南昌工程学院本科毕业设计第一章 工程概论南山水库位于江西省南康市东山街办南山村老虎坑，坝址座落于章江水系二级支流老虎坑河，坝址距离南康市城区4km，地理位置东经11444，北纬2538。南山水库是一座以应急供水为主，兼有城市日常生活供水等综合效益水利枢纽工程。经综合分析论证，南山水库工程规模及建筑特性见表1-1。表1-1 南山水库工程特性表一水 库备注1水库水位校核洪水位(P=0.333%)m181.83设计洪水位(P=3.33%)m181.61正常蓄水位m181.00供水死水位m150.00泥沙淤积高程146.502水库容积总库容(校核洪水位以下库容)万m3226正常蓄水位以下库容万m3207调节库容万m3204.61供水死库容万m32.393调节特性年调节二下泄流量及相应下游水位1设计洪水位时最大泄量m3/s4.7相应下游水位m133.982校核洪水位时最大泄量m3/s6.4相应下游水位m134.07 枢纽主要建筑有：土坝，左岸正槽溢洪道，右岸引水涵洞。根据水库的工程规模及其在国民经济中的作用，枢纽定为等工程。大坝、溢洪道、引水涵管等永久性建筑物为4级，临时建筑物为5级。1第二章 设计基本资料2.1 流域概况南山水库位于南康市东山街办南山村老虎坑，坝址座落于章江水系二级支流老虎坑河，坝址以上控制集水面积1.2km2，主河长1.63km，河床平均坡降43，属山区性溪河。坝址以上流域呈扇形，右侧较宽，流向自南向北，流域内峰峦重叠，河谷狭窄，地形地貌为中低山丘陵区，植被良好。2.2 水文及气象特性2.2.1 径流1. 径流系列由于坝址无实测径流资料，流域内也未曾设立水文测站，故本阶段坝址设计径流分析采用水文比拟法进行计算。径流分析选择樟斗水文站为设计参证站。坝址径流系列根据参证站实测径流系列（1982年2006年）按流域面积比的一次方进行转换，但考虑到小流域的区域径流存在一定的差异，据本工程周边流域南康雨量站资料统计，南山水库多年平均降水量为1556.7mm，而樟斗站多年平均降水量为1608.8mm，两区域多年平均径流深也会有所差异，因此对径流系列经面积比换算后并加以雨量修正，由此可推求坝址历年径流系列。2. 径流特性本流域径流的年内、年际变化较大，径流系列中最大年平均流量为0.061m3/s(1984年),为多年平均流量的2.1倍,最小年平均流量为0.013m3/s(1991年)，为多年平均流量的44.8%，丰、枯水年年平均流量相差4.7倍。38月径流量占全年径流总量的71.9%，9月次年2月的径流量仅占全年总量的28.1%，最大月平均流量0.066m3/s（5月），占该年径流总量的18.9%，最小月径流为0.0037m3/s（12月），占该年径流总量的1.06%。各月径流分配见表2-1。根据坝址径流特性，划分3月至次年2月为水文年，9月至次年2月为枯水期，由此可统计坝址水文年及枯水期径流系列。表2-1坝址各月径流分配表月份一二三四五六占年径流(%)2.814.278.8611.018.817.6月份七八九十十一十二占年径流(%)10.68.96.44.553.572.663. 径流计算根据坝址日历年1982年2006年、水文年1982年3月2006年2月、枯水期历年92月径流系列，分别进行频率计算，采用P型曲线适线法确定统计参数。坝址多年平均流量0.0293m3/s，多年平均径流量92.4万m3，多年平均径流深770mm。坝址径流计算成果见表2-2。表2-2南山水库坝址设计径流成果表时段均值CvCs/CvP（%）10205075809097日历年0.02920.442.50.04640.03880.02690.01980.01830.01500.0115水文年0.02930.442.50.04660.03890.02700.01980.01840.01500.0116枯水期9-2月0.01410.442.50.02240.01870.01300.00960.00840.007230.00557由于工程坝址下游无实测水位流量资料，本阶段根据实测河道纵、横断面及河床比降等资料，采用水力学计算方法求得坝址水位流量关系。水面比降，根据本次实测确定；河床糙率则根据河床质组成，岸壁特性、水流流态等因素综合选定在0.0550.06之间。水位流量关系见表2-3。表2-3 水位流量关系成果表Z(m)133134135136Q(m3/s)04.782867.62.2.2 洪水1. 洪水特性与成因分析本流域的洪水主要由暴雨形成，洪水出现季节与暴雨发生季节相一致。洪水多出现在46月，其年最大洪水多出现在6月。由于流域内河床坡降较陡，集流时间短，洪水来势猛，涨落急剧，降水至洪峰出现时间一般为24h，一次洪水历时约为1d。2. 洪水推求方法南山水库地处章江水系二级支流老虎坑河，流域内无水文测站，因此本工程设计洪水计算采用暴雨资料来间接推求设计洪水，并假定暴雨和洪水的频率相同。采用江西省水文局编制刊印的江西省暴雨洪水查算手册（以下简称手册）提供的方法计算。根据手册的使用范围规定：结合我省具体情况，集水面积小于30km2的流域，一般采用推理公式法计算设计洪水。本工程坝址以上集雨面积为1.2km2，结合具体情况，本次洪水计算采用推理公式法推求坝址设计洪水过程线。3. 坝址设计洪水根据手册及有关规定采用推理公式法推求30年一遇设计洪水和300年一遇校核洪水过程线。通过调洪演算得到水库设计洪水位及校核洪水位。南山水库溢洪道为涵洞式无闸控制自由泄流，溢流堰净宽4m，为克奥型堰型，水库调洪计算原则为当库水位高于正常蓄水位181.00m时，溢洪道自由泄洪。水库起调水位为181.00m。2.2.3 泥 沙流域内无实测泥沙资料，本次设计水库泥沙借用邻近水库泥沙淤积资料比拟估算。由于坝址无实测泥沙资料，而流域内植被良好，自然地理和下垫面与上犹江水库相似，所以，本阶段水库泥沙淤积参照上犹江水库实测泥沙资料用类比法估算，据上犹江水库多年实测泥沙淤积资料统计，多年平均淤积量为0.0124万m3/km2，水库使用年限按30年计，计算得水库泥沙淤积量约为0.446万m3，查库容曲线水库可能的淤积高程为146.50m。2.2.4 气象水库流域区属副热带季风气候区，春夏秋冬四季分明：春秋季短，夏冬季长；无霜期长。春秋时常寒暖交替，天气多变，常有阴雨低温天气出现。盛夏和秋伏，太平洋副高控制本流域，天气炎热干燥，有时受台风影响，出现台风雨或雷阵雨；冬季受西伯利亚冷高压控制，天气晴朗。本流域降水充沛，但在年际、年内分配极不均衡。据南康气象站多年资料统计，多年平均降水量 1556.7 mm,年最大降水量2083.9mm,年最小降水量914.9mm，多年平均气温19.2 C ，历年最高气温40.1 C ，历年最低气温-4.6 C ，多年平均蒸发量1288.1mm。多年平均风速18m/s，吹程1000m。2.3 工程地质本区域内为构造剥蚀侵蚀低山丘陵地貌和河流冲积堆积地貌，章水总体流向自西南向东北，河道弯曲，河床宽度100200m，地面高程一般在130200m之间，山顶高程250500m，山体走向蜿蜒曲折，山坡植被发育良好。区域内出露地层岩性主要有震旦系上统变质岩、白垩系上统泥质粉砂层和第四系冲积层及残坡积层。本区域地质构造发育，断裂构造以北东向为主，并发育有北西向构造。据中国地震动参数区划图（GB183062001）查得，区域内地震动峰值加速度小于0.05g，相应地震基本烈度小于6度。区域内水文地质条件简单，地下水类型主要有第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水两种，前者在章水流域，水量较丰富，在南山水区内水量较贫乏，后者水量则相对较贫乏，两者均接受大气降水补给，短途径流，近源排泄，受季节性影响明显。拟建坝址属低山丘陵剥蚀地貌。河谷呈不对称“V”型，河道较窄，宽约30m，河道弯曲，河床底高程为132.98136.43m左右。坝址两岸山高体厚，大部分基岩裸露，左、右岸下部为I级阶地，地表为农田、庄稼地。坝区内未发现有大的崩塌、滑坡等不良物理地质现象，仅在右岸石英脉陡坎处有崩坍现象。坝区出露地层有震旦系上统变质岩和第四系堆积层。据区域地质资料，坝区地质构造主要受北东向构造影响，位于大余西华山至赣县王母渡断裂带附近。构造线走向主要为北东向，岩层受挤压较严重，该断裂带走向NENW，长约4050km，碎裂岩充填，两侧有石英脉。坝址位于该断裂带下盘，受其影响，断裂构造比较发育，岩体较破碎，风化较深。坝区节理裂隙发育。坝基第四系松散堆积层较薄，上部粉土质砂（砾）层，下部岩体为强风化震旦系变质砂岩夹板岩、砂质板岩，节理裂隙发育，岩体破碎，裂隙面大部分呈闭合微张状，透水性较强。地表水主要为河水，水质较清，对砼具有溶出型和一般酸性型中等腐蚀，地下水水质清澈，对砼具有一般酸性型和溶出型中等腐蚀。左岸边坡为岩质边坡，坡度3040，呈强风化，岩性为变质砂岩夹板岩，局部覆盖薄层残坡积土，分布不连续，岩层倾向下游偏山体方向，无不利结构面及其组合，边坡基本稳定。河床段宽度约30m，坝基表层为冲积层，冲积层厚度为05m，阶地土土质成分为粉土质砾，河床为砂砾土层。下部基岩岩性为震旦系变质砂岩夹砂质板岩，夹较多540cm厚度不等的石英岩脉，岩体节理裂隙比较发育，较破碎。岩层倾向下游，倾角陡，未发现较大缓倾角结构面，坝基岩体较稳定。河床上部强风化基岩为中等透水岩体；下部风化岩体为弱透水岩体。坝基存在渗漏问题，透水层厚度为25.125.8m。右岸坝基出露基岩为震旦系变质砂岩夹板岩，坝基上部地表基岩出露，边坡下部为残坡积层，下部基岩岩性为变质砂岩夹板岩，夹较多540cm厚度不等的石英岩脉，其中高程149157m左右夹一宽度为8m的石英脉，石英脉呈碎块、碎粒状，属软弱岩体，岩体内节理裂隙较发育，岩体较破碎。上部强风化层为中等透水地层。下部强风化岩体为弱透水层，存在渗漏问题。2.4 当地建筑材料据料场调查，天然建筑材料其储量与质量均可满足工程设计要求。土料场有：库内上游井孜头山沟土料场，运距约3km；井孜头山坡土料场，开采运输方便，运距约2.0km；老虎坑土料场，运距约1.5km；库区内老虎坑公路旁土料场，开采运输方便，运距约2.0km；库内公路旁土料场，运距约1.5km；横坑里料场，运距约3.0km；毛丛岭土料场，运距约1.5km；下涧土料场，运距约3.0km。块石料场有：川坑石料场，运距12km；苏访贤石料场，运距11km。砂砾石料场有：浮石砂砾石料场运距约13km，可根据工程需要购买使用；龙岭砂砾石料场，运距约10km，可根据工程需要购买使用。2.5 交通条件坝顶无重要交通要求。交通布置方