仁和水库大坝现状及抗洪能力复核计算分析

摘要 阐述了仁和水库大坝工程概况，对水库大坝现状抗洪能力复核的计算方法进行了分析，以期保证水库大坝的安全运行。

关键词 仁和水库；土坝；工程概况；抗洪能力；计算分析

中图分类号 TV877 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）03-0221-02

1 工程概况

依安县仁和水库位于依安县双阳镇仁和村境内，距离双阳镇西北6 km处，坝址位于双阳河支流胡二老爷沟中下游，地理位置：东经125°31′31″，北纬47°34′31″，坝址以上流域面积22 km2，水库始建于1966年，1968年基本完成现状工程。设计灌溉旱田面积266.67 hm2，养鱼33 hm2，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（Ⅰ）型水库。

仁和水库主体工程由土坝、输水洞、溢洪道组成。土坝全长600 m，为均质土坝，现状坝顶高程219.2 mm，坝顶平均宽6.5 m，最大坝高8.5 m。迎水坡坡比1∶3，下部为块石护坡，现已损毁；上部为土坡。背水坡坡比1.0∶2.5，为草皮护坡。多年来，由于资金限制，不曾对其进行维修，本次对水库大坝现状抗洪能力复核，分别按照设计和校核水位进行大坝超高进行分析计算[1-9]。

2 水库大坝现状抗洪能力复核计算

2.1 基本资料

仁和水库土坝设计按部颁《碾压式土石坝设计规范》（以下简称《规范》）SL274-2001进行，为Ⅳ级建筑物。土坝为东西走向，计算风向采用东北风、北风、西北风。校核风速采用距库水面10 m高处多年平均最大风速，设计风速采用距库水面10 m高处多年平均最大风速的1.5倍（表1）。

2.2 计算公式

2.2.1 坝顶在水库静水位以上的超高。计算公式如下：

y=R+e+A （1）

式（1）中，R为最大波浪在坝坡上爬高（m）；y为坝顶超高（m）； A为安全加高（m）；e为最大风壅水面高度（m）。

2.2.2 波浪爬高。（1）波浪平均波高和平均周期。计算公式如下：

■=0.13th0.7（■）■·th■ （2）

Tm=4.438hm0.5（3）

式（2）、式（3）中，hm为平均波高（m）；Tm为平均波周期（s）；W为计算风速（m/s）；Hm为水域平均水深（m）；g为重力加速度，取9.81 m/s2。

（2）平均波长。计算公式如下：

H

H≥0.5Lm时，Lm=■（5）

式（4）、式（5）中，Lm为平均波长（m）；H为坝迎水面前水深（m）。

（3）仁和水库土坝等级为4级，设计波浪爬高值采用累计频率为5%的爬高值R5%。正向来波在单坡上的平均波浪爬高计算公式如下：

Rm=■■（6）

式（6）中，Rm为平均波浪高（m）；K为斜坡的糙率渗透性系数；Kw为经验系数；m为坡度系数。

不同累积频率下的波浪爬高Rp可由相应的累积频率P（%）和平均波高与坝迎水面前水深的比值按《规范》表A.1.13规定的系数计算求得。

（4）当来波波向与坝轴线的法线成β夹角时，波浪爬高等于正向来波计算爬高值乘以折减系数Kβ。Kβ应按《规范》表A.1.15确定。

2.2.3 风壅水面高度。计算公式如下：

e=■cosβ（7）

式（7）中，D为风区长度（m）；e为计算点处的风壅水面高度（m）；β为计算风向与坝轴线法线的夹角；K为综合摩阻系数，取3.6×10-6。

2.2.4 安全加高。仁和水库土坝为4级，安全加高：设计A=0.5 m，校核A=0.3 m。

2.3 计算结果

根据以上公式计算结果见表2。

水库现状坝顶平均高程219.24 mm，经复核：10年一遇设计标准复核，大坝现状坝顶高程满足要求；50年一遇校核标准复核，大坝现状坝顶高程低0.24 m；采用校核水位复核结果。

3 结论

从计算结果分析，大坝现状坝顶高程比校核水位低0.24 m。因此，仁和水库大坝不能满足正常运行的要求，需要加高。

4 参考文献

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