1、10 春水利（本科）水工建筑物课程设计桂 竹 水 库 枢 纽工程设计2第一章 基本情况生产实习是我们专业的重要一环，对我以后的水利水电工程工作是有很大帮助的。作为水利水电工程本科的学生,学校安排 在 2011 年 5 月到翁源县桂竹水库进行本次生产实习，要求学生对水工建筑物有基本认识，通过实习让我们对水工建筑物的规模, 同时对水库的运行模式、作用及特点有了很大的了解。我们在那里主要的工作是看图（工程布置总平面图，基础平面图，立面图附后）、识图和现场参观挡水和排水建筑物及其附属设施，学习了解水库的调度运行。一、2011 年 5 月 9、10 号集中全班同学在电大本部教室听报告，由韶关市水利局建设
2、与管理科专业人员介绍国家在水利水电方面的方针政策，技术发展规律现状，以及要现场参观水库的基本情况。 1 基本情况 1.1 桂竹水库简介桂竹水库位于北江一级支流翁江上游太平支流桂竹水，地处翁源县龙仙镇东北部的桂竹管理区，距翁源县城 13km。水库枢纽由大坝、溢洪道、输水涵洞及坝后电站组成。是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库。枢纽位置详见翁源县桂竹水库位置示意图。水库控制集雨面积 26km2，工程等别为等，主要建筑物级别为 3 级，工程按 50 年一遇洪水标准设计，1000 年一遇洪水标准校核。大坝设计为均质土坝，设计坝顶高程 213.5m，最大坝高 36m，坝顶长150m
3、，坝顶宽 6m，坝顶设有防浪墙高 1m。设计正常蓄水位 210m，相应库容为 864 万 m3。设计洪水位 211.87 米，校核洪水位 212.53 米。设计灌溉面积 1.5 万亩。坝后电站装机容量 2125=250kW，利用水库灌溉放水发电。桂竹水库的建成运行，对翁源县经济发展和人民生活水平的提高发挥了极其重要的作用。从而获得灌溉、防洪、发电、养殖及环境美化等综合效益。1.2 基本资料1.2.1 水文1、流域概况桂竹水库枢纽工程位于北江一级支流翁江上游太平水支流桂竹水，地处翁源县龙仙镇的东北部，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库工程。水库坝址以上集雨面积 26km2
4、，库区位于中低山区，水库地形起伏较大，属于山区地貌，地势较陡，大部分地区属高丘陵，地势总体上北高南低，海拔 280500m，北部最高峰马尾岭海拔947m，植被发育良好，植被覆盖度较高。42、气象水库属亚热带季风气候区，是中亚热带与南亚热带过度性气候，同时受到海洋季风、台风和西伯利亚冷空气影响，降雨量分布呈“双峰型” ，主峰为 5、6 月份的“龙舟水 ”，次峰为 8 月份的 “白露水”；年平均降雨量1750mm，变差系数 Cv=0.25。雨季主要集中在 4-9 月份，占全年降雨量的73.5%，10-3 月份降雨量少，仅占全年降雨量的 26.5%，容易造成夏涝春旱。水库气候温和，日照时间长，无霜期
5、长。汛期在 4-9 月，其中大暴雨主要在端午节前后，枯水期在 10 月到次年 3 月，水库平均气温在 1920之间，极端最高气温 39.2，最低气温-5.1 ；年平均日照时数 2000h；霜冻期较短，一般为 3050 天，初霜期出现在 12 月，终霜期出现在 2 月；年均无霜期 301 天。多年平均蒸发量为 1270.6mm，一般夏秋高温季节蒸发量大，冬春蒸发量小；主风向为东南风，平均风速为 1.1m/s。3、水文基本资料库区附近设有雨量站点两座，桂竹水库站和陂头站，由于桂竹水库站测量时间较短且精度不高，而陂头站有 1961 年2005 年共 44 年的降雨资料，资料系列较长，可靠性较高。陂头
6、站日历年多年平均降雨量为1675.4mm，与图集中查取的雨量值 1750mm 也较为接近，所以此次桂竹水库降雨分析拟采用陂头雨量站进行分析，陂头站历年雨量资料见表 2.3-1，陂头雨量站 1961 年2005 年雨量频率计算（水文年）见图 1.2-1。表 1.2-1 陂头站历年降雨量统计表年雨量 年雨量 年雨量年份(mm)年份(mm)年份(mm)1967 1703 1974 1559.3 1981 1920.71968 2075.5 1975 2349.8 1982 -1969 1515.4 1976 1910 1983 2311.91970 1755.1 1977 1322 1984 172
7、4.71971 1648 1978 2026.7 1985 1567.21972 1587 1979 1608 1986 1231.31973 2245.6 1980 2079.54、径流由广东省水文图集可查得，水库多年平均降雨量为 1750mm，多年平均径流深 950mm，经计算可得水库多年平均径流量为 2470 万 m3。由于库区没有年径流观测资料，故设计年径流年内分配由降雨资料推求。以陂头站为参考站，统计得 19612005 年历年降雨量，根据历年年降雨量频率计算结果（见图 1.3-1，水文年） ，选取接近 P=90%年雨量 1279.0mm 的典型年内分配。选取 1963.41964.
8、3、1986.41987.3、1998.41999.3 三个水文年进行分析比较，其中以 1998.41999.3 水文年年内分配枯水期长、枯季流量小，计算的兴利库容最大，故选其为典型分配，年降雨量1331.7mm。径流总量由地下径流量和地面径流量组成，地下径流量按径流总量的 10%计（参考 1999 年 3 月广东省江河流域综合规划 ） ，并按月平均；地面径流量按典型年降雨分配。图 1.3-1 桂竹水库年降雨量频率图61.2.2 设计洪水1、设计洪水标准依据防洪标准 GB50201-94和水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252-2000的有关规定，桂竹水库属等中型水利枢纽工程，主要建筑物级
9、别 3 级，次要建筑物 4 级，临时性建筑物 5 级。水库设计洪水标准50 年一遇，校核洪水标准 1000 年一遇，消能防冲设计洪水标准 30 年一遇。2、洪水特性桂竹水库洪水主要由暴雨形成，每年汛期（49 月）雨量占全年 80%以上，尤以 56 月居多。1.2.3 施工洪水1、施工洪水标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准 ，桂竹水库主要建筑物属 3 级，次要建筑物属 4 级，临时性水工建筑物属 5 级，施工洪水标准取为 5 年一遇。2、 、施工洪水由于库区洪水资料缺乏，采用分期雨量推求施工洪水的方法。从桂竹水库历年雨量统计资料来看，10 月和 3 月发生较大降雨可能性仍较大，而11 月次年
10、 2 月基本无较大降雨，发生较大洪水可能性较小，选为本工程施工时段。统计陂头站（19671986 年）11 月 次年 2 月的最大 1 日、连续 3 天最大降雨量值，有 20 年资料基本能满足水文统计要求，经频率计算可得最大 1 天和 3 天雨量均值，其余 1 小时、6 小时采用由暴雨力 Sp 推求的方法。求得 P=20%时， H3 天=77.365mm，H1 天=51.308mm，H6 小时=29.466mm，H1 小时=14.39mm。采用小汇水面积法（推理公式 TL-1A）推求相应的设计施工洪水，得 5 年一遇洪水总量 71.0 万 m3。施工导流是由水库原放水涵管导流，输水涵底高程 1
11、85.1m，涵管的泄流曲线和调洪结果见表 1.5-4、1.5-5。调洪演算后水位为 189.49m，施工围堰据此水位设计，并预留一定安全超高。表 1.5-4 涵管水位泄流量关系曲线水位（m） 185.1 185.3 185.5 185.7 185.9 186.1 186.3 186.5 186.7 186.9 187.1 187.3泄量（ m3/s）1.10 1.14 1.19 1.24 1.28 1.32 1.36 1.40 1.44 1.48 1.51 1.55 水位（m） 187.5 188 188.5 189 189.5 190 190.5 191 191.5 192 192.5 泄量
12、（ m3/s）1.58 1.67 1.75 1.82 1.90 1.97 2.04 2.10 2.17 2.23 2.29 表 1.5-5 施工洪水计算成果表最高库水位 (m) 189.49相应库容(万 m3) 59最大泄流量(m3/s) 1.91.2.4 水面蒸发库区现在无蒸发观测资料，由广东省水文图集查得库区多年平均水面蒸发深度 1200mm（E601 型） ，水面蒸发折算系数取 0.91。81.3 工程地质1.3.1 区域地质概况1、地形地貌库区位于中低山区，地势总体上北高南低，海拔 280500 m，北部最高峰马岭山海拔 947 m。2、地层岩性库区出露的地层为泥盆系中、下统砂岩，按新
13、老顺序为泥盆系上统冒子峰组砂岩（D3m） 、泥盆系中统老虎坳组泥质岩夹砂砾岩（D3l）和泥盆系中下统桂头群上亚群组砂岩（D1-2gtb） 。坝址基岩为冒子峰组砂岩（D3m） 。中厚层状，表层风化裂隙发育。岩层顺河走向，产状为 NE7080/SE6080，左岸上游岩层产状为 NE1020/SW3060，下游为NE5080/SE6080，右岸岩层面顺河走向，产状为 NE7075/SE6274。岩层产状极易引起坝基顺河向的层面渗漏，库区未发现大的地质构造存在。3、地震及其稳定性评价工程区所在区域地震活动频率小，强度较低，区内未见大的、工程区域性的构造存在，区内未发现晚更新以来的断层、或晚更新世以来的
14、阶地、夷平面发生错位的不良地质现象，可认为本工程区的区域构造稳定性是好的，适宜建造建（构）筑物。据中国地震动参数区划图 （GB1830-2001） ，本场地抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g。 1.3.2 大坝工程地质条件1、大坝填土本次工程地质勘察，通过钻孔对坝身填土取样做室内试验分析，对坝身进行了野外标准贯入试验及注水试验，根据地质调查及钻探，大坝填土为黄褐色间深灰色、灰黑色含砂低液限粘土，间含粘土质砂，含少量砾石，局部含强风化岩块，填土较密实，局部较松散，粘性一般或较强。坝身填土层钻孔注水试验 57 段，推求的渗透系数 K 值为 2.1410-38.5110-4c
15、m/s，平均为 6.8210-4cm/s，大值平均值为 1.2310-3cm/s；大于 110-3cm/s 的试验有 13 段，占 23.2，大部分集中在右坝段，因此总体上看坝体填土防渗性一般，右坝段局部防渗性能较差。坝体填土取原状土样 58 组，主要物理力学性质指标平均值为塑限 WP为 20.7，天然含水量 W 为 22，天然含水量大于塑限，土体大部分呈可塑状。塑性指数 IP 为 15.8，天然密度 为 1.96g/cm3，干密度 d为1.61g/cm3，天然孔隙比 e 为 0.706，迎水坡饱和快剪强度参数小值平均值粘聚力 c 为 15.4kpa，内摩擦角 为 22.4,背水坡慢剪强度参数
16、小值平均粘聚力 c 为 14.9kpa，内摩擦角 为 27.4。2、坝基坝基分布第四系冲积土、第四系残积土及基岩冒子峰组砂岩（D3m） 。坝基地层岩性自上而下分述如下：（1）第四系冲积土层（Qal）主要为灰黑色粘土质砂夹灰黄色粗砂，含有 15cm 的卵砾石，可塑状，粘性一般或较强，局部较松散，层厚为 2.57.0m。现场注水 3 段，渗透系数 K 值为 9.9810-42.6810-4cm/s，平均为 6.7710-4cm/s。（2）第四系残积土（Qel）多为黄褐色粘土，含强风化岩块，粘性较强，层底高程175.5180.5m，层厚为 3.09.0m。取原状土样 1 组，主要物理力学性质指标塑限
17、 WP 为 18.2，天然含水量 W 为 24.4，天然含水量大于塑限，土体大部分呈可塑状。塑性指数 IP 为 11.8，天然密度 为 2.03g/cm3，干密度 d 为 1.63g/cm3，天然孔隙比 e 为 0.656。现场注水 4 段，渗透系数K 值为 8.2110-38.2810-4cm/s，平均为 2.4810-3cm/s。10（3）基岩 强风化砂岩（D3m）：灰色、灰黄色等色，节理裂隙发育，节理面呈黄褐、灰黑色，岩性较坚硬，层底高程 170.6188.0m，层厚为4.07.0m。坝体各孔进行了压水试验，透水率 q 为 21.387.3Lu，总体上坝基强风化层透水性强。 弱风化砂岩（
18、D3m）：坝基强风化层以下为弱风化砂岩，钻孔钻入弱风化砂岩深度为 1.24.0m，该层呈紫灰色，节理较少，岩芯较完整，多呈长柱状，岩性坚硬，压水试验透水率 q 为 5.949.70Lu。1.3.3 大坝水文地质条件简述在本次钻探所控制的深度范围内，地下水类型主要表现为潜水及上层滞水型，直接受库水位及季节性降雨的影响。本次勘察期间测得水位高程约 197205m 左右，并取一组水样作水质分析，试验成果详见附表的水质分析报告。地下水的腐蚀性分析试验成果见表 1.3-1。表 1.3-1 主坝水腐蚀性分析试验成果表测定结果水样编号测定项目数值 单位腐蚀类型 判定结果HCO-3 1.428 mmol/L
19、溶出型 无腐蚀性pH 7.77一般酸性型无腐蚀性侵蚀性CO26.73 mg/L分解类碳酸型 无腐蚀性黄沙水库(S593)Mg+ 0.96 mg/L分解结晶复合类硫酸镁型 无腐蚀性普通水泥无腐蚀性SO2-4 0.00 mg/L 结晶类 硫酸盐型抗硫酸盐水泥无腐蚀性1.3.4 涵管进水口附近工程地质条件在库水位为 204.0m 时，在迎水坡左侧输水涵管口附近布置了 1 个地质钻孔，该孔钻入强风化砂岩 5.0m，孔深 23.0m，基中填土厚 15.0m，残积土层厚 3.0m，填土层标准贯入试验击数为 824.3 击，残积土层的标准贯入试验击数为 3536.3 击。1.3.5 溢洪道工程地质条件（1）
20、堰体浆砌石钻孔揭露的浆砌石厚 7.013.7m，层底高程为 199. 0202. 0m，其中0.31.0m 为混凝土，灰色、灰黄色，骨料为灰色、灰黑色石英砂岩，直径25cm，局部有蜂窝存在，其下的浆砌石块为强风化、弱风化石英砂岩，砂浆含量较少，结构较松散，浆砌石缝不满浆，钻进时石块松动，钻进困难，注水吸水量大，水从堰体下游面流出，孔内水位低。（2）堰体迎水面人工回填粘土堰体迎水面采用 1:1.5 的坡度回填粘土及覆盖土工膜防渗，根据钻孔揭露的地质情况：表层粘土呈黄色，夹含少量细砾，稍密，可塑，该层在8.58.7m 处取了原状样 1 组，主要物理力学性质指标塑限 WP 为 21，天然含水量 W
21、为 27.3，天然含水量大于塑限，土体大部分呈可塑状。塑性指数 IP 为 20，天然密度 为 1.96g/cm3，干密度 d为 1.54g/cm3，天然孔隙比 e 为 0.766，饱和快剪强度参数粘聚力 c 为 19kPa，内摩擦角 为8.3。现场注水渗透系数 K 值为 1.4310-35.2710-4cm/s，与坝基接触层渗透性较上层大。12（3）基岩堰体下为强风化砂岩，呈黄褐、灰色，节理裂隙发育，节理面黄褐色，岩芯呈块状，少量短柱状，层厚 3.07.0m，压水试验透水率 q 为211435Lu，渗透性强。取岩样 3 组，饱和单轴抗压强度为21.869.2MPa，平均为 47.9 MPa，该
22、岩层较破碎，应取较低的折减系数。弱风化砂岩呈青灰色，节理不发育，岩芯较完整，长柱状，钻进困难，钻孔钻入弱风化层深 5.07.0m，压水试验透水率 q 为 13.527.4。1.3.6 输水隧洞工程地质条件输水隧洞布置于大坝左坝头的小山包处，左岸小山包出露冒子峰组砂岩（D3m） ，表层局部夹泥质岩，岩层总体上为向斜的翼部，顺河走向，倾向下游，倾角为 4560，表层风化严重，风化裂隙非常发育，部分为全风化土，全风化层、强风化层总厚度为 15.020.0m。 1、工程地质条件根据本次钻探揭露结果，钻孔揭露基岩的全风化带、强风化带、弱风化带及微风化带，其地层岩性自上而下分述如下：（1）全风化砂岩（D3
23、m）分布于隧洞中部的左坝头岸坡上，层底高程为 206m，层厚为 8m，呈黄褐色，绝大部分为全风化土，密实，坚硬，标准贯入试验击数接近 50击，承载力标准值可取 450kPa，现场注水渗透系数 K 值为 1.1410-4cm/s，属中等透水层。（2）强风化砂岩（D3m）强风化砂岩：紫红色、黄褐色，大部分已全风化成土，夹有未完全风化碎块，组织结构已基本破坏，岩芯破碎，呈破块状，层底高程为186.5192.7m，层厚为 5.010.8m，标准贯入试验击数大于 50 击，承载力标准值可取 700kPa，现场注水 4 段，渗透系数 K 值为 3.6810-56.6410-5cm/s，平均为 5.4310
24、-5cm/s，属弱透水层。（3）弱风化砂岩（D3m）弱风化砂岩：层底高程为 176.9184.0m，层厚为 11.017.0m，进口段和中间段较厚，黄褐色间灰紫色，节理裂隙发育，节理面黄褐色、黑色，岩芯以碎块状、短柱状为主，少量呈长柱状，取芯率大部分孔段为 5070%，部分孔段为 7080%，进出口和中间段的强风化层底以下孔深 1319m（高程 201195m）的弱风化层节理面充填风化岩屑，压水试验透水率 q 为12.67.3Lu，5 段平均为 9.72Lu，渗透性分级属弱透水。但在中间段的孔深 1930m（高程 195184m）节理无充填物，特别在孔深 1320.5m 处，节理非常发育，含
25、3 组节理，开度 0.52.5mm，岩芯呈碎块状，压水试验透水率 q 达 381409Lu，渗透性分级属极强透水。（4）微风化砂岩（D3m）微风化砂岩：灰紫色，节理少，节理闭合，节理面灰黑色，中厚层状，岩芯呈长柱状，取芯率为 9299%，岩质坚硬，压水试验透水率 q 为8.213.24Lu，6 段平均为 4.72Lu，渗透性分级属弱透水。1.3.7 工程地质评述规划隧洞洞身除中间小部分在微风化砂岩内，大部分洞身位于弱风化岩内，节理较发育，节理面一般由岩屑充填，透水性弱，岩石较破碎，中间段的弱风化砂岩节理裂隙发育，无充填物充填，透水性极强，根据中小型水利水电工程地质勘察规范 （SL55-2005
26、）的附录 A 围岩工程地质分类标准，规划隧洞围岩类别为类，围岩不稳定，围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏都可能发生，建议采用喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，并浇筑混凝土衬砌。二、 2011 年 5 月 11、12、13、14、15 号组织本组同学到翁源县桂竹水库现场参观听取桂竹水库管理所技术人员介绍讲解有关情况和现场查阅14有关资料。通过查阅讲解，我们对水利工程有了更加深入的了解。第二章 枢纽布置2.1 设计依据2.1.1 工程等级和洪水标准桂竹水库总库容 1070 万 m3，可行性研究设计时根据防洪标准（GB50201-94） ，核定本水库工程等别为 等，主要建筑物级别为 3 级，次要建
27、筑物级别为 4 级。广东省水利厅文件（粤水规2005113 号）文和广东省发展和改革委员会文件（粤发改2006248 号）文批复，同意该工程等别及建筑物级别。本阶段依此进行设计计算。按照防洪标准GB50201-94，核定桂竹水库为中型水库，水库枢纽永久性主要水工建筑物大坝、溢洪道、输水隧洞等采用洪水标准为：按 50年一遇洪水设计，其相应水位为 211.87m，按 1000 年一遇洪水校核，其相应水位为 212.53m。水库正常蓄水位为 210.0m。溢洪道下游消能防冲标准为 30 年一遇。施工围堰及导流建筑物按导流时段（11 月次年 2 月）的5 年一遇洪水设计。根据中国地震烈度区划图 （19
28、92 年）本工程所在区域基本地震烈度为度，可不进行抗震计算。2.1.2 设计基本资料及技术规范本工程依据国家颁布的现行有关规范、规程和标准，参考相关资料进行。其主要资料如下： (1)桂竹水库安全加固工程可行性研究报告2005 年 5 月(2)水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000(3)防洪标准GB50201-94 (4)水利水电工程初步设计报告编制规程DL5021-93(5)水工隧洞设计规范SL279-2002(6)水力发电厂机电设计技术规范SD173-85(7)碾压式土石坝设计规范SL274-2001(8)溢洪道设计规范SL253-2000(9)水利水电进水口设计规范SL285-
29、2003(10) 桂竹水库工程地质勘察报告2003 年、2005 年、2006 年(11) 土坝坝体灌浆技术规范SD266-882.2 枢纽工程总布置2.2.1 枢纽布置原则为了搞好桂竹水库的设计，确保水库安全后，既能充分发挥水库综合设计效益，又能方便运行管理。水库枢纽布置须遵循以下原则：（1）在各种工况下，满足水库安全运用要求。（2）在修建期间，便于工程施工。（3）在运用期间，方便工程管理及维护。（4）在投资增加不大的情况下，应将环境美化纳入总体布置之中。（5）尽量节省工程投资。2.2.2 枢纽布置选定由于水库的大坝、溢洪道为原址，输水隧洞、管养房及坝后电站为主修项目。因此，枢纽总体布置的关
30、键是大坝、溢洪道位置的布置等。依据省水利厅的批复精神，结合工程现状，提出两个以上枢纽布置方案，并对方案进行比较，以期进一步的优化方案。现将管养房、隧洞和电站的总体布置方案从地形、地质、施工和经济方面进行全面比较。162.2.3 管养房选定将管养区放在左坝端原启闭机房处，离左坝端约 10 m，离溢洪道约400m，管养区占地 2400 m2（根据场地布置，2000 m2 满足要求） ，办公用房为 400 m2，生活用房为 400 m2（按管理人员 20 人考虑） ，管养区绿化面积为 800 m2，办公用房按别墅式兴建。管养区建篮球场、羽毛球场各一个，种植风景树木 200 株，并种植小乔木和花草绿化
31、。为管理人员创造优美、舒适的办公环境。把桂竹水库管养区建成一个健康、环保、休闲的管理区。2.2.4 隧洞轴线选定隧洞的轴线选择是隧洞设计的关键问题，它关系到工程造价、施工难易、工程进度和运行可靠性。影响隧洞线路选择的因素很多，如地质、地形、施工条件等。因此隧洞路线选择应在满足隧洞过水要求的条件下进行多方案比较。综合考虑，将隧洞轴线布置成直线，隧洞总长 201.0m，该方案是将洞轴线拉直面成。2.3 环境保护2.3.1 环境状况桂竹水库位于合并以后的龙仙镇，原属南浦镇，距县城 13km，拦截太坪水支流桂竹水，集雨面积 26km2。水库库尾乡村距大坝较远，人烟亦较少，工业不发达，基本以农业生产为主
32、，其社会生产活动对水库水质、环境影响较轻，水库水质优良。水库属中亚热带与南亚热带过渡性气候区，雨量充沛、气候温和、空气湿润，多年平均气温在 1920之间。水库为丘陵区，地势上北高南低，海拔在 280500m 之间，北部最高峰马尾岭海拔 947m，库区植被发育良好，植被覆盖率较高。库区出露地层为泥盆系上、中、下统砂岩，表层风化裂隙发育。库区未发现大的地质构造。库区四周山岭除局部砂岩裸露外，地表土壤多为冲积层和残积层，土层厚度一般 35m，土层结构较松散，抗侵蚀力较差。目前水库区域水土流失主要是人为因素和自然因素影响，据现场调查，水土流失侵蚀强度指标小于 700500t/km2a ，属微度。2.3
33、.2 工程建设对环境的影响桂竹水库枢纽工程对环境的影响可分为有利影响和不利影响两方面，其中有利影响均发生在工程实施后，影响较深远；而不利影响大部分发生在工程实施过程中，影响相对较轻。主要有利影响表现为：(1) 工程实施以后，水库防洪标准得到提高，可减免洪溃发生机率及随之而来的经济损失和社会负面影响，从而为翁源县经济发展和社会稳定提供有力保障；(2) 枢纽工程的实施，可给库区下游居民提供安居乐业的生产生活环境，缓解其汛期的精神压力，确保龙仙镇及省道官汕公路的安全。主要不利影响表现为：(1) 料场取土，将破坏部分资源，短期内产生轻微的水土流失；(2) 施工期间“三废”排放及机械施工噪声污染，将对周
34、围环境产生短期不利影响；(3) 施工期间，施工人员聚集，如果预防不力，有可能导致各类传染病的流行，对人群健康不利。2.3.3 工程水土保持方案水库枢纽工程建设过程中由于大量的削坡、开挖、填土以及弃土弃渣堆放等不同程度地改变了坝区的地貌，对工程范围内的植被、土壤起较大18的破坏作用，从而引起新的水土流失。水土保持设施根据本枢纽工程不同的地形地质条件，水土流失特点，危害程度和防治目标进行布设。本工程项目区划分为主体工程区、取土料场、弃渣场、施工营造区及临时施工道路 5 个区。水土流失防治采用工程措施与植物措施相结合，治理与预防相结合，治理与管护相结合的综合治理方法。经现场调查和类比预测，工程施工新
35、增加水土流失量 2338.35t，采用的防治措施主要工程量：M7.5 浆砌拦渣墙 313.00m3，M7.5 浆砌排水沟 565.00m3，植树 15772 棵，种草 35050m2，渣面覆土 7200m3，排水沟人工土方开挖 946m3。方案实施后，能有效控制施工期引起的水土流失。2.3.4 环境保护措施1、污废水处理工程设计(1) 生活污水施工期高峰人数上百人，平均施工人员数十人。该水库水质优良，施工期生活污水不能排往水库或河流，需在生活区建厕所 1 座，并附带 1 个12m3 化便池，采用合流制，将粪便和生活污水经化粪池处理后由当地群众运作农家肥。(2) 生产废水在施工区建隔油池、沉砂池
36、和防护池。含油废水经隔油池除油后汇同生产废水，经沉淀池进行短暂停留除砂（停留时间为 1 分钟） ，流出沉砂池后再进入防护池，储存时间 1 天，进一步净化水质，防护池同时也是回用水的储存调节池，所以污水经过处理后可以重复利用。2、固体废弃物处理生活垃圾应设置垃圾堆放设施，专人及时清理，进行分类，按类别分别进行回收、焚烧或填埋，或集中后外运至垃圾场处理。3、施工场地及施工道路的维护由于坝区风速较大，施工场地亦较宽广，因此应做好施工场地及运输道路的维护工作，防止施工扬尘对大气的污染，对水泥、砂石料等实行库内堆放或加盖篷布。当工地裸露地面较干燥时，应使用洒水方法防止扬尘。砂石、泥土等材料宜采用封闭式车
37、辆运输，以减少建筑料在运输过程中洒落，避免环境污染和材料损失。4、噪声防治措施混凝土搅拌机等机械设备应安装消声器，加强设备的维护和保养，振动大设备使用减震机座，施工人员可戴个人防噪声隔音用具如耳塞等，并戴口罩以防灰尘。5、弃油处理机械化施工、汽车冲洗和机修车间漏油及弃油，容易对水库及下游水质造成恶劣影响，须严禁乱倒弃油，建集油池收集弃油，定期运出工区外烧掉。在施工区设置固定洗车场，附设污水池收集弃油。6、卫生防疫为防止施工区流行性疾病的产生和传播，当地卫生防疫部门应配合施工单位制订严格的卫生防疫制度，定期对施工人员进行身体检查；认真做好居住、饮食和环境卫生管理工作，定期清洁工地环境卫生、开展灭
38、蚊灭鼠活动。2.3.5 监测措施1、环境监测主要是施工区大气、噪声、水环境等监测。本工程施工区远离乡村，其大气、噪声对村民影响不大。加上施工期较短，并采取环保措施后，其不利影响更是进一步降低，故不必设置大气、噪声监测。水环境监测拟于大坝下游 150m 处布设 1 个监测断面，以掌握施工期20河道水质状况，确认施工期废水处理措施的处理效果，便于及时采取防治措施。监测参数有 CODMn、BOD5 、TN、TP、石油类、pH 等。2、水土流失监测(1) 监测点的布置： 土料场区：在进库公路边土料场设 1 个监测点，为 1监测站； 弃渣场：在山沟弃渣场布设 1 个监测点，为 2监测站； 监测断面：在大
39、坝下游河道 150m 处设 1 个监测断面。(2) 监测项目： 背景监测：通过实地调查，分析项目区现有水保设施的水保功能，以期为以后水保效益分析提供依据； 水土流失成因监测：监测不同类型区，水土流失发展、变化的影响因素、观测其发展趋势、分析其变化规律； 水土流失危害监测：监测项目区内水土流失对周边及下游地区生态环境的潜在危害； 水保设施的功能及效益监测：监测水保设施的实施及运行情况，设施实施后产生的效益（包括生态、经济和社会效益，主要监测生态效益）；(3) 监测时段和频次：施工前期监测为开工前两个月，施工期监测为 1 年，竣工后期监测为达标后 12 年。监测频率为每年 49 月每两个月一次，1
40、03 月每三个月一次。2.3.6 综合影响评价桂竹水库是否安全运行，不仅关系到水库自身的安全和效益的发挥，也关系到区域经济的发展和人民的身心健康。目前，随着公路穿越库区的兴建和其他人为因素的影响，库区水土流失现象正在加剧，水库枢纽工程的施工，也会引起一定的水土流失，因此，迫切需要采取水土保持措施加以整治。整治后坝区水土流失治理率达到 90以上，植被覆盖率达到95以上，能有效控制新增水土流失量 779.45t/a，减少 90泥沙入库。总之，桂竹水库枢纽工程是一项保护环境的工程，它本身不产生“三废” ，属无污染、社会公益性工程，工程带来的有利影响均发生在工程施工后，程度大，时期长，影响深远，而不利
41、影响均可通过一定措施加以减免，无制约工程上马的限制因素。从环境保护的角度审议，工程可行。第三章 水文计算3.1 洪水计算3.1.1 设计洪水标准依据防洪标准 GB50201-94和水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000的有关规定，桂竹水库工程属等中型水利枢纽工程，主要建筑物级别 3 级，次要建筑物 4 级，临时性建筑物 5 级。水库设计洪水标准 50 年一遇，校核洪水标准 1000 年一遇，消能防冲设施按 30 年一遇洪水设计，施工洪水标准取为 5 年一遇。3.1.2 设计洪水3.1.2.1 设计洪水计算方法桂竹水库无实测洪水资料，洪水采用暴雨推求。通过广东省暴雨参数等值线图 （2
42、003 年版）查取暴雨资料，应用广东省综合单位线和推理公式（1988 年修订）两种方法计算设计洪水。3.1.2.2 暴雨资料分析选用查广东省暴雨径流查算图表 ，坝址集雨区域位于分区示意图中的22北江中下游分区，暴雨参数采用：北江中下游设计雨型，暴雨低区的tt F ，内陆区产流参数，广东省综合单位线滞时 m1 关系图中的 A线，综合单位线号无因次单位线 uix i，大陆地区推理公式（1988 年修订）汇流参数 m 关系。暴雨参数从 广东省暴雨参数等值线图 （2003年版）查取，设计频率雨量值计算成果见下表。表 3.1-1 桂竹水库工程查取暴雨参数值表时段 t(hr) 1 6 24 72雨量均值
43、H(mm) 47 75 115 165变差系数 Cv 0.39 0.4 0.43 0.45点面折减系数 0.952 0.974 0.985 0.991模比系数 Kp 1.886 1.912 1.993 2.05P=3.33%雨量值(mm) 84.39 139.67 225.76 335.21模比系数 Kp 2.05 2.08 2.18 2.25P=2%雨量值(mm) 91.73 151.94 246.94 367.91模比系数 Kp 2.97 3.04 3.26 3.40P=0.1%雨量值(mm) 132.89 222.07 369.28 555.953.1.2.3 设计洪水计算采用广东省综合
44、单位线和推理公式（1988 年修订）两种方法计算水库设计洪水，有关参数的取值见表 3.1-1，设计洪水计算成果见表 3.1-2、洪水过程线见表 3.1-3。表 3.1-2 桂竹水库设计洪水成果表频 率 3.33% 2% 0.1%计算方法 综合单 位线 推理公 式 结果相差 综合单 位线 推理公 式 结果相差 综合单 位线 推理公式结果相差初选值 1.802 1.26 (%) 1.802 1.26 (%) 1.802 1.26 (%)汇流参数(m 1或 m) 采用值 1.802 1.26 1.802 1.26 1.802 1.26 洪峰流量(m 3/s) 364.4 318.1 12.7 398
45、.1 356.1 10.6 589.1 579.1 1.7 W72 小时 洪量(万m3) 514.73 517.00 581.41 584.00 993.95 997.0 表 3.1-3 桂竹水库设计洪水（洪水过程线）推理公式法（m 3/s） 综合单位线法（m 3/s）时段（hr ） 30 年一遇 50 年一遇 1000 年一遇 30 年一遇 50 年一遇 1000 年一遇1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.01 0.012 0.5 0.6 1 0.61 0.69 1.243 1 1.1 2 5.5 6.23 11.174 1.5 1.7 3 7.01 7.94 14.245 1.9 2
46、.2 4 7.66 8.67 15.566 2.4 2.8 4.9 8 9.05 16.237 2.9 3.3 5.9 8.18 9.26 16.628 3.4 3.8 6.9 7.76 8.78 15.769 3.8 4.4 7.9 3.48 3.94 7.0710 4.3 4.9 8.8 2.17 2.45 4.3911 4.8 5.5 9.8 1.59 1.8 3.2212 5.3 6.0 10.8 1.29 1.46 2.6213 5.7 6.5 11.8 1.13 1.27 2.2814 6.2 7.1 12.7 1.64 1.86 3.3315 6.7 7.6 13.7 6.56
47、7.42 13.3116 7.2 8.2 14.7 8.07 9.14 16.3917 7.6 8.7 15.7 8.73 9.89 17.7418 8.1 9.2 16.6 9.07 10.27 18.4219 8.6 9.8 17.6 9.26 10.49 18.8120 9.1 10.3 18.6 9.14 10.34 18.5521 9.5 10.9 19.6 7.22 8.17 14.6622 10 11.4 20.5 6.63 7.51 13.4723 10.5 11.9 21.5 6.37 7.21 12.9324 11 12.5 22.5 6.23 7.06 12.6625 1
48、1.4 13 23.5 6.16 6.97 12.526 7.9 8.9 15.3 6.7 7.73 14.5427 4.4 4.7 8.4 11.43 14.24 31.6928 4.5 6.2 12.6 11.86 14.94 33.9629 5.1 8.2 16.8 4.37 5.63 13.4230 6.8 10.2 21 3.36 5.4 18.1131 8.5 12.3 25.2 1.47 2.2 6.7924时段（hr ）推理公式法（m 3/s） 综合单位线法（m 3/s）30 年一遇 50 年一遇 1000 年一遇 30 年一遇 50 年一遇 1000 年一遇32 10.2 1
49、4.3 29.4 0.77 1.13 3.3333 11.9 16.4 33.6 0.43 0.62 1.8334 13.6 18.4 37.8 1.1 1.47 3.9335 15.2 20.4 42 8.04 10.49 25.5836 16.9 22.5 46.2 9.62 12.64 31.2537 18.6 24.5 50.4 15.62 19.43 42.7638 20.3 26.5 54.6 26.76 31.76 62.1439 22 90.2 150.9 23.74 28.03 54.2840 69.8 356.1 579.1 107.01 118.5 185.7741 318.1 233.5 345 364.41 398.14
