日照市东港区花朵子水库施工导流方案设计

张 恒，於 蕊，崔积家

（1.山东省水利勘测设计院有限公司，山东 济南 250014；2.山东省工程咨询院，山东 济南 250013）

花朵子水库位于日照市东港区三庄镇，坝址位于三庄河上游两支流交汇口处，东南方向距龙门崮风景区约1.2 km，距三庄镇约10 km，是一座以供水、防洪为主，兼顾生态补水和旅游开发功能的小（Ⅱ）型水库。水库总库容43.2 万m3，兴利库容18.4 万m3，死库容6.2 万m3。

1 地形地貌与工程地质

三庄镇地处鲁东丘陵区，境内山丘起伏，全境地势西北高，东南低。库区所在区域地势中间高、两侧低，东西两侧为剥蚀堆积山间平原区，略向东南倾斜。中部低山丘陵区属泰沂山脉系，呈东南—西北或南北走向。库区位于中切割剥蚀构造低山丘陵区，两岸山体宽厚，山脚地势平缓，多被人工改造成梯田，山顶呈浑圆的馒头状，高程多在260～450 m 之间，相对高差100～300 m。

坝址左右岸均分布人工改造的梯田，覆盖层主要为人工堆积的壤土和碎石土，山坡部分为残坡积的壤土，谷底基岩出露，覆盖层分布厚度不均，基岩为方戈庄组潜粗安岩。

2 水文气象

花朵子水库流域位于鲁东南沿海，该区域属暖温带湿润季风气候区，且具有明显的海洋性特征，一年四季分明，春季干旱多风、夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。年平均气温12.1～12.9 ℃。多年平均无霜期213 d，历年最大冻土深0.32 m。

3 施工期洪水分析计算

现状花朵子水库流域内没有水文站及雨量站，附近流域有竖旗站，且该站具有30 年以上连续非汛期降水资料，因此计算选取该站实测暴雨资料进行施工期洪水计算。

图1 竖旗站施工期（10 月～翌年5 月）最大24 h 点雨量频率

1）设计雨量分析计算。为得到施工导流时段10 月～翌年5 月点雨量系列，将竖旗站实测数据采用导流时段最大值法进行处理，以矩法初估统计参数，采用P-Ⅲ型频率曲线，取Cs=3.5Cv 进行适线，以理论频率曲线与经验点据拟合较好为原则。经点面折减后，5 年一遇施工导流时段10月～翌年5 月最大24 h 面雨量为29.3 mm。

2）施工期洪水计算。净雨计算采用降雨径流相关图法。根据花朵子水库所在位置，水库流域面积小于300 km2，流域所在位置位于泰沂山南，设计净雨采用P＋Pa～R 降雨径流关系中1 号线查算，设计前期影响雨量Pa 取值25 mm。

小型水库汇流计算主要有经验公式法和瞬时单位线法。该汇流计算采用山东省综合瞬时单位线法。经计算，花朵子水库施工期（10 月～翌年5 月）5 年一遇洪峰流量为27.0 m3/s。

4 导流方式

本工程拟建坝址处河谷为“V”型河谷，河道狭窄，不适合在河道内采取分期导流。拟建坝址左岸山体坡度大，而右岸相对平坦，更适宜布置导流建筑物。

综合上述分析，花朵子水库工程施工导流拟采用分期导流方式，10 月～次年1 月施工Ⅰ期工程，拟在现状河道上、下游填筑围堰一次性拦断河床，同时在右岸开挖导流明渠，上游来水通过明渠下泄施工主河槽及左岸岸坡坝段；次年2月～5 月进行Ⅱ期工程，对右岸岸坡坝段施工，在场区上游填筑围堰，考虑到场区下游不受施工期洪水影响，因此不再填筑下游围堰，上游来水通过已建成坝段的放水洞和溢流坝段进行导流。防汛路不受施工期洪水影响，不再采取导流措施。

5 导截流设计

5.1 明渠设计

坝址处河道底高程140.90 m，为节约成本，减少导流明渠土石方开挖工程量，本工程设计导流明渠进口底高程高于现状河道底高程0.6 m，根据工程勘探资料可知，导流明渠开挖断面上部以砂砾石及碎石土层为主，下部以强风化岩层为主，防渗和抗冲性能较差，为了确保主体工程施工期间导流明渠的安全，需要对开挖后的导流明渠水位以上0.5 m 范围内的渠坡及渠底采取防冲、抗渗措施，结合类似工程经验，通过综合比较确定，防渗采用150 g/0.2 mm/150 g 复合土工膜，抗冲采用编织袋装土护砌，厚约0.3 m。按明渠均匀流进行水力计算，选择断面为梯形断面，底宽1.00 m，设计边坡系数取1∶1.5，渠底比降0.005。

5.2 围堰设计

1）堰前水位。Ⅰ期上游围堰堰前水位按导流明渠内进口处明渠内水深确定。导流明渠底高程141.50 m 加导流明渠内正常水深2.18 m，因此Ⅰ期上游围堰堰前水位为143.68 m。

下游围堰堰前水位按导流明渠出口处河道内的水深确定。根据水力计算，施工导流时段内导流流量为27.0 m3/s 时，河道水深为1.14 m，Ⅰ期下游围堰位置处河底高程为139.05 m，因此Ⅰ期下游围堰堰前水位为140.19 m。

Ⅰ期上游围堰堰前水位按溢流坝段水位确定。由于水库溢流坝段顶高程153.50 m，溢流坝段水深0.21 m，因此Ⅰ期上游围堰堰前水位为153.71 m。

2）围堰顶高程。经计算，Ⅰ期上游围堰顶高程为144.62 m，Ⅰ期下游围堰顶高程为141.04 m，Ⅱ期上游围堰顶高程为154.58 m。

3）围堰断面设计。围堰全部采用均质土石围堰结构，Ⅰ期上游围堰堰顶宽度6 m，堰顶作为施工交通道路使用，边坡均采用1∶2。根据地勘资料描述，Ⅰ期上游围堰迎水面坡脚河床以潜粗安岩为主，无需对河床进行清理。围堰填筑采用明渠开挖碎石土，考虑到碎石土抗冲、防渗性能较差，因此在围堰迎水面采用“两布一膜”进行防渗，在其上铺设0.2 m 厚碎石垫层，再在迎水面抛乱石防冲。Ⅰ期下游围堰及Ⅱ期上游围堰堰顶宽度均为3 m，边坡均采用1∶2，防渗护砌形式与Ⅰ期上游围堰类似，其上铺设0.2 m 厚碎石垫层，再在迎水面抛乱石防冲刷。

6 结语

通过分析花朵子水库工程的地形地貌、工程地质和水文气象等因素，确定采用分期导流方案。Ⅰ期导流采用一次性拦断河床明渠导流方式，Ⅱ期通过已建成坝段的放水洞和溢流坝段进行导流。花朵子水库工程中标施工企业参照上述方案进行施工，满足了大坝及建筑物工程干地施工的要求，确保了施工进度和工程安全。目前该工程已完成建设，且运行状况良好，水库的生态效益、经济效益均得到了显著发挥。