宝鸡峡王家崖水库大坝安全鉴定 防洪复核报告 西北水利水电建筑勘察设计院 二○一○年八月
1概况 1.1流域概况 王家崖水库位于渭河左岸一级支流千河下游的陈仓区石羊庙乡王家崖村北。 千河位于东经10628~10718，北纬3420'~3511'之间，发源于甘肃省清水县 六盘山瘦驴岭南麓，自西北向东南，流经甘肃省的清水，陕西省陇县、千阳、风 翔、宝鸡等县，在宝鸡县底店汇入渭河。流域面积3493km,干流全长152.6km, 河道平均比降为5.8%。千河流域上游呈扇形，中、下游略呈东西窄南北长的矩 形，流域平均宽度23km,其支流呈羽形分布（见图1)。流域内地形西北高东南 低，上游分水岭在海拔1500~2500m之间，中游在海拔1000~1500之间，千阳 以下在海拔1000m以下，最低高程在500m左右。 千河流域属暖温带气候，冬季 干寒少雨雪，夏季炎热多雨。多年 火 平均气温10.8℃，极端最高气温 40.4℃，极端最低气温-19.9℃：流 域多年平均降水量630mm,多年 平均蒸发量为1125mm。 千河流域内库容在100万 以上的水库共有10座，总库容5.14 亿m,其中最大的是冯家山水库 库容4.13亿m3、段家峡水库和王 家崖水库 1.2工程概况 图1千河流域示意图 王家崖水库为宝鸡峡灌区渠库结合工程之一，水库枢纽由大坝、溢洪道、放 水洞、坝东引水闸、坝后抽水站、进水道及过坝干渠等组成。王家崖水库第一期 工程于1958年11月开工，1962年11月停工：二期工程于1969年3月开工
1970年12月竣工。1971年投入运用，1980年进行溢洪道加周加闸，1981年修 建坝后抽水站，1989年建成坝东引水闸，1992年完成防浪墙工程，基本形成了 目前的工程规模。水库主要效益为灌溉，其次为防洪，综合发展养殖。 大坝为碾压式均质土坝，坝长1816m,坝高24m,坝项高程605m,防浪墙 顶高程606m,土坝按3级建筑物设计。总库容9420万m3,现有效库容5086万 m3,截止1997年底已淤积库容4334万m3,正常高水位602.0m。水库防洪标准 原为100年一遇设计，500年一遇校核。 澄洪道在大坝的右端，堰顶高程596m,堰高1.5m,堰宽71m。1980年对 溢洪道进行了加固加闸，加设6孔10.3×8.3m升卧式平板钢闸门，设计最大泄 量2370m3s。溢洪道全长485m 放水洞为双孔钢筋硅管，洞长144m,内径1.7m,进口高程583m,最大泄 水流量30m3s. 王家崖水库坝址以上16km处建有冯家山水库，该库是我省一座大型水库， 总库容4.13亿m,主要建筑物为2级。主要泄洪设施有泄洪洞、溢洪洞和非 常溢洪道，全部泄洪建筑物的最大泄量为2370ms。其防洪标准为100年一遇 洪水设计，5000年一遇洪水校核。 2水文资料 千河流域先后设有7个水文站和水位站，大部分为解放后所设，解放前仅有 滑角堡、神泉咀水文站。滑角堡水文站位于冯家山水库坝址下游4km,该站自 1937年起观测水位、流量，到1942年8月停测，由于测验精度差，只整编水位 和实测流量成果。上河村水文站位于滑角堡水文站同处，该站自1956年10月观 测水位、流量，到1963年12月停测。千阳水文站位于坝址上游17km处，该站 自1964年迄今有水位、流量等观测资料。千河流域现有两个气象站和15个雨量 站，站网布设比较合理，基本控制整个流域。千河水文站观测资料系列见表1。 表1千河流域水文站一览表 流域面积 观测项目 资料年份 (km
段家峡 628 水位、流量、泥沙、降雨 1959.8-1970.12 水位、降雨 1942.10-1959.7 神泉咀 818 流量，泥沙 1953.11956.12 石咀子 1778 水位、流量、泥沙、降雨 1959.8-1962.4 千阳 2935 水位、流量、泥沙、降雨 1964.1-1996.12 冯家山 3232 水位、降雨 1952.71957.10 滑角堡 3288 水位、流量、降雨 1937.1-1942.8 上河村 3288 水位、流量、泥沙、降雨 1956.10-1963.12 3防洪标准复核 王家崖水库原设计防洪标准为100年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核， 相应的洪峰流量分别为1940ms和2320ms。1950年进行溢洪道加闸加固工程 时，根据河南“75.8”暴雨之后，国家颁布的(SD12-78)规范及冯家山水库已 经建成投运的事实，重新确定水库洪水标准为100年一遇设计，1000年一遇校 核，2000年一遇保坝，以冯家山水库相应频率下泄流量作为设计依据，洪峰流 量分别为1266m3s、1827m/s和2370m3/s。 本次根据《防洪标准》(GB50201一94)，王家崖水库为I等中型工程， 主要建筑物级别为3级，其下游有宝鸡市陈仓区的几个乡镇所在地及陇海铁路线 和宝中铁路线，结合王家崖水库过去防洪标准，本次复核确定设计的防洪标准为 100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核 4暴雨洪水特性 千河洪水由暴雨形成。千河流域南有秦岭，北有六盘山，当北方或西北方冷 空气南下，途中受到地形的影响，高空有切变线或低涡的配合，就可产生暴雨或 大暴雨。从秦岭西缘进入的暖湿气流是本流域降水的主要水汽来源。 千河流域暴雨发生日期，最早在4月，最迟到10月，但量级和强度较大的
暴雨一般在7~9月上旬 暴雨分为两种类型：一种是锋面雨，其特点是历时长，强度均匀，笼罩面积 大，例如1981年8月20~22日暴雨，不但千河流域普遍降雨，关中西部及嘉陵 江、汉江上游均发生特大暴雨，千河流域最大24小时面雨量为83mm,最大72 小时面雨量为106mm,该场暴雨形成千阳站洪峰流量1180m3s:另一种暴雨为 雷暴雨，其特点是雨量集中，历时短，强度大，笼罩面积小。例如1989年7月 15日暴雨，东风雨量站实测最大24小时点雨量为276mm,该场暴雨形成千阳站 洪峰流量1020m3/s。 千河流域一次暴雨历时约为1一3天，最大暴雨期为24小时左右，其主峰约 为12小时，在特大暴雨发生前，一般有一强度不大的前期降雨。其暴雨组成： 一以中、下游为主，上游相应出现一般暴雨：一为上、中、下游同时遭遇暴雨 千河洪水最早出现在4~5月，其峰、量较小，年最大洪水出现在7~9月， 其中尤以8月出现全年主峰机率最多，10月由于受淋雨影响，亦有洪水发生， 故千河流域洪水分为桃汛、夏汛、秋汛三种，以夏汛为最大。由于河槽调蓄能力 较小，一次暴雨形成一个洪峰，在多雨季节，形成陡涨陡落的连续洪峰。一次洪 水过程单峰约为3天，双峰及复峰约为10天左右。 千河洪水地区组成分为两种类型：一为中、下游为主，上游相应，如1954 年洪水，下游洪峰流量为3200m1s,上游神泉咀站实测洪峰流量仅为201m/s, 1970年8月5日洪水，千阳站实测洪峰流量为900ms。而段家峡站实测洪峰流 量只有18ms,另一种为上、中、下游同时遭遇洪水，如1968年9月10日洪 水，千阳站实测洪峰流量为802m/s,而段家峡站实测洪峰流量为316ms,1981 年8月21日洪水，千阳站实测洪峰流量为1180m3/s,千河干流红崖湾 (F=1520Km2)调查值为553m3/s,各大支流均发生较大洪水。 以上两种类型的洪水，均能形成千河流域灾害性洪水。 5洪水复核 5.1复核原则 由于王家崖水库坝址以上16km处建有冯家山水库，其设计标准也为100年
一遇洪水，但校核标准为5000年一遇洪水，高与本工程的校核标准。王家崖与 冯家山两库间流域面积为56km2,区间面积仅占1.7%，且无支流汇入。考虑到 区间流域面积很小，且王家崖水库的回水近10km,两库间的河道槽蓄作用很小， 因此本次洪水复核时不计区间来水和河道的调蓄作用，即将冯家山水库的下泄洪 水直接作为王家崖水库的入库洪水。 5.2冯家山水库入库洪水 《冯家山水库除险加固初步设计报告》（陕西省水利电力勘查设计院）对千 河流域各测站进行了分析，并考虑了历史调查洪水，组成了冯家山水库1937一 1998年共有50年不连续洪水资料系列。 洪峰流量和洪量均选样方法采用年最大值法。是根据千河历年洪水特性，冯 家山水库泄洪能力和调洪方式等因素综合考虑，选用24小时及72小时为设计洪 量时段。 以P-Ⅲ分布为理论分布，采用适线法推求的冯家山水库的设计洪水成果如 表2。以1981年8月21日洪水作为典型年。采用分时段同颍率控制放大法，推 求的设计和校核标准的洪水过程线见图2及表3。 表2冯家山水库设计洪水计算成果表 单位：Qm:m/s,W:万m 统计参数 频 率%) 均值 Cv Cs/Cv 0.01 0.02 0.0s 0.10.2 1 2 Om 92 1.37 3.5 9820886075406580564035502720 0.95 3.5 266002420021100188001640011200909( 4130 0.85 3.5 40300369003250029100215001830015200
表3 冯家山水库设计洪水表 时间 流量Q(ms) 时间 流量Q(ms) 月 日时 P-0.02% P-0.1%月日时 P=1%P0.02%P-0.1% 82112389 696 596 82224469 838719 13 606 1200 946 231457 818 700 1497 2150 1560 244 797 682 151350 2930 2110 434 776 665 161630 3510 2440 4422 755 647 171420 3060 2220 5 412 738 631 1690 3650 2640 717 614 19 2620 6250 4090 389 696 6 203550 8860 6580 8377 675 578 2710 6450 4230 356 637 545 1870 4040 510 231650 3560 2580 11 311 557 476 241530 3300 2390 290 518 444 1 1410 3040 2200 345 477 40 1290 27890 2010 243 438 5 1210 2610 1890 456 4 1130 2440 1760 16 265 473 406 1050 2270 1640 276 494 423 67 973 2100 51 895 1930 5 8 816 1760 1270 8190 305 9 790 1670 1230 21 315 564 76 1570 1200 585 0 741 1470 1160 337 602 718 1380 1120 346 619 530 1280 24 358 640 548 180 370 661 507 15 636 1140 974 3 379 678 581 16 611 1090 936 4 391 699 599 17587 1050 900 720 617 18 562 1010 861 414 741 634 19 539 964 826 424 758 650 20 514 919 787 436 779 668 502 898 769 440 786 674 22 490 877 751 793 23 480 859 735 11426 762 653 注：(1)P=1%和P=0.02%过程摘自《冯家山水库除险加固初步设计报告》： (2)P=0.1%为本次复核按照分时段同率控制放大所得
F6/8/1861 820.0-4 00:058/871861 00:212781861 00028861 00:2122/8/186 00:02281861 昌 流量Q(m/s）
5.3冯家山水库调洪计算 5.3.1调洪计算原则 根据《冯家山水库除险加固初步设计报告》，冯家山水库调洪计算原则为： (1)水库汛限水位为707.0m,起调水位亦取707.0m。考虑千河属山区性 河流，洪水由暴雨形成，持续时间较短，一次洪水过程一般为1一3天，因此， 洪水调节时段选用1小时。 (2)左岸溢洪洞设计为明流洞，根据1980年4月冯家山水库保坝加同工 程方案左岸溢洪洞改建设计水工模型实验报告，在闸门全开情况下，库水位在 713.5m时，泄流量由大变小的过程中，孔流变堰流的临界流量为Q=1250m3/s: 库水位在14.1m时，泄流量由小变大的过程中，堰流变孔流的临界流量为 Q-1250m3/s。在闸门开度为10m时库水位714.0m情况下进口水面即出现小漩 涡，水位持续上升至716一718m时，在0+065部位，反弧中部等断面靠墙处有 间歇性波动超过直墙，高达9.0~9.6m(设计隧洞断面直墙高9m)。报告认为， 溢洪洞基本上可宣泄1280ms流量，但鉴于洞口段水流流态极为复杂，建议在 实际运用中应特别慎重，故从慎重角度考虑，再本次调洪计算中，溢洪道控制最 大泄流量为1140ms。泄洪洞为有压洞，经复核计算，在校核洪水位附近水位 升高时，流量增加甚小，故泄量不作限制。 (3)在无预报情况下，无法预知未来洪水之大小，故在调洪计算中洪水开 始时不预泄，只控制闸门开度使来多少泄放多少，使水库维持在汛限水位707.0 m,来水量继续增大的情况下，右岸泄洪洞先全开，继之左岸溢洪道全开 5.3.2特性曲线 根据《冯家山水库除险加固初步设计报告》，该水库的库容曲线见表4，泄 流能力曲线见表5。 表4冯家山水库汛限水位以上水位~库容关系曲线 高程(m) 707 708709710711712712.7713714715716
库容（万m)2175023162247282634127925295573073831275330503481236795 表5冯家山水库泄流曲线 库水位 最大泄流量(ms) 库水位 最大泄流量(ms) (米)合 计泄洪洞溢洪洞非常溢洪道（米） 计泄洪洞隘洪洞非常溢洪道 652.50 0 696494494 0 65419.519.5 69852450420 6564646 69955650947 658106106 700595 51382 660156156 701646518128 662234234 702704524180 664287287 703777529248 666308308 704844534310 668326326 705923538385 670339339 7061018 543475 672353353 7071108548560 674366366 7081208553655 676379379 708.81293 558735 678394394 7091314559755 680405405 7101412562850 682 418418 710.51468 565903 684429429 7111522 567955 686442442 71216275721055 688 453453 712.71715 5751140 688.5456456 71317165761140 690463463 713.517205801140 691 468 468 714172 5851140 692 474474 714.520255851140 300 693478478 714.812025 5851140 300 694 483 483 715 202 586 1140 300 695488488 715.220265861140 300 53.3泄流过程 根据冯家山水库的入库洪水过程、调洪计算原则和特性曲线，采用列表试算 法对冯家山水库P-1%和P-0.1%的洪水进行调节计算，计算过程和下泄流量过 程见表6和表7