李宗波，孙成玲

（1.山东省莒南县十字路水利服务中心，山东 莒南 276600；2.山东省莒南县大店水利服务中心，山东 莒南 276612）

各种自然灾害对人类的破坏是十分严重的，其中，洪水对人们的生活有严重的影响。洪水的发生会给人类的生命财产安全带来极为严重的威胁。因此，水库大坝建设变得十分重要。本文就针对莒南县十字路街道兴隆店子水库大坝的安全评价进行分析，以保证水库大坝的安全应用。

1 工程综合概况

1.1 工程概况

兴隆店子水库位于山东省莒南县城南3 km2处，坝址建在滨海水系，洙溪河支流，野疃河上游。水库于1978年10月动工，1979年2月建成蓄水。总流域面积0.8 km2，总库容51.2万m3，兴利库容38.8万m3。水库防洪标准为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。兴利水位104.36 m（1985年黄海高程系，下同），设计洪水位105.50 m，校核洪水位106.10 m。总库容51.20万m3，兴利库容38.80万m3，调洪库容12.40万m3。是一座以防洪、灌溉、养殖于一体的综合性小（二）型水库。水库由大坝、溢洪道两部分组成。

（1）工程等级与洪水标准。兴隆店子水库兴利库容38.8万m3，总库容51.2万m3。根据GB 50201—2014《防洪标准》规定，水库规模为小（二）型，属Ⅳ等工程，主要建筑物级别4级。本次设计洪水采用20年一遇，校核洪水采用200年一遇。

（2）大坝。水库大坝为均质土坝，坝顶高程107.38 m，坝长266 m，坝顶宽5.6 m，最大坝高13.48 m。迎水坡1∶2.5，背水坡1∶2.25。

（3）溢洪道。溢洪道为开敞式，堰顶高程为104.36 m，宽度为9 m，历史最大泄量31.5 m3/s。

1.2 工程建设及运行情况

兴隆店子水库由莒南县水利局设计，1978年10月开始施工，于1979年2月建成蓄水。

当时施工中存在着工程标准低，施工质量较差，密实度不均匀等问题，又经长期运行造成亚稳固状态。

1.3 工程特性表

工程的特征指标情况见表1。

表1 工程特性表

1.4 水库安全评价的依据

本次安全评价是依据《水库大坝安全鉴定办法》（水建管〔2003〕271号）和SL 258—2017《水库大坝安全评价导则》，结合兴隆店子水库的实际情况而进行。

（1）勘探测量资料。①水库除险加固工程设计报告。②航测库区及坝址区地形图（1/10 000）；工程局部地形图；实测大坝纵横断面图；溢洪道横断面图。③现状地质勘测资料，工程质量检测资料。

（2）其他资料。①有关技术档案资料。②水库大坝安全鉴定评价报告。③水库安全鉴定结论审核意见。④其他相关资料。

2 防洪能力复核

2.1 防洪标准复核

根据SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，兴隆店子水库兴利库容为38.8万m3，总库容为51.2万m3，工程规模为小（二）型，工程等别属IV等，主要建筑物级别为4级。

根据鲁水管字[2008]1号文精神，按照《山东省小型水库洪水核算方法》（试行）、山东省水文水资源勘测局《山东省小型水库所在县暴雨统计参数分析成果》及SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》，兴隆店子水库划为山区水库。本次安全评价设计洪水标准取20年一遇，校核洪水标准取200年一遇。

2.2 设计洪水复核计算

（1）流域特征参数

①流域面积F＝0.8 km2。

②干流长度L＝3.34 km。

③干流比降J＝0.071 m/m。

（2）洪水核算

①洪水标准：设计P=5%，校核P=0.5%。

②洪峰流量。

③流域综合特征参数

④查《山东省小型水库洪水核算办法》（试行）辅助图表得该水库位置多年平均最大24 h降雨量为H24=95 mm，最大24 h降雨量变差系数为CV=0.59。

⑤采用CS=3.5CV，应用皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表得：

⑥各种频率最大24 h降水表量H24p＝KP×H24，则：

⑦单位面积最大洪峰流量qm，该流域属山区，由K值、H24p值查太沂山北山区qm-H24P-K关系曲线得

⑧设计最大洪峰流量Qm=qm×F。

（3）洪水总量W和洪水过程线的计算

采用公式W=0.1hRF则

①洪水总量W的计算。

20年一遇洪水总量W的计算。

20年一遇的24 h设计暴雨量为H24P=207.1 mm，其中75%为207.1×75%=155.33 mm，前期影响雨量Pa=40 mm，则

查P+Pa-hR关系曲线得hR=l08 mm。

即20年一遇洪水总量W为

200年一遇洪水总量W的计算。

200年一遇的24 h校核暴雨量为H24P=338.68mm，其75%为338.68×75%=254.01 mm，前期影响雨量Pa=40 mm，则

查P+Pa-hR关系曲线得hR=213 mm。

即200年一遇洪水总量W为

W=0.1hRF=0.1×213×7.5=159.75万m3。

②洪水过程线的计算。

洪水过程线近似为三角形，其最大洪峰Qm出现在tm=l/3T时，则20年一遇洪水历时为

200年一遇洪水历时为

2.3 大坝抗洪能力复核

2.3.1 大坝坝顶高程复核

坝顶超高按SL 189—2013《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》计算

式中：Y为坝顶在静水位以上的超高，m；R为波浪在坝坡上的最大爬高，m；A为安全加高值，m。复核成果见表2。

表2 坝顶高程复核成果表 m

2.3.2 大坝抗洪能力复核

由坝顶高程计算结果可以看出，20年一遇设计洪水运用情况计算防浪墙顶高程为106.63 m，200年一遇校核洪水运用情况计算的防浪墙顶高程为106.80m，现状坝顶高程105.06m，高出正常情况下静水位1.13m，防浪墙顶高程106.8 m＞106.63 m，坝顶高程满足20年一遇设计标准和200年一遇校核标准。根据上述结果评定该大坝抗洪能力满足GB 50201—2014《防洪标准》和SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》的要求。

兴隆店子水库设计下泄流量为17.6 m3/s（P=5%），校核下泄流量为31.5 m3/s（P=0.5%），从上述计算结果显示溢洪道能够安全下泄最大流量；溢洪道为开敞式，有交通桥，泄槽底部冲刷严重，溢洪道末端无消能工程，对下游河道冲刷严重。

2.4 防洪能力复核结论

（1）水库原设计防洪标准满足GB 50201—2014《防洪标准》和SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》的要求，不需要调整。

（2）大坝现状坝顶高程和防浪墙顶高程均满足规范要求。

（3）水库泄水建筑物的泄流能力满足泄洪要求，但对大坝和下游河道均存在安全隐患。

根据SL 258—2017《水库大坝安全评价导则》的规定，兴隆店子水库防洪标准及大坝抗洪能力满足规范要求，大坝防洪安全性评定为B级。

3 结构安全评价

3.1 大坝结构安全评价

3.1.1 大坝变形分析

大坝未设置变形观测设施。现场实际测量与原加固设计报告比较复核，坝体现状处于稳定状态，下游坝坡未见明显沉降变形、坝顶未见明显水平变形。

3.1.2 大坝变形评价

兴隆店子水库大坝变形分析评价结论如下。

（1）根据现有资料和实际测量结果分析，大坝总体变形性状及坝体沉降处于稳定状态。

（2）大坝变形监测不符合规范要求。

3.2 坝坡稳定复核

3.2.1安全系数

大坝为4级建筑物，据SL 274—2001《碾压式土石坝设计规范》的要求，采用计条块间作用力的简化毕肖普法计算，相应的坝坡抗滑稳定最小允许安全系数见表3。

表3 坝坡抗滑稳定最小安全系数表

3.2.2 计算方法及结果

该大坝为土石坝，根据SL 274—2001《碾压式土石坝设计规范》的要求，对坝坡的稳定分析Auto－Bank7.7程序进行计算，按计条块间作用力的简化毕肖普法计算出抗滑稳定最小安全系数。

3.2.3 计算成果分析

上游坝坡库水位降落工况下的抗滑稳定最小安全系数Kmin不满足规范要求；下游坝坡各工况的抗滑稳定最小安全系数Kmin不满足规范要求。

3.3 泄水、输水建筑物结构安全评价

3.3.1 溢洪道结构安全评价

溢洪道导流墙为浆砌石结构、左侧导流墙受洪水淘刷，损毁严重。下游无消能防冲设施，对下游冲刷严重，需要新建消能工。控制段有交通桥。

3.3.2 结构安全评价结论

根据兴隆店子水库的现状，大坝结构安全复核结论如下。

（1）大坝坝坡抗滑稳定不满足规范要求。

（2）大坝无变形观测设施，无明显变形异常现象。

（3）溢洪道结构强度不满足规范要求，控制段交通影响防汛抢险，下游有阻水建筑物，对行洪存在安全隐患。放水洞结构强度不满足规范要求。

根据SL 258—2017《水库大坝安全评价导则》的规定，该水库大坝结构安全评定为C级。

4 抗震安全评价

4.1 抗震设防烈度复核

据GB 18306—2015《中国地震动参数区划图》，龙门水库库区的地震动反应谱特征周期为0.45 s，地震动峰值加速度为0.05 g，应地震基本烈度为Ⅵ度，根据2017年12月1日实施的《山东省建设工程抗震设防条例》，按照不低于地震动峰值加速度为0.10 g确定抗震设防要求，抗震设防烈度Ⅶ度。

兴隆店子水库设计时地震设防烈度为Ⅷ度，未考虑抗震设计，工程现状抗震设防烈度不满足《山东省建设工程抗震设防条例》要求，需进行调整。

4.2 大坝抗震安全评价

大坝抗震稳定性及结构强度计算见“结构安全评价”章节，在地震工况下，大坝抗震稳定性不满足规范要求。

根据现场勘探成果，大坝为均质土坝，坝体填筑成分主要为壤土，坝基地层主要为中风化花岗岩，坝体和坝基均不存在地震液化的可能。

4.3 泄水抗震安全评价

溢洪道位于大坝左侧，为开敞式结构，地层为花岗岩，强—弱风化，具中等—弱透水性，为坚硬岩。

4.4 抗震安全评价结论

根据水库的现状，抗震安全复核结论如下。

大坝的抗震稳定性不满足规范要求，坝基不存在地震液化可能，抗震措施不完善。

根据SL 258—2017《水库大坝安全评价导则》的规定，该水库大坝抗震安全评定C级。4.5大坝安全综合评价

根据上述综合评价，按《水库大坝安全鉴定办法》第十六条安全分类标准，该坝应为二类坝。

5 渗流稳定性评价

渗流安全评价的目的是复核大坝渗流控制措施和当前的实际渗流性态能否满足大坝在设计条件下安全运行。

本次渗流安全评价采用现场检查法、计算分析法和经验类比法综合使用，以便准确判断大坝渗流性态及渗流安全。

6 坝基渗流安全评价

根据土工试验提供的大坝土料的物理性能试验成果，坝基防渗性良好，一般不会发生大的渗漏问题。根据调查访问及现场查勘，坝后脚未发现渗漏现象。根据SL 258—2017《水库大坝安全评价导则》的规定，坝基渗流满足规范要求。

7 溢洪道渗流安全评价

溢洪道受洪水淘刷，岸墙基础裸露，通过现场检查，溢洪道堰基不存在明显渗漏和绕渗现象，基础抗渗效果良好。

8 结束语

兴隆店子水库大坝安全评价，为规范、指导水库管理单位及其主管部门在水库大坝发生突发安全事件时做好安全管理应急调度和抢险工作，建立健全应对突发安全事件的指挥、防范、处置体制和机制，明确各级政府和相关部门及组织的职责和权利，提高应对突发事件能力、降低水库风险、避免或减少损失的非工程措施，为影响范围内安全管理（防汛）调度所涉及的部门、单位、机构和设施等工作奠定基础。