小型水库施工组织设计初步探讨？
本文在总结小型水库的施工组织设计的基础上，提出了采用抽排的方式进行山区小型水库的施工导流，并通过工程实例分析知，采用抽排的方式可以节约大量的资金，为小型水库的除险加固设计提供切实可行的施工方案。1引言
小型水库问题多，资金少，在资金有限的情况下，尽可能的完成病险水库的除险加固设计，给设计人员带来了极大的挑战，特别是施工导流方案，几乎每个小型水库的施工组织设计都遇到这个难题，在设计的过程中，作者根据几个小型水库的特点进行了总结。主要存在2个方面的问题：一是库容曲线较为平坦，
施工期水库水位上升小，这种情况一般采用围堰的方式较为经济；二是库容曲线较陡，施工期水库水位上升快，如果按照传统的导流方案，采用围堰的型式，是小型水库总投资300多万不能承受的，遇到这种情况，作者认为采用抽排的方式较为经济实用。本文以竹山县古家沟水库施工组织设计为实例重点阐述第二种情况的施工导流设计。
2工程概况
古家沟水库位于湖北省竹山县擂鼓镇西河村，水库大坝拦截西河上游古家沟和武昌庙沟来水，水库坝址以上承雨面积3.2km2，河道长2.9km，分水岭至坝址主河道平均坡降为115.2‰，地势较高。坝址距擂鼓镇10km，距竹山县城60km。是一座以灌溉为主，兼有防洪和供水等综合利用功能的小（1）型水库枢纽工程。水库枢纽工程现有建筑物包括：粘土心墙大坝、溢洪道和输水涵管组成。水库总库容171.0万m3，其中兴利库容140.7万m3，死库容6.3万m3。水库为下游灌区0.3万亩农田提供灌溉用水，同时还担负着下游擂鼓镇及305省道等设施的防洪任务，保护农田0.30万亩、人口1.0万人。古家沟水库枢纽属Ⅳ等工程，小（1）型规模，其挡水、泄水、输水建筑物为4级建筑物。水库除险加固初步设计项目主要包括：①对大坝心墙部位采用充填灌浆法进行处理，解决心墙渗透系数不满足要求的问题；对大坝和溢洪道基岩中等透水层采用帷幕灌浆处理；②针对坝坡变形和护坡风化破碎情况，对上游坝坡翻修，采用30cm厚的干砌块石护坡，下游坝坡在整平的基础上种植草皮护坡，完善坝面构造；③封堵原输水涵管，于大坝右岸上游新开泄洪隧洞，兼作灌溉输水。将原溢洪道封堵，拆除重建进水渠和控制段左边墙，新建长21m的挡水土坝；④更新启闭设备，增设进口检修闸门和出口工作闸门。
3.施工组织设计
古家沟水库所在流域地区属亚热带大陆性季风气候，具有温暖湿润，四季分明，雨量充沛，光照充足等特点。无霜期为250天左右，年平均气温10.2℃～15.6℃，极端最底气温零下9.9℃，极端最高气温43.4℃。区域库区多年平均降雨量849.5mm，多年平均迳流深353mm，多年平均来水量429万m3。流域内洪水由暴雨产生，暴雨发生时间一般为7～10月，暴雨形成多为低涡切变线和锋雨面，台风深入形成大暴雨次数极少。暴雨历时一般1～3天，大暴雨范围一般遍及整个流域，降雨特点是雨量集中、强度大，洪水峰高量大、陡涨陡落。坝址处多年平均最大风速13m/s，风向一般为东北风。3.1 施工导流标准本工程永久建筑物属4级建筑物。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）和本工程的具体条件，导流临时建筑物级别定为5级。结合本工程的导流要求，选用枯水期5年一遇洪水作为导流标准。3.2 施工组织设计根据本工程工程量及项目特点，利用1个枯水期完成大坝枢纽工程的加固及管理设施建设，即施工总工期定为12个月。第一年7月为施工准备期，准备期内修筑、完善施工道路，做好料场的准备工作，保证施工期有合格的土料和良好的施工道路。第一年8月上旬主体工程全面开工，首先进行输水隧洞0+010～0+080段的开挖，该项目是控制工期的关键项目。先进行隧洞出口明挖，明挖结束即进行洞挖，利用3个月的时间完成隧洞0+010～0+080段石方洞挖，然后利用3个月时间完成隧洞砼衬砌和隧洞洞顶回填灌浆施工。第一年11月上旬隧洞进口段0+000～0+010段施工待库水位降低后立即开始，至第二年2月中旬，完成泄洪隧洞的全部施工。同时可完成进、出口闸室、出水渠施工。第一年11月上旬也可进行大坝坝顶整治、上、下游坝坡平整和护砌的施工。同时完成坝体帷幕灌浆施工。在第二年2月中旬隧洞衬砌工作全部结束后可进行原低输水涵管的封堵，利用1.5个月时间完成全部封堵工作。同时非常溢洪道加固等项目也可进行。至第二年4月底，完成大坝上游坡护坡、下游坡整治和大部分主体工程以及金属结构、启闭设备的安装调试工作等施工；第二年5月完成全部施工、坝顶道路施工和大坝管理设施建设；第二年6月进行工程收尾及清场工作。3.3 施工洪水根据对流域内的降雨特性情况分析，古家沟水库的汛期在每年的4～10月，枯水期在每年的11月到次年的3月。根据本次施工组织设计，需要施工导流的时段为枯水期（11月～3月），导流建筑物洪水标准为5年一遇。根据堵河流域四级区1956～2000年共45年径流深排频计算出各月相应频率的径流总量。根据竹山气象站1980～2006年共27年实测枯水期逐年逐月24小时最大降水量资料，得施工期设计洪水计算成果。枯水期径流计算成果见表1、施工期设计洪水成果见表2。
3.4 施工导流方式根据本次除险加固工程设计要求，大坝上游坝坡翻修、隧洞进口段、非常溢洪道施工需要进行施工导流。原涵管开挖拆除及回填封堵等施工还必须将库水放空后才能施工。据此施工特点，结合工程的实际布置情况，本工程的施工导流采用二期施工导流。第一期直接利用原低输水涵管放水、泄水。在第一年10月下旬通过原输水涵管将库水位降低到原死水位549.49m高程，在第一年11月上旬利用低水位进行上游坝坡干砌块石护坡翻修的施工和泄洪隧洞进口段施工。第二期在隧洞施工过程中采用必要的方式进行施工导流，进行泄洪隧洞的开挖衬砌、原涵管开挖拆除与封堵等项目施工。根据本工程取水口规模及施工安排，本次设计施工期间（第一年11月～第二年3月）共5个月的来水考虑两套施工导流方案进行比较：方案一：水泵排水方案，即第一年11月～第二年3月的来水全部通过水泵进行抽排。根据表2知：施工期间洪水频率P＝20％的一场暴雨的洪峰流量为5.1m3/s，其洪水总量为5.8万m3。隧洞进口段施工前期可先将原死库容抽排5.8万m3作为设计标准（P＝20％）的一场洪水预留的防洪库容。来水总量按逐月径流量排频（P=20％）计算，5个月来水总量约为22.28万m3。即本工程需要抽排的总水量为22.28万m3设计水泵（扬程16m）按600m3/h（0.167m3/s）的流量进行抽排，按2台水泵考虑，可以满足施工抽排的要求。经计算，每台水泵按45Kw的功率，抽水期间共需用电10530Kw·h，该方案投资0.96万元。方案二：围堰挡水方案，即利用围堰挡水，水库调蓄施工期全部来水，查库容曲线，得到相应设计水位556.3m，考虑安全加高等，取围堰顶部高程556.8m。围堰围绕取水口布置，并与坝址附近山体相连接形成封闭的防洪体系。围堰采用石渣混合料为堰体，粘土斜墙防渗的围堰结构型式，堰顶高程556.8m，堰高14.25m，堰顶宽3.5m，迎水面边坡采用1:3，背水面边坡采用1:1.5，围堰长50m。主要工程量：填筑土石围堰12150m3，粘土7123m3，施工道路0.3km。该方案投资39.38万元。方案一比方案二更加有效地利用现有死库容，避免了填筑围堰造成较大方量开挖和填筑工作，从而减少了施工风险和工期，且无施工道路，不受上游坝坡施工影响。两者比较直接投资方案一较方案二节约38.42万元，因此推荐选用方案一作为第二期施工导流方案。根据表1和表2知：在整个泄洪隧洞和原输水涵管封堵工程的施工期间（11月～3月）洪水频率P＝20％的一场暴雨的洪峰流量为5.1m3/s，而期间洪水总量为22.28万m3。考虑到资金限制及上游不便修建施工道路及围堰，在进行整个泄洪隧洞的开挖衬砌、原涵管开挖拆除与封堵项目施工过程中，不修建施工围堰，直接采用潜水泵将库水通过新建输水隧洞排至下游，利用5个月的时间完成泄洪隧洞和原涵管开挖拆除与封堵的施工。
4.结语
小型水库除险加固设计由于受到自身地理位置条件和配套资金的限制，在进行施工导流设计中，特别是山区小型水库绝大多数情况下不能采用常规的围堰导流的方式进行施工导流，而采用抽排的方式既节约投资又能很好的实施。
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关于江西南城历史
洪门水库为江西省四大水库之一。库区位于江西省抚州市东南方 75 km处，座落黎川、南城2 县区域内（27.27°N、116.47°E），海拔80 m，控制流域面积2 376 km2，最大库容12亿m3。新中国建立后，人民政府广泛发动群众兴修农田水利。 1958年始，抚州开始兴建大中型水库，其中，洪门水库成为抚河流域第一个综合水利枢纽工程。
抚州境内河道密布，溪流纵横，水系发达。但由于降水分布不均匀，境内洪旱灾害和水土流失频繁。而洪门水库的兴建，能在很大程度上缓解上述问题。
洪门水库坝址位于抚河的支流——黎滩河中段，横跨南城、黎川两县，处南城县洪门镇南面两公里处。水库的水源主要是黎滩河和东面的贤福水、西面的龙安水，以及桐埠水、竺油水等。1957 年，江西省水电厅即把洪门水库列为开发项目，1958年，省水电厅报请国家水电部将洪门水库列入国家“二五”计划。3月，武汉水电勘测设计院对洪门水库坝址开展勘测钻探工作。4月，省水电勘测设计院提出《洪门水库设计任务书》。8月，省委决定洪门水库的设计以不淹黎川县城为原则，重点解决下游防洪、灌溉问题。9月15日，省设计院编报《洪门水利枢纽初步设计要点报告》，经省基本建设委员会审批补充勘测后，于1960年4月完成《洪门水利枢纽技施设计》。
1958年5月，省人委决定成立洪门水库施工指挥部，由抚州专署负责组建。省水电厅调集技工162人，抚州专署调集各县干部、民工16950人，于7月1 日开始施工。同月，工程总指挥部更名洪门水力发电工程局。由于当时水泥缺乏，经上级批准，混凝土重力坝改为黏土心墙坝。1959年9月大坝合龙，1960 年4月水库蓄水拦洪。1963年9月，水电部提出洪门水库综合利用任务以发电为主，设计标准提高为二级。12月，洪门水库土建工程基本完成。1969年6 月完成第一台机组安装，7月1日并网发电，12月16日第二台机组投产。
洪门水库库区移民按20年一遇洪水线，土地淹没线按5年一遇洪水线的设计实施。黎川县移民线为102.2米，土地淹没线为101．2米；南城县移民线为 101．2米，土地淹没线为100．2米。两县淹没区共有8个乡2个镇所属的31个村委会、203个自然村、26905人，淹没面积80692亩、电话线路411公里、公路49公里，淹没补偿总投资1374万元。坝址以上集雨面积2374平方公里，多年平均径流量25．2亿立方米，总库容12．14亿立方米，其中兴利库容3．74亿立方米，死库容1.68亿立方米，工程以发电为主，兼有防洪、补充下游水源等效益。大坝为黏土心墙砂壳坝，最大坝高38.7 米，坝顶高程107.5米。坝顶长261米、宽5米，防浪墙高1米。黏土心墙顶高程107.2米、宽2米。洪水标准按百年一遇设计、千年一遇校核，设计洪峰流量为6890秒立方米，校核洪水位107.26米。在右岸坝轴线以北2公里的山坳设有由引洪溢道和堵水副坝组成的正常溢洪道。混凝土重力式实用堰净宽 36米，堰顶高程91.4米，最大泄洪量3530秒立方米，3扇弧形钢闸门分别为9×12米。紧接溢洪堰左侧的堵水副坝，坝顶高程104.7米，长100 米、宽3米。溢洪堰右侧上岸80米山坳处设有非常溢洪道，堰身段为黏土心墙砂壳自溃坝，坝顶高程104.25米，坝高6.25米，顶宽4米、长104.8 米。自溃坝超两千年一遇洪水溃决泄洪，最大泄洪量2780秒立方米。大坝左岸建有引水系统，进口段呈喇叭形，长100米，设拦污栅、钢筋混凝土闸门和滚轮平板钢闸门，由2套2×5吨启闭机操作。两条主隧洞中心间距18米，内径6米。一号主洞长145米，下分2条支洞；二号主洞长130米，下分3条支洞，水流分别经蝴蝶阀通过水轮发电机。支洞内径为3.4米（渐变式），全长183米，均为钢筋混凝土结构。二号主洞还设调压井，调压井下部高21米，内径15 米；上部高15.7米，内径6米，用钢筋混凝土衬砌。坝后左岸建有地面式发电主厂房，装有5台8400千瓦水轮发电机组。副厂房紧靠主厂房上游面，分3 层。水库竹木过坝筏道为钢制链钹式循环筏道，由钢筋混凝土支架和机械传动部分组成。使用电动机功率为40千瓦，每台班可运木材1440立方米。水库工程总投资为7185万元。
洪门水库是抚河流域和赣抚平原整体规划中的一个重要组成部分。投运以来，在防洪、灌溉、发电、水产等方面效益显著。水库正常蓄水位至校核洪水位之间6.7 亿立方米调洪库容，可削减洪峰流量6690秒立方米。1982年抚河大水，洪门水库即调减下泄洪峰流量1495秒立方米，不仅保障了黎滩河下游两岸村镇农田的安全，而且提高了抚河中下游防洪标准。经济效益和社会效益都十分显著。此外，抚河枯水季节水流量不足，每年洪门水库都可补充水源以缓解赣抚平原120万亩农田的干旱问题。1963、1978、 1986年大旱，洪门水库提供50—80立方米/秒的流量用于灌溉，挽救受旱农田在60万亩以上。洪门电厂原设计装机5×7500千瓦，1998年增容至 5×8400千瓦，年发电量1.23亿千瓦时，为供电区域工农业生产和人民生活用电提供了有利条件。洪门水库有水质肥沃的养殖水面7.65万亩，不仅有青、草、鲢、鳙、鲤、鲫等常规鱼类，还有鳜、鳊、乌鳢、银鱼等高档鱼，并引进了优质观赏鱼——锦鲤，各类鱼品种达73种之多。同时发展了河蚌育珠养殖生产，其中于1997年底引进的世界优质淡水育蚌珠——日本池蝶蚌已具有年繁殖小蚌1亿只的生产能力。
锦北水库水位气象条件
锦北水库，位于余江县画桥镇大桥村，距县城约40公里，位于饶河水系乐安河支流万年河上游支流打屯河上。该水库地处平坦的丘陵、山地地形，植被良好，无工业污染，水土保持状况良好。流域特征系数显示坝址以上集雨面积为61.2平方公里，主河道全长19.4公里，河道平均坡降0.006417。 亚热带湿润季风气候区是锦北水库的气候特征，四季分明，气候温和，日照充足，无霜期长，雨水充沛。气温多年平均值为17.6℃，其中1月最低1.7℃，7月最高34.5℃。极端最低气温为-15.1℃（1991年12月29日），极端最高气温为40.5℃（1971年7月31日）。湿度多年平均值为80.4%，最高为86%（1975年），最低为77%（1963年）。多年平均水面蒸发量为1359.2毫米（E601型蒸发器），最大年蒸发量为1543.5毫米（1971年），最小年蒸发量为1167毫米（1975年）。平均雨日为162天，平均日照时数为1810小时，日照百分率为41%。多年平均无霜期为262天。冬季易出现冰冻现象，一般仅有十多个小时，冰冻机会在1~2天以上机会很少，且有时在每年的1~2月会出现降雪，但降雪量不大，形成积雪时间较短。 风向与风速方面，冬季常受西伯利亚和蒙古的高压控制，盛行东北风；夏季受亚热带高压控制，盛行偏南风；春夏之间，南北方交替；夏秋季期间还受台风侵入或影响。多年平均风速为2.1米/秒，多年平均最大风速为13.5米/秒，最大风力为14级。
降雨方面，多年平均降雨量为1807.5毫米。上述数据表明，锦北水库所在的区域气候条件适宜，水文环境良好，为水库的稳定运行提供了有力保障。
扩展资料
锦北水库位于江西省余江县画桥镇大桥村大约1.0公里处，距县城约40公里，地理位置为东经117°04′，北纬28 °31′，坐落在饶河水系乐安河支流万年河上游支流打屯河上，坝址以上控制流域面积61.2平方公里 。水库总库容3999万立方米 （本次复核），原设计灌溉面积3.2万亩，实际灌溉面积2.26万亩，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖、旅游等综合效益的中型水库。
跋山水库的气象、水文资料
跋山水库所处流域为东亚季风区，为季风区大陆气候，四季分明，温差变化大，夏季盛行东南风和西南风，天气炎热，坝区最高气温40℃，冷暖空气活动较频繁，水汽较充沛，暴雨洪水多发生在这个时期。冬季盛行东北风和西北风，水汽来源缺乏，降水量稀少，天气寒冷且干燥，坝区最低气温-20℃。坝区最大风速为20米/秒，7、8、9月份平均最大风速为10米/秒。多年平均降雨量738毫米，年际之间降雨量变化较大，最大年降雨量为1522毫米（1964年），最小年降雨量为432毫米（1981年）。降雨量年内分配不均，多集中在汛期（6～9月份）。约占全年降水量的69%。汛期（6～9）多年平均降水量为545毫米。多年平均径流量为4.08亿立方米，汛期多年平均径流量为3.12亿立方米。多年平均水面蒸发量1217毫米，多年平均陆面蒸发量500毫米。水库流域内暴雨的主要气象成因是锋面、台风、气旋、切变线、低涡等。沂河为季节性的山溪性雨洪河道，每到汛期雨量集中，洪水陡涨陡落，一次洪水过程历时较短，峰高形尖瘦。
据历史洪水资料记载：1631年大水，河水泛滥，漂没数家；1649年秋7月沂水溢；1685年大水，夏霖雨不止，两河水决，平地行舟，是年冬明春民饥；1702年6月沂河溢；1730年大水，6月19日大风雨，沂水溢浸，淹没田禾庐舍无算；1771年5月霖雨，沂沭水溢，东北方赵北湖集陷于沭。
此外，记载大水的年份还有：1536年、1553年、1593年、1646年、1647年、1680年、1711年、1888年、1908年等。
广东历史上最强台风排名（中国最大台风前十排名）
广东历史上最强台风排名（同时涵盖中国最大台风前十排名中的相关台风）如下：威马逊：
时间：2014年7月18日登陆地点：广东徐闻特点：近几十年来登陆广东最强的台风，风速达每秒62米，气压910百帕。
彩虹：
时间：2015年10月4日登陆地点：广东湛江特点：造成重大伤害，风速每秒52米，气压935百帕。
Sally：
时间：1996年9月9日登陆地点：广东湛江特点：九十年代登陆广东最强的台风，风速每秒50米，气压935百帕。
黑格比：
时间：2008年9月24日登陆地点：广东电白特点：影响范围广，风速每秒48米，气压945百帕。
Viola：
时间：1969年7月28日登陆地点：广东惠来特点：造成流离失所，风速每秒48米，气压936百帕。
天兔：
时间：2013年9月22日登陆地点：广东汕尾特点：席卷广东建筑，风速每秒45米，气压930百帕。
天鸽：
时间：2017年8月23日登陆地点：广东珠海特点：破坏力惊人，风速每秒45米，气压950百帕。
Ida：
时间：1954年8月30日登陆地点：广东湛江和雷州特点：历史较久，风速每秒45米，气压950百帕。
Fred：
时间：1991年8月16日登陆地点：广东徐闻特点：气压压强极大，风速每秒45米，气压960百帕。
韦森特：
时间：2012年7月24日登陆地点：广东台山特点：虽然风速不是最强，但气压高达960百帕，仍具有显著破坏力。
注意：以上排名主要基于台风登陆时的风速和气压数据，这些因素直接反映了台风的强度和破坏力。然而，台风的实际影响还受到多种因素（如地形、降水、风暴潮等）的共同作用，因此不同台风的具体影响可能有所不同。