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四沟门水库安全鉴定材料之三
榆林市定边县四沟门水库
大坝稳定分析报告
榆林市水利水电勘测设计院
二○○七年四月
目录
TOC\o1-2\h\z1概述 1
1.1工程概况 1
1.2工程设计概况 2
1.3稳定分析的标准 2
2坝顶高程复核 4
2.1参数确定 4
2.2计算结果及分析 5
3稳定分析依据 6
3.1稳定分析的依据 6
3.2计算工况 6
4渗流稳定分析 7
4.1计算断面及参数指标确定 7
4.2渗透稳定分析 7
5坝坡稳定分析 9
5.1稳定分析计算方法 9
5.2计算断面及参数指标确定 9
5.3计算工况 10
5.4计算结果及评价 10
6结论及建议 11
6.1结论 11
6.2建议 11
1概述
1.1工程概况
四沟门水库位于定边县新安边镇四沟门村,距定边县县城75km。
水库枢纽以上控制流域面积68.5km2,主沟道长10.7km,比降3‰。水库所在流域属洛河流域,坐落于白于山区新安边河上游四沟门沟,属陕北黄土高原丘陵沟壑区,海拔高程1400米。地形支离破碎,梁峁起伏,沟壑纵横,植被稀少,水土流失极为严重。
该水库于1976年10月动工修建,于1980年8月竣工,是一座以拦泥保涧为主,兼有农业灌溉、防洪等综合效益的小(1)型水库。水库按50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,原设计总库容为740万m3,有效库容256万m3,滞洪库容370万m3,死库容114万m3。截止2006年底,水库累计淤积泥沙370万m3。
四沟门水库枢纽工程由大坝、放水卧管、溢洪道三部分组成。
大坝为水坠均质土坝。坝高32.5m,坝顶长120m,坝顶宽8m。大坝坝基建在基岩上,左右坝肩与砂壤土相连,坝基与坝体采用结合槽及齿墙型式连接,大坝迎水坡坡比为1∶10,1∶2.5,背水坡坡比1∶3.0。
放水卧管:坝左岸设10级放水卧管,放水管全长242m,泄水管直径0.4m,最大泄量0.4m3/s,分级卧管第一孔进口高程116m,最高孔进口高程121.49m。
溢洪道:坝左岸设宽浅式砌石结构溢洪道。溢洪道进口底高程124m,底宽10m,边坡坡比1∶0.75,全长261m,最大允许溢洪水深7.5m,超高0.5m,最大允许泄量282m3/s。
1.2工程设计概况
四沟门水库是由原榆林地区水利局水电队设计,原设计总库容为740万m3,水库防洪标准为50年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,相应洪峰流量为427m3/s、763m3/s,相应洪水总量为205万m3、340万m3。
水库建于1976年10月~1980年8月,由四沟门村自己组织劳力修建的一座淤地坝,后逐年加固完善。设土坝、溢洪道、放水卧管三大件,但由于淤积抬高,堵住了放水卧管使其不能泄水,溢洪道出口地基冲刷严重,虽已于1982年、1999年经过应急加固处理,水库仍然带病运行。
1980年8月由原榆林地区水电局、定边县政府、财政局、水电局、等单位参加验收工程,据查无任何验收手续。由于历史原因,该工程属于典型的“三边工程”。
1.3稳定分析的标准
1)水库为Ⅳ等小(1)型工程,主要建筑物为4级(详见洪水复核报告)。
2)坝区地震基本烈度小于6度(不进行地震计算)。
3)水库50年一遇设计洪水位128.14m;500年一遇校核洪水位131.31m。
4)根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)规定,采用计及条块间作用力的简化毕肖普法计算坝坡抗滑稳定,其正常运用条件下的最小安全系数为1.25,非常运用条件Ⅰ为1.15。
图1-1
2坝顶高程复核
2.1参数确定
2.1.1计算公式
坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。
坝顶超高计算公式:y=R+e+A
波浪爬高、风壅高度按(SL274-2001)规范提供的公式计算:
平均波高、波长采用莆田试验站公式计算:
式中:y—坝顶超高(m);
R—最大波浪在坝坡上的爬高(m);
e—最大风壅水面高度(m);
A—安全加高(正常运用条件取0.50m,非常运用条件取0.30m);
Hm—水域平均水深,m;
Tm—平均波周期,s;
hm—平均波高,m;
Lm—平均波长,m;
K△:斜坡糙率,根据护面类型查规范附录表A.1.12-1查得;
Kw:经验系数,按规范附录表A.1.12-2查得。
2.1.2计算工况
依据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),并结合水库实际运行方式,按以下工况计算坝顶高程,取其最大值:
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