DB37/ 1342-2009 平原水库工程设计规范

DB

山东省地方标准

DB37/1342-2009

平原水库工程设计规范

DesigncodeforplainReservoirproject

2009-09-07发布2009-10-01实施

山东省质量技术监督局发布

前言

随着我省经济社会的迅速发展，水资源需求越来越大，供需矛盾

日益突出，水资源短缺已成为影响我省经济社会发展的制约因素。建

设平原蓄水调节水库，丰蓄枯用，已成为我省水利建设的一项重要任

物。

为了搞好平原水库建设，统一平原水库工程设计标准和技术要

求，提高工程质量，做到技术先进、经济合理、安全有效、能够有效

地调蓄水量，满足工业、农业及城乡居民生活用水等需要，按照国家

《标准编写的基本规定》、水利部《水利水电工程初步设计报告编制

规程》、《水利技术标准编写规定》（SL1—2002）、《山东省地方标准制

修订管理规定》的要求，编制本标准。

本标准总结了我省平原水库工程建设经验，同时参考了国内其他

地区的有关经验，并与国家相关的标准相衔接。本标准在编制调研过

程中得到了山东大学、胜利油田、山东省调水局、山东省水利勘测设

计院及有关市、县水利局等单位的大力支持，在此，谨表感谢。

本标准以平原水库工程设计为主，同时兼顾规划、勘察、施工和

运行管理的基本要求，共11章307条。主要技术内容有：

——平原水库工程的等级划分与设计标准；

——平原水库的工程地质勘察；

——平原水库的工程规划与库容确定；

——平原水库工程设计；

——平原水库工程加固与扩建；

——平原水库工程的生态环境保护与水质控制；

——平原水库的工程管理及观测设施。

本标准批准部门：山东省质量技术监督局

本标准主持机构：山东省水利厅

本标准解释单位：山东省水利厅山东省海河流域水利管理局

本标准主编单位：山东省海河流域水利管理局

本标准主编负责人：马承新

本标准主要起草人：王立民徐又建戴同霞柯鸿水苗杰

林仁段登选高峰朱振安郑佃祥

吴春友周荣星刘华芹金瑞清

本标准体例格式审查人：

本标准出版、发行单位：

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目录

1总则.........................................................1

2主要术语.....................................................4

3平原水库工程的等级及设计标准.................................6

3.1工程等别..................................................6

3.2水工建筑物级别............................................8

3.3泄水标准..................................................9

3.4建筑物超高................................................9

4基本资料....................................................11

4.1气象水文.................................................11

4.2社会经济.................................................12

4.3工程地形.................................................13

4.4工程地质.................................................13

5平原水库工程地质勘察.........................................13

5.1一般规定.................................................13

5.2区域构造稳定性...........................................14

5.3水库库区渗漏勘察.........................................15

5.4浸没区勘察...............................................16

5.5围坝工程地质勘察.........................................17

5.6涵洞和泵站工程地质勘察...................................19

5.7引水、输水渠（管）线路及渠系建筑物工程地质勘察...........20

5.8天然建筑材料勘察.........................................21

5.9土的物理力学参数取值.....................................22

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6平原水库工程规划与库容确定..................................26

6.1兴建平原水库的目标与任务.................................26

6.2平原水库所在地区水资源状况及开发利用分析.................27

6.3平原水库的水源分析.......................................28

6.4平原水库库容的确定.......................................32

6.5平原水库的库址及工程总体布置.............................35

6.6平原水库的泥沙及清淤处理.................................36

7平原水库工程的围坝设计......................................37

7.1围坝的轴线与坝高.........................................37

7.2围坝坝型选择.............................................37

7.3筑坝材料选择与筑坝要求...................................38

7.4坝体轮廓.................................................41

7.5坝体防渗.................................................43

7.6库区及坝基防渗...........................................44

7.7护坡.....................................................47

7.8排水与反滤...............................................48

7.9坝基处理.................................................52

7.10截渗沟..................................................54

7.11库区及围坝渗流计算......................................55

7.12围坝坝体稳定计算........................................57

7.13围坝坝体应力和变形计算..................................60

8平原水库工程的其他建筑物....................................61

8.1一般规定.................................................61

8.2入库涵洞.................................................61

8.3出库涵洞.................................................62

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8.4入库泵站.................................................63

8.5出库泵站.................................................64

8.6其它附属建筑物...........................................65

8.7平原水库建筑物地基计算及处理.............................65

9平原水库工程的加固与扩建....................................69

9.1一般规定................................................69

9.2加固.....................................................70

9.3改建与扩建...............................................70

10平原水库的生态环境保护与水质控制...........................71

10.1生态环境保护............................................71

10.2水质及水质控制..........................................72

11平原水库工程管理设计.......................................73

11.1一般规定................................................73

11.2管理体制、机构设置和人员编制............................74

11.3管理范围和保护范围......................................77

11.4观测和监测设施..........................................78

11.5交通与通信设施..........................................80

11.6事故抢险设施............................................81

11.7水库管理用房标准........................................81

11.8施工期工程管理..........................................82

11.9水土保持和环境保护......................................82

11.10综合经营和渔业.........................................83

附录A波浪和护坡计算..........................................83

附录B土工膜防渗体的稳定分析及膜后排渗能力....................96

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附录C土工膜防渗层的渗漏计算.................................101

附录D平原水库的水环境监测...................................108

附录E岩土物理力学性指标试验成果整理.........................116

附录F土的渗透变形判别.......................................135

标准用词说明..................................................139

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1总则

1.0.1为了规范平原水库工程建设，统一平原水库工程设计标准和技术要

求，确保平原水库建设做到技术先进、经济合理、安全适用，有益生态环保。

1.0.2本规范适用于平原地区，以及地形符合平原水库特征的各类新建、加

固、扩建和改建平原水库工程的设计。

1.0.3本规范所指称的平原水库是指在平原地区,利用低洼地或废弃河床，

通过下挖和在地上修筑围坝形成库容，并从近地或远地引水充库形成的蓄水

调节水库。其特点是：库区地形平坦；库容主要由下挖和地上围坝所形成；

库水位高出坝基地面；围坝坝高一般不超过15m；水库水面比较开阔；坝体一

般为均质土坝，就地取材；一般以工业、城市供水、乡镇居民生活供水和农

业灌溉为主要对象；一般无防汛要求。

1.0.4平原水库工程的设计，应以所在流域或区域的水资源综合规划，工业、

城镇、生态等专业规划为依据，必须充分合理利用本地及黄河等客水资源，

服从水行政主管部门统一调度，通过平原水库蓄水调节，做到错时引水、丰

蓄枯用。

1.0.5平原水库工程的设计，应具备可靠的气象水文、地形地貌、水源水质、

工程地质及社会经济等基本资料。平原水库工程的加固、扩建和改造设计，

还应具备平原水库工程现状及运用情况等资料。

1.0.6平原水库工程设计应满足稳定、渗流、变形等方面的要求。库区防渗

漏设计应遵循“以截为主，综合治理”的原则。

1.0.7平原水库工程设计，应贯彻因地制宜、就地取材的原则，积极采用行

之有效的土工合成材料等新技术、新工艺、新材料、新理念。以达到提高工

程技术性能、降低工程投资和加快施工速度。

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1.0.8平原水库工程设计应贯彻有益生态恢复和环境保护的原则。工程建设

以改善和不对生态造成危害为前提，结合平原水库下挖取土，筑坝增容，对

周围涝洼地进行改造，促进乡村居民点和公路建设。工程建成后周围生态环

境将有所改善。

1.0.9本标准引用标准主要如下：

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）

《水利水电工程地质勘察规范》﹙GB50287—99﹚

《中小型水利水电工程地质勘察规范》﹙SL55—2005﹚

《堤防工程地质勘察规程》﹙SL188—2005﹚

《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》﹙SL251—2000﹚

《土工试验规程》﹙SL237—1999﹚

《土工合成材料测试规程》﹙SL/T235—1999﹚

《水利水电工程岩石试验规程》﹙SL264—2001﹚

《建设项目水资源论证导则（试行）》﹙SL/Z322—2005﹚

《水利水电工程水文计算规范》﹙SL278—2002﹚

《水利工程水利计算规范》﹙SL104—95﹚

《水资源评价导则》﹙SL/T238—1999﹚

《水资源供需预测分析技术规范》（SL429—2008）

《调水工程设计导则》（SL430—2008）

《碾压式土石坝设计规范》﹙SL274—2001﹚

《水闸设计规范》﹙SL265—2001﹚

《泵站设计规范》﹙GB/T50265—97﹚

《水工建筑物抗震设计规范》﹙SL203—97﹚

《土工合成材料应用技术规范》﹙GB50290—98﹚

《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》﹙SL/T225—98﹚

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《聚乙烯（PE）土工膜防渗工程技术规范》﹙SL/T231—98﹚

《建筑地基基础设计规范》﹙GB50007—2002﹚

《水库大坝安全评价导则》﹙SL258—2000﹚

《水库工程管理设计规范》﹙SL106—96﹚

《水利水电工程沉沙池设计规范》﹙SL269—2001﹚

《水工混凝土结构设计规范》﹙SL/T191—96﹚

《混凝土结构耐久性设计规范》﹙GB/T50476—2008﹚

《公路沥青路面设计规范》﹙JTGD50—2006﹚

《地表水环境质量标准》﹙GB3838—2002﹚

1.0.10平原水库工程设计除符合本标准规定外，还应符合国家现行有关标

准的规定。

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2主要术语

2.0.1平原水库plainreservoir

平原地区利用低洼地或废弃河床，通过下挖和在地上修筑围坝形成库容，

并从近地或远地引水充灌形成的蓄水调节水库。

2.0.2围坝surroundingdam

沿平原水库库区周边修筑的用以形成地面以上蓄水库容的挡水建筑物。

2.0.3入库泵站inflowpumpstation

为满足向平原水库充水而设置的提水入库的泵站。

2.0.4出库泵站outflowpumpstation

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为满足用水部门需要而设置的出库供水泵站。

2.0.5入库涵洞inflowculvert

为满足平原水库进水充库需要而设置的输水涵洞，一般布置于入库泵站出

口，穿过围坝输水入库。当水源有自流入库条件时，亦可单独设置。入库涵

洞一般应设置闸门，用以控制水流。

2.0.6出库涵洞outflowculvert

为向用户供水而设置的引水出库的输水涵洞。出库涵洞应设置闸门控制水

流。

2.0.7泄水涵洞releaseculvert

在特殊情况下用以泄空或将水库水位降低至某一安全水位而设置的泄水

建筑物。泄水涵洞的闸门应具有在各种情况下快速启闭的功能。

2.0.8土工合成材料geosynthetics

用于岩土工程的，以聚合物为原料制造的透水和不透水产品的统称。

2.0.9土工织物geotextile

透水性土工合成材料，按制造方法不同，分为织造土工织物和非织造（无

纺）土工织物。

2.0.10土工膜geomembrane

在岩土和土木工程中用于隔离液体或气体的相对不透水的聚合膜或薄

板。

2.0.11土工复合材料geocomposite

由两种或两种以上不同的土工聚合材料组合成的制品，如土工膜与土工

织物经加热压合而成的各种复合土工膜。

2.0.12水质waterquality

水体质量的简称，由水的物理、化学和生物诸因素所决定的特性。

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2.0.13水质污染waterqualitypollution

进入水体的污染物含量超过了水体的自净能力而使水质变坏造成危害的

现象。

2.0.14水质评价waterqualityassessment

根据用水的要求对水的物理、化学和生物诸因素（水质）所做的定性和定

量评价。

2.0.15水质标准waterqualitystandard

由国家或地方政府对水中污染物或其他物质的最大容许浓度所做的规定。

2.0.16富营养化eutrophication

水体中氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。

3平原水库工程的等级及设计标准

3.1工程等别

3.1.1平原水库工程的等别，应根据其工程规模、效益及其在国民经济中的

重要性，按表3.1.1确定。

表3.1.1平原水库工程分等指标

工供水灌溉

程水库总库容V

工程规模供水对象的灌溉面积

等（108m3）

重要性（104亩）

别

Ⅰ大⑴型V≥10特别重要≥150

Ⅱ大⑵型10﹥V≥1.0重要150～50

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Ⅲ中型1.0﹥V≥0.1中等50～5

Ⅳ小⑴型0.1﹥V≥0.01一般5～0.5

Ⅴ小⑵型0.01﹥V≥0.001＜0.5

注1:水库总库容指水库最高水位以下的静库容；

注2:灌溉面积指设计面积。

3.1.2对综合利用的平原水库工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的

等别不同时，其工程等别应按其中最高等别确定。

3.1.3对于位于大中型河道干流，还具有防洪、治涝、发电等综合利用功能

的平原水利枢纽中的平原水库，其等别应按《水利水电工程等级划分及洪水

标准》（SL252—2000）确定。

3.1.4平原水库中入库泵站和出库泵站的等级，可根据其装机流量和装机功

率，参照表3.1.4确定。工业、城市供水和乡镇居民生活供水泵站的等级，

应根据其供水对象的重要性，按表3.1.1确定。并不得低于该平原水库工程

的等级。

表3.1.4灌溉泵站分等指标

分等指标

工程等别工程规模

装机流量（m3/s）装机功率（104kW）

Ⅰ大⑴型≥200≥3

Ⅱ大⑵型200～503～1

Ⅲ中型50～101～0.1

Ⅳ小⑴型10～20.1～0.01

Ⅴ小⑵型＜2＜0.01

注1:装机流量、装机功率系包括备用机组在内的单站指标；

注2:当泵站分等指标分属两个不同等别时，其等别按其中高的等别确定；

注3:由多级或多座泵站联合组成的泵站系统工程的等别，可按其系统的指

标确定。

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3.2水工建筑物级别

3.2.1平原水库工程的永久性水工建筑物的级别，应根据其所在工程的等别

和建筑物的重要性，按表3.2.1确定。

表3.2.1永久性水工建筑物级别

工程等别ⅠⅡⅢⅣⅤ

主要建筑物12345

次要建筑物33455

3.2.2对于兼有堤防功能的平原水库围坝等水工建筑物的级别，还应符合

《堤防工程设计规范》（GB50286—98）的规定，并按级别高者确定。

3.2.3当围坝坝基工程地质条件复杂、围坝坝高相对较高，并长时期处于较

高水位情况下运用的3～5级围坝，经过论证并报主管部门批准可提高一级；

失事后造成损失不大的平原水库的1～4级永久性水工建筑物，经过论证并报

主管部门批准，可降低一级。

3.2.4平原水库工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据

保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物的规模，按表3.2.4

确定。

表3.2.4临时性水工建筑物级别

级使用年临时性水工

保护对象失事后果

别限（年）建筑物规模

淹没重要城镇、工矿企

有特殊要求的1级

3业、交通干线或推迟总工＞3较大

永久性水工建筑物

期造成重大灾害和损失

淹没一般城镇、工矿企业

1、2级永久性水工

4或影响工程总工期而造3～1.5一般

建筑物

成较大经济损失

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3、4级永久性水工淹没基坑、但对总工期影

5＜1.5较小

建筑物响不大，经济损失较小

3.3泄水标准

3.3.1平原水库周边地面径流，均经由围坝外侧排水沟河下泄，因此，平原

水库一般无防洪要求。

3.3.2对于位于大中型河道干流，并具有防洪、治涝、发电等综合利用功能

的平原水利枢纽中的水库，其洪水标准应按《水利水电工程等级划分及洪水

标准》（SL252—2000）确定。

3.3.3为防止平原水库围坝失事对周围城镇、居民点及工矿企业造成巨大损

失，小（1）型以上的平原水库应设置专用或兼用的泄水建筑物，其泄水能力

应根据将水库水位从设计蓄水位降至坝外地面高程以上1.0m～1.5m所需的泄

空时间确定，泄空时间一般按10～15天考虑。当水库附近有泄水能力较大的

河道或排水沟渠时，还可考虑增设临时破坝泄水设施。

3.3.4平原水库的永久性泄水建筑物消能防冲设计，应根据泄水建筑物相应

在最高库水位时的实际泄水能力确定。

3.3.5平原水库围坝以外的永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，应根据

其灌溉、治涝、保护对象和防洪规划要求，按《水利水电工程等级划分及洪

水标准》（SL252—2000）及其他有关标准确定。

3.4建筑物超高

3.4.1平原水库工程永久性挡水建筑物顶部高程，应按工程设计情况时的静

水位加相应的波浪爬高、风壅增高和安全加高确定。其安全加高应不小于表

3.4.1的规定。

表3.4.1永久性挡水建筑物安全加高A值单位（m）

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永久性挡水建筑物级别

建筑物类型及运用情况

1234,5

土石坝设计情况1.51.00.70.5

3.4.2当平原水库工程永久性挡水建筑物顶部设有稳定、坚固和不透水的且

与建筑物的防渗体紧密结合的防浪墙时，防浪墙顶部高程可按3.4.1条确定，

但挡水建筑物顶部高程应不低于水库正常运用条件的静水位。

3.4.3围坝土质防渗体顶部在设计静水位以上的超高，应在表3.4.3规定的

范围内选取。对于采用坝面铺塑防渗的土工膜防渗体坝，坝面铺塑应直到坝

顶，并与坝顶防浪墙紧密结合。

表3.4.3防渗体顶部超高单位（m）

防渗体结构形式超高备注

土质斜墙0.8～0.6

小型平原水库可采用最低值

土质心墙0.6～0.3

3.4.4严寒地区围坝土质防渗体顶部的保护层厚度应不小于该地区的冻结

深度。

3.4.5地震区土石坝顶部超高应计入地震坝顶沉陷和地震涌浪高度，按《水

工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）确定。

3.4.6对于独立于围坝外的进水口、出水口、引水渠、泄水渠和截渗沟内的

涵闸以及泵站泵房挡水部位顶部安全超高，还应符合国家有关规范的规定。

3.4.7不过水的临时性挡水建筑物的顶部高程，应按设计水位加波浪高度，

再加安全加高确定。安全加高值按表3.4.7确定。

过水的临时性挡水建筑物顶部高程，应按设计水位加波浪高度确定，不

另加安全加高。

表3.4.7临时性挡水建筑物安全加高单位（m）

临时挡水建筑物的类型建筑物级别

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34，5

土石结构0.70.5

混凝土、浆砌石结构0.40.3

4基本资料

4.1气象水文

4.1.1根据平原水库工程规划、设计的需要，应搜集平原水库及其取水工程

所在流域、区域、河段的下列气象与水文基本资料：

1流域的地理位置、面积、形状、水系，河流的长度、比降，取水工程

所在河段的河道形态和纵、横断面等特征资料。

2降水、蒸发、气温、风向、风力、冰期、冻土深度等气象资料。

3水文站网分布，设计依据的水文站或主要参证站实测水位、流量、泥

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沙、冰情、水质监测、地下水等水文资料。

4引水渠两侧和库区周边地下水动态资料。

5区域水资源调查评价和水资源规划成果。

6平原水库以大型湖泊为取水水源的，应搜集相关湖泊的水文气象资料

和水文水利计算成果。

4.1.2对搜集的气象与水文基本资料、区域水资源调查评价和水资源规划

等，应查明其来源、精度、计算方法和存在问题，并进行系统整理。

4.1.3对搜集的气象与水文资料的可靠性应进行检查。对重要的资料，应进

行重点复核。对有明显错误或存在系统偏差的资料，应予改正，并建档备查。

对采用资料的可靠性，应作出评价。

4.2社会经济

4.2.1社会经济应以平原水库引水、输水、蓄水和供水工程有直接影响的区

域为基础，统筹考虑流域与行政区域，确定分析范围，并以所涉及的行政区

域为宜。大型平原水库以省或地级市，中型平原水库以地级市或县（县级市、

区），小型平原水库以县（县级市、区）或乡、镇作为分析范围，应提供平原

水库及其分析范围地理位置图和行政区划图。

4.2.2社会经济分析应在调查统计的基础上进行，内容包括：

1分析范围内的国土面积、行政区划、现状年人口、耕地、灌溉面积、

土地利用、农业产量、二三产业产值、国内生产总值。

2各种自然灾害及其成因、危害；国土规划、区域规划、城市规划及水

利规划的有关情况等。

3简述经济社会发展规划及规划年经济社会发展情况。

4.2.3对于从引黄灌区或其他调水工程引水充库的平原水库，还应说明所在

灌区或其他调水工程的社会经济情况，提供工程布置图。

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4.3工程地形

4.3.1工程地形中应说明平原水库引输水工程区、库址区、供水区地形条件，

包括地貌类型、地面高程、坡度等。

4.3.2提供工程地形图比例尺宜为：库址区1:2000～1:5000；引输水工程区

和供水区1:2000～1:10000；天然料场和施工场地1:2000～1:5000。

4.3.3应提供引、输水工程纵横断面图，围坝轴线断面图等，纵向比例尺为

1:2000～1:5000。

4.4工程地质

4.4.1大中型平原水库工程设计的工程地质及筑坝材料资料，应符合《水利

水电工程地质勘察规范》（GB50287—99）、《中小型水利水电工程地质勘察规

范》（SL55—2005）和《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2000）