石料由石料场开采,0.6m挖掘机挖装 10t 自卸汽车运输沿渠线卸料,人工砌筑。1.7.51.7.5 施工总布置施工总布置 1.7.5.11.7.5.1 施工总布置方案施工总布置方案 施工总布置按集中布置与分散布置相结合的原则进行,以方便施工及管理,减少干扰。本工程施工工厂设施包括:砂石料加工系统,混凝土生产系统,综合加工厂等。本工程砂石料采用人工料,由石料场开采石料,运输至砂石料加工系统破碎加工,砂石料加工系统布置在坝址下游 400m 右岸的冲沟回填场地上

61、;混凝土生产系统紧邻砂石料加工系统布置;综合加工厂布置在左岸坝址上游 1000m 的进场公路附近。本工程设仓库一座,布置于左岸坝址上游 1000m 的进场公路附近,用于存储工程用材料、配件、五金等,建筑面积 500m,占地 5575m。本工程高峰施工人数为 800 人,集中布置一处施工生活区,位于左岸坝址上游 1000m 的进场公路附近,建筑面积 6400m,占地 16594m。工程用风部位主要为导流泄洪输水隧洞、溢洪洞、大坝及石料场石方开挖,用风量分散,采用两座空压机站供风。施工生产和生活用水分左右岸两区供水,左岸区抽水自登云小溪至高位水池,然后自流至生活生产区使用;右岸区自丫多河泵抽至高位

62、水池后,自流至施工工厂和各施工工作面使用。工地生产生活高峰用电负荷约 2500kW,供电由马街乡变电所引 10kV 供电线路 3.5km 至工程区,工地设置 200kW 柴油发电机组作为备用电源。灌区工程施工用电拟接附近农网电,有部分施工地段接线较远时则采用自备柴油发电机组供 22 电。施工通信由马街乡邮政所接线至工区,长 4km,安装 50 门交换机一台,工程完工后移交水库永久管理使用。1.7.5.21.7.5.2 土石方挖填平衡及弃渣场地规划土石方挖填平衡及弃渣场地规划 水库枢纽工程开挖渣料不得弃入河道,尽量少占农田,弃渣场尽量就近、集中弃置。本工程土石方开挖包括大坝、溢洪洞、导流泄洪输水

63、隧洞开挖及围堰拆除,共 50.52 万 m。根据地质资料,开挖出来弱风化的石料可用于堆石坝的堆石料。土石方平衡后,开挖可利用的石料总共:171400m3,剩余弃渣量为 333790m3,弃至大坝左岸下游 1.1km 处的堆碴场,折合松方 397210m3。工程占地共计约 76.8 万 m2,其中永久占地 43.8 万 m2,临时占地 33 万 m2。1.7.61.7.6 施工总进度施工总进度 本工程的施工总进度均按工程筹建期、工程准备期、主体工程施工期、工程完建期四个阶段划分。根据工程枢纽布置特点、结构型式及施工条件,经各单项工程施工方法研究后确定枢纽工程施工总工期 35 个月,其中工程准备期

64、 14 个月,主体工程施工期17 个月,完建期 4 个月。1.8 1.8 建设征地及移民安置建设征地及移民安置 1.8.11.8.1 工程征占地范围工程征占地范围 丫多河水库工程建设征占地范围包括水库淹没影响区和工程建设区两部分。水库淹没影响区包括水库淹没区和淹没影响区;工程建设区包括枢纽工程区和灌区建设区。1.8.1.11.8.1.1 水库淹没处理范围水库淹没处理范围 水库淹没区包括水库正常蓄水位以下的经常淹没区和水库正常蓄水位以上因水库洪水回水、风浪、船行波、冰塞壅水等产生的临时淹没区。根据水库回水计算成果和风浪爬高等影响因素,确定本项目水库淹没处理范围如下表:23 表表 1.8-1 丫多

65、河水库淹没范围简表丫多河水库淹没范围简表 序号 项目 末端高程 回水末端离坝址位置 1 耕园地征地线 784.22 1.18 2 居民搬迁线 784.36 1.19 3 林地征用线 781.73 1.8.1.21.8.1.2 水库影响处理范围水库影响处理范围 经分析,水库蓄水引起的浸没、塌岸、滑坡、内涝、水库渗漏等地质灾害影响不大,本项目在水库淹没处理范围内征收所需要占用的土地就可满足工程建设和运行的要求,无需因地质灾害的影响而扩大征收土地面积,故无需设立因水库蓄水而引起的影响区进行征地。1.8.21.8.2 水库淹没设计洪水标准水库淹没设计洪水标准 根据 水利水电工程建设征地移民安置规划设计

66、规范(SL2902009)及 防洪标准(GB50201-94)的规定,淹没对象的设计洪水标准,应根据淹没对象的重要性、水库调节性能及运用方式等进行分析论证,在安全、经济和考虑其原有防洪标准的原则下,因地制宜在规范所列的设计洪水标准范围内分析确定。本项目位于云南省较偏远的元阳县,元阳县的经济相对较落后,政府财力有限,本项目是水利基础设施,属公益性项目,根据项目的这种实际情况以及云南省以往的惯例原则,本项目中不同淹没对象采用的设计洪水标准如下:表表 1.71.7-1 1 丫多河水库不同淹没对象的设计洪水标准丫多河水库不同淹没对象的设计洪水标准 淹没对象 洪水标准(%)重现期(年)耕地、园地 20

67、5 林地、草地 正常蓄水位 781.73m 农村居民点、集镇 10 10 公路、输变电、电信、水利设施及文物古迹等淹没对象 按照防洪标准(GB50201)和相关技术标准的规定确定 1.8.31.8.3 移民征地主要实物指标移民征地主要实物指标 全库区征地涉及到元阳县南沙镇、马街乡的 4 个村委会(马街村委会、丫多村委会、桃园村委会、乌湾村委会)13 个村小组(马街村委会的罗汉村、中寨村、三家村、阿伍寨、龙街、曼延坡牛街、马街村,丫多村委会的丫多村,桃 24 园村委会的困勒、俄贾、桃园及乌湾村委会的乌湾)。本项目永久征(占)地面积为 1618.12 亩,其中库区淹没 703.80 亩;枢纽建设区

68、 552.31 亩;灌区 362.01 亩。在永久征(占)地面积中,耕地 562.77 亩,其中 250以上坡耕地 19.9 亩;园地 49.26 亩;林地 528.44 亩;住宅用地 26.19亩;交通运输用地 7.53 亩;水域及水利设施用地 79.07 亩;其他土地(空闲未利用地)364.86 亩。本项目临时征地 894.59 亩,其中枢纽区 654.59 亩,灌区 240 亩。在临时占地中,耕地 33.14 亩,灌木林地 466.75 亩,其他土地 394.70 亩。征地范围内的影响人口 290 人共 70 户,全部集中在水库淹没区,枢纽建设区和灌区无需搬迁人口。直接淹没影响房屋及附属

69、结构 9150m2,其中砖混结构 6372.0m2,砖木结构2200.0m2,土木结构 240.0m2,杂房 338.0m2,全部集中在水库淹没区,枢纽建设区和灌区没有需要拆迁的房屋。本项目淹没的农副业设施 88 处,其中小酒坊 70 处、豆腐坊 9 处、米面坊 6处、农机修理处 3 处。本项目需拆迁水井 10 口;猪牛栏 420m2;厕所栏 70 m2;晒场 600 m2;零星林果木 375 棵;坟墓 174 冢。全部集中在水库淹没区,枢纽建设区和灌区没有需要拆迁的上述设施。本项目淹没的专项设施:乡村交通道路1.1km,10kV输电线路1.2km,低压线路2.4km,变压器所3座,电话通讯线

70、路1.2km,全部集中在水库淹没区,枢纽建设区和灌区没有需要拆迁的专项设施。丫多河水库建设项目用地范围内没有矿产压覆情况,也没有文物古迹、自然保护区等。1.8.41.8.4 农村移民安置总体规划农村移民安置总体规划方案方案 由于丫多河水库建设项目淹没了元阳县马街乡马街村委6个村小组312.5亩耕地和其中三个村小组(罗汉、中寨、三家)的房屋,还淹没了丫多村委78.08亩耕地;枢纽工程建设区59.90亩耕地;灌区工程建设区112.44亩耕地。将产生搬迁人口和农业生产安置人口。根据本项目占用耕地的情况,同时对库区及被 25 淹没耕地的各村的剩余耕地进行了调查分析,综合上述情况,对移民安置进行的总体规

71、划是:生产安置和搬迁安置结合当地实际情况,以就近安排为原则,生产安置采取“以农业安置为主的安置方式”,生产安置规划为搬迁人口配置人均耕种面积1.7亩,1.2亩耕地、0.5亩园地,规划水平年约需配置耕种面积501.5亩。搬迁安置初步确定安置在俄贾对面山片区,安置村占地面积约44.23亩;生产安置人口中不淹没房屋只征用土地的人采取在村小组间调剂解决,拟定人均调剂1.2亩耕地。为移民配置的耕地全部为同质量耕地,来满足移民需求。本项目的建设占用了马街村委较多的耕地,占用的耕地主要集中在罗汉村、中寨村和三家村这三个村小组,同时这三个村小组的房屋也将被淹没,故这三个村小组是需要整村同时迁出的。根据土地调查

72、,马街村委的储备耕地并不多,所以这三个村小组通过耕地调剂后靠安置的方式是受限制的。同时考虑到丫多河水库的任务是以灌溉和供水为主,通过库外移民搬迁,减少库区农村面源污染,使水库水质不受到人类活动的影响,以及不产生二次移民搬迁带来的诸多问题。综上因素,元阳县人民政府决定对罗汉村、中寨村和三家村这三个村小组的全部人口一次性搬迁出库外,由于丫多河水库下游的桃园村委的俄贾对面山片区土地资源丰富,有1600亩的荒芜土地可开垦利用,能够安置下这三个村小组所有的移民人口,考虑到这种情况及生活安置与生产安置应协调一致等种种因素,安置规划拟定马街村委的这三个村小组全部搬迁到桃园村委的俄贾对面山,在此这些人口的生产

73、安置与搬迁安置结合在一起进行安置规划。淹没区和枢纽区征地中除需要搬迁三个村小组外,其余村小组采取在小组间调剂耕地进行安置。根据对马街村委会、丫多村委、桃园村委会及库区邻近其他村小组的土地调查,丫多村、阿伍寨、龙街、马街村、牛街、困勒只淹没土地需要进行生产安置的人口具备在原居住区通过有偿调剂耕地来进行生产安置的条件,再考虑到移民故土难移的移民情感以及本村本地耕地的充分利用,同时保证农民生活水平的提高。故安置规划方案初步拟定丫多村、马街村、阿伍寨、龙街、牛街、困勒采取以小组间有偿调剂耕地(人均1.2亩)的方式进行生产安置,并对原有耕地进行土地整理,提高粮食产能。对于灌区占用的桃园村委和乌湾村委的土

74、地,因是线型工程,对于每户来 26 说征用的耕地是很少的,在本村小组内自行生产安置。从上述分析看,“以农业生产安置为主的安置方式”是解决丫多河水库建设征地移民安置的较为合理的方式,符合丫多河水库建设征地区的实际情况。丫多河水库建设征地涉及的地方政府通过广泛征求移民意愿,确认了丫多河水库移民安置方式为农业生产安置为主的安置方式。1.8.51.8.5 专业项目恢复改建专业项目恢复改建 本项目在库区淹没的专业项目有:乡村交通道路 1.1km,10kV 输电线路1.2km,低压线路 2.4km,变压器所 3 座,电话通讯线路 1.2km。因库区移民全部外迁,在安置点重建上述设施,故库区淹没的专业项目不

75、需要恢复改建。枢纽建设区和灌区没有需要拆迁的专业项目。1.8.6 1.8.6 投资概算投资概算 本工程征地移民总投资为 5277.10 万元,其中水库淹没区是 3969.10 万元;枢纽建设区是 839.89 万元;灌区是 468.11 万元。丫多河水库工程征地移民投资概算表详见征地移民规划报告。1.9 1.9 环境保护设计环境保护设计 1.9.11.9.1 环境概况环境概况 元阳县属于亚热带季风气候,丫多河为红河支流排沙河的上游,发源于元阳县西部西观音山西麓的鸠妈村委会倮沙村、三合寨,流经丫多村委会、桃园村委会、赛刀村委会与者那河汇合后称排沙河,经元阳县城后汇入红河,拟建水库的区域内,没有工

76、业污水进入库区范围内,库区周边有部分耕地,因此农业面源为评价区的主要污染源,而且面源污染较小。水质情况良好,不存在水质污染现象。元阳县生物资源丰富,多样性特征非常突出,茶叶、草果、竹子等传统生物资源种植具有规模优势,印楝、栀子等新兴生物资源品种经过多年的培育已形成一定种植规模,膏桐、青蒿、中药材和橡胶种植等具有潜力优势,众多生物资源急需发展精深加工和开发创新产业。为了提高当地的经济建设,在稳步发展种植基地的基础上优化布局,急需提升原料质量和产业规模,促进农产品的大力发展,水资源供需问题的解决迫在眉睫。27 1.9.21.9.2 主要环境问题主要环境问题 (1)水资源供需矛盾突出 元阳县内水资源

77、丰富,但县内水利工程设施少且分布不均匀,现有水利设施调节性能差,供水量少,不能满足该县工农业用水要求,缺乏调节性能好的骨干调蓄控制性工程,属工程性缺水地区。(2)水质污染 坝址区以上库区内目前没有工业,只有部分村庄,水质污染主要是生活污水,另外农业生产使用的化肥、农药,部分残留在土壤和水分中,随农田退水和地表径流进入水体,造成污染。由于库区人口稀少,污染量较小,水质良好,总体污染不大。1.9.31.9.3 环境保护措施环境保护措施 为保护坝址下游河道水量水质和生态环境,水库径流调节计算已按有关规定预留下游河道生态用水量,这一措施将大大减轻对坝下河段水生态环境的影响。在施工期水环境保护措施方面,

78、主要集中于生活污水处理和生产废水处理。施工期生活污水利用有利地形进行沉淀后排放,设置成套生活污水处理设备,其他营地污水经化粪池后,进行绿化用水等使用。流动性的小型生活营地需设置旱厕。其他零星排放采用统一的中和沉淀处理。施工期生产废水采用沉淀法处理,清水循环利用,污泥采用高频脱水筛脱水后运至最近渣场。在机械包养维修点设置隔油沉淀池对含油废水进行隔油澄清处理,生产废水达标后优先用于生产或降尘。采取有效措施,对项目区声环境、空气质量和施工人员健康做好保护。对进库施工人员进行生产安全和环境保护教育。尽量避免对施工区自然环境的不必要影响。做好法律法规的宣传和普及,做必要的安全和教育标示牌。必须对坝址以上

79、流域所有新、改、扩建的带有排污性质的项目严格控制,避免对库区水质产生影响。土方及沙石料开挖时应采取湿法作业,并避开大风天气,以免扬尘影响周围的环境,钻机安装除尘装置。水库蓄水后,应加强对部分地段可能产生滑坡和塌岸的监测,并对水库、河道水质和库周地下水以及天然植被的生长状况进行监测,为以后的管理提供科学依据。28 1.9.41.9.4 环境影响初步评价环境影响初步评价 经初步分析预测,工程的建设将对动物的活动、栖息环境和工程建设征地范围内的植被、植物资源造成不可避免的影响;水库淹没将导致淹没线以下森林植被永久性消失,其范围内生长的植物也将永久性的消失。但是这些影响都是不可避免的,相比较于水库建成

80、后的效益来讲,水库建设利远远大于弊。水库建成后,将对区域水资源时空分配产生影响,可以优化水资源配置。水库建成后,通过调节下泄流量,可维持河流的基本生态环境。以丫多河水库水源为主解决城市生活和工业供水与灌溉用水,对地表水水源和地下水水源进行结构调整,改善和保护日益恶化的水文地质环境。总之新建丫多河水库,虽然对当地环境造成一些不可避免的影响,但工程的兴建将促进当地社会、经济、环境向有利的方向发展,不利影响通过采取一定措施后将得到控制和改善,经过综合评价,有利影响大于不利影响。1.9.51.9.5 环境保护投资环境保护投资 本工程环境保护专项投资主要包括人群健康保护和施工期监测费用共计133.77

81、万元。1.10 1.10 水土保持设计水土保持设计 1.10.11.10.1 水土流失现状水土流失现状 项目区在土壤类型分区上大部分为土石山区,仅涉及少部分山前倾斜平原区和黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀以水蚀为主,多年平均侵蚀模数为 1040t/kma左右。1.10.21.10.2 水土流失水土流失防治责任范围防治责任范围及分区及分区 水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。项目建设区主要是指开发建设单位的征地范围、租地范围和土地使用管辖范围。丫多河水库工程项目建设区工程占地 204.44hm2,包括枢纽工程区占地36.82hm2,道路工程区占地 36.23hm2,料场区占地 17.27hm

82、2,施工生产生活区占地 15.29hm2,弃渣场占地 17.26hm2,灌渠区占地 32.56hm2,水库淹没区占地 46.92 hm2。29 直接影响区即由于生产建设活动而造成水土流失危害的区域。本工程直接影响区包括:枢纽工程影响区 4.73hm2、灌渠工程施工影响区 12.00hm2、料场影响区 3.00hm2、道路工程影响区 22.44hm2、弃渣场影响区 1.46hm2、施工生活区场地影响区 3.00hm2,移民安置区 36.90hm2。1.10.31.10.3 水土流失预测水土流失预测 (1)扰动原地貌、损坏土地面积预测结果 根据现场调查及工程施工组织资料分析测算,丫多河水库工程建设

83、中扰动、破坏的地表面积包括枢纽工程区、道路工程区、料场区、施工生产生活区、灌渠区、弃渣场区共计面积 157.52hm。(2)弃土弃渣预测结果 根据工程施工组织设计分析统计,那丫多河水库工程工程建设过程中产生的土石方如下:工程土石方开挖量总计为 171.80 万 m3(包括表土收集 4.66 万 m3),土石方总回填量为 201.41 万 m3,枢纽区从料场区借方 124.37 万 m3,从枢纽去调出 31.88.66 万 m3到施工生产生活区的混凝土拌合系统的平台建设和施工围堰,总弃渣 94.76 万 m3,以上均以自然方计。松方系数 1.25,折合松方 118.46万 m3。(3)损坏水土保

84、持设施量预测结果 根据主体工程设计资料,本工程建设当中损坏的水土保持设施主要有林地和园地。经过统计,损坏水土保持设施面积合计为 50.41hm。损坏的水保设施在元阳县内。(4)水土流失量预测分析及结果 本项目在建设过程中土壤原生水土流失量为 7632.31t,工程在预测时段内共产生水土流失总量为 66266.50t,新增水土流失量为 58634.18t。1.10.41.10.4 水土保持防治目标水土保持防治目标 依据国家水土保持有关法规和技术规范,充分考虑本项目的特点,结合区域水土流失状况和当地自然条件,进行水土保持措施的布设。结合工程建设范围内的地形地貌、土壤及水土流失特点,制定水土保持防治

85、目标为:在项目水土流失防治责任区范围内,采取水土保持工程措施、植物措施和管理措施,有效控制 30 因项目开发而导致的新增水土流失,并在此基础上治理项目区域原有水土流失,保护和改善项目区域的生态环境。具体防治目标如表 1.9-1.表表 1.9-1 水土保持水土保持防治目标表防治目标表 指标名称 标准规定 按降水量修正 按土壤侵蚀强度修正 按地形修正 采用标准 扰动土地整治率()95 95 水土流失总治理度()85+2 87 土壤流失控制比 0.7 +0.3 1.0 拦渣率()95 95 林草植被恢复率(%)95+2 97 林草覆盖率()20+2 22 1.10.51.10.5 水土保持投资概算水

86、土保持投资概算 本工程水土保持总投资 543.10 万元,其中:主体工程已有投资 51.17 万元,新增水土保持概算投资491.92万元。新增水土保持投资中工程措施249.41万元,植物措施 95.79 万元,临时措施 20.57 万元,独立费用 38.41 万元,基本预备费12.13 万元,水土保持设施补偿费 75.62 万元。1.10.61.10.6 水土保持方案结论水土保持方案结论 工程建设期新增水土流失较大,特别是渣场、料场、施工道路等,工程建设如果不采取完善的水土保持措施,将会产生较大的水土流失,对当地的生态环境造成危害,同时对工程的建设也会造成一定影响。在自然恢复期,由于工程建设完

87、成,许多地段被工程或硬化路面覆盖,将不再产生水土流失。因此应将防治重点安排在建设期,使水土保持措施与主体同时建设、同时投入运行。1.111.11 工程管理工程管理 丫多河水库属新建工程,地处云南省红河州元阳县境内,位于元阳县西部红河的支流丫多河上,属红河水系。丫多河水库是一项以农村人畜饮水和农田灌溉为主的综合利用的中型水利工程,属公益性工程。为保证工程的顺利建设,保障工程效益的正常发挥,提高国有资产的运营效益,突出服务性,结合当前水管体制改革的实际,根据水利工程管理体制改革实施意见,丫多河水库将组建建 31 设管理单位,定性为事业性质的准公益性水管单位。1.11.11.11.1 管理机构管理机

88、构 丫多河水库工程在建设期间,由元阳县人民政府组建“元阳县丫多河水库工程建设管理所(副科级)”,作为丫多河水库工程建设的项目法人。建设管理所负责与工程建设相关的一切事宜,根据中华人民共和国建筑法、招标投标法、合同法等相关法律以及水利行业规定,对工程建设通过公开招标方式择优选择合适的工程建设的各类承包人,负责工程建设项目的申报、审批、资金筹措、征地、移民、工程的招标、建设过程中的管理。按照水利部水利工程设计概(估)算编制规定(水总2002116 号)有关建设单位定员标准,参照水库工程管理设计规范(SL106-96),并参考水利工程管理单位定岗标准(水利部财政部水办2004307 号)及类似工程建

89、设管理情况,测算“丫多河水库工程建设管理所”的人员编制为 15 人,工程建设管理所设正、副处长各 1 人,下设综合科、计划合同、工程技术、质量安全、财务、环境移民等科室。工程建成后以建管处为班底,其大部分人员和资产转移为水库管理单位。1.11.21.11.2 工程管理范围和保护范围工程管理范围和保护范围 为保障枢纽安全、正常运用,根据国务院颁发的第 77 号令大坝安全管理条例和水利部水库工程管理设计规范(SL106-96)中的有关条文,结合工程重要性,划定本工程管理范围和保护范围。(1)工程管理范围 工程管理范围如下:大坝坝肩轮廓线以外 200m;坝轴线上游 100m 范围内;下游 200m

90、范围内;生产、生活区;水库土地征用线以下的库区;溢洪洞右岸以外 100m;消力池下游 200m 范围内;灌溉渠道左右两侧 20m 范围内。工程管理取得土地按永久征地征用,并办理确权发证手续,待工程竣工时移交水库管理所。管理区内的附着物归工程管理所使用和管理,其他单位和个人不 32 得擅入或侵占。(2)工程保护范围 为保证工程安全,除设置工程管理区外,另设工程保护区。水工建筑物保护范围在管理范围界线外延,其中大坝及泄洪建筑物保护范围外延 200m,其他建筑物保护范围为管理范围外延 50m。库区保护范围为坝址以上、库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。1.11.3 1.11.3 工程

91、管理设施工程管理设施 工程管理设施包括:水情预报、水库调度自动化系统、水库上下游警报系统、水情预报水库工程内外观测设施及其自动化系统、水库内外通讯系统、交通道路、水库工程维修养护设备和防汛设施及其自动化计量设施、水库水情预报及下游警报系统、水库管理单位办公生产用房、职工住宅和文化、福利设施、各类车辆、船只及附属设施等。工程运行期间的管理设施宜在建设期统一考虑建设,管理区建筑面积为1406m,其占地位于工程管理区内。水库管理设施建筑面积为 1300m,其占地面积为 4500m。丫多河水库建成后,对外交通条件优越。场内左岸有永久道路通向大坝,并与马街和牛街相连接。根据水库工程管理设计规范(SL10

92、6-96)配置交通工具,其中各类车辆 2 辆,船只 1 艘。1.11.4 1.11.4 工程调度运行工程调度运行 根据丫多河水库的工程任务及防洪兴利调度运用原则,确定水库调度运行规程如下:水库调度运行首先要满足防洪要求;丫多河水库的任务是以灌溉供水为主,所以水库在满足防洪要求的基础上要满足灌溉供水要求。本工程面板堆石坝泄洪设施为岸坡正槽式溢洪洞结合导流泄洪输水隧洞泄洪(由导流洞改造而成并兼作输水洞),调控方式为:(1)、溢洪洞堰顶高程与水库正常蓄水位齐平,当库水位超过正常蓄水位781.73m 时,导流泄洪输水隧洞闸门处于关闭状态,仅由溢洪洞泄洪;33(2)、当库水位继续上升,达到 783.57

93、m(p=20%洪水位)时,逐步开启闸门,溢洪洞和导流泄洪输水隧洞联合泄洪;(3)、当库水位继续上升,达到 784.12m(p=2%洪水位)时,闸门全开,敞泄。(4)、在 5 年和 50 年一遇之间洪水实行控泄,确保各级控泄洪峰流量不大于入库洪峰流量,减少对下游的冲刷。(5)、洪水消退过程中,当水位降到 783.57m 以下时,关闭闸门,由溢洪洞泄洪至正常蓄水位。1.11.5 1.11.5 工程管理费用来源工程管理费用来源 工程运行期管理费的主要来源为丫多河水库向受益区供水的水费收入。经调查,农业生产灌溉用水价格 0.05 元/m;村镇生活供水水价为 1.0 元/m。经计算,每年丫多河向收益区供

94、水效益为 454.83 万元,水费征收及管理由县财政统一征收、统一管理。根据经济评价和财务评价部分的成果,维持丫多河水库正常运行管理的费用每年为 540.58 万元。丫多河水库管理所对丫多河水库运行管理的费用由县财政统一发放。1.12 1.12 节能设计节能设计 节能是国家发展经济的一项长远战略方针,加强节能工作是深入贯彻“坚持开发与节约并举,把节约放在首位”的方针,落实科学发展观,建设资源节约型,环境友好型社会,合理利用能源,切实提高节能水平和能源利用效率的一项重要措施。水利工程固定资产投资项目节能评价和审查工作是加强节能工作的重要组成部分,设计中严格采用节能技术,执行节能标准,降低能源消耗

95、,合理有效地利用能源,优化工程设计具有重要意义。1.12.1 1.12.1 设计依据设计依据 (1)中华人民共和国节约能源法;(2)中华人民共和国建筑法;(3)重点用能单位节能管理办法(原国家经贸委令第 7 号);34(4)节能中长期专项规划(发改委环资【2004】2505 号);(5)国家发改委、科技部联合发布中国节能技术政策大纲(2006 年);(6)国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术(国家发改委2005 第 65 号);(7)工业企业能源管理导则(GB/T15587-1995);(8)用能单位能源计量器具配备和管理通则(GB17167-2006);(9)节电措施经济效益计算与评

96、价(GB/T13471-1992);(10)土建、机电等专业提供的有关设计资料。1.12.21.12.2 工程能耗分析工程能耗分析 工程建设其主要消耗的能源为柴油、汽油和电力等,按照水利部总(2002)116 号水利建筑工程概预算定额及水利工程概(估)算编制规定概算,主要消耗能源为柴油和汽油。在运行期主要是为运行维护坝区和输水工程各种闸门消耗的柴油和电力用电等能源。本工程的建设和运行期不会消耗大量能源,因此不会对当地能源消耗结构及能源利用产生不利影响。1.12.31.12.3 工程节能设计工程节能设计 水利工程的节能措施,主要从工程设计、消耗设备选择及其政策符合性和管理等方面分析。(1)做好工

97、程的优化设计,选择合理经济的设计方案,在确保工程安全、可靠的前提下,防止设备选型裕度过大。(2)选择效率高、能耗低的机电设备。(3)合理安排施工组织设计,合理选用施工方案,减小不必要的能耗。(4)制定切实可行的节能管理制度,确定能耗指标,建立节能目标责任制和评价考核体系。(5)加强节能宣传,提供人员的节能意识。(6)加强机电设备的养护和维修,提供机电设备效率。另外在机电设备设计时,按照节能优先,技术和工艺先进并符合国家行业政 35 策规定的原则选用设备。根据用电量和输电距离合理配备输配电系统,减少电能损耗。施工组织设计中,施工总体布置本着有利生产、方便生活、快速安全、经济可靠、易于管理的原则进

98、行,选择技术先进合理可行的施工方案,施工机械。照明设备选择能耗低,符合国家节能要求的产品。合理安排施工工期,避免因工期延误造成能源耗费。1.12.41.12.4 综合评价结论综合评价结论 本工程施工期主要耗能项目为主体工程施工耗能和生产性建筑物。施工期柴油消耗总量为 2056.28 吨,耗电总量为 65.49 万 kWh。运行期主要耗能设备有启闭机电机、室内外照明。生产系统年能耗总量:4.42 万 kWh/a,生产性建筑年能耗总量为:9.84 万 kWh/a。通过采取各种措施,使工程能耗达到规范要求,从而以较小的能耗完成施工和日常运行管理,保障社会经济的发展。1.13 1.13 劳动安全与工业

99、卫生劳动安全与工业卫生 1.13.11.13.1 劳动安全措施劳动安全措施 根据水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范(DL5061-1996),水利水电工程根据规模大小及职工人数设置安全与卫生管理机构,其人员按职工总人数每千人 25 人配置,依此分析,并根据具体情况,工程配置 1 人的安全卫生管理机构。安全卫生管理机构负责本工程投产后安全卫生方面的宣传教育和管理工作,是工程运行中劳动安全与工业卫生的必要保证。为了保证职工的卫生管理和生产安全,专职机构可配置一定数量的声级计、温度计、照度计、振动测量仪、电磁场测量仪、微波漏能测量仪器设备和必要的安全宣传设备。为确保施工期间人员人身安全及建筑物安

100、全运行,本次特采取了防火防爆、防雷、防机械伤害、防坠落伤害、防电气伤害等措施。一旦出现紧急情况,应及时对人员进行疏散,本次设计在启闭机室及中央控制室两端设有安全出口,作为安全紧急通道。所有运行值班人员均需进行人身伤亡事故的急救培训。1.13.21.13.2 工业卫生措施工业卫生措施 36 各种工作场所进行噪声设计及设备选型,按照水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范(DL5061-1996)的相关规定实施。对办公、中控室设空气调节系统进行温度、湿度控制设计,对各工作场所进行采光和照明设计,日常生活中应注意防尘、防污、防腐蚀、防毒。1.13.31.13.3 预期效果及评价预期效果及评价 本工程规

101、模较大,人员较多,但通过以上各种场所及设备采取的安全措施,预期本工程的劳动安全与工业卫生可以取得较好的效果。1.14 1.14 工程设计概算工程设计概算 丫多河水库总投资 36120.60 万元。其中工程部分投资 30943.04 万元,环境部分 641.36 万元,移民投资 4536.20 万元。枢纽工程概算总投资25583.86万元,其中建筑工程18045.84万元,机电设备及安装工程 228.90 万元,金属结构设备及安装工程 313.55 万元,施工临时工程1806.58 万元,独立费用 3293.89 万元,基本预备费 1895.10 万元。灌溉干渠工程概算总投资5359.18万元,

102、其中建筑工程3223.85万元,金属结构设备及安装工程 651.76 万元,施工临时工程 476.76 万元,独立费用 609.83 万元,基本预备费 396.98 万元。移民和环境概算总投资 5177.56 万元。其中水库移民征地补偿费总投资4536.20 万元,水土保持工程总投资 520.49 万元;环境保护工程费总投资 120.87万元。单位灌溉面积投资:18990.85 元/亩,单位库容投资:31.63 元/m。1.15 1.15 工程经济评价工程经济评价 元阳县丫多河水库工程通过国民经济评价指标计算,项目的经济内部收益率7.09%大于i=6%的社会折现率,经济效益费用比1.13大于1

103、,说明项目实施后除可得到符合社会折现率 6%的社会盈余外,还可以获得4930.42 万元现值的超额社会盈余。国民经济评价指标已满足“规范”要求,所以该项目在经济上是合理的,有一定的效益。对工程的财务计算分析表明,在现行的灌溉水费(0.05 元/m)征收条件下,水 37 费收入小于工程年运行费。工程管理单位不能维持正常的生产。当实行新的水费(不低于工程运行水价 0.39 元/m)征收标准后,管理单位可做到保本微利,在财务上具有生存能力。综上所述,由于丫多河水库工程属于公益性项目,工程除了可量化的直接效益外,还有不可量化的间接效益,如调洪峰能力,对下游防洪有一定作用,水产养殖、灌区粮食及经济作物的

104、增产给人民生活得到改善和提高。丫多河水库的建成对元阳县的国民经济发展具有重要意义。1.16 1.16 主要结论和主要结论和建议。建议。元阳县为红河州少有的干旱缺水县之一,此次丫多河水库项目的立项建设工作更是受到元阳县各级领导的高度重视,在政府各个职能部门的支持、协调下,丫多河水库的勘察、设计、移民调查等各项工作都在顺利展开。丫多河水库水资源丰富,库区地质条件较好,不会产生库区渗漏,也不会发生大的库岸坍塌,枢纽区地质条件满足修建水库的要求,库区淹没损失小,对环境影响不大,筑坝所需的天然建筑材料可就地取材,数量、质量均可满足要求。经过仔细的方案研究,技术上不存在制约因素。水库建成后可满足库区灌溉和

105、城镇供水的要求,从根本上解决用水紧张的局面。根据国民经济评价,水库建设经济上合理可行,各项经济指标符合规范要求。综上所述,加快丫多河水库建设,保障元阳县城用水和改善灌区农业生产、生活条件,是元阳县城发展需要和灌区人民迫切要求,也是元阳县各级党委和政府的工作重点和当务之急。丫多河水库的兴建具有较好的社会经济效益,技术经济上是合理可行的,建议尽快实施。i 目目 录录 第 1 章 综合说明.1 1.1 绪言.1 1.2 水文与工程地质.3 1.3 工程任务和规模.7 1.4 工程布置及主要建筑物.9 1.5 电工、金属结构及采暖通风.14 1.6 工程消防设计.16 1.7 施工组织设计.16 1.

106、8 建设征地及移民安置.22 1.9 环境保护设计.26 1.10 水土保持设计.28 1.11 工程管理.30 1.12 节能设计.33 1.13 劳动安全与工业卫生.35 1.14 工程设计概算.36 1.15 工程经济评价.36 1.16 主要结论和建议。.36 2-1 2 水文水文 2.1 2.1 流域概况流域概况 2.1.12.1.1 自然地理概况自然地理概况 丫多河为红河支流排沙河的上游,发源于元阳县西部西观音山西麓的鸠妈村委会倮沙村、三合寨,流经丫多村委会、桃园村委会、赛刀村委会与者那河汇合后称排沙河,经元阳县城后汇入红河,干流全长 28.2km,丫多河总集水面积144.8km。

107、丫多河水库选在丫多河中上游登云小溪与丫多河交界的丫多新寨河段,暂选上、下两个坝址,均位于丫多新寨与观音寨之间的峡谷河段;地理位置东经10241311024135,北纬 231506231509之间。项目区分布于马街东北部、南沙镇西部等地区共 2 个乡(镇)。水库位于元阳县城西边,距马街乡政府所在地约 4km,马街乡距元阳县城公路距离 26km。现有县、乡级公路可通至水库,交通比较方便。2.1.22.1.2 流域水文特性流域水文特性 初拟比选的水库上、下坝址相距约 600m,两者径流面积、河长、比降差异较小。上、下两个坝址流域特征参数见表 2.1-1。表表 2.1-1 流域特征参数表流域特征参数

108、表 断 面 面积(km)河长(km)平均比降(%)上坝址 56.0 12.7 15.3 下坝址 60.2 13.26 15.1 丫多河水库径流量全部为本区径流量,此次水文分析采用水文年(6 月至翌年5月)。丫多河的上、下游没有已建和在建水利水电工程。流域水系图见图2.1-1。2-2 藤条河三家河坝河通茨条藤江藤条江红河红河阿帮河者那河金平河新现河河河底小河昏南曼耗滴水(披枝)者那河黄茅岭小河沟俄垤河子麻元阳县个旧市金平县红河县图 例县、市河 流水 文 站气 象 站国 界流 向流 域 水 系 图N七 星 河丫多河水库 图图 2.1-1 丫多河流域水系图丫多河流域水系图 2.1.32.1.3 地形

109、地貌地形地貌 丫多河水库流域形状系数 0.25,水库工程位于云南高原的南缘山区、哀牢山山脉南段,其地势总体北西高,南东低,多为高峻和条带状山地。其山脉、河流走向与主构造线方向基本一致,均呈北西向伸展,海拔高度为 6001350m。2-3 2.1.4 2.1.4 流域气象简述流域气象简述 元阳县属于亚热带季风气候,本流域从上游到下游降雨量随高程降低而减小,在 16001400mm 之间,根据元阳县气象站 19581996 年观测资料,其多年平均降雨量 1404.1mm。元阳气象站(新街旧址)距离丫多河库区较近,故实测资料与查图结果极为接近。根据云南省水资源调查评价专题报告水资源四级区套县级行政区

110、多年平均降水量,元阳县多年平均降雨量为 1425.2mm。元阳县多年平均气温 16.4,极端最高气温 32.4(出现于 1980 年 5 月 3日),极端最低气温-2.6(出现于 1975 年 12 月 15 日)。多年平均日照时数1769.6h,日照百分率 40%,多年平均相对湿度 85%。多年平均风速 3.3m/s,最大风速 28m/s(出现于 1960 年 5 月 3 日)。常年多刮东南风,多年平均雾日数 180d,最多年雾日数 205d,最少年雾日数 157d,多年平均有霜日 2d,平均最早初霜出现于 11 月 5 日,平均终霜出现于 1 月 17 日。根据元阳气象站(新街镇)1958

111、1996 年实测资料,求得其多年平均蒸发量为 1540.3mm(蒸发皿口径 20cm)。大气环流的影响是形成水库径流区干湿季节分明的主要原因,冬春(11 月5 月)为干季,主要受青藏高原的干暖西风气流控制,天气晴朗,日照充足,辐射强,水汽少,湿度小。夏秋(6 月10 月)为雨季,受来自北部湾的东南季风和来自印度洋、孟加拉湾的西南季风两支潮湿气流影响,水汽充足。水库径流区雨季(5 月10 月)降雨量占全年降雨量的 81.0%,而干季(11 月4 月)降雨量仅占全年降雨量的 19.0%。丫多河流域属于山溪性河流,洪水主要由暴雨形成。暴雨主要由低槽、切变、冷锋低槽和冷锋切变等天气系统造成。流域内河道

112、较陡,洪水陡涨陡落,年最大洪峰流量多出现在 6-8 月,洪峰历时 2 小时左右,多数洪水历时 1224h,呈单峰过程。2.2 2.2 水文基本资料水文基本资料 2.2.12.2.1 水文测站分布情况水文测站分布情况 丫多河位于红河干流的右岸,流域内无水文测站,为了丫多河水库建设,于 2011 年 5 月起在水库坝址处建立了丫多河水库专用水文站。在邻近流域藤条江干流上设有黄茅岭水文站、金平河上设有小河沟水文站、新现河中游上设有披 2-4 枝水文站(现称滴水站)、者那河上设有者那河专用水文站(现已撤消)。本阶段与可研阶段相比,没有新增水文资料,丫多河流域及邻近流域水文站、雨量站点资料情况见表 2.

113、2-1。表表 2.22.2-1 1 测站情况一览表测站情况一览表 站名 流域 河名 站别 面积(km)高程(m)资料年限 年数 资料内容 水位 流量 降水 丫多河 红河 丫多河 水文 56 660 2011 年 5 月2011 年 12 月 黄茅岭 红河 藤条江 水文 906 580 19592009年 51 小河沟 红河 金平河 水文 108 1200 1959至今 51 牛角寨 红河 牛角寨河 雨量 1360 1967至今 43 新城 红河 大拉卡河 雨量 250 1969至今 41 蛮耗 红河 元江 水文 32037 150 1956至今 54 披枝(二)红河 新现河 水文 242 10

114、49 1963至今 47 者那河 红河 者那河 水文 124 872 19911997 7 俄垤 红河 水文 80.3 1600 19781988 11 元阳 红河 雨量 旧址 1542新址 257 1958年2009(1999年迁至南沙镇)52 红河 红河 雨量 975.5 1959至今 52 2.2.42.2.4 水文测验水文测验 1、俄垤水文站 俄垤水文站位于红河县普施村,测流河段上、下 150m 河段较为顺直,下游50m 左右有一弯曲河道控制,河床两岸由土质组成,不易变动,河床由卵石细沙组成、冲淤变化不大。2、黄茅岭水文站 黄茅岭水文站流量观测根据洪水特性和测流条件,选取流速仪法施测流

115、量,测流方法、测流仪器符合河流流量测验规范GB50179-93 的各项技术规定。每次测流均实测水深。洪峰过程施测 35 次(起涨、涨落水峰腰、峰顶附近及落平),测流次数合理分布在各水位级和水情变化转折点处,能满足确定水位流量关系或推算逐日流量和各项特征值的要求。3、者那河专用站 者那河专用站于 1991 年 6 月设立,自当年 6 月开始进行水位、流量、泥沙 2-5 等项目观测,由于肥乡村水库的建设需要,水库开始施工水文站于 1997 年 12月停测,至今仍未恢复观测。观测期内共有 7 年的实测水文资料。测验河段位于肥乡村下游即者那河 1 条支流交汇口下游附近,测流断面为干流。其流量资料经与相

116、邻流域的黄茅岭水文站的同期资料分析认为,者那河站径流年内的丰枯变化与相邻两水文站的变化基本对应,其整编成果基本满足使用要求。4、丫多河水库专用站 丫多河水库专用水文站于 2011 年 5 月起观测,主要项目有水位、流量、降水、泥沙。观测断面顺直约 50m,断面规整,为三面光矩型断面,尺寸为 2082.5m;上游约 100m 处有一引水渠,为三面光矩型断面,尺寸为 50.50.4m。由于实测丫多河径流时间太短,只有 2011 年 5 月至 12 月枯水年份的几个月径流量,测验精度不高,仅做水文分析计算参考。可研阶段水文测验已做详细的阐述,故本阶段不做赘述。2.2.32.2.3 水文资料整编水文资

117、料整编 各水文站的流量测验、整编均按全国实行的统一技术标准、技术规定及有关规范。流量测验大多采用流速仪施测,浮标测次很少,可基本保证各测次流量的精度,而测验及流量整编均由云南省水文水资源局负责审查。从整编成果看,流域内上下游各站间基本未出现水量不平衡问题,因此各水文站流量整编资料合理。2.2.42.2.4 水库参证站的选取和三性分析水库参证站的选取和三性分析 2.2.4.1 2.2.4.1 参证站的比较和确定参证站的比较和确定 可研阶段分析比较丫多河流域及邻近流域水文站、雨量站,披枝(现称滴水)水文站由于流域降水量和下垫面差异较大,距离本工程坝址较远,其参证条件较差;小河沟水文站由于流域降水量

118、和下垫面差异较大,距离较远,其参证条件也较差。黄茅岭水文站距离丫多河较近,地形地貌、面积、流域平均降水量与丫多河流域差异较小,可作为丫多河的参证站使用。俄垤水文站距离丫多河较近,流域面积和降水量差异较小,可作为丫多河的比较参证站使用。者那河水文站在丫多 2-6 河下游的排沙河右岸一级支流者那河上,其上游控制集水面积 124.0km,流域平均降水量 1600.0mm,距离丫多河只有约 7km。由于者那河水文站距离丫多河流域较近,都位于背风坡上,属同一干流排沙河的两个上游支流之一,且控制的径流区气候条件,下垫面因素、面积、流域平均降水量与丫多河流域极为相似,可作为丫多河的参证站使用。元阳气象旧站距

119、离丫多河 11km。由于距离丫多河较近,气象参数差异较小,可作为丫多河的参证站使用。本工程在可行性研究阶段选用的是者那河专用水文站、黄茅岭水文站的水文资料和元阳气象站的气象资料。由于没有新增水文资料,本阶段继续选用可研阶段的参证站和水文资料。2.2.4.2 2.2.4.2 黄茅岭水文站资料“三性”分析黄茅岭水文站资料“三性”分析 黄茅岭水文站于 1959 年 1 月由云南省水文总站设立,具体由云南省水文水资源局红河分局负责测流至今,为藤条江上游设立的国家基本水文站,是藤条江上游径流区的代表性测站。黄茅岭水文站资料系列长,资料年限符合水利水电工程水文计算规范SL278-2002 规范对水文资料要

120、求 30 年以上的规定,可用黄茅岭水文站对者那河专用水文站缺测年份水文资料进行展延。可研阶段,对黄茅岭水文站的水文资料作了“三性”审查,黄茅岭水文站水文资料系列具有可靠性、一致性、代表性,黄茅岭水文站 19592009 年水文资料系列能很好反映藤条江以上流域情况,符合流域实际情况。从而得出,采用黄茅岭水文站展延者那河专用水文站资料来计算丫多河水库的流量是合理的、可靠的。初设阶段在此不作赘述。2.2.5 2.2.5 元阳气象站降水分析元阳气象站降水分析 元阳县气象站始建于 1958 年 1 月,旧址位于元阳县新街镇(县城),海拔高度 1542.69m,因县城地处地质滑坡带,多次发生山体滑坡,造成

121、人员伤亡和财产损失,县城于 1999 年迁至南沙镇。元阳气象站于 1997 年迁至南沙镇,7 月正式开始业务观测,新址海拔高度 257.1m,新旧站址海拔高差达 1285.5m,水平距离 11km。元阳县气象站属于元阳县气象局,属于国家二级站,气象资料的收集与整理较好,符合水文资料整编的规范要求,整编后资料质量可靠。元阳县气象站以上流域内植被一直保持良好,从测站建立至今基本保持天然 2-7 流域状况。一般来说,在相对地质年代很短的时期内,影响降雨的主要因素(如气候成因)不会因受人类活动的影响而呈现明显改变,而是基本处于相对稳定状态,也即历年降雨成因前后具有较高一致性。自 50 年代以来,元阳县

122、境内无大的人类活动,可认为实测年限内前后段保持一致。根据元阳县气象站 1958-1996 年水文年降雨资料系列,多年平均降雨深1404.1mm,丰水年 15 年、平水年 12 年、枯水年 12 年,丰水年与枯水年年数相差不大,可认为气象站 1958-1996 年降雨量系列是一个包含丰、平、枯水年大致相等的年际变化周期,说明元阳县气象站降雨量资料具有一定的代表性。根据以上所述,元阳县气象站降雨资料系列可靠、一致,且具有代表性,可以作为本阶段的资料使用。2-8 2.3 2.3 降水分析降水分析 2.3.1 2.3.1 降水量系列降水量系列的代表性分析的代表性分析 由下面的表 2.3-1 可看出,各

123、水文、气象站的降水系列长短不一,需要通过降水量系列的代表性分析,选择具有一定代表性的降水量系列作为流域降水量分析的计算系列。根据各站降水量资料的情况,选择系列较长、精度较高的黄茅岭水文站作为流域降水量系列代表性分析的代表站。以该站 19592009 年的降水量系列近似作为总体,用逆时序分析的方法,点绘降水量系列的差积曲线、累积平均曲线及累积 Cv 曲线(见图 2.3-1),从图中可看出,19592009 年 51 年的降水量系列基本包含了了 1 个完整的丰、平、枯水段周期。当降水量系列达到 30 年以上时,累积平均曲线趋于稳定,长短系列的均值相差在 3%以内。当系列延长至 1969 年时,降水

124、量均值、Cv 值与长系列相同,均值代表性更好。说明系列越长代表性越好,系列长度大于 30 年后,系列的均值、Cv 值均已具有较好的代表性。本次黄茅岭水文站降水系列达 51 年,基本可反映出较长时期内降水年际变化特性,具有较好的代表性。2-9 累积平均曲线0.8000.8500.9000.9501.0001.0501.1002009200520011997199319891985198119771973196919651961N(a)Ki差积曲线-0.600-0.400-0.2000.0000.2000.4000.60020092005200119971993198919851981197719

125、73196919651961N(a)(Ki-1)累积Cv曲线0.000.200.400.600.801.001.201.401.602009200520011997199319891985198119771973196919651961N(a)Cvm/Cvn 图图 2.3-1 黄茅岭水文站年降水量系列代表性分析图黄茅岭水文站年降水量系列代表性分析图 2-10 2.3.2 2.3.2 参证站降水量推求参证站降水量推求 各站多年平均降水量可根据各站的实测年降水量系列计算得到。但由于者那河与俄垤水文站分别只有 19911997 年和 19781988 年实测降雨资料,为满足水文计算规范规定对资料年限

126、的要求,建立者那河、俄垤水文站与黄茅岭水文站同期年降雨量相关关系,相关点距基本成一带状,相关关系较好,见图 2.3-23。从而得到者那河、俄垤实测加展延的降雨资料。各站多年平均降水量成果见表2.3-1。y=0.7545x+19.166R2=0.7976050100150200250300350400050100150200250300350400450500黄茅岭月降雨量(mm)者那河月降雨量(mm)图图 2.3-2 同期黄茅岭水文站与者那河水文站月降雨量相关图同期黄茅岭水文站与者那河水文站月降雨量相关图 y=0.7451x+12.735R2=0.72830501001502002503003

127、50400050100150200250300350400黄茅岭月降雨量(mm)俄垤月降雨量(mm)图图 2.3-3 同期黄茅岭水文站与俄垤水文站月降雨量相关图同期黄茅岭水文站与俄垤水文站月降雨量相关图 2-11 表表 2.3-1 丫多河水库各参证站多年平均降水量成果表丫多河水库各参证站多年平均降水量成果表 名称 高程(m)降水量(mm)资料系列 备注 黄茅岭水文站 638 1555 19592009 年 实测 小河沟水文站 1200 2800 1959至今 实测 者那河水文站 872 1395 19592011 年 实测及展延 俄垤水文站 1600 1304 19592011 年 实测及展延

128、 元阳气象站(旧址)1542 1404 19581998 年 实测 元阳气象站(新址)257 898.8 19982009 年 实测 红河气象站 975.5 1402.1 1959至今 实测 蛮耗水文站 140 1282.8 1956至今 实测 2.3.3 2.3.3 降水时空分布特性降水时空分布特性 2.3.3.1 2.3.3.1 区域降水量分析区域降水量分析 以现有丫多河流域附近各参证站的多年平均降水量和测站高程为依据,点绘多年平均降水量随高程的变化关系(见图 2.3-4),可以看出基本符合降水量随高程增大而增大的一般规律。黄茅岭者那河俄垤元阳旧址元阳新址红河050010001500200

129、0250030000500100015002000高程(m)降水量(mm)黄茅岭小河沟者那河俄垤元阳旧址元阳新址红河蛮耗小河沟 图图 2.3-4 丫多河流域测站降水与高程关系图丫多河流域测站降水与高程关系图 2-12 根据云南省气象局在红河流域及邻近地区设置的 52 个观测站的 43a 降水资料,进行统计分析,生成了红河流域平均年降水量的空间分布图,见 2.3-5。图图 2.3-5 平均年降水量空间分布图平均年降水量空间分布图 由于流域面积大,地形地势复杂,降水空间分布也呈现出很大的差异。从图可以看出,红河流域的降水总体呈现以红河大断裂为分界,以东降水量偏低、以西偏高的态势,界线较明显。红河州

130、西北部沿着元江干流而上的东部地区降水量不足 1000mm,元江大断裂以西随着纬度的降低降水量逐渐增大,降水量为10002307mm;普洱市和红河州中部一线以南,降水量大于 1300mm,其中,红河流域南部、元江干流、李仙江以西的金平、绿春和江城一带降水量大于2000mm,金平达到 2307mm;红河流域东南的盘龙河大部分地区降水量不大,在 13001600mm 之间。从区域总体上看,降水量从北至南、从东至西呈逐渐增大的趋势。丫多河区域降水量在 13001600mm 之间。2.3.3.2 2.3.3.2 流域降水量分析流域降水量分析 丫多河为红河流域的支流。红河流域干流全长 692m,落差 25

131、10m。流域总的地势自西北向东南倾斜,云岭余脉分成无量山和哀牢山脉南延,形成南北纵列的高山与深谷相间的地形,绝大部分属山区或半山区,平坝面积不足 5%。2-13 红河流域由于受海拔高程悬殊及纬度的影响,不同区域温差较大,年降水量在地理分布上有明显差别,总的降水分布是从上游向下游递增(与上游降水量大的一般规律相反)。丫多河水流流向为自西南流向东北,与者那河一起汇入排沙河,最后汇入红河。丫多河流域从坝址到丫多河源头降雨量从 1000mm 变化到 1600mm,降水量分布规律为上游大、下游小,符合区域整体降水规律。另根据藤条江小流域等值线图(见图 2.3-6),丫多河流域降雨量变化在1200mm 到

132、 1600mm 左右,亦表明了丫多河流域从坝址到丫多河源头降雨量在 1000mm 到 1600mm 范围是合理的。图图 2.3-6 藤条江流域降雨等值线图藤条江流域降雨等值线图 2.3.4 2.3.4 丫多河专用水文站实测降雨分析丫多河专用水文站实测降雨分析 为了丫多河水库建设,于 2011 年 5 月中旬起在水库坝址处建立了丫多河水库专用水文站。现丫多河专用水文站有 2011 年 5 月中旬2012 年 6 月中旬已经整理好的实测降雨资料,与可研阶段相比,本次增加了 2012 年 1 月6 月中旬的实测月平均径流量与降雨资料。建立同期 2011 年 6 月2012 年 5 月丫多河专用水文站

133、月平均径流量 2-14 与月降雨量相关关系,其相关点距比较散乱,相关系数 R=0.555,见图 2.3-7。R2=0.294902550751001251501752000.000.250.500.751.001.251.50丫多河专用水文站月平均径流量(m3/s)丫多河专用水文站月降雨量(mm)图图 2.3-7 同期丫多河专用水文站月平均径流量与月降雨量相关图同期丫多河专用水文站月平均径流量与月降雨量相关图 丫多河专用水文站实测降雨仅代表专用站降雨情况,不能代表丫多河整个流域降雨情况,由此丫多河专用站月平均径流量与月降雨量相关关系比较差,无法展延专用站降雨情况。现收集到 2011 年 5 月

134、中旬12 月黄茅岭水文站与丫多河专用水文站的同期降雨资料,故用黄茅岭水文站来展延丫多河专用水文站的降雨。丫多河专用水文站是从 2011 年 5 月中旬才开始观测,为了保持黄茅岭水文站与丫多河专用水文站水文资料的一致性,去掉 2011 年 5 月份的降雨资料,建立 2011 年 6 月12 月同期黄茅岭水文站与丫多河专用水文站月降雨量相关关系,其相关点距基本成一带状,相关系数 R=0.835,相关关系较好,见图 2.3-8。2-15 y=0.685xR2=0.83920255075100125150175050100150200250300黄茅岭水文站月降雨量(mm)丫多河专用水文站月降雨量(m

135、m)图图 2.3-8 同期黄茅岭同期黄茅岭水文站与丫多河专用水文站月降雨量相关图水文站与丫多河专用水文站月降雨量相关图 通过相关点距中心定线,得出同期黄茅岭水文站与丫多河专用水文站月降雨量的相关直线方程为 P丫=0.685*P黄,式中 P丫、P黄分别为丫多河专用水文站和黄茅岭水文站月降雨量(mm)。通过相关直线方程展延出丫多河专用水文站 19592011 年共 53 年的各月降雨量,进而计算得丫多河专用水文站 19592011 年共 53 年的年平均降雨量为 1057.91mm。上述分析,从坝址到丫多河源头降雨量从 1000mm 变化到 1600mm,丫多河水文专用站在坝址附近,符合此规律变化

136、,且在云南省 19562000年平均降水量等值线图上,坝址所在位置的降水量在 1100mm 处,表明丫多河专用水文站实测加展延的降水成果是合理的。但丫多河专用水文站实测加展延的降雨仅代表专用站所在位置,不能代表整个丫多河流域的降雨量。2.3.4 2.3.4 相关断面流域平均降水量推求相关断面流域平均降水量推求 根据元阳气象站旧站 19581998 年实测降雨量资料,平均降雨量为1404mm;采用云南省 19562000 年多年平均年降水量等值线图量算,10001200 区域面积占 26%、12001400 区域面积占 40%、14001600 区域面积占34%,经面积加权平均得丫多河流域年平均

137、降雨量为 1316mm。根据前述高程与 2-16 降水规律分析、以及流域、区域降水分析结论,丫多河流域降水符合整体降水规律,在面上是协调统一的。丫多河专用水文站高程为 660m,丫多河流域平均高程为 1369m,而丫多河流域也符合降水随着高程的增大而增大的一般规律,综合分析,本次丫多河流域多年平均降雨量取 1316mm。本阶段增加了2012 年 1 月6 月中旬的实测月平均径流量与降雨资料,对丫多河专用水文站实测降雨分析进行复核,丫多河流域多年平均降雨量的成果与可研阶段相同。由于丫多河邻近各水文、气象站流域内降水量随高程的变化关系不太明显。因此本次者那河、俄垤参证站流域多年平均降水量根据云南省

138、降水量等值线图量算,成果见表 2.3-2。表表 2.3-2 丫多河水库及各参证站流域多年平均降水量成果表丫多河水库及各参证站流域多年平均降水量成果表 名称 降水量(mm)丫多河流域 1316 者那河流域 1600 俄垤流域 1400 2.4 2.4 径流计算径流计算 丫多河水库径流量全部为本区径流量,此次径流分析采用水文年(6 月至翌年5 月),其枯水期为 11 月翌年5月。根据 灌溉与排水工程设计规范 GB5028899 有关规定,湿润地区或水资源丰富地区,种植种类以旱作物为主,灌溉设计保证率取 75%85%,本次水库灌溉设计保证率取 P=75%。因此,径流分析的丰、平、偏枯、枯水代表年频率

139、分别为 P=25%、50%、75%、95%。2.4.12.4.1 参证站径流计算参证站径流计算 2.4.1.12.4.1.1 者那河参证站者那河参证站 (一)径流系列插补延长 者那河水文站仅有 19911997 年共 7 年的实测年径流量资料,不能达到水利水电工程水文计算规范SL278-2002 规范要求的观测资料年限大于 30 年的要求,故需要对者那河水文站年径流量进行展延。以黄茅岭水文站为参证站,而同期者那河、黄茅岭水文站年平均径流 2-17 量个数只有七个,达不到相关分析样本容量大于 12 的要求。故建立黄茅岭水文站与者那河水文站同期月径流量相关关系,其相关点距基本成一带状,相关系数 R

140、=0.877,相关关系较好,但点据比较散乱,见图 2.4-1。R2=0.7663012345678910111213141505101520253035404550556065707580859095100黄茅岭月平均径流量(m3/s)者那河月平均径流量(m3/s)图图 2.4-1 同期黄茅岭水文站和者那河水文站月平均流量相关图同期黄茅岭水文站和者那河水文站月平均流量相关图 由于黄茅岭水文站与者那河水文站同期月径流量相关点较散乱,用其相关方程展延出的者那河月径流量资料精度将会有所折扣。为了提高精度,使计算出来的者那河径流成果更加精确,点绘者那河与黄茅岭同期月径流量相关图,分析者那河与黄茅岭同期

141、月径流量的汛枯规律。经分析 24 月来水较枯,相关关系较好,相关系数 R=0.842,见图 2.4-2;5 月翌年 1 月,相关关系较好,相关系数 R=0.842,见图 2.4-3。通过相关点距中心定线,得出者那河与黄茅岭同期月径流量 24 月的相关直线方程为 Q者=0.274*Q黄-0.778;者那河与黄茅岭同期月径流量 5月翌年 1 月的相关直线方程为 Q者=0.168*Q黄-0.315,式中 Q黄、Q者分别为黄茅岭水文站和者那河水文站月平均径流量(m/s)。用以上两个方程分别展延出者那河 19591990 年和 19982009 年的各月径流量,从而得到者那河 1959 年2009 年共

142、 50 个水文年实测加展延的月径流量。2-18 图图 2.4-2 同期黄茅岭水文站和者那河水文站同期黄茅岭水文站和者那河水文站 24 月平均流量相关图月平均流量相关图 图图 2.4-3 同期黄茅岭水文站和者那河水文站同期黄茅岭水文站和者那河水文站 5 月翌年月翌年 1 月平均流量相关图月平均流量相关图 2-19 展延后者那河各月最大流量与实测各月最大流量成果表见表 2.4-1。从表中可以看出其展延后的外延幅度均小于 50%,说明者那河展延成果是合理的。表表 2.4-1 者那河水文站实测系列月最大流量及展延系列月最大流量成果表者那河水文站实测系列月最大流量及展延系列月最大流量成果表 名称 6 月

143、 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 实测系列月最大流量(m/s)11.70 11.30 9.68 7.23 6.02 3.55 4.22 3.24 2.51 1.71 2.30 3.93 展延系列月最大流量(m/s)12.62 14.94 18.45 12.42 9.29 6.42 6.47 4.39 3.50 2.35 3.55 6.00 外延幅度(%)7.30 24.36 47.52 41.78 35.23 44.68 34.80 26.18 28.21 27.10 35.23 34.52 (二)实测加展延系列设计径流量(1)全年

144、(6 月翌年 5 月)设计径流量 者那河流域控制断面上游在资料实测期间未建有大中型水库及灌溉渠工程,流域产汇流条件基本一致,经展延后系列长达 50 年,故直接采用展延后者那河站的 50 年径流系列,进行年平均流量统计计算,用数学期望公式计算经验频率,选用 P-型曲线适线,对径流系列的年平均流量进行频率计算。统计参数及各频率流量成果见表 2.4-23,频率曲线见图 2.4-4。表表 2.4-2 者那河水文站实测加展延流量统计参数成果者那河水文站实测加展延流量统计参数成果表(表(6 月翌年月翌年 5 月)月)站名 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)者那河 3.66 0.22

145、2.0 11545.33 表表 2.4-3 者那河水文站实测加展延各频率年径流量成果表(者那河水文站实测加展延各频率年径流量成果表(6 月翌年月翌年 5 月)月)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 者那河 m3/s 4.17 3.60 3.09 2.45 万 m3 13150.51 11352.96 9744.62 7726.32 2-20 图图 2.4-4 者那河水文站实测加展延年径流量者那河水文站实测加展延年径流量频率曲线图(频率曲线图(6 月翌年月翌年 5 月)月)(2)枯水期(11 月翌年 5 月)设计径流量 根据实测及展延后者那河水文站 1959200

146、9 年水文年枯水期径流量系列,进行年平均流量统计计算,用数学期望公式计算经验频率,选用 P-型曲线适线,对径流系列的年平均流量进行频率计算。统计参数及各频率流量成果见表2.4-45,频率曲线见图 2.4-5。表表 2.4-4 者那河水文站实测加展延流量统计参数成果表(者那河水文站实测加展延流量统计参数成果表(11 月翌年月翌年 5 月)月)站名 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)者那河 1.81 0.43 2.0 3324.16 表表 2.4-5 者那河水文站实测加展延各频率年径流量成果表(者那河水文站实测加展延各频率年径流量成果表(11 月翌年月翌年 5 月)月)名称

147、单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 者那河 m3/s 2.26 1.70 1.24 0.75 万 m3 4157.50 3127.32 2281.10 1379.70 2-21 图图 2.4-5 者那河水文站实测加展延枯水期径流量频率曲线图(者那河水文站实测加展延枯水期径流量频率曲线图(11 月翌年月翌年 5 月)月)2.4.1.22.4.1.2 俄垤参证站俄垤参证站 (一)径流系列插补延长 俄垤水文站仅有 1978 年1988 年的实测资料,为满足水文计算规范规定的径流频率计算对资料年限的要求,本阶段需要将俄垤水文站径流系列进行展延。以黄茅岭水文站为参证站,而同期俄

148、垤、黄茅岭水文站年平均径流量个数只有 11 个,达不到相关分析样本容量大于 12 的要求。故建立黄茅岭水文站与俄垤水文站同期月径流量相关关系,其相关点距基本成一带状,相关系数 R=0.937,相关关系较好,但点据比较散乱,见图 2.4-6。2-22 R2=0.8773012345678905101520253035404550556065707580黄茅岭月平均径流量(m3/s)俄垤月平均径流量(m3/s)图图 2.4-6 同期黄茅岭水文站和俄垤水文站月平均流量相关图同期黄茅岭水文站和俄垤水文站月平均流量相关图 由于黄茅岭水文站与俄垤水文站同期月径流量相关点较散乱,用其相关方程展延出的俄垤月径

149、流量资料精度将会有所折扣。为了提高精度,使计算出来的俄垤径流成果更加精确,点绘俄垤与黄茅岭同期月径流量相关图,分析俄垤与黄茅岭同期月径流量的汛枯规律。经分析其枯期 11 月翌年 5 月来水较枯,相关关系较好,相关系数 R=0.941,见图 2.4-7;汛期6 月10 月,相关关系较好,相关系数 R=0.865,见图 2.4-8。通过相关点距中心定线,得出俄垤与黄茅岭同期月径流量枯期 11 月翌年 5 月的相关直线方程为 Q俄=0.0885*Q黄;俄垤与黄茅岭同期月径流量汛期 6 月10 月的相关直线方程为 Q俄=0.0903*Q黄,式中 Q黄、Q俄分别为黄茅岭水文站和俄垤水文站月平均径流量(m

150、/s)。用以上两个方程分别展延出俄垤 19591977 年和 19892009 年的各月径流量,从而得到俄垤 1959 年2009 年共 50 个水文年实测加展延的月径流量。2-23 y=0.0885xR2=0.8851012345605101520253035404550556065黄茅岭月平均径流量(m3/s)俄垤月平均径流量(m3/s)图图 2.4-7 同期俄垤水文站和者那河水文站枯期(同期俄垤水文站和者那河水文站枯期(11 月翌年月翌年 5 月)平均流量相关图月)平均流量相关图 y=0.0903xR2=0.7479012345678905101520253035404550556065

151、707580黄茅岭月平均径流量(m3/s)俄垤月平均径流量(m3/s)图图 2.4-8 同期俄垤水文站和者那河水文站汛期(同期俄垤水文站和者那河水文站汛期(6 月月10 月)平均流量相关图月)平均流量相关图 展延后俄垤各月最大流量与实测各月最大流量成果表见表 2.4-6。从表中可以看出其展延后的外延幅度均小于 50%,说明俄垤展延成果是合理的。2-24 表表 2.4-6 俄垤水文站实测系列月最大流量及展延系列月最大流量成果表俄垤水文站实测系列月最大流量及展延系列月最大流量成果表 名称 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 实测系列

152、月最大流量(m/s)4.47 5.90 5.39 8.38 4.29 5.21 2.17 1.39 0.95 0.83 0.74 2.18 展延系列月最大流量(m/s)6.95 8.44 10.10 6.84 5.17 4.66 3.58 2.48 1.38 1.23 1.40 3.33 外延幅度(%)35.71 30.12 46.63 18.32 16.94 10.48 39.31 43.91 31.19 32.53 47.08 34.49 (二)实测加展延系列设计径流量(1)全年(6 月翌年 5 月)设计径流量 俄垤年平均径流量经展延后系列长达 50 年,故直接采用展延后俄垤站的 50年径

153、流系列,进行年平均流量统计计算,用数学期望公式计算经验频率,选用P-型曲线适线,对径流系列的年平均流量进行频率计算。统计参数及各频率流量成果见表 2.4-78,频率曲线见图 2.4-9。表表 2.4-7 俄垤水文站实测加展延流量统计参数成果表(俄垤水文站实测加展延流量统计参数成果表(6 月翌年月翌年 5 月)月)站名 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)俄垤 2.09 0.23 2.0 6579.38 表表 2.4-8 俄垤水文站实测加展延各频率年径流量成果表(俄垤水文站实测加展延各频率年径流量成果表(6 月翌年月翌年 5 月)月)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值

154、 25 50 75 95 俄垤 m3/s 2.39 2.05 1.75 1.37 万 m3 7537.10 6464.88 5518.80 4320.43 2-25 图图 2.4-9 俄垤水文站实测加展延年径流量频率曲线图(俄垤水文站实测加展延年径流量频率曲线图(6 月翌年月翌年 5 月)月)(2)枯水期(11 月翌年 5 月)设计径流量 根据实测及展延后俄垤水文站 19592009 年水文年枯水期径流量系列,进行年平均流量统计计算,用数学期望公式计算经验频率,选用 P-型曲线适线,对径流系列的年平均流量进行频率计算。统计参数及各频率流量成果见表2.4-910,频率曲线见图 2.4-10。表表

155、 2.4-9 俄垤水文站实测加展延流量统计参数成果表(俄垤水文站实测加展延流量统计参数成果表(11 月翌年月翌年 5 月)月)站名 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)俄垤 1.06 0.28 2.0 3347.30 表表 2.4-10 俄垤水文站实测加展延各频率年径流量成果表(俄垤水文站实测加展延各频率年径流量成果表(11 月翌年月翌年 5 月)月)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 俄垤 m3/s 1.24 1.03 0.85 0.62 万 m3 3910.46 3248.21 2680.56 1955.23 2-26 图图 2.4-10

156、 俄垤水文站实测加展延枯水期径流量频率曲线图(俄垤水文站实测加展延枯水期径流量频率曲线图(11 月翌年月翌年 5 月)月)2.4.22.4.2 水库坝址年径流计算水库坝址年径流计算 本阶段采用水文比拟法加降水、径流系数修正和查等值线图法进行分析复核。2.4.2.12.4.2.1 水文比拟法水文比拟法 根据水利水电工程水文计算规范(SL278-2002),本阶段丫多河水库坝址径流计算采用规范推荐的水文比拟法计算,根据参证站径流成果采用面积比拟加降水、径流系数修正的方法计算得到,计算公式为:Q坝=Q参(F坝/F参)(P坝/P参)(坝/参)其中:Q坝、Q参分别为坝址、参证站年平均流量,以 m/s 计

157、;F坝、F参分别为坝址、参证站流域面积,以 km计;P坝、P参分别为坝址、参证站流域多年平均降水量,以 mm 计;坝、参分别为坝址、参证站径流系数。根据前述降水分析,丫多河水库流域多年平均降水量为 1316mm。在此,考虑到资料同精度使用,丫多河水库坝址断面及参证站的径流系数采用径流深等值 2-27 线图量算后与前述量算的降水量计算得到,成果见表 2.4-11。表表 2.4-11 丫多河水库及参证站径流系数成果表丫多河水库及参证站径流系数成果表 断面名称 径流面积(km)降水量(mm)径流深(mm)径流系数 丫多河 56 1316 714 0.54 俄垤 80.3 1400 770 0.55

158、者那河 124 1600 912 0.57(一)以者那河参证站比拟成果 由以上公式及参数可计算得到丫多河水库上、下坝址多年平均径流参数及各频率年径流量成果,见表 2.4-1213。表表 2.4-12 丫多河水库径流参数成果表(者那河参证站)丫多河水库径流参数成果表(者那河参证站)坝址 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万 m)上坝址 1.29 0.22 2 4082.03 下坝址 1.39 0.22 2 4388.18 表表 2.4-13 丫多河水库各频率年径流量成果表(者那河参证站)丫多河水库各频率年径流量成果表(者那河参证站)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25

159、 50 75 95 水库上坝址 m3/s 1.47 1.27 1.09 0.87 万 m3 4649.57 4014.01 3445.36 2731.76 水库上坝址 m3/s 1.58 1.37 1.17 0.93 万 m3 4998.28 4315.06 3703.76 2936.64 (二)以俄垤参证站比拟成果 由以上公式及参数可计算得到丫多河水库上、下坝址多年平均径流参数及各频率年径流量成果,见表 2.4-1415。2-28 表表 2.4-14 丫多河水库径流参数成果表(俄垤参证站)丫多河水库径流参数成果表(俄垤参证站)坝址 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万 m)上

160、坝址 1.35 0.23 2 4254.66 下坝址 1.45 0.23 2 4573.76 表表 2.4-15 丫多河水库各频率年径流量成果表(俄垤参证站)丫多河水库各频率年径流量成果表(俄垤参证站)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 水库上坝址 m3/s 1.55 1.33 1.13 0.89 万 m3 4873.99 4180.62 3568.82 2793.88 水库上坝址 m3/s 1.66 1.43 1.22 0.95 万 m3 5239.54 4494.16 3836.48 3003.42 2.4.2.22.4.2.2 等值线图法等值线图法 根据云

161、南省 19562000 年径流 Cv 等值线图查得,拟建丫多河水库处的 Cv为 0.24。根据云南省 19562000 年平均年径流深等值线图量算得丫多河水库流域的多年平均径流深为 714mm,从而计算得丫多河水库上、下坝址年径流流量为1.27m/s、1.36m/s。2.4.2.32.4.2.3 专用水文站实测径流计算专用水文站实测径流计算 (一)径流系列还原 为了丫多河水库建设,于 2011 年 5 月中旬起在水库坝址处建立了丫多河水库专用水文站。现阶段收集到的丫多河专用水文站实测径流资料为 2011 年 5 月中旬2012 年 6 月中旬。丫多河专用水文站周边参证站仅有黄茅岭水文站与其有同

162、期实测径流资料,黄茅岭水文站 2012 年实测径流资料还未整编出来,现阶段收集到同期丫多河专用水文站与黄茅岭水文站实测径流资料为 2011 年 5 月中旬12 月。丫多河专用水文站从2011年5月中旬开始观测,为了保持黄茅岭水文 2-29 站与丫多河专用水文站水文资料的一致性,去掉2011年5月份的径流资料。而丫多河专用水文站测站上游有牛街沟和困勒新沟引水到下游灌溉,还有两条沟渠引水到上游灌溉,共灌溉面积0.787万亩,故需要对专用水文站实测径流资料进行还原,根据水量平衡原理,丫多河天然径流为实测径流加上引水灌溉流量。即公式为:W天然=W实测+W引水 W天然丫多河专用水文站还原后的天然径流量,

163、以 m计;W实测丫多河专用水文站实测径流量,以 m计;W引水丫多河专用水文站上游引水灌溉径流量,以 m计。根据上式,可计算得到丫多河专用水文站 2011 年 6 月2012 年 5 月天然月平均径流量系列,成果见表 2.4-16。表表 2.4-16 丫多河专用水文站丫多河专用水文站 2011 年年 6 月月2012 年年 5 月年天然月平均流量成果表月年天然月平均流量成果表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份 6 月 7 月 8 月 9 月 10月 11月 12月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 2011年6月2012年5月实测月平均流量(m/s)0.69

164、 1.10 1.05 1.37 0.77 0.77 0.59 0.74 0.27 0.12 0.13 0.68 2011年6月2012年5月天然月平均流量(m/s)0.71 1.16 1.07 1.48 0.93 0.99 0.69 0.84 0.52 0.43 0.44 1.09 (二)丫多河专用站天然月平均流量合理性分析 所谓“天然状态”,系指流域内径流在形成过程中没有受到人为影响(包括农田灌溉、跨流域引水、分洪决口、水库蓄泄、工业及生活用水等),在这些因素的影响下,径流量将会发生显著的变化。分项调查法是径流还原的基本方法。根据前述水量平衡原理公式,即计算得丫多河专用水文站2011 年 6

165、 月2012 年 5 月天然月平均径流量系列。点绘丫多河专用水文站 2011 年 6 月2012 年 5 月实测和天然月平均流量过程对照图(见图 2.4-11),可看出其峰、谷基本对应,其丰、枯变化具有较好的同步性,说明由水量平衡原理公式计算出来的天然月平均流量成果是合理的。2-30 00.20.40.60.811.21.41.6123456789101112序号月平均流量(m3/s)实测天然 图图 2.4-11 丫多河专用水文站丫多河专用水文站 2011 年年 6 月月2012 年年 5 月实测和天然月平均流量过程对照图月实测和天然月平均流量过程对照图(三)丫多河水文站资料展延 建立 201

166、1 年 6 月12 月同期黄茅岭水文站与丫多河专用水文站天然月平均流量相关关系,其相关点距基本成一带状,相关关系较好,相关系数 R=0.895,见图 2.4-12。通过相关点距中心定线,相关直线方程为 Q丫=0.043*Q黄,式中 Q丫、Q黄分别为丫多河专用水文站和黄茅岭水文站月平均径流量(m/s)。用以上方程展延出丫多河 19592010 年的各月平均径流量,从而得到丫多河 1959 年2011 年共 53 个水文年实测加展延加实测的月平均径流量。2-31 y=0.043xR2=0.73940.000.250.500.751.001.251.501.750510152025303540黄 茅

167、 岭 月 平 均 径 流 量(m3/s)丫 多 河 专 用 站 月 平 均 径 流 量(m3/s)图图 2.4-12 同期丫多河专用水文站与黄茅岭水文站月平均径流量相关图同期丫多河专用水文站与黄茅岭水文站月平均径流量相关图 展延后丫多河各月最大流量与实测各月最大流量成果表见表 2.4-17。从表中可以看出其展延后的外延幅度除了 1 月份之外均大于 50%,主要是由于丫多河专用水文站实测月径流只有 2011 年 6 月12 月,系列较短、代表性比较差,云南连续四年遭遇了历史罕见的严重干旱,这一年来水较枯。表表 2.4-17 丫多河专用水文站丫多河专用水文站 2011 年实测月流量及展延系列月最大

168、流量成果表年实测月流量及展延系列月最大流量成果表 名称 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 2011 年 6月2012年5月实测月平均流量(m/s)0.69 1.10 1.05 1.37 0.77 0.77 0.59 0.74 0.27 0.12 0.13 0.68 展延系列月最大流量(m/s)3.31 4.02 5.76 3.26 2.46 2.63 1.74 1.20 0.67 0.60 0.68 1.62 外延幅度(%)79.26 72.70 81.74 57.88 68.76 70.76 65.81 38.65 59.9

169、8 79.83 80.24 57.74 (四)丫多河水文站展延系列设计径流量 丫多河水文专用站年平均径流量经展延后系列长达 53 年,故直接采用展延后丫多河专用水文站的 53 年径流系列,进行年平均流量统计计算,用数学期望公式计算经验频率,选用 P-型曲线适线,对径流系列的年平均流量进行频率计算。统计参数及各频率流量成果见表 2.4-1819,频率曲线见图 2.4-13。2-32 表表 2.4-18 丫多河专用水文站展延流量统计参数成果表(丫多河专用水文站展延流量统计参数成果表(6 月翌年月翌年 5 月)月)站名 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)丫多河 0.99 0.2

170、2 2.0 3122.06 表表 2.4-19 丫多河专用水文站实测加展延各频率年径流量成果表(丫多河专用水文站实测加展延各频率年径流量成果表(6 月翌年月翌年 5 月)月)名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 丫多河 m3/s 1.13 0.97 0.84 0.66 万 m3 3563.57 3058.99 2649.02 2081.38 图图 2.4-13 丫多河专用水文站展延年径流量频率曲线图(丫多河专用水文站展延年径流量频率曲线图(6 月翌年月翌年 5 月)月)2.4.2.42.4.2.4 成果选用成果选用 (一)年平均流量 用各种方法计算出来的丫多河水库

171、上、下坝址处设计径流参数见表 2.4-20。2-33 表表 2.4-20 丫多河水库坝址设计径流参数成果表丫多河水库坝址设计径流参数成果表 名称 方法 参证站 年平均流量(m/s)Cv Cs/Cv 年径流总量(万m)备注 上坝址 水文比拟法 者那河 1.29 0.22 2 4082.03 面积比拟加降水、径流系数修正 俄垤 1.35 0.23 2 4254.66 面积比拟加降水、径流系数修正 等值线图法 1.27 0.24 2 3998.40 下坝址 水文比拟法 者那河 1.39 0.22 2 4388.18 面积比拟加降水、径流系数修正 俄垤 1.45 0.23 2 4573.76 面积比拟

172、加降水、径流系数修正 等值线图法 1.36 0.24 2 4298.28 测站 实测径流计算 丫多河 0.99 0.22 2 3122.06 根据水利水电工程水文计算规范(SL278-2002)条文说明 3.5.5,当工程地址和设计依据站集水面积超过 15%,或区间降水、下垫面条件差异较大时,不能简单的按面积比推算工程地址的径流量,需考虑降水和径流系数等的差别进行修正。所以本次设计采用面积比拟加降水、径流系数修正计算。因俄垤水文站离丫多河水库设计流域相距约 33km,相对较远,其流域情况差异较大,故以俄垤参证站使用水文比拟法所计算出的结果比以者那河参证站所计算出来的结果略大,偏不安全。用同期专

173、用站天然径流与黄茅岭水文站实测径流展延计算出来的成果明显偏小,主要是由于丫多河专用水文站实测月径流只有 2011 年 6 月12 月,系列较短、代表性比较差。同期专用站天然径流与黄茅岭水文站实测径流系列只有 7个,达不到相关分析的样本容量一般大于 12 的要求,用其相关方程展延出的结果误差固然偏大,导致专用站天然径流展延后的外延幅度比较大,除 1 月份外均大于 50%;专用站系列展延之后,枯水期平均径流量占全年平均径流量为30.18%,选择的中等枯水期(P=75%)设计年内分配,枯水期径流量占全年径流量为 25.38%,枯水期来水较丰,经计算其中等枯水期(P=75%)枯期来水量比以其他参证站比

174、拟成果都大,以此径流及年内分配成果确定的水库规模偏小。从上表可以看出,分别以者那河、俄垤参证站使用水文比拟法和使用等值线 2-34 图法所计算出的结果接近,说明此成果比较合理,可靠性强。者那河水文站和丫多河流域相距只有约 7km,都位于背风坡上,属同一干流排沙河的两个上游支流之一,且控制的径流区气候条件,下垫面因素、面积、流域平均降水量都极为相似,因此用者那河实测加展延成果来比拟求得坝址径流成果更加准确;用等值线图法在可以在图上查得拟建水库的相对准确位置;故以者那河参证站使用水文比拟法和等值线图法所计算出来的年径流量相差较小。综上所述,本次设计采用者那河参证站所计算出来的成果作为丫多河水库上、

175、下坝址的设计年径流量。成果与可研阶段一致,见表 2.4-21。表表 2.4-21 丫多河水库径流参数成果表丫多河水库径流参数成果表 坝址 参证站 年径流总量(万 m)上坝址 者那河 4082.03 下坝址 者那河 4388.18(二)年径流 Cv 值 表表 2.4-22 丫多河水库及参证站径流系数成果表丫多河水库及参证站径流系数成果表 名称 径流面积(km)Cv 备注 丫多河 56 0.24 查图 0.22 排频计算 俄垤 80.3 0.23 排频计算 者那河 124 0.22 排频计算 黄茅岭 906 0.21 排频计算 而流域径流主要来源于降水,在整个面上来说,降水年际变化不大。丫多河水库

176、的径流面积 56km,相比三个参证站,径流面积最小,Cv 值理应比三个参证站的 Cv 值大。用同期专用站天然径流与黄茅岭水文站实测径流展延出的径流系列进行排频计算出来的 Cv 比较小,因专用站年径流系列是用黄茅岭水文站的相关线性方程直接展延而得,故其 Cv 值与黄茅岭的 Cv 比较接近。一般情况下,年径流 Cv 值具有随径流面积增大而减小的变化规律,而从表 2.4-22 的结果来看,2-35 符合此规律,说明查图所得的 Cv 值是合理的,本阶段丫多河水库的 Cv 值采用等值线图查得结果,采用 Cv=0.24,与可研阶段一致。(三)水库各频率年径流量设计成果 以者那河为参证站,Cv 值采用 0.

177、24,丫多河水库各频率年径流量设计成果见表 2.4-23。表表 2.4-23 丫多河水库各频率年径流量成果表丫多河水库各频率年径流量成果表 名称 单位 各频率 P(%)年径流量设计值 25 50 75 95 水库上坝址 万 m3 4714.7 4000.4 3388.0 2612.0 水库下坝址 万 m3 5068.3 4300.4 3642.2 2808.4 2.4.32.4.3 径流成果的合理性分析径流成果的合理性分析 表表 2.4-24 径流量特征比较表径流量特征比较表 站名 径流面积(km)年平均流量(m/s)年径流总量(m)丫多河 56 1.29 4082.03 俄垤 80.3 2.

178、09 6579.38 者那河 124 3.66 11543.75 黄茅岭 906 23.26 73346.43 以丫多河库区和俄垤、者那河、黄茅岭水文站的径流面积、年平均流量为依据,点绘年平均流量与径流面积的双对数关系图(见图 2.4-14)。从图上可以看出关系点据在面上协调的,无明显差异。说明推求得到的丫多河水库和俄垤、者那河、黄茅岭水文站的年平均流量是基本合理的,相应的设计年径流成果也是基本可靠的。2-36 图图 2.4-14 丫多河水库及邻近水文站径流面积年径流量双对数图丫多河水库及邻近水文站径流面积年径流量双对数图 2.4.42.4.4 水库工程断面设计径流量年内分配水库工程断面设计径

179、流量年内分配 2.4.4.12.4.4.1 采用同频率放大法推求水库设计年径流量年内分配采用同频率放大法推求水库设计年径流量年内分配 在者那河水文站实测径流量系列 19911996 水文年中,选择年径流量和枯水期径流量与相应时段设计径流量最接近的年份作为典型年,经比较分析,选择19911992 年作为 25%典型年;选择 19951996 年作为 50%典型年;选择 19931994 年作为 75%典型年、95%典型年;用缩放倍比公式 K枯=W枯设/W枯典、K年-枯=(W年设-W枯设)/(W年典-W枯典)计算缩放倍比,成果列表 2.4-25。表表 2.4-25 缩放倍比成果表(同频率法)缩放倍

180、比成果表(同频率法)频率P(%)W年 设 W枯 设 W年 典 W枯 典 K枯 K年-枯 25 13150.51 4157.50 13355.50 4094.42 1.0154 0.9711 50 11352.96 3127.32 12033.61 3363.84 0.9297 0.9488 75 9744.62 2281.10 10054.73 1298.23 1.7571 0.8523 95 7726.32 1379.70 10054.73 1298.23 1.0628 0.7248 用 K枯缩放典型年枯水期的月径流量,K年-枯缩放典型年其他各月径流量,然后用水文比拟法比拟到丫多河水库,即得

181、水库上、下坝址设计年径流量年内分配,成果见表 2.4-2627。2-37 表表 2.4-26 丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表(同频率法)丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表(同频率法)P(%)各月径流量(万 m)年径流总量(万m)6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 25 930.5 836.2 534.3 457.5 325.7 196.1 403.7 310.0 232.5 105.4 88.2 294.7 4714.7 50 530.7 643.1 709.9 635.2 379.5 266.0 136.0 90.4 116.2 87.8 67.2 338.

182、3 4000.4 75 436.3 683.4 752.3 517.1 192.4 146.9 133.9 104.5 132.2 71.8 80.0 137.1 3388.0 95 353.3 563.4 622.0 422.0 163.6 88.9 81.0 63.2 80.0 43.4 48.4 82.9 2612.0 表表 2.4-27 丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表(同频率法)丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表(同频率法)P(%)各月径流量(万 m)年径流总量(万m)6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 25 990.7 899.0 574.4 491

183、.8 350.1 210.8 434.0 333.2 249.9 118.1 99.5 316.8 5068.3 50 570.5 691.4 763.1 682.9 408.0 286.0 146.2 97.2 124.9 94.4 72.2 363.7 4300.4 75 476.4 737.6 810.4 561.8 203.4 155.3 141.5 110.5 139.8 75.9 84.6 145.0 3642.2 95 394.0 610.0 670.2 464.6 168.2 91.4 83.2 65.0 82.2 44.7 49.7 85.3 2808.4 2.4.4.22.

184、4.4.2 采用同倍比放大法推求水库设计年径流量年内分配采用同倍比放大法推求水库设计年径流量年内分配 在者那河水文站实测径流量系列 19911996 水文年中,选择丰、平、枯水年频率与设计频率比较接近,年内分配对工程供水较为不利即枯水期长、枯水流量小,汛期短、径流量大及径流量与设计径流量比较接近的年份作为水库设计年径流量年内分配的典型年。经分析比较,选择 19911992 年作为 25%典型年;选择 19951996 年作为 50%典型年;选择 19931994 年作为 75%典型年、95%典型年。用缩放倍比公式 K=W设/W典计算缩放倍比,成果列表 2.4-28。2-38 表表 2.4-28

185、 缩放倍比成果表(同倍比法)缩放倍比成果表(同倍比法)频率P(%)W年 设 W年 典 K年 25 13150.51 13355.50 0.9847 50 11352.96 12033.61 0.9434 75 9744.62 10054.73 0.9692 95 7726.32 10054.73 0.7684 用 K年缩放典型年各月径流量,然后用水文比拟法比拟到丫多河水库,即得水库上、下坝址设计年径流量年内分配,成果见表 2.4-2930。表表 2.4-29 丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表(同倍比法)丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表(同倍比法)P(%)各月径流量(万 m)年径

186、流总量(万m)6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 25 925.4 847.9 541.8 463.9 330.3 190.2 391.5 300.6 225.4 114.3 97.6 285.7 4714.7 50 527.7 639.5 705.9 631.6 377.4 270.0 138.0 91.7 117.9 89.1 68.1 343.3 4000.4 75 498.1 779.1 857.4 589.9 218.8 81.0 73.8 57.6 72.9 39.6 44.1 75.6 3388.0 95 376.4 599.1 661.3 449.2 173.

187、5 64.3 58.5 45.7 57.8 31.4 35.0 60.0 2612.0 表表 2.4-30 丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表(同倍比法)丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表(同倍比法)P(%)各月径流量(万 m)年径流总量(万m)6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 25 996.9 911.5 582.4 498.7 355.0 204.4 420.9 323.1 242.3 121.9 103.9 307.2 5068.3 50 567.3 687.5 758.8 679.0 405.7 290.2 148.4 98.6 126.8 95.8 7

188、3.3 369.1 4300.4 75 541.7 838.7 921.5 638.8 231.3 85.7 78.1 60.9 77.1 41.9 46.6 80.0 3642.2 95 417.7 646.7 710.6 492.5 178.4 66.1 60.2 47.0 59.5 32.3 36.0 61.7 2808.4 2-39 2.4.4.32.4.4.3 水库设计年径流量年内分配成果水库设计年径流量年内分配成果 用同频率缩放法所计算出来的中等枯水期(P=75%)设计年内分配,其上、下坝址处枯水期径流量占全年径流量分别为 23.41%和 19.83%,枯水期来水较丰,以此径流年内

189、分配成果确定的水库规模偏不利。用同倍比缩放法所计算出来的中等枯水期(P=75%)设计年内分配,其上、下坝址处枯水期径流量占全年径流量均为 12.91%,枯水期来水较枯,与云南省枯水期径流量占全年径流量 15%的一般规律相比偏小。19931994 水文年为者那河实测及展延里面枯水期径流量占全年径流量最少的年份,且在 19911997 年水文年枯水期径流量系列,经频率计算适线后其枯水期径流量的频率达 97%,表明这一年枯水期来水较枯,以此径流年内分配成果确定的水库规模比较大,也不合理。故在同倍比缩放法成果的基础上对 P=25%、P=50%、P=75%、P=95%典型年的年内分配加以调整、修正,使之

190、符合云南省的一般规律,得水库上、下坝址设计年径流量年内分配。成果与可研阶段一致,见表 2.4-3132。表表 2.4-31 丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表丫多河水库上坝址各保证率平均径流量成果表 P(%)单位 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 全年 25(万m)635.4 847.9 641.8 563.9 430.3 290.2 241.5 300.6 225.4 114.3 97.6 325.7 4714.7 50(万m)527.7 639.5 755.9 681.6 377.4 270.0 138.0 91.7

191、 117.9 89.1 68.1 243.3 4000.4 75(万m)477.1 758.1 836.4 568.9 197.8 96.0 88.8 72.6 87.9 54.6 59.1 90.6 3388.0 95(万m)355.4 578.1 640.3 428.2 152.5 79.3 73.5 60.7 72.8 46.4 50.0 75.0 2612.0 表表 2.4-32 丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表丫多河水库下坝址各保证率平均径流量成果表 P(%)单位 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 全年 25

192、(万m)706.9 911.5 682.4 598.7 455.0 304.4 270.9 323.1 242.3 121.9 103.9 347.2 5068.3 50(万m)567.3 687.5 808.8 729.0 405.7 290.2 148.4 98.6 126.8 95.8 73.3 269.1 4300.4 75(万m)520.7 817.7 900.5 617.8 210.3 100.7 93.1 75.9 92.1 56.9 61.6 95.0 3642.2 95(万m)396.7 625.7 689.6 471.5 157.4 81.1 75.2 62.0 74.5

193、47.3 51.0 76.7 2808.4 2-40 2.5 2.5 洪水洪水 2.5.1 2.5.1 暴雨洪水特性暴雨洪水特性 流域内洪水主要由暴雨形成,一般洪峰历时较短,洪水暴涨暴落,河床水位变幅较大。丫多河流域属于山溪性河流,流域内河道较陡,暴雨主要由低槽、切变、冷锋低槽和冷锋切变等天气系统造成,年最大洪峰流量多出现在 6-8 月,洪峰历时 2 小时左右,多数洪水历时 1224h,呈单峰过程。丫多河水库工程附近流域洪水均为夏季暴雨造成,因此暴雨对洪水起着决定性的作用。流域的洪水与暴雨分布相应,在区域分布上也有明显的地区性。排沙河流域为哀牢山背风区,地质地貌主要为山区丘陵区特点,山高谷深,

194、地形陡峭,岩石裸露,大部分为石质山地,迫使夏季东南向暖湿气流急剧抬升,形成特大暴雨。因各支流洪水往往由同一场暴雨形成,暴雨多,雨量集中,因此各河洪水同时暴涨,形成的洪水峰高量大,并具有突发性和难以预见性。由于流域内地形复杂,高差悬殊,暴雨的时空分布不均。从时间上看,本流域 5-10 月均有暴雨发生,一般从 5 月份进入汛期,10 月底汛期结束。暴雨量在面上的分布差异较小,大致具有由西向东增大的分布趋势。由于受地形及大气环流的影响,流域内暴雨具有明显的季节性及暴雨发生月份多、次数多、时空分布不均、场次暴雨笼罩面积小、历时短、连续性暴雨少的特点。2.5.2 2.5.2 洪水标准洪水标准 丫多河水库

195、拟建为中型水利工程,坝型选择为浆砌石重力坝或面板堆石坝,水库工程等别为等,主要建筑物级别为 3 级。查防洪标准GB5020194,坝型选择为浆砌石重力坝时,水库洪水标准为 50100 年一遇设计,5001000年一遇校核。坝型选择为面板堆石坝时,水库洪水标准为 50100 年一遇设计,10002000 年一遇校核。水库坝体施工期临时度汛设计洪水,根据水利水电工程等级划分及洪水标准,坝型选择为浆砌石重力坝时,洪水标准为 1020 年一遇设计;坝型选择为面板堆石坝时,洪水标准为 2050 年一遇设计。水库永久性泄水建筑物消能防冲设计洪水根据 水利水电工程等级划分及洪水标准确定为 30 年一遇设计。

196、2-41 根据灌溉与排水工程设计规范GB5028899,灌溉工程永久性水工建筑物洪水标准为 10 年一遇(p=10%)。供水工程永久性水工建筑物洪水标准:设计洪水标准为重现期 20 年一遇(p=5%),校核洪水标准为重现期 50 年一遇(p=2%)。2.5.3 2.5.3 洪水计算途径洪水计算途径 根据水利水电工程设计洪水计算规范规定:根据资料条件,设计洪水可采用以下一种或几种方法进行计算。(1)坝址或其上、下游邻近地点具有 30 年以上实测和插补延长洪水流量资料,并有调查历史洪水时,应采用频率分析法计算设计洪水。(2)工程所在地区具有 30 年以上实测和插补延长暴雨资料,并有暴雨洪水对应关系

197、时,可采用频率分析法计算设计暴雨,推算设计洪水。(3)工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时,可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料,进行地区综合分析,估算设计洪水。丫多河水库流域内没有洪水资料,所以采用云南省暴雨径流查算图表推求设计流域的设计暴雨,进行产汇流计算的设计洪水的途径,并通过公式法来进行比较。经调查工程邻近流域者那河有 1991-1998 年洪水资料,本阶段根据者那河参证站实测加历史调查洪水资料途经,按水文比拟法推算坝址洪水作为比较。2.5.4 2.5.4 暴雨统计参数分析暴雨统计参数分析 设计流域属无资料地区,采用两种方法分析其暴雨统计参数,一是选择与之相邻的元阳气象站,对暴雨进行

198、分析,以确定设计流域暴雨统计参数(简称“移植法”)。二是根据云南省暴雨洪水查算实用手册查图值综合分析后确定(简称“图表法”)。2.5.4.1 移植法分析暴雨统计参数移植法分析暴雨统计参数 丫多河水库流域内无短历时暴雨观测资料,移用元阳气象站 1981-2000 年共20 年的年最大 1h、6h、24h 暴雨量资料系列为样本,做频率分析计算,用数学期望公式计算经验频率,以 P-型曲线为线型,适线法确定其统计参数(见表2.5-1),频率曲线见图 2.5-12.5-3。2-42 表表 2.5-1 短历时暴雨统计参数成果表短历时暴雨统计参数成果表 项目 时段 统计参数 均值(mm)Cv 移植法 1h

199、35.73 0.44 6h 57.29 0.40 24h 85.74 0.40 图图 2.5-1 元阳气象站最大元阳气象站最大 1h 降雨量频率计算适线图降雨量频率计算适线图 2-43 图图 2.5-2 元阳气象站最大元阳气象站最大 6h 降雨量频率计算适线图降雨量频率计算适线图 图图 2.5-3 元阳气象站最大元阳气象站最大 24h 降雨量频率计算适线图降雨量频率计算适线图 2-44 2.5.4.2 图表法分析暴雨统计参数图表法分析暴雨统计参数 根据云南省暴雨统计参数图集中暴雨等值线图查得丫多河水库最大 1、6、24h 暴雨量统计参数成果见表 2.5-2。表表 2.5-2 水库径流区最大水库

200、径流区最大 1、6、24h 暴雨量统计参数成果表暴雨量统计参数成果表 名称 项目 1h 6h 24h 水库工程区 变差系数 Cv 0.43 0.40 0.40 降雨量均值 P 36.0 54.5 76.0 年最大 1、6、24h 暴雨量等值线图使用资料年限为 19592005 年,资料系列长度符合规范规定最短系列长度要求。2.5.4.3 暴雨统计参数的确定暴雨统计参数的确定 对比表 2.5-3 可以看出,移植法和图表法得到的暴雨参数值相差较小,说明分析的结果基本合理,成果可靠性高。考虑到查图值成果已经过相关主管部门审查认可,暴雨参数与周边地区相互协调,作为资料短缺地区,用此成果相对可靠,并且由

201、于实测资料系列较短(不足 30 年),代表性不高,加之丫多河水库坝址距元阳气象站 7km,两地气候特性、地形地貌有所不同,因此,从合理性上考虑,选择图表法推求得到的暴雨统计参数为最终成果,与可研成果一致。表表 2.5-3 暴雨统计参数成果比较表暴雨统计参数成果比较表 方法 统计参数(Cs=3.5Cv)1h 6h 24h 均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv 移植法 35.73 0.44 57.29 0.40 85.74 0.40 图表法 36.00 0.43 54.50 0.40 76.00 0.40 2.5.4.4 暴雨洪水分区及产汇流系数暴雨洪水分区及产汇流系数 查云南省暴雨统计参数图集,丫

202、多河水库流域暴雨区划为 9;产流参数分区为 3-1,即:土壤前期最大缺水量 Wm=100mm,土壤前期含水量 Wt=72mm,土壤后期平均入渗率 fc=2.2mm/h,不平衡缺水量R=10mm,雨期日蒸发量 E=3mm/d;2-45 汇流参数分区为 3,即:Cm=0.40,Cn=0.65。2.5.5 2.5.5 设计洪水设计洪水 2.5.5.12.5.5.1 暴雨图集法推求设计洪水暴雨图集法推求设计洪水 一、用云南省暴雨径流查算图表年最大 1、6、24h 暴雨量等值线图查图确定参数,计算不同频率下的水库设计暴雨量,其成果见表 2.5-4。表表 2.5-4 水库设计暴雨量成果表水库设计暴雨量成果

203、表 历时 t(h)统计参数 各频率 P(%)设计值(mm)平均降雨量 P(mm)Cv Cs/Cv 20 10 5 3.33 2 1 0.2 0.1 1 36 0.43 3.5 46.7 56.6 66.2 71.8 78.5 87.8 108.4 117.4 6 54.5 0.40 3.5 69.9 82.7 96.8 104.4 112.5 125.9 152.7 165.7 24 76 0.40 3.5 97.4 116.7 134.9 145.6 158.1 175.6 214.3 231.0 二、设计暴雨量时程分配 查 云南省暴雨洪水查算实用手册,得水库径流区暴雨点面关系换算系数,以及

204、暴雨量时程分配过程。根据水库设计暴雨量,计算得水库面设计暴雨时程分配,成果见表 2.5-5。表表 2.5-5 水库设计面暴雨量时程分配表水库设计面暴雨量时程分配表 历时 t(h)各频率 P(%)设计暴雨量时程分配(mm)20 10 5 3.3 2 1 0.2 0.1 1 0.9 1.2 1.3 1.4 1.5 1.7 2.1 2.2 2 1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.1 2.3 3 1 1.2 1.4 1.5 1.7 1.8 2.3 2.4 4 1 1.2 1.5 1.6 1.7 1.9 2.3 2.5 5 1.1 1.3 1.5 1.6 1.7 2 2.4 2.6 6 1.

205、2 1.4 1.6 1.7 1.9 2 2.5 2.7 7 2.8 3.3 2.7 4 4.2 4.6 5.6 6 8 3.2 2.7 4.2 4.5 4.8 5.2 6.3 6.7 9 3.9 4.5 5.1 5.4 5.8 6.4 7.5 8 2-46 10 5.3 6.2 7.0 7.5 8.1 8.8 10.5 11.2 11 7.5 8.8 10.1 10.7 11.5 12.6 15.1 16.2 12 41.2 50.0 58.4 63.4 69.3 77.5 95.7 102.6 13 2.5 3.0 2.5 2.7 4.1 4.5 5.4 5.8 14 2.3 2.7 3.1

206、 3.4 2.7 4.1 5.0 5.4 15 2.1 2.5 2.8 3.2 3.4 3.8 4.6 4.9 16 1.9 2.3 2.7 2.8 3.1 2.5 4.2 4.6 17 1.8 2.2 2.5 2.7 2.8 3.2 4.0 4.3 18 1.7 2.0 2.3 2.6 2.8 3.1 2.7 4.0 19 1.5 1.9 2.2 2.3 2.5 2.8 3.4 2.6 20 1.5 1.7 2.0 2.2 2.4 2.6 3.2 2.5 21 1.4 1.7 1.9 2.1 2.2 2.5 3.1 3.3 22 1.3 1.6 1.9 2.0 2.2 2.4 2.8 3.2

207、 23 1.3 1.5 1.7 1.9 2.0 2.3 2.8 3.0 24 1.2 1.5 1.7 1.8 2.0 2.3 2.7 2.8 三、水库设计洪水计算 初损后损法作产流计算,纳须瞬时单位线法作汇流计算,推求水库设计洪水,设计洪水成果见下表 2.5-6,水库设计洪水过程见表 2.5-7、2.5-8,洪水过程线见图 2.5-4、2.5-5。表表 2.5-6 丫多河水库设计洪水成果表丫多河水库设计洪水成果表 名称 项目 各频率 P(%)设计值 20 10 5 3.33 2 1 0.2 0.1 水库上坝址 洪峰流量(m/s)117.24 176.92 257.00 271.90 321.8

208、9 369.26 465.60 508.45 最大 24h 洪量(万 m)271.90 363.91 484.50 503.80 579.34 649.43 799.10 859.07 水库下坝址 洪峰流量(m/s)119.2 186.37 267.45 293.46 330.39 380.72 481.14 525.27 最大 24h 洪量(万 m)285.20 382.20 517.40 558.50 606.70 657.61 830.52 912.8 2-47 表表 2.5-7 水库设计洪水过程表(上坝址)水库设计洪水过程表(上坝址)时间 t 各频率 P(%)设计洪水过程(m/s)(h

209、)20 10 5 3.33 2 1 0.2 0.1 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 6.89 8.41 10.52 11.22 13.18 14.05 19.83 21.12 2 14.36 19.29 20.20 22.68 27.26 29.97 44.84 53.87 3 22.82 24.81 28.28 37.00 47.82 63.84 89.69 100.89 4 117.24 176.92 257.00 271.90 321.89 369.26 465.60 508.45 5 92.74 141.13 220.23 220

210、.18 263.89 315.67 402.78 437.98 6 75.65 111.78 159.43 167.99 197.53 225.97 296.55 322.88 7 54.43 79.44 111.94 117.92 137.99 156.85 211.68 230.43 8 39.93 57.15 79.09 83.24 96.68 108.76 150.36 164.07 9 30.47 42.38 57.13 59.99 68.98 76.48 107.60 117.41 10 24.38 32.70 42.66 44.65 50.58 54.87 77.12 84.12

211、 11 23.45 27.92 35.15 36.53 40.74 43.11 56.57 63.08 12 22.38 26.06 29.60 30.53 33.44 34.39 40.78 46.53 13 21.99 25.18 28.76 28.44 29.59 29.51 31.01 35.35 14 21.64 24.44 28.03 27.87 29.57 28.14 26.52 29.04 15 21.30 23.94 26.86 27.47 29.13 28.02 22.58 22.10 16 20.23 22.69 26.57 26.93 28.71 27.69 21.69

212、 19.11 17 20.13 23.09 26.45 26.43 27.68 27.50 21.69 18.19 18 19.94 22.88 26.25 26.01 27.13 26.52 20.80 17.24 19 19.74 22.77 25.62 25.76 26.95 26.24 20.28 16.60 20 19.65 22.42 24.57 24.45 25.34 26.00 20.19 16.29 21 18.67 20.90 22.80 22.80 22.72 25.03 19.90 15.99 22 17.21 19.37 21.22 21.34 22.11 22.53

213、 19.17 15.46 23 15.74 17.85 19.55 19.79 20.49 22.04 17.10 15.15 24 14.28 16.33 17.87 18.23 18.88 20.54 14.39 14.86 2-48 表表 2.5-8 水库设计洪水过程表(下坝址)水库设计洪水过程表(下坝址)时间 t 各频率 P(%)设计洪水过程(m/s)(h)20 10 5 3.33 2 1 0.2 0.1 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1 11.38 12.59 15.22 17.17 18.16 25.4 35.51 40.46

214、2 14.29 20.71 21.67 24.22 27.03 32.81 44.38 56.46 3 18.36 27.18 30.58 34.75 50.35 66.36 92.77 106.44 4 119.20 186.37 267.45 293.46 330.39 380.72 481.14 525.27 5 116.23 173.88 234.67 259.58 292.85 337.58 427.4 466.35 6 94.2 132.73 169.63 188.82 214.98 249.74 318.41 347.9 7 72.89 97.16 117.88 131.44 1

215、51.38 178.11 229.47 251.32 8 55.52 70.1 81.01 90.38 104.67 125.53 164.13 180.36 9 41.91 50.5 55.92 62.41 72.13 88.39 117.88 130.12 10 31.61 36.71 39.29 43.87 47.48 62.59 85.65 95.08 11 23.96 16.4 28.51 31.84 36.13 44.67 62.76 70.18 12 9.32 11.81 17.44 19.51 21.34 25.43 46.74 52.73 13 7.87 11.24 14.9

216、4 17.93 17.89 20.82 27.57 31.76 14 6.89 11.07 14.55 16.72 17.45 19.38 21.91 25.48 15 6.23 10.75 14.25 16.41 16.75 18.63 18.27 21.23 16 5.81 10.62 12.62 16.05 16.05 18.09 16.07 20.88 17 5.81 10.31 12.55 15.34 15.91 17.89 15.11 17.51 18 5.8 10.18 13.16 15.19 15.79 17.16 14.84 15.38 19 5.62 10.07 12.8

217、14.81 15.15 16.92 14.6 14.13 20 5.56 9.94 12.84 14.48 14.89 16.59 14.31 12.65 21 5.51 9.93 12.72 14.44 14.73 16.27 14.25 13.48 22 5.44 9.92 12.69 14.29 14.48 15.9 14.13 13.43 23 5.44 9.91 12.65 14.26 14.47 15.9 14.06 13.27 24 5.41 9.41 12.63 14.2 10.51 15.72 11.1 12.87 2-49 01002003004005006000 1 2

218、3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24丫多河水库上坝址各频率洪水过程线tQp=0.1%p=0.2%p=2%p=3.3%p=5%p=20%p=10%p=1%图图 2.5-4 丫多河水库上坝址各频率洪水过程线丫多河水库上坝址各频率洪水过程线 丫多河水库下坝址各频率洪水过程线01002003004005006000 1 23 4 5 6 78 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24t(h)Q(m3/s)p=20%p=10%p=5%p=3.33%p=2%p=1%p=0.2

219、%p=0.1%图图 2.5-5 丫多河水库下坝址各频率洪水过程线丫多河水库下坝址各频率洪水过程线 2-50 2.5.5.22.5.5.2 公式法推求设计洪水公式法推求设计洪水 按照水利水电工程设计洪水计算规范(SL442006)推荐的推理公式来计算洪峰流量,基本公式如下:Qm=0.278(h/)F=0.278L/mQm1/4J1/3 式中:Qm洪峰流量,m/s;h在全面汇流时代表相应于 时段的最大净雨,在部分汇流时代表单一洪峰的净雨(mm);F径流面积(km);流域汇流历时(h);m汇流参数;L沿主河从出口断面至分水岭的最长距离(km);J沿流程 L 的平均比降(以小数计)。按全面汇流公式推求

220、设计洪峰流量,根据河长及河道平均比降,按公式=L/J1/3计算得,根据 值查水利水电工程设计洪水计算规范(SL442006)中的表B.2.2得m。通过试算确定的设计洪峰流量成果见表2.5-9。表表 2.5-9 推理公式法推求设计洪水成果表推理公式法推求设计洪水成果表 Qm(m/s)P=2%P=1%P=0.2%P=0.1%上坝址 303.13 345.16 444.82 486.81 下坝址 317.65 361.78 466.38 510.46 2.5.5.32.5.5.3 水文比拟法推求设计洪水水文比拟法推求设计洪水 经调查工程邻近流域者那河有 1991-1998 年洪水资料,本阶段根据者那

221、河参证站实测加历史调查洪水资料途经,按水文比拟法推算坝址洪水作为比较。从排沙河流域及邻近地区站点分布情况看,者那河水文专用站与设计流域相距不远,该站控制面积为 124.0km,下垫面情况和产汇流条件也相似,测站与排沙河流域具有同步的雨洪资料。经初步分析,者那河站的地形、地貌及植被情况与设计流域相似,暴雨成因基本相同,径流过程对应性较好,产流条件和汇流特性也基本相同。根据资料情况,选择者那河水文站 19911998 年实测年最大 2-51 洪水(1994 年洪水资料缺失,经考证本年度无特别大的洪水)共 7 场的暴雨洪水资料进行分析。表表 2.5-10 者那河水文站实测洪水统计表者那河水文站实测洪

222、水统计表 年份 时间 实测洪峰 年份 时间 实测洪峰(m/s)(m/s)1991 7 月 16 日 83 1995 9 月 18 日 64.9 1992 6 月 7 日 49.9 1996 7 月 31 日 66.7 1993 8 月 7 日 37.5 1997 6 月 22 日 81.1 1994/1998 6 月 19 日 88.5 历史洪水调查:历史洪水调查:查阅相关刊印文献资料,调查到者那河 1932 年发生特大洪水,洪峰流量为 354 m/s;1964 年特大洪水洪峰流量为 220 m/s。表表 2.5-11 者那河历史洪水调查成果表者那河历史洪水调查成果表 年份 最大洪峰流量(m/

223、s)可靠程度 1932 354 供参考 1964 220 较可靠 通过洪水调查考证确定洪水量级及重现期是很重要的,但要准确的定出特大洪水的重现期 N 是相当困难的,目前,一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。1932 年特大洪水洪峰流量为 354 m/s,其重现期 N=2012-1932+1=81 年;1964年特大洪水洪峰流量为 220 m/s,其重现期 N=49 年。将者那河水文站实测(19911998 年)的洪峰流量组成样本,将 1932 年和1964 年的历史调查洪水作为特大值处理,进行经验频率计算,矩法初估统计参数,按 P型线型用适线法确定统计参数,求得该站设计洪水成果见表 2.5

224、-12,频率曲线见图 2.5-6。表表 2.5-12 者那河设计洪水成果表者那河设计洪水成果表 Qm(m/s)P=0.2%P=0.1%备注 者那河 627.73 728.31 2-52 图图 2.5-6 者那河洪水频率适线图者那河洪水频率适线图 采用丫多河水库径流面积(上坝址 F=56km、下坝址 F=60.2km)与者那河径流面积(F=124km)比拟方法,将参证站的资料按下式作流域面积修正后移用至设计断面,进行丫多河水库设计洪水计算。参参设设QFFQn 式中 Q参、Q设参证站、设计站的洪峰或洪量;F参、F设参证站、设计站的集水面积;n经验性指数。按以上公式比拟求得丫多河水库坝址洪水成果表见

225、 2.5-13。表表 2.5-13 水文比拟水文比拟法推求坝址洪水成果表法推求坝址洪水成果表 Qm(m/s)P=0.2%P=0.1%备注 上坝址 369.49 428.70 下坝址 387.75 449.87 2-53 2.5.5.32.5.5.3 设计洪水合理性检查设计洪水合理性检查 本次采用查图法、公式推求法及水文比拟法计算的洪峰流量进行比较。采用不同的途径计算库区洪水洪峰流量的结果见表 2.5-14。表表 2.5-14 水库不同途径的校核洪水的洪峰流量比较表水库不同途径的校核洪水的洪峰流量比较表 频率 查暴雨图集法 公式推理法 水文比拟法 上坝址 下坝址 上坝址 下坝址 上坝址 下坝址

226、P=0.2%465.60 481.14 444.82 466.38 369.49 387.75 P=0.1%508.45 525.27 486.81 510.46 428.70 449.87 从表 2.5-14 对比分析可见,查暴雨图集法、推理公式法及水文比拟法的洪峰流量较为接近。但是,由于暴雨图集法的计算比较精确,并且成果比另外两种方法的成果稍大,从保证水库安全性角度考虑,确定采用查暴雨图集法的计算成果作为本设计阶段水库的设计洪水。因未有新的洪水资料,自可研设计之后元阳亦未有大暴雨洪水发生,本阶段成果与可研阶段一致。2.52.5.6.6 水库枯季施工期设计洪水水库枯季施工期设计洪水 根据元阳

227、气象站多年平均降水资料,6、7、8 月为本流域降水量的最丰时期,该时期月降水量在 180mm 以上。10 月降水量明显小于 9 月为雨季的结束月。5月雨量明显大于 4 月为雨季开始月。而 11 月4 月各月的降水量明显小于其他月份,为枯水期。统计者那河 1991-1998 年期间实测洪峰流量散点图(见图2.5-7),变化趋势与降雨过程基本相同。综合流域内的降水成因、天气系统变化及上述实测资料统计成果,水库枯季施工期选择为 11 月至翌年 4 月。2-54 图图 2.5-7 者那河洪峰流量散布图者那河洪峰流量散布图 一、设计洪水标准 根据水利水电工程施工组织设计规范SL3032004,本工程导流

228、建筑物保护对象为 2 级混凝土面板堆石坝,故导流围堰建筑物级别为 4 级,根据水库实际情况及施工组织要求,水库施工期设计洪水标准采用 10 年一遇设计。二、枯期设计洪水推求 丫多河水库枯期施工洪水采用邻近的者那河为参证站分析推求。者那河水文站实测资料年限为 1991-1998 年,本次仅收集到 1991-1993、1996-1998 年洪水资料,整理的枯期洪峰流量成果见表 2.5-15.表表 2.52.5-15 15 者那河水文站者那河水文站枯期枯期(11(11-4 4 月月)实测最大洪峰流量实测最大洪峰流量 年份 时间 实测洪峰 年份 时间 实测洪峰(m/s)(m/s)1991 12 月 2

229、7 日 13 1996 11 月 2 日 44.1 1992 11 月 25 日 24.5 1997 2 月 24 日 31.8 1993 4 月 15 日 8.0 1998 11 月 2 日 21.8 根据者那河水文站枯季施工期实测洪水资料,经频率计算适线后,得枯季施工期洪水统计参数,即:=23.87m3/s,Cv=0.85,Cs=4Cv 2-55 P=20%,Q=32.48m/s,W24h=141.08 万 m;P=10%,Q=47.88m/s,W24h=186.86 万 m。频率曲线见图 2.5-8:图图 2.5-8 者那河枯期洪水频率适线图者那河枯期洪水频率适线图 采用丫多河水库径流面

230、积(F=56km)与者那河水文站径流面积(F=124km)比拟方法,将参证站的资料按下式作流域面积修正后移用至设计断面,进行丫多河水库枯季施工期设计洪水计算。参参设设QFFQn 式中 Q参、Q设参证站、设计站的洪峰或洪量;F参、F设参证站、设计站的集水面积;n经验性指数。本工程洪峰取 2/3、洪量取 1。计算成果如下:上坝址:P=20%,Q=19.1m/s,W24h=64.8 万 m;P=10%,Q=28.2m/s,W24h=85.8 万 m。下坝址:P=20%,Q=20.1m/s,W24h=69.7 万 m;P=10%,Q=29.6m/s,W24h=92.3 万 m。2-56 水库施工期设计

231、洪水是通过分析者那河水文站 1991 年 6 月至 1998 年 12 月枯季施工期实测洪水过程资料,选择 1991 年 2 月 23 日 22:00 至 24 日 22:00 的洪水过程为典型洪水过程,经同频率放大法计算且修匀后得到,成果与上阶段一致,具体见表 2.5-16 及图 2.5-910。表表 2.5-16 丫多河水库枯季施工期设计洪水过程丫多河水库枯季施工期设计洪水过程 历时 t(h)P=20%(m/s)P=10%(m/s)P=20%(m/s)(下坝址)P=10%(m/s)(下坝址)(上坝址)(上坝址)0 2.4 3.1 2.6 3.4 1 3.3 4.3 2.6 4.7 2 4.

232、3 5.7 4.7 6.1 3 5.3 7.0 5.7 7.5 4 6.3 8.2 6.7 8.8 5 7.4 9.6 7.9 10.3 6 8.4 10.9 9.0 11.7 7 11.5 15.0 12.4 16.1 8 19.1 28.2 20.1 29.6 9 14.4 17.2 14.2 18.4 10 12.4 15.5 12.8 16.3 11 10.6 14.1 11.6 15.1 12 9.7 12.9 10.6 13.8 13 8.7 11.5 9.5 12.4 14 8.1 10.8 8.9 11.6 15 7.5 10.0 8.2 10.7 16 6.9 9.2 7.6

233、 9.9 17 6.3 8.4 7.0 9.0 18 5.7 7.6 6.3 8.1 19 5.0 6.7 5.6 7.2 20 4.5 6.0 5.0 6.4 21 3.9 5.2 4.3 5.6 22 3.3 4.5 2.7 4.8 23 2.8 3.8 3.2 4.1 24 2.3 3.2 2.7 3.4 2-57 施工期设计洪水过程线(上坝址)024681012141618202224262830024681012141618202224t(h)Q(m3/s)p=20%p=10%图图 2.5-9 枯季施工期设计洪水过程线图(上坝址)枯季施工期设计洪水过程线图(上坝址)施工期设计洪水过程

234、线(下坝址)02468101214161820222426283032024681012141618202224t(h)Q(m3/s)p=20%p=10%图图 2.5-10 枯季施工期设计洪水过程线图(下坝址)枯季施工期设计洪水过程线图(下坝址)2-58 2.6 2.6 河流泥沙河流泥沙 本阶段根据水利水电工程初步设计报告编制规程(送审稿)采用专用站新增加实测输沙资料复核可研成果。2.6.1 2.6.1 查图法估算泥沙查图法估算泥沙 水库径流区泥沙估算采用云南省水利厅、云南省水利水电科学研究所联合编制的云南省 2004 年土壤侵蚀现状遥感调查报告以及云南省土壤侵蚀图进行查算,水库所在流域植被覆

235、盖度较好,流域内仅有微度、轻度、中度三种水土流失区,推荐坝址流域总面积 56km。中度侵蚀面积为 3.36km,占 6.0%;轻度侵蚀的面积为 26.43km2,占 47.2%;无明显侵蚀面积为 26.20km,占 46.8%。根据 土壤侵蚀分类分级标准 SL190-2007 规范规定,侵蚀模数取值见表 2.6-1,多年平均综合侵蚀模数为 1040 t/(kma)。表表 2.6-1 丫多河水库流域侵蚀模数表丫多河水库流域侵蚀模数表 级别 平均侵蚀模数 t/(kma)规范取值范围 本工程实际取值 微度 500 250 轻度 5002500 1500 中度 25005000 3750 上坝址:经面

236、积加权平均计算得丫多河水库多年平均输沙量为 5.82 万吨。根据流域地形、地貌、土壤、植被等情况综合考虑,推移质按占悬移质输沙量的20%计,则丫多河水库断面悬移质输沙量为 4.85 万吨,推移质输沙量为 0.97 万吨。其中悬移质按 1.4t/m考虑,推移质 1.7t/m。下坝址:流域面积 60.2 km,多年平均输沙量 6.26 万吨。其中,悬移质输沙量为 5.22 万吨,推移质输沙量为 1.04 万吨。其中悬移质按 1.4t/m考虑,推移质 1.7t/m。2.6.2 2.6.2 实测法估算泥沙实测法估算泥沙 可研阶段丫多河水库专用站仅有 2011 年 5 月中旬12 月实测泥沙资料,根据实

237、测资料及其趋势线进行推测插补延长,得到全年月平均悬移质输沙率。现阶段收集到 2011 年 5 月中旬2012 年 6 月中旬专用站实测泥沙资料,根据实测资 2-59 料可得到 2011 年 6 月2012 年 5 月水文年月平均悬移质输沙率,见表 2.6-1。表表 2.6-1 2011 年年 5 月月2012 年年 4 月实测月平均悬移质输沙率表(月实测月平均悬移质输沙率表(单位:单位:kg/skg/s)年份 2011 年 2012 年 月份 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 一月 二月 三月 四月 五月 平均 0.99 3.62 2.68 8.85 0.33 0.43 0.10

238、1.12 0 0.002 0.03 0.146 推移质按占悬移质输沙量的 20%考虑,计算分析得到丫多河输沙侵蚀模数为1030 t/(kma)。2.6.3 2.6.3 结果选用结果选用 采用专用站实测资料法和查图法计算成果,侵蚀模数值相差较小,说明计算成果合理,可靠性强。考虑到实测资料仅 12 个月,系列短,代表性不高;查图法采用云南省水利厅、云南省水利水电科学研究所联合编制的云南省 2004 年土壤侵蚀现状遥感调查报告以及云南省土壤侵蚀图进行查算,成果可靠性强,且选用大值对水库偏安全。故本次选用查侵蚀模数图的结果,即推荐坝址多年平均输沙量为 5.82 万吨。其中:悬移质输沙量为 4.85 万

239、吨,推移质输沙量为0.97 万吨。本阶段增加了 2012 年 1 月6 月专用站实测泥沙资料对上阶段成果进行复核,经复核,本阶段的成果与可研阶段仍保持一致。2-60 2.7 2.7 水库设计断面水位流量关系曲线水库设计断面水位流量关系曲线 现阶段收集到丫多河水文专用站 2011 年 5 月2012 年 6 月实测水位流量资料(见附表 1),根据实测站资料整理出有代表性的流量进行分析,用曼宁公式反推糙率,结果见表 2.7-1。表表 2.72.7-1 1 测站水位流量及糙率分析表测站水位流量及糙率分析表 底宽 b(m)水深 H(m)断面面积 A(m2)比降(i)实测流量 Q (m3/s)糙率(n)

240、8.00 0.10 0.80 0.0281 0.176 0.16 8.00 0.20 1.60 0.0281 0.944 0.094 8.00 0.30 2.40 0.0281 1.92 0.09 8.00 0.43 3.44 0.0281 3.3 0.092 8.00 0.49 3.92 0.0281 7.35 0.051 8.00 0.28 2.24 0.0281 1.98 0.078 8.00 0.29 2.32 0.0281 1.61 0.101 根据分析结果可知,在低水位时,河流糙率较大,随着水位上升,糙率有逐渐减小的趋势,符合一般规律。主要是因为水位很低时,河底突出的孤石、卡口等影

241、响很大,局部阻力大。由于实测断面为人工修建的底宽 8m 的矩形断面,与天然河道断面有较大差异。并且实测期间最大水深不足 0.5m,流量小,系列短,不具代表性,无法对计算成果进行有效的比对,因此本阶段仍采用按水力学方法推算的水库坝址天然河道水位流量关系线成果。在水库拟建坝址河床处选一断面,根据实测断面和水面比降,采用曼宁公式3/22/11RIAnQ 计算各级水位相应的流量,绘制水位流量关系曲线,其中糙率n 根据云南省天然河道糙率表选定,同时参考邻近已建类似工程肥香村水库的河道糙率,综合选定为 0.037。计算成果见表 2.7-2、2.7-3,图见 2.7-1、2.7-2。本阶段增加了 2012

242、年 1 月6 月专用站实测水位流量资料对上阶段成果进行复核,经复核,本阶段的成果与可研阶段一致。2-61 表表 2.7-2 水库设计断面水位流量关系表(上坝址)水库设计断面水位流量关系表(上坝址)水位 Z(m)面积 A(m)湿周 X(m)水面比降(i)糙率(n)流量 Q(m/s)704.0 0.00 0.00 0.03 0.037 0.0 704.5 8.13 18.91 0.03 0.037 21.7 705.0 18.62 23.91 0.03 0.037 73.8 705.5 31.47 28.90 0.03 0.037 155.9 706.0 46.67 33.90 0.03 0.03

243、7 270.3 706.5 63.30 35.36 0.03 0.037 436.9 707.0 80.46 36.82 0.03 0.037 634.3 707.5 98.14 38.28 0.03 0.037 860.5 708.0 116.33 39.74 0.03 0.037 1114.4 708.5 135.05 41.21 0.03 0.037 1394.8 表表 2.7-3 水库设计断面水位流量关系表(水库设计断面水位流量关系表(下坝址)下坝址)水位Z(m)面积A(m)湿周 X(m)水面比降(i)糙率(n)流量Q(m/s)668.72 0 0 0.03 0.037 0 669.3

244、2 2.08 8.38 0.03 0.037 4 669.82 6.49 9.80 0.03 0.037 23 670.32 11.39 11.21 0.03 0.037 54 670.82 16.78 12.63 0.03 0.037 95 671.32 22.67 14.05 0.03 0.037 146 671.82 29.19 15.99 0.03 0.037 204 672.32 36.51 17.93 0.03 0.037 275 672.82 44.62 19.87 0.03 0.037 358 673.32 52.51 21.81 0.03 0.037 456 673.82 6

245、2.89 23.13 0.03 0.037 575 674.32 72.80 24.45 0.03 0.037 707 2-62 丫多河水库上坝址水位流量关系曲线703.5704.0704.5705.0705.5706.0706.5707.0707.5708.0708.5709.002004006008001000120014001600流量(m3/s)水位(m)图图 2.7-1 水库设计断面水位流量关系图(上坝址)水库设计断面水位流量关系图(上坝址)图图 2.7-2 水库设计断面水位流量关系图(下坝址)水库设计断面水位流量关系图(下坝址)丫多河水库下坝址水位流量关系曲线66866967067

246、16726736746750100200300400500600700800流量(m3/s)水位(m)2-63 2.82.8 蒸发蒸发 根据设计要求需要提供丫多河水库的多年水面蒸发量及多年平均蒸发增损量。在整个元阳县内,只有元阳气象站有蒸发量观测资料。本次设计拟通过元阳气象站蒸发情况和查等值线图法进行分析比较,并选用水面蒸发增损量。2.8.12.8.1 水面蒸发水面蒸发 采用“云南省 1980 年2000 年多年平均水面蒸发量等值线图”量算得库区水面蒸发量为 1250mm。根据元阳气象站旧址(19581996 年)和元阳气象站新址(19982009 年)(实测 20cm 蒸发皿蒸发量系列分析计

247、算得其多年平均蒸发量分别为 1540.3mm和 2156.01mm。把 20cm 口径观测的蒸发量观测值转换成为 E-601 型蒸发器的相应值,其转换系数取当地经验值 0.72(来源于云南省水资源调查评价专题报告),由此求得 E-601 型蒸发器的相应蒸发量分别为 1109.02mm 和 1552.33mm。根据水利水电工程水文计算规范(SL278-2002)的规定,水面蒸发量以20m蒸发池蒸发量代替,故需将 E-601 型蒸发量折算为 20m蒸发池蒸发量。查规范附录 C,其系数为 0.93,由此计算得元阳气象站旧址和新址的多年平均水面蒸发量分别为 1031.4mm 和 1443.7mm。各站

248、多年平均水面蒸发量成果见表 2.8-1。表表 2.8-1 各站多年平均水面蒸发量成果表各站多年平均水面蒸发量成果表 名称 高程(m)多年平均水面蒸发量(mm)备注 元阳气象站旧址 1542 1031.4 实测 丫多河水库 780.82 1250 查图量算 元阳气象站新址 257 1443.7 实测 从表 2.8-1 可以看出,其成果符合蒸发量随高程的减小而增大的一般规律,说明成果合理。因元阳气象站旧址与拟建水库流域距离比较接近,综合比较,本次选用水库多年平均水面蒸发量为 1031.4mm。2-64 2.8.22.8.2 蒸发增损蒸发增损 水库形成后,原陆地变成了水面,一般情况下,水库区库面水面

249、蒸发要大于原陆地蒸发,故水库的形成会造成地表水资源的一定损失,即水库蒸发增损。水库蒸发增损按水量平衡方程式计算,计算公式为:E=E水E陆 E陆=PR 式中:E水库蒸发增损(mm);E水水面蒸发(mm);E陆陆地蒸发(mm);P 库区多年平均降雨量(mm);R 库区多年平均径流深(mm);由于坝址处多年平均径流量为 4082.03 万 m3,通过计算得到库区多年平均径流深为 729mm。根据前述降水分析,库区多年平均降雨量为 1316mm。由此求得陆地蒸发为 587 mm,故水库蒸发增损量为 444.4mm。拟建水库流域与元阳气象站距离不远,本次根据元阳气象站多年平均年蒸发量的月分配百分比,得水

250、库设计蒸发增损值的年内分配,成果与可研阶段相同,具体见表 2.8-2。表表 2.8-2 水库各月蒸发增损值年内分配表水库各月蒸发增损值年内分配表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 月分配比例(%)2.68 6.85 10.75 12.56 15.22 6.09 9.26 7.69 9.62 5.45 6.45 7.39 100.00 蒸发增损值(mm)11.9 30.4 47.8 55.8 67.6 27.1 41.2 34.2 42.8 24.2 28.7 32.8 444.4 2-65 2.9 2.9 水库水文自动测报系统水库水文自动测报系统设计设计 2.9

251、.1 工程概况 元阳县地处云南省红河州的南部,东接金平县,南邻绿春县,西与红河县接壤,北与建水县、个旧市隔江相望,是红河州南部的一个重要的交通枢纽。距省城昆明市的公路距离 284km,距州府蒙自 91km,具有较好的区位优势。丫多河为红河支流排沙河的上游,干流全长 28.2km,丫多河总集水面积144.8km。丫多河水库选在丫多河中上游登云小溪与丫多河交界的丫多新寨河段,流域面积 56km,河长 12.7km,河道平均比降 15.3%。丫多河水库位于云南红河州元阳县境内,是一宗以农村人畜供水、城镇供水和农田灌溉为主的综合利用水利工程。水库总库容 1142.0 万 m3,推荐拦河坝为混凝土面板堆

252、石坝,最大坝高 89.42m,泄流方式采用坝肩溢洪洞和右岸泄流隧洞联合泄流的方式。2.9.2 系统建设的必要性 丫多河地处云贵高原的南缘地区,施工条件恶劣,施工工期较长,施工具有一定技术难度。水库径流区多年平均降雨量 1404.1mm(查元阳县气象站19581996 年观测资料),雨季(5 月10 月)降雨量占全年降雨量的 81.0%,而干季(11 月4 月)降雨量仅占全年降雨量的 19.0%。为保障施工期各项工作的顺利完成,必须掌握可靠的水、雨情信息。为充分发挥丫多河水库在调度中的重要作用,实现水库的优化运行,必须及时、准确地获得水、雨情信息。工程采用上游围堰枯期挡水,汛期坝体临时断面拦洪,

253、隧洞全年导流的导流方式。上游围堰最大堰高 6.0m,堰体由砂砾石填筑。在整个施工期,将跨越三个汛期,届时由坝体临时断面挡水,导流洞过流渡汛。为了确保工程安全施工、安全渡汛,有必要在施工期建设水情测报系统。(1)在施工期的导流,河道截流,大坝抬升期,水库蓄水期等各个阶段,测报系统可以根据不同施工阶段的要求,实时采集流域内的水、雨情及气象信息,及时提供业主坝址断面的实时过流量和施工区重要监视断面的实时水位,这些基本水情信息是保障工程顺利实施和施工安全必不可少的。2-66(2)测报系统的建立才能使对工程地点以上流域的水情预测成为可能;系统可以根据需要,发布长短不同预见期内未来的水情变化,在遇到重大水

254、情时,它是工程决策者防洪抢险,保证工期,减少损失的重要条件。(3)本工程施工期长达 35 个月,在施工期内一旦遭遇较大洪水时,可能会对工程造成较大损失。此时,系统提供的水情实况,如入库流量、下泄流量、施工区重要地段的特征水位等数据,有可能是界定是否超标准,或与承包商、保险机构发生合同纠纷和索赔等的重要依据。(4)本工程选择上坝址混凝土面板堆石坝方案,该坝型对施工区某些气象要素(如降水、气温等)比较敏感,对施工质量有很大的影响。测报系统可将气象站的实测气象要素及时传送至中心站,从而对施工起到一定的指导作用。水库运行期水情自动测报系统作为流域综合自动化系统的重要组成部分,能应用遥测、通信和计算机等

255、先进技术实现对水文数据自动采集、传输、处理,并具有实时水情预报和联机优化调度等功能。水情自动测报是我国水文现代化的发展方向,通过它能够准确及时收集水、雨情信息,对于提高水文预报的精度、增加洪水预报的预见期、及时准确地为防汛和水利水电调度提供科学依据,充分发挥水利工程的经济效益,合理开发利用水力资源具有十分重要的意义。(1)运行期水情自动测报系统可为防洪、水库优化调度提供服务,它是水库工程综合自动化的重要组成部分;(2)是防洪、及水库优化调度的前提和保障;(3)水情测报系统的建立,有利于实现集中控制和统一管理,可以减少人员编制,降低运行成本;(5)水情自动测报系统建成后,便于管理,技术人员及时掌

256、握运行情况,为提高工程运行管理水平等方面起到很好的作用。为此,无论在丫多河水库工程施工期还是运行期,建立坝址以上流域的水情测报系统十分必要。2.9.3 系统任务及功能 2.9.3.1 系统任务系统任务 水情自动测报是为水库运行提供相应的水情信息,该系统通过应用遥测、通信、计算机技术,实现水情信息的自动采集、储存、处理、预报,及时提供相 2-67 关报表和图表,为工程防洪调度、水资源合理利用提供科学的决策依据。遥测站自动采集、存贮并向中心站传输水文数据;中心站进行数据接收、处理和水文预报,并与有关部门交换水文信息。2.9.3.2 站网布设站网布设 丫多河水库工程位于红河干流的右岸,丫多河流区间无

257、水文测站,没有任何水位、流量、雨量观测站,因此需新设水、雨情观测站。初拟新设 3 个雨量站,在丫多河流域内勐弄、观音山设 2 个降雨量观测点,并在大坝附近设一个降雨量观测点,其中勐弄距离坝址约 4.2km,观音山距离坝址约 4.8km;施工期在坝区上下围堰及导流洞进口设 3 个水位观测点,竣工后大坝上下游均设立永久性水位计及辅助建筑;另外,元阳县气象站资料能符合和反应流域实际情况,也纳入测报站网。水情预报中心站设在工程指挥部。因此,本工程水文测报系统共由 3 个雨量站、1 个气象站、3 个水位站及预报中心站组成,水文站网分布见下图。2-68 水文站网分布图 2-69 2.9.3.3 系统组成及

258、功能系统组成及功能(一)遥测站 遥测站是水情自动测报系统中的基本单元,遥测站由传感器、遥测终端机、GPRS 无线数传终端、太阳能电源。蓄电池和配套的各种插件等组成。遥测站的任务就是按照系统设计的要求,及时准确地将传感器的水文参数自动采集、编码、处理、发送到数据收集中心。遥测站设备的主要功能:雨量计每计量 lmm,终端机的雨量累计值就自动计数,并按雨量自报的数据格式发送一次数据。每 5 分钟采集一次水位编码器的数据,并与前一次的水位数据进行比较,若水位没有变化就不发送,如水位有变化就发送,同时把最新的水位数据存起来,以便与下一次采集的数据再比较。每 N 个小时定时自报一次数据(N 可以设置)。纯

259、雨量站报 F2 为引导码的数据格式,水位站或水位雨量站报 EB 为引导码的数据格式。具有站号设置功能,站号范围 0255。具有参数显示功能,可显示站号,雨量的累计值,水位的实时值,显示15 秒钟后自动熄灭。具有超时发送强迫掉电功能。具有电压告警功能。当测站电池电压低于设定值时,终端机会自动发送电压告警信息。具有人工置数功能。具有人工测试发送和数据人工清零功能。根据需要终端机可设置为遥测站兼中继站功能。(二)中心站 遥测中心站由信号接收设备、中心前置机和后台主机组成。中心前置机作为中心通信控制机起值班作用,中心后台主机是中心数据处理机;它的主要功能是:实时收集遥测终端发来的自报数据,经预处理后(

260、数据解码、检错、纠错、数据格式检查及转换、加注时标等),分类暂存,并可显示、查询、打印自报数 2-70 据。具有中继功能,能转发遥测站传输来的自报数据。具有上、掉电保护及程序运行监测功能,即使因偶然故障造成死机能自动复位,恢复正常工作,以防止通信线路阻塞并保护设备。随时获取数据,经过处理后生成数据库,资料库和档案库。中心站的设备见 机电及金属结构 章节 中控室设备。基层遥测站采集的各类水情信息(雨量、水位等)如何能够准确、及时地传递到各地中心站及水情分中心及省、中央防汛部门,是水情信息采集系统设计的关键环节之一。通信系统是水情信息采集子系统信息传输基础,它的优劣直接影响水情信息及时、准确向省、

261、市汇集。本工程拟采用电缆通信与 GSM 通信相结合的通信方式。2.9.4 水情自动测报系统设备 2.9.4.1 遥测站遥测站 遥测站设备的配置如图。单个雨情、水位遥测站由以下设备组成:序号 设备名称 型号规格 数量 1 遥测数传仪 YDH-1B 型数传仪 1 2 遥测雨量传感器 DY1090A,翻斗式 1 3 遥测水位计 WFH-2 型细井式 1 4 GPRS 通信终端 FL-100D 1 5 太阳能电池板和支架 1 6 蓄电池组 1 GPRS 无线 数传终端 2-71 2.9.4.2 中心站中心站 中心站的主要设备有:中心控制仪、直流电源、GPRS 无线数传终端和监测计算机等。中心站的硬件配

262、置如图所示。中心站结构图 丫多河水库水文测报系统中心站可直接利用水库安全监测自动化系统设备,详见丫多河水库大坝安全监测系统报告书。2.9.5 通信设计 2.9.5.1 系统通信系统通信方式方式设计设计 水库工程坝址以上流域高程均在 700m 以上,属云贵高原地区,根据目前地区内可利用的通信资源和现有的实际情况:有线程控电话可到达各报汛站,中央报汛站和乡镇所在地及周边的地方报汛站均处在移动通信的覆盖区考虑充分利用现有资源和当今通信及网络技术的发展趋势,同时考虑到系统建成后便于运行管理,保证本系统信息流畅、有效和实用,节省投资,确保系统的可靠性,在本次建设中,主要利用 INTERNET 公网作为通

263、信信道。总体设计方案:采用无线移动通信(GPRS 和 GMS 短信)作为主信道、有线通信(PSTN)作为备用信道进行混合组网,配备“双信道”,互为备份、预先设置通信的优先级别,当主信道出故障时,自动切换到备用信道;主信道恢复正常时,即返回主信道传输数据、具体方案为:对处在移动通信的覆盖区和有线程控电话可到达的各报汛站报,以无线通信(GPRS 和手机 GSM 短信)为主信道 PSTN 为备份信道进行数据传输;对只有线程控电话的报汛站,以有线通信 PSTN 为主信道进行数据传输,彻底解决各报汛站人工报汛的方式。利用 INTERNET 公网信道组网的优点是:从报本上避免了自建专用网的维护、管理工作;

264、出现问题时由邮电系统维护,还避免了无线通GPRS 无线 数传终端 2-72 信的同频干扰问题,传输质量高;设备简单,不要专门配备电源;设备投资低于其它地面无线信道。所以,本组网方案是可行的,也是可靠的。2.9.5.2 系统系统工作体制工作体制设计设计 系统工作体制对系统功能的实现有重要的影响,当前国外自动测报系统通常采用自报式、查询应答式、自报/应答兼容式三种工作方式,几种工作方式的工作过程及特点是:1、自报式:这是一种不受分中心指令控制的工作方式,当报汛站的测量参数(水位或雨量)发生一个计量单位变化时,主动将信息向分中心发送。其特点是功耗低、结构简单、实时性强;能很好反映参数变化全过程。2、

265、查询应答式:在查询应答工作方式下,报汛站自身能对水文参数的变化自动采集和存储,但不主动传送给分中心。只有当分中心发出查询指令时,才将数据送出。其特点是控制性好,分中心随时可向测站索取数据。3、自报应答兼容式 具有上述两种方式的特点,既能实时反映参数变化全过程,又能响应分中心的查询。为考虑山区局部降暴雨时系统能及时收集雨情信息,系统的有线组网应采用查询应答与自报兼容的方式。其中报汛站的自报功能设置和暴雨自报标准的设置由分中心遥测控制;以便使运行费用降至最低。系统的无线遥测站通常处在低功耗状态,由遥测站设备控制,按照规定的时间间隔或被测参数发生一个规定的增量(降雨 lmm 或水位变化 1cm)时,

266、自动向中心站发送实时水文数据,每次通讯时间小于 2 秒钟,中心站的数据接受设备始终处于工作状态,这种体制省电,实时性强,能真实反映水文参数的自然过程,可靠性高,不会受外界的同频干扰。2.9.6.供电与防雷设计 2.9.6.1 供电供电 水文自动测报系统必须在全天候的条件下不间断的工作,所有的设计都要考虑可靠性的工作要求。无论是中心站还是测站、中断站都需要供电电源,电源的 2-73 可靠性、抗干扰性对系统工作至关重要。由于各站点的供电条件和要求差别很大。因此要对供电系统进行专门设计,尤其要注意测站的供电设计。2.9.6.2 防雷防雷 雷电是水利工程监测自动化系统中 MCU、传感器、电缆等遭受损坏

267、的一个重要因素。雷电常常导致 MCU 失控、传感器失效、通讯中断、数据异常或丢失,因而被人们误认为系统性能低劣、安装工艺落后或系统施工不当。每台 MCU 内部及电源进线必须加装过压保护器,并应配备良好的接地系统。一些仪器设备常常遭雷击,严重影响了工程的正常运行。因此,必须加强防雷设计和防雷措施,才能确保水利信息化建设的水利进行。实践证明水利工程信息系统中各部雷害来源主要是以下三个途径:一是电源线引入;二是信号线引入;三是地线和零线引入。将导线穿入铁管(铜、铝没有电磁封锁作用)并埋入地下 0.50.8m,每隔 20m设置一垂直接地体,并与水平管牢固电气连接,这对防护电磁干扰和因直击雷、地线高电压

268、反击引起的高电压窜入都非常有效,并且管径越大,其转移阻抗(屏蔽系数)越小,屏蔽效果越好。施工中还应将屏蔽电缆的多余芯线与屏蔽层连接,这样可降低转移阻抗约一半。一般可以采取以下措施:电源线高低压接地分开;采用电磁屏蔽与电磁封锁技术;采用等电位接地网;统一接地网接地电阻5。2.9.7 软件功能设计 系统由应用软件系统和综合数据库系统组成,其中应用软件系统和综合数据库系统组成,结构如下图 2-74 中心站软件和数据库系统应用软件系统综合数据库系统信息接收处理系统汛情动态监视系统信息查询系统洪水预警预报系统水雨情数据库大洪水数据库基础数据库历史数据库水文数据库 应用软件系统包括信息接收处理系统、汛情动

269、态监视系统、信息查询系统和洪水预警预报系统。综合数据库是为了满足水情信息采集系统根据水情采集终端采集的的各类数据、结合中心的业务软件的需求而建立的一个综合数据库平台。该数据库系统由水情雨情数据库、基础数据库、实时数据库、历史数据库和水文数据库组成。2.9.8 工程量 水文测报系统设备及安装工程费用见表 2.9.1 表表 2.9.1 水情自动测报系统工程量水情自动测报系统工程量 单位:万元单位:万元 序号 工程或费用名称 单位 数量 单价 费用 合计 第一部分第一部分 建筑工程建筑工程 4.2 1 新建水位站 3 0.6 1.8 2 新建雨量站 3 0.8 2.4 第二部分第二部分 设备及安装工

270、程设备及安装工程 29.1 1 遥测雨量站遥测雨量站(北斗北斗)3 3 9 遥测数传仪 台 1 翻斗式雨量传感器 台 1 太阳能电池板和支架 套 1 蓄电池组 组 1 GPRS 无线数传终端 台 1 2-75 2 水位站水位站(北斗北斗/公网公网)3 2.7 8.1 遥测数传仪 台 1 水位传感器 台 1 太阳能电池板和支架 套 1 蓄电池组 组 1 GPRS 无线数传终端 台 1 3 中心站中心站 8 GPRS 无线数传终端 调制解调器 天线同轴避雷器 天线及支架 数据测控装置(MCU)4 设备运输费设备运输费(6%)5 设备安装调试费设备安装调试费(10%)第三部分第三部分 其它费用其它费

271、用 15 1 通信设计通信设计(含电测费含电测费)5 2 软件研制费软件研制费 10 总计总计 48.3 目 录 2 2 水文水文 .2 2-1 1 2.1 流域概况.2-1 2.2 水文基本资料.2-3 2.3 降水分析.2-8 2.4 径流计算.2-16 2.5 洪水.2-40 2.6 河流泥沙.2-58 2.7 水库设计断面水位流量关系曲线.2-60 2.8 蒸发.2-63 2.9 水库水文自动测报系统.2-65 1 附表附表 1:丫多河站实测流量成果表(丫多河站实测流量成果表(2011 年)年)年份:2011 测站编码:90131310 共 1 页 第 1 页 施测号数 施 测 时 间

272、 断面位置 测验方法 基本水尺水位(m)流量(m3/s)断面面积(m2)流速(m/s)水面宽(m)水深(m)水面比降(10-4)糙率 附 注 月 日 起 止 时:分 时:分 平均 最大 平均 最大 1 5 22 15:20 15:43 基 流速仪 3/0.0 650.33 0.176 0.80 0.22 0.27 8.0 0.10 0.10 2 23 19:09 19:32 3/0.0 34 0.246 0.88 0.28 0.39 8.0 0.11 0.11 3 31 9:30 9:41 3/0.0 31 0.095 0.64 0.15 0.21 8.0 0.08 0.08 4 6 10 1

273、7:19 17:29 3/0.0 33 0.162 0.80 0.20 0.28 8.0 0.10 0.10 5 15 17:10 17:18 3/0.0 43 0.944 1.60 0.59 0.83 8.0 0.20 0.20 20 18:29 18:42 3/0.0 43 0.944 1.60 0.59 0.83 8.0 0.20 0.20 6 18:29 18:42 3/0.0 37 0.490 1.12 0.44 0.61 8.0 0.14 0.14 7 28 9:10 9:24 3/0.0 66 3.30 3.44 0.96 1.40 8.0 0.43 0.43 7 3 17:20

274、 17:26 3/0.0 53 2.08 2.40 0.87 1.19 8.0 0.30 0.30 8 17:20 17:26 3/0.0 53 2.08 2.40 0.87 1.19 8.0 0.30 0.30 9 14 10:34 10:42 3/0.0 53 1.76 2.40 0.73 1.00 8.0 0.30 0.30 10 24 8:26 8:35 3/0.0 51 1.54 2.24 0.69 0.98 8.0 0.28 0.28 11 8 2 18:02 18:10 3/0.0 38 0.501 1.20 0.42 0.60 8.0 0.15 0.15 12 12 9:45

275、9:55 3/0.0 72 7.35 3.92 1.88 2.63 8.0 0.49 0.49 13 17 18:04 18:14 3/0.0 50 1.37 2.16 0.63 0.94 8.0 0.27 0.27 14 26 10:55 11:02 3/0.0 43 0.888 1.60 0.56 0.80 8.0 0.20 0.20 15 9 2 8:53 9:01 3/0.0 38 0.558 1.20 0.46 0.62 8.0 0.15 0.15 16 7 7:52 8:00 3/0.0 49 1.55 2.08 0.75 1.02 8.0 0.26 0.26 2 17 15 18

276、:06 18:14 3/0.0 38 0.552 1.20 0.46 0.67 8.0 0.15 0.15 18 19 9:18 9:27 3/0.0 43 0.832 1.60 0.52 0.77 8.0 0.20 0.20 19 23 11:54 12:02 3/0.0 53 1.75 2.40 0.73 1.03 8.0 0.30 0.30 20 29 17:35 17:43 3/0.0 43 0.936 1.60 0.58 0.88 8.0 0.20 0.20 21 10 9 17:00 17:08 3/0.0 41 0.774 1.44 0.54 0.73 8.0 0.18 0.18

277、 22 15 17:19 17:27 3/0.0 39 0.598 1.28 0.47 0.66 8.0 0.16 0.16 23 11 3 17:34 17:45 3/0.0 46 1.16 1.84 0.63 0.83 8.0 0.23 0.23 24 17 14:40 14:50 3/0.0 39 0.528 1.28 0.41 0.60 8.0 0.16 0.16 25 12 6 18:02 18:10 3/0.0 39 0.627 1.28 0.49 0.71 8.0 0.16 0.16 26 23 11:36 11:45 3/0.0 37 0.493 1.12 0.44 0.64

278、8.0 0.14 0.14 说明:丫多河站实测流量成果表(丫多河站实测流量成果表(2012 年)年)年份:2012 测站编码:90131310 共 1 页 第 1 页 施测号数 施 测 时 间 断面位置 测验方法 基本水尺水位(m)流量(m3/s)断面面积(m2)流速(m/s)水面宽(m)水深(m)水面比降(10-4)糙率 附 注 月 日 起 止 时:分 时:分 平均 最大 平均 最大 1 3 21 18:12 18:24 基 流速仪 3/0.0 650.29 0.054 0.48 0.11 0.2 8 0.06 0.06 2 4 8 18:23 18:31 3/0.0 51 1.98 2.2

279、4 0.88 1.17 8 0.28 0.28 3 5 27 19:15 19:21 3/0.0 48 1.62 2 0.81 1.37 8 0.25 0.25 4 6 17 9:23 9:31 3/0.0 52 1.61 2.32 0.69 1.03 8 0.29 0.29 说明:3-1 3 工程地质工程地质 3.1 绪言绪言 3.1.1 地理位置地理位置 丫多河水库位于红河支流排沙河上游河段上,地处红河州元阳县马街乡东南侧,丫多村北侧,属马街乡辖区,是一座兼顾人畜供水和农田灌溉的综合利用水利工程。工程初拟规模:坝高 90.97m,正常蓄水位 780.82m,总库容 1115.43 万m3,

280、主要建筑物有拦河坝、导流洞、溢洪道及输水渠道等。坝址区附近有简易公路通过,距元阳县城南沙镇约 22 公里,交通条件一般。(见交通位置图 4-1)。库区位置(X=572578573938m,Y=260915262955m)。图图 3-1 交通位置图交通位置图 3-2 工程勘察区属红河流域丫多河中上段。区间地处云南高原的南缘河谷区,其地势总体北西高,南东低,海拔高度一般为 6001350m。测区属于亚热带河谷气候区,多年平均气温 24.4,年降水量 899.5mm。水库坝址地势较低,但控制灌溉面积较广,有较丰富水资源,因此,修建该水库工程可解决周边村庄农田灌溉及居民饮水问题,对加快少数民族地区经济

281、发展、改善边疆人民的生产生活条件,具有十分重要的现实意义。2011 年 7 月我院编制完成丫多河项目建议书地质报告,同年 9 月 15 日和11 月 9 日分别由云南省水利水电技术咨询中心和云南省人民政府投资项目评审中心组织专家对该阶段的成果进行审查。根据评审意见,2012 年 1 月完成项目建议书报告及图件的修改。评审专家对可行性研究阶段地质工作提出如下意见:(1)建砼面板堆石坝无明显优势,帷幕灌浆防渗线较长、较深,项目建议书阶段原则同意初选面板堆石坝基本坝型;建议可研阶段深入综合比较刚性坝基本坝型,重点比较拱坝坝型;(2)需详查坝壳堆石料、砂石料、围堰土料质量、储量;(3)输水导流隧洞进口

282、竖进基础在强风化岩体上,可适当后移在弱风化岩体上。3.1.2 勘察目的及任勘察目的及任务务 1、调查区域地质构造和地震活动情况,对工程区的区域构造稳定性作出评价,确定地震基本烈度。2、查明水库区的工程地质条件问题,预测水库蓄水后可能产生的不良地质作用和现象,论证水库建库条件,并对影响方案选择的库区主要工程地质问题和环境地质问题作出初步评价。3、初步查明坝址区和其它建筑物区的工程地质条件,对有关的主要工程地质问题作出初步评价。4、调查渠系建筑物区的工程地质条件,并对有关的主要工程地质问题作出初步评价。5、对所需的天然建筑材料进行初查。初步查明坝壳料、石料、砂料地层岩性及其分布规律,确定坝壳料、石

283、料的物理力学指标,并对其质量、储量、开采条件等做出初步评价。3-3 3.1.3 勘察方法及工作布置原则勘察方法及工作布置原则 工程地质勘察以地质测绘、调查、钻探取样、钻孔压(注)水试验、和室内试验为主,并配合动力触探等原位测试手段。1、区域地质测绘:通过地质调查和 12.5 万地质测绘,从区域宏观论证本区间地质结构,对工程地区的区域稳定性作出评价。2、水库区勘察:通过 12000 地质测绘,初步查明水库区地形地貌及物理地质现象、地层岩性、地质构造和水文地质条件。3、灌溉区勘察:通过 1:5000 地质测绘,初步查明水库区地形地貌及物理地质现象、地层岩性、地质构造和水文地质条件。4、坝址区勘察:

284、(1)通过 11000 平、剖面地质测绘、钻探,初步查明地形地貌及物理地质现象、地层结构、岩性组成、水文地质条件等,重点了解坝基地基层空间分布的特征,风化程度,透水层和隔水层埋藏条件。(2)勘探钻孔沿坝轴线及坝轴线上下游布置,勘探孔深度终孔原则为深入相对隔水层(q6.5 6.5PH6.0 6.0PH5.5 PH5.5 1 8.29 无腐蚀 2 8.32 3 8.41 碳酸型 侵蚀性 CO2含量(mg/L)无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 CO215 15CO230 30CO20.70 HCO3-0.70 1 1.22mmol/L 无腐蚀 2 1.26 mmol/L 3 1.09 mmol/L

285、镁离子型 Mg2+含量(mg/L)无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 Mg2+1000 1000Mg2+1500 1500Mg2+2000 1 7.20mg/L 无腐蚀 2 4.80mg/L 3 0mg/L 硫酸盐型 SO42-含量(mg/L)无腐蚀 弱腐蚀 中等腐蚀 强腐蚀 SO42-250 250SO42-400 400SO42-500 SO42-500 1 23.7mg/L 无腐蚀 2 14.2mg/L 3 4.74mg/L 3.3.2 库区工程地质评价库区工程地质评价 3.3.2.1 库区渗漏库区渗漏 3-17 据钻孔及库区地质调查资料:库盆及库岸均有不同深度的第四系覆盖层,岸坡为第四系

286、残坡积层,厚度 0.02.5m,河谷为第四系冲洪积层,厚度 513.0m。结构松散,透水性强。基岩为片麻岩,强风化层底板埋深 8.017.0m,中等透水。其下弱风化层为弱透水层,为相对隔水层。库区无可溶性岩层,库盆不具备深部垂直渗漏条件。水库区属剥蚀构造低中山河流峡谷地貌,谷地狭窄,纵坡较大陡,蓄水地形条件较差。河谷岸坡地形基本对称。两岸山顶呈浑圆状、宽厚,相对高差 120450m,河谷多呈“V”型,少部呈“U”型,谷底一般宽 1530m。最宽达 40m,最窄约 10m。两岸山坡多呈直线和折线型陡坡,坡度角 3550,坡面多以植被覆盖。在部分岩体裸露区多形成陡崖。在两岸山冲沟中,均有泉点出露,

287、泉点出露高程大多高于库水位。在库区左岸主要支流部位存在相对薄弱的垭口,正常蓄水位离垭口顶部高差约 50m,水头小(1123m),且被弱微风化弱透水岩体阻隔,不会在此产生邻谷渗漏。故库区不存在渗漏地形条件。库区内无断裂构造通过,地质构造相对简单,不存在断裂构造而导致库水渗漏。而整个库盆一定深度内的基岩,节理裂隙发育,透水性较大,但其渗透带厚度有限,且渗漏途径也必经坝基、坝肩,可并坝址防渗一起处理。库盆主要由变质岩、片麻状花岗岩组成,在强、弱风化带中含裂隙潜水。据坝址区勘探孔地下水位观测显示,两岸地下水随地形抬高而升高,在库区周边标高 780m1400m 一带均有泉水点分布(见区域地形地质图),由

288、此说明,库区周边地下水分水岭高于库内正常蓄水位(两个坝位最大蓄水位标高为 770.31m),其地下水向库区河谷运移排泄,其水文地质结构对库区蓄水有利。综上所述,水库蓄水后,不存在永久性渗漏问题。3.3.2.2 库岸稳定性库岸稳定性 水库两岸山坡较陡,一般为 3550,河流两岸上部基本被第四系残破积层含砾砂土覆盖,厚度一般为 0.42.0m,局部 3.0m,河流临河床部位(高度815m),基岩强弱风化基岩出露。基岩全风化层为碎块石土,厚度一般为1.54.0m。目前由于地表植被茂密,人为活动少,基本稳定,仅局部产生浅层滑坡。水库蓄水后,暴雨、久雨或地震时库岸分布的不良地质体存在局部失稳的可能,两岸

289、存在局部边岸再造现象,但塌岸范围仅限于松散堆积体的浅表层,塌 3-18 岸宽度及规模有限,不存在严重的大规模塌岸问题,不会影响水库的正常运行。3.3.2.3 库区淤积库区淤积 一般来说,淤积物质来源主要有以下几个方面:水库区山坡开荒种地,森林被毁,两岸水土流失严重;库盆周边岸坡上原有的零星分布的滑坡、坍塌、崩积堆积物,在水库蓄水后,地下水位雍高,强度降低,产生滑动,进入库内;边岸再造形成的塌岸堆积物;库区两岸大小冲沟及正常蓄水位以上形成的冲洪积物。该水库区上游植被好,水中固态径流物质少,由冲沟及正常蓄水位以上形成的冲洪积物少,根据库区地质结构,地貌条件观察,其淤积主要来源于库尾花岗岩全风化层形

290、成的塌岸物质,浅层滑坡体,但淤积物质总量较少,不会影响水库正常蓄水。3.3.2.4 库区淹没与浸没库区淹没与浸没 水库蓄水后,由于两岸地形及纵坡较陡,回水线向库尾延伸短,仅淹没少量农田和民居,未发现有开发价值的矿产及珍稀动物群落,也没有发现历史文物古迹。水库蓄水范围内基岩为阿龙组变质岩及印支期片片麻状花岗岩,层位稳定,两岸地形坡度较陡(坡角 2545),且正常蓄水位以上均为砂壤土,下部含水层透水性较强,排泄条件好,故水库蓄水后不存在地下水雍高而导致的浸没问题。3.3.2.5 水库诱发地震可能行分析水库诱发地震可能行分析 水库规模不大,虽然蓄水深度较大(大于 70m),但库区及近靠库区外围无区域

291、性断裂构造通过,加之库区及周围片麻状花岗岩、透辉角闪斜长片麻岩岩体风化较深,蓄能条件相对较差,库区无可溶性岩层,不存在库水向深部渗入的条件,不会造成岩体深部孔隙水压力增大。因此,库水诱发地震的可能性很小。3.4 坝址区工程地质条件坝址区工程地质条件 本次设上下两个坝址,坝轴之间直线距离约 0.6km。水库所在区域岩性为元 3-19 古界哀牢山群阿龙组变质岩及印支期片麻状花岗岩,其风化形成的残坡积层粘粒含量较低,一般为 3.915.4,难以满足水利水电工程天然建筑材料勘察规程SL-2512000 对防渗体土料粘粒含量的要求(1540),局部残坡积层粘粒含量相对较高,但储量少,不能满足该工程要求,

292、故该水库不适合修筑粘土心墙风化料坝。项目建议书阶段设的碾压混凝土重力坝投资太大,可研阶段每个坝址仅设混凝拱坝和混凝土面板堆石坝两种坝型进行比较。3.4.1 基本地质条件基本地质条件 3.4.1.1 地层岩性地层岩性 坝址区内出露元古界哀牢山群深变质带阿龙组下亚组(Ptaa)透辉斜长片麻岩、黑云二长片麻岩,和印支期片麻状花岗岩侵入体(51)以及第四系地层;1、阿龙组下亚组(Ptaa)(1)青灰色透辉斜长片麻岩,岩石主要由透辉石、次为黑云母、角闪石、斜长石、石英及付矿物等组成。其中透辉石呈短柱状、等轴粒状,黑云母、角闪石呈片状、柱状、它形粒状,大致定向分布。粒间主要由斜长石、此为石英充填,并且斜长

293、石石英25,具柱状变晶结构,片麻状构造。上坝址出露的主要为该层,薄层厚层状,岩质坚硬,节理裂隙发育,弱风化层埋深大(820m);下坝位为黑褐色黑云二长片麻岩,岩质较坚硬,中厚层巨厚层状,弱风化层埋深相对较浅(712m)。(2)黑褐色黑云二长片麻岩,岩石主要由长石、石英、黑云母、拓榴石等组成。其中长石+石英含量50,且长石含量250,并以斜长石为主,次为正长石,石英有轻微压碎现象,并有少量等轴粒状拓榴石分布。岩石具鳞片粒状变晶结构,片麻状构造。下坝址出露的主要为该层,其岩质较坚硬,中厚层巨厚层状,弱风化层埋深相对较浅(712m)。2、花岗岩(51):片麻状花岗岩主要侵入于透辉斜长片麻岩带节理、层

294、面间,延伸方向与围岩片麻理方向基本一致,岩性比较单一,灰白灰色中粒花岗岩“宅形”,半“自”行粒状结构,细粒似斑状花岗结构,片麻状构造。3、第四系(Q)(1)残坡积层(Qedl)灰褐、灰黑、黄褐色含砾石粘土及粉土层,稍湿很湿,松散稍密。含风化碎块,直径 13cm,呈棱角状,占 315%,厚度为 3-20 0.53.0m,主要分布两岸坡中上部。(2)冲洪积层(Qapl)为灰黑色含砾石粘土层及灰褐、浅灰等杂色漂卵砾石层,分选性差,次棱角次圆状,漂石直径一般为 13m,最大约 5m,含量超过 50,母岩成分为黑云片麻岩、变粒岩、青灰色透辉角闪斜长片麻岩及片麻状花岗岩。结构松散中密。厚度 6.013.0

295、m。分布于坝址区河谷底部。3.4.1.2 地质构造地质构造 1、断裂及褶皱 坝址区断裂不发育,但受区域构造(元阳新城背斜)影响,岩层产状变化较大。上坝位岩层产状为 210-22430-38,下坝位岩层产状,左岸为 2453535260;右岸为 1962132732。2、节理裂隙 上坝位出露的岩层破碎,节理裂隙发育,下坝位相对较完整。上下坝位各组裂隙特征见统计表 3-3表 3-6:表表 3-3 上坝位上坝位右坝肩节理裂隙特征表右坝肩节理裂隙特征表 组 别 产 状 结构面 特征 性质 备注 倾向 倾角 4070 1070 平直光滑、无填充 压性 165190 6070 平直粗糙 张性 240355

296、 6087 平直光滑、无填充 压性 表表 3-4 上坝位左坝肩节理裂隙特征表上坝位左坝肩节理裂隙特征表 组 别 产 状 结构面 特征 性质 备注 倾向 倾角 4070 3050 平直光滑、无填充 压性 170190 6070 平直粗糙 张性 240305 5067 平直光滑、无填充 压性 3-21 表表 3-5 下坝位左坝肩节理裂隙特征表下坝位左坝肩节理裂隙特征表 组 别 产 状 延伸长度(m)(条/m)备注 倾向 倾角 130140 2070 平直光滑、无填充 压性 210320 3565 平直粗糙 张性 表表 3-6 下坝位右坝肩节理裂隙特下坝位右坝肩节理裂隙特征表征表 组 别 产 状 延

297、伸长度(m)(条/m)备注 倾向 倾角 130140 2070 平直光滑、无填充 压性 200300 3565 平直粗糙 张性 3.4.1.3 地形地貌及物理地质现象地形地貌及物理地质现象 1、地形地貌坝址区为剥蚀构造低中山深切峡谷地貌谷底为侵蚀堆积成因的河流漫沙 坝址为剥蚀构造低中山深切峡谷地貌,谷底为侵蚀堆积成因的河流漫滩、阶地等地貌类型叠加。坝址河段河谷蜿蜒曲折,总体呈 NEENNE 向展布,地形较为狭窄,呈“V”字型,河谷底宽 935m,河流比降 6.1,两岸有一级阶地和漫滩断续分布,阶地面高出谷底 1.53m,宽 210m,漫滩宽 38m,枯水期高出河面 0.41.5m。两岸植被较发

298、育,基本对称,多呈陡缓相间的复合型坡,地形坡度 3050。临河床基岩裸露,岩石较坚硬完整。由于岩体风化破碎强烈,地表多伴有侵蚀冲沟发育。2、物理地质现象 坝址区两岸山体基本稳定,无大的深层滑坡和崩塌,仅存在小型的岩质冲沟,底宽约 1.5m,口宽 3.05.5m,对坝肩稳定无影响。崩塌主要位于人工开挖的沟渠陡壁及河床陡岸,崩塌方量一般不超过 10 方,多为风化块体,对岸坡稳定影响小。3-22 坝址区岩体风化程度与岩性、构造、地形密切相关,但主要由风化应力控制作用,按节理裂隙的发育情况和岩体的破坏程度,将岩体从地表沿垂直方向划分为全、强、弱、微五带,各风化带的分类原则为:(1)全风化层:岩体组织结

299、构已完全破坏,呈砂土状及土状,但外观仍保留原岩状态,手折易断、可捏碎。(2)强风化层:岩体外观具原岩组织结构,但节理裂隙结构面发育,岩体多碎砾、碎块结构,钻进过程中机械破碎严重,取完整岩芯困难,硬质合金送水钻进较容易。(3)弱风化层:岩体组织结构较完整。裂隙多呈闭合状及较新鲜。岩体坚硬、强度高、整体性好,透水性中等弱。金刚石钻进困难,岩芯较完整,锤击弹手。()微风化层:岩体组织结构完整,裂隙不发育,裂面新鲜,岩体坚硬,强度高、整体性好,透水性弱。金刚石钻进很困难,岩芯完整,锤击弹手。坝址各部位的风化带深度详见表 3-7、表 3-8:表表 3-7 上坝位坝基岩体风化统计表上坝位坝基岩体风化统计表

300、 岩性 风化带 上坝址 左坝肩埋深(m)河床埋深(m)右坝肩埋深(m)顶界 底界 顶界 底界 顶界 底界 透辉斜长片麻岩 全风化 0.6 2.0 0.3 1.2 强风化 2.0 17.0 1.2 11.0 弱风化 17.0 65.3 7.6 49.10 11.0 57.1 微风化 65.3 49.10 57.1 3-23 表表 3-8 下坝位坝基岩体风化统计表下坝位坝基岩体风化统计表 岩性 风化带 下坝址 左坝肩埋深(m)河床埋深(m)右坝肩埋深(m)顶界 底界 顶界 底界 顶界 底界 黑云二长片麻岩 全风化 0.44 6.62 1.0 3.44 强风化 6.62 10.12 3.44 6.9

301、9 弱风化 10.12 64.58 6.85 42.86 6.99 49.5 微风化 64.58 42.86 49.5 3.4.1.4 水文地质条件水文地质条件 1、岩体透水性 坝址区岩(土)体根据钻孔压(注)水试验获得透水率,统计结果见表 4-7。从表中可看出坝址内岩(土)体透水率 q 一般 2.651.8Lu 之间,属弱中等透水岩(土)体,最大 55.6Lu。其中第四系松散堆积物、强、弱风化岩体之透水率 q 均大于 5.0Lu,为含水透水层,微风化岩体之透水率 q 一般小于 5.0Lu,为相对隔水岩体,统计结果见表 3-9。表表 3 3-9 9 坝址岩(坝址岩(土)体透水率(土)体透水率(

302、q)统计表)统计表 岩组 类别 岩(土)体类型 试验 段数 透水率 平均值(Lu)透水率 小均值(Lu)透水率 大均值(Lu)一般值透水率分级 Qapl 混合土漂石(BSI)5 1.23E-03 7.40E-04 1.55E-03 强透水层 透辉斜长片麻岩 强风化岩体 14 38.3 24.8 47.3 中等透水层 弱风化岩体 19 8.7 6.1 16.0 弱透水层 微风化岩体 14 2.2 2.7 3.1 弱透水层 黑云二长片麻岩 强风化岩体 7 44.9 32.8 51.8 中等透水层 弱风化岩体 24 23.4 15.7 34.3 弱透水层 微风化岩体 19 4.4 2.6 9.4 弱

303、透水层 2、含(透)水岩层 冲洪积层(Qal+pl)及残坡积层(Qdl+el)松散岩类孔隙水。据地表地质调查及钻探资料:冲洪积层由漂卵砾石组成,岩性及厚度变化较大,补给范围较大,加之砂卵砾石层结构松散,孔隙较大,透水性及富水性较强;残坡积层孔隙水受 3-24 季节影响较大,透水性及富水性较弱。阿龙组下亚组(Ptaa):微薄中厚层状青灰色透辉斜长片麻岩及黑云二长片麻岩。岩性完整,岩质坚硬,上部岩石风化较强烈,节理裂隙较发育,为基岩裂隙含水层。强风化基岩含水层具含水性随深度增加而减弱的特点,下部基岩弱微风化,裂隙不发育,透水性弱,可视为相对隔水层。3、地下水补给、径流及排泄 区内地下水主要为潜水,

304、接受大气降水补给,沿岩(土)体中的孔隙、裂隙通道向河床径流,上、下两坝位坝肩地下水位均高于河水位,且随山体抬高而升高。上坝位左岸水力坡降约 0.3,右岸水力坡降约为 0.4;下坝位左岸水力坡降约0.53,右岸水力坡降约为 0.56,两坝肩地下水位均向河床运移、排泄。3-25 3.4.2 坝址区工程地质评价坝址区工程地质评价 3.4.2.1 上坝址工程地质评价上坝址工程地质评价 1、岸坡及边坡稳定性 左岸:属构造剥蚀山坡,呈陡缓相间的复合型坡,地形坡度下部约 50,上部约 20,岸坡基本被森林植被覆盖,由第四系残坡积碎石土、透辉斜长片麻岩组成,覆盖层厚约 1.0m。根据结构面作赤平极射投影图(见

305、图 3-3、图 3-4)。由图 3-3 分析认为:河流左岸岩体结构面与山坡坡向斜交,且山坡完整,没有深切冲沟形成倾斜方向的临空面,所以不会出现沿结构面的滑移破坏;结构面 2 和 3、结构面 3和4面的组合交线均向坡外倾斜,交线倾角大于坡角,属稳定结构;结构面 2 和 4 的组合交线向坡内倾斜,属最稳定结构。所以把左岸山坡划为类基本稳定地段。开挖边坡基本稳定,仅局部岩体破碎带有小规模坍滑或掉块可能,但地形较陡,易形成高陡工程边坡。右岸:地形坡度约 35 46,岸坡顺直,植被发育,无不良物理地质现象发育;岸坡由中厚层状透辉斜长片麻岩组成,局部地段基岩裸露,覆盖层厚约0.31.0m。由图 3-4 分

306、析认为:河流右岸岩体结构面与山坡坡向斜交,且山坡完整,没有深切冲沟形成倾斜方向的临空面,所以不会出现沿结构面的滑移破坏;结构面 2 和 3、结构面 3 和 4 面的组合交线均向坡内倾斜,属最稳定结构;结构面 2 和 4 的组合交线倾向坡外,交线倾角小于坡角,属不稳定结构,为最不利的图3-1 河流左岸结构面赤平极射投影图2结构面产状:40603结构面产状:170654结构面产状:250701坡面产状:14435ENWS1234图图 3-3 河流左岸结构面赤平极射投影图河流左岸结构面赤平极射投影图 图图 3-4 河流右岸结构面赤平极射投影图河流右岸结构面赤平极射投影图 图3-2 河流右岸结构面赤平

307、极射投影图2结构面产状:40103结构面产状:190704结构面产状:290871坡面:32435ENWS341255溢洪道高边坡:32464oABC 3-26 结构面组合,组合交线 BO 为滑动方向,这两组结构面都是滑动面。所以,右岸存在节理裂隙组合交线产生的浅层风化体滑坡,可定为类稳定性较差地段。加上强风化岩体节理裂隙发育,岩体完整性差,坡体稳定性差,可能会出现坍滑性破坏,为此,需进行护坡和削坡处理。2、坝基岩体强度及稳定性 坝基岩体质量及工程地质分类 根据 GB5021894工程岩体分级标准,对工程区坝基岩体进行工程地质定量分级,计算公式采用 BQ=90+3RC+250KV。其中 BQ岩

308、体基本质量指标;RC表示岩石单轴饱和抗压强度;KV表示岩体完整性指标。使用该公式时遵守以下限制条件:A、当RC90 KV+30时,应以RC=90 KV+30和KV代入计算BQ值。B、当KV0.04RC+0.4时,应以KV=0.04RC+0.4和RC代入计算BQ值。计算后得出当地重力坝坝基岩体级别,详见表 3-10。坝基岩体工程地质分类根据水利水电工程地质勘察规范GB504872008 划分。表表 3-10 坝基岩体基本质量分级统计表坝基岩体基本质量分级统计表 部位 工程地质 风化 计算指标 BQ 定性特征 岩体基本 坝基岩体工 分段 程度 RC KV 质量级别 地质分类程 上坝址 左坝基 弱

309、41.3 0.40 313 较坚硬岩,岩体较破碎 B2 河床 风 54.5 0.55 391 较坚硬岩,岩体较破碎 B2 右坝基 化 46.2 0.45 341 较坚硬岩,岩体较破碎 B2 注:岩体完整性指数 Kv 系经验值及工程类比选取,取值 0.350.55。坝基岩体强度及压缩变形 上坝址表层分布的 Qedl、Qapl等松散堆积土体,结构松散,具有中高压缩性,在上部荷载作用下,存在压缩变形。其厚度约 1.08.0m,清基时应予清除。下伏元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)透辉斜长片麻岩夹片麻状花岗岩,强风化层节理裂隙发育,岩体不完整,抗压强度低,压缩变形大,变形模量小。由于混凝土面板堆石

310、坝坝基宽度大,所需地耐力小,只要清除上部极松散层,尚可满足坝体承压要求,不过在趾板部位对基础要求高,建议将其置于下伏类弱风化岩体上。而刚性基础坝需全部置于弱风化岩体上。3-27 坝基抗滑稳定 左右坝基及河床基岩属变质岩夹片麻状花岗岩,中厚层状结构,结构面面主要为卸荷裂隙和构造裂隙,卸荷裂隙一般 58m,应清除,山坡表层覆盖层和河床冲洪积层结构松散,存在抗滑不稳定问题,应一并清除。混凝土拱坝左坝肩的推力方向为 N6W 至 N21E,左岸为一大型河湾山头,山体雄厚,透辉斜长片麻岩弱风化埋深浅,岩体较完整,岩性坚硬,无断层发育,深部构造裂隙共有三组(13 34、314 78、87 28),受其切割形

311、成面向下游的楔形体,对抗滑稳定不利。河床坝基为弱风化透辉斜长片麻岩夹花岗岩,岩体完整,未发现缓倾角裂隙存在,故深层抗滑稳定条件好。拱坝右坝肩的推力方向为 S25E 至 S32E,拱端置于右岸凸出山脊上游较凹处,拱端下游岩体无不利的临空面及断层发育,岩体节理裂隙发育,风化强烈,内侧深部有大片块状结构花岗岩体分布,外侧透辉斜长片麻岩体构造裂隙主要有两组(30 45、135 83),其形成的结构面组合对抗滑稳定不利。综上所叙,左右岸坝肩岩体不能满足刚性坝抗滑稳定要求,需做加固处理。渗透稳定 坝基处之砂卵砾石层及含碎石粉质粘土体,分选性差,级配不连续,且大部呈散体架空状,允许比降小(0.10.15),

312、透水性较大,在高水头渗流的情况下易产生管涌破坏,清基时必须清除。坝基基岩之强风化层,节理裂隙发育,岩体不完整,强度低,透水性大,在渗透动水压力作用下,易产生渗透破坏变形,但如果作为土石坝坝基,只要进行防渗处理,降低透水性,延长其渗流途径,总体在该层中也不会产生渗透破坏变形,但在趾板部位由于此层整体性差,强度也不均匀,故不能作为趾板持力层,需将其清除,置于抗渗流稳定性较好弱风化岩体上。坝基弱风化和弱风化以下层,岩体较完整,透水性随深度增加而减弱,虽其间尚有易渗透变形之节理裂隙,但范围小,连通条较差,加之防渗处理后,一般不会产生渗透破坏变形。3、坝基渗漏及绕坝渗漏(1)渗漏条件分析 根据坝段工程水

313、文地质条件及面板堆石坝坝轴线工程地质渗透剖面图,对坝基渗漏及绕坝渗漏分析评价如下:坝段为剥蚀构造低山河流地貌。坝肩山体较宽厚,渗径较长;经过勘探正 3-28 常蓄水位以下岩体属于相对隔水的弱风化片麻岩,且区间地下分水岭高于库区正常蓄水位,因此对坝基和坝肩渗漏不利。坝基坝肩基岩为元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)片麻岩,其透水性随风化程度而变化,强风化层,节理裂隙发育,透水性一般较大,且连续性较好,蓄水后易向库外产生裂隙式渗漏;弱风化及弱风化以下岩体,坚硬完整,透水性小,是坝基主要隔水层。坝址区未发现断裂构造,虽其间节理裂隙发育,造成岩体不完整,但其结构面延伸短,不利沿此结构面产生较大渗漏。

314、据钻孔水位稳定观测,两岸地下水位与地形水文网相一致,随地形抬高而升高,水力坡降较大,其两岸地下水向河床运移排泄补给河水。(2)坝基渗漏和绕坝渗漏的估算 根据坝基岩的透水性,以及上述渗漏地质条件,对坝基和绕坝渗漏进行了分析计算。现将分段计算公式及取用的有关参数和计算结果简述如下:A、渗漏计算公式 坝基岩(土)体渗漏 单层TTbHKBQ2 双层22112222TKKTTKbHBQ 绕坝渗漏 TLHKBQ 以上三式:Q计算段渗漏量(m3/d)K1、K2、K透水层渗透系数(m/d)B计算段渗漏带宽度(m)H坝上、下游水位差(m)T1、T2、T透水层平均厚度(m)2b坝基底宽(m)L绕坝渗漏途径平均长度

315、(m)B、计算式中取值 渗漏计算以 坝轴线工程地质渗透剖面图 进行分段。透水层渗透系数(K)3-29 以计算段坝轴线位置试验取得的透水率(q)之透水带面积加权平均值,并按K=0.02q 换算得出。坝基及绕坝渗漏地质分段,按其渗漏条件以及地质结构,从左至右分为绕左、渗左、河床、渗右、绕右五段。上下游水位差(H)以水库正常蓄水位与现在河水位之差计。透水层厚度(T)以建基面至相对隔水层(q5Lu)顶界之间的平均距离计。此处以混凝土面板堆石为代表,分别估算上下坝址的渗漏量。坝基渗漏计算宽度(B)以坝轴地质剖面分段为准。绕左、绕右终点按绕渗半径计。坝基及绕坝渗径长度(2b、L),是以坝体宽度计算。绕左、

316、右渗径长度(L)是在坝址 11000 地形图量取,即以绕坝渗漏计算左、右端终点至坝体终点间二分之一处,自库内岸边设计正常蓄水位水边线为起点划渗流线,直至交于坝外最低点。C、渗漏计算 根据岩(土)透水性及其渗漏条件,按单层透水坝基进行计算。计算结果详见表 3-11。经计算,日总渗漏量为 1898.77m3,年总渗漏量为 68.34 万 m3,其中绕坝渗漏占30.5%,坝基渗漏占69.5%(其中渗左34.3%,渗中13.3%,渗右21.8%)。坝基和绕坝年漏失量占水库设计正常蓄水位库容 1108.60 万 m3的 6.1%。库水漏失非常大,其渗漏水流对坝基起着侵蚀、潜蚀、软化的破坏作用,对坝基稳定

317、是不利的,故对其渗漏带需进行防渗处理。4、处理意见 A、混凝土面板堆石坝 面板趾板线建基面及开挖深度 面板趾板线建基面清基原则为清除第四系松散堆积物、岸坡卸荷裂隙密集带、全风化岩体、中上部强风化岩体及上部花岗岩蚀变带,岸坡以强风化下部岩体作为坝基持力层,河床以弱风化岩体作为坝基持力层。清基深度左岸 8.913.4m、河床 7.08.5m、右岸 6.010.8m,建议开挖坡比:残坡积土 1:11:25、卵砾石层 1:1.51:2、强风化基岩 1:0.51:0.75。面板趾板线以外坝基建基面及开挖深度 左右岸坝坡原则上清除第四系松散堆积物、以强风化上部岩体作为坝基持力 3-30 表表 3-11 上

318、坝址渗漏估算成果统计表上坝址渗漏估算成果统计表 项目 代号 单位 绕左 渗左 渗中 渗右 绕右 备注 上、下游水位差 H m 75.96 75.96 75.96 75.96 75.96 设计正常蓄水位标高781.73m,坝外脚河水位标高 703.67m3。坝基宽度 2b m 149.47 206.77 138.50 透水层厚度 T m 35.87 48.07 55.00 46.05 34.13 透水层渗透系数 K m/d 0.31 0.36 0.38 0.30 0.24 单宽渗漏损失量 q m3/d 4.68 6.65 6.06 5.69 2.91 计算段长度 B m 95.75 97.88

319、41.78 72.84 45.20 渗径长度 L m 180.54 213.67 全计算段流失量 Q 日 m3/d 447.96 651.33 253.38 414.18 131.62 月渗漏量 Q 月 m3/月 13438.8 19539.9 7601.4 12425.4 3948.6 年渗漏量 Q 年 m3/年 161265.6 234478.8 91216.8 149104.8 47383.2 年渗漏量占正常蓄水位库容1108.60 万方百分比 1.5 2.1 0.8 1.3 0.4 占年渗漏量百分比 23.6 34.3 13.3 21.8 6.9 总计(Q 年)m3 683449.2

320、3-31 层,左岸清基深度 59m、右岸清基深度 48m,建议坡比 1:11:25。河床段 第四系冲洪积砂卵砾石及含砾砂土层覆盖深度为 6.08.0m,其结构松散,压缩变形大,建议全部清除,以其下强、弱风化岩体为持力层,清基深度为 7.08.5m。建议砂卵砾石层开挖坡比 1:1.51:2。趾板线基础固结灌浆处理 趾板右岸及河床部位以弱风化岩体作为坝基持力层,而左岸中上部位以强风化下部岩体作为坝基持力层,岩体整体强度不能满足面板基础要求,且存在不均匀沉降的可能性,必须对左岸中上部基础进行固结灌浆处理,提高其整体强度,满足面板坝建坝基础要求。面板坝防渗处理 面板坝防渗处理建议采用垂直防渗方案,坝基

321、段帷幕线沿趾板线布置,两坝肩绕渗段帷幕线沿坝轴线方向布置,帷幕底界深入相对隔水层(q5Lu)5m,两 坝肩帷幕边界,左岸深入弱透水层 18m,右岸为正常蓄水位与地下水位的交点,经计算帷幕总长度为 468.9m。建议帷幕灌浆处理,一般单排孔,孔间 2m,河床趾板宜为双排孔,孔间 2.5m。具体灌浆参数由灌浆试验确定。B、混凝土拱坝 建基面及开挖深度 混凝土拱坝坝轴线在面板堆石坝上游约 180m,拱坝建基面清基原则为清除第四系松散堆积物、岸坡卸荷裂隙密集带、全、强风化岩体,以下伏较完整弱风化岩体作为坝基持力层。清基深度左岸 621m、河床 1216m、右岸 2126m,建议开挖坡比:残坡积土 1:

322、11:25、卵砾石层 1:1.51:2、强风化基岩 1:0.51:0.75。整个建基面岩体基本质量级别为级,坝基岩体工程地质分类为CB1,虽然岩体较完整,强度较高,可满足要求,但部分地段岩体又显破碎,属于层间软弱带,对此,应采取深挖,回填混凝土塞,或固结灌浆处理。防渗处理 混凝土拱坝防渗处理建议采用垂直防渗方案,帷幕线沿坝轴线方向布置,帷幕底界深入相对隔水层(q3Lu)5m,两坝肩帷幕边界,左岸深入弱透水层 19m,右岸为正常蓄水位与地下水位的交点,经计算帷幕总长度为 376.8m。建议帷幕灌浆处理,一般单排孔,孔间 2m,河床及坝段中下部宜为双排孔,孔间 1.5m。具体灌浆参数由灌浆试验确定

323、。3-32 3.4.2.2 下坝址工程地质评价下坝址工程地质评价 1、岸坡及边坡稳定性 左岸:属构造剥蚀山坡,上缓下陡,地形坡度约 2047,岸坡基本被森林植被覆盖,由第四系残坡积碎石土、黑云二长片麻岩组成,覆盖层厚约 1.02.5m。根据结构面作赤平极射投影图(见图 3-5、图 3-6)。由图 3-5 分析认为:河流左岸岩体结构面与山坡坡向斜交,且山坡完整,没有深切冲沟形成倾斜方向的临空面,所以不会出现沿结构面的滑移破坏;结构面 2 和 3 的组合交线向坡外倾斜,交线倾角小于坡角,属不稳定结构。所以,右岸存在节理裂隙组合交线产生的浅层风化体滑坡,可定为类稳定性较差地段。由于强风化黑云二长片麻

324、岩节理裂隙发育,岩体完整性差,边坡开挖中可能有小的掉块或坍塌现象,开挖边坡稳定性中等。右岸:地形坡度约 30 38,呈陡缓相间的复合型坡,植被发育,无不良物理地质现象发育;岸坡由中厚层状黑云二长片麻岩组成,局部地段基岩裸露,覆盖层厚约 0.41.0m。由图 3-6 分析认为:河流右岸岩体结构面与山坡坡向斜交,且山坡完整,没有深切冲沟形成倾斜方向的临空面,所以不会出现沿结构面的滑移破坏;结构面2 向坡内倾斜,属最稳定结构;结构面 3 倾向坡外,倾角大于坡角,属稳定结构。开挖边坡基本稳定,仅局部岩体破碎带有小规模坍滑或掉块可能,但地形较陡,易形成高陡工程边坡。2、坝基岩体强度及稳定性 1、坡面产状

325、:131352、结构面产状:145753、结构面产状:33070图图 3-5 河流左岸结构面赤平极射投影图河流左岸结构面赤平极射投影图 1、坡面产状:311342、结构面产状:140453、结构面产状:32082图图 3-6 河流右岸结构面赤平极射投影图河流右岸结构面赤平极射投影图 3-33 坝基岩体质量及工程地质分类 根据 GB5021894工程岩体分级标准,对工程区坝基岩体进行工程地质定量分级,计算公式采用 BQ=90+3RC+250KV。其中 BQ岩体基本质量指标;RC表示岩石单轴饱和抗压强度;KV表示岩体完整性指标。使用该公式时遵守以下限制条件:A、当RC90 KV+30时,应以RC=

326、90 KV+30和KV代入计算BQ值。B、当KV0.04RC+0.4时,应以KV=0.04RC+0.4和RC代入计算BQ值。计算后得出当地重力坝坝基岩体级别,详见表 3-12。坝基岩体工程地质分类根据水利水电工程地质勘察规范GB504872008 划分。表表 3 3-12 12 坝基岩体基本质量分级统计表坝基岩体基本质量分级统计表 部位 工程地质 风化 计算指标 BQ 定性特征 岩体基本 坝基岩体工 分段 程度 RC KV 质量级别 地质分类程 下坝址 左坝基 弱 49.4 0.6 388 较坚硬岩,岩体较完整 B1 河床 风 20.6 0.75 339 较软岩,岩体较完整 C 右坝基 化 4

327、0.0 0.7 385 较坚硬岩,岩体较完整 B1 注:岩体完整性指数 Kv 系经验值及工程类比选取,取 0.550.75。坝基岩体强度及压缩变形 上坝址表层分布的 Qedl、Qapl等松散堆积土体,结构松散,具有中高压缩性,在上部荷载作用下,存在压缩变形。其厚度约 1.013.5m,清基时应予清除。下伏元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)黑云二长片麻岩夹少量片麻状花岗岩,强风化层节理裂隙发育,岩体不完整,抗压强度低,压缩变形大,变形模量小。由于混凝土面板堆石坝坝基宽度大,所需地耐力小,只要清除上部极松散层,尚可满足坝体承压要求,不过在趾板部位对基础要求高,建议将其置于下伏类弱风化岩体上。而

328、刚性基础坝需全部置于弱风化岩体上,而两岸弱风化岩体属于硬岩,河床部位弱风化岩体属于较软岩,需考虑强度及变形不均匀问题。坝基抗滑稳定 左右坝基及河床基岩属碎屑岩,中厚层状结构,结构面面主要为卸荷裂隙和构造裂隙,倾角较陡(45 82),一般大于岸坡角,无缓倾角结构面发育,不利结构面组合少,不存在抗滑不稳定问题。但山坡表层覆盖层和河床冲洪积层结 3-34 构松散,存在抗滑不稳定问题,应清除。基岩为黑云二长片麻岩,局部饱水后湿抗压强度偏低,但对土石坝而言,坝基岩体整体强度高于坝体强度,一般不存在坝基岩体抗滑稳定问题。渗透稳定 坝基处之砂卵砾石层及含碎石粉质粘土体,分选性差,级配不连续,且大部呈散体架空

329、状,允许比降小(0.10.15),透水性较大,在高水头渗流的情况下易产生管涌破坏,清基时必须清除。坝基基岩之强风化层,节理裂隙发育,岩体不完整,强度低,透水性大,在渗透动水压力作用下,易产生渗透破坏变形,但如果作为土石坝坝基,只要进行防渗处理,降低透水性,延长其渗流途径,总体在该层中也不会产生渗透破坏变形,但在趾板部位由于此层整体性差,强度也不均匀,故不能作为趾板持力层,需将其清除,置于抗渗流稳定性较好弱风化岩体上。坝基弱风化和弱风化以下层,岩体较完整,透水性随深度增加而减弱,虽其间尚有易渗透变形之节理裂隙,但范围小,连通条较差,加之防渗处理后,一般不会产生渗透破坏变形。3、坝基渗漏及绕坝渗漏

330、(1)渗漏条件分析 根据坝段工程水文地质条件及混凝土拱坝坝轴线工程地质渗透剖面图,对坝基渗漏及绕坝渗漏分析评价如下:坝段为剥蚀构造低山河流地貌。坝肩山体较宽厚,渗径较长;经过勘探正常蓄水位以下岩体属于相对隔水的弱风化片麻岩,且区间地下分水岭高于库区正常蓄水位,因此对坝基和坝肩渗漏不利。坝基坝肩基岩为元古界哀牢山群阿龙组下亚组(Ptaa)片麻岩,其透水性随风化程度而变化,强风化层,节理裂隙发育,透水性一般较大,且连续性较好,蓄水后易向库外产生裂隙式渗漏;弱风化及弱风化以下岩体,坚硬完整,透水性小,是坝基主要隔水层。坝址区未发现断裂构造,虽其间节理裂隙发育,造成岩体不完整,但其结构面延伸短,不利沿

331、此结构面产生较大渗漏。据钻孔水位稳定观测,两岸地下水位与地形水文网相一致,随地形抬高而升高,水力坡降较大,其两岸地下水向河床运移排泄补给河水。(2)坝基渗漏和绕坝渗漏的估算 3-35 根据坝基岩的透水性,以及上述渗漏地质条件,对坝基和绕坝渗漏进行了分析计算。现将分段计算公式及取用的有关参数和计算结果简述如下:A、渗漏计算公式 坝基岩(土)体渗漏 单层TTbHKBQ2 双层22112222TKKTTKbHBQ 绕坝渗漏 TLHKBQ 以上三式:Q计算段渗漏量(m3/d)K1、K2、K透水层渗透系数(m/d)B计算段渗漏带宽度(m)H坝上、下游水位差(m)T1、T2、T透水层平均厚度(m)2b坝基

332、底宽(m)L绕坝渗漏途径平均长度(m)B、计算式中取值 渗漏计算以 坝轴线工程地质渗透剖面图 进行分段。透水层渗透系数(K)以计算段坝轴线位置试验取得的透水率(q)之透水带面积加权平均值,并按K=0.02q 换算得出。坝基及绕坝渗漏地质分段,按其渗漏条件以及地质结构,从左至右分为绕左、渗左、河床、渗右、绕右五段。上下游水位差(H)以水库正常蓄水位与现在河水位之差计。透水层厚度(T)以建基面至相对隔水层(q5Lu)顶界之间的平均距离计。此处以混凝土面板堆石为代表,分别估算上下坝址的渗漏量。坝基渗漏计算宽度(B)以坝轴地质剖面分段为准。绕左、绕右终点按绕渗半径计。坝基及绕坝渗径长度(2b、L),是

333、以坝体宽度计算。绕左、右渗径长度(L)是在坝址 11000 地形图量取,即以绕坝渗漏计算左、右端终点至坝体终点间二 3-36 分之一处,自库内岸边设计正常蓄水位水边线为起点划渗流线,直至交于坝外最低点。C、渗漏计算 根据岩(土)透水性及其渗漏条件,按单层透水坝基进行计算。计算结果详见表 3-13。经计算,日总渗漏量为 7725.98m3,年总渗漏量为 278.13 万 m3,其中绕坝渗漏占 42.6%,坝基渗漏占 57.4%(其中渗左 19.8%,渗中 8.6%,渗右29.0%)。坝基和绕坝年漏失量占水库设计正常蓄水位库容1171.63万m3的23.8%。库水漏失非常大,其渗漏水流对坝基起着侵蚀、潜蚀、软化的破坏作用,对坝基稳定是不利的,故对其渗漏带需进行防渗处理。4、处理意见 A、混凝土面板堆石坝 面板趾板线建基面及开挖深度 面板趾板线建基面清基原则为清除第四系松散堆积物、岸坡卸荷裂隙密


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