华宁县水利工程管理与质量安全监督站 652899
摘要：本文通过介绍糯节河水库拦河坝坝顶高程的设计计算，简要分析说明了小型水库土石坝坝高的设计计算过程。
关键词：浅谈 小型 水库 坝高 设计
1 项目基本情况
糯节河水库灌区位于华宁县通红甸乡，水库坝址则位于青龙镇倒马坎村委会岩脚村北东方向800m的糯节河上，地理坐标东经103°02′48″，北纬24°23′17″，属南盘江水系。水库为蓄洪供水工程，控制径流面积22.7 km2，总库容401.68万m3，兴利库容323.3万m3，死库容42.3万m3，调洪库容36.12万m3。正常蓄水位1562.91m，死水位1534.65m，校核洪水位1564.91m，设计洪水位1564.41m。水库设计灌溉面积为7500亩，人畜供水为4080人及13620头大小牲畜，设计年供水量为446.03万m3。
糯节河水库枢纽工程包括拦河坝、溢洪道及输水隧洞；输水渠道全长24.22km，包含了明渠、倒虹吸、隧洞及渡槽等建筑物。
大坝坝型为粘土心墙风化料坝，坝顶高程1565.70m，最大坝高61.7m，坝顶长116.1m，坝顶宽6m。上游坝坡坡比为1：2.25、1：2.50二级，下游坝坡共四级，上面三级为1：2.0，最下面一级为排水棱体，坡比1：1.5。上游设置C15混凝土预制块护坡，下游为草皮护坡。
溢洪道布置于库尾右岸山梁垭口处，泄水至邻谷六寨河，溢洪道为开敞式自由出流，总长74.2m，控制段宽20m，设计最大下泄流量为104.79m3/s。由进口引水段、控制段、缓坡段、泄槽段、消力池段及出口明渠段组成，均为C20钢筋混凝土衬砌。
输水隧洞布置于水库左岸，全长126.3m，其中洞身段长121.3m，最大过流量11.67m3/s。隧洞主要由进口段、有压洞段、闸室段、无压洞段组成，均采用C20钢筋混凝土衬砌。
糯节河水库于2010年6月18日正式动工兴建，于2013年9月建成投入使用。其间于2011年3月，按上级要求，由云南省水利水电工程技术评审中心和云南省水利水电勘测设计研究院组织重新进行了初步设计审核。
2 坝高设计
水库坝址选定后，通过前期勘察资料就能确定相应的河床高程及建基面高程，坝高的设计计算，实际就变成了坝顶高程的确定。坝顶高程的合理确定，是大坝设计的基础，也是大坝经济性的重要影响因素。
2.1坝顶超高确定
坝顶超高y =波浪爬高R +风雍水面高e +安全加高A
2.1.1波浪爬高R
①水库波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式计算：
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糯节河水库风区长（吹程）D=1200m，库区多年平均年最大风速为11.6m/s，正常运用工况计算风速采用多年平均年最大风速的1.5倍，非常运用工况计算风速采用多年平均年最大风速，并根据库区地形求算风向对应的平均水深。计算得：
正常工况平均波高hm =0.281m，非常工况平均波高hm =0.184m。正常工况平均波周期Tm =2.354s，非常工况平均波周期Tm =1.902s。
②平均波长按下式计算：
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对于深水波，即当H ≥0.5Lm时，上式可简化为：
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计算得：正常工况平均波长Lm =8.65m，非常工况平均波长Lm =5.65m。
③本水库坝坡为1：2.25，正向来波在单坡上的平均波浪爬高按下式计算：
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查表得到糙率渗透性系数KΔ及经验系数Kw，计算得：正常工况波浪平均爬高Rm =0.53m，非常工况波浪平均爬高Rm =0.35m。
根据规范，4级坝设计波浪爬高采用累积频率为5%的波浪爬高值R5%，经查表计算，正常使用工况下的波浪爬高R =0.98m，非常使用情况下的波浪爬高R =0.65m。
2.1.2风雍水面高度e
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根据相关参数，计算正常工况风雍水面高度e值为0.003m，非常工况风雍水面高度e值为0.001m，均可忽略不计。
2.1.3安全加高A
根据规范查表，4级坝安全加高A值，设计工况取A =0.5m，校核工况取A =0.3m。
2.2坝顶高程确定
坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，按以下运用条件计算，取其最大值：
（1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；
（2）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；
（3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；
（4）正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高，并计入地震安全加高。
糯节河水库位于7度地震区，综合考虑取地震安全加高B =0.8m。根据所确定的校核洪水位、设计洪水位及正常蓄水位，坝顶高程按上述运用条件计算，如下表：
坝顶高程计算成果表
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通过计算可见，坝顶高程最大值为1565.89m，综合考虑取坝顶高程为1565.70m，上游设置防浪墙高0.2m，宽0.3m，兼作坝顶路缘石，下游设置同样的坝顶路缘石。
最终，坝址处建基面高程为1504.0m，设计最大坝高即为61.7m。
3 结束语
华宁县糯节河水库已于2013年9月建成并投入使用，一直运行正常。据了解，目前水库实际灌面积为15000余亩，主要为柑桔，发挥了较好的灌溉效益。
参考文献：
[1]中华人民共和国水利部《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）[S]中国水利水电出版社
[2]中华人民共和国水利部《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001）[S]中国水利水电出版社 2002年4月第一版
[3]中华人民共和国水利部《水工建筑物抗震设计规范》（SL233－97）[S]中国水利水电出版社
作者简介：
董旭辉（1973.5），男（汉族），云南省玉溪市，学历：本科（工学学士），单位：华宁县水利工程管理与质量安全监督站（高级工程师）