金明強

（東莞市松木山水庫管理處，廣東 東莞 523000）

1 工程概況

東源縣下徑水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪等綜合利用的?。ǘ┬退畮?，該水庫工程于1971 年10 月開始動工興建，1972 年3 月竣工，已運行51 年。水庫集雨面積為1.93 km2，河流長度2.129 km，平均坡降0.092 4。下徑水庫主要由大壩（漿砌石重力壩）、輸水涵管及溢流段等三大部分組成。經復核，水庫總庫容為48.03 萬m3。下徑水庫于2021 年1 月進行了安全鑒定，根據鑒定結果下徑水庫屬于三類壩，工程存在多項安全隱患。因此，應盡快進行除險加固，消除不安全因素。

2 工程地質

通過本次勘察，查明了壩址區(qū)的工程地質條件及存在的工程地質問題，對水庫的滲漏等工程地質問題作了評價，根據對壩體砌筑層、壩基及其物理力學性質的評述，得出如下結論：

（1）工程區(qū)位于丘陵地貌區(qū)，壩基地層單一，壩基巖體為弱風化花崗巖，壩基巖體工程地質分類屬AⅢ1亞類，可滿足壩體荷載、壩基巖體壓縮變形要求；不存在大的軟弱層、軟弱夾層、斷層破碎帶、緩傾角結構面等不利工程地質情況，地質構造中等；泄洪沖刷地段均為弱風化花崗巖，抗沖刷能力強，沖坑不發(fā)育；近壩邊坡穩(wěn)定，未見滑坡、崩塌等不良地質作用；總體大壩壩基工程地質條件較好。

（2）工程區(qū)場地土類型為巖石場地土，場地類別為Ⅰ0類。地震基本烈度Ⅵ度，加速度值為0.05 g，特征周期為0.35 s，區(qū)域地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定。

（3）大壩主體未見下沉、變形位移現象，大壩面層碳化現象普遍，外觀質量較差。

（4）大壩大清基質量較好。大壩建基面巖石屬堅硬巖，壩基巖體工程地質分類屬AⅢ1 亞類，總體評價壩基巖體壓縮變形小，可滿足壩體荷載要求。

（5）大壩砌筑于弱風化花崗巖上，巖質較好。

（6）總體壩肩穩(wěn)定性較好。

（7）壩體內砌筑的塊石為弱風化花崗巖，飽和抗壓強度平均值65.47 MPa，抗水性、抗風化性能好，為良好的大壩砌筑材料。

（8）輸水涵管質量較好。

（9）大壩缺少觀測設施，如位移觀測樁、測壓管等。

3 洪水分析

3.1 洪水標準

根據《防洪標準》（GB 50201-2014）表11.1.4 的規(guī)定，本工程屬Ⅴ等小（二）型工程，主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5 級。其建筑物的防洪標準根據《防洪標準》（GB 50201-2014）表11.3.1 及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2017）表5.2.6 進行確定，大壩為漿砌石重力壩，按20 年一遇洪水設計，200 年一遇洪水校核；溢流段消能防沖建筑物設計洪水標準為10 年一遇洪水。

表1 各歷時暴雨參數表

表2 下徑水庫洪水計算成果表（產流匯流法）

表3 下徑水庫設計洪水成果對比表（推理公式法）單位：m3/s

表4 下徑水庫不同時段暴雨參數成果對比表單位：mm

表5 水庫流域特征參數復核成果表

3.2 洪水計算方法

下徑水庫為?。ǘ┬退畮欤瑓^(qū)域內無實測洪水資料，洪水擬采用設計暴雨推求。在《廣東省暴雨參數等值線圖》（2003 年版）上查測暴雨參數，再應用廣東省綜合單位線和推理公式（1988 年修訂）兩種方法分別計算設計洪水。

3.2.1 廣東省綜合單位線法

綜合單位線滯時為大陸低區(qū)的m～θ 關系圖，按發(fā)生先后線性疊加形成逐時段凈雨地表徑流過程。

3.2.2 推理公式法

推理公式的匯流參數為大陸地區(qū)的m～θ 關系線，推理公式法計算公式如下：

式中：Qm——洪峰流量，m3/s；

Sp——相應頻率P%的面雨量的暴雨強度，mm；

L——河長，km；

J——坡降；

——平均損失率，%；

F——集雨面積，km2；

m——匯流參數，查推理公式匯流參數m～θ 關系圖。

采用推理公式法設計洪水成果，水庫20 年一遇設計洪水洪峰流量為47.48 m3/s，200 年一遇校核洪水洪峰流量為63.84 m3/s，10 年一遇溢流消能防沖建筑物設計洪水洪峰流量為42.09 m3/s。

兩種方法的設計洪峰流量相差＜20%。

3.3 暴雨資料

本工程所在的流域無水文站，除險加固初步設計采用《廣東省暴雨參數等值線圖》（2003 年）的降雨成果與原設計進行比較綜合選用，經查圖，原設計暴雨參數值復核設計要求，結果見表1。

由于工程所在流域沒有水文站，本次通過暴雨途徑推求設計洪水。

3.4 洪水計算復核成果

根據上述參數，利用“廣東水文水利設計計算軟件平臺”中的“暴雨徑流計算”軟件，從大壩安全角度考慮，采用校核洪水洪峰較大的計算方法作為本次設計洪水成果，所得各頻率洪水成果見表2。

3.5 合理性分析

水庫安全評價采用了推理公式法計算水庫設計洪水，洪水復核合理性分析時選用本次復核推理公式法計算所采用的參數進行比對，結果列于表3～5。本次采用參數與安全評價采用參數一致，且計算成果一致，故計算成果合理。

3.6 施工洪水

根據施工要求，計算施工期為10 月至次年3 月，5 年一遇的設計洪水。

本次采用附近的順天雨量站的枯水期雨量資料推求代表工程所在地。

根據順天雨量站枯水期（10 月至次年3 月）最大一日、三日的暴雨資料做統計分析計算，最大一日、三日的設計暴雨（最大24 h 的設計暴雨量為枯水期最大一天暴雨量的1.05～1.1 倍）采用順天雨量站的枯水期最大一日、三日的暴雨資料統計參數。最大1 h、6 h設計暴雨值由設計雨力Sp（由枯水期最大24 h 設計暴雨求得）及暴雨遞減指數n推求。枯水期暴雨統計參數成果見表6。

表6 枯水期暴雨統計參數成果

因圍堰為臨時性水工建筑物，屬5 級建筑物，從洪水計算方法的一致性考慮，采用由推理公式法計算出的設計洪水成果，枯水期10 月至次年3 月5 年一遇施工洪水的設計洪峰流量為17.11 m3/s，3 d 洪水總量為14.09 萬m3。

3.7 泥沙

下徑水庫壩址以上區(qū)域的土壤侵蝕以水力侵蝕為主，侵蝕方式為面狀侵蝕和溝狀侵蝕。由于流域無泥沙實測資料，水庫泥沙計算根據廣東省水文總1986年8 月編寫的《廣東省水資源》中廣東省懸移質多年平均年輸沙模數分區(qū)圖，考慮水庫以上流域內草木茂盛植被良好，水土保持較完整，故本次選取多年平均懸移質侵蝕模數為80 t/（km2·年）。

水庫多年平均懸移質輸沙體積采用以下公式計算：

式中：W懸——多年平均懸移質年輸沙量，t；

G懸——多年平均懸移質年輸沙體積，m3；

M——侵蝕模數，M=80 t/（km2·年）；

F——集雨面積，下徑水庫F=1.93 km2；

r——泥沙干容重，一般采用1.3～1.4 t/m3，本工程取1.4 t/m3。

下徑水庫工程于1972 年竣工，至今已運行51 年。經計算可得，下徑水庫多年平均懸移質輸沙體積為110.29 m3。從安全角度考慮推移質按懸移質的20%計算，則下徑水庫多年平均輸沙體積為132.34 m3，1972—2022 年共計50 年淤積總體積達到0.67 萬m3。

4 結論

本工程需要考慮施工導流的部位，有壩前坡、輸水涵管閘門和斜拉桿除銹。通過自動化監(jiān)測數據，進一步精確分析需要控制水庫低水位的大壩基礎帷幕灌漿、壩體的劈裂灌漿等工程數據。工程在每年1 月前可利用原放空涵管將水庫水位放低至320.50 m，然后在輸水管閘門段前、大壩后坡修建圍堰，并抽干基坑內的積水。需要注意施工導流部位的施工須安排在枯水期（10 月至次年3 月）。