一、工程基本情况
1.1自然地理
水库位于地理位置东经108°50′00″，北纬23°13′06″。是清平水库的结瓜塘，于1955年10月兴建，1956年3月竣工，属小（二）型水库工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水设施组成，大坝为均质土坝，水库集水面积0.57km²，总库容50.37万m³，有效库容44.54万m³，工程主要作用为蓄水灌溉，设计灌溉面积500亩，有效灌溉面积300亩。
水库区域地处低纬度，属亚热带季风气候，在北回归线以南，阳光充足，气候湿润，雨量充沛，常年气温较高，夏长冬短，热雨同季，一年四季变化不明显，无霜期长，相对湿度较大。根据宾阳县气象站资料统计，历年平均气温21.5℃，极端最高气温39.4℃，极端最低气温-1.0℃。多年平均年蒸发量1516mm，年平均日照时数为1563小时，年平均风速为2.5m/s，最大风速20.7m/s，风向NE；多年平均降雨量1550mm，降雨量年内分布不均匀，65%的降雨量集中在5～9月份。暴雨以台风雨和锋面雨为主。
1.2水文地质
根据区域地层岩性，地下水存储空间、运移方式等，分为空隙水、裂隙水及岩溶水三大类。孔隙水存储于残坡积层和冲积层松散岩孔隙中，残坡积层富水性弱，含水量贫乏；冲积层富水性中等，含水量中等。孔隙水受大气降水及地表水的补给影响，在孔隙中有沟谷源头往下游径流后，在下游低洼处以线性形式排泄到地表。裂隙水存储于碎屑岩风化裂隙中，富水性弱，含水量贫乏。裂隙水主要受大气降水的补给，在裂隙中径流，由山脊、斜坡向沟谷底部运移，于沟底以泉水、线状形式排泄于地表，形成地表小溪流，流量受季节性影响大，在丰水季节，小溪流量较大，枯水季节，大部分溪流断流。岩溶水存储于厚层灰岩裂隙溶洞中，存储空间大，富水性强，含水量丰富。岩溶水主要受大气降水的补给，在岩溶裂隙中径流后，通过地下河出口，以泉水的形式集中排泄于地表。据收集附近水质测试分析资料，这三大类水对混凝土及钢结构均有弱腐蚀作用。
1.3工程布置
1.3.1工程概况
坝型为均质土坝，现状坝顶高程为115.0m，最大坝高为5.5m，坝顶长度250m，坝顶宽度3.2m，内坡坡比1∶2.3，C15砼六角块护坡，外坡坡比1∶2.2，草皮护坡。上游坝面受冲刷严重，凹凸不平；坝体无排水棱体，坝脚有渗漏现象；有白蚁危害。坝顶路面坑洼不平。溢洪道位于大坝右侧0＋210，由浆砌石边墙、混凝土底板构成。堰顶为开敞式宽顶堰。进口底高程为113.0m,堰顶宽度1.1m。尾部无消能设施，沿线受冲刷影响严重，冲刷坝脚及局部农田。输水设施由放水闸和放水平管组成，位于大坝的右侧，采用螺杆启闭。放水平管为浆砌石方型无压箱涵，断面尺寸为1.1m×0.9m，进水底板面高程为110.40m，出口高程为109.90m。放水平管砌体结构老化，沿管壁存在渗漏，影响大坝安全。放水斜管砌体老化，部分出现堵塞、开裂、漏水等现象。
1.3.2建筑物除险加固设计
维修大坝六角块砼护坡约50m²，清除坝面杂物及部分堆积物。下游新建草皮护坡和白蚁防治、坝顶路面修整、外坝坡两侧排水沟。维修大坝防汛道路长0.5km。溢洪道位于大坝右侧，堰顶高程113.0m，宽1.1m，溢洪道为浆砌石结构，底板为砼结构，溢洪道于2005年新建进口控制段、泄槽段，但尾部未有消能设施，现状进口段，泄槽段结构较为完整，本次设计保留，新建尾部消力池。
凤凰塘水库放水设施为放水闸阀接穿坝平管，放水涵管老化开裂漏水，其中放水螺杆老化锈蚀严重，难以启闭。本次加固设计根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）要求及凤凰塘水库坝址区内的地址条件，放水设施采用破坝开挖在原涵管处新建放水钢筋砼涵管，断面尺寸为0.8m×1.4m、新建放水塔一座，孔口尺寸为0.8m×1.2m。进水高程为110.4m，于死水位一致，出口高程109.90m。防汛公路泥泞坑洼，路面较窄，本次设计拟维修防汛公路，路宽0.5km，采用200mm厚泥结石路面。
凤凰塘水库现状虽已建有防汛值班房，但是值班房破旧，建于坝体上，不均匀沉降墙体已开裂成危房，不符合规范要求。没有必要的生活设施，管理设备配套不齐全，不能满足值班人员的生活要求，本设计新建水库管理值班房35m²,选址位于大坝右岸山体上，配备相应的生活和管理设备。本次设计观测设施主要有兴建水位尺1套。
1.4工程任务及规模
工程的主要任务有：进行坝体和坝基的防渗处理，维修坝坡面，新建外坝草皮护坡及坝脚排水沟。新建溢洪道消力池。改建放水设施。新建35m²管理房，配备完善防汛、工程维护的管理设施及工具。在进行除险加固之前，严格执行防汛水位控制，加强管理，确保下游居民生命财产和安全。维修上坝公路。增设监测设施。
1.5工程特性表
二、设计暴雨推求
2.1年最大1h,6h,24h降雨量
。为年最大对应1h,6h,24h降雨量，为年最大对应1h,6h,24h降雨量均值，由（广西暴雨统计参数等值线图研究）查得。Φ为离均系数，有《工程水文学》第四版附录一查得。为变差系数，由（广西暴雨统计参数等值线图研究）查得。
表2.1年最大1h,6h,24h降雨量成果表单位：mm
时段均值P%
0.2 0.5 1 2 5 10 20
1h 55 0.37 3.5 145.35 131.11 120.32 109.33 94.07 82.27 69.65
6h 85 0.45 3.5 267.45 236.85 214.09 190.95 159.87 135.87 111.11
24h 130 0.44 3.5 400.44 355.48 321.85 287.64 241.77 206.08 169.24
2.2暴雨指数
2.3历时暴雨
当1<t<6小时时：
当6<t<24小时时：
2.4时段暴雨
2.5雨量排序
查《广西暴雨径流查算图表》，可知凤凰塘水库控制集水区域属第2雨型区，第4产流区、第三汇流区、第五退水区。查《广西分区综合24小时雨型表（时段为1小时）》，第2雨型区最大1小时暴雨发生在第17小时，进行雨量排序。
2.6净雨过程
从《广西壮族自治区可能最大暴雨图集》中的产流分区图，查得凤凰塘水库所在流域属于第4产流区，流域平均最大蓄水量Wm=120mm，从偏于安全考虑，取K=0.7，设计情况下初始蓄水量Wo=0.7Wm=0.7×120=84mm，土壤前期缺水量Io=120-84=36mm。凤凰塘水库所在流域雨量充沛，植被较好，地下水丰富，其降雨径流具有蓄满产流的特点，故采用蓄满产流模型计算净雨过程。本次计算的流域植被较好，所以计算中瞬时单位线法使用产流区平均入渗率取f=8mm/h。由此可求200年一遇校核、20年一遇设计、10年一遇消能防冲暴雨的净雨过程。
三、设计洪水推求
3.1水库流域特征值
本次设计收集到2014年水库除险加固工程初步设计复核结果记录的流域特征参数，即集雨面积F=0.57km²，主河道长L=0.89km，河道平均坡降J=10‰。
3.2汇流参数
查《广西暴雨径流查算图表》汇流分区图得知凤凰塘水库所在流域属于第三汇流区，本次参考第三区的汇流参数值，以第三区的汇流参数值作为设计洪水过程推算的参数。；；；。
3.3水库流域S(t)曲线
根据n=1.86,且K=0.25查S（t)曲线表，得到汇流曲线。详情见表3.4。
3.4水库流域时段单位线
瞬时单位线是指在无穷小历时的瞬间，输入总水量为1且在流域上分布均匀的单位净雨所形成的流域出流过程线，以数学方程u(0,t)来表示。
采用纳西瞬时单位线公式：
式中：u(0,t)——t时刻瞬时单位线纵高；
Γ——伽马函数；
n——为线性水库的个数（调节次数或调节系数）；
K——线性水库的蓄量常数；
e——自然对数的底；
t——时刻。
应用中需将瞬时单位线转换为时段单位线才能使用，时段单位线采用S曲线法。有：
上式以制成表格可供查用，查《广西暴雨径流查算图表》中S(t)曲线表。由S曲线转换任何时段长度的单位线。
式中：为第k时段末S曲线的纵坐标；
为第k时段末瞬时单位线的纵坐标。
根据单位线的倍比假定，10mm单位线与无因次单位线之间的关系为
四、环境保护措施
必须遵守国家和有关部门环境保护的规定。对合同规定的施工活动界限之外的植物、树木，必须尽力维护原状。承包人不得随意排放有害物质(如燃料、油料、化学品、酸等，以及超过允许剂量的有害气体和尘埃、泥浆、弃渣等)污染土地、水库、河流。为了切实维护群众生活不受影响，确保工作人员身体健康，创造一个良好的施工、生活环境，特制定以下措施：组织员工学习国家有关环境、卫生的法令法规，提高员工环境意识。做好卫生防疫工作，防止各种传染性疾病在施工区流行。加强饮水、食品卫生管理，特别要对饮用水进行净化、消毒处理，保证饮食的清洁卫生。施工场内设厕所，定人、定时进行清扫，对岸上及施工船只上的建筑垃圾和生活垃圾应集中收集、集中处理，粪便、污水不能随便排放。
采取各种有效的保护措施，防止在其利用或占用土地上发生土壤冲蚀，以及对河床或河岸的冲刷，并防止由于工程施工而造成开挖料或其他冲蚀物质在任何河流或支流中的淤积。施工区和生活区的环境卫生，必须及时清理垃圾，并将其运至指定的地点进行掩埋或焚烧处理。
参考文献
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