李水库除险加固工程初步设计报告-学位论文.doc

吉林省伊通满族自治县东李水库除险加固工程 初步设计报告

吉林省伊通满族自治县东李水库除险加固工程

初步设计报告

吉林省银河水利水电新技术设计有限公司

二00九年七月十日

目 录
1 综合说明 1
1.1 绪言 1
1.2 水文 2
1.3工程地质 2
1.4工程任务和规模 5
1.5工程现状及存在问题 5
1.6工程布置及建筑物 8
1.7金属结构 9
1.8施工组织设计 10
1.9 环境影响评价和环境保护设计 11
1.10 水土保持设计 11
1.11 工程管理设计 12
1.12设计概算 12
2 水文 16
2.1 流域概况 16
2.2气象 16
2.3径流 18
2.4 洪水计算 18
2.5洪水调查 23
2.6 泥沙 23
2.7冰情 23
2.8坝下水位流量关系曲线 23
3工程地质 26
3.1 工程概述 26
3.2 区域地质 27
3.3 库区工程地质条件及评价 27
3.4坝址区工程地质条件及评价 28
3.5天然建筑材料 33
3.6结论及建议 34
4 工程任务和规模 35
4.1工程概况 35
4.2工程建设的必要性 35
4.3项目建设的任务 36
4.4洪水调节 36
5.工程现状及存在问题 42
5.1土坝工程 42
5.2泄洪洞工程 46
5.3安全鉴定结论 47
6工程布置及建筑物设计 48
6.1 设计依据 48
6.2工程总体布置及方案的确定 49
6.3 土坝设计 50
6.4 泄洪洞设计 59
7机电与金属结构 71
7.1 电气 71
7.2 金属结构 71
8 施工组织设计 72
8.1 施工条件 72
8.2施工洪水与施工导流 73
8.3主体工程施工 74
8.4 土石方平衡及弃渣场规划 75
8.5 施工交通运输 76
8.6 施工企业 76
8.7 施工总体布置 77
8.8 施工总进度 78
8.9 主要施工设备 81
8.10 施工管理 82
9 环境影响评价和环境保护设计 82
9.1 评价依据 82
9.2 设计依据 82
9.3 环境影响评价结论 83
9.4 环境保护设计 84
9.5 环境保护管理 85
9.6 环境保护投资概算 85
10 水土流失方案设计 86
10.1方案编制依据 86
10.2水土流失防治责任范围 86
10.3水土流失防治目标与方案 87
10.4水土保持监测与管理 89
10.5水土保持投资概算 89
10.6结论与建议 90
11工程管理设计 90
11.1 管理系统概况 90
11.2 管理机构和人员编制 91
11.3 工程管理范围与保护范围 91
11.4 工程运行管理 92
12 工程概算 92
12.1 投资主要指标 92
12.2 编制依据 92
12.3 设计概算编制说明 93

附件：
1吉林省水利厅吉水农局函2009《吉林省水利厅关于伊通县中央补助病险水库三类坝安全鉴定成果的核查意见》。
2 伊通满族自治县东李水库除险加固工程初步设计图纸汇编
3伊通县东李水库除险加固工程地质勘察报告

13
1 综合说明
1.1 绪言
东李水库位于伊通满族自治县三道乡东李村，建在东李河上游，地处丘陵区。坝址以上流域面积9.8km2。是一座以防洪为主，结合灌溉、养鱼等综合利用的小（1）型水库。
东李水库始建于1970年，原设计防洪标准为20年设计、50年校核，总库容126万m3。其中死库容15万m3，兴利库容62万m3，防洪库容50万m3。原设计泄洪洞位于大坝桩号0+132m处，为双孔1.0m×1.2m钢筋混凝土方洞。土坝坝型为粉质壤土均质坝，坝顶长度440 m。设计坝顶高程268.50m，实测坝顶高程为268.43～269.143m，坝顶宽度4.5～5.5m，最大坝高7.43 m。坝顶路面为粉质壤土。上游坝坡1:3，为干砌石护坡，下游坝坡1:2.5，为草皮护坡。坝体排水为干砌石棱体排水，现已破坏。
本次设计防洪标准为20年设计，100年校核，总库容117.32×104m3，死库容0.5×104m3，兴利库容46×104m3，防洪库容41.02×104m3。
水库担负三道乡及下游5个村7个屯的防洪任务，保护人口1.8万人,房屋48万m2，学校6所，耕地2.3万亩,乡村公路4km，供电线路5km。防洪保护效益达2.6亿元。
水库建成运行至今，存在问题较多，是一座病险水库。2007年4月在大坝安全鉴定中被列为三类坝。
东李水库除险加固工程初步设计的任务是复核水库防洪标准，对现有建筑物进行除险加固处理。按现行规范要求设计洪水标准为20年设计、100年校核。20年一遇设计洪峰流量为36.1m3/s，100年一遇校核洪峰流量为73.4m3/s。本次除险加固初步设计是受伊通满族自治县水利局的委托，在我公司2007年4月完成的伊通满族自治县东李水库大
坝安全鉴定报告的基础上进行。
1.2 水文
东李水库位于东辽河流域孤山河支流东李河上，水库集雨面积9.8Km2。属丘陵区水库，流域属于温带大陆性气候，四季分明，春季干燥风大，夏季炎热多雨，秋季温和，冬季寒冷。洪水成因主要是暴雨所致，大暴雨出现在7—8月份，以吉林省暴雨资料为统计参数，径流计算采用多年平均径流深等值线图，查径流深为125mm，则多年平均径流总量为122.5×104 m3，P=20%的径流总量为42.0×104 m3，设计洪水按无资料情况，采用由暴雨资料推求设计洪水的方法，采用原设计、水科所法和罗氏法分别计算洪峰流量，经与原设计和本次设计分析比较，采用罗氏法。设计洪峰流量成果见表1-1。
表1-1 东李水库设计洪水成果表（罗氏法）
阶段
方法
参数
P（%）
1
2
5
10
20
罗氏法
Q（m3/s）
73.4
55.7
36.1
24.1
14.7
W24(104m3)
179.0
148.0
107.0
75.0
42.0
设计洪水过程线采用阿列克谢也夫概化过程线作为设计洪水过程线。泥沙采用《吉林省地表水资源》查算多年平均悬移质输沙模数分区图，年输沙总量为500t。冰清根据水库运行统计，封冻天数为141天左右，平均冰厚为0.8m。
1.3工程地质
1.3.1区域地质概况
场地为东李河冲洪积“U”型河谷地貌，两侧为低山，宏观地貌单元为丘陵地貌。库区在山前和河道广泛发育第四系冲洪积层，下覆基岩为花岗岩。
地表水主要来源于本库区上游汇水面积内大气降水形成的地表径流。地下水主要靠大气降水补给、河流渗透补给、侧向径流补给；以侧向径流排泄、蒸发排泄为主。地震抗震设防基本烈度为Ⅵ度。属相对稳定地区。
1.3.2库区工程地质
库区渗漏：库区两岸为低山，岩性为弱透水性（k＜10-4cm/s）的粉质壤土及残积土，无低垭口和低邻谷，不存在渗漏问题。
坍岸：库区两岸无陡峭坡体，因此不存在塌岸问题。
淤积：库区范围内植被少，有明显水土流失现象，因此坝前淤积明显。
浸没：库区两岸为低山，经现场调查，水库运行以来未出现浸没问题。
1.3.3坝区工程地质
1、坝体
坝体填筑土的压实度=0.890，小于《碾压土石坝设计规范》（GSL274-2001）所规定的0.96的要求；实测干密度离散性较大，土坝碾压质量基本满足要求。
填筑土的实测渗透系数k=1.620×10-7～1.600×10-6cm/s, 平均值为7.960×10-7cm/s，可见其为极微透水层，是良好的隔水体，满足《碾压土石坝设计规范》（GSL274-2001）均质坝不大于1.0×10-4cm/s的要求。
2、坝基
坝基土地层岩性由②粉质壤土、③粉质壤土、④残积土、⑤花岗岩组成。
渗稳：现有坝基不存在渗漏、渗稳问题，由于坝体土与第②、③层粉质壤土是良好的隔水层，坝前蓄水后，不影响坝前正常蓄水。建议设计部门按照新的防洪标准对相关坝段进行渗稳复核计算，防止发生渗流破坏。
滑稳：原设计护坡块石没有护至坝顶，已风化、变形，且多处出现滑坡。大坝护坡已失去防护功能，对大坝安全不利。坝基土地层分布较均匀，建议设计部门根据现有地质条件，按照新的防洪标准，选择不利断面及可能的浸润线进行抗滑验算，确保大坝不产生深、浅滑移。
沉稳：经过38年运行，坝基土的压缩固结基本结束，如果大坝不加高，可不考虑沉降稳定；如坝体加高，应根据土压力与土体的压缩模量进行沉降验算，并应控制沉降量计算值小于允许值。
震稳：根据“吉林省地震动参数区划工作图”，场地地震设防烈度为Ⅵ度，场地无液化问题，也无软土存在，可不必考虑震陷稳定。
1.3.4建筑物工程地质评价
泄洪洞位于土坝桩号0+132m处，与大坝正交，洞身为2.0m×2.0m钢筋混凝土方洞。进口底板高程263.00m，输水洞基础均座落在第②层粉质壤土上。承载力可满足建筑物荷载要求。不存在工程地质问题。
1.3.5天然建筑材料
1、块石料场
据调查，伊通满族自治县伊丹碾子山采石场的石料，可做为坝坡护坡用块石料。该料场的石料均为花岗岩类，其抗压强度大于104.8MPa，完全满足设计要求，且其储量丰富，运距60km,有公路与水库相连，可做为本次除险加固的块石料场。
2、砼用碎石料场
砼用碎石料可用黄岭子石场的碎石料，该料场储量丰富，满
足设计所需，运距55km，有公路相通，可做为本次除险加固的砼用碎石料场。
3、砂料场
河砂可采用孤山河大孤山砂场的砂料，该料场的砂料储量远大于设计所需，砂料的矿物成份以长石、石英为主，运距20km。山砂采用库区西南丘陵区的山砂，运距为15km。有公路与水库相通，可做为本次除险加固的砂料场。
4、土料场
土料可采用东李水库西南丘陵区的土料，该料场的土料储量远大于设计所需，土料为粉质壤土，运距2km,有公路与水库相通，可做为本次除险加固的土料场。
1.4工程任务和规模
1.4.1工程任务
本次除险加固工程任务：
（1）依据现行规范确定的洪水标准，复核坝顶高程，对大坝进行结构稳定复核，渗流稳定复核。
（2）将现有泄洪洞和灌溉支洞均拆除原位新建。
（3）更新闸门和启闭机。
（4）上游大坝块石护坡拆除后重新砌护。
（5） 下游坡设计采用天然草皮护坡，增设压重、贴坡排水，透水盖重。
1.4.2洪水调节
采用半图解法进行调洪计算。调洪成果见表1-2。
表1-2 洪水调节成果表
频率
水位H（m）
库容V（104 m3）
泄量Q（m3/s）
P=5%
266.63
55.47
15.1
P=1%
267.91
117.32
18.6
1.5工程现状及存在问题
1.5.1土坝工程
1、土坝现状
东李水库土坝为壤土均质坝，现有坝长440m，最大坝高7.43m，现有坝顶宽4.5m~5.5m，坝顶高程为268.43m~268.143m。上游坡比为1:3.0，下游坡比1:2.5。上游坡采用块石护坡，下游草皮护坡。
2、存在的主要问题：
（1）防洪能力：经调洪演算，100年一遇洪水标准确定坝顶高程为268.63m，现有坝顶高程为268.43m～269.143m，最低点低于坝顶高程0.2m。故现坝顶填筑高程不够，不满足防洪标准，无法抵御100年一遇洪水。
（2）坝体：坝体为粉质壤土均质土坝，主要由低液限粘土组成。碾压质量较差，填筑土的实测渗透系数k=1.620×10-7～1.600×10-6cm/s, 平均值为7.960×10-7cm/s，为极微透水层，是良好的隔水体。
（3）上、下游护坡：由于多年受冰推力、冻融、风浪等外力作用，上游干砌石护坡严重风化、块径小，砌石松散、间隙大，局部隆起塌陷。而且护坡高程为267.8m，比实测坝顶低0.63m。降低了防洪标准，失去防护大坝安全的功能。
大坝下游原设计为草皮护坡，实际并未实施，而是自然生长的杂草，防护能力差，历经多年运行，目前多处出现冲沟，坡面不平整，严重破坏。
坝体排水原设计采用棱体排水与排渗沟联合运用的型式。由于下游坝坡遭受破坏，水流冲刷滑坡影响到棱体排水同样被破坏，块石碎石等已堆积到坝脚下，失去排水反滤的作用。集水沟已年久失修，沟槽淤堵，现排水沟轮廓不明显。
（4）坝基：现有坝基不存在渗漏、渗稳问题，由于坝体土与第②、③层粉质壤土是良好的隔水层，坝前蓄水后，不影响坝前正常蓄水。建议设计时按照新的防洪标准对相关坝段进行渗稳复核计算，防止发生渗流破坏。
（5）管理：科学管理手段落后，无管理房、无观测设施、无报汛设备、无通讯设备、无供电设备。同时坝顶为粉质壤土路面，每逢雨季，坝顶十分泥泞，无法满足汛期抢险车辆交通要求。
1.5.2泄洪洞工程
1、泄洪洞现状
该水库泄洪建筑物为泄洪洞，1970年修建，位于大坝左端桩号0+132m处，与大坝正交，为单孔2.0m×1.2m钢筋混凝土方洞，进口底板高程262.00m，输水洞基础座落在②粉质壤土层上。
2、存在问题
现有泄洪洞破坏严重，竖井砼表面严重剥落，钢筋裸露锈蚀；启闭机房门窗损坏，屋盖破损；工作桥支墩倾斜，桥面断裂。闸门现已锈蚀，橡皮止水失效。启闭设备陈旧老化，螺杆弯曲。 洞壁砼剥蚀破损，钢筋裸露锈蚀；洞身最后一道分缝在冻胀力的作用下，两段洞体间已错位，错位达4cm，止水失效，出现渗水现象，已无法发挥正常泄水与供水的作用。出口消力池段边墙向内倾斜，两侧浆砌石刺墙断裂。海漫彻底水毁。东西两侧灌溉支洞出口段水毁。东侧分水闸门为木闸门，现已腐烂。启闭设备陈旧老化，螺杆弯曲，启闭失灵，无继续使用价值；西侧分水闸无闸门和启闭设备。影响正常灌溉供水。
1.5.3安全鉴定结论
2007年《吉林省伊通满族自治县东李水库大坝安全鉴定报告》中安全鉴定结论如下：
大坝工程质量评价为不合格。
大坝运行管理评价为差。
大坝防洪能力安全性级别为C级。
大坝结构安全性评价中挡水建筑物结构安全性为C级；泄水建筑物结构安全性为C级。综合评价东李水库结构安全性为C级。
大坝渗流安全性级别为B级。
大坝金属结构安全性级别为C级。
大坝抗震能力不复合。
综合以上对大坝工程质量、运行管理、防洪能力、结构稳定、渗流稳定、抗震能力、金属结构等专项安全复核评价结果，根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）中相应的安全性分级表及标准，确定本工程安全性级别为三类。
1.6工程布置及建筑物
1.6.1 工程等别和标准
东李水库总库容为117.32×104 m3，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，该水库为小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，大坝设计防洪标准为20年一遇，校核防洪标准为100年一遇，坝址区地震基本烈度为Ⅵ度。
1.6.2 工程总体布置
本次除险加固设计，东李水库由大坝和泄洪洞组成。大坝轴线位置不变，全长440m，坝顶宽5m，坝顶高程为268.63m。上游坡比为1:3，采用干砌块石护坡；下游坡比1：2.5，采用天然护坡，新建压重、贴坡排水、透水盖重、排水沟；坝顶设计砼路面。
根据地形条件，新建泄洪洞位置选择在原泄洪洞位置，位于大坝桩号0+132m处，与坝轴线正交，由进口段、竖井段、洞身段、陡坡段、消力池段和海漫段组成，闸孔尺寸2孔×1.0×1.3m，洞身段尺寸2.0×2.0m，底板高程为263.00m。泄洪洞两侧距出口2.8m处设计灌溉支洞。
1.6.3 土坝
本次土坝除险加固工程设计项目有：土坝坝顶高程的复核，上游坝坡进行翻修、护砌，下游增设压重、坝体排水、透水盖重，设计坝顶路面等。
1.6.4 泄洪洞设计
泄洪洞位于大坝桩号0+132m处。全长97.6m，由进口段、竖井段、洞身段、陡坡段、消力池段和海漫段组成。泄洪洞钢筋混凝土强度等级C25，抗冻标号F200，砼强度等级C15。
1 进口段
进口段为钢筋砼U型槽结构，长6m。
2 闸室段
闸室段长5m，底板厚0.8m。启闭平台顶高程与坝顶齐平，高程268.63m。工作桥为钢筋混凝土T型结构，长7.5m，桥面宽1.8m。启闭室高3.0m，建筑面积13.3m2。
3 洞身段
洞身为钢筋混凝土坝下涵洞，长19m，过水断面2m×2.0m。在洞身出口处0.6m处设节制闸。
4 陡坡段
陡坡段为钢筋混凝土U型结构，长15.1m。
5 消力池
消力池为钢筋混凝土U型结构，长13m，过水断面宽7m，池深
1.2m。
6 海漫段
长25m，底宽7m。采用干砌石砌护，高程由259.5m降至259.45m，比降1/500。防冲槽长5.5m，高程259.45m。堆石结构。
7灌溉支洞
在泄洪洞两侧分别布置灌溉支洞，灌溉支洞为钢筋混凝土矩形结构，长16.5m。
1.7金属结构
1.7金属结构
本次设计闸门启闭机设备采用一台JF动力箱为启闭开关控制箱，电源用VV-4×4型电缆引入。为解决闸门启闭机及厂内供电需要，配备15KW柴油发电机一台。
检修工作闸门为PZM1.0×1.6m的铸铁闸门两扇，工作闸门为PZM1.0×1.3m的铸铁闸门两扇，采用LQ-5t的手电两用螺杆启闭机四台；节制闸门采用2.0×2.0m一扇，采用LQ-10t的手电两用螺杆启闭机一台。
灌溉支洞闸门采用PZM0.5×0.7m铸铁闸门二扇，LQ-3t的手电两用螺杆启闭机二台。
1.8施工组织设计
1.8.1施工条件
本流域气象特征属于温带大陆性气候，四季分明，春季干燥风大，夏季炎热多雨，秋季温和，冬季寒冷。洪水成因主要是暴雨所致，暴雨较集中。
东李水库气象资料选用伊通站为参证站进行资料统计。
将施工期划分为两期，春汛分期：4月5日—5月31日，秋汛分期：9月1日—10月31日。
1.8.2施工导流
1、施工洪水
根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）第3.2.6条的规定，其导流建筑物应为Ⅴ级建筑物。其施工洪水采用5年一遇洪水标准。
2、 施工导流
根据东李水库本次除险加固工程施工特点，采用拦蓄方案保证施工顺利进行。
本次施工围堰是针对重建泄洪洞进行设计的。围堰按5年一遇施工期洪水总量全部入库计算。 施工围堰顶高程的确定：根据农田科提供的数字，东李水库施工期正常养鱼10万尾，灌溉水田40公顷，共需水量20×104 m3。本次设计护坡最低高程应保证水库正常养鱼和灌溉。即水库可允许放至水位265.63m，对应库容为20×104 m3。同时，按5年一遇4、5月份径流量11.2×104 m3全部入库考虑，共31.2×
104 m3，相应水位为265.99m，波浪高度0.99m，再加0.5m的安全超高，确定围堰堰顶高程为267.48m。
施工围堰采用草袋土围堰，草袋土围堰内设防渗膜，迎水坡坡比为1：1.5，背水坡坡比为1:1.5，堰顶宽度为3m，施工围堰全长125m。
1.8.3主体工程施工
本工程施工项目有二项：
（1）大坝工程
（2）泄洪洞工程
本工程施工总工期为一年。
1.9 环境影响评价和环境保护设计
该工程评价范围为：库区及库区周围淹没线向外延伸2km范围。
影响评价主要包括对水质、生态、人群健康等。
采取的环境保护措施主要有施工废水处理，生活垃圾及生活污水处理，噪声、飘尘防护，生态环境保护设计等，以达到缓解和消除各类污染的影响。
环境保护设计投资概算为3.05万元。
1.10 水土保持设计
水库水土流失防治责任范围为项目建设区，包括工程建设永久占地区、施工临时占地区、取料场及弃渣堆放占地区。
工程产生的水土流失主要是临时施工占地、临时料场占地、弃渣场。
本次设计对水土流失采取的措施有：拦渣、场地平整及绿化美化等工程措施和生物工程。
水土保持工程总投资为2.57万元。
1.11 工程管理设计
根据水利部、财政部水办[2004]307号关于印发的《水利工程管理单位定岗标准》中的水库管理编制定员标准，东李水库人员总编制为10人。
1.12设计概算
1.12.1工程投资
本工程概算总投资为698.67万元，其中：建筑工程386.89万元，机电设备及安装工程2.55万元，金属结构设备及安装工程7.68万元，施工临时工程124.37万元，独立费用138.56万元，基本预备费33万元，水土保持工程2.57万元, 环境保护工程3.05万元。总工程量为4.61万m3，其中土石方开挖2.1万m3，土石填筑1.69万m3，砼0.06万m3，砌石0.19万m3。 工程所需钢材41T，水泥198T，木材3m3，总工日为1.03万个。
1.12.2编制原则
⑴水利部水总[2002]116号关于发布《水利建筑工程预算定额》、《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》及《水利工程设计概（估）算编制规定》的通知；
⑵勘测设计费按国家计委、建设部计价格[2002]10号文件；
⑶工程监理费按国家发改委、建设部发改价格[2007]670号文件；
⑷吉林省水利厅及地方政府有关规定。
附：水库工程特性表
表1—3 工程特性表
序号
项目
单位
原设计指标
现状指标
本次设计
一
河流特性
—
—

—
1
流域面积
Km2
9.8
9.8
9.8
2
水文系列
年
无资料
无资料
无资料
3
坝址径流特性
mm
—

—
（1）
多年平均径流深
mm
130

125
（2）
多年平均径流量
104m3
127.4

122.5
（3）
洪峰流量

P=5%
m3/s
34.3

36.1

P=2%
m3/s
60.8

55.7

P=1%
m3/s
无资料

73.4
（4）
洪水总量

P=5%
104m3
108

107.0

P=2%
104m3
136

148.0

P=1%
104m3
无资料

179.0
4
降雨蒸发
—
—

—
（1）
流域多年平均降雨量
mm
660

623
（2）
流域多年平均水面蒸发量
mm
1300

806
二
水库特性
—
—

—
1
正常高水位
m
266.40
266.40
266.40
2
汛期限制水位
m
265.40
265.40
265.40
3
死水位
m
264.0
264.0
264.0
4
设计洪水位p=5%
m
266.8

266.63
5
校核洪水位
m
—

—

p=2%
m
267.5

—

p=1%
m
—

267.91
6
正常高水位库容
104m3
77

46.5
7
兴利库容
104m3
62

46
8
死库容
104m3
15

0.5
表1.3(续) 工程特性表
序号
项目
单位
原设计指标
现状指标
本次设计
9
最大库容
104m3
126

117.32
10
水库最大水面面积
104m2
51
37
55
11
调节特性
—
年调节

年调节
三
土坝特性
—
—

—
1
坝型
—
粉质壤土均质坝
粉质壤土均质坝
粉质壤土均质坝
2
坝顶高程
m
268.5
268.43
268.63
3
坝顶宽度
m
3.8
4.5—5.5
5
4
坝顶长度
m
440
440
440
5
最大坝高
m
7.5
7.43
5.13
四
泄洪洞特性
—
—

—
1
型式
—
钢筋砼方洞
钢筋砼方洞
钢筋砼方洞
2
闸孔尺寸
m
2×1.0×1.3
2×1.0×1.3
有压段2×1.0×1.3
无压段2×2
3
进口底板高程
m
262.0
262.0
263.0
4
设计泄流量
m3/s
—

15.1
5
最大泄流量
m3/s
14.0

18.6
五
工程效益
—
—

—
1
防洪保护面积
万亩
2.3
2.3
2.3
2
水田灌溉面积
万亩
0.18
0.03
0.068

2 水文
2.1 流域概况
东李水库位于伊通满族自治县三道乡东李村，孤山河支流东李河上，地处丘陵区。水库控制流域面积9.8Km2。河道长度4.3Km，河道比降5.48‰，流域坡面长度1421 m，流域坡面坡度4.03%，流域多为粉质壤土，海拨高程在260—340 m之间。
2.2气象
本流域位于吉林省中部地区，气象特征属于温带大陆性气候，四季分明，春季干燥风大，夏季炎热多雨，秋季温和，冬季寒冷。洪水成因主要是暴雨所致，大暴雨出现在7—8月份，暴雨较集中，主要天气系统气旋活动频繁。
东李水库没有气象观测资料，本次设计以吉林省暴雨资料为统计参数。多年平均降水量623mm，降水量多集中在6—9月，占全年降水量的81.6%。多年平均水面蒸发量806 mm。多年平均径流深125mm，多年平均径流量122.5×104 m3。
多年平均气温4.7℃，极端最高气温36℃（1972年7月18日），极端最低气温—40.2℃（1970年1月4日）。大坝轴线与NS向成530角，迎水面风向为SE向，多年平均库面最大风速4-10月份为12.87m/s，6-9月份为10.78m/s 。最大冻土深度1.64m，水库冰层厚度0.8—1.1m。多年平均日照2510.6小时。

35

2.3径流
采用多年平均径流深等值线图，查径流深为125mm，则多年平均径流总量为122.5×104 m3，P=20%的径流总量为42×104 m3，4、5月份径流量为11.2×104 m3。
2.4 洪水计算
2.4.1 设计洪水
东李水库自建库以来，无水文观测资料，本次设计对设计洪水的计算按无资料情况，采用由暴雨资料推求设计洪水的方法。
2.4.2 设计暴雨计算
设计暴雨特征值由1989年版《吉林省暴雨图集》查得，根据皮尔逊Ⅲ型曲线，偏态系数CS采用与变差系数CV经验倍比关系，计算成果见表2—1。
表2—1 东李水库设计暴雨成果表 单位：mm
时段
均值
CV
Cs/Cv
P(%)
1
2
5
10
20
24h
67.0
0.61
3.5
217.1
187.6
148.9
119.7
90.9
3d
86.0
0.57
3.5
262.6
228.7
183.8
149.9
115.9
7d
114.0
0.52
3.0
313.5
277.9
230.0
192.9
154.4
30d
235.0
0.43
2.5
545.3
495.1
426.0
370.5
310.6

2.4.3 设计净雨计算
由设计暴雨推求各频率设计净雨值，成果见表2—2。
降雨径流关系：全流域未蓄满时，R=[(P+Pa)/a]2。全流域蓄满时， R=m(P+Pa-Im)。
采用计算参数，Im=100、 K=0.88 、a=24、 n=0.73、 m=0.95、(P+Pa)o=132.4
表2—2 东李水库设计净雨成果表 单位：mm
时段
P(%)
1
2
5
10
20
24h
182.7
151.2
109.0
76.3
42.6
3d
216.3
181.2
134.1
97.6
59.7
2.4.4设计洪峰流量、设计洪水总量计算
1）设计洪峰流量
设计洪峰流量由两种方法计算：罗氏法和水科所法。
⑴罗氏法
由软件计算程序直接计算设计洪峰流量，成果见表2—3。
计算公式为：=16.67
式中 —径流系数, =0.3450.15 ;
—暴雨不均匀系数, ；
—暴雨强度, ；
—坡面汇流速度, ；
—坡面特性参数, ；
—河道特性参数,
—流域面积, =9.8km2；
—河道长度, =4.3km；
—河道比降, =5.48‰；
—坡面长度, =1421m；
—坡面坡度, =4.03%；
—土壤系数, (中等透水性土壤)；
—坡面糙率系数, ；
—暴雨递减指数, =0.73。
表2—3 东李水库设计洪水成果表 单位：m3/s、104m3
P(%)
1
2
5
10
20
24小时点雨量（mm）
217.1
187.6
148.9
119.7
90.9
24小时面雨量（mm）
217.1
187.6
148.9
119.7
90.9
24小时径流深hR（mm）
182.7
151.2
109.0
76.3
42.6
汇流时间T（h）
2.6
2.9
3.5
4.1
5.1
Qm（m3/s）
73.4
55.7
36.1
24.1
14.7
⑵水科所法
由软件计算程序直接计算设计洪峰流量，成果见表2—4。
计算公式：
——最大洪峰流量；
α——暴雨强度；
ψ——径流系数；
F——集水面积；
表2—4 河道长度L=5.4km 河道比降J=0.00849 汇流参数m=0.44
P(%)
1
2
5
10
20
24小时点雨量（mm）
217
188
149
120
90.9
24小时面雨量（mm）
217
188
149
120
90.9
径流深hR（mm）
183
151
109
76.3
42.6
产流历时tc（h）
40.7
34.6
24.2
14.5
4.7
汇流时间T（h）
5.9
6.2
6.7
7.3
8.8
Qm（m3/s）
64.7
53.1
38.2
26.9
13.2
2） 设计洪量
由于水库集水面积较小，起调节作用的时段洪量为24小时，故本次设计洪量选用24小时洪量，由24小时设计净雨推求。
计算公式为：
式中： —设计净雨(mm)；—为流域面积(km2)。
由设计净雨推求设计洪量，成果见表2—5。表中为一日洪量。
表2—5 设计洪量成果表 单位：mm、104m3
径流深
洪量
P(%)
1
2
5
10
20
R（mm）
182.7
151.2
109.0
76.3
42.6
Wp
179.0
148.0
107.0
75.0
42.0

2.4.5设计洪水过程线
采用阿列克谢也夫法计算。设计洪水过程线见表2—6。

表2—6 设计洪水过程线成果表
时 段
P（%）
1
2
5
10
20
0
0
0
0
0
0
1
38.6
20.5
9.2
2.8
0.1
2
69.5
50.6
27.6
12.9
3.4
3
73.4
55.7
35.4
20.8
8.2
4
64.2
51.8
36.2
24.1
13.0
5
53.2
45.0
32.4
23.3
14.6
6
43.4
37.0
27.9
21.0
14.1
7
34.2
30.4
23.8
18.0
12.7
8
27.2
24.6
19.6
15.4
10.6
9
21.2
19.3
16.2
12.7
8.6
10
16.4
15.5
13.2
10.3
6.8
11
12.6
12.3
10.6
8.4
5.3
12
9.8
9.6
8.6
6.8
4.1
13
7.5
7.6
6.8
5.5
3.2
14
5.8
6.0
5.5
4.4
2.4
15
4.4
4.7
4.4
3.5
1.8
16
3.4
3.6
3.4
2.8
1.4
洪水过程线如下图所示。
2.4.6 成果合理性分析
因水库无资料，本工程采用罗氏法、水科所法与原设计相比较，峰值误差11.85%，量值误差8.11%，详见表2—7、2—8，罗氏法、水科所法与原设计对照非常接近。计算依据为《吉林省暴雨图集（1989）》。
经分析认为本次成果合理，可用于初设阶段。
表2—7 洪峰流量合理性分析比较表 单位：m3/s
计算方法
P（%）
备　注
1
2
5
10
20
罗氏法
73.4
55.7
36.1
24.1
14.7
采用值
水科所法
64.7
53.1
38.2
26.9
13.2

原设计

60.8
34.3

表2—8 洪水总量合理性分析比较表　　　　　单位： 104m3
计算方法
P(%)
1
2
5
10
20

本次设计
179
148
107
75
42
采用值
原设计

136
108

2.4.7 分期洪水
东李水库按5年一遇施工期洪水总量全部入库计算，分别在本次设计采用

洪水过程线

的库容曲线（H～V）上查得相应最高洪水位，成果见表2-9。
表2-9 施工期设计洪水成果表
分期洪水
春汛
秋汛
洪峰流量（m3/s）
0.7
0.6
洪水总量（104m3）
11.2
7.4
相应洪水位（m）
265.99
265.88

2.5洪水调查
2006年8月12日，伊通县普降大暴雨，东李水库管理所观测到水库观测水尺最高水位为267.85m，超过原设计校核洪水位（267.5m）0.35m。本次洪水经推算，本次降雨已达到百年一遇洪水标准。
2.6 泥沙
东李水库没有实测泥沙资料，本次依据1984年版《吉林省地表水资源》成果查阅分析，东李水库年输沙模数为500T/km2.Y，东李水库悬移质多年平均输沙量为0.49×104T；推移质输沙量按占悬移质输沙量的25%计；年输沙总量为0.61×104T。
2.7冰情
根据水库运行统计，多年平均初冻日期为11月18日，封冻日期为12月1日，多年平均开河日期为3月29日，终冰日期为4月14日，封冻天数为131天左右。冰层厚是0.8—1.1m左右。
2.8坝下