时间：2023-07-10 17:34:47
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水利水电工程初步设计规范，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
0引言
对于水利水电工程而言，工程设计规范的编制非常重要，不仅是工程施工方案设计的重要依据，而且对工程整体经济效益和社会效益也会带来一定程度的影响。工程设计规范编制是否科学，需要编制人员综合考虑我国当前社会经济发展对水利水电工程的需求，同时结合水利水电工程建设所在地的实际情况进行编制。只有这样，才能够确保工程设计规范具有参考价值，可以在真正意义上推动水利水电工程的可持续发展。
1水利水电工程设计规范编制的现状
纵观我国水利水电工程发展历程，对于设计规范的编制主要开始于解放之后。最初，设计规范的编制主要以苏联的规范和技术为标准，这对我国水利水电工程质量的提升具有重要意义。随着我国社会经济发展脚步的不断加快，国内水利水电发展呈现出新的局势。在这种情况下，如果我们依旧沿用国外的规范和技术，势必无法适应国内需求。所以，从60年代初开始，我国开始结合实际国情制定了与水利水电设计相关的规范与技术，以此来为我国水利水电工程的建设提供指导。
经过长时间的研究与探索，国家基本建设委员会发出了关于水利水电设计规范的通知，通知下达之后，各级水利水电部门开始着手对其进行编制和修订，以期使其更加完善、系统。截止到目前，我国水利水电设计规范的编制已经相对来说比较成熟，能够为水利水电的发展提供充足的保障。就我国目前水利水电设计规范来看，呈现出来的特点主要体现在以下几个方面：(1)设计规范的编制严格遵循了安全适用、经济合理、技术先进等原则，试图以此为依据，更加有效的为生产建设提供服务。例如，在《水工钢筋混凝土结构设计规范》中，编制人员在原有基础上对施工技术和整体结构进行了优化，不仅大幅度降低了钢筋使用量，而且对结构整体安全系数的提升也有现实意义，单从这一方面来看，现行设计规范就有较高的经济效益和社会效益。(2)设计规范是在深入研究、科学试验的基础上，经过反复修改和补充而形成的，具有可靠的理论基础。就目前设计规范的内容来看，主要包括三个部分，即总则、规范条文和附录。比如说，在对《混凝土重力坝设计规范》进行编制的时候，为了确保设计规范具有针对性，规范编制之前，编制人员展开了对坝置、坝体应力计算、设计基本要求等多项内容的调查分析，并对坝体设计的抗滑稳定措施进行了优化，以此来提升坝体设计的安全系数。此外，对于设计温度的控制，适当放宽了基础容许温差，这样可以使温度控制措施简单且有效。(3)设计规范中的每项内容都有与之相应的适用范围。施工单位可以根据工程类型、工程规模参考相应的设计规范。比如说，《水利水电工程设计洪水计算规范》、《水工建筑物抗震设计规范》以及《水工水利动能设计规范》分别适用于水利工程建设过程中各个阶段的设计洪水计算、工程烈度为7、8、9度的水工抗震设计以及中型水工初步设计等，为工程建设的科学性和合理性提供了充足的保障。
2工程设计规范使用中应注意的几个问题
就我国目前水利水电工程设计规范的使用现状来看，其内容大致可以满足工程建设的根本需求，使得各项施工作业均能够有章可循，可以使工程建设保质保量的完成任务，同时也可以间接提升工程的管理水平。但随着水利水电工程发展脚步的不断加快，在未来的时间里，若想将设计规范的作用充分发挥，需要注意以下几个方面的问题。
2.1正确选用设计规范
上文提到，每项设计规范都有与之相应的适用范围。所以，在开展项目工程施工的时候，需要根据规范的适用范围，正确选择设计规范。但需要注意的是，有些设计规范具有较强的灵活性，比如说，《水工钢筋混凝土结构设计规范》只规定了该规范适用范围为“水利水电工程建设中混凝土及其结构设计”，却没有对工程的规模进行明确规定。在这种情况下，尽管此设计规范可以对工程建设提供参考，但约束力不强，无法在工程建设中发挥作用。此外，在众多设计规范中，还有一些规范之间存在着紧密的联系，遵循此规范时，还应遵循与之相关的设计规范。比如说，对地震区混凝土重力坝进行设计的时候，除了要遵循《混凝土重力坝设计规范》之外，还要遵循《水工建筑物抗震设计规范》。只有这样，才能够使工程建设满足区域经济发展需求，达到施工效果。
2.2正确理解规范各部分的作用
总则、技术条文、附录是当前设计规范的三个重点内容，其中，总则所涉及的内容主要是对规范中所提及的内容进行概括，使应用者可以通过对总则的阅读，了解规范的对象、适用范围、技术特征以及原则性问题等，以此来为日后的使用提供方便。技术条文主要是阐述工程设计的主要原则、质量指标、计算规定以及安全质量指标等。技术条文是设计规范的核心，也是工程设计的重要参考资料。附录的内容则主要是对技术条文进行补充，其作用与技术条文的作用相同，都是为使用者提供参考。一般来说，附录的内容主要包括工程设计中常用的表格、图例和工程计算方法等。但由于缺少相应的理论依据，从而使得附录的约束性普遍不高。
2.3必须维护规范的严肃性
一旦设计规范推行之后，就具有了一定的约束力，水利水电工程在建设过程中，无论勘测、设计，还是施工、验收，都需要严格按照设计规范进行，如果设计文件未能达到设计规范要求，那么该设计将不得继续使用。如果在工程设计中，遵循现有设计规范有一定困难，那么可以向有关部门说明原因，提出暂缓贯彻执行的期限和贯彻执行的措施报告，主管部门同意之后，可按照暂行办法进行设计操作。只有维护规范的严肃性，才能够将其约束力最大限度发挥出来，为工程设计提供充足的保障。
3水利水电工程设计规范的经济效益
水利水电工程设计规范的经济效益可以从多个方面体现出来，首先，设计规范可以为工程建设提供充足的理论依据，确保工程各项施工作业能够高效率完成，避免诸多因素给工程建设带来的影响。一旦工程建设周期缩短，其所需的建设成本也自然会降低，从而实现对工程造价的有效控制，有利于提高工程建设的经济效益。其次，水利水电工程若严格按照设计规范对施工方案进行设计，那么工程质量势必会在一定程度上提升，从而更好的将工程的社会效益发挥出来，推动区域经济的可持续发展。由此可见，水利水电工程设计规范具有较强的经济效益，做好设计规范的编制至关重要。近年来，随着我国水利水电工程建设行业发展脚步的不断加快，相关部门必须结合实际情况，做好设计规范的编制工作，使其充分满足行业需求，完善工程质量，提高工程的经济效益和社会效益。
4结语
总而言之，我国当前水利水电设计规范编制还有一些有待完善的地方，需要相关部门在日后的时间里，根据水利水电行业发展趋势对其进行优化。此外，为了确保设计规范的作用能够得到充分发挥，规范编制部门需要明确规范使用中应该注意的几个问题。只有这样，才能够将设计规范的经济效益发挥到极致，在确保工程质量的同时，提升工程建设的整体效益。
关键词：MapGIS，数据采集，广西
中图分类号：TV文献标识码： A
扶绥县水利水电工程设计经常要进行一些复杂的数字运算与空间结构分析，例如水利水能计算，需要耗费许多时间和精力，容易出错；在扶绥县水利水电工程设计中，还经常要对挡土墙、厂房、大坝等水工建筑物结构进行稳定性计算，计算时必须要知道结构自身的质心、重量，以及外力在截面上的作用点等。水利水电工程工程具有复杂性、唯一性的特点，截面往往不规则，这使得扶绥县水利水电工程设计存在着计算复杂、结构分析困难等瓶颈。
随着GIS技术的发展，MapGIS成图成为水利水电工程设计的一种主要手段，它具有高度自动化，成图快，工作简便等特点。MapGIS是客观物体的真实反映，通过MapGIS可以从中获取大量信息，它在水利工程规划、设计、建设、管理等工作中发挥着重要的作用。
本文MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用，旨在能给扶绥县水利水电工程设计起到一个抛砖引玉的作用。
1 扶绥县水利建设
扶绥县水利工作紧紧围绕解决民生水利为重点，把水利建设作为全县“三农”工作的重中之重，切实加强农田水利基础建设，重点加强了冬春水利建设、病险水库除险加固、中小河流治理和农村人饮安全建设，全县水利建设取得了新突破。
扶绥县在冬春水利建设中，全县累计出动机械台班1.97万个，累计投入113.45万工日，其中群众投工18.2万工日，群众投工占当地乡村人口比重51.49%，完成土石方38.71万立方米，砼2.41万立方米，完成渠道清淤550公里。去冬今春，全县实施农村饮水解困工程75处，完成总投资2606.35万元，解决饮水困难人数50628人；全县新成立农民用水户协会10个，完成投资55万元。水库除险加固进展顺利。去年，扶绥县有8座病险水库被国家列入专项规划除险加固，目前这8座水库全部通过了工程主体投入使用验收。2012年，该县又有碧髻、三哈、那派等三座水库列入国家除险加固建设计划范围，目前这三个项目已经完成招标工作，确定了施工单位，并完成通电、通路等前期准备工作。
2 MapGIS系统
2.1 MapGIS
MapGIS是中地数码集团的产品名称，是中国具有完全自主知识版权的地理信息系统，是全球唯一的搭建式GIS数据中心集成开发平台，实现遥感处理与GIS完全融合，支持空中、地上、地表、地下全空间真三维一体化的GIS开发平台曲。
系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设[1]。
2.2空间分析
(1) 空间叠加分析：提供区对区叠加分析、线对区叠加分析、点对区叠加分析、区对点叠加分析、点对线叠加分析、BUFFER分析等。
(2) 属性数据分析：单属性累计频率直方图和分类统计，双属性累计直方图，累计频率直方图和四则运算等操作。
(3) 地表模型和地形分析：能进行坡度，坡向分析，分水岭分析，流域分析，土方填挖计算，地表长度计算，剖面图制作及根据地形提取水系，自动确定山脊线，等高线等。
(4) 网格化功能：对离散的，随机采样的高程数据点进行网格化，对规则网高程数据加密内插处理。
(5)TIN模型分析：可对平面任意域内离散点构建三角网，并提供三角网的约束边界，特征约束线优化处理。
(6) 三维绘制功能：可对Grd， Tin模型数据完成三维光照绘制，实现三维景观的多角度实时观察，三维地表模型模拟飞行功能，并提供三维彩色立体图绘制功能。
3 总体结构图
MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用总体流程图如下：
图1MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用总体流程图
4 应用分析
4.1 GIS拓扑
拓扑是一组规则和关系的集合，是地理实体行为和属性的实现，是GIS中的一个语义场景；从更专业的角度上来说，拓扑是指规则和关系的集合再加上一系列的工具和技术，旨在揭示地理空间世界中的地理几何关系。
在MapGIS技术中，可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的模型，一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制。而拓扑关系是指地理空间实体间的一种关系，这种关系不会因为地理空间实体的地理空间变换而改变，例如点在面内，经典的举例就是橡皮擦模型。
在扶绥县水利水电工程设计中，MapGIS拓扑的主要功能就是用于保证数据质量，同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架，在这个框架中，地理实体被赋予了行为、有效性规则、属性域以及默认值。利用这些特征，能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间。
4.2 水能计算
根据中华人民共和国国家标准《小型水力发电站设计规范》(GB50071―2002)的规定，无调节电站水能计算的来水量可按丰、平、枯3个设计代表年的逐日平均流量计算[2-3]。水能计算原则是：当来水大于设计流量时，按设计流量发电；当来水小于设计流量时，按来水流量发电。
扶绥县水利水电工程设计中，通过MapGIS计算水能，从输入数字到计算结束，前后不到10分钟时间就完成了，整个计算过程直观易懂，不容易出错，修改容易，节省了大量时间和精力，工效大大提高。如用传统的方法按计算器手算，整个计算时间约需要l5个工时。
4.3 稳定性与质心分析
空间分析是MapGIS的核心和灵魂，是MapGIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。 空间分析，配合空间数据的属性信息，能提供强大、丰富的空间数据查询功能。
空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘，是从扶绥县水利水电工程设计的空间关系中获取派生的信息和新的知识，是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息，其本质包括探测空间数据中的模式；研究数据间的关系并建立空间数据模型；使得空间数据更为直观表达出其潜在含义；改进扶绥县水利水电工程设计的预测和控制能力。
打开MapGIS，根据初步拟定的溢流坝设计断面按1：1000的比例在模型空间中绘出来，然后点击工具条使溢流坝设计断面形成一个封闭的面域。随后点选溢流坝设计断面，通过MapGIS空间分析功能，可以很快分析出扶绥县水利水电工程稳定性与质心数据。
5 小 结
本文详细论述了MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用的整体流程，尤其对扶绥县水利水电工程设计中的空间分析功能进行细致分析。随着科学技术日新月异的发展，利用GIS强大的数据分析与拓扑功能是水利水电工程设计往后发展的一个必然趋势。相信在不久的将来，利用MapGIS技术完成的水利项目数据分析将在水利水电工程设计中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
[1] 汤国安等．地理信息系统．科学出版社．北京：2000．
1.1质量管理
工程质量管理涉及的信息很多，质量管理标准及信息的核实都对工程施工质量产生重要的影响。水利水电工程建设应本着适用、经济、美观、安全、节约的原则进行。关系到工程质量管理的信息主要包括项目建设有关的批文、编制设计方案、招投标方案以及设计评定信息;负责勘察、设计、监理的资格审查信息;设计方案相关信息，如设计方案依据的现行设计规范、标准，设计方案中提及到的工程实施中采用的施工工艺、施工技术、设备与材料的采购等信息;设计图纸与图纸会审相关信息，如与地质有关的信息，施工图中工艺管线、电气线路、设备设置及运输线路等相关信息，以及工程竣工验收方面的相关信息。上述信息都是与工程质量管理有关的，提高这些信息的管理水平，对保证施工质量意义重大。
1.2进度管理
进度是指水利水电工程的实施进度，如果进度控制不科学，同样会对工程质量与投入产生影响。与进度管理有关的信息主要有工程主体的施工流程、设备制造与安装方式、工程主体结构、施工方法等，与进度管理息息相关的还有施工技术人员的相关因素，如劳动力的来源、施工技术水平、生产率等。施工前的准备工作同样是影响进度管理的因素，如建材材料的质量是否达到工程要求，建设材料的准备、运输、加工时间。提高施工进度相关信息对工程建设能否按期完工产生重要影响，只有将施工进度的实时、动态信息与施工计划信息进行比对，才能判断进度是否符合与设计相符。如果不符，应调整为多少，都要依据与进度控制有关的信息数据。2.3投资管理水利水电工程的投资管理目标为初步设计概算不能超过可行性研究报告中的总投资估算。与施工质量、进度控制相关因素相同，工程的投资管理同样受到工程建设中各个环节的影响。工程投资管理信息主要包括设计概算中的单位工程概算、单位工程综合概算、建设工程总概算。还有设计预算审查相关信息，如工程量信息，材料单价信息、取费标准。另外，施工过程中预算修改信息也同样需要进行备案管理。
2建立信息管理与控制系统
提高水利水电工程的信息管理质量应借助于先进的技术手段，而信息技术在信息管理上的应用已经得到了管理界的广泛认可。就水利水电工程而言，针对其质量、进度、投入的实时变化性，可以建立动态信息管理与控制系统，提高质量管理水平，完成质量管理控制目标。
2.1动态信息管理与控制系统的功能组成
2.2动态信息管理与控制系统的功能介绍与实现
2.2.1数据处理功能
基本数据处理功能模块主要是实现基本数据的收集、存储、整理工作。例如，在监理工程师的信息管理系统中，此模块就要完成承包商的周报、月报数据的汇总，将这些数据转换并录入到系统内部，完成原始数据的分类、合并、检索、存储与计算。分析数据处理功能则是较为复杂的数据处理过程，它会将原始数据进行凝练与提取，将有意义的信息提取出来，指导工程建设。例如，将混凝土强度的数据录入到系统中，分析得出混凝土强度的平均值和离差系数，据此即可了解混凝土的质量是否满足工程要求。此模块可以对原始数据进行累计、分析、推算与报告等操作。
2.2.2辅助管理功能
1)投资控制功能模块主要是为了确保工程项目的资金与其他资源可以得到最合理的、计划性的应用，避免预算超概算、概算超计划书的现象。投资控制模块功能的发挥:①要建立根据合同价两个价格控制体系;
②要完成合同项目实现控制价体系的建立;
③要完成合同价材料价差调整管理体系的建立。以这3个体系为基础，实现资金使用计划的编制，资金概算的存储、调整与查询，实际投资与计划投资的动态比较，工程各项资金数据统计与相互对比分析。
2)进度控制功能的实现要将水电工程进度分为业主层、监理层和施工承包商层3个层次为框架，形成进度计划管理的复杂相互制约性关系。有效地解决业主、监理层以及施工承包商之间虽然已经协调好进度计划，但在实际施工过程中，仍然不能完全、彻底地解决进度计划在空间、时间以及资源使用上产生的矛盾。此功能模块通过给出项目活动的定义与执行顺序，根据每一项活动所需要的时间，进行进度计划的控制与实现。此信息管理模块管理的信息内容主要有主体工程完成情况、施工技术与工艺、建筑构件完成情况、工程质量、安全、投资计划的执行情况等。例如，施工材料的准备这一块，需要管理的信息包括材料管理工作人员的安排、物资及设备的到位时间，材料的运输与管理，材料的使用日消耗数量等。
3)质量控制功能主要完成工程质量的全面监管。工程施工质量是工程建设管理中的最关键因素，主要由设计质量控制、材料质量控制、施工设备质量控制、施工质量控制、施工管理质量控制及全面质量文档管理几个子模块组成。其中，设计质量控制主要收集与汇总技术交底与技术服务相关信息，还会将施工现场的具体情况整理为信息录入到，设计方案的调整、变更与优化同样需要进行记录。材料质量控制模块则主要是将建筑主体所需要的重要材料数据录入其中，进行质量检测，与相应的质量评定表进行比较，指导材料的采购及管理多个环节。施工设备质量控制则将工程金属结构和机电设备的主要性能与技术指标录入到系统中，由专家与监理单位对其进行反复论证后存档以备后用。施工质量控制模块主要是管理技术研究、施工程序化管理、技术交底、施工工艺及质量问题处理意见相关信息进行管理。施工主体质量控制主要是对施工队伍的施工资质、施工技术水平，管理人员的个人信息等进行管理。全面质量管理主要将管理规程、技术档案、事故档案以及各种检测检验原始文件进行存档。
4)合同管理功能的实现需要通过建立合同系统管理模型，通过分析合同审批工作的任务、责任、特点来制定合理的流程，通过大量数据的分析来支持决策研究。此模块实现的主要功能有合同的录入、修改、终结、查询与分析。
3结语
关键词：水利建设设计 造价控制
中图分类号：TU723.5文献标识码： A 文章编号：
前言
近年来随着我国投资体制改革的深入开展以及国家对企业投资的充分放权．如何使有限的投资发挥更大的效益，加强造价控制是一个重要的环节。
工程造价，是指进行一个工程项目的建造所需要支出的全部费用。工程造价的有效控制就是在投资决策阶段、设计阶段、建设项目发包阶段和施工阶段，采用一定的方法和措施，把建设项目发生的投资控制在批准的投资额度以内。具体说，投资估算要控制设计方案的选择和初步概算；用概算控制施工图预算；用施工图预算管好合同价．以求在项目建设中能合理使用材料、人工和机械设备。取得较好的经济效益和社会效益。
设计阶段在造价控制中所起的作用
水利水电基本建设过程大致可分为4个阶段：可行性研究报告阶段，设计文件阶段，建设实施阶段．竣工验收阶段 。而工程造价的控制贯穿于整个基本建设项目的全部过程，同样也可以分为4个阶段：投资估算．设计概算，施工图预算，竣工结算。在项目建设全部过程中，各个阶段控制工作对工程造价都有不同程度的影响。项目决策以后，设计阶段对项目造价的影响极大。对于水利水电工程来说，其材料和设备的消耗费用约占工程成本的70％左右，如此高的费用主要是在设计阶段形成和控制的。据有关统计资料表明，初步设计阶段影响工程造价的可能性为75％ ～95％ ；至技术设计结束，影响工程造价的可能性为35％ 一75％ ；而施工阶段，通过技术组织措施等节约工程造价的可能性为5％— 1O％ 。也就是说除决策阶段对工程项目的造价有整体影响外，设计阶段(初步设计，技术设计，施工图设计)影响工程项目造价的可能性要占到90％以上。由此可见，当项目决策以后，控制工程项目造价的关键在于设计阶段。
设计阶段造价控制的问题
1.设计方案不经济。技术与经济相结合是控制工程造价的有效手段，如果设计技术人员缺乏经济观念，不考虑或欠缺考虑如何降低工程造价．而编制概算人员又不熟悉工程知识．不了解工程进展中的各种关联关系，就很难有效地控制工程造价。如，某水源供水工程，在工程实施中．建设单位通过优化管线开挖断面、将原方案管线基槽开挖坡比变小及底部减少预留安装工作面等措施．使土方的开挖及回填量有较大的节省：在某些线段通过技术攻关对管材进行了进一步的优化选型，把部分钢管改用玻璃钢夹砂管。由于此项工程大多通过银行贷款解决．仅此两项的优化就节省投资高达15％ ，较大地减少了银行贷款额度，在一定程度上降低了供水成本．提高了企业将来供水管理的市场竞争力。
2.设计变更随意性大。建设单位(法人单位)技术力量薄弱．单方面听从施工单位的建议，在没有原审批单位审批同意的前提下．单方面同意施工单位未按照批准的设计施工，而设计单位根据业主的要求随意修改设计，导致工程投资失控。这个问题．在目前的建设工程中较普遍。每当审计部门进行监督检查时．变更设计的审批程序不完善的问题总是不可避免。更有甚者．因变更得不到原设计单位的认可．使工程无法进行决算和工程验收
3.不同程度的设计漏项。设计漏项的存在．可能由于业主要求的时间紧．或者有些前期工作受现场条件制约而无法开展，或者受工作能力、责任心、设计水平等因素的影响而造成的。但是，设计漏项的存在，导致了设计概算的调增、超概算投资落实困难，影响了工期和工程质量。如，某水库防渗加固工程，采用高压摆喷防渗墙加固，设计时漏失了废弃浆液弃运子项的计算．导致此项投资的缺失。这些问题皆导致工程投资有较大的增加。
4.工程量计算失误。工程量计算的失误，或者由于勘测工作不到位．或者由于本身计算失误，或者由于利益驱动故意算错等。工程量变化直接影响了工程本身的造价．过度偏大则造成投资的浪费，过度偏小造成工程质量无法保证或超概算部分投资的落实困难．影响了投资效益的发挥。如，某水闸维修加固工程．闸门型式为10 m×9 m钢闸门，本次维修加固只对闸门下半部分进行更新、上半部分采取除锈防腐处理．而在概算阶段计算的工程量却把整个闸体的工程量计算为更新，凭空增加了50％的钢材用量。
5.存在挂靠、越级设计。目前，设计市场还没有完全市场化，设计招标还没有完全实行，往往凭的是关系，缺乏公开、公平、公正竞争。为了顾及某方面的利益，存在挂靠、越级设计的现象，这在一定程度上扰乱了设计市场的正常管理，造成设计质量的下降，加大了工程投资的风险。
6.地质勘查深度不够。地质勘查在设计阶段发生的费用占设计的比重较大，在业主的要求下，为了降低设计费用，设计单位对业主提供的地勘资料采取拿来主义，缺少更进一步的详查和必要的补充地质勘查工作，在施工阶段地质勘查发现问题后．导致修改设计，增加工程投资。如，某水源水库加高加固工程，需在原有堤防的基础上加高加固，在工程施工过程中，局部围堤发生边坡失稳，造成新筑堤身破坏；经过施工阶段地质勘查与初步设计阶段勘查结果比较，存在明显的差别，导致修改设计，增加了部分围堤戗台或防渗处理，从而提高了工程施工成本。
加强设计阶段的造价控制
1．采用设计招标，优选设计方案
在尽可能的条件下进一步优化设计方案。通过优化设计来控制投资是一个综合性的问题，既要防止高估冒算，又要纠正片面压价的现象。正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键．力求在技术先进条件下的经济合理、在经济合理基础上的技术先进。今后，要改变设计单位花费了大量的人力、物力优化了设计方案反而设计费变少了的优化不能优价局面，扭转设计人员只对设计工程质量负责而不关心工程造价的局面。特别对那种没有进行必要的技术经济分析评价及多方案优化选择的设计方案和那些在工作中重技术轻经济、追求高标准或为保险起见随意加大安全系数的设计不进行审批。
在设计招标文件中应对降低工程造价要有明确的具体要求，在设计投标文件中应有相应的降低工程造价的具体措施。通过设计招标．在设计中不按标准、规范进行设计，任意提高安全系数．擅改标准，乱开口子增加项目而使造价增长和造成后续阶段的严重浪费现象．就可得以彻底解决。
2.政府审查和社会监理相结合．加强对设计阶段的造价控制
在设计阶段对投资控制和监督，是政府主管部门宏观管理的内容。根据我国水利水电基本建设程序规定，水利水电设计必须有经水利主管部门批准的可行性研究和设计任务书。主管部门在审查初步设计时，应严格审查设计概算。对于工业与民用项目、建设部已颁布了《建筑施工图文件审查办法》,各地建设主管部门相继成立了审查机构，开展了施工图文件审查业务，对把握工程的安全性、适用性 经济性起到了积极有效的作用。水利主管部门也可以借鉴．成立水利水电工程设计文件审查机制．把一些设计上不够安全经济的施工图文件杜绝在施工之前。
水利水电工程设计阶段的监理是工程建设项目全过程监理的重要组成部分，它对于建设项目的投资、进度和质量等均有重大影响 从目前已进行的监理项目看，多属于施工阶段的监理，并且在水利水电工程施工阶段收到了较为明显的经济效益与社会效益。但是．作为建设项目全过程中的设计监理如何开展．尚未得到普遍重视．而设计阶段对工程造价的影响是巨大的。切实做好对该阶段的监理工作是十分必要的。监理部门选派具备丰富的工程设计经验、并且在工程经济方面有一定素养的监理工程师对设计进行监理，使得设计工作在严格执行法律法规、技术标准、设计规范和项目可研报告要求的基础上，达到“工程项目投资控制在保证质量和进度不受影响的前提下，尽量降低资金投入之目标。
3．推行限额设计，控制工程造价
推行限额设计．控制工程投资。从目前的造价控制来看，通过对项目建议书、可行性研究阶段投资估算的审批和项目法人负责制的实行，投资规模得到了很好的控制，基本杜绝了那种投资“无底洞”、工期“马拉松”的现象。设计阶段通过限额设计，可使设计概算超投资估算的现象得到有效控制。
关键词：病险水闸；除险加固；初步设计
Abstract: In this paper, the present situation of dangerous sluice sluice, existing problems, discussed the preliminary design of the problem of strengthening dangerous sluices, combined with the actual case, the individual in the preliminary design of the opinion proposal of strengthening dangerous sluices are given, the sluice reinforcement project preliminary design reference.
Keywords: dangerous sluice reinforcement; preliminary design;
中图分类号：TV66 献标识码：文章编号：2095-2104（2013）1-0020-02
1 现阶段水闸状况
1.1 水闸除险加固背景
我国是一个人均水资源紧缺的国家，加之水资源在时间和空间分布不均。导致水资源供需矛盾更加突出。随着社会的发展，水利事业在国民经济中占有越来越重要的作用。在国家十二五规划中，更是提出要大力发展水利事业，加强水利基础设施建设。
1.2水闸病险情况
水利枢纽工程对保障国民经济各行业用水发挥了重要作用，水闸作为水利工程的重要组成部分，其安全关系到工程的安全运行和效益的发挥。但是水闸大部分建成于上世纪50~70年代，经过几十年运行，一些建筑物、金属结构等已接近折旧年限，同时由于历史原因，大部分水闸存在工程标准偏低、建设质量较差、老化失修严重、工程管理落后、配套设施不全、缺乏良性的管理体制与机制等一系列问题，致使水闸安全隐患严重，制约着工程效益的发挥。
（1）建设先天不足，工程质量差
现有的水闸，绝大多数修建于“”、“”和“农业学大寨”期间，据统计，大型水闸的84%、中型水闸的82.6%，是在1990年以前建成的。限于当时的经济条件、技术水平，水闸工程设计标准普遍偏低，有不少水闸是“边勘测、边设计、边施工”的“三边”工程，施工质量较差。有些水闸的建设甚至没有设计。加之，当时的施工设备简陋，水泥、钢材等建筑材料短缺、大量使用替代材料等，致使许多水闸建设质量先天不足，隐患较多。
（2）管理后天失调，老化失修严重
受水闸管理体制不顺、机制不活、管理人员素质低等因素的制约，水闸管理投入长期不足，管理水平低。由于缺乏维修加固资金，管理单位难以完成必要的维修加固工作，或搞限额设计，应急处理，致使水闸的维修加固不及时或不彻底，久而久之，工程“积病成险”。除工程本身存在病险问题外，水闸的管理设施非常落后，绝大部分水闸缺少必要的雨水情和工情观测设施。
（3）安全标准偏低
部分水闸修建时，实测水文系列较短，随着水文系列的延长，以及极端天气现象的频繁发生，按照现行规范重新进行设计洪水复核，很多水闸的洪水标准低于部颁标准。同时，随着国民经济和科学技术的发展，与水闸建设有关的技术标准不断得到修订、完善，很多水闸的安全标准偏低，亟待提高。
（4）病险水闸的病险问题主要表现为：
防洪标准偏低；不均匀沉降引起的损坏普遍；渗漏导致的破坏严重；闸室结构混凝土老化导致的破损严重；闸下游消能防冲设施损坏严重；泥沙淤积问题突出；闸门及启闭设备老损严重。
2 病险水闸除险加固初步设计中应注意的问题
病险水闸除险加固是按照“安全鉴定”和“初步设计”两个阶段开展工作。初步设计是严格按照相关报告编制大纲的要求编制的，其中水文、工程地质、枢纽总体布置以及除险加固内容是初步设计的核心内容。
2.1 水文
水文资料是水闸工程设计的基础。就病险水闸而言，在进行除险加固初步设计时，洪水数据的选择不能再采用原水闸设计时闸址处洪水计算成果，而应采用延长至近期水文系列数据，必须编制专题的工程水文报告。报告中要概括以下内容：
（1）水系、水利工程及计算断面的简介；
（2）基本资料搜集、分析；
（3）径流分析计算；
（4）洪水分析计算；
（5）水位流量关系分析和复核计算；
（6）河流泥沙情况分析；
（7）说明水体主要离子含量；
（8）闸前现状冰情分析。
2.2 工程地质
地质勘察工作是水闸工程建设中的重要环节，它能够查明地质病害和隐患部位的范围和类型、分析其产生原因，评价其危害程度，为枢纽工程除险加固初步设计提供设计依据。水闸除险加固工程地质勘察工作，重点应查明下列内容：
（1）复核工程区地震动峰值加速度，并附工程区及的地震动参数区划图。
（2）调查分析水闸病险成因，评价其危害程度。
（3）复核原地质图，如果无前期勘察资料应补充进行工程地质测绘，测绘范围包括整个闸枢纽布置区和近闸区，比例尺可选用1：2000。
（4）查明河床覆盖层的埋深与厚度、分层情况，特别要注意查明河床覆盖层中有无沙层、粉细沙层、软土、淤泥等不良工程地质土层的分布和厚度。
（5）沿闸基应有足够的勘探剖面（垂直和平行闸基），勘探剖面上应有钻孔控制，钻孔深度应深入现灌注桩基以下。
（6）如无前期勘察资料，应补充闸基和闸肩与岸坡接合部位的土层物理力学性质试验，每区试验组数不宜少于6组。
（7）对可液化沙层应进行标准贯入试验，进行液化判别。
（8）对河水、地下水和土体应取样进行腐蚀性评价，试件数不应少于3件。
（9）对天然建筑材料应根据设计所需材料和数量进行详查，并对其储量、质量进行评价。勘察方法和勘察工作量应满足《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)的要求。
2.3 病险水闸除险加固内容
病险水闸除险加固内容包括：
2.3.1 等级划分及洪水标准
病险水闸除险加固设计时，首先应复核建筑物等别与级别。目前需要除险加固设计的水闸，多修建于20 世纪 90 年代之前。在不同时期，国家有不同的相关规范来确定工程的等别。因此，水闸除险加固应以满足水闸正常使用功能和自身防洪安全为原则。目前，复核水闸建筑物等别与建筑物级别时，主要以《水闸设计规范》（SL265-2001）为依据确定建筑物的等别与级别。山区、丘陵区水利枢纽工程等别应按国家现行的《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000）确定。
关键字：防渗处理复合土工膜防渗效果
Abstract: Based on the flaws and pitfalls of high-profile county, Gansu Province, a dangerous reservoir engineering, earth dam reinforcement of the dam dam foundation seepage treatment measures of depression reservoir of small and medium-sized plain design principles and methods, and the use of newcomposite composite geomembrane seepage control design. Practice has proved that the design seepage better, an effective solution to the problem of leakage of the dam.
Keywords: anti-seepage treatment effect of composite geomembrane中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1工程概况
该县地处黑河中游，属大陆性干旱气候，冬夏较长，春秋较短，春季多风少雨，冬季较为寒冷。多年平均气温7.7℃，最低气温-31℃，最高气温38.7℃，年平均最大风速21m/s，最大冻土层深1.06m。该县水库均为平原洼地水库，主要靠修建水库引蓄黑河水，水库位于河西走廊平原区，多年平均降雨量110.4mm，多年平均蒸发量1765mm，集雨面积小，无自产地表径流，水库主要由大坝、输水洞、引水渠、进水闸等建筑物组成。
大多水库修建在五六十年代，人工就地取材堆积而成，经过50多年的运行，部分坝体因土质不均，碾压不密实，渗漏严重，土质中盐碱成份较大，经常出现滑塌现象，蓄水量不能满足设计要求，虽经二次加固，但未解决根本问题，使当地人民生命财产受到极大威胁，属带病运行的病险水库。
2存在问题
经过水利厅安全鉴定，该县大多水库均存在一个共性，即坝体、坝基渗漏严重，存在渗透破坏问题。各坝段普遍存在渗漏现象，坝体隔水能力较差，坝后积水深达30～40cm，后坝脚地面以上1～1.5m高度极潮湿～饱和状，渗水明显，渗水带坝坡略变缓及坝面局部凹陷，存在轻微流土破坏；坝基也存在大量渗漏问题，坝基还存在轻微管涌破坏。
3存在问题综合分析
水库在初建时，未进行勘测设计，由灌区群众突击施工完成，坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何地基处理措施，筑坝材料为库区挖出的含腐植质粉细砂和淤泥质壤土不均匀混杂组成，采用人力拖拉铁碾和木夯压实，施工无质量控制体系，无干密度检测手段，也无施工记录。施工过程中坝基及坝体的质量控制难以保证，其施工质量很差。1991年加厚加高坝体时，但实际施工并未完全按照设计进行,仅从后坝坡加厚加高了坝体,坝顶高低不平,宽窄不一,坝体断面亦不规则,虽有简单的设计说明和各坝段的设计横断面图，但筑坝材料仍为库区及其附近的粉细砂及淤泥质壤土不均匀混合组成，设计干密度1.65 g/cm3，而实际压实密度无检测资料，无最优含水量控制，施工质量较差。
依据本次地质勘察成果，采用北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》（5.1版）计算，计算方法为有限元数值分析法，坝体及坝基各部位渗透系数采用试验提供数据，各坝段选取典型横断面，确定坝体浸润线的位置，了解坝内、坝基渗流型态，评价坝体、坝基是否会产生渗透破坏，经计算后确定需要进行防渗处理的坝段。
4防渗设计方案的初步选择
依据地质勘察确定的防渗土料及新型防渗材料，结合该水库的实际，根据前坝坡和坝基防渗处理措施的不同，拟定两个方案进行比较。
方案Ⅰ：坝体、坝基采用复合土工膜防渗。首先清除上游坝坡表层的干砌石（或砼预制块）护面及以下30cm坝壳料，然后回填壤土。本次设计根据坝坡复合土工膜上防护材料在各种工况下的抗滑稳定性确定各坝段前坝坡均为1：2.5，所以壤土填筑成1：2.5的坡度后，由里往外依次铺设：0.3mm复合土工膜、0.2m厚的中细砂垫层、0.4m厚的砂砾石混合料防护层、0.2m砾石垫层，然后是0.3m厚的干砌块石护坡。
坝基的防渗处理采用坝前铺设复合土工膜防渗，根据有限元数值分析法对坝前铺盖选取各种铺盖长度进行试算，以控制坝基实际渗透坡降小于允许坡降为限制条件，计算确定坝前铺盖的长度；铺盖铺设时首先清除坝前库区表层0.3～0.6m的淤泥质腐质土及杂物，然后直接铺设复合土工膜，土工膜座落于坝前淤泥质壤土上，土工膜上面再依次铺设0.2m厚的中细砂垫层和0.6m的砂土料防护层，砂土料在库区100m外的河滩地取用。
方案Ⅱ：坝体、坝基采用壤土防渗。首先清除上游坝坡表层的干砌石（或砼预制块）护面及以下30cm坝壳料，然后回填壤土，设计根据坝坡防渗壤土在各种工况下的抗渗和抗滑稳定性确定各坝段前坝坡坡度均为1：2，壤土填筑厚度为0.65～0.9m，壤土上面由里往外依次铺设：0.2m厚的中细砂垫层、0.4m厚的砂砾石混合料防护层、0.2m砾石垫层、0.3m厚度的干砌块石护坡。
坝基的防渗处理采用坝前铺筑壤土铺盖防渗，根据有限元数值分析法对坝前铺盖选取各种铺盖长度和厚度进行试算，以控制坝基实际渗透坡降小于允许坡降为限制条件，铺盖铺设时首先清除坝前库区表层0.3～0.8m的腐质土及杂物，然后直接铺筑防渗壤土，壤土铺盖座落于坝前淤泥质壤土上，壤土铺盖上面再铺设0.8m的砂土料防护层以防止库空时发生干裂。
5方案的比较
经过方案比较：两个方案在抗滑稳定和渗流稳定方面均达到规范要求。方案I铺设复合土工膜有效的解决了坝体及坝基渗漏和渗透破坏，复合土工膜铺设结合坝体加固施工，不受地下水影响，工作场面大，施工难度小，适合群众大规模施工；方案II 机械化施工方便，施工进度较快，但所选防渗壤土为耕地土壤，征地费用较高，并且壤土料场开挖后所剩死土在短期内无法达到农作物种植土壤的要求，工程投资也较大；故设计推荐方案I：即复合土工膜防渗方案。
6防渗设计
6.1.设计工序
本次设计根据坝坡复合土工膜上防护材料在各种工况下的抗滑稳定性确定各坝段前坝坡坡比，将前坝坡填筑到设计坡比后，由里往外依次铺设：0.3mm复合土工膜、0.2m厚的中细砂垫层、0.4m厚的砂砾石混合料防护层、0.2m砾石垫层，然后是0.3m厚的干砌块石护坡，以防风浪淘蚀。为了防止雨水冲刷和便于坝顶行车，坝顶均铺设20cm的泥结碎石路面。坝坡土工膜铺至高于正常蓄水位0.8m处，设一锚固槽，将布固定。
坝基的防渗处理采用坝前铺设复合土工膜防渗，根据有限元数值分析法对坝前铺盖选取各种铺盖长度进行试算，以控制坝基实际渗透坡降小于允许坡降为限制条件，确定各坝段铺盖长度，铺盖铺设时首先清除坝前库区表层0.3～0.6m的淤泥质腐质土及杂物，然后直接铺设复合土工膜，土工膜座落于坝前淤泥质壤土上，土工膜上面再依次铺设0.2m厚的中细砂垫层和0.6m的砂土料防护层。前坝坡坡脚及铺盖前端均设置梯形锚固槽，将土工膜固定，前坝坡坡脚梯形锚固槽采用干砌石护砌；铺盖前端梯形锚固槽采用砂土料回填。
6.2. 复合土工膜设计
①材料选择
复合土工膜防渗具有防渗效果好，施工简单等优点。所以本次设计是选择WCS-2型两布一膜复合土工膜防渗。膜材厚度0.3mm，土工膜单位面积质量为300g/m2。土工膜物理力学指标见表5-3。
WCS-2型两布一膜复合土工膜物理力学指标
复合土工膜防渗体结构由铺膜基面、复合土工膜防渗层、垫层和防护层共四层组成。
②铺膜基面设计
根据本工程的实际情况，土工膜铺盖先清除坝前淤泥及坝坡0.3m厚淤泥质粉细砂夹腐殖质壤土层，并用拍板将表面打紧、平整。整平后将土工膜直接压在坝坡和坝基淤泥质壤土层上。
③垫层设计
坝坡土工膜上面垫层采用筛制的中细砂，粒径5～50mm，铺设时一定要注意不要将土工膜踩破或被利器划破。
④防护层设计
复合土工膜的防渗效果取决于施工中和运行过程中塑料膜的完好程度，为了防止人畜践踏，动植物破坏以及减少光热作用，由于它们是高分子化纤聚合物，故应特别避免阳光的直接照射，所以复合土工膜上应铺防护层。
坝坡防护层设置三层，砂砾混合料防护层、砾石垫层和干砌石。砂砾混合料防护层厚度0.4m，砾石垫层厚度0.2m，砂砾石，应挑出较大石块等其它杂物。干砌石厚度0.3m。
坝前土工膜铺盖设置垫层和防护层。垫层采用中细砂，粒径5～50mm。厚度0.2m；防护层采用砂土料，在库区外100m附近的河滩开采，防护层厚度0.6m，回填前应挑出较大石块等其它杂物，以免破坏复合土工膜。
④复合土工膜联接设计
复合土工膜的底边和周边与淤泥质粉细砂夹腐殖质粘土地基、坝坡连接采用开挖沟槽压土锚固方式。沟槽开挖成梯形断面，将土工膜弯折后压实。铺盖首端锚固槽梯形断面边坡1：1，底宽0.6m，深0.6m。坝坡锚固槽梯形断面边坡1：1，底宽0.6m，深0.7m。
6.3.施工方法
复合土工膜采用人工铺设。土工膜施工宜在气温5℃～35℃、风力4级以下并在无雨天气进行。两布一膜铺设完毕、覆盖防护层时，应在膜的边角处每隔2～5m放1个20kg、40kg重的砂袋压边。
① 工艺流程：复合土工膜防渗采取边挖、边铺、边夯、边护的区段循环作业。
② 基面清理：基面一定在按设计要求清理好，这是确保防渗效果的关键，特别是坝体填筑壤土料中的大土块、尖石、玻璃等杂物要彻底清除干净，基面不允许有局部凹凸现象，清理好的基面要用夯锤或夯板夯紧，使之密实平整。
③ 复合土工膜铺设：铺设时按以下顺序进行：铺设剪裁对正、搭齐压膜定型擦拭尘土焊接试验焊接检测修补复检验收。铺膜时，一定要由下而上铺设。两布一膜应自然松弛并与支持层贴实，不宜褶皱、悬空。膜与膜之间及膜与基面之间要压平贴紧，但不宜将膜拉得过紧，一般要略松一点，但不能在膜底留有气泡。施工中应及时清理膜下筑坝壤土料中的各种有害尖锐物体，严禁扎破土工膜。工作人员应严格按操作规程施工，不得将火种带入施工现场；不得穿钉鞋、高跟鞋及硬底鞋在复合膜上踩踏。车辆等机械不得碾压一布一膜膜面及其防护层。在铺膜时面积不宜达大，最好边铺膜边盖中细砂上垫层料及防护层料。根据厂家提供资料，复合土工膜幅宽6m，本工程选用6m幅宽，以减少接头用料。接头用焊粘，接缝宽50mm。焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水(包括露水)等影响焊接质量的杂质存在，否则应用干纱布擦干、擦净膜面。
④ 中细砂垫层：20cm厚的中细砂垫层料一定要过筛，不允许有粒径大于6mm以上颗粒，否则易刺破土工膜。
⑤周边接界处理：周边接界处理的要求是将复合土工膜与周边土体联结紧密，封堵渗流入口，截断侧向的渗漏路径，防止渗水进入土工膜底面，形成水泡，在库水位下降时胀破土工膜。因此周边接界一定要挖截水槽，并将土工膜埋入槽内。
⑥土工膜焊接的责任制
复合土工膜的焊接或胶接，必须由熟练的技工或技术人员负责操作和自检。操作过程应有完整的记录，载明每一段接缝操作和自检人员姓名，所用设备或胶粘剂，焊接或胶接日期，天气条件（气温、湿度、风速），焊接温度，爬行速度。在每一班开始之前，先对样品进行试焊或试胶，经测验合格，才能在坝上实行操作。自检人员应对接缝进行丝毫不漏的无损测试。对薄弱部位可以部位采样作有损测试，约500m接缝割取一个样作为测试。如测验结果不合格，应在24小时内通知监理，以便采取补救行动。操作记录、自检记录、有损测试记录都应该经监理签字。
7质量保证制度
要保证施工质量，必须要有严格的制度，运输、存放、铺设、拼接、检测、监理、缺陷修补、验收等每一环节都应有人负责，严格执行制度，才能保证质量。
参考文献：
（1）《甘肃省高台县##水库大坝安全评价报告》、《高台县##水库现场安全检查报告》和《高台县##水库大坝安全鉴定报告书》《甘肃省高台县##水库三类坝鉴定成果核查表》
（2）《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5020—93)
（3）《防洪标准》(GB50201-94)
（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252--2000)
（5）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99)
（6）《水闸设计规范》(SL265--2001)
（7）《水闸工程管理设计规范》(SLl70--96)
（8）《碾压式土石坝设计规范》(SL274--2001)
（9）《水工混凝土结构设计规范》(SL／T191-96)
（10）《水工建筑物抗冻设计规范》(SL211-98)
（11）《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)
（12）《水利水电工程施工组织设计规范》(试行)(SDJ338 -- 89)
（13）《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74--95)
【关键词】水电站；引水；系统研究；设计及优化
1引水隧洞洞径的确定
根据该工程资料，设计水电站最大引水发电流量为31m3/s，故该引水隧洞需满足31m3/s的过流能力。该工程采用深式进水口的有压引水隧洞，隧洞断面采用圆形断面，因为圆形断面的水流条件和受力条件都较为有利。在装机流量一定的情况下，隧洞断面尺寸取决于洞内流速，流速越大所需要断面尺寸愈小，但水头损失愈大，而且流速越大，对工程地质要求也越高。该工程为小（1）型工程，对于确定隧洞断面尺寸，采用经济流速法，目前我国水电站有压隧洞的经济流速一般为2.5～4.0m/s。经计算得出，该工程有压隧洞的洞径为3.5m。
1.1进水口设计
1.1.1进水口高程的确定
该工程采用深式进水口，为避免河床淤沙进入隧洞，进水口底板高程须比河床的淤沙高程高出0.5～1m，该工程的淤沙高程为867.4m。另外，为使引水隧洞形成稳定的有压流，避免出现漏斗状吸气漩涡，进水口需要一定的淹没深度，以闸门断面为计算断面（闸门采用矩形断面，宽、高均与隧洞洞经相等）。经计算得出临界水深s为2.53m。
进水口除了要避免出现漩涡和吸气漏斗，尚应保证沿线不出现负压，对于后者，计算时可以简化取沿线洞顶处的水压力有不小于2.0m的水头。
经计算得，进水口闸门段顶部高程应在873.08m（875.61-2.53873.08m）以下，进水口底部高程应在867.4m以上；而进水口位置越低，电站在正常运行时隧洞内水压力越大，但电站可利用库容也越大；综合考虑以上因素，取进水口底部高程为868.0m，则闸门顶部高程为871.5m。则水库允许的最低水面高程h为：h=871.5+2.53=874.03m。
1.1.2进水口进口段设计
该隧洞进水口均匀断面为矩形断面，且采用宽高相等，均等于隧洞直径的尺寸。那么，该进水口采用顶板及左右三面收缩的矩形断面，三面的收缩曲线为相同的1/4椭圆曲线，收缩断面方程式见公式（1）。
（1）
为了使水流平顺地流入引水道，减少进口处水头损失，进口段的流速一般不宜太大，一般控制在1.50m/s左右。进口面积计算见公式（2），建议不小于计算值为14.79 。
（2）
式中： ――引水隧洞断面面积；θ――引水隧洞中心线与水平面之间的夹角，角度很小，近似取0°；C――收缩系数，一般取C0.6～0.7，该处取0.65。经计算，进水口实际面积为27.27 ，进水口处水流流速为1.14m/s，均满足要求。
1.1.3进水口闸门段设计
闸门段是引水道和进水口段的连接段，其体形主要根据所采用的闸门、门槽型式以及结构的受力条件而决定。该工程中，闸门断面的宽、高均等于隧洞洞径。
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），进水口操作平台安全超高标准为，对于4、5级进水口建筑，设计/校核水位时超高分别为30cm、20cm；拦污栅与闸门或闸门与闸门之间的最小净距一般不得小于1.5m；启闭机与机房墙面净距不小于800mm；各台启闭机之间净距不小于600mm；闸门检修室或检修平台，在闸门检修时四边净距均不小于800mm；此外尚应有栏杆、盖板。
根据该工程实际情况，考虑波浪爬高、风壅高度，该设计中操作平台安全超高取1.46m，即操作平台高程为891m；经计算，该工程设计闸门门槽宽度为0.5m；闸门操作室内面积为5*6m2。
1.1.4通气孔设计
在有压管道进行充水或放空过程中，闸门后需要排气和补气，特别是在动水中下门时，问题更为突出，否则会引起压力管道局部真空而经受负压有时并导致管道和门叶震动，为此必须紧接闸门后设置通气孔，通气孔的下口应紧靠闸门后的水道顶部，其上口应和闸门操作室分开，通向室外，以保障发生通气事故喷水时人员和机器设备的安全。另外，通气孔顶端应该在上游最高水位以上，以免风浪卷入杂物堵塞通气孔。
1.1.5进水口渐变段设计
渐变段是由闸门段（矩形断面）到压力引水道（圆形断面）的过渡段，其断面面积和流速应逐渐变化，使水流不产生涡流并尽量减少水头损失。渐变段将矩形断面过渡到圆形断面，一般是收缩型的，采用圆角过渡，即在方形断面的四角上，采用圆弧曲线，该四个圆弧的半径逐渐增大，以致使四个圆弧最终连成一个圆。为施工方便，圆弧半径按直线规律变化。在宽度方向上，平面收缩角为零，即闸门宽度应与管道直径相等；立面上的收缩角一般取60～80，以70为最优。
渐变段不宜太长，因其应力状态要比圆形差；也不能太短，需要满足平顺水流的条件，对于岸式进水口，长度可取1.5～2.0倍的引水道宽度或洞径。
对于该工程，闸门段截面宽高均与洞径相等，故渐变段不存在收缩角，并且选定该工程渐变段长度为1.6倍洞径，算得渐变段长度为5.6m。
1.2引水隧洞衬砌的设计
该工程引水系统所处位置的地层位二叠系茅口组中厚灰岩，局部块状灰岩、白云质灰岩和含燧石灰岩。岩层走向与隧洞走向基本平行，为二类围岩，成洞条件好，仅在局部地段有溶蚀现象和小溶洞存在的可能，但处理工作量不大。对隧洞进行衬砌主要是用于承受内水压力，防治渗漏，减小洞壁糙率，在该工程中，选择混凝土衬砌，为方便施工取衬砌厚度为20cm。
1.3压力管道直径的确定
压力管道直径的选定是一个经济比较问题。直径选得大，造价就高，但流速可以低些，水头损失，也就是运行时电能损失可以小些。反之，直径定的小，造价可以低些，但运行时电能损失就大些。从一般经验上来看，水头高的电站，压力管道内流速可选得大些，电站水头在200m以上的，压力管道内流速可高达6～7 m/s，甚至在大一点。水头在50～150m的，压力管道内的流速常选为4～6m/s。该工程设计水头为63.5m，经经济比较，压力管道流速选为5m/s。经计算，压力管道直径为2.8m。
1.4调压室设计
设置调压室是减少水锤压力在引水道中传递的有效方法之一。设置调压室后，利用调压室扩大的断面积和自由水面，水锤波就会在调压室反射到下游去。这就相当于把引水系统分为两段，调压室以前这段引水道，基本上可以避免水锤压力的影响；调压室以后这段压力管道，由于缩短了水锤波的传递过程，从而减小了压力管道中的水锤值，改善了机组运行条件和供电质量。
根据调压室的功用，它应满足下列要求：①尽可能充分反射由压力管道传来的水锤波，以减少压力管道中水锤压力，并使传至引水道中的水锤值控制在合理范围内；②应能保证调压室中发生的一切水位波动都具有逐渐衰减的性质，并且衰减得愈快愈好；③负荷变化时，引起的波动振幅小，频率低，这样就可以减小调压室的高度，并有利于机组的稳定运行；④在正常运行中，水流经过调压室与引水道连接处的水头损失应尽量小；⑤调压室顶部，应满足水库最高设计水位当电站在瞬时丢弃全部负荷时，水涌入调压室所需的容积和高度；调压室的底部高程应保证最低设计水位当电站急增负荷，调压室水位下降时，压力管道内无空气进入；⑥结构安全可靠、施工简单方便、造价经济合理。
2压力管道的设计
经过前面计算得出，该电站压力管道直径为2.8m，管内流速为5m/s，管长78m。根据《水电站压力钢管设计规范》（SL281-2003），为方便出渣（该工程采用自下而上的开挖出渣方式），该电站压力管道布置分为上游坡率为2%的管段、中间倾角为450的斜井段和下游水平段；段间由圆弧段连接，两个圆弧段的半径分别为13.5m、18.6m。
压力管道的水力计算包括水头损失计算及水锤计算。该电站压力管道的实际水头损失为1m。
2.1压力管道的水锤计算
水锤计算的主要目的是为了推求管道中的最低和最高内水压强，管道中的内水压力是静水压力和水锤压强的代数和。前者取决与电站的上下游水位；后者则与初始水头及流量变化的数值，历时和规律有关。
根据《水电站压力钢管设计规范》（SL281-2003），水锤计算工况应根据电站在电力系统的运行情况确定，初步计算可按下列工况进行：
①特殊工况最高压力计算（相应于水库水位为最高发电水位，有钢管供水的全部机组突然全丢负荷）；②正常工况最高压力计算（相应于水库正常蓄水位，由钢管供水的全部机组突然全丢负荷）；③最低压力计算（相应于水库水位为最低发电水位，由钢管供水的全部机组除一台外都在满发，未带负荷的一台由空转增荷至满发）。
2.2 压力钢管的强度及抗外压稳定计算
根据压力钢管的受力特征和钢材的特性，该电站压力钢管设计材料采用碳素结构钢Q235-Z（GB700-65），屈服强度 ；根据《水工设计手册（第七卷 水电站建筑物）》，在基本荷载组合时容许应力取0.67 （157.45 ），特殊荷载组合0.9 （211.5 ）。初步设计阶段的计算均按钢管为光面管计算。
3 电站厂房设计
3.1 水电站厂房的作用及基本要求
水电站厂房是将水能转化为电能的主要建筑物，应能容纳主机设备和各种附属、辅助设备。后者也可另设车间。对厂房的基本要求是：①安全、耐久、实用，在可能条件下注意美观；②对外交通便利，对内联系方便，便于安装、检修和巡视；③力求工程量最少，投资节省，工期最短；④有良好的通风、采光、照明、隔热、保温等条件；具有清静、明快的环境；提供运行、检修和观测等人员必要而适宜的工作条件；⑤技术先进，符合现代化要求。
3.2 水电站厂房的组成
从设备布置、运行要求的空间划分：①主厂房，布置着水电站的主要动力设备（水轮发电机组）和各种辅助设备的主机室（主机间），及组装、检修设备的装配场（安装间），是水电站的主要组成部；②副厂房。布置着控制设备、电器设备和辅助设备，是水电站的运行、控制、监视、通讯、试验、管理和运行人员工作的房间；③主变压器场。装设主变压器的地方。电能经过主变压器升高到规定的电压后引到开关站；④开关站（户外高压配电设置）。装设高压开关、高压母线和保护措施等高压电器设备的场所，高压输电线由此将电能输往用户，要求占地面积较大。
3.3 水电站厂房平面布置的相关计算
主厂房的长度、宽度尺寸，主要取决于水轮发电机定子及风罩墙、水轮机蜗壳、尾水管、调速设备系统的布置，以及主要设备的装卸方法和安装、检修、运行管理的要求，同时还要考虑到结构布置和立面艺术处理。
4 结论
电站建成后，水库蓄水，加以利用，可充分开发水能，将水能这一无污染资源转换为电能，供人类使用，对工程周边的区域发展有促进作用。另外，灌溉农田，可改善土壤水文状况及高原土壤不良性质，改变了灌区空气的湿度和温度，使农田小气候更适宜各种农作物的生长，可明显提高各种农作物产量，这样工程的建设可促进区域农业种植结构的调整，对实现区域农业生态环境的良性循环，实现农业的可持续发展具有重要意义，工程具有明显的环境效益、经济效益和社会效益。
参考文献
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关键词：水利建设；移民安置；安装规划
建设征地、移民安置工作是水利工程建设必不可少的重要组成部分，然而各地在开展移民安置与征地过程中通常都会引发多种冲突与矛盾［1－3］。如果在前期没有科学性较强的项目征地设计，则会阻碍顺利安置当地的移民。因此，必须重视增强工程建设各相关方的联系，结合实际情况，做好移民的安置工作，维护好移民的切身利益，确保水利工程的长久稳定发展［4－5］。
1工程征地概况
伯斯阿木水库工程建设征地总面积238．98hm2。包括：永久征收各类土地总面积103．72hm2，影响各类用材林木2802株，影响各类果木71株，临时征用各类土地总面积135．26hm2。根据和硕县扶贫开发领导小组办公室文件《关于上报〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的请示》及和硕县人民政府文件《关于同意〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的批复》，由于工程永久征收天然牧草地属于和硕县直属土地，因此将天然牧草地补偿费用全额拨付至县人民政府，按照自治区移民资金管理的相关文件及办法，由县人民政府统一管理使用；本工程建设征地范围内征收的林地补偿费用全额拨付至县林业部门，用于林地恢复。伯斯阿木水库工程初步设计阶段建设征地补偿总投资为3784．56万元，其中农村部分补偿费为481．94万元，专业项目复建补偿费为831．41万元，库底清理费30．61万元，其他费用186．65万元，预备费119．81万元，有关税费2134．14万元。
2水库淹没影响与枢纽建设范围
2．1水库淹没影响范围
工程主要淹没影响草地、林地等实物，无耕地、居民点等敏感性指标。（1）水库回水影响区①各淹没对象设计洪水标准选择：伯斯阿木水库淹没对象较为单一，选择20年一遇洪水标准确定淹没范围。②回水计算及回水末端处理：回水计算采用水库淤积30年的状况下，考虑汛期和非汛期两种情况。汛期回水根据调洪计算结果；非汛期洪水以正常蓄水位为控制条件，以非汛期最大流量进行计算，最终取外包线作为其回水曲线。依据《水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范》（SL290—2009）规定，水库回水尖灭点以回水水面线不高于同频率天然洪水水面线0．30m范围内的断面初定。水库淹没处理终点位置，采取尖灭点水位水平延伸至天然河道多年平均流量的相应水面线相交处初定。根据伯斯阿木水库工程水库洪水回水计算成果，20年一遇洪水标准时，回水长度4688．97m，回水末端水位为1490．28m，20年一遇洪峰流量时，断面1至18调查洪水的最高水位为1485．00m。（2）风浪影响区本工程水库库周正常蓄水位高程（1484．00m）以上未分布耕（园）地、居民点及重要专项等敏感实物，因此，初设阶段不计算风浪爬高。（3）水库枢纽区①浸没。根据本工程地质报告，该水库位于中高山环抱之中，两岸高差300～400m，属典型的峡谷型水库，库区范围内的河谷段以基岩峡谷为主，荒芜人烟，无农田分布，河床宽度30～150m，阶地零星发育，多为狭长型阶地，不存在浸没问题。②滑坡、坍岸。根据本工程地质报告，库区河谷两岸陡峻，岸坡走向30°～45°，因其规模有限，不会产生大的涌浪，不会影响大坝等建筑物。本工程不考虑受坍岸、滑坡影响范围。③水库渗漏。根据本工程地质报告，水库左右岸主要以泥盆系中统中厚层状大理岩和华力西早期侵入花岗岩为主，岩体较完整。弱风化以下岩体透水性差，水库蓄水后产生永久渗漏的可能性不大。除河床砂卵砾石层外均由上述地层组成，不存在邻谷渗漏问题。
2．2水库淹没影响处理范围的确定
根据上述具体情况，遵循安全、经济和便于生产、生活的原则，水库泥沙淤积水平按30年进行考虑，经分析论证后，伯斯阿木水库淹没影响处理的具体范围确定如下。（1）居民迁移线。采用坝前正常蓄水位加高1m安全超高的水平线接建库后20年一遇洪水水面线组成的外包线确定。（2）林地、草地。经计算，本工程水库淹没影响各类土地总面积65．80hm2。
2．3枢纽工程建设区用地范围
经复核，初步设计阶段较可行性研究报告阶段永久道路布置发生了变化，临时用地中料场和渣场位置进行了调整，占地面积有所调整。永久占地范围根据初步设计阶段枢纽工程总平面布置图、施工组织设计成果和工程管理设计成果确定枢纽工程永久征地范围。枢纽区占地，本工程从满足施工需要并尽量节约用地角度考虑，泄洪建筑物基础边界线以外取100m确定。临时用地范围根据节约用地的原则，综合考虑地形条件、施工布置、水工建筑物等因素，结合施工总体布置方案确定。
3移民安置问题探讨
3．1规划目标和安置标准
本项目工程征收草地为和硕县直属土地，根据和硕县畜牧兽医局证明文件，本工程涉及的草地未承包给当地牧民使用，未颁发草原使用权证，因此，不单独拟定移民安置规划目标，仅考虑根据当地社会经济现状及经济发展规划，结合被占用草地单位的基本情况，通过补偿资金使草地资源被征占单位的畜牧业能可持续发展。安置标准主要有：（1）生产安置标准。经现场实地调查，本工程建设征地范围内天然牧草地属和硕县直属土地，根据和硕县畜牧兽医局证明文件，未承包给当地牧民使用，本工程不计算生产安置人口。因此，本项目工程无需拟定生产安置标准。（2）搬迁安置标准。经现场实地调查，本工程不涉及搬迁安置人口，因此本工程无需拟定搬迁安置标准。
3．2农村移民安置人口和容量分析
本工程征收的天然牧草地属于和硕县县直属土地，未分配给当地牧民承包，因此不计算生产安置人口。经过现场实地调查，本工程不存在因其他原因必须搬迁的人口，无搬迁安置人口。和硕县草场资源较丰富，本工程永久征收天然牧草地面积占全县天然牧草地总面积的比例很小，对该县牧业生产影响较小。
3．3农村移民安置总体规划方案
根据和硕县人民政府文件《关于同意〈和硕县清水河伯斯阿木水库工程建设征地农村移民安置方案〉的批复》（硕政函〔2017〕127号），由于本工程永久征收天然牧草地属于和硕县直属土地，经研究，决定将天然牧草地补偿费用全额拨付至县人民政府，按照自治区移民资金管理的相关文件及办法，由县人民政府统一管理使用；本工程建设征地范围内征收的林地补偿费用全额拨付至县林业部门，用于林地恢复。
4专业项目处理
4．1水文站恢复改建
恢复处理规划。根据巴音郭楞水文勘测局文件《关于克尔古提水文站基本水尺断面下迁的请示》（巴水文〔2017〕18号），“原基本断面下迁200m，并需新设河道和引水渠道2处监测断面，两处断面需新建断面基础设施，配置测验设备，实施水文监测。”新疆维吾尔自治区水文局出具文件《关于对〈关于克尔古提水文站基本水尺断面下迁的请示〉的批复》（新水文站网〔2017〕30号），对该水文站的迁建方案进行了批复。本工程水文站恢复改建投资共计329．41万元。
4．2文物古迹处理
根据新疆维吾尔自治区文物局《关于建设和硕县清水河伯斯阿木水库工程选址的意见函》（新文物函〔2017〕23号），本项目不涉及文物古迹，不需进行文物古迹处理，并责成下级文物部门加强对工程建设施工过程中的跟踪检查，待文物得到有效保护，方可进行建设施工。
5结论
水利工程是公益性项目，同时也是国家战略发展和区域经济社会发展的重要组成部分，是推动地方社会经济长足发展，实现国家、地方、业主和移民和谐共赢发展目标的有力措施。作为移民安置工作的参与者，需要不断修订和完善安置工作，通过多种安置方式相结合，不断延伸和拓展原有农业安置工作，从而推动移民工作顺利开展。
参考文献：
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关键词：水利工程 质量管理 质量控制
0 引言
汉江王甫洲水利枢纽工程是汉江中下游衔接丹江口水利枢纽的第一个发电航运梯级。在工程建设过程中，为控制工程质量，首先建立了完善的质量管理体系，狠抓了关键环节，工程建设始终强调控制影响质量的因素，从而有效地实现了工程建设的质量管理。
1 完善的质量管理体系
1.1 政府部门的工程质量监督体系 为了更好地搞好质量控制，长江委工程质量监督中心站和湖北省水利水电工程质量监督中心站共同组建了汉江王甫洲水利枢纽工程质量监督项目站，代表水利部和湖北省对工程建设质量、保证体系、质量控制方法、程序及工作开展情况进行全面系统的监督，并参予工程验收，对工程质量作出评价。
1.2 业主/监理工程师的工程质量控制体系
1.2.1 建设单位 水电工程建设技术复杂、管理头绪多、施工难度大。作为项目管理的行为主体，建设单位必须建立一支专业齐全、技术过硬、作风优良的管理队伍。为此，汉江王甫洲水利水电总公司成立了一室七部，即办公室、计划工程部、财务部、物资设备部、人事劳动部、后勤服务部、发电部和水工部。保障了工程建设管理的进行。有了这样一支工程建设管理队伍，很好地保证了建设目标的成功实现。
1.2.2 监理机构 监理合同一旦签订，就要严格要求监理单位按合同选派足够数量的、优秀的监理工程师及时进驻施工现场开展工作。监理是施工现场的直接管理者，是独立于业主与施工单位的第三方，汉江王甫洲水利水电总公司按照合同约定充分赋予了监理权利，最大程度的发挥了监理的作用。通过有效的管理，使监理作用得到了更大的发挥，在提高工程质量、降低造价方面起了非常大的作用，并有利地促进了项目管理的 科学 化、规范化和法制化，达到了工程质量控制的满意效果。
1.3 设计施工承包商的质量保证体系
1.3.1 设计单位 质量控制首先重视设计，这是抓好工程质量控制的源头，严格设计审查，对工程上的一些重大技术问题，组织监理、施工、设计等有关单位多次召开设计联络会，就设计上存在的问题进行研究讨论，最大限度地减少了错、漏、差，较好地保证了设计质量，减少了工程实施中的变更。
1.3.1.1 设计方案的审查 组织有关参建单位和专家进行设计方案审查，保证项目设计符合设计大纲要求，符合国家有关工程建设的方针政策，符合现行设计规范、标准，工艺合理，技术先进，能充分发挥工程项目的社会效益、 经济 效益和环境效益。
1.3.1.2 设计图纸的审查 设计图纸是设计工作的成果，又是施工的直接依据，所以设计阶段质量控制最终要休现在设计图纸的质量上。初步设计是决定工程采取何种技术方案，对其主要进行审查技术方案是否符合总体方案的要求，是否达到项目决策阶段的质量标准。技术设计阶段是初步设计技术方案的具体化，重点审查各专业设计是否符合预定的质量标准和要求。最终对施工图纸进行审查，主要是通过对设备、设施、建筑物、管线等工程对象的尺寸、布置、构造、相互关系、施工及安装质量要求的详细图纸和说明，重点审查使用功能是否满足质量目标和水平。
1.3.1.3 施工配合和竣工验收 施工配合方面，一是要求设计单位及时按合同要求提供高质量的施工图纸，保证供图满足施工需要；二是要求设计单位在施工现场配备足够的技术力量，及时高效的解决施工中出现的设计问题和质量问题。
竣工验收既是对施工质量的最后考核，也是对设计质量的最后审定。验收期发现的设计或施工质量问题，有一个质量缺陷处理期，限定设计与施工单位消除质量缺陷的期限，限期完成。
1.3.2 施工单位 水电建设的目标都是硬任务，面对的困难也很多，施工单位才是工程建设实体的实施者。首先要在各施工单位中树立精品意识，明确质最目标，要求各施工单位建立自己的质量保证体系，并落实质量目标责任制，建立健全质检机构。
对施工的具体质量控制主要是委托监理进行。监理依据施工承包合同对建设项目进行全面管理，强化三检制和工序验收，使施工单位的工程质量活动完全处在监理的控制之中，从而有效地达到质量控制。
2 关键环节质量控制
在建设过程中质量控制的范围较广，从设计图纸、原材料到分部分项工程施工，每一个环节都不能被忽视，熟悉和掌握控制的范围及重点，有利于事前采取措施，使质量处于预控状态。
2.1 对原材料、半成品、成品的质量控制是质量控制的关键环节。原材料、半成品、成品的质量直接影响工程质量，因而要对它进行控制。不仅要检查进场实物，还要检查质保书，看它的型号、规格、性能等是否符合设计要求。
2.2 抓分部、分项工程按规定规程施工是质量控制的主要环节。分部、分项工程质量是单位工程质量的基础，因而质量控制工作应把它作为主要环节来抓。在按图施工和使用合格的原材料、成品、半成品的前提下，工作的重点应放在抓规范、规程、规定施工，在施工过程中按工序进行控制，出现问题应立即纠正，把事故苗头消灭在施工过程中。控制应贯穿于施工全过程。交工前的产品保护，也是一项不容忽视的控制目标。
2.3 关键部位、薄弱环节是质量控制的重点。单位工程的关键部位与薄弱环节是根据工程对象和队伍素质决定的。对关键部位、薄弱环节的重点控制，只要方法对头、措施得力，往往能起到事半功倍的效果。
3 影响工程建设质量因素的控制
3.1 人 劳动者的资质：提高建设项目质量管理体系的有效性和效率，靠的是管理者和员工的主动参与和支持。为了使从事与产品质量相关的管理者和员工具有胜任本职工作的技能和经验，应当注重招聘质量，并对员工进行相关的 教育 和培训，努力提升工作技能并培育良好的质量意识和工作习惯。
参与方的资质：建设项目各参与方的资质、信誉和相关经验等，直接关系到其所承担的建设项目质量。
3.2 材料 材料是劳动对象。适当的合格的材料、半成品和构配件，是实现产品质量要求的基础。应当重视材料采购的质量验收，并防止在储存和项目建设实施过程中发生变异。
3.3 机械 机械是劳动的手段。机械的功能、安全性和可靠性是实现产品质量的重要因素。应当关注机械的采购和维护，保持其在项目建设实施过程中的良好性能。
3.4 环境 自然 环境和工作环境是建设项目质量满足要求的重要条件。
自然环境：由于建设项目露天作业多，受到不可控制的自然现象影响较大。应当识别相关风险并采取相应防范措施。同时，注意保护自然环境和相关方利益。
【关键词】防渗设计大坝混凝土防渗墙小型水库
中图分类号：P343.3 文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
（一）工程基本情况
凤凰肚水库是一座以灌溉为主的小（二）型水库，水库位于贵港市覃塘区三里镇大周村郁江支流鲤鱼江分支的河上游上，水库集雨面积2.02km2。距三里镇约4 km，距贵港市城区约34 km。
大坝采用30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，相应水位分别为84.57m、84.82m，正常蓄水位为83.08m。水库总库容56.0万m3，其中调洪库容13.94万m3，兴利库容42.06万m3，死库容0万m3。
水库枢纽主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施各一座。凤凰肚水库垮坝时，受影响的主要有三里镇的大周合城屯等村屯，影响人口2450人，耕地2500亩。水库设计灌溉面积950亩。
（二）大坝地质情况
根据钻孔揭示，该坝坝体填筑土以黄色灰褐色含砾粘性土为主，硬塑~可塑，稍湿，无摇震反应，稍光滑，干强度中等，韧性中等，中等~偏高压缩性，厚度0.0~14.5m。根据现场注水试验，坝体心墙土渗透系数K=7.5×10-4cm/s，为中等透水性；坝壳土渗透系数K=9.6×10-4cm/s，为中等透水性，坝体土渗透性达不到规范要求。
坝基为红褐色~黄褐色残坡积土层，中等压缩性，硬塑~可塑状，稍湿至饱和，局部含强风化粉砂岩碎粒或碎块，厚度2.0~3.0m；残坡积土渗透系数K=2×10-4cm/s，为中等透水性。残坡积土层下部为寒武系强风化粉砂岩，灰黄色，岩石风化裂隙较发育，多为泥质充填，局部岩石风化为土状，手可捏碎。坝基强风化岩石由于节理裂隙发育，透水率q＝15 Lu，属中等透水层；弱风化带因不同地段裂隙发育程度不同，造成透水率变化较大，透水率q＝6Lu，属弱~中等透水层。
（三）大坝存在的主要问题
水库于1957年11月动工兴建，1958年5月完工。由于资金及管理方面的原因，凤凰肚水库自建成至今只于1986年1次除险加固建设。大坝为粘土心墙坝，现状最大坝高16.7m，坝顶长130m，坝顶宽3.2m，坝顶高程为85.40 m。最大断面处，上游坡比为1:2.5；大坝下游坡比自上而下依次为1: 2.2、1:2.4、1：4.4，在73m高程处有一个宽16m的平台，平台下为干砌石排水棱体，上游坡没护坡，上段坡面杂草丛生，下段坡面被水冲刷洗淘严重，下游坡坡面凹凸不平，杂草丛生，没有排水沟，排水棱体尚完整，少部分出现松动脱落。根据管理人员介绍，大坝在蓄水位达83.1米高时下游右侧坝坡约77.80m高程会出现长约50m宽约2m的漏水带，渗漏量最大约达25L/s，水位越高，湿润面积越大，并且有逐年加大的趋势，水库已无法正常蓄水。
2 大坝防渗加固设计
2.1大坝防渗加固设计方案比选
① 方案拟定
由于凤凰肚水库大坝坝体、坝基及坝基接触带存在渗漏问题，坝体填筑质量较差，渗透系数较大，必须对大坝进行防渗加固处理。根据坝体坝基地质条件、大坝渗漏程度及施工条件等因素，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL 274－2001）及《水电水利工程高压喷射泥浆技术规范》（DL/T5200－2004），同时结合已建类似工程经验，坝体防渗加固方案拟于工程中常见的塑性混凝土防渗墙和高压旋喷防渗墙两者之间选择。
方案一：塑性混凝土防渗墙方案
混凝土防渗墙沿大坝原坝轴线布置，下限线嵌入坝基填土分界线1.0m，顶高程以不低于正常洪水位控制，取为83.50m。防渗墙长130m，最大墙深16.41m，墙体允许渗透比降〔J〕＝80～100，按常规经验公式计算得墙厚d＝30cm即可基本满足要求，但由于本工程为小型工程，进库公路狭窄，钻孔机械无法到达，且附近无高压电流，因此混凝土防渗墙施工选择采用人工挖孔桩成槽，考虑人工挖孔桩的施工要求，人工挖孔桩桩径采用φ0.8m。
防渗墙墙体采用桩柱型墙体结构，此法所形成的防渗墙墙体是由一列连锁的桩柱组成，相邻桩孔间搭接一部分，先开挖一期孔（奇数号孔），挖完后随即浇筑混凝土，然后再施工二期孔（偶数号孔）。为了获得等厚度的连锁桩柱墙，将二期桩孔施工成“双反弧形”。每个一期孔造孔完毕后即浇筑混凝土先成独立桩柱，二期桩柱施工时，相邻两个一期孔之间开挖成断面为双反弧形状的桩孔，并将露出的一期桩柱侧面清理干净，再将这些桩柱孔浇筑混凝土，即成为连续的墙体。用此法施工的墙体连续性很好，能有效地避免深部分叉的现象。
连锁桩柱施工法示意图
1、一期桩柱砼；2、二期桩柱砼；3、护壁砼
方案二：高压旋喷防渗墙方案
沿大坝原坝轴线进行高压旋喷灌浆，旋喷孔穿过坝体至坝基填土线以下1.0m。高压旋喷灌浆轴线长130m，最大孔深16.41m。高压旋喷灌浆孔按单排布孔，孔距采用1.0m，灌浆沿线共设置了130个灌浆孔。坝体灌浆形成的有效防渗墙最小厚度为0.5m。高压喷射灌浆采用材料为水泥浆，坝体高压喷射灌浆形成的防渗墙渗透系数应小于10-5cm/s。
② 方案比选
两方案主要工程量及工程投资比较见表1。两方案工程直接投资相差不大，方案一比方案二多9.21万元。
表1 大坝加固方案主要工程量及工程投资比较表
方案一（混凝土防渗墙方案）：优点是防渗加固较彻底、可靠，防渗性能好，工程质量控制有保证；缺点是施工速度较慢、施工时间较长。
方案二（高喷防渗墙方案）：优点是施工速度快；缺点是当防渗深度较大时，由于钻孔偏斜旋喷墙下部容易开岔，不易控制工程质量，同时需要通过高喷试验确定孔距等参数，另外高压旋喷灌浆防渗体的防渗性能不如混凝土防渗墙。
经以上技术、经济综合比较分析后认为，方案二（高喷防渗墙方案）工程投资较省，但方案二对交通、供电等施工条件要求较高，本工程为小型工程，无法满足方案二施工机械对交通、供电的要求，而方案一（混凝土防渗墙方案）施工工艺可靠、工程质量易控制，技术可行，拟作为设计推荐方案。
2.2 推荐方案（混凝土防渗墙方案）防渗加固设计
① 防渗墙范围及底线确定
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的有关规定，混凝土防渗墙沿大坝加固后的坝轴线布置，下限线嵌入坝基填土分界线1.0m，顶至正常洪水位以上0.3～0.5m，防渗墙顶高程取83.05m。防渗墙长130m，最大墙深16.4m。
② 防渗墙厚度确定
防渗墙混凝土抗压强度等级1.0~5.0Mpa，按常规经验，防渗墙厚度按下式计算：
式中：d－防渗墙厚度（m）；
h－墙体最大作用水头；
〔J〕－墙体允许渗透比降，考虑施工和混凝土老化等综合因素取
〔J〕＝80～100。
经计算，墙厚d＝30cm可基本满足要求，但根据坝坡稳定综合计算结果，且考虑人工挖孔桩的施工要求，人工挖孔桩桩径采用φ0.8m。综合以上因素，类比其它工程经验，防渗墙设计厚度采用80cm。
③ 防渗墙技术参数
防渗墙体渗透系数小于10-6cm/s，砼抗压强度在1.0～5.0Mpa之间，弹性模量在300～2000Mpa之间。墙体允许渗透比降〔J〕＝80～100。
④ 防渗墙布置及设计
混凝土防渗墙沿大坝原坝轴线布置，下限线嵌入坝基填土分界线1.0m，顶高程以不低于正常洪水位控制，取为83.50m。防渗墙长130m，最大墙深16.41m，墙体允许渗透比降〔J〕＝80～100，按常规经验公式计算得墙厚d＝30cm即可基本满足要求，但由于本工程为小型工程，进库公路狭窄，钻孔机械无法到达，且附近无高压电流，因此混凝土防渗墙施工选择采用人工挖孔桩成槽，考虑人工挖孔桩的施工要求，人工挖孔桩桩径采用φ0.8m。防渗墙墙体采用前述的桩柱型墙体结构。
3 加固后大坝抗滑稳定分析
坝坡稳定计算采用北京理正软件设计研究院编制的《边坡稳定分析软件》计算，大坝加固后典型剖面稳定计算简图见图1，结果见表2。
表2加固后水库大坝坝坡稳定计算结果
由计算结果得知：（1）大坝加固后，在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位形成稳定渗流时，下游坝坡的抗滑稳定安全系数均满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定要求，下游坡不存在滑动危险。（2）水位从正常蓄水位骤降至1/3坝高水位时，上游坝坡抗滑稳定安全系数均大于上游坝坡抗滑稳定最小安全系数[K]=1.15；水位从校核洪水位骤降至正常蓄水位时，上游坝坡抗滑稳定安全系数均大于上游坝坡抗滑稳定最小安全系数[K]=1.05；满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）要求，上游坝坡不存在向下滑动的危险。（3）大坝加固后，在各种工况下，大坝上、下游坝坡的抗滑稳定安全系数较加固前均有较明显提高。
4 结束语
本水库根据大坝的坝型、坝体坝基的实际地质条件以及施工条件等，在大坝的防渗设计中针对具体情况进行方案优选设计，最后经方案技术经济比较选用人工挖孔桩塑性混凝土防渗墙作为大坝的防渗方案，这为我们在资金较为有限的小型水库除险加固设计中，如何能够选用加固比较彻底、防渗性能比较可靠且投资较省的大坝防渗方案提供了一定的参考借鉴作用。目前，该项目已经进入了紧张的施工建设阶段。
关键词：水文气象；工程地质；环境影响；水土保持；经济
Abstract: this paper analyzes the YongDengXian zhuang city to city GaoGuWan wave river section generalization of the mountain wind pitch, and engineering geological investigation and the scale of the task, and points out that the impact on the environment and economic evaluation.
Keywords: meteorological and hydrological; Engineering geology; The environmental impact; Water and soil conservation; economic
中图分类号：X143 文献标识码：A文章编号：
一、综合说明
庄浪河系黄河一级支流，是一条山区性冲积河流，发源于青海省门源县与甘肃省天祝县交界的马雅山脉冷龙山东侧，大致东南向流经本省天祝县、永登县，于兰州市西固区河口镇汇入黄河，全长184.8km，控制流域面积4007km2，其中永登境内河长95km，控制流域面积2335 km2。
本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段，治理河道长12km，共分四段：城关段2.5km（城关永尧大桥至高家湾大桥右岸）；大同段5km（贾家场大桥至保家湾村右岸）；红城段2.5km（风山上桥至风山下桥右岸）；柳树段2km（李家湾渠首至牌路村左岸）。受永登县治河管理站委托，我院完成了该工程的初步设计任务。
二、水文气象
2.2 气象
庄浪河流域地处西北内陆、地势高，受内蒙古高气压控制，80%以上地带气候干燥，属湿带半干旱气候区，气候特点是春干、夏旱、秋湿；气候要素随高程有一定变化规律，逾向上游冰冻期逾长，气温逾低降水量增大蒸发量减少。流域宽度上宽下窄，平均宽22km，流域内大多属半干旱气候，降雨量由北向南递减（500～290mm），蒸发量由北向南递增（1300～2100mm）。降雨多集中在7～9月，且多局部暴雨。
庄浪河流域气象特征以五里墩站为代表，年平均气温5.9℃，年平均降水量284.8mm，降水多集中在7～9月，占全年降水量的60%，且多以暴雨形式出现，历时多在1小时左右，最大1小时暴雨强度为48.1mm。年平静蒸发量1888.1mm。干旱指数6.6。
2.3 径流
庄浪河永登段多年平均径流量上游武胜驿站为1.85亿m3，下游红崖子站为1.20亿m3，多年来平均流量武胜驿为5.88 m3/s，红崖子为3.80 m3/s。其特点主要是：（1）年径流主要来自武胜驿以上河道，本河段区间径流很少。由于区间大量用水，径流有沿程递减现象。（2）年径流在年际之间变化很大，武胜驿站最大最小年径流之比为3；红崖子站为11.35。（3）径流年内分配差异也很大，以年平均流量为界，则月平均流量大于平均流量的月份为7～10月，可定为汛期，月平均流量小于年平均流量的月份定为非汛期，则年来水量集中于汛期， 非汛期红崖子站尚出现断流情况。（4）洪、枯水流量相差悬殊，无稳定的中水期，实测最大流量与最小流量一般相差约83倍，最大流量多发生在汛期内7～9月，最小流量多出现在11月至来年3月。由于区间大量用水，红崖子站在11月和来年5、6月发生断流。
三、工程地质
本次治理河段地质勘察按初设要求进行，勘察的主要任务是：
（1）调查区域地质构造情况，进行区域构造稳定性评价；
（2）基本查明堤防工程方案各工程地质段堤基及邻近区的工程地质条件，并对有关的主要工程地质问题做出工程地质评价；
（3）查明治导线工程地质条件，并提供相关地质参数；
（4）进行天然建筑材料勘察。
勘察在调查、搜集项目区区域地质资料、地震资料等基础上，主要采用工程地质测绘、剖面测绘，结合野外人工探坑及土工试验等方法进行工作。
四、工程任务和规模
庄浪河永登段两岸岸线总长度186.92km，根据设防标准和已核算的设防洪水位，结合河道实际现状，确定需设堤防的段落有127km ，其中已规划治理77km，未治理的险工险段仍有50km，本次治理河段为永登县城关镇高家湾至红城镇风山段，治理河道长12km，共分四段：城关段2.5km（右岸）、大同段5km（右岸）、红城段2.5km（右岸）、柳树段2km（左岸）。
五、工程布置原则及标准
5.1工程布置原则
（1）以防洪为主。
（2）稳定河势，兼顾两岸，重点治理。
（3）因势利导，因地制宜，节约投资。
（4）充分利用现有工程和天然节点，尽量少占或不占耕地。
（5）以河相关系为基础进行治导线布置，保证治理宽度不小于稳定河宽，并充分考虑河床的泄洪能力。
5.2 工程等别及建筑物级别
根据项目建设规模，依据《防洪标准》（GB50201-94）和《堤防工程设计规范》（GB50286-98），防洪标准按20年一遇洪水设防，河堤等永久建筑物级别为4级。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划分，项目区地震动峰值加速度0.15g，地震动反映谱特征周期0.45，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。
5.3堤防工程主要指标
按照河道天然状态下稳定河段的实测资料分析及河道特征值经验公式的计算结果，河道治理规划主要采用以下指标。根据河道纵剖面处于稳定且冲淤基本平衡的特点，治理规划中对河道纵比降不做大的平衡调整。
六、环境影响评价
6.1 工程环境现状
工程区属大陆性干旱气候，空气干燥，降水量少，蒸发量大，昼夜温差较大，日照时间长，光照充足。庄浪河多年平均径流量1.98亿m3，多年平均含砂量13.56kg/ m3，区内水土流失严重。险段治理工程涉及城关、红城、大同、柳树四个乡镇，受益区有6个村28个社，农业人口16200人，农田7200亩，是永登县农业经济发达地区。另有兰新铁路及312国道通过，县、乡道路纵横交织。
6.2 环境影响
工程实施后将对区内社会经济及自然环境产生长期的、潜在的有利影响。沿河两岸建立各种防护林带，增加林草覆盖面积，将降低风速，减少风害，增加降水及湿度，减少水土流失，极大地改善了当地的生态环境河小气候条件。使沿岸村镇、学校、企业、农田等免受洪灾威胁，保证了人民群众生命财产安全，支持了国家西部地区经济建设。
6.3 环境保护及管理
合理利用庄浪河水资源及沿岸土地资源，优化农、林、草结构比例，以保证工程区内生态平衡。为防止沙化和水土流失，须严禁滥挖草皮、草根，严格控制区内林木砍伐量，保持良好的生态体系。建立河道管理部门对河道进行分段管理，严禁在河道内乱挖砂石。对易产生泥石流的沟道开展水土保持工作。
6.4 工程区环境影响评价
本工程是国家公益事业，工程实施后将对区内自然、社会环境产生长期的、多方面的正面效应，形成农、林、草共同发展的高效人工生态体系，对净化空气，防止洪涝灾害和水土流失将起到积极作用，是对区内环境保护的有利贡献。
七、工程水土保持
7.1 水土流失现状
工程区地处西北黄土沟壑区，水土流失类型可分为干旱风沙区、丘陵沟壑区、洪积冲积扇区。土壤侵蚀深平均为2.43mm，侵蚀模数为4000t/km2•a左右，侵蚀方式以水力侵蚀为主，风力侵蚀次之。
7.2 水土保持措施
本工程自身具有水土保持功能，水土流失防治主要在施工过程中。水土保持措施如下：
（1）要合理安排工期，避免在易发生暴雨、洪水的季节里进行推砂筑堤施工，防止造成不必要的水土流失。（2）在河道内挖砂筑坝施工中，挖砂深度应控制在河道深泓线以上，并归顺河道、杜绝乱采乱挖，以保持河流长期发展过程中形成的悬移质冲淤平衡，尽量避免因施工造成的水土流失加剧的情况发生。（3）砂坝施工必须及时分层洒水碾压填筑，避免长期堆放造成的风雨侵蚀。（4）生物措施方面：可在河堤外侧布置10m宽护岸林带，林带面积180亩，并在堤坝外坡种草护堤。
八、经济评价
经济评价的依据主要有：《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）、《建设项目经济评价方法与参数》等。经济分析着重评价该工程实施后恢复发展河滩耕地、保护耕地、减免工商业、交通、通讯损失等直接效益，或次年农田减产损失等间接效益，分析该工程的投入与产出，计算国民经济评价指标。
本工程是一项防洪减灾的治河工程，兴建的目的主要是固堤护岸、防灾减灾，保护两岸国民经济生产和建设，是一项以社会效益为主的工程，受益对象涉及到工商业、交通、运输、学校、村庄、农业及人民群众生命财产等各方面，所以项目效益应计入直接效益和间接效益，按规范规定，防洪工程属公益性工程，仅作国民经济分析，经济分析计算期取31年。
参考文献
[1]《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188-2005）.
[2]《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）.
【关键词】山区河流；低闸；急流衔接
1.急流衔接消能特性分析
1.1山区河流特性
山区河流水库一般属于河谷型水库，窄深型河槽。山区河流剖面陡峭，一般趋势上陡下缓，水面综合比降比较大。山区河流坡面陡峭，径流系数大，汇流时间短，洪水猛涨陡落是山区河流的重要特点。
河流洪枯流量一般比较悬殊，洪水流量往往为枯水流量的100或数百倍。河流枯水期山区河流悬移质含沙量小，来砂量主要集中在汛期几次洪峰。河流的特性决定了消能形式的合理选用。
1.2急流衔接适合山区河流原因分析
从山区河流特征可知，一般山区河流砂峰随洪峰出现，闸坝由于调节固体径流的需要，汛期一般会采用敞泄方式冲砂，大量的推移质会冲向下游，表现为在洪水作用下，速度快、量大、时间集中。
闸坝有调节固体径流的要求，常规消能方式一般只有消力池可选。消力池虽然消能效率比较高，下游冲刷相对较弱，但造价高，在推移质作用下，易出现磨损、消能工损坏加快、淤积等情况，增加运行中消能工修复频率，从经济、运行成本和效率上并不合算。
急流衔接消能效率不如消力池，但目前修建的山区的闸坝，一般来说处于深山峡谷，下游没有重要的防护对象，下游两岸及河床出现一定的冲刷，并不足以造成实质性的损害，但可以减少消能工修复频率，造价较消力池低，则采用急流衔接是合理的。
1.3 急流衔接中可能出现的流态
消能时，出现的下游衔接形式和下游水深有密切关系。对于山区河流而言，下游水位变化非常剧烈，在泄流过程中，由于下游水位不断变化，下游实际会出现急流衔接、远驱水跃、完全水跃、淹没水跃等多种形式，水跃的位置也会随下游水位在护坦首部、护坦段及下游冲刷坑内变化出现。
1.4 急流衔接消能本质
从以上分析可知，急流衔接是一个比较笼统的概念，并非泄流中所有过程都是急流衔接状态。
通过分析、工程实际运行及水工模型试验，从急流衔接消能的本质而言，虽然在护坦内出现的水跃可消杀部分能量，但其能量大部分依靠在护坦末端冲刷坑的的旋滚等作用消杀，剩余的能量依靠对河床及两岸的冲刷消杀，从而使水流逐步恢复到天然河道状态。但目前为止，对于冲刷坑所消杀能量占整个能量的百分比还没有具体的数据。
1.5 急流衔接消能适用性
从急流衔接消能的分析可知，其运用主要的限制条件在于，采用急流衔接所造成的下游冲刷在可接受的程度，或者说采用一定的工程措施可以防止。
同时，对河床质有一定要求，要求河床质抗冲刷性能比较好。当然山区河流工程所在的河道基本以漂卵砾石为主，抗冲性能比较好，一般不存在问题；但如果存在易于冲刷的河床质，则应认真考虑适用性和冲刷后对工程及周边环境的影响。
2.急流衔接设计相关问题讨论
2.1 防洪标准
根据规范消能工一般采用消能防冲标准进行设计。采用该标准洪水的前提是，消能工的破坏易于修复并对主体工程安全没有影响。对于山区河流覆盖层的闸坝，如果护坦出现严重破坏（如整块破坏、掀翻、尾部淘空等情况），则会直接影响主体建筑的安全。因此，实际设计时，建议根据消能防冲洪水和校核洪水的差距、护坦破坏可能性及对建筑物的影响综合考虑，必要时可提高消能防冲洪水标准。
根据工程经验，提高消能工洪水设计标准，最后往往体现在按最大洪水冲刷深度增加了末端齿墙的埋深和护坦的厚度，所增加的投资往往并不大，但对覆盖层上的闸坝安全则提高很多。
2.2单宽流量的限制
覆盖层上的闸坝，下游冲刷始终是设计必须进行仔细考虑的问题，特别是急流衔接对下游冲刷相对比较明显。
根据已成工程的经验，斜护坦末端单宽流量不宜超过50m3/s（消能防冲标准），在蓄水位较高的闸坝工程中，消能形式更应作为重点进行考虑。
2.3 护坦设计
急流衔接护坦一般采用一坡到底或斜段加短平段的形式，两者本质上没有太多差别。但水平的护坦，从消能的角度而言，是不合适的。护坦具体采用的形式，可根据地形及具体布置来确定。
护坦厚度可根据护坦排水形式的不同，通过抗浮计算并结合工程经验进行确定。
护坦长度确定，应考虑护坦下游冲刷坑形成后对闸坝稳定的影响以及消能效果综合确定。由于护坦作用机理较为复杂，在不同下游水位下，水流衔接方式不同，初步设计时，可参考消力池粗步计算并结合类似工程进行选取确定。
2.4海漫设置
护坦后的海漫是否设置，取决于设置后，是否可以减轻下游冲刷、降低施工难度、工程造价。很短的海漫，对于调整流速作用不明显。如果护坦末端齿槽深度可以保证工程安全，下游冲刷也可接受，工程实际中也经常不设置海漫。
3.结语
通过以上分析，山区河流急流衔接消能，是适合山区河道及水流特性的一种消能方式，在实际运用中取得了良好的效果。但也有自身的限制条件，设计时，应根据其本质及可能造成的影响，合理确定各项参数，做出最适合当地实际情况的设计。
参考文献：
[1] 《水闸设计规范》
