1 基本资料及设计数据
1.1 基本资料
1.1.1概况
平山水库位于G县城西南3公里处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积431平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低．最低高程为62.5m左右，河床比降3 ‰，河流发源于苏塘乡大源锭子，整个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的木材，竹子等土特产。
由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区作了多次勘测规划以开发这里的水利资源。
1.1.2枢纽任务
枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪，航运，养鱼及供水等任务进行开发。 根据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机9万千瓦．防洪方面，由于水库调洪作用，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽在通过设计洪水流量时，控制最大泄流流量不超过900 m3 /s。在航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，使平山河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。
1.1.3地形、地质概况
地形情况：平山河流域多为丘陵山区，在平山枢纽上游均为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60°~70° ,地势高差都在80~120m，河谷冲沟切割很深，山脉走向大约为东西方向，岩基出露很好，河床一般为100m左右，河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，沿河沙滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的平山嘴下游一带及坝下陈家上游一带更为发育，其他地方则很少，在坝轴下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，其覆盖物较厚，岩基产状凌乱。
地质情况：靠上游有泥盆五通砂岩靠下游为二叠纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通砂岩上面。地质构造特征有：在平山嘴以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在第一坝轴线左肩的五通砂岩，特别破碎，在100多米范围内就有三，四出小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎达60米的钻孔岩芯获得率仅为20%，可见岩石裂隙十分发育。
岩石的渗水率都很小，右岸一般为0.001~0.01，个别达到0.07~0.08，而左岸多为
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0.001~0.01。
坝区下游石灰岩中，发现两处溶洞，平山嘴大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区均无影响，但后者朝南东方向延伸的话，则可能通向库壁，待将来蓄水后，库水有可能顺着溶洞漏到库外，为此，目前正在加紧地质勘探工作，以便得出明确的结论和提出处理意见。
坝址覆盖层沿坝轴线厚度达1.5~5.0m，K=1×10-4 cm/s，浮容重γ=10.7kN/m3，内摩擦角Φ=35?。
1.1.4水文，气象
1）水文：由于流域径流资料缺乏，设计年月径流量及洪水流量不能直接由实测径流分析得到，必须通过降雨径流间接推求．根据省水文站由Ｃ城站插补延长得三天雨量计算频率：1000年一遇雨量498.1mm，200年一遇雨量348.2mm，50年一遇雨量299.9mm，暴雨洪峰流量Q0.1%＝1860m3/s， Q0.5%=1550m3/s， Q1%=1480m3/s，多年平均来水量为4.55亿m3。。
2)气象：多年平均风速15m/s，水库吹程D＝10Km，多年平均降雨量430mm/年，库区气候温和，年平均气温16.9? C，年最高气温40.5?C，年最低气温-14.9? C，平均冻土深度1.3m。
1.1.5其他
1)坝顶无交通要求 2)对外交通情况
水路：由B城至溪口为南江段上水，自溪口至C城系睦水主流，为内河航运，全长256公里，可通行3～6吨木船，枯水季只能通行3吨以下船只，水运较为困难。
公路：附近公路线为AF干道，B城至C城段全长365KM，晴雨畅通无阻，但C城至坝址尚无公路通行。
铁路：D城为乐万铁路车站，由B城至D城180KM,至工地有53公里。 3)地震：本地区为5～6度，设计时可不考虑。
1.2设计数据
1.2.1水库规划资料
1)正常蓄水位：112.6m； 2)设计洪水位：114.3m； 3)校核洪水位：116m；
4)死水位：103.8 m（发电极限工作深度8m）； 5)灌溉最低库水位：103.2m；
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6)总库容：2.00亿m3； 7)水库有效库容：1.15亿m3； 8)库容系数：0.575；
9)本设计以校核洪水时指定的下泄流量为泄水建筑物设计依据，即通过校核洪水位流量时，溢洪道泄水量q=1000 m3/s，相应下游最高洪水位70m。通过设计洪水位流量时，相应下游最高洪水位68.5m。当上游水位降到死水位时，相应的下游水位是64.5m。
1.2.2筑坝材料
1）土料：主要有粘土和壤土，可采用坝下1.5-3.0km丘陵区与平原地带，储量多，质量尚佳，可作为筑坝材料，其性能见表1.1。
2）砂土：可从坝上下游0.5-3.5km河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，其性能见表1.2。
3）石料：可在坝址下游附近开采，石质为石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富，其性能见表1.3。
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表1.1 土料特性表
浮容重γ’ 土壤类别 (KN/m3) 粘土 壤土 坡土 13 14 15 湿容重γ (KN/m3) 19 17.8 18.6 土粒比重GS 2.62 2.6 2.73 干容重γd (KN/m3) 16 15.8 16.6 最优含水孔隙率 率W（％） n（％） 25 14.5 22.5 30 32 39.8 有效内摩擦角Φ’ 17° 20° 22° 内摩有效粘聚力粘聚力擦角Φ Ｃ’（Ｋpa） Ｃ(Ｋpa) 19° 22° 28° 18 10 6.5 40 14 7.5 渗透系数Ｋ(cm/s) 1×10-7 1×10-5 1×10-3 表1.2 砂土特性表
干容重 γd（KN/m3) 18 孔隙率n（％） 39 有效内 摩擦角Φ’ 20° 有效粘聚内摩擦角Φ 力Ｃ’（Ｋpa） 30° 5 粘聚力Ｃ(Ｋpa) 12 渗透系数Ｋ（cm/s) 1×10-2 湿容重γ (KN/m3) 20.5 土粒比重 GS 2.92 浮容重γ′（KN/m3) 12.06 表1.3 石料特性表
干容重 γd（KN/m3) 19 孔隙率n（％） 41 有效内 摩擦角Φ’ 24° 有效粘聚内摩擦角Φ 力Ｃ’（Ｋpa） 38° 3 粘聚力Ｃ(Ｋpa) 10 渗透系数Ｋ（cm/s) 1×10-1 湿容重γ (KN/m3) 21.5 土粒比重 GS 3.1 浮容重γ′（KN/m3) 13.5 6
2 枢纽布置
2.1 枢纽的组成建筑物及等级
2.1.1 水库枢纽建筑物组成
根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物包括：拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞（拟利用导流洞作放空洞）、筏道。
2.1.2工程规模
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》以及该工程的一些指标确定工程规模如下：
1）各效益指标等别：根据枢纽灌溉面积为20万亩,在5~50万亩范围之间，属Ⅲ等工程；根据电站装机容量为9万kW，在5~30万kW之间，属Ⅲ等工程；根据总库容为2.00亿m3，在1~10亿m3，属Ⅱ等工程。
2）水库枢纽等别：根据规范规定，对具有综合利用效益的水电工程，各效益指标分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为Ⅱ等工程。
3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分标准，Ⅱ等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道、水电站建筑物、灌溉渠道、水库放空隧洞为2级水工建筑物；次要建筑物筏道为3级水工建筑物。
2.2各组成建筑物的选择
2.2.1 挡水建筑物型式的选择
挡水建筑物型式的选择关系到整个地形的工程量、投资的工期，除筑坝材料是坝型选择的主要因素外，还要根据地形地质条件、气候条件、施工条件、坝基处理方案、抗震要求等各种因素进行研究比较，最后选定技术上可靠、经济上合理的坝型
工程中主要的挡水建筑物型式有重力坝、拱坝、土石坝，现对各种坝型进行比较：
1）重力坝方案
重力坝基本剖面呈三角形，在水压力及其他荷载作用下主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求，同时依靠坝体自重产生的压应力来抵消水压力所引起的拉应力来满足强度要求。
重力坝的优点：①筑坝材料强度高，耐久性好，抵抗洪水漫顶，渗漏冲刷，地震破坏等的能力强；②对地质、地形条件适应性强，一般建与基岩上；③重力坝可做成溢流的，也可在坝内设置泄水孔，枢纽布置紧凑；④结构作用明确；⑤施工方便。
重力坝的缺点：①由于坝体剖面尺寸往往由于稳定和坝体拉应力强度条件控
平山水库土石坝初步设计毕业设计
