黑竹林水库除险加固工程初步设计报告.doc

云南省 普洱市 思茅区黑竹林水库除险加固工程初步设计报告思茅区水利勘测设计院二O一二年八月目 录1综合说明11.1绪言11.2水文51.3工程地质61.4大坝安全鉴定意见81.5工程任务和规模81.6水工建筑物加固设计91.7金属结构与机电设备101.8施工组织设计101.9工程占地111.10环境保护与水土保持设计111.11工程管理131.12工程概算141.13经济评价141.14工程特性142水文172.1基本情况172.2水文基础资料及评价192.3设计洪水复核232.4泥沙估算403.绪言423.1工程概况423.2库区地质概况443.3坝体质量评价483.4坝基工程地质条件及评价503.5坝肩及近坝库岸稳定性评价523.6其他建筑物工程地质条件及评价533.7 天然建筑材料534大坝安全评价和鉴定结论545.工程任务和规模555.1工程任务555.2工程规模566.水工建筑物加固设计636.1除险加固设计依据及原则636.2工程总体布置686.3主要建筑物加固处理设计737金属结构与机电设备837.1现状837.2金属结构838施工组织设计848.1施工条件848.2施工导流858.3料场选择868.4主体工程施工868.5施工设施878.6施工总布置878.7施工总进度899工程占地909.1工程占地范围909.2工作依据919.3实物指标调查919.4安置规划及处理措施919.5补偿投资9110环境保护与水土保持设计9210.1环境保护设计依据9210.2环境影响综合评价9310.3环境保护设计9410.4环境管理与监测10110.5 环境保护投资10410.6 水土保持10411工程管理设计10611.1主要设计规范及相关法律法规10611.2.管理机构及管理现状10611.3工程管理范围与保护范围10711.4工程管理设施10811.5工程运用管理10811.6施工期工程管理10912设计概算10912.1投资主要指标10912.2编制依据11012.3 基础单价11012.4 费率标准11112.5 预备费11312.6临时工程11312.7 独立费用11312.8水土保持和环境保护工程投资11312.9 工程总投资11413 经济评价12313.1 评价依据和原则12313.2费用与效益概算12313.3国民经济评价12413.4财务评价12513.5综合评价126附件：工程图册1综合说明1.1绪言1.1.1工程概黑竹林水库位于云南省普洱市思茅城区西北向距约90km处，属龙潭乡老鲁寨所辖，直线距离龙潭乡政府驻地约15km，坝址地理位置为东经1003631.33，北纬224239.69，水库流域属澜沧江水系，为澜沧江的二级支流那糯河左支流泥谷坝河上游。那糯河汇入小黑江后最终进入澜沧江。有简易公路可达水库大坝，交通较为便利。根据根据普洱市思茅区2006年12月水库核定注册的结果，黑竹林水库坝址以上流域控制面积为4.86km2，本次根据15万地形图量算复核，面积相差-14%，本次采用复核的水库流域控制面积为4.18km2，主河道长L=2.02km，主河道平均比降J=26.1，流域成扇形分布，形状系数B=0.313，流域平均高程1240m。水库流域泥谷坝河地势西北高东南低走向，泥谷坝河发源于黑竹林后山寇家坟梁子（海拔高程1528m），主河道自河源起由西流向南东约4km后汇入那糯河，并转向西南流，汇集箐头河后流入小黑江。水库坝址处高程1141.40m，流域形心高程1240m。流域内水系发育，地表受到强烈的切割，河谷最大切深100150m左右，形成了以深切中低山峡谷为主的山地地貌，山峦纵横起伏。流域内物理地质现象不发育，库区水文地质条件较好，库水不会向邻谷渗漏。泥谷坝河流域属微度侵蚀区，植被覆较好，主要为林地，有少量园地，无明显的水土流失现象。库岸山坡稳定，无坍岸陷落现象。龙潭彝族傣族乡位于思茅区西南部，因地下暗河从山脚涌出，形成天然湖泊（龙潭湖）而得名。乡机关驻地位居历史悠久的六顺“土司”地，位于东经10031-10042，北纬2236-2250，是1988年12月成立的山区民族乡，1993年改设为龙潭彝族傣族乡，1995年被列为全省506个扶贫攻坚乡之一。东南与六顺乡相连，西与思茅港镇接壤，北与景谷县、云仙乡隔江相望，土地面积为325.65平方公里。地势东北高，西南低，大部分属石灰岩地带，最高海拨2143米，最低海拔665米，平均海拔1403.5米，气候温度适中，属亚热带季风气候，最低温度3，年平均降雨量为1524毫米，属干旱少雨地区，全乡森林面积11933.7公顷，森林覆盖率为56%。龙潭彝族傣族乡本叫龙潭乡，居住着汉、彝、傣、拉祜、佤、白、回、哈尼8种少数民族， 1995年被列为云南省506个扶贫攻坚乡之一。全乡辖龙潭、老鲁寨、平掌寨、黄草坝、麻栗坪、大沙坝6个村委会，56个村民小组，2011年有农业户1788户、9774人，有耕地面积24581.3亩，人均耕地面积2.5亩，全年粮食总产量443.1万公斤，农村经济总收入1201.4万元，农民人均有粮412公斤，人均经济纯收入708元，工农业总产值2057.9万元，乡财政收入68.03万元。地势北高南低，海拔高程在15001140m左右，相对高差多在150350m左右，地形坡度一般在830之间，属中低山切割地区。黑竹林水库于1995年建成并投入使用。水库现状坝顶高程1141.34m，最大坝高15m，经复核，正常蓄水位为1139.64m,坝顶高程为1141.84m（本次初步设计实测值）。黑竹林水库枢纽由大坝、溢洪道和输水涵管组成。（1）大坝大坝为均质土坝，坝顶高程1141.34m，拦河坝为均质坝，最大坝高15m，坝轴线长53m，坝顶宽4m，上游坝坡为：1：2.75，干砌石护坡，大坝下游坝坡为：1：2.2，为用草坡护坡。棱体部分坡比为1：0.9。（2）溢洪道溢洪道位于拦河坝右岸，为开敞式溢洪道，浆砌石结构，底板高程为1139.64m，长70.8m，宽2.2m，均高1.8m，溢洪道最大泄流量2.22m3/s 。出口所在位置与下游河道相比高差和距离较大，下泄的洪水未能归河。（3）输水涵管输水涵管位于大坝顺流左岸，采用坝下埋管放水，输水涵管为200mm的钢管，长74m，涵管进口高程1136.24m，出口高程1135.24m，涵管最大放水量0.2m3/s。黑竹林水库是一座以农业生产灌溉用水为主的水库。其下游原设计年供水能力为26万立方米，主要是解决龙潭乡老鲁寨村黑竹林社的农田灌溉，增灌稻田300亩，改灌稻田300亩，灌溉效益特别显著，是一座综合利用的小（二）型水利工程。本次除险加固设计是保证现有工程规模不变的条件下，根据现行规范，针对水库病害情况进行相应的除险加固处理。本工程除险加固处理后，大坝坝顶高程1141.34m，坝顶宽为3m,最大坝高15m。1.1.2有关本工程的文件（1）思茅区黑竹林水库大坝安全鉴定报告；（2）云南省水利厅农水(2002)5号文“关于我省重点小（二）型病险水库除险加固初步设计评审有关问题的通知”；（3）云南省水利厅农水(2002)100号文“关于我省重点小（二）型病险水库除险加固初设评审有关问题的补充通知”。1.1.3执行规范（1）工程建设标准强制性条文（水利工程部份）（2004版）；（2）防洪标准（GB5020194）；（3）水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL2522000）；（4）碾压式土石坝设计规范（SL2742001）；（5）建筑物抗震设计规范（GB500112001）；（6）水工建筑物抗震设计规范（SL20397）；（7）水工混凝土结构设计规范（SL/T19196）；（8）水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL6294）；（9）水工隧洞设计规范（SL2792002）；（10）溢洪道设计规范（SL253-2000）；（11）水利水电工程初步设计报告编制规程（DL502193）；（12）国家其它相关的法令法规。1.1.4安全鉴定结论1、安全鉴定复核最大坝顶高程为1141.84m，现状坝顶高程为1141.34m，坝顶超高经复核不满足安全要求。2、变形分析：黑竹林水库运行过程中，大坝下游坝坡上游为块石护坡，护坡块石出现块石沉陷脱位现象，沉陷及隆起为6cm10cm，脱位开口2cm4cm。在坝体中下部最大沉降量为0.33m，向下游水平最大位移量为0.18m。下游为草皮护坡，在中下部地段出现凹陷和隆起，最大沉降变形相对高差在0.3m0.45m之间。根据水库大坝安全评价导则（SL258-2000），大坝变形等级为C级。3、排水棱体局部破损，黑竹林水库大坝渗流安全等级综合评价为C级。4、大坝工程质量和运行管理质量为差。5、金属结构安全评价等级为C级。根据水利部水库大坝安全鉴定办法和水库大坝安全评价导则，黑竹林水库大坝安全性评定为三类坝，即属于病害水库。1.1.5除险加固的必要性黑竹林水库是一座以农业生产灌溉用水为主的水库。其下游原设计年供水能力为26万立方米，主要是解决龙潭乡老鲁寨村的灌溉用水，增灌稻田300亩，改灌稻田300亩。黑竹林水库灌溉效益特别显著， 水库的安全性具有十分重要的意义，由于病险，水库不但无法发挥效益而且对下游人民生命财产安全构成巨大威胁。经此次安全鉴定，根据水库大坝安全评价导则，该大坝为类坝。因此，黑竹林水库除险加固工程建设势在必行，这也是积极建设新农村的重大举措。只有将隐患消除，水库的综合效益才能正常发挥，才能长期有效地促进该地区农村经济的发展。1.1.6除险加固的任务本次除险加固工程的任务是保证现有工程规模不变的条件下，根据现行规范，针对水库病害情况提出相应的除险加固任务。（1）对工程规模及防洪安全进行复核；（2）对大坝进行坝坡整形、坝顶加固处理。（3）局部修复排水棱体。（4）扩建溢洪道。（5）更换闸阀，重建闸阀室。（6）增设管理所及原型观测设施。1.2水文黑竹林地理位置为东经1003631.33，北纬224239.69, 属澜沧江水系。黑竹林水库流域属南亚热带湿润气候区，暴雨主要受西南和东南暖湿气流影响，多集中于6月9月，具有明显季节性。产生暴雨的天气系统主要有切变、低涡等，大寨水库雨量观测站28年实测最大一日降雨量为138.0mm（2000年8月4日），最大24h降雨量为162.6mm（1984年6月6日），而邻近普洱雨量站（原思茅雨量站）实测最大24h降雨量为189mm（1982年8月15日）。每年6月8月间西南和东南暖湿气流加强，流域上空水汽含量大且不稳定层结深厚，受太平洋副高影响，常形成阻塞性暴雨天气过程，强度大、历时短，受局部地形影响，暴雨笼罩面积小，以单点暴雨为主，暴雨时空分布不均；受气候条件影响，本地区洪水源于暴雨，地区分布及发生时间与暴雨一致，但受流域山区河道特性影响，洪水坦化作用小，据邻域光明站等实测资料分析，大洪水过程呈陡涨陡落单峰尖瘦型，一次洪水历时一般在20h30h之间。普洱气象站具有1980年2009年共30年的最大1h、6h、24h暴雨量系列。经分析，该站在实测系列中已包含有大暴雨（1981年、1982年、1984年、1990年、1998年、2002年、）、中等量级暴雨和一般暴雨量，且系列长度已达30年，认为该系列已基本具有一定的代表性，可直接作频率计算用于初估暴雨统计参数。根据设计流域暴雨、洪水特性分析，大洪水多发生在主汛期6月9月，洪水过程陡涨陡落，以单峰尖瘦型居多，历时多为一日左右。因此设计洪水过程选择历时取为24h。本次除险加固设计按实测地形图复核了水库水位面积容积关系，经库容曲线复核和水文分析计算：水库20年一遇洪水洪峰流量为59. m3/s；200年一遇洪水洪峰流量为79.8 m3/s。本次除险加固后水库正常蓄水位为1141.10m，对应库容27.38万m3，设计洪水位1142.56m，对应库容29.9万m3，校核洪水位1143.0m，总库容32.6万m3。1.3工程地质坝址区河流由南西北东向曲型展布，河床宽38m，纵比降1.9，河床高程11201150m，两岸高程11501350m，相对高差50200m，两岸地形坡度3045，左岸山坡较陡但垂直高差较小，右岸坡度较缓但高差较大。库尾山坡地形与水库右岸类似，水库呈三面环山之势。河谷为“U”型宽谷，属剥蚀冲洪积河谷地貌。坝址位于紫红色粉砂质泥岩夹砂岩之上，岩层产状26050。其特征是岩石风化强烈，强度低。层间挤压带较发育，岩体风化破碎，裂隙发育，主要有下列四组走向S12E，倾向NE，倾角56，走向S1E，倾向SW，倾角83，走向S65W，倾向SE，倾角14，走向S60W，倾向NW，倾角57。坝址分布曼岗组地层和第四系松散堆积地层，基岩地层均为裂隙型微透水地层，第四系地层中以坡残积地层为主，广泛分布于原河滩两岸，冲洪积地层主要分布于原河床中央，地下水类型均为孔隙水，其中冲洪积地层具较强透水性，坡积地层透水性中等，残积地层透水性相对较弱。裂隙型含透水层的含透水层深度取决于岩层的全强风化带深度，岩体弱微风化带为相对隔水地层，地下水受降水补给，排于河床，地下水补给河水。由于水库流域植被覆盖较好，附近无工矿企业等可能的污染源，水库水质较好，为23类水质。黑竹林水库大坝坝体坐落于侏罗系中统和平乡组（J2h）的紫红色粉砂质泥岩夹砂岩之上，工程区以泥岩、粉砂岩为主。左坝肩岩层倾向上游，倾角大于30，岩体强风化，岸坡基本稳定；右坝肩为山地，普遍植被较好，基岩极少出露，从大坝下游较远处的基岩出露点推测岩性为侏罗系中统和平乡组（J2h）泥岩夹粉砂岩，倾向上游，倾角为3050，山体坡度较缓，山地以梯田为主，岸坡稳定；河床坝基表层为0.51.0m冲洪积砂卵砾石层，下伏岩层倾角为50，倾向上游。库区出露地层较为单一，均为侏罗系中统和平乡组（J2h）等地层：上部为紫红色粉砂质泥岩夹砂岩，下部为紫灰、紫红色粉至细砂岩、含砾砂岩。岩层产状基本稳定，为陡倾向上游，倾向倾角分别为26050（坝基及左右肩）。测区位于青藏滇缅印尼残歹字型构造体系中段的东支哀牢山西侧，属兰坪思茅坳陷的一部分。本区主要分布有北北西向构造及南北向构造，以北北西向构造形迹为主。工程区处于普洱宁洱地震区，地震活动频繁，新构造运动比较活跃，南北向构造范围内自全新世以来新构造运动活动频繁，不但使岩层产生倾斜，而且还屡次发生中等强度地震。众多的温泉大多与北北西向构造及次级断裂有关，某些断裂仍在继续活动。以上情况足以说明区域构造不稳定。测区地处云贵高原的南缘，纵观本区地势北高南低，为浅切割条带状低中山河流地貌，其山脉及主干河流的走向与主构造线方向基本一致。呈北北东向伸展。海拔高度一般在10001700m之间。工程区位于青、藏、滇、缅、印尼“歹”字形构造西支的兰坪普洱构造带，构造线方向以NNE向为主，区内地质构造比较复杂，褶皱及压扭性断裂发育。大地构造单元属唐古拉昌都兰坪普洱褶皱系，区内主要构造线呈NNESSE方向或近南北向展布。区内断裂、褶皱发育，断裂构造主要为营盘山普文断裂，是一条活动性断裂；区内新构造运动活动频繁，普洱盆地第四系地层有错动痕迹。详见普洱市思茅区黑竹林水库区域地质图。工程区附近土料、能满足水库除险加固的要求，但缺乏石料和砂砾料，石料可到南本石料场购买，运距35公里，砂料到澜沧江砂场购买，运距75公里。1.4大坝安全鉴定意见2010年12月，普洱市水库大坝安全鉴定专家组对思茅区黑竹林水库大坝安全鉴定报告进行了审查，主要提出如下结论及建议：（1）对工程规模及防洪安全进行复核；（2）对大坝进行坝坡整形、坝顶加固处理。（3）局部修复排水棱体。（4）扩建溢洪道。（5）更换闸阀，重建闸阀室。（6）增设管理所及原型观测设施。1.5工程任务和规模黑竹林水库是一座以农业生产灌溉用水为主的水库。其下游原设计年供水能力为26万立方米，主要是解决龙潭乡老鲁寨村黑竹林社的农田灌溉，下游灌溉面积1000亩，灌溉效益特别显著，是一座综合利用的小（二）型水利工程。黑竹林水库原设计洪水标准20年一遇（P=5%），校核洪水标准200年一遇（P=0.5%）。本次设计根据防洪标准GB5020194及水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000，黑竹林水库属小（二）型工程，工程等别等，其主要建筑物级别为5级。根据“水文”分析计算结果，水库多年平均入库总输沙量为0.034万T，总体积为0.025万m3。水库使用年限以20年计，总泥沙淤积量为0.5万m3，对应高程比目前涵管进口高程低，涵管进口高程满足要求，死水位为1131.10m，死库容为1.87万m3。本次除险加固设计本着原有的功能和规模基本不变的原则，正常蓄水位保持不变，即1141.10m，对应库容27.38万m3，兴利库容为25.51万m3。（1）对大坝上下游坝坡进行削坡，实施坝坡整治：上游坝坡铺设混凝土预制块护坡，下游坝坡整治为草皮护坡；（2）扩建溢洪道，提高水库防洪安全，完善溢洪道消力池；（3）更换闸阀，修建闸阀室；（4）增设大坝观测设施，新建管理房1.6水工建筑物加固设计根据黑竹林水库存在的主要问题，为确保水库运行安全以及正常发挥水库的各项功能，必须对该水库进行除险加固处理。1.6.1坝顶加固设计黑竹林水库原坝顶路面为土路，本次设计拟采用泥结石路面,路面宽度为3m。1.6.2大坝坝坡加固处理上游坝坡进行适当清理，平整坝坡处理，对大坝上下游坝坡进行削坡，实施坝坡整治：上游坝坡铺C20砼设混凝土预制块护坡，下游坝坡整治为草皮护坡；竣工后上游坝坡坡比为1：2.75，下游坝坡为1：2.2。1.6.3排水体加固处理大坝下游坝脚原排水棱基本完好，本次除险加固设计对排水棱体仅进行局部修复。1.6.4输水涵管加固处理经安全鉴定结论显示，结合本次设计前现场勘查资料分析，检修和工作闸设备陈旧且锈蚀严重，水封已损坏，漏水严重；目前闸室破损严重，已成危房。建议更换闸阀，闸室拆除重建。1.6.5溢洪道加固处理扩建溢洪道，提高水库防洪安全，完善溢洪道消力池；原溢洪道无消能设施，过流能力不满足泄洪要求，雨季受雨水冲刷形成冲刷坑，影响水库正常泄洪，对大坝存在严重的安全隐患。本次除险加固设计扩建溢洪道。 1.6.6大坝监测设计本次加固设计监测设施布设位移标点2个、水位尺1套。1.7金属结构与机电设备1.7.1现状输水涵管出口设2道200mm凡尔闸，经过多年运行后，闸阀锈蚀严重，启闭困难，闸阀室也破损不堪。1.7.2金属结构本次加固设计拟对闸阀更换、闸阀室重建。1.8施工组织设计1.8.1施工条件黑竹林水库流域属亚热带季风气候，湿季（5月10月）受孟加拉湾西南暖湿气流和北部湾东南暖湿气流的影响，降水多，湿度大，其降水量占全年降水量的87；干季（11月次年4月）受印度大陆干暖气流和我国北部干冷气流控制，干旱少雨，日照充足，空气干燥，其降水量占全年降水量的13，具有干湿界线明显的特点。水库集水区域地势西北高南东低，相对高差多在200m内，库区属三面环山中等切割沟谷地貌，河流流向近北西方南东向，库底标高在11281143米间，地势北西方高南东低，库岸山体是由白垩系地层构成，库盆周边大部地形完整，坡缓稳定，蓄水地形条件较好。枢纽区地形左岸较平缓满足施工组织要求。1.8.2交通条件及施工总布置黑竹林水库位于思茅城东南，距思茅城区90km，地理位置为东经1003631.33，北纬224239.69。该水库交通条件一般。生活区、综合仓库、拌和站、预制板场、机械修理厂和机械停放场等临时建筑设施分别安排在大坝右侧附近。施工用水：为满足施工要求，在左岸新建蓄水池。施工用电：自备电源施工道路：扩建施工道路1.5公里。1.8.3施工总进度工程施工总工期5个月，第一年11月正式开工，至第二年4月全部工程竣工。1.9工程占地工程占地包括大坝、输水涵管、溢洪道、进库公路等永久占地和料场、弃渣场、临时施工道路、临时用地和施工场地等临时占地。1.10环境保护与水土保持设计1.10.1环境影响评价黑竹林水库除险加固工程对环境的影响既有有利方面，也有不利方面，从总体上看，工程以显著的防洪、灌溉效益占主导地位；工程施工期间，可能对工区环境产生不利影响，但影响是局部的、暂时的，可采取适当的水土保持措施使水土流失得到有效控制，由于工程施工集中在水库枢纽区和料场分布区，上述区域800米范围内森林植被发育良好，无工矿企业及居民点，只要采取适当的措施可使小范围的、暂时的大气污染和水污染得到治理。1.10.2环境保护设计根据黑竹林水库除险加固工程特点，施工期环境保护主要包括空气保护、噪声防护、人群健康保护、生态环境保护等；运行其环境保护包括水质保护及人群健康保护。设计要点为：（1）保护标准根据当地流域规划、废污水的特性和排放去向及当地环境要求，施工生产废污水排放执行污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准。（2）污染源砂石料冲洗水砼预制构件养护产生的碱性废水机械设备保养冲洗水悬浮物生活污水（3）保护措施砂石料冲洗水砼预制构件养护产生的碱性废水机械车辆保养冲洗废水悬浮物生活污水处置1.10.3环境管理与监测黑竹林水库管理所应安排专人负责施工中的环境管理工作。参与工程建设的各施工单位应配置专业环保人员或由环境监理工程师代理，配合业主作好施工中的环境保护工作。环境监测工作由当地有资质的相关行业部门的监测单位承担，由工程环境管理部门组织实施。监测内容包括施工区水质、环境空气和环境噪声，建立疫情报告制度，了解施工人员的健康状况，保证工程施工顺利进行；对运行期的监测内容主要有水质、水文、泥砂等项目。1.11工程管理根据水库工程管理设计规范（SL106-96）的有关规定及管理所实际情况，需要增加的管理设施如下：（1）水文气象观测系统黑竹林水库为小型工程，因此，只设流量、水位、降雨等观测设施。（2）监测设施本次加固设计监测设施布设位移标点2个、水位尺一套。监测内容有：渗流量监测上、下游水位监测坝体底部接触带及坝体渗流压力监测坝体侵润线监测绕坝渗漏监测坝基渗流监测（3）通信设施为满足工程管理现代化的要求，须建立黑竹林水库水情测报系统。根据水库管理的实际，增设移动电话和程控电话各2部，以满足防汛要求，便于与县、地区及防汛抗旱指挥部联系，确保工程安全运行。（4）生产及生活用房目前黑竹林水库管理所没有固定的管理人员，也现没有管理房可以使用。根据规范并结合实际情况，需配备管理房及管理人员2人。1.12工程概算思茅区黑竹林水库除险加固工程总投资194.20万元，其中建筑工程139.08万元，金属结构设备及安装工程3.34万元，施工临时工程7.91万元，独立费用31.11万元，基本预备费9.11万元。水土保持工程费2.21万元。环境保护工程费0.74万元。投资概算为2012年7月份价格水平。1.13经济评价本项目的各项指标都优于规定指标，经济净现值大于零，经济内部收益率大于社会折现率（8%），经济效益费用比大于1。各项指标均满足规范要求。敏感性分析无论是单因素浮动还是多因素同时浮动，国民经济评价指标也都达到规范要求的评价准则，工程具有较强的抗风险能力，说明此项目在经济上不但是合理的，也是较为可靠的。1.14工程特性本次除险加固设计是保证现有工程规模不变的条件下，根据现行规范，针对水库病害情况进行相应的处理，水库除险加固设计工程特性表1-1表1-1水库工程特性表序号项 目 内 容单位数 量备 注原设计加固后一水文1工程坝址以上流域面积K1.74.86（本区）2外区引水流域面积K（外区）3设计洪水（P=5%）洪峰流量m3/s23754校核洪水（P=0.5%）洪峰流量m3/s3495施工导流洪水（P=20%）流量m3/s6设计洪水洪量万m37校核洪水洪量万m38多年平均悬移质年输沙量t961.49多年平均推移质年输沙量t192.3二水库1校核洪水位m1140.92设计洪水位m1140.473正常蓄水位m 1139.644防洪限制水位m1141.15死水位m1131.346正常水位以下库容万m327.387兴利库容万m325.518死库容万m31.879总库容万m3 32.6三挡水建筑物1坝型均质土坝2地基特性 3地震基本烈度/设防烈度8度/8度4坝顶高程m 1141.34含20cm泥结石层5坝高m 15.06坝顶长度m 53.0四泄水建筑物1型式 开敞式2地基特性3渠底高程m1141.15消能方式无底流6设计泄洪流量m3/s10.537校核泄洪流量m3/s15.618溢洪道全长m 115五输水建筑物1型式有压有压2地基特性3设计供水流量m3/s 0.20.24进口高程m 1131.15长度m7470.86断面尺寸（D）m0.20.27闸门道22表1-1 水库工程特性表（续）序号项 目 内 容单位数 量备注原设计加固后六工程效益.1灌溉面积万亩 0.06七工程占地1永久占地亩02临时占地亩0八施工1主体工程主要工程量1)明挖土石方m329302)土石方填筑m31714.53)混凝土m33204)钢筋t20九施工工期月5十经济指标1总投资万元194.202库容单位指标元/ m35.962水文2.1基本情况2.1.1流域自然地理概况黑竹林水库位于云南省普洱市思茅城区西北向直距约38km处，属龙潭乡老鲁寨所辖，直线距离龙潭乡政府驻地约15km，坝址地理位置为东经1003631.33，北纬224239.69，水库流域属澜沧江水系，为澜沧江的二级支流那糯河左支流泥谷坝河上游。那糯河汇入小黑江后最终进入澜沧江。有简易公路可达水库大坝，交通较为便利。水库流域泥谷坝河地势西北高东南低走向，泥谷坝河发源于黑竹林后山寇家坟梁子（海拔高程1528m），主河道自河源起由西流向南东约4km后汇入那糯河，并转向西南流，汇集箐头河后流入小黑江。水库坝址处高程1141.40m，流域形心高程1240m。流域内水系发育，地表受到强烈的切割，河谷最大切深100150m左右，形成了以深切中低山峡谷为主的山地地貌，山峦纵横起伏。流域内物理地质现象不发育，库区水文地质条件较好，库水不会向邻谷渗漏。泥谷坝河流域属微度侵蚀区，植被覆较好，主要为林地，有少量园地，无明显的水土流失现象。库岸山坡稳定，无坍岸陷落现象。2.1.2气象概况黑竹林水库泥谷坝河流域地处北回归线以南，属亚热带高原季风气候，由于受两种截然不同的季风气候的影响，干、湿季分明。夏季受印度洋西南季风和北部湾东南季风影响，湿润多雨；冬季受副热带北部西风急流的控制，天气晴朗，日照充足，干旱少雨。年气候特征表现为气候温和、降水量丰沛、干湿季分明。据思茅气象站实测资料统计，思茅区多年平均降水量1510.4mm，年际变化小（Cv为0.15左右）每年510月为雨季占全年降水量的86.9%，其中68月雨量为全年雨量的54.1%；旱季11月次年4月降水量占全年降水量的13.1%。多年平均蒸发量（d=20cm）为1631.0mm。多年平均气温18.2，最热月7月平均气温21.9，最冷月1月平均气温12.0，历年最高气温35.7(1997年7月15日)，最低气温为-2.5（1974年1月3日），多年平均日照时2072小时。多年平均最大风速13.3m/s，最多风向为西南向，历年最大风速28.0m/s，风向为西南向。全年无霜期318D。2.1.3流域暴雨及洪水特性黑竹林水库泥谷坝河流域暴雨多发生于69月，具有明显的季节性，以7、8两月暴雨发生最为频繁，邻近的思茅气象站实测最大24h降水量为189.4mm（1982年8月6日）。每年68月受西南和东南暖湿气流影响，流域上空水汽含量大，在太平洋热带副高压控制影响下，常形成阻塞性暴雨天气过程，暴雨强度大，历时短，受局部地形影响，暴雨时空分布不均。泥谷坝河流域洪水由暴雨形成，洪水发生时间与暴雨出现时间相应，汛期为610月，以79月洪水出现得最为频繁，受流域山区河道特性影响，洪水过程呈陡涨陡落，以单峰居多，一次洪水历时一般在1020h之间。2.1.4水库工程特性黑竹林水库是一座以农业生产灌溉用水为主的水库。该水库总库容32.6万m3，死库容1.87万m3，兴利总库容25.55万m3，调洪库容6.22万m3，主要是解决龙潭乡老鲁寨农田灌溉，灌溉面积600亩，受益人农户36户，人口180人。黑竹林水库灌溉效益特别显著，水库的安全性具有十分重要的意义。黑竹林水库于1995年7月建成，坝型为均质土坝，坝顶高程为141.40m，坝顶长53m，最大坝高15m，坝顶宽4m，上游坝坡坡比为1：2.5，为干砌石护坡；下游坝坡坡比为1：2.2，采用草坡护坡。是一做综合利用的小（二）型水利工程。水库枢纽水工建筑物由拦河坝、溢洪道、输水涵及冲沙涵等组成。水库坝顶高程1141.84m，水库死水位为1131.34m，正常蓄水位为1139.64m，设计洪水位为1141.67m，校核洪水位为1142.27m，总库容为32万m3，兴利库容为25.55万m3，调洪库容为6.22万m3。水库洪水标准为20年一遇设计，200年一遇洪水校核，依据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)，水库属于小(二)型蓄水工程，工程等别为V等，建筑物级别为5级。根据1：400万中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动动峰值加速度为0.2g，地震动反映谱特征周期值为0.45s，相应地震基本烈度为度。2.1.5水库流域的河道特征根据根据普洱市思茅区2006年12月水库核定注册的结果，黑竹林水库坝址以上流域控制面积为4.86km2，本次根据15万地形图量算复核，面积相差-14%，本次采用复核的水库流域控制面积为4.18km2，主河道长L=2.02km，主河道平均比降J=26.1，流域成扇形分布，形状系数B=0.313，流域平均高程1240m。祥见黑竹林水库泥谷坝河流域水系及邻近水文站点分布位置见图2.1。2.1.6流域内水利状况黑竹林水库泥谷坝河流域上游无水利工程，有部分人员居住，受人类活动有一定影响，流域内主要由林地和园地覆盖，植被一般。2.2水文基础资料及评价2.2.1水文基础资料小黑江流域内的普洱大河思茅河支流上现设有思茅河国家基本水文站，干流上曾设过三棵桩和荆竹林国家基本水文站，周边流域大开河设有光明基本水文站，曾设的专用水文站有箐门口等站，目前尚存的有思茅河及光明两个基本水文站。流域内设有思茅气象站及思茅雨量站、骂木、云仙等雨量站，周边有大寨雨量站。各站水文站、雨量站及气象资料情况见表2.1，流域水系及邻近水文站点分布位置见图2.1。表2.1 黑竹林水库泥谷坝河及邻近流域主要基本资料情况表站别站别河名集水面积（km2）高程（m）资料年限观测项目水位流量泥沙降水蒸发气温三棵桩水文普洱大河117978019631970思茅河水文思茅河13312992009至今箐门口专用软桥河21.915222000-2003荆竹林水文东洱河25.714901980-1988光明水文大开河3909141967至今思茅气象思茅河13021959至今思茅雨量思茅河13022000至今大寨雨量五里河149078至今骂木雨量普洱大河90064年至今云仙雨量普洱大河115079年至今2.2.2水文基础资料评价（1）三棵桩、思茅河、荆竹林、光明等水文站均属国家基本水文站，箐门口等专用水文站由水利局委托思茅水文水资源分局设立，均由思茅水文水资源分局完成（光明由西双版纳分局完成），资料测验整编按相关的规范进行，符合国家规范要求，并由省水文水资源局复审及刊印，资料质量可靠，能满足设计计算要求。（2）思茅气象站属国家基本站，设置日期为1959年2月，资料连续完整。历年观测资料则由省气象局负责复审刊印，资料观测整编均按相关的规范进行，资料质量可靠，能满足设计计算要求。（3）所收集的思茅、大寨、骂木、云仙等雨量站，观测及资料的整编均由思茅水文水资源分局负责完成，符合国家规范要求，资料质量可靠，可以使用。综上所述，本次水文分析计算所依据的各水文站及雨量站实测水文资料测验和整编程序均符合国家行业技术标，各年资料成果连续、完整、可靠，可以作为本流域规划水文计算的依据资料使用。2.3设计洪水复核黑竹林水库泥谷坝河流域无实测洪水资料，设计洪水移用邻近具有较长雨洪资料的水文、气象站作为参证站，采用暴雨径流途径和水文比拟法两种方法进行分析，经分析比较后取用较合理成果。黑竹林水库为已建水库，洪水计算应为入库洪水的计算，由于水库正常蓄水位下对应水面面积小。根据水利水电工程设计洪水计算规范SL442006，入库设计洪水可采用坝址设计洪水代替。所以，黑竹林水库为坝址设计洪水的复核。2.3.1暴雨洪水特性根据思茅雨量站实测的暴雨资料统计：历年日暴雨量50mm的场次为99场，平均每年发生3场次；暴雨511月均可发生，但主要集中在58月，最大1日暴雨发生频次最高在7月、8月，其次为6月、5月，汛期末的10月、11月也时有发生；短历时最大1h暴雨量85.7mm，6h暴雨量110.2mm，24h暴雨量189.4mm。这样的暴雨时程分配，对那糯河流域这个属暴雨洪水类型的流域，极易造成洪水灾害，统计成果见表2.2。表2.2 思茅、大寨水库两雨量站各月暴雨发生频次表站 名发生次数暴雨发生频次(%)5月6月7月8月9月10月11月总数思茅（19772010）50mm的场次1121242396599多年平均百分率12.1 23.1 26.4 25.3 9.9 6.6 5.5 100大寨水库（19782010）50mm的场次92331191294107多年平均百分率9.9 25.3 34.1 20.9 13.2 9.9 4.4 100根据光明水文站实测资料统计，44年（19672010年）的实测洪水系列中有33年最大洪峰发生在7月、8两个月，占汛期6月11月的75.0%。各站年最大洪峰发生月份及次数统计见表2.3。表2.3 光明水文站年最大洪峰发生频次统计表水文站项目6月7月8月9月10月11月合计7-8月合计光明次数316174314433比例(%)6.8 36.4 38.6 9.1 6.8 2.3 100.0 75.0 暴雨洪水特性分析结论：那糯河流域暴雨主要发生在汛期6月10月，暴雨量级大，暴雨的次数和强度与年降水分布一致，短历时的暴雨强度比较大。洪水均由夏秋季暴雨形成，与暴雨相对应的年最大洪水出现在7月9月，少数年份出现在6月，最迟至11月中旬。泥谷坝河流域为山区性河流，坡度陡，水系发育，一般洪水过程具有陡涨陡落，以单峰尖瘦型居多的特点，一次洪水历时在24小时左右。2.3.2设计标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定，黑竹林水库工程规模属小（二）型等工程，主要建筑物为5级，设计洪水标准为20年一遇（P=5%），校核洪水标准为200年一遇（P=0.5%）；施工期导流标准为5年一遇（P=20%）。2.3.3年洪水分析设计流域泥谷坝河属无实测水文资料地区，结合暴雨成因、洪水特性、集中程度等因素综合考虑，年洪水由暴雨途径推求而得。2.3.3.1暴雨径流途径推求一、设计暴雨设计流域无降雨资料，在距水库坝址东北向38km的思茅城区有国家基本站思茅气象站，该站具有19532010年共58年最大1、6、24h暴雨量系列，其资料统一由思茅气象局整编刊印，资料系列长、精度高，可作为水库的参证站。东南向44km的处有国家基本站光明水文站，西南向27km的处有国家基本站大新山水文站，但该站已撤销。用思茅气象站58年的最大1、6、24h暴雨量系列进行频率计算，矩法初估统计参数后，采用P-型曲线按适线法确定统计参数，结果见表2.4，点线配合情况见图2.2。根据设计流域及邻近暴雨资料分析，暴雨量虽有随高程升高而增大趋势，但水库流域平均高程1240m，仅比思茅气象站低62m，因此直接移用思茅气象站同期各时段暴雨量为黑竹林水库各时段暴雨量，成果见表2.4。表2.4 思茅气象站短时段暴雨量统计参数表时段H(mm)CvCs1h40.30.303.5 Cv6h60.20.343.5 Cv24h89.40.343.5 Cv 二、设计暴雨成果分析将实测暴雨计算的设计暴雨与云南省暴雨洪水查算实用手册（2007年出版）查算的设计暴雨成果进行比较，见表2.5。表2.5 黑竹林水库设计暴雨比较表 单位：mm时段方法0.5%5%备注1h实测暴雨83.063.1采用手册查算78.359.56h实测暴雨135.099.3采用手册查算129.995.624h实测暴雨200.5147.5采用手册查算188.2138.5由上表可见，云南省暴雨洪水查算实用手册查算值比用实测暴雨资料计算的各频率设计值偏小。编制该手册时由于资料条件的限制，用作地区综合的雨量参证站统计资料系列只到2000年，系列较短。而本次计算采用的实测暴雨系列已到2010年，系列更长，具有较好的代表性。因此，大坝塘水库的设计暴雨采用思茅站实测暴雨用于水库的成果是合理的。三、瞬时单位线推求设计洪水根据黑竹林水库的设计暴雨，按云南省暴雨洪水查算实用手册中的暴雨点面折算系数，产流、汇流参数及其计算方法进行推求。黑竹林水库暴雨分区参数kk=9，暴雨点面折算系数为：1h1=0.94，6h6=0.96，24h24=0.97。黑竹林水库产流分区参数CQ=7，流域土壤前期最大缺水量Wm=200mm，流域土壤前期含水量Wt=180mm，土壤后期平均入渗率fc=3.0mm/h，雨期日蒸发量E=3mm/d，降径关系不平衡缺水量R=6mm，据以上产流参数计算净雨过程。水库汇流分区参数FQ=7、Cm=0.20、Cn=0.80。据以计算时段单位线。根据设计净雨和时段单位线推求设计洪水地表流量过程，并考虑基流和潜流，推求得黑竹林水库的设计洪水过程。水库的设计洪水成果见表2.6，设计洪水过程见表2.7及图2.3。表2.6 黑竹林水库坝址设计洪水成果表项 目0.5%2%5%10%20%洪峰流量（m3/s）79.867.859.051.944.1W24h洪量（万m3）55.441.431.725.320.6表2.7 黑竹林水库设计洪水过程表 单位：m3/s时 段P=0.5%P=2%P=5%P=10%00.040.040.040.0413.891.080.040.0426.143.942.30 0.0439.146.634.542.74415.0 11.58.846.61579.867.859.0 51.9615.312.410.0 8.30 74.823.421.971.6382.861.720.880.6992.261.230.730.63101.981.040.610.50 111.690.910.50 0.40 121.610.80 0.40 0.30 131.430.70 0.40 0.20 141.310.60 0.30 0.20 151.10 0.50 0.20 0.10 161.00 0.40 0.10 0.04170.90 0.30 0.040.04180.80 0.20 0.040.04190.70 0.10 0.040.04200.60 0.04 0.040.04210.50 0.040.040.04220.40 0.040.040.04230.30 0.040.040.04240.040.040.040.04Qm79.867.859.051.9W24(万m3)55.441.431.725.3四、设计洪水合理性分析1、相邻流域雨洪参数对比检查 将黑竹林水库和邻近的信房、梅子湖、木乃河、大箐河水库各频率对应的洪峰模数MQ和24h洪量模数MW24，成果列于表2.8。表2.8 水库设计洪水比较表项目频率（P）MQ(m3/s/km2)MW24(万m3/ km2)黑竹林水库0.5%19.113.35%14.17.58信房水库0.5%13.813.85%9.509.50梅子湖水库0.5%15.815.85%10.310.3木乃河水库0.5%20.017.35%14.310.2大箐河水库0.5%20.717.55%14.810.2从表2.8可看出，各水库的洪峰模数MQ及洪量模数MW24大致相近。受流域特征河长、比降、流域形状、下垫面等因素的影响，致使各水库的洪水存在一定的差异是必然的。总的来说，各水库的洪水模数及洪量模数MW24差异不大，基本合理，符合地区一般规律。2、与相邻流域设计成果取用值对比检查将黑竹林水库及邻近水文站、各水库的设计洪水取用成果列于表2.9，从表中可看出，校核洪水（P=0.5%）和设计洪水（P=5%）随面积的变化趋势明显，说明黑竹林水库洪水成果基本合理。综上所述，黑竹林水库流域在那糯河流域内，降雨成因一致，暴雨洪水多集中在7月9月，洪水通常由暴雨形成；植被及下垫面情况一致，产、汇流条件相同，而且气象站距离设计水库位置近，流域平均高程相差小，暴雨途径分析洪水充分利用了思茅气象量站58年的资料，在一定程度上客观地反映了本流域的洪水特性，成果合理。表2.9 黑竹林水库及邻近流域工程设计洪水取用成果比较表站名径流面积(km2)设计洪峰（m3/s）P=0.5%P=5%黑竹林水库4.1879.859.0信房水库21.9151127梅子湖水库11.810084.7木乃河水库5.8511783.8大箐河水库6.4713495.7三棵桩水