黄家河水库除险加固工程初步设计报告 - 图文

####市黄家河水库除险加固工程

初步设计报告 （评审稿）

#####年十月

目 录

1 总 论 .................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 项目概述.................................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 编制依据.................................................................................. 错误！未定义书签。 1.3 可行性研究结论...................................................................... 错误！未定义书签。 2 项目建设背景及必要性 ........................................................ 错误！未定义书签。 2.1 项目背景.................................................................................. 错误！未定义书签。 2.2 项目建设必要性...................................................................... 错误！未定义书签。 3 项目建设条件 ........................................................................ 错误！未定义书签。 3.1 自然地理条件.......................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 社会经济状况.......................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 项目目前进展情况.................................................................. 错误！未定义书签。 4 建设目标、规模和工程总体布局 ........................................ 错误！未定义书签。 4.1 指导思想.................................................................................. 错误！未定义书签。 4.2 建设目标.................................................................................. 错误！未定义书签。 4.3 项目建设规模和内容.............................................................. 错误！未定义书签。 4.4 工程总体布局.......................................................................... 错误！未定义书签。 5 项目建设方案（工程设计） ................................................ 错误！未定义书签。 5.1 工程措施.................................................................................. 错误！未定义书签。 5.2 生物措施.................................................................................. 错误！未定义书签。 6 项目组织管理 ........................................................................ 错误！未定义书签。 6.1 组织管理机构.......................................................................... 错误！未定义书签。 6.2 工程管理措施.......................................................................... 错误！未定义书签。 6.3 技术保障措施.......................................................................... 错误！未定义书签。 6.4 资金管理.................................................................................. 错误！未定义书签。 6.5 项目建后管理.......................................................................... 错误！未定义书签。

黄家河水库除险加固工程初步设计报告

6.6 监督执法.................................................................................. 错误！未定义书签。 6.7 监督监测.................................................................................. 错误！未定义书签。 7 项目进度安排 ........................................................................ 错误！未定义书签。 7.1 项目建设进度.......................................................................... 错误！未定义书签。 8 投资估算 ................................................................................ 错误！未定义书签。 8.1 投资概算.................................................................................. 错误！未定义书签。 8.2 投资筹措方案.......................................................................... 错误！未定义书签。 9 综合评价 ................................................................................ 错误！未定义书签。 9.1 技术指标可靠.......................................................................... 错误！未定义书签。 9.2 技术设计规范.......................................................................... 错误！未定义书签。 9.3 环境改善明显.......................................................................... 错误！未定义书签。 10 结 论....................................................................................... 错误！未定义书签。

黄家河水库除险加固工程初步设计报告

####市黄家河水库除险加固工程特性表

序号 一 1 2 3 4 二 1 2 三 1 2 四 1

指标名称 水文 坝址控制流域面积 干流长度 干流平均坡降 多年平均降水量 水库 水库水位 校核洪水位 设计洪水位 兴利水位 死水位 库容 总库容 兴利库容 死库容 调洪库容 洪水 设计洪峰流量（P=3.3%） 设计下泄流量（P=3.3%） 校核洪峰流量（P=0.33%） 校核下泄流量（P=0.33%） 主要建筑物 大坝 型式 坝总长 坝顶高程 单位 Km2 Km m/m mm m m m m 万m3 万m3 万m3 万m3 m3/s m3/s m3/s m3/s m m 设计 7.52 1.67 0.0282 695.6 96.91 96.29 95.00 88.00 388.88 251.5 18.5 118.88 161.68 43.96 261.70 85.64 均质土坝 727 98.0 备注

黄家河水库除险加固工程初步设计报告

序号 2 3 五 1

指标名称 坝顶宽 最大坝高 上游坡 下游坡 溢洪道 型式 堰顶高程 堰顶净宽 放水洞 放水洞型式 衬管尺寸 进口底高程 洞长 经济指标 静态总投资 单位 m m m m m m m 万元 设计 5.0 11.8 1：2.7 1：2.6 95.00 30.0 砌石方涵衬管式 DN300 88.00 56 469.99 备注

黄家河水库除险加固工程初步设计报告

1 综合说明

1.1 工程现状及存在的主要问题

1.1.1 工程位置及水库特征

黄家河水库位于####市里岔镇周阳河支流黄家河的上游，为小（1）型水库，总库容388.88万m3；校核水位96.91m，防洪库容118.88万m3；设计水位96.29m；兴利水位95.000m，兴利库容251.5万m3；死水位88.00m，死库容18.5万m3。水库控制流域面积7.52km2，坝址以上干流长度为1.67km，干流比降0.0282m/m。

1.1.2 工程现状

枢纽建筑物主要由大坝、溢洪道和放水洞等组成，现状情况如下： 1、 大坝 （1）上游坡

大坝上游坡桩号0+000～0+390坝段坡比1：2.5～1：2.9，坡比多为1：2.7，0+390～0+660坝段坡比1：3.3～1：3.7，多为1：3.7，护坡型式为干砌乱石护坡，由于护坡使用年限较长，乱石护坡风化破碎严重，长有杂草。

图1-1上游护坡现状图

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（2）坝顶

坝顶宽4.70～6.20m，除个别桩号变化较大外，其余坝顶宽度均在5.3m左右，土质路面，未发现坝顶裂缝现象。

图1-2坝顶路面现状图

（3）下游坡

下游坡坡比除个别桩号为1：1.8外，其余坝段坡比均1：2.5左右，草皮护坡，长有高杆杂草，下游坡无纵横向排水沟。

图1-3下游坡现状图

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2、 库区道路

库区内有一条道路连接大坝及库区西北侧山地，路面顶高程为98.05～95.00m，靠坝一侧较高，由于路基未护砌，溢洪时造成冲刷。

图1-4库区土路现状图

3、 放水洞

水库放水洞型式为浆砌块石竖井方涵式，方涵过水断面尺寸为0.4×0.4m，进口底高程为88.0m。放水洞闸门采用0.5×0.5m铸铁闸门，现闸门关闭不严，存在轻微漏水现象；启闭机年久失修，锈蚀严重；启闭机房破损。

图1-5放水洞出口现状图

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4、 溢洪道

水库溢洪道为一明渠，位于大坝左岸坝头处，渠道长度约65m。现状溢洪道渠底高程为95.00m，底宽30.0m。溢洪道右岸为土坡，草皮护坡，汛期溢洪存在冲刷现象，左岸为岩石边坡，石质坚硬，现状良好。 溢洪道尾水渠右岸靠近坝脚处提防存在缺损现象，长度20m，行洪时易淘刷坝脚。

图1-6溢洪道现状图

1.1.3 工程运行情况

黄家河水库始建于1957年10月。为防止坝坡冲刷，1976年前后对大坝进行了干砌石护坡。

1.1.4 工程存在的主要问题

黄家河水库于1957年建成，受当时经济条件、施工条件等限制，水库现存在多种问题。在2006年完成的大坝安全鉴定报告中，将该库评定为三类病险水库。通过鉴定，查出水库存在的问题主要表现在以下几个方面：

1、 大坝：

（1） 上游坡干砌乱石护坡风化破碎，部分坝段冲刷较为严重； （2） 库区内道路溢洪时存在冲刷现象，联通库区的管道管径较小。 （3） 下游坡草皮灌木丛生，无纵、横排水沟。

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2、 放水洞：

（1） 闸门关闭不严，轻微漏水； （2） 启闭机年久失修，存在锈蚀现象； （3） 启闭机房破损。 3、 溢洪道

（1） 溢洪道右岸现为土坡，汛期溢洪产生冲刷；

（2） 溢洪道尾水渠提防右岸靠坝脚处缺损，过流时冲刷坝脚。 （3） 溢洪道杂草丛生，阻碍行洪。

1.2 初步设计报告编制的依据和过程

我院受####市水利局的委托，对黄家河水库大坝进行安全鉴定工作。按照水利部《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的要求，我院编制了《黄家河水库大坝安全鉴定报告》。通过对各分项工程的复核和评价，掌握工程存在的问题及安全隐患，为水库除险加固提供可靠依据。

黄家河水库大坝安全鉴定工作始于2007年8月。为搞好黄家河水库大坝安全鉴定工作，我公司和青岛市####基础工程有限公司先后进行了大坝枢纽工程测量、现场安全检查与检测、大坝地质勘察、水文资料的搜集等外业工作。在取得各基础资料后，根据国家和水利部现行有关规范，对各分项工程进行安全复核评价，于2007年10月，完成了大坝安全鉴定报告的编制工作。报告成果有《黄家河水库大坝安全鉴定报告》、《黄家河水库大坝地质勘察报告》（青岛市####基础工程有限公司）。

安全鉴定报告的鉴定结论是： 1、坝体

1、 大坝上游坡为干砌乱石护坡，护坡风化破碎，部分坝段冲刷较为严重，无反滤层不符合规范要求。

2、 现状坝顶为土质路面不利汛期防洪交通。

3、 坝体为粉质粘土均质坝，渗透系数标准值为2.5×10-4cm/s，不满足均质坝防渗土料不大于渗透系数1×10-4 cm/s的规范要求。

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4、 下游坡长有高杆杂草缺少排水系统，容易形成冲沟。 安全鉴定结论：大坝结构体综合评定为C级。 2、放水洞

水库放水洞为浆砌块石竖井方涵式，过水断面尺寸为0.4×0.4m，进口高程为88.0m。放水洞闸门关闭不严，有轻微漏水；启闭机年久失修，锈蚀严重；启闭机房破损。

安全鉴定结论：放水洞综合评定为B级。 3、溢洪道

水库溢洪道为一明渠，位于左岸坝头垭口处，现状底高程95.00m，溢洪道右岸现为土坡，汛期存在冲刷，溢洪道尾水渠行洪对坝后坡存在冲刷问题。

安全鉴定结论：溢洪道综合评定为C级。

结论：鉴于该水库存在上述不安全问题，根据水库大坝安全鉴定办法的规定，评定该库大坝为三类坝。

根据大坝安全鉴定报告的鉴定意见，受####市水利局的委托，青岛市水利勘测设计研究院有限公司进行了《黄家河水库除险加固工程初步设计》报告的编制工作。

1.3 水文

1.3.1 水文概况

黄家河水库控制流域面积7.52km2，坝址以上干流长度为1.67km，干流比降0.0282m/m。

流域为山丘区，平均年降水量695.6毫米，年际变幅较大。最大年1518.6毫米（1964年），最小年322.1毫米（1981年）。

1.3.2 水文计算

1、 暴雨计算

本次设计暴雨根据《山东省小型水库洪水核算办法》中提供的“山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图”，查得黄家河水库流域中心多年平均最大24小时

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降雨量为H24?105mm，变差系数Cv?0.55，采用Cs?3.5Cv，由皮尔逊III型理论频率曲线确定水库流域不同设计频率点雨量，由山东省最大24小时和三日暴雨点面关系表查得流域24小时和三日点面换算系数都为1，经点面换算后可求得相应面雨量，计算结果见表 1-1

表 1-1 各设计频率面雨量成果表

日次 24h 2、 汇流计算

汇流计算依据《山东省小型水库洪水核算办法》，各设计频率入库洪峰流量见表 1-2。

表 1-2 黄家河水库各设计频率最大洪峰流量成果表

设计频率 洪峰流量（m3/s） 3、 调洪演算

水库调洪演算采用图解法，调洪演算的成果见表 1-3。

表 1-3 黄家河水库调洪演算成果表

洪水类型 设计 校核 洪水频率（%） 3.33 0.33 起调水位（m） 95.00 95.00 最高水位（m） 96.29 96.91 相应调洪库容（104m3） 75.28 118.88 相应泄量 （m3/s） 43.96 85.64 0.33% 261.70 3.3% 161.68 各设计频率雨量（mm） 0.33% 372.75 3.3% 248.85 1.4 工程地质

根据钻探资料，在勘察深度范围内，场区地基土自上而下可分为四个岩土层： 第①层，碎石（Q4ml）：颜色为褐色，湿，松散—稍密，分选差，棱角，粘粒含量大，不均，直径2～10cm。渗透系数标准值（K）为3.0×10-3cm/s，为中等透水层。粘聚力标准值（c）为16.1KPa，内摩擦角平均值（φ）为11.1度。

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该层为坝体顶部的填土层，年限为30年左右，坝顶最大厚度1.0～1.5m，层底标高96.81～97.20m ，分布于坝体顶部，西侧厚度较大，东侧较小。

第②层，粉质粘土（Q4ml）：颜色为黄褐色—黄色，呈可塑状态，含水率(w)标准值为21.0%，液性指数（IL）标准值为0.55，压缩系数标准值为0.42，为中等压缩性土。稍有光滑，干强度中等，韧性中等。渗透系数标准值（K）为2.5×10-4cm/s，为中等透水层。粘聚力标准值（c）为16.1KPa，内摩擦角平均值（φ）为11.1度。标准贯入测试值N=4～6击。

该层为坝体主要填土层,，年限为35年左右，坝顶顶面埋深1.0～1.5m左右,最大厚度14.0m左右，层底标高82.53～84.13m ，分布普遍。

第③层，强风化粗面安山岩（KqF）：颜色以褐黄色为主，风化强烈，呈坚硬粘性土状，由上到下逐渐变硬。岩石坚硬程度等级为极软岩，完整程度等级为破碎。渗透系数（K）=5.0×10-5cm/s，为弱透水层。标准贯入击数（N）为22击以上。

该层最大顶面埋深15.5m左右，厚度为1.6～2.0m，层底标高80.80～82.515m，分布普遍。

第④层，中风化粗面安山岩（KqF）：颜色为褐黄色，中等风化为主，斑状结构。岩石坚硬程度等级为软岩，完整程度等级为较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。渗透系数（K）=1.0×10-5cm/s，为弱透水层。标准贯入击数（N）为45击以上。

该层最大顶面埋深17.0m左右，分布普遍，厚度较大，未揭穿，最大入岩深度3.2m。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，该区地震动峰值加速度分区为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.45，地震设防烈度为6度。

1.5 工程规模及任务

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定，水库属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，其主要建筑物大坝、溢洪道、放水洞为4级建筑物，洪水标准

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为30年一遇设计，300年一遇校核。

本次除险加固的主要任务是：针对水库存在的问题，通过方案比较，选取合理的方案，对水库进行除险加固，以确保水库及下游广大人民的生命财产安全。黄家河水库除险加固后水库特征指标见表 1-4。

表 1-4 黄家河水库特征指标表

项目 坝顶高程 死水位 兴利水位 设计水位 相应最大泄流量 校核水位 相应最大泄流量 死库容 兴利库容 调洪库容 总库容 单位 m m m m m3/s m m3/s 104m3 104m3 104m3 104m3 数值 98.00 88.00 95.00 96.29 43.96 96.91 85.64 18.5 270.0 118.88 388.88 1.6 工程布置及主要建筑物

根据水库目前存在的问题，除险加固工程项目包括： 1、大坝

上游坡设计坡比1：2.7，死水位以上采用浆砌甲级乱石护坡，死水位以下采用抛石护坡。

下游坡设计坡比1：2.6，草皮护坡，增加排水沟。 坝顶宽5.0m，采用水泥稳定土简易硬化，中粗砂路面。 坝体水泥搅拌桩连锁墙截渗。 2、放水洞

在原放水洞浆砌块石方涵内衬DN300钢管，钢管与方涵之间采用M10水泥砂浆填充。原闸门更换为PGZ0.4×0.4铸铁闸门，配备QLC-5A型侧摇螺杆启闭机。

3、溢洪道

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溢洪道右岸采用M10浆砌乱石护砌。

1.7 施工组织设计

本区具有明显的海洋性特征。一般年份夏热多雨，冬旱少雨，春旱多风，秋旱少雨。降雨主要集中在6～9月份，而汛期降雨又主要集中在7、8两个月。

工程施工交通方便，多数工程物资和材料可就近购买。施工用水可以从水库提取，生活用水、电可以从附近村庄解决。由于水库担负着防洪任务，所以上游坡护坡、放水洞重建等工程务必在汛期之前完成，其它项目相互协调，为缩短工期、节约投资可进行平行施工，穿插流水作业，工程总工期为三个月，工程要求于2008年5月底完成。

1.8 环境影响及保护

黄家河水库除险加固工程，主要是针对水库目前存在的问题，采取工程处理措施，保证水库的正常运行。水库除险加固工程的实施，可保证水库安全渡汛和正常蓄水运用，解除洪水对下游城镇、村庄及交通设施的威胁，使水库的防洪效益得到充分发挥，保证水库下游人民群众生命财产的安全。

由于水库下游洪涝灾害的减少和灌溉水量的增加，将使当地群众的生活、生产条件得到改善，对稳定居民生活、促进下游地区经济繁荣发展具有重要意义。 因为除险加固工程的实施，土石料堆放需占用部分荒山和增加少量临时占地，将对自然环境将产生一定影响。

另外，在工程施工过程中，由于施工人员的集中住进，将增加施工区的暂住人口，并由此增加的一些产生环境影响的临时建筑物，对人群健康也将产生一定影响，施工中应做好预防工作。

针对上述问题，在工程施工过程中，应加强对施工队伍的安全生产及保护环境的宣传教育工作，做到不随意毁坏树木、占压耕地和损坏农作物。施工中需清除的植被、树木，均彻底清除，但凡不涉及本次工程的植被、树木，必须保护其原有的完整性，不得任意砍伐。

黄家河水库除险加固工程环境保护费用概算为1.0万元。

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1.9 工程占地

由于本工程为除险加固工程，兴利水位仍恢复为原设计的兴利水位，不会增大淹没范围，因此本次除险加固不存在增大淹没占地问题。

水库新建管理区，新增永久占地0.5亩；大坝护坡培厚，新增永久占地1.54亩，总计2.04亩。

本工程临时占地5.44亩，主要为临时施工道路、料场临时占地和溢洪道施工临时占地。

1.10 投资概算

黄家河水库除险加固工程概算根据鲁水定字【2000】号文《山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》及《山东省水利水电工程设计概（估）算编制办法》计算。根据当地价格水平，本工程概算总投资469.99万元。

1.11 经济评价

水库除险加固工程的实施，可保证水库安全渡汛和正常蓄水运用，解除洪水对下游城镇、村庄及交通设施的威胁，使水库的防洪、灌溉效益得到充分发挥，保证水库下游人民群众生命财产的安全，具有较好的社会效益和一定的经济效益。

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2 水文

2.1 流域概况

2.1.1 气象

1、气候

本区处于暖温带亚湿润气候大区鲁淮气候区内，为东亚季风区大陆性气候型。四季分明，雨热同季。

春季天气温暖干燥，降雨较少，常有春旱发生。3～5月份降雨量占全年雨量的14％。

夏季天气炎热湿润，雨量集中，常有暴雨天气出现。6～8月降雨量占全年雨量的63％。

秋季寒露以后冬季风渐强，北方冷空气频频南下，造成秋季后期降温迅速。9～11月份降雨量占全年雨量的20％。

冬季平均气温-3.2°C。12月至次年2月雨量，只占全年雨量的4%。由于处在蒙古冷高压的控制之下，风向以偏西北风为主。强冷空气过境，常伴有大风，使气温大幅度下降。

2、气压

年平均气压1015.5毫巴。1月份气压最高，平均1025.6毫巴；7月份气压最低，平均1002.5毫巴。气压变化规律为：1月后逐渐下降，至7月下降到最低值；7月以后逐渐回升，至次年1月达到最高值，从而形成较对称的“v”字型变化曲线。

3、风

多年平均风速4.l米／秒，风速上半年大于下半年，4月份最大，9月份最小，历年最大风速24.0米／秒（ 1983年4月26日）。年最多风向为东南风，其次为西北风。夏季以东南风向为最多，占各风向出现频率的52％，冬季以西北风为最多，频率为38％。

4、气温

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年平均气温为12°C。最冷月1月，平均气温为-3.2°C；最热月8月，平均气温25.4°C；气温年较差28.6°C。历年极端最高气温39.7°C（1965年6月6日），极端最低气温-19.2°C（1970年1月5日）。

2.1.2 降水

平均年降水量695.6毫米，年际变幅较大。最大年1518.6毫米（1964年），最小年322.1毫米（1981年）。

2.2 水利工程概况

黄家河水库始建于1957年10月。为防止坝坡冲刷，1976年前后，对大坝进行了干砌石护坡。

2.3 设计洪水计算

2.3.1 水文站点和水文资料

该水库为小（1）型水库，未设水文站，坝址处无实测流量资料，流域内也无雨量观测资料。

2.3.2 设计洪水

2.3.2.1 设计洪水依据

由于无实测流量资料，设计洪水计算采用由暴雨资料推求设计洪水。暴雨资料采用《山东省小型水库洪水核算办法》中提供的“山东省多年平均24小时暴雨等值线图”和“山东省最大24小时暴雨变差系数等值线图”。

本次推求的洪水标准分别为：30年一遇(p=3.3%)设计、300年一遇（p=0.33%）校核。

2.3.2.2 洪水计算

1、 流域特征参数的计算

黄家河水库控制流域面积为F=7.52Km2，其干流长L=1.67Km，干流比降J按公式 2-1计算：

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J??Z0?Z1?L1??Z1?Z2?L2?????Zn?1?Zn?Ln?2Z0L --------- 公式 2-1

L2式中：

Z0、Z1??Zn：自出口断面起沿流程各特征地面点的高程； L1、L2??Ln：各特征点间的距离；

L：干流长度

将各特征点高程及相互间的距离代入公式计算得：

J?0.0282mm

流域特征综合参数按公式 2-2计算：

K?J式中：

L13?F2 --------------------------------------------------------------- 公式 2-2

5L：干流长度，1.67Km F：控制流域面积，7.52Km2

J：干流比降，0.0282mm

代入公式中计算得：

K?2.447

2.3.2.3 各频率下24小时暴雨量的推求

采用等值线图查算雨量分析计算面雨量。根据黄家河水库所在区域，查“山东省多年平均二十四小时暴雨等值线图”可得工程地点以上流域中心多年平均最大24小时降雨量为H24?105mm，查“山东省最大二十四小时暴雨变差系数（Cv）等值线图”可得变差系数Cv?0.55，采用Cs?3.5Cv，应用皮尔逊Ⅲ型频率曲线

Kp值表查得30年一遇的Kp值为2.37，300年一遇的Kp值为3.55则最大24小时降雨量按公式 2-3计算：

H24?H?Kp ----------------------------------------------------------------- 公式 2-3 式中：

H：多年平均最大24小时降雨量，105mm；

Kp：K3.33％＝2.37；K0.33％＝3.55

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代入公式计算得：

H24：H24(3.33%)=248.85mm；H24(0.33%)=372.75mm。 2.3.2.4 各频率下单位面积最大洪峰流量模数的推求

黄家河水库流域特征综合参数K?2.447，H24(3.33%)=248.85mm，

H24(0.33%)=372.75mm，根据水库所在地位置查太沂山北山区qm～H24～K关系曲线，得出30年一遇单位面积洪峰流量模数q3.33%＝21.50m位面积洪峰流量模数q0.33%＝34.80m33Km2s，300年一遇单

Km2s。

2.3.2.5 各频率下最大洪峰流量的推求

最大洪峰流量按公式 2-4计算：

Qm?qm?F ----------------------------------------------------------------- 公式 2-4 式中：

qm：q3.33%＝21.50m3Km2sF：控制流域面积，7.52Km2

；q0.33%＝34.80m3Km2s。

代入公式中计算得：

Q3.33%＝161.68m3s；Q0.33%＝261.70m3s。

2.3.2.6 各频率下洪水总量的推求

查《山东省水文图集》得工程前期影响雨量为Pa?40mm，

H24(3.33%)=248.85mm，其75%为186.64mm，加上前期影响雨量Pa?40mm得226.64mm，查P?Pa～hr降雨径流关系曲线得出净雨h3.33%=137.50mm；

H24(0.33%)=372.75mm，其75%为279.56mm，加上前期影响雨量Pa?40mm得319.56mm，查P?Pa～hr降雨径流关系曲线得出净雨h0.33%＝235.00mm，则洪水总量按公式 2-5计算：

W?0.1?hr?F ------------------------------------------------------------- 公式 2-5 式中：

hr：h3.33%＝137.50mm；h0.33%=235.00mm；

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