一、工程概述
1、工程基本情況
甘峪水庫(kù)位于渭河支流甘峪河峪口,距戶縣縣城約20km,在白廟鄉(xiāng)甘峪口村上游2km處,水庫(kù)壩址以上流域面積68.5km2,主溝道長(zhǎng)17.4km,溝道平均比降3.5%。
甘峪水庫(kù)是一座以灌溉為主,兼有防洪的小(一)型水庫(kù),原設(shè)計(jì)總庫(kù)容380萬(wàn)m3,有效庫(kù)容260.77萬(wàn)m3,設(shè)施灌溉面積4.05 萬(wàn)畝。
樞紐工程由大壩、溢洪道、放水洞等主要建筑物組成,大壩為均質(zhì)土壩,壩高50.4m,壩頂長(zhǎng)178m,壩頂寬3.3m,壩頂高程620m。溢洪道布設(shè)于大壩右端,型式為開(kāi)敞式,堰頂高程612.26m,放水洞位于大壩右側(cè),全長(zhǎng)177.4m,洞身比降1/200,進(jìn)口控制型式為岸坡分級(jí)臥管和斜拉桿轉(zhuǎn)盤(pán)閘門(mén),放水洞設(shè)計(jì)流量3.0m3/s,最大泄流量4m3/s。
西安市水利局對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行了安全鑒定工作,認(rèn)定該庫(kù)為小(一)型三類(lèi)病險(xiǎn)庫(kù),現(xiàn)存在的主要問(wèn)題為大壩高度和壩頂寬度不夠。水庫(kù)潰壩將淹沒(méi)下游9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、125個(gè)村莊、19.8萬(wàn)畝耕地、19.6萬(wàn)人和15.7萬(wàn)間屋并對(duì)通信光纜及西寶公路南線、環(huán)山公路造成影響。
2、分析內(nèi)容
根據(jù)水文地質(zhì)資料對(duì)該水庫(kù)大壩三種不同運(yùn)行工況進(jìn)行計(jì)算,經(jīng)過(guò)論證確定壩頂高程,為水庫(kù)除險(xiǎn)加固提供理論依據(jù)。
二、大壩壩頂高程計(jì)算
根據(jù)庫(kù)區(qū)地形條件,壩頂高程及調(diào)洪計(jì)算成果,對(duì)壩頂高程進(jìn)行復(fù)核。甘峪水庫(kù)正常蓄水位為612.26m,50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為617.03m,500年一遇校核洪水位為619.69m。
根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)第5.3.1條規(guī)定,壩頂超高由下式確定
Y=R+e+A
式中:Y——壩頂高程,m ;
R——最大波浪在壩坡上的爬高,m;
e——最大風(fēng)壅水面高度m;
A——安全超高,正常運(yùn)用條件取0.5m,非常運(yùn)用條件取0.3m
壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和,分別按以下運(yùn)行情況計(jì)算,取其最大值
(1)設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高;
(2)校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高;
(3)正常蓄水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高,再加地震安全超高,計(jì)算采用的參數(shù)為:
歷年實(shí)測(cè)平均年最大風(fēng)速為17m/s,風(fēng)作用水域長(zhǎng)度設(shè)計(jì)洪水位為1.4km,校核洪水位為1.42km,壩上游坡比為1∶2。正常運(yùn)用條件按《規(guī)范》要求取多年平均年最大風(fēng)速的1.5倍即25.5m/s,非常運(yùn)用條件依據(jù)《規(guī)范》取多年平均年最大風(fēng)速17m/s。
地震情況下大壩設(shè)防烈度為7度,地震涌浪取1.0m。
風(fēng)浪要素和波浪爬高計(jì)算采用《規(guī)范》附錄公式鶴地公式,其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表:
項(xiàng)目
計(jì)算
情況 |
波浪
爬高 |
風(fēng)壅
高度 |
安全
超高 |
地震涌浪高 |
壩頂
超高 |
水庫(kù)靜水位 |
復(fù)核壩頂高程 |
設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用 |
2.12 |
0.005 |
0.5 |
0 |
2.625 |
617.03 |
619.655 |
校核洪水位加非常運(yùn)用 |
1.277 |
0.002 |
0.3 |
0 |
1.579 |
619.69 |
621.269 |
正常蓄水位加地震安全超高 |
1.277 |
0.003 |
0.3 |
1 |
2.580 |
612.26 |
614.84 |
由上表可知,甘峪水庫(kù)在設(shè)計(jì)洪水位條件下要求壩頂高程為619.655m,校核洪水位條件下要求壩高為621.269m。現(xiàn)大壩壩頂高程為620m,低于校核洪水位所需要的壩頂高程,現(xiàn)狀壩頂高程不滿足規(guī)范要求,大壩需進(jìn)行加高。
三、大壩加固設(shè)計(jì)
依據(jù)水文計(jì)算及規(guī)范規(guī)定,要求大壩壩頂高程為 621.269m,現(xiàn)壩頂高程為620m,壩頂寬3.3m,不滿足規(guī)范要求,因大壩加高培厚工程量較大,因此在設(shè)計(jì)壩頂上游側(cè)設(shè)鋼筋砼防浪墻,墻高1.2m,埋深0.8m,防浪墻頂高程為621.50m,基座底寬0.7m,深0.5m ,墻寬0.20m,防浪墻為現(xiàn)澆C20砼,總長(zhǎng)200m,每10m設(shè)塑料止水帶伸縮縫一道。防浪墻和壩頂路面將壩頂加寬至5.20m,其中防浪墻寬0.20m,壩頂路面及壩頂排水溝總寬5m,滿足規(guī)范要求
四、結(jié)語(yǔ)
戶縣甘峪水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的建設(shè)完成,具有非常重要的社會(huì)意義,可確保防洪安全,為當(dāng)?shù)厝嗣駝?chuàng)造一個(gè)良好的生存環(huán)境;水庫(kù)可以正常蓄水,一般干旱年可確保灌溉農(nóng)田4.05萬(wàn)畝,這對(duì)加快灌區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整和主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展將起到極大推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
1、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)
2、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)