某河城区段生态环境治理工程初步设计报告

'某河城区段生态环境治理工程初步设计报告8 目录1综合说明11.1工程地理位置及报告编制依据11.2水文21.3工程地质31.4工程任务和规模41.5主要建筑物81.6机电设计111.7施工组织设计111.8工程永久占地121.9环境保护设计131.10水土保持设计131.11工程管理131.12消防及节能减排141.13工程投资概算151.14工程效益151.15结论及建议162水文172.1流域概况172.2气候及气象182.3水文测站及基本资料202.4径流202.5洪水222.6泥沙372.7蒸发393工程地质413.1区域地质概况413.2蓄水区工程地质条件428 3.3坝址工程地质条件513.4泵站工程地质543.5天然建筑材料553.6结论和建议564工程任务和规模584.1社会经济发展状况及工程建设的必要性584.2河床演变及冲淤分析614.3工程治理范围634.4工程任务和工程规模634.5工程对城区防洪的影响分析644.6水源分析论证684.7工程运行原则及方式814.8橡胶坝安全运行分析825工程选址、工程总布置及主要建筑物845.1工程等别和标准845.2工程选址845.3工程总布置855.4主要建筑物型式925.5主要建筑物935.6防渗处理1195.7土建工程量汇总1236机电设计1246.1泵站水泵选型1246.2橡胶坝充排系统主要设备配置1256.3电气1276.4泵站控制及综合自动化1296.5主要线路和电气材料1307施工组织设计1337.1施工条件1337.2施工导流及排水1348 7.3料场的选择与开采1367.4主体工程施工1377.5主体工程土石方挖填平衡分析1397.6施工交通运输1407.7施工工厂设施1407.8施工总布置1417.9施工总进度1427.10主要技术供应1457.11施工管理1458工程永久占地1468.1占地范围确定1468.2实物指标调查1468.3占地处理1468.4投资概算1479环境保护设计1489.1设计依据1489.2环境保护标准1489.3环境保护目标1499.4主要污染源与污染物1499.5环境保护设计1509.6环境管理1559.7环境监测15710水土保持设计16010.1总论16010.2水土流失防治分区措施设计16210.3水土保持实施保证措施16310.4水土保持投资估算16411工程管理16511.1蓄水区工程运行模式16511.2水情自动预报系统设计1658 11.3工程管理17111.4工程年运行费用估算及经费来源17412消防及节能17612.1消防17612.2节能17813工程投资概算18013.1投资概算18013.2编制原则18013.3编制依据18013.4基础单价18113.5临时工程18213.6费用18213.7预备费18413.8资金来源18414工程效益18614.1社会和环境效益18614.2经济联动增值效益186专题报告、图册：1．《某河城区段生态环境治理工程初步设计阶段投资概算书》2．《某河城区段生态环境治理工程初步设计阶段设计图册》8 某河城区段生态环境治理工程特性表序号名称单位数量备注一水文1流域面积全流域km2682河流全长km47.4某县城以上km2275卢河河口以上2利用的水文系列年限年流域内无水文站3多年平均年径流量万m32571卢河河口以上4泥沙多年平均悬移质年输沙量万t50.4卢河河口以上5设计标准防洪标准20年一遇孟磨河口以上洪峰流量m3/s388孟磨河～白水河段m3/s529白水河～卢河段m3/s683施工导流标准及流量m3/s1205年一遇二工程规模1治理河段长度km4.892总体布局蓄水区方案全河道蓄水3河道疏浚五里铺～卢河河口长度km4.894景观蓄水区蓄水梯级级10蓄水区长/宽/最大水深m4820/50～70/3.0疏浚比降‰6.3‰、4.5‰、5.0‰现状5.45‰设计蓄水深度m0.2～3.0景观水面面积万m228.5设计蓄水容积万m3368 某河城区段生态环境治理工程特性表序号名称单位数量备注三主要建筑物及设备1橡胶坝型式充水枕式橡胶坝数量座10坝长m50～70总长565m坝高m2.5～3.0m地基特性砂卵石/泥岩地震基本烈度度82排污管道条2左右岸各一条管径mmD700～D800总长m10866.85干、支管合计3左岸堤防加固长度m4063.17改建断面型式梯形复式断面/梯形加固断面梯形4右岸堤防加固长度m3035.51新建长度m1090.82加固断面梯形5支沟加固长度m780加固断面m梯形6泵房数量座37主要机电设备水泵台数台98 某河城区段生态环境治理工程特性表序号名称单位数量备注四施工1主体工程量土方开挖万m345.14土方填筑万m328.62土工布万m216.65坝袋面积m257252主要建筑材料板方材m3162水泥万t1.10钢材t954砂子万m34.65碎石万m31.99块石万m33.613工程所需劳动力总工日万工日22.825施工导流方式分期围堰6施工工期月24五经济指标1静态总投资万元7368.532总投资万元7368.53建筑工程万元5411.91设备及安装工程万元443.60临时工程万元260.22其他费用万元811.24基本预备费万元346.368 1综合说明1.1工程地理位置及报告编制依据1.1.1工程地理位置某县位于甘肃省东南部，陇南市北端。西北部与礼县相邻，南靠武都县，东接成县，东北与天水、徽县相接。某县地处西秦岭南侧嘉陵江水系西汉水上游，西汉水的一级支流**河自县城中间穿过，某河城区段生态环境治理工程地处某县城区。1.1.2初步设计报告编制依据本工程设计主要依据下列有关文件及相关规程规范：（1）《某河城区段生态环境治理工程设计委托书》；（2）《甘肃省某县城市总体规划大纲》(送审稿)；（3）《某河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告》（甘肃省甘兰水利水电建筑设计院2007.10）；（4）《某河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》；（5）《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021—93；（6）《防洪标准》（GB50201－94）；（7）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（8）《橡胶坝技术规范》（SL227-98）；（9）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；（10）《水闸设计规范》（SL265-2001）；（11）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）；（12）《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)；（13）《建筑地基基础技术规范》（GB50007-2002）；（14）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；（15）其它相关规程、规范及技术标准。1.1.3初步设计报告编制过程2008年7月，某县组织对**河城区段生态环境治理工程可行性研究报告进行了审查，会后设计单位再次对工程区进行了详细的查勘，并18 开展初步设计阶段工作。初步设计主要工作内容为复核水文成果；复核工程等级和规模；进一步确定工程总体布置，优化建筑物型式、结构、尺寸等；进行施工组织设计、水土保持设计等；拟定工程管理方案；编制工程概算等。经过多专业的设计计算、分析论证，我院于2008年9月中旬编制完成了《某河城区段生态环境治理工程初步设计报告》初稿，9月20日，某县组织对《**河城区段生态环境治理工程初步设计报告》初稿进行了审查，根据审查会议纪要，我院对报告进行了进一步的修改和完善，于2008年10月底编制完成了《某河城区段生态环境治理工程初步设计报告》。1.2水文1.2.1水文、泥沙特性**河为西汉水一级支流，流域内无水文测站，1959年在西汉水设立顺利峡水文站，测站控制流域面积3639km2，测站有1960至今的降水、径流、洪水及泥沙观测资料，本次根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料进行**河流域的泥沙特性分析，其泥沙有如下特性：（1）水沙关系基本协调，即年来水量大，来沙量也大；来水量小，来沙量也小；（2）来沙量年际变化大；（3）年内分配不均匀。1.2.2设计洪水成果某河城区段设计洪水根据支流的汇入情况按三段分别计算，即孟磨河口以上段、孟磨河口至白水河口段和白水河口至卢河口段。各河段设计洪水采用成果见表1-1。**河某县城段设计洪水采用成果表表1-1单位：m3/s河段P（%）备注51020孟磨河口以上388266181孟～白河段529433254白～卢河段6835733511.2.3泥沙**河为西汉水一级支流，流域内无水文测站，本次根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料进行**河流域的泥沙特性分析，各河段的悬移质和推移质输沙结果见表1-2。18 **河某县城段多年平均输沙量成果表表1-2河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）95.6142.6188.6输沙模数（t/km2）267026702670多年平均输沙量（万t）25.538.150.4其中悬移质21.6732.3942.8485%推移质3.835.727.5615%1.3工程地质1.3.1区域地质概况某县城位于黄土梁峁山间河川平原区，东西两侧为黄土梁峁区，中部为**河冲积平原，**河由南流向北。**河属于嘉陵江二级支流，从县城中部穿过，左岸有白冯河、白水河，右岸有孟磨河，任河以及卢河，组成了城区段的地表水系。工程区属于西秦岭北北西向构造和东西向隆起带间的新生代拗陷盆地，岩层走向呈北西西或北东东，呈舒缓的褶皱。根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001和《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单，工程区地震动峰值加速度0.30g，地震动反应谱特征周期为0.40S。相应的地震基本烈度为Ⅷ度。1.3.2蓄水区工程地址条件根据地下水赋存条件，区内地下水主要为第四系孔隙潜水主要受大气降水和河水补给，赋存在壤土及砾石层中，向**河排泄。湖区两岸地下水为孔隙潜水，含水层主要为砾、卵石层，厚度约2～5m，受大气降水、侧向地下水及上游河水补给，右岸地下水一般向河水排泄，左岸河水补给地下水，为居民生活生产的水源地。18 工程区地层岩性由老至新分别为上第三系（N2）泥岩，出露在梁峁区及沟道谷坡上，在平原和河川区则埋藏在松散堆积物之下。第四系上更新统（Q3eol）黄土，分布在斜坡表层，厚度6～20m。第四系更新统～全新统冲积堆积（Q3-4al），岩性主要有壤土、砂壤土和砾石层等，主要分布在阶地、漫滩及河床上，在城区段分布有厚度不一的人工堆积。1.3.3坝址工程地址条件在整个工程区坝址地层岩性表现为两岸为堤身杂填土和⑤全新统冲积堆积砂壤土，下部均为④层砾石层，河床表层为③层砾石，厚度约0.5m，含有大量生活垃圾。两坝肩①杂填土及河床表层的③层砾石，含有生活垃圾，力学性质较差，下部④层砾石较纯净，呈稍密状态，强度较高，建议清除坝肩处的填土层及河床表层③砾石，坝肩边墩座落在下部⑦层泥岩上，坝基座落在④层砾石上。1.3.4两岸堤防工程地址条件**河左岸为已建堤防，右岸正在沿河堤修建堤路结合的过境公路工程。据调查结果可以得出，右岸堤基土为砂壤土及砾石层，浆砌石基础深入泥岩以下1.5～2.0m。左岸堤身为杂填土，含有大量建筑及生活垃圾，力学性质较差，堤基为砾石层，浆砌石基础大部分位于砾石层之下1～1.5m。1.3.5天然建筑材料筑堤料料场选择在**电解锌厂上游500～1500m河滩范围内，砼粗骨料料场为卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，岩性为二叠系灰岩，西汉水的河砂为当地砼细料的唯一料源，有县级公路通往工程区，开采运输条件较好。块石料料场位于卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，四种建筑材料数量、质量均能满足要求。1.4工程任务和规模1.4.1工程区河段现状及存在的主要问题1.4.1.1工程区河段现状**河由南向北自**城区穿过，规划河段上起五里村，下至卢河河口，全长约4.89km。现状河宽约50～70m，河道现状平均比降5.45‰，左岸分布有堤防工程，右岸堤防不连续，部分河段无堤防工程，在右岸堤线位置正在修建过境道路，在规划河段内建有桥梁5座，过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座人行吊桥。现状河道内淤积严重、杂草丛生，垃圾和污水横流，规划河段共有39个排污口，污水和雨水均排入河道。**河某县城卢河口以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为工程区上游**河干流的黄江水库和支流白水河的晚家峡水库。1.4.1.2存在的主要问题18 工程区河段河道右岸堤防工程不连续，部分段无堤防工程，左岸堤防防洪标准普遍偏低，经复核，现状堤防边坡不满足20年一遇防洪标准下的稳定要求，其中个别段堤防填筑料为建筑及生活垃圾，就现状堤防而言，工程区两岸堤防标准低、质量差、堤基埋深浅，属低标准堤防，不能形成完整的防洪体系。在汶川“5.12”特大地震中，某县城区**河两岸堤防工程也受到了不同程度的破坏，根据统计有1160m河堤坍塌、变形，主要分布地段为：左0+240～左0+460，左0+810～左1+050，右0+180～右0+300，右0+730～右0+910，右1+800～右2+200；有4150m河堤出现裂隙、坡面砌石松动，有滑塌趋势，主要分布地段为：左0+090～左0+240，左0+460～左0+810，左1+050～左1+360，左1+850～左3+260，左3+350～左4+160，右0+070～右0+180，右0+300～右0+730，右0+910～右1+360，右3+150～右3+280；城区有约6000m排污管道折断或变形而不能使用。总之，现状堤防不足以防御**河20年一遇洪水。工程区河段非汛期河道流量小，两岸工业、生活污水直接排入河道，水质污染严重，**河城区河段基本无可供观赏的水面，常年大部分时间，滩面裸露，河道内杂草丛生，污水横流，与城区环境的改善和发展要求很不适应，严重影响了某县整体形象，制约着城区经济的发展。随着城市的建设，工程区河段现状与之形成极大的反差，改善该河段现状是十分必要的。1.4.2工程建设的必要性1.4.2.1工程建设是确保城市防洪安全的需要某县县城目前人口约5万人，规划至2015年，人口总数为8.5万人，2006年，全县完成生产总值9.57亿元，同比增长10.2%。然而，作为城市基础设施的生命线—堤防工程，其防洪标准低，工程质量差，达不到国家规定的防洪标准，难以抵御较大洪水的威胁，人民生命财产安全得不到根本保障。“5.12”地震，给某县造成了巨大的损失，仅水利损失超过亿元，也使县城防洪体系整体性受到严重破坏。城区防洪主要依靠堤防，防汛任务重，为保障城区防洪安全，急需对城区防洪河堤进行有效的维修、加固。根据《防洪标准》，大部分堤防需要加高，部分堤防根据新的要求，需要改建扩建，提高防洪标准，进行生态治理和美化、亮化。该工程的建设通过河道疏浚、堤防改建、加固等措施，将城市防洪标准提高到20年一遇，确保某县城防洪安全。同时，恢复和建立自然生态平衡，为市民创造一个舒适、安居乐业的生活环境。1.4.2.2工程建设是改善县城生态环境的需要18 **城区段河道整治工程，是在保证县城防洪安全的前提下，通过对城区段约4.89km河道进行综合治理，消除河道杂草丛生和污水乱流的现状，形成碧水绿地，为市民营造一个修心养性的最佳人居环境。工程的建设可进一步改善城区的小气候，增加市民与水的亲和性，使人和自然的关系更加和谐，工程的实施对维系县城水体，提高城市人居环境质量，具有十分重要的现实意义。1.4.2.3工程建设是城市建设的需要目前，国内、省内许多城市和地区均在积极进行城市河道的综合治理，改善生态环境，形成优美的生态水景观工程，建成后的城市河道水景观效果显著，对城市总体形象和品位的提升将起到重要的作用。随着城市的建设，工程区河段现状与之形成极大的反差，改善该河段现状是十分必要的。1.4.2.4工程建设是社会经济发展的需要要使某县得到进一步的快速发展，如何创造一个良好的城市环境，尤为重要。如果没有一个好的外部环境，发展经贸、吸引外资、引进开发、建设开放型多功能的城市是难以实现的。本工程的建设能净化、美化、亮化城市环境，为城市经济的发展提供基础性支持；同时工程的实施可加强其它行业的互动性，实现社会经济的可持续发展。1.4.3工程治理范围本次设计范围上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。现状河宽约50～70m，河道平均比降约5.48‰。1.4.4工程任务和工程规模1.4.4.1工程任务工程的主要任务是修建两岸堤防工程，提高城市防洪能力，在不影响河道行洪，保障城市防洪安全的前提下，疏浚整治河道，修建橡胶坝挡水，蓄起一片水面，形成一处景区，以期恢复河道生态功能，体现人和自然的亲和性。因此，本工程的功能定位首要是防洪，其次是蓄水，形成景观水面，改善城市河道生态环境。1.4.4.2工程规模根据本工程确定的治理范围，对五里铺～卢河口约4.89km河道进行综合治理，设计新修两岸堤防1090.82m，加高加固两岸堤防7098.68m；左右岸新修截污管道18 10866.85m。从工程治理段河槽现状、蓄水后景观效果及蓄水量等方面综合分析，设计采用全断面蓄水方案，在治理河段共布设10座橡胶坝，形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长度由于河道比降的不同，长度为420m～550m，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）蓄水总量36万m3。1#～3#坝高均为2.7m，4#坝坝高为3.0m，5#～10#坝坝高为2.5m，当橡胶坝正常挡水时，坝前最大水深为2.5～3.0m。蓄水区1#～4#橡胶坝采用自流排水，5#～10#橡胶坝采用动力抽排，每2座橡胶坝共用1座泵站，规划布设3座泵站，泵站布置在河道堤防外侧，靠近下游橡胶坝附近，在1#泵站设集中控制室，分两层布置，其中上层为电气控制层，下层为水泵层。其它泵站为单层布置。1.4.5水源分析论证本工程建成后，稳定可靠的水源是保证工程正常运行的基础。1.4.5.1工程需水量分析该工程的目的是在保障城市防洪安全的前提下，蓄起一片水面。工程运用过程中的需水量包括初次蓄水问题；汛期为保证某县城防洪安全，需塌坝行洪，汛后有重新蓄水问题；运行期间，因蒸发、渗漏引起水量损失，有补水问题等。工程需水量为：各库区蓄水总量约36万m3，坝袋充水量0.67万m3，蒸发、渗漏年需补水约15.6万m3。1.4.5.2蓄水时段根据橡胶坝的运行和工程区来水情况，初步分析该工程蓄水时段。本治理工程共布设10座橡胶坝，总库容约36万m3，按卢河口以上的全部来水考虑工程蓄水，根据该工程的运行原则，7～9月主汛期橡胶坝需降低水位运行，非常时候应塌坝，本次仅分析非汛期橡胶坝各月的充坝时段。通过分析，并结合工程的运行方式，若主汛期采取低水位运行，则每年主汛期后的10月初可开始蓄水，恢复至正常运行水位状态；若主汛期洪水较大，应塌坝，到主汛期后的10月初可开始立坝蓄水。1.4.5.3工程补水本工程运行原则为主汛期（7～9月）采取低水位运行，非常时候应塌坝，主汛期过后，当来水水质满足蓄水要求时，就可以开始蓄水，恢复到正常运行状况。18 由前述可知，若在10月初对工程区立坝蓄水，10月份来水可以充满整个库区；蓄水区蓄水完成后，10月份到第二年的6月份，只需要进行补水，即仅需补充蒸发渗漏水量。本工程平均月补水量为1.32万m3，10月份到第二年的6月份区间来水都能满足补水要求；如果11月份进行蓄水，当月来水也能充满整个蓄水区。因此，本工程运行时，当主汛期结束后，应该根据河道来水情况，于10月～11月之间进行蓄水区蓄水，其它月份只需要进行补水，多余水量通过坝顶溢流泄至下游河道。1.4.6工程运行原则及方式1.4.6.1运行原则由于该工程属城市水景观工程，运行时应首先确保县城防洪安全，同时应尽量减少泥沙淤积，并利用洪水过程有效地冲淤排沙。工程运行的原则为：主汛期（7～9月）为确保防洪安全，应降低水位运行，非常时候应塌坝，全河道过洪；非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态，运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用，既达到泄流目的，确保河道行洪安全，又使景观水体得以正常运行。1.4.6.2调度运行方式本工程建成后实现水量自动调节平衡，工程管理充分利用水情预警系统，尽可能减少橡胶坝塌坝次数。（1）主汛期（7～9月），为确保防洪安全，降低水位运行，非常时候橡胶坝塌坝泄空。（2）当上游来水流量小于16m3/s，1#～10#橡胶坝可不塌坝，通过坝顶溢流方式泄流。（3）当上游来水流量大于16m3时，1#～10#橡胶坝均需要适当塌坝，根据预报来洪量级的大小，通过泵站和阀门的控制，对坝高进行调节，保证河道行洪安全。（4）当水情预报系统预报上游洪水接近20年一遇洪水时，10座橡胶坝将提前1.5小时全部塌坝泄空，保证河道安全下泄20年一遇设计洪水。洪水过后，如有淤积应对蓄水区进行清淤。（5）工程可在非汛期分级安排坝袋检修。1.5主要建筑物工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵房等。18 1.5.1左右岸堤防本治理工程涉及城区段左岸堤防加固、右岸新修及加固堤防，堤顶高程按设计洪水位加相应堤顶超高确定，依据《堤防工程设计规范》（GB50286—98），确定**河设防河段堤防超高为1.2m。根据《甘肃省某县县城段**河防洪工程可行性研究报告》（以下简称《可研报告》），**河城区段堤距按不小于50m控制。现状左、右岸堤防堤距满足要求，且堤线顺直、布置基本合理，本次治理工程左岸堤防维持现状堤线不变，进行加高、加固设计。对于右岸新修堤防，在满足《可研报告》中要求的最小堤距下，以尽量减少拆迁，堤线平顺并与水流平行的原则布设右岸堤线。a）左岸堤防本次左岸堤防加固设计范围为五里铺～鱼山吊桥段，桩号范围左0+000～左4+112.72，全长4112.72m。由于地震的影响，局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等，对出现问题的堤段，结合本次工程的设计一并进行加固处理。根据业主提供资料显示，白水河以上段堤防修建年代比较久远，堤防质量参差不齐，各段堤防高度不一，设计对不满足本次设防高度要求的堤防进行加高，设计加固堤防边坡为1：1。加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护，下设一布一膜复合土工膜防渗。b）右岸堤防设计本次右岸堤防设计范围为五里铺～鱼山吊桥段，桩号范围左0+000～左4+160.32，全长4160.32m。由于地震的影响，局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等，对出现问题的堤段，结合本次工程的设计一并进行加固处理。五里铺～孟磨河口段堤防高度达不到本次设防高度要求，需进行加高。且现状堤防边坡为1：0.75，工程建成蓄水后不稳定，也需进行加固，加固边坡为1：1。加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护，下设一布一膜复合土工膜防渗。孟磨河口下～东河桥段为过境公路堤段，正在修建中，道路高度可以满足20年一遇标准洪水的要求，道路临水侧防护基础已经伸入至基岩中，也满足防冲要求，为满足蓄水区防渗要求，设计在临水侧浆砌石挡墙表面采用厚20cm的C20砼进行砌护。18 右堤右1+448.62～1+853.37及右3+455.25～4+160.32段为新修堤防，新修堤防长度1090.82m，堤防断面为梯形（复式断面），堤顶宽3.0m，堤顶路面采用彩色广场砖铺设，内、外坡比均为1：1.0。堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础采用M7.5浆砌石，背水坡采用草皮防护。1.5.2挡水坝a）挡水坝型式比选河道挡水、泄水建筑物主要进行了橡胶坝方案和闸坝结合方案比较。参考已建工程经验，结合本工程具体情况，对两者经过多方面比较分析，本工程挡水、泄水建筑物初步确定采用橡胶坝作为挡水建筑物。b）方案布置根据确定的工程平面布置，设计共布设10道橡胶坝，形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长420m～550m不等，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成：上游防冲干砌石段、钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游防冲干砌石段。1.5.3泵房本工程布置10座橡胶坝，形成连续的蓄水水面，根据蓄水区橡胶坝的布置，设计从水源、泵站管理、运行、投资等方面综合比较，并参照类似工程，设计1#～4#橡胶坝采用自流排水方案，布置控制阀井4座，5#～10#橡胶坝采用动力抽排方案，布置泵站3座，每座泵站控制两座橡胶坝。泵站站址选择时，结合河道两岸的地形条件，为避免与道路及现状建筑物等发生冲突，设计初步确定1#、3#泵站布设在河道左岸，2#泵站布设在河道右岸，3座泵站均布置于其控制的两座橡胶坝之间。1.5.4截污工程根据某县城区污水处理现状，设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区两岸的污水进行截流，送入蓄水区下游。本次设计左岸共统计排污口33个，其中**河干流共24个，白水河左右岸共9个；右岸排污口6个。根据现场踏勘了解，左岸的白冯河及白水河堆满垃圾和污水，水环境恶劣，水质差，本阶段初步确定将白冯沟及白水河常流量水亦汇入截污管道排至工程区下游。工程区排污口几乎全部集中在**河左岸，考虑到城市的发展，本次设计沿**河左右岸各布设一条主排污管，管道管径均为DN700～DN800，沿白水河两岸各布置一条排污管，18 管径为DN700，排污管线总长度为10866.85m。1.5.5防渗处理本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗，包括蓄水库区防渗、左右岸堤防堤身防渗及橡胶坝坝基防渗工程设计。根据本阶段《工程地质勘察报告》，堤基为砂卵石，渗透系数1.5×10－2cm/s，为强透水地基，砂砾石下层为第三系泥岩，为相对隔水层。初步计算渗漏量4.9万m3/d，月渗漏量约147万m3，如果不做防渗，渗漏量比较大，设计应做防渗处理。对蓄水库区，从防渗效果、节约投资、施工等方面综合分析比较，本次设计拟对白水河以上段即1#～7#坝段蓄水库区结合左右岸堤防基础采用垂直铺塑防渗，防渗体穿过砾石层深入下层泥岩1.0m；白水河以下段为了尽量不改变原城区段的水文地质环境，维持原地下水的两个泄水通道畅通，本次设计对7#～10#坝段蓄水库区采取全河道水平铺塑防渗方案。堤身防渗：根据筑堤材料压实试验成果，设计拟对蓄水位以下两岸堤身进行土工膜防渗。橡胶坝坝基防渗：根据地质条件，并参照同类工程处理措施，对工程区的1#～7#橡胶坝坝基采用C15砼防渗防冲墙，墙厚0.3m，防渗墙穿过河床砂卵石层，并伸入泥岩1.0m。对8#～10#坝坝基在采用C20砼齿墙的防冲条件下，齿墙下采用全河底铺设复合土工膜水平防渗，使蓄水区形成一个相对封闭的水平防渗体系。1.6机电设计本工程设排水泵站三座，电动蝶阀井4个，水源井泵1个，总装机容量270kw。共装设低压水泵电动机组9台，需架设10kv架空线路5km，10kv电缆线路3km，0.4kv电缆线路1.6km.装设10kv箱式变电站3台套，总容量300kvA。工程电气部分设计，包括10kv配电网的供电规划设计，以及泵站，蝶阀井的变配电工程设计和微机监控设计，微机监控中心布置在1#泵站。1.7施工组织设计1.7.1施工条件工程区地处某县，祁山堡～**、**～成县公路纵贯某县全境，**河两岸的城区道路纵横交错可直达施工区，工程对外交通及施工条件十分优越。工程所需钢材、木材、水泥、燃料等可就近采购。生活及施工用水、用电供应方便、充足。18 1.7.2天然建筑材料本工程所需的天然建筑材料主要有填筑料、砼骨料和块石料。本次设计堤身填筑料选用砂砾料，料场来源首先选用本工程挖土方、基础挖土方、河道疏浚及导流明渠挖土方中的可用料，不够的选用距工程区较近的**电解锌厂上游砂砾料场，其储量和质量均可满足要求。块石料、砼粗骨料场为卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，岩性为二叠系灰岩，开采运输条件较好，运距约18km。质量和储量指标均可满足要求。砼细骨料建议采用收砂方式（购买）解决砼用细骨料。1.7.3施工导流及排水本工程依据《防洪标准》（GB50201-94）及《堤防工程设计规范》（GB50286-98），结合本次实施工程实际，采用枯水期施工，选取5年一遇枯水期洪水作为导流洪水标准。枯水期施工时段为11月～次年5月，**河5年一遇枯水期最大洪峰流量为120m3/s。支沟（白水河）5年一遇枯水期最大洪峰流量为48.2m3/s。本工程导流方式较简单，橡胶坝工程施工选用分期围堰导流方式。堤防基础、橡胶坝等建筑物施工时，基坑开挖应注意排水。施工时应在基坑内设截水沟，用潜水泵及时集中抽排至河道或导流明渠。1.7.4主体工程施工本工程主要建筑物为左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵站等，主体工程采用常规施工方法，施工相互干扰小，施工以机械为主，人工为辅。1.7.5施工总布置根据河道治理工程施工经验，本阶段考虑生活区、成品料堆放场地、辅助生产企业等建材仓库因地制宜分孟磨中布置，拟在工程区设5处施工临建场地，共布设2500m2的施工仓库及2000m2的临时住房和生活区。弃渣堆放场初步选在鱼山吊桥以下规划的裁弯取直后的河滩地堆放。1.7.6施工总进度本工程线长、面广、点多，枯水期施工主体工程，汛期施工部分岸上工程。施工总工期24个月。1.8工程永久占地18 本工程两岸堤防沿河道带状分布，橡胶坝等挡水建筑物主要布置于的现状河道内，泵房以及管理站位于堤防外侧。本工程永久占地总计37亩，其中新修堤防及加高加固永久占地33亩，泵房占地2.0亩，管理站的占地2.0亩。依据占地处理原则，按拟定的补助标准，本工程永久占地总投资为185万元。1.9环境保护设计**河城区段生态环境治理工程的实施，将使**河防洪能力达到20年一遇洪水标准，并将彻底改善河道及两岸杂乱不堪、野草丛生、污水横流的现状。在满足河道行洪、输沙、排污的前提下，蓄起一池清水，绿化美化两岸河堤，增加市民与水的亲和性，为某县社会经济发展创造一个良好的外部环境。该工程社会经济效益显著，对环境的不利影响，主要体现在施工阶段的短期影响，这些影响通过环保措施的落实，可以最大限度地减小，不存在制约项目建设的环境因素，工程建设从环境角度分析是可行的。1.10水土保持设计本工程属带状类工程，其防治分区划分原则主要以地貌、水土流失类型、防治措施和功能，并结合施工工区进行划分。经现场实地踏勘与调查，参照主体工程设计及施工总体布设，将项目建设区分为弃渣场防治区、施工道路防治区、施工生产防治区、河道疏浚区及主体工程施工区。根据拟建工程的区域地形地貌条件，考虑工程建设性质，开挖量大等特点，本方案在水土保持措施的总体布设上以弃土场和施工区为重点，采取工程措施和复垦措施，结合生物措施协调布设，并做好永久措施和临时防护措施以形成较完整的水土流失防治体系。本方案工程措施以弃渣防护为重点，采用工程平整压实，护坡工程等措施确保弃渣范围的稳定；场地平整措施以施工区为主；生物措施以弃渣场表面、施工生产区，其它附属生产设施的植被再造恢复、植物防护与绿化美化为主，适地适树，提高工区植被覆盖度，达到控制水土流失，美化区域环境的目的。1.11工程管理1.11.1蓄水区工程运行模式由于该工程属城市水景观工程，运行时应首先确保县城防洪安全，同时应尽量减少泥沙淤积，并利用洪水过程有效地冲淤排沙。工程运行的原则为：主汛期（7～9月）为确保防洪安全，应降低水位运行，非常时候应塌坝，全河道过洪；18 非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态，运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用，既达到泄流目的，确保河道行洪安全，又使景观水体得以正常运行。工程蓄水区可引水时间主要为非汛期10～6月，塌坝时间控制在1.5小时。检修期放在非汛期相机进行，检修期单坝塌坝泄空时间控制在3.0小时。蓄水期间，立坝过程为自上而下进行，即首先1#坝充水立坝拦蓄水量，1级库区蓄满后，2#橡胶坝充水立坝拦蓄水量，水流通过1#橡胶坝坝顶溢流向2级库区蓄水，依次进行直至10#橡胶坝充水立坝。1.11.2水情自动预报系统设计某河城区段综合整治工程建成后，科学安全的运行管理至为重要。为确保洪水到来前及时塌坝泄洪，需在某县城上游建设水情自动预报系统，以确保工程自身及城市防洪安全。本次设计从建设投资、预报精度及流域特征等多方面进行综合比选后，推荐采用雨量遥测报预报系统。1.11.3工程管理**河城区段生态环境治理工程为新建工程，为加强工程管理，使工程在建成后能正常、安全、高效的运行，遵循国家现行政策法规和有关技术标准，依据《中华人民共和国河道管理条例》及相关政策法规和技术标准，工程建成后，应组建专门的工程管理机构，拟设“**河治理工程管理处”，隶属于某县水利电力局，专门对本工程进行管理，下设相应职能的科、室，负责固定资产管理、保证工程安全与运行、工程的日常养护与维修、定期对工程进行检查和观测，以及组织大修理的招标和维修养护作业水平的监督检查等管理工作。本工程建成后，防洪效益及社会、环境效益显著，属于社会公益性项目，年运行费用主要由地方财政支出。经估算，本工程年运行费用约48.91万元。1.12消防及节能减排1.12.1消防本项目中，涉及到消防任务的主要建筑物有：负责橡胶坝充排水任务的3座泵站、1#泵站±0.00层工程总体控制中心室等。根据水泵层和控制中心室建筑特点和消防需求，消防总体设计方案按建筑物室外消防和室内主要机电设备消防两种情况进行考虑，即：1#泵站±0.00层中心控制室外及厂区范围内的主要建筑，按室外消防设计；3个泵站水泵层、1#泵站±18 0.00层室内水机、电气设备等均按室内消防设计。根据规范规定，设计仅在室外范围就近设一个消火栓即能满足消防要求；室内仅设MF1型手提式磷酸铵盐干粉灭火器作为消防措施，1#泵站±0.00层和每座泵站水泵层各配置3套，每套2瓶，每具灭火器灭火级别5A，并配专用的空气呼吸器3具；同时，主厂房内应设紧急疏散出口，直通室外。消防用电设备采用单独的供电回路，并配备可自动切换的双电源（交流220v、直流24v）设备。火灾应急照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用电源，其连续供电时间大于20min。1.12.2节能为贯彻落实《国务院关于加强节能工作的决定》和国家发改委《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资[2006]2787号）精神，根据《节能指南》、《节能技术政策大纲》等，确定本工程消耗的能源为一次能源（柴油、汽油、水）和二次能源（电力）。本工程主要在施工期消耗的能源为柴油、汽油、水和电力等，在运行过程中消耗能源主要为电力和水。总体而言，本工程均采用节能设计，且无大的耗能设备等，需加强施工期和运行期的节水、节电、节约燃料等管理。1.13工程投资概算依据甘肃省物价委员会、甘肃省财政厅[1992]价费字87号文批复的“甘肃水利水电工程《费用标准》和《编制办法》”，及有关补充规定和调整意见。以设计资料为依据，采用编制年(2008年第三季度)价格水平进行编制，计划工期2年完成。主要工程量：土方开挖44.29万m3，土方填筑28.42万m3，砌石3.13万m3，弯扎钢筋949t，砼2.32万m3，复合土工膜16.65万m2。主要材料量：水泥1.10万t，钢筋954t，砂子4.65万m3，石子1.99万m3，块石3.61万m3，柴油330t，板方材162m3。工程用工：22.82万工日。静态总投资7368.53万元，工程总投资7368.53万元。1.14工程效益某18 河城区段生态环境治理工程系社会公益性项目，工程建成后除形成的水面可以租赁经营方式补充管理经费外，无任何财务来源，工程的主要效益为社会效益、环境效益和经济联动增值效益。1.15结论及建议1.15.1结论（1）本工程对五里铺～卢河口约4.89km河道进行综合治理，设计新修两岸堤防1090.82m，加高加固两岸堤防7098.68m。左右岸新修截污管道10866.85m。共布设10座橡胶坝、3座泵站、4座阀井。（2）本工程建成后可为县城提供蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。（3）工程蓄满一次需水量36万m3，10座橡胶坝坝袋一次充水量为0.67万m3，每年运行（不包括塌坝后再蓄水和改善水质补水）水量为15.6万m3。1.15.2建议从改善县城投资环境出发，建议结合本工程的建设，在工程区下游合适位置规划建设污水处理厂。18 2水文2.1流域概况2.1.1自然地理某县位于甘肃省东南部，北起长道镇、南达太石河乡，处于渭河与西汉水分水岭的南测，北纬34°13´～34°37´，东经105°03´～105°18´之间。某县北靠礼县，南接武都县，东临成县和徽县，隶属陇南市管辖，流域以黄土丘陵为主，海拔高程在1500～2300m之间，最大高程为太石河乡竹子沟的老根里，海拔2453m。2.1.2河流水系某县境内河流较多，各河总属嘉陵江水系，**河为该县最主要河流。**河发源于河口乡铁古坪，由南向北流经何坝、十里、汉源镇、西峪、石堡、长道，于礼县蒙张汇入西汉水，流域总面积682km2，河流全长47.4km，河道平均比降10‰，其中某县境内流域面积618km2。**河横贯某县城。某县城位于卢河汇入口以上，控制流域面积275km2，河长24.6km，河道平均比降10.9‰。**河某县城段有白水河、白冯河、任河及孟磨河汇入，上游多为陡峭石山，山面破碎，植被条件差，水土流失较为严重。**河水系见图2—1。2.1.3水利工程概况**河某县城卢河口以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为支流白水河的晚家峡水库和**河干流上游的黄江水库。2.1.3.1晚家峡水库晚家峡水库位于白水河支流姜席河下游，距离某县约5km，控制流域面积62km2，控制河长13.2km，河道平均比降11.6‰。该水库由甘肃省水利厅勘测设计院设计，1960年动工，因多种原因影响，水库多次停工、续建，1974年水库完成坝高32.6m。水库设计灌溉面积1.1万亩，实灌面积0.43万亩。水库属Ⅳ等中型工程，为具有防洪、发电、灌溉、养殖等综合效益的年调节水库。2000年9月，甘肃省水利水电勘测设计研究院《甘肃省某县晚家峡水库除险加固初步设计报告》，根据该报告设计成果水库防洪标准为50年一遇洪水设计，设计洪峰流量304m3/s，洪水总量271万m3，1000年一遇洪水校核，校核洪峰流量839m3/s，洪水总量857万m3。18 晚家峡水库枢纽主要由大坝、输水隧洞和溢洪道三部分组成。大坝为粉质粘土均质坝，最大坝高32.6m，坝顶长105m，水库总库容1008万m3，其中兴利库容198万m3，调洪库容360万m3，死库容496万m3。输水隧洞位于左岸，为城门洞型无压隧洞，进口底板高程1916.30m，最大输水流量4m3/s。溢洪道位于大坝右侧，进口为开敞式宽顶堰，堰顶高程1925.1m，最大泄水流量130m3/s。2.1.3.2黄江水库黄江水库位于**河上游，距离县城15km，坝址黄江峡口以上控制流域面积24.4km2，主河道长8km，河道平均比降14.3‰。水库1959年1月动工兴建，1960年7月投入运行。工程主要由大坝、输水洞及溢洪道三部分组成，坝型为土石混合坝，水库总库容436.27万m3，设计灌溉面积0.61万亩，为Ⅳ等小（1）型水库。水库按50年一遇洪水设计，设计洪峰流量171m3/s，洪水总量为90万m3，按500年一遇洪水校核，校核洪峰流量295m3/s，洪水总量为150万m3，该水库是以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的年调节水库。该水库基本无灌溉任务，基本无用户。2000年9月，甘肃省水利电力勘测设计研究院编制完成了《甘肃省某县黄江水库除险加固初步设计报告》，该报告对原设计洪水进行了复核，确定50年一遇设计流量为160m3/s，500年一遇校核流量为399m3/s，输水洞最大输水流量2m3/s，溢洪道最大下泄流量33m3/s。水库除险加固后最大坝高32.76m，水库死水位1816m，正常蓄水位1818.20m，设计洪水位1820.8m，校核洪水位1824.10m，对应的水库死库容为239.7万m3，兴利库容为76.53万m3，防洪库容为291.67万m3，总库容为607.94万m3。2.2气候及气象某县气候属半湿润区，南部地区较冷，北部较温和，雨水较少。根据某县气象站资料统计，多年平均降雨量533.9mm，降雨时空分布不均，全年60%降雨集中在7、8、9三个月，多年平均蒸发量1262.5mm，多年平均气温8.4℃，极端最高气温33.5℃（1966年6月19日），极端最低气温-24.6℃（1975年12月15日），多年平均最大风速15m/s，年日照时数1731.4h，无霜期152天，最大积雪深10cm，最大冻土深度约为42cm。某县气象站气象要素统计见表2-1。18 **气象站气象要素统计表表2-1项目单位月份年一二三四五六七八九十十一十二平均气温℃-4.1-1.64.09.514.217.519.819.014.09.02.52.58.4平均最高气温℃1.73.79.616.020.223.925.524.719.014.58.13.614.2平均最低气温℃-8.8-5.8-0.43.98.711.214.614.09.94.7-1.6-7.03.6极端最高气温℃12.319.222.628.43033.532.43227.825.119.314.933.5极端最低气温℃-22.6-20.1-11.2-13.3-1.22.45.45.6-0.1-7.4-12.6-24.6-24.6平均相对湿度%68707068717178798382767074平均降水量mm6.37.122.344.761.059.1106.477.984.649.412.03.0533.9平均蒸发量mm41.848.289.5139.1165.9180.8173.0159.395.677.051.340.81262.5日照时数h145.4121.1124.5163.3161.0183.0177.4171.199.7112.1126.2146.51731.4最大风速m3/s10121415101013101012111315备注：蒸发量为Φ20cm蒸发皿观测资料。23 2.3水文测站及基本资料**河属西汉水一级支流，流域内无水文测站。1959年在西汉水设立顺利峡水文站，测站控制流域面积3639km2，测站有1960至今的降水、径流、洪水及泥沙观测资料，因该测站距离某县城较远，与某县城流域面积相差较大，本次仅收集了2000年以前的径流及泥沙资料。2.4径流2.4.1径流的地区分布及时间分配**河流域径流主要由降水形成，降水的变化决定着径流的特性。降水在地区上分布不均，**河上游源头河段，降水资源丰富，在**河的中下游河段，降水量逐步减少。流域降水主要集中在夏季，城关河谷地区夏季平均降水量占年降水量的45.6%，秋季占27.3%，春季和冬季分别占24%和3.0%。径流在地区上分布不均匀，在上游的源头河段，径流深较高，由上游向中下游河段的分布，径流深也逐步降低。径流的时间分配取决于降水的季节分配，冬季（12～2月）流域内降水稀少，多数地区的雪水几乎不产生径流，因此，冬季是该流域的最枯季节；春季（3～5月）随着降水的增加，径流量也增加，约占年径流量的20%左右；夏季（6～8月）流域内降水普遍偏多，降水一般占年降水的45%，径流一般占年径流的一半以上；秋季（9～11月）降水高于冬季，加上流域内温度低，蒸发小，大雨不多，小雨不断，河川径流普遍高于冬季，占年径流的20%以上。2.4.2年径流量**河流域无水文测站，西汉水上有顺利峡水文站，控制流域面积3639km2，较本次设计流域相差很大，本次设计流域径流分析采用查图法进行。并根据顺利峡站径流计算成果进行修正。2.4.2.1多年平均年径流量根据《甘肃省某县农业区划成果汇编》（1985年8月）某县多年平均径流深等值线图，**河某县城以上控制流域多年平均径流深约为110mm。由于**河某县城段汇入的支流较多，且支流控制流域面积的比重也较大，因此，某县城段的径流按支流汇入情况分河段进行计算。**河某县城段径流计算结果见表2-2。《甘肃省某县23 农业区划成果汇编》编制较早，利用资料有限，本次对西汉水顺利峡水文站径流资料进行了分析，该站1959年建站，有1960～2000年的径流资料。根据资料分析，1960～1984年25年顺利峡站多年平均径流量为3.56亿m3，而1960～2000年该站41年多年平均径流量减少为3.02亿m3，41年长系列径流均值为25年短系列径流均值的84.8%，本次径流分析从工程的安全角度出发，对查图计算的工程坝址径流进行修正，修正系数取0.85，修正后各河段的多年平均径流量结果见表2-2。**河某县城段多年平均径流量成果表表2-2河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）120167275查图计算的多年平均径流量（万m3）132018373025修正后多年平均径流量（万m3）112215612571系数取0.852.4.2.2不同频率年径流量参考《甘肃省某县农业区划成果汇编》多年平均径流深变差系数等值线图，**河流域多年平均径流深变差系数Cv=0.57，取Cs/Cv=2.0，可计算各控制断面不同频率年径流量，见表2-3。**河某县城段不同频率年径流量成果表表2-3单位：万m3控制断面多年平均径流量P（%）2050759095孟磨河口11221593999645427315白水河口156122171389898594437卢河口25713652228814789787202.4.2.3径流的年内分配**河流域无水文测站，其流域的径流年内分配根据西汉水顺利峡站的径流分配比例进行。根据该站1960～2000年41年的径流系列计算该站多年平均径流的年内分配，并从该系列中选取1975年、1993年和1991年分别作为20%、50%和75%代表年的典型年，根据典型年的年内分配比例，推求各设计断面不同代表年的年内分配。各设计断面不同代表年的径流年内分配结果见表2-4。23 2.5洪水2.5.1暴雨洪水特性受西风气流的控制，**河流域暴雨的天气形势主要为西太平洋副高稳定型，其特点是在北部地区和高压西侧的青藏高原的中东部，各有一支偏南的温暖气流，输送大量的水气，与西方或西北方东移的冷空气相遇，在辅合最强的地带形成大暴雨。流域暴雨一般发生在6～9月，大暴雨多发生在7～8月之间。**河流域洪水由暴雨形成。受暴雨控制，**河流域暴雨一般发生在6～9月，因流域上游地形破碎，植被较差，较嘉陵江水系其它流域来讲，**河流域洪水一般属峰高量小的尖瘦型洪水。2.5.2干流设计洪水**河横贯某县县城，在某县城段有支流孟磨河、白冯沟、任河和白水河汇入，其中较大支流为白水河和孟磨河，根据两条支流的汇入口位置，将**河某县城段分为三段，即孟磨河入口以上、孟磨河口至白水河口和白水河口至卢河口。**河流域无水文测站，洪水计算采用《甘肃省暴雨洪水图集》介绍的瞬时单位线及推理公式法分别计算，分析比较后合理采用。孟磨河河口以上控制流域面积120km2，主河道长度20.9km，河道平均比降13.8‰；白水河河口以上控制流域面积167km2，主河道长度23.2km，河道平均比降11.7‰，卢河河口以上控制流域面积275km2，主河道长度24.6km，河道平均比降10.8‰。**河干流上游有黄江水库，控制流域面积24.4km2，控制河段长8km，因此，孟磨河河口以上干流段洪水为黄江水库至孟磨河河口段的区间洪水与黄江水库的下泄流量之和。同样，孟磨河口至白水河口段干流设计洪水为黄江水库至白水河河口段的区间洪水与黄江水库的下泄流量之和。白水河支流姜席河中游修建有晚家峡水库，水库控制流域面积62km2，白水河口至卢河口段干流设计洪水为晚～黄～卢河口的区间洪水与黄江水库及晚家峡水库的下泄水量三部分之和。23 各设计断面不同代表年径流年内分配结果表表2-4单位：万m3控制断面代表年123456789101112年典型年孟磨河河口多年平均27.928.538.160.391.692.2161.0147.1198.1158.678.739.81122　20%13.716.525.613.7163.674.0154.0142.7283.7402.1234.169.41593197550%31.021.532.244.848.393.4387.3123.157.668.062.928.8999199375%51.555.057.253.0110.699.846.531.242.339.632.426.06451991白水河口多年平均38.939.753.083.9127.4128.3223.9204.7275.7220.7109.455.31561　20%19.023.035.619.0227.7102.9214.4198.6394.8559.5325.896.52217197550%43.129.944.862.367.2129.8538.6171.280.094.587.440.11389199375%71.876.579.673.8154.0138.964.743.458.855.145.136.28981991卢河口多年平均64.065.487.3138.2209.8211.3368.9337.1454.0363.5180.391.22571　20%31.337.958.731.3375.1169.6353.1327.2650.4921.7536.7159.03652197550%73.250.876.0105.7114.0220.2913.5290.3135.7160.3148.268.02356199375%118.1126.0131.0121.4253.5228.6106.571.596.890.774.359.61478199123 2.5.2.1孟磨河口以上段设计洪水a）黄江水库至孟磨河口区间洪水黄江水库至孟磨河河口区间控制流域面积95.6km2，最大河长17.4km，河道平均比降12.1‰。区间流域设计暴雨历时取24h。（1）面雨量查算查《甘肃省暴雨洪水图集》（以下简称《图集》）年最大1、6、24小时点雨量均值等值线图及相应历时的点雨量变差系数等值线图，根据查图结果，计算**河某县城控制流域1、6、24小时频率点雨量，并根据以下公式：H3=H10.387×H60.613；H12=（H6×H24）×0.5，计算得到3小时及12小时不同频率点雨量，见表2-5。黄江水库～孟磨河口区间不同频率点雨量成果表表2-5历时（h）均值（mm）CvKp（%）不同频率点雨量（mm）备注51020510201320.72.411.881.3777.160.243.8399.078.157.46500.662.321.841.36116.092.068.012118.595.071.724560.582.161.751.35121.098.075.6根据《图集》甘肃省嘉陵江流域综合时～面～深关系图，查算流域的不同历时的点面系数，经查，流域1、6、12、24小时的点面系数分别为0.880，0.888、0.906、0.925，并内插得到3小时点面系数为0.885。按扇形流域的流域综合形状改正系数进行控制流域面雨量改正，6小时和24小时流域形状改正系数分别为0.928和0.908，取1、3小时改正系数也为0.928，12小时改正系数为0.908。根据以上流域点面系数及流域形状改正系数，可计算控制流域的不同频率面雨量，面雨量计算成果见表2-6。57 黄江水库～孟磨河口区间不同频率面雨量成果表表2-6历时（h）不同频率点雨量（mm）点面系数形状改正系数不同频率面雨量（mm）5102051020177.160.243.80.880.92863.049.135.8399.078.157.40.8850.92881.364.147.16116.092.068.00.8880.92895.675.856.012118.595.071.70.9060.90897.478.159.024121.098.075.60.9250.908101.682.363.5（2）雨型分配黄～段区间控制流域面积95.6km2，接近100km2，本次根据《图集》选择主雨峰为3小时的综合雨型，控制流域面雨量分配过程见表2-7。（3）产流计算查《图集》产、汇流分区图知设计流域为黄土山（林）区，再查分区产流期平均入渗率表，根据试错法进行计算，可得到设计流域不同频率下的产流过程，见表2-8。（4）汇流Ⅰ、瞬时单位线法设计流域为甘肃省黄土（林）区，各参数计算如下：m1，10=0.9F0.18J-0.33=0.898；b=0.28-0.05logF=0.181；5%、10%、20%频率时的m1分别为0.851、0.910和0.997；m2=0.86F-0.29J0.53=0.858；n=1/m2=1.2；k=m1/n，则k5%=0.709，k10%=0.758，k20%=0.831。不同频率洪水计算过程见表2-9～表2-11。57 黄江水库～孟磨河口区间面雨量分配过程表表2-7历时（h）分配系数雨型过程5%10%20%5%10%20%10.010.10.10.120.020.10.10.130.020.10.10.140.030.20.20.250.030.20.20.260.080.50.50.670.120.70.80.980.45.74.73.690.432.525.618.8100.324.419.214.1110.324.419.214.1120.385.44.43.4130.223.12.62.0140.120.70.80.9150.110.70.70.8160.110.70.70.8170.10.60.60.7180.060.40.40.4190.050.30.30.4200.050.30.30.4210.030.20.20.2220.030.20.20.2230.020.10.10.1240.010.10.10.1合计1.001.001.00101.682.363.557 黄江水库～孟磨河口区间净雨过程计算表表2-8单位：mm历时（h）P=5%P=10%P=20%面降雨入渗量净雨深面降雨入渗量净雨深面降雨入渗量净雨深10.10.10.120.10.10.130.10.10.140.20.20.250.20.20.260.50.50.670.70.80.985.74.73.6932.513.618.925.612.113.518.810.18.71024.413.610.819.212.17.114.110.14.01124.413.610.819.212.17.114.110.14.0125.44.43.4133.12.62.0140.70.80.9150.70.70.8160.70.70.8170.60.60.7180.40.40.4190.30.30.4200.30.30.4210.20.20.2220.20.20.2230.10.10.1240.10.10.1合计101.640.840.582.336.327.863.530.316.8tc888Ptc81.364.147.1f均13.612.110.1I07.66.75.957 瞬时单位线法计算5%频率洪水过程表表2-9t（h）t/kS（t）S（t-Δt）U（Δt，t）U×h洪水过程(m3/s)18.910.810.8合计00.0000.00.00.011.40.68400.68413.00.013.0344.122.80.7810.6840.0971.87.40.09.2245.134.20.9770.7810.1963.71.07.412.1322.745.60.9940.9770.0170.32.11.03.592.657.10.9990.9940.0050.10.22.12.463.668.510.9990.0010.00.10.20.36.870.00.00.10.11.780.00.00.00.3总和1.018.910.810.840.51076.9瞬时单位线法计算10%频率洪水过程表表2-10t（h）t/kS（t）S（t-Δt）U（Δt，t）U×h洪水过程(m3/s)13.57.17.1合计00.0000.00.00.011.30.62100.6218.40.08.4223.422.60.8960.6210.2753.74.40.08.2216.534.00.9730.8960.0771.02.04.47.4197.445.30.9920.9730.0190.30.52.02.873.556.60.9980.9920.0060.10.10.50.820.367.90.9990.9980.0010.00.00.10.25.179.210.9990.0010.00.00.00.11.780.00.00.00.4总和1.012.96.76.726.2981.1.57 瞬时单位线法计算20%频率洪水过程表表2-11t（h）t/kS（t）S（t-Δt）U（Δt，t）U×h洪水过程(m3/s)8.74.04.0合计00.0000.00.00.011.20.62100.6215.40.05.4144.322.40.8750.6210.2542.22.50.04.7125.633.60.960.8750.0850.71.02.54.3113.644.80.9870.960.0270.20.31.01.642.656.00.9960.9870.0090.10.10.30.514.167.20.9990.9960.0030.00.00.10.24.678.410.9990.0010.00.00.00.11.580.00.00.00.4总和1.08.74.04.016.8446.7根据以上分析，瞬时单位线法计算的黄江水库至孟磨河河口区间5%、10%和20%洪峰流量分别为344m3/s、223m3/s和144m3/s。Ⅱ、推理公式法根据甘肃省分区推理公式汇流参数地区综合关系，设计流域为黄土区，按公式m=2.5h-0.623θ0.637计算汇流参数。θ=L/（F1/4×J1/3）=17.4/（95.61/4×0.01211/3）=24.24m5%=2.08，m10%=2.40，m20%=3.28按公式τ=0.278L/（mJ1/3Qm1/4）计算Qm与τ关系，见表2-12。黄江水库～孟磨河口区间Qm与τ关系曲线表2-12Qm（m3/s）7006005004003002001008050τ（h）p=5%1.972.052.142.272.432.693.203.393.81P=10%1.711.771.861.962.112.332.782.943.30P=20%1.251.301.361.441.541.712.032.152.41按公式Qm=0.278（Σht/t）F计算Qm—t关系，见表2-13。57 黄江水库～孟磨河口区间Qm与t关系曲线表2-13t（h）34567891011Qm（m3/s）p=5%35926921618015413512010898P=10%24618514812310692827467P=20%14911289756456504541将以上两条曲线点绘于同一张图上（见图2-2），曲线交点的纵坐标即为所求的洪峰流量，横坐标为汇流时间。由图2-2可看出，黄江水库至孟磨河口区间洪水结果如下：Q5%=380m3/s，Q10%=266m3/s，Q20%=181m3/s。Ⅲ、成果的分析与采用根据以上瞬时单位线及推理公式法汇流结果来看，推理公式法的计算结果大于瞬时单位线法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小9.5%、16.2%和20.4%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果，即：Q5%=380m3/s，Q10%=266m3/s，Q20%=181m3/s。b）黄江水库下泄洪水57 黄江水库防洪标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，根据《甘肃省某县黄江水库除险加固工程初步设计报告》调洪计算成果，当遭遇500年一遇洪水时，黄江水库坝址洪峰流量为399m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量32m3/s，对50年一遇洪水，水库坝址洪水流量为160m3/s，经水库调节后，水库不泄流，也就是说，对水库坝址50年一遇及50年以下频率的洪水，黄江水库将全蓄而不泄洪。本次某河城区段治理工程按20年一遇洪水设计，因此，某县城20年一遇的洪水可不考虑黄江水库的下泄洪水。c）孟磨河河口以上设计洪水孟磨河河口以上**河干流设计洪水由黄江水库的下泄洪水与黄江水库至孟磨河口区间洪水共同组成，根据前述分析，在本次工程设计标准下，黄江水库不泄洪，则孟磨河口以上干流段的设计洪水仅为黄江水库至孟磨河口的区间洪水，根据推理公式法的洪水分析结果，当p=5%、10%、20%时，孟磨河口以上设计洪峰流量分别为380m3/s、266m3/s和181m3/s。2.5.2.2孟磨河口至白水河口设计洪水**河孟磨河口至白水河口之间有较大支流孟磨河汇入，同孟磨河口以上设计洪水一样，孟磨河口至白水河口段设计洪水为黄江水库的下泄洪水与黄江水库至白水河口的区间洪水共同组成，根据孟磨河口以上设计洪水分析可看出，黄江水库在50年一遇洪水内不泄水，因此，在本次工程设计标准情况下，孟磨河口至白水河口段的设计洪水仅为黄江水库至白水河口的区间洪水。黄江水库至白水河河口区间控制流域面积142.6km2，最大河道长19.7km，河道平均比降9.5‰。同黄江水库至孟磨河口区间设计洪水计算一样，计算黄江水库至白水河口区间的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-14。该区间设计洪水采用推理公式法的计算结果。由表2-14可看出，瞬时单位线法的计算结果要小于推理公式法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小17.4%、16.4%和20.1%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果。因黄江水库在50年洪水标准内不泄洪，因此，黄江水库至白水河口的20年一遇区间洪水也就是所求的孟磨河口至白水河口段的设计洪水。57 黄江水库至白水河口区间设计洪水计算结果表表2-14流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注黄江水库至白水河口区间瞬时单位线法54371036220203推理公式法5529采用10433202542.5.2.3白水河口至卢河口设计洪水**河在白水河口至卢河口之间有较大支流白水河汇入，白水河支流姜席河下游晚家峡峡口修建有晚家峡水库，白水河口至卢河口段设计洪水由黄江水库的下泄洪水、晚家峡水库的下泄洪水及黄～晚～卢河口区间洪水三部分组成，根据前述分析，本工程设计标准内，黄江水库不泄洪，因此，该段河道的设计洪水实际上只包括晚家峡水库的泄水和黄～晚～卢河口区间洪水两部分。a）黄～晚～卢河口区间设计洪水黄～晚～卢河口区间控制流域面积188.6km2，最大河长21.1km2，河道平均比降9.2‰。同前述两段设计洪水计算一样，计算黄～晚～卢河口区间的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-15。黄～晚～卢河口区间设计洪水计算结果表表2-15流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注黄～晚～卢河口区间瞬时单位线法55441044920250推理公式法5650采用105402031857 由表2-15可看出，瞬时单位线法的计算结果要小于推理公式法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小16.3%、16.9%和21.4%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果。b）晚家峡水库下泄洪水晚家峡水库防洪标准为50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，根据《甘肃省某县黄江水库除险加固工程初步设计报告》调洪计算成果，当遭遇1000年一遇校核洪水时，晚家峡水库坝址洪峰流量为839m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量130m3/s；对50年一遇设计洪水，水库坝址洪水流量为304m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量32.8m3/s，因水库泄流量不大，本次水库坝址设计洪水不做分析，按不利情况考虑，即将水库50年一遇以下洪水按50年一遇洪水对待，水库泄流也均按50年一遇洪水泄流对待，水库泄流量为33m3/s。c）白水河口至卢河口河段设计洪水**河在白水河口至卢河口河段设计洪水由三部分组成，即黄～晚～卢河口区间洪水、黄江水库下泄洪水和晚家峡水库下泄洪水，根据上述分析，黄江水库50年以下洪水不泄洪，则该段的设计洪水仅为黄～晚～卢河口区间洪水与晚家峡下泄洪水之和。黄～晚～卢河口区间5%、10%和20%设计洪水分别为650m3/s、540m3/s和318m3/s，晚家峡水库5%、10%和20%频率的下泄洪水均按33m3/s对待，按最不利的形式将两部分洪水进行组合，即采用峰峰叠加，得到**河白水河口至卢河口河段的5%、10%、20%频率设计洪水分别为683m3/s、573m3/s和351m3/s。2.5.2.4干流洪水成果的合理性分析a）与调查洪水比较1972年9月，甘肃省水文总站对**河洪水作了全面细致的调查，分别在**、石堡两个地段进行了调查推算，调查成果见表2-11，1979年7月14日、1983年8月3日，**河相继发生了两次特大洪水，根据某县水电局的测算成果，1984年8月3日洪水洪峰流量为210m3/s，1979年7月14日洪水洪峰流量为304m3/s，对上述调查洪水按大小顺序进行排列，见表2-16。由表可看出，上世纪**河发生了较大洪水7场，调查到的最早洪水为1915年，距今约为90年，从洪水的排位来看，1959年洪水排位第四，其洪水重现期应为23年一遇，洪峰流量419m3/s，该场洪水发生在黄江水库和晚家峡水库修建之前，为某县城以上的全流域洪水，理论上应该大于水库修建后的洪水计算结果。该场洪水比本次计算的孟磨河口以上河段洪水大9.3%，黄江水库控制面积24.4km2，占孟磨河57 河口以上总流域面积的20%，如果将该场洪水按面积比拟法折算到水库修建后的区间流域，则洪峰流量约为360m3/s，比本次计算的洪水成果380m3/s小5.3%；1984年洪水洪峰流量为210m3/s，根据推算，该场洪水重现期应为13年一遇，为黄江水库修建后的区间洪水，比本次计算孟磨河河口10年一遇洪水266m3/s小21.1%。从历史洪水比较分析，本次计算的设计洪水基本合理，且有一定的安全余地。某县城段调查洪水成果表表2-16年份1943191519491959197919531984流量（m3/s）1030663449419304228210b）与其它设计成果比较1993年10月，甘肃省水利科学研究院编制的《某河防洪治理工程扩大初步设计报告》，2007年10月，甘肃省甘兰水电建筑设计院编制完成的《某河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告》，两报告中洪水分析成果，**河卢河口以上5%、10%和20%的洪峰流量均为724m3/s、478m3/s和279m3/s，其中5%频率洪水比本次的计算结果大约6.0%，10%、20%频率洪水比本次计算结果小16.6%和20.6%；从以前计算的洪水与本次计算的洪水成果比较来看，差异主要是因为计算过程中采用的雨型分配不同，《某河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告》及《某河防洪治理工程扩大初步设计报告》采用的是主雨峰6小时雨型，而本次计算采用的是主雨峰为3小时的雨型分配过程，从某县邻近的成县1964年7月21日暴雨的降雨过程来看，其降雨分配比例更加接近3小时为主雨峰的雨型分配系数，因此，采用3小时主雨峰的雨型分配更加合理，从计算结果看，本次计算的洪水结果也是安全的，因此，可以采用本次洪水计算成果。2.5.2.5干流设计洪水成果采用**河某县城段设计洪水根据支流的汇入情况按三段分别计算，即孟磨河口以上段、孟磨河口至白水河口段和白水河口至卢河口段。各河段设计洪水采用成果见表2-17。**河某县城段设计洪水采用成果表表2-17单位：m3/s57 河段P（%）备注51020孟磨河口以上388266181段～白河段529433254白～卢河段6835733512.5.3支流河口段设计洪水**河某县城段主要支流有孟磨河、白冯沟、任河和白水河，其中白水河为最大支流，各支流的河道基本参数见表2-18。**河支流河道基本参数表表2-18河流名称控制面积（km2）河道长度（km）平均比降（‰）备注孟磨河26.09.719.3白冯河5.85.526.1任河12.710.726.0白水河11015.621.0支流河口设计洪水以孟磨河为代表流域，计算孟磨河的设计洪水，根据孟磨河设计洪水的计算结果，按面积比拟法推算其它支流。孟磨河控制流域面积26.0km2，最大河长9.7km，河道平均比降19.3‰。同前述干流设计洪水计算一样，计算孟磨河控制流域的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-19。孟磨河设计洪水计算结果表表2-19流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注孟磨河瞬时单位线法51241086.82054.3推理公式法5122采用1085205857 由表2-19可看出，瞬时单位线法的计算结果与推理公式法计算结果很接近，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法与推理公式法的计算结果仅相差1.6%、2.1%和6.4%，同干流洪水计算保持一致，孟磨河设计洪水采用推理公式法的计算结果。根据孟磨河洪水计算结果，按面积比拟法（面积比指数取2/3）推算其它支流设计洪水，计算结果见表2-20。**河支流设计洪水计算成果表表2-20河流名称控制面积（km2）P（%）51020孟磨河261228558白冯河5.844.931.321.3任河12.775.752.736.0白水河48183.6127.987.3以上计算中，白水河流域面积为扣除水库流域面积后的区间流域面积，其河口设计洪水应为区间洪水与水库泄水之和，同干流白水河至卢河口洪水分析一致，晚家峡水库的50年一遇以内洪水下泄流量都按50年一遇考虑，即33m3/s，则白水河河口的5%、10%、20%频率设计洪水分别为216.6m3/s、160.9m3/s和120.3m3/s。2.5.4支流河口分期设计洪水估算**河流域为无资料地区，西汉水干流顺利峡水文站控制流域面积太大，不能作为本次**河及其支流分期洪水分析的依据。各支流的分期洪水采用年最大洪水的同一方法进行估算。因缺乏流域的非汛期暴雨资料，本次非汛期暴雨均值根据年最大暴雨均值进行估算，根据非汛期时段内的最大月的降雨量均值与年最大月暴雨量均值的比值以及查图法查得的时段最大暴雨均值，估算非汛期的1、6、24小时暴雨，各时段的暴雨变差系数直接采用年最大暴雨的变差系数。同年最大洪水计算一样，分期以孟磨河为代表流域，计算孟磨河控制流域非汛期各时段的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，从安全角度考虑，采用推理公式的计算结果。并根据孟磨河的非汛期洪水计算结果，按面积比拟法计算其它支流的设计洪水，因洪水量级较小，白水河非汛期的洪水不考虑上游晚家峡水库的泄水。**河干流及其支流非汛期各时段洪水的计算结果分别见表2-21、表2-22。**河非汛期洪水估算成果表表2-2157 河段时段（月）P（%）51020孟磨河以上5～61361107610112816011～4987452孟磨河～白水河5～617714399101461057811～41279668白水河以下5～6214172120101761279411～415411682**河支流非汛期洪水估算成果表表2-22河流名称时段（月）P（%）51020孟磨河5～65746321047342511～4413122任河5～635.428.519.81029.221.115.511～425.419.213.6白冯河5～621.016.911.81017.312.59.211～415.111.48.1白水河5～685.869.248.21070.751.237.611～461.746.733.12.6泥沙2.6.1泥沙特性**河为西汉水一级支流，流域内无水文测站，本次根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料进行**河流域的泥沙特性分析：（1）水沙关系基本协调，即年来水量大，来沙量也大；来水量小，来沙量也小。57 例如1984年，顺利峡站年径流量8.704亿m3，为多年平均径流量的2.89倍。年输沙量3185万t，为多年平均输沙量的3.77倍。1967年，年径流量8.010亿m3，为多年平均径流量的2.66倍，年输沙量1564万t，为多年平均输沙量的1.85倍；1997年，年径流量0.451亿m3，为多年平均径流量的0.150倍，年输沙量仅11万t，为多年平均输沙量的0.01倍。（2）来沙量年际变化大顺利峡站41年实测资料中，最大年输沙量为3185万t（1984年），最小为11万t（1997年），最大为最小的290倍，而最大年径流量为最小的19.3倍，泥沙的年际变化比径流的年际变化更大。（3）年内分配不均匀汛期（6～9月）输沙量占年输沙量的88.1%，其中7～8月占64.6%，而非汛期的11月～3月5个月的总输沙量不足年输沙量的1%。2.6.2坝址输沙量**河流域无水文测站，西汉水顺利峡站控制流域面积较大，用该站的实测泥沙资料分析本次工程坝址的输沙，误差较大，但**河干流上游修建有黄江水库，支流白水河也有王家峡水库，两库的实测泥沙淤积资料基本能代表**河某县城段以上流域的多年平均输沙情况。黄江水库1959年动工，1960年建成，控制流域面积24.4km2，根据该库1999年3月库区实测结果，39年来该水库总淤积量为178万m3，平均每年的淤积量为4.56万m3，泥沙的干容重按1.4t/m3计算，水库多年平均淤积量为6.38万t，控制流域的多年平均输沙模数为2615t/km2（含推移质）。晚家峡水库1959年动工，1964年竣工投入运行，控制流域面积62km2，根据该库2000年6月库区实测结果，近35年来该水库总淤积量为412万m3，平均每年的淤积量为11.8万m3，泥沙的干容重按1.4t/m3计算，水库多年平均淤积量为16.52万t，控制流域的多年平均输沙模数为2664t/km2（含推移质）。由以上两个水库的实际淤积量计算的流域输沙模数基本接近，晚家峡水库控制流域仅比黄江水库大1.9%，为偏于安全，本次**河流域多年平均输沙模数取2670t/km2。根据确定的流域输沙模数可计算工程坝址的多年平均输沙量，考虑黄江水库和晚家峡水库无专门的排沙设施，各水库控制流域的泥沙基本全部淤积在库内，因此，计算本次工程坝址的输沙量时扣除水库的控制流域面积。**57 河各河段多年平均输沙量计算结果见表2-23。**河流域内无推移质和悬移质泥沙输沙的相关资料，根据陕西省黄土山区的推移质所占比重，按比例系数法估算坝址的推移质输沙量，推移质所占比例按15%考虑，则各河段的悬移质和推移质输沙结果见表2-23。**河某县城段多年平均输沙量成果表表2-23河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）95.6142.6188.6输沙模数（t/km2）267026702670多年平均输沙量（万t）25.538.150.4其中悬移质21.6732.3942.8485%推移质3.835.727.5615%2.7蒸发2.7.1水面蒸发（1）观测资料及采用蒸发器皿**河某县城段治理工程位于某县县城，本次直接采用某县气象站的水面蒸发资料进行分析。观测仪器：采用的蒸发数据为20cm口径套盆蒸发皿数据结果。（2）蒸发器（皿）折算系数K值的确定口径比较小的蒸发器皿观测所得的蒸发量，需乘以折算系数K才能换算成大型蒸发池的蒸发量，即近似自然水体的蒸发量。由于泾河流域没有K值的对比资料，故借用距流域较近的重庆站资料确定。（3）多年平均年、月蒸发量根据**气象站的蒸发资料计算，多年平均蒸发量为1287.8mm，各月蒸发量见表2-24。57 某县气象站多年平均年、月蒸发量表表2-24单位：mm月份123456789101112年蒸发皿蒸发量41.848.289.5139.1165.9180.8173.0159.395.677.051.340.81262.5折减系数K0.650.560.500.500.560.550.570.640.700.790.880.820.61水面蒸发量27.227.044.869.692.999.498.6102.066.960.845.133.5767.7%3.543.525.839.0612.1012.9512.8413.288.727.925.884.36100从上表可以看出，水面最大蒸发量出现在8月，最小蒸发量在2月，5～8月蒸发量占年蒸发量的51.2%，11—2月蒸发量仅占全年蒸发量的11.4%。（4）水面蒸发增损计算根据径流计算结果，**河卢河口以上多年平均年径流量为2571万m3，径流深为93.5mm，区间平均面雨量为533.9mm，降雨量减去径流量即为该地区的陆面蒸发量，即440.4mm。水面蒸发与陆面蒸发之差即为水面蒸发的增损量，则**河某县城水面蒸发增损量为327.3mm。57 3工程地质3.1区域地质概况3.1.1地形地貌某县城位于黄土梁峁山间河川平原区，东西两侧为黄土梁峁区，中部为**河冲积平原，**河由南流向北。县城西侧为西山，东侧为观山，高程约1787m以上，相对高差约200m，两岸山坡多呈缓坡地形，局部为陡坡，总体上西山较陡，观山较缓。**河属于嘉陵江二级支流，从县城中部穿过，左岸有白冯河、白水河，右岸有孟磨河，任河以及卢河，组成了城区段的地表水系。**河发育三级阶地，Ⅲ级阶地分布较少，仅在白水河口附近零星分布，高出河床约15～20m；Ⅱ级阶地在左岸发育较好，高出河床10～15m，宽度较大，一般约200m；Ⅰ级阶地在两岸均有分布，高出河床约2～5m，宽度约200～300m，最宽处可达500m，阶面较平缓，经后期人工改造，多成为农田和村镇，城区段由于后期改造，前缘与河漫滩界线不清。据地形地质资料，**河属于游荡型河流，原始河床及漫滩宽度约300～450m，城区段经人工改造后，左岸修建了堤防，使河床及河漫滩宽度变成了目前的50～70m，据查阅有关资料，城区中山街以东在地貌单元上均为**河河漫滩，白水河以北则为两河相交的三角洲地带。3.1.2地层岩性工程区基底为上第三系（N2）泥岩，覆盖有第四系（Q）松散堆积层，由老至新分述如下：1）上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，可见有棕红色夹层，偶夹砂岩层，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，出露在梁峁区及沟道谷坡上，在平原和河川区则埋藏在松散堆积物之下。2）第四系上更新统（Q3eol）黄土：灰黄色，具大孔隙及垂直节理，上部质地较均，结构疏松，下部为成层的钙质结核，分布在斜坡表层，厚度6～20m。3）第四系更新统～全新统冲积堆积（Q3-4al）岩性主要有壤土、砂壤土和砾石层等，主要分布在阶地、漫滩及河床上，在城区段分布有厚度不一的人工堆积。3.1.3地质构造及地震基本烈度工程区属于西秦岭北北西向构造和东西向隆起带间的新生代拗陷盆地，岩层走向呈北西西或北东东，呈舒缓的褶皱。根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001和《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单57 ，工程区地震动峰值加速度0.30g，地震动反应谱特征周期为0.40S。相应的地震基本烈度为Ⅷ度。3.1.4水文地质工程区为两山夹一沟的地形形态，某县城位于**河一级阶地及河漫滩上，**河为当地最低侵蚀基准面，孟磨河、任河、白冯河、白水河及卢河均汇入**河。根据地下水赋存条件，区内地下水主要为第四系孔隙潜水，主要受大气降水和河水补给，赋存在壤土及砾石层中，向**河排泄。3.1.5不良物理地质现象工程区植被稀少，水土流失严重，不良物理地质现象有滑坡和泥石流。滑坡一般分布在河流谷坡地带，多为浅层牵引式滑坡，少量深层滑坡，形成机理主要由于下部泥岩隔水、软化、泥化，在重力作用下上部的黄土层产生滑移，滑动面一般在岩性界线附近。在白水河上游分布一滑坡，名为西山深层滑坡，目前局部处于蠕动状态，不在本次治理的河段范围内。在2#坝下游右岸，分布有一个浅层小型滑坡，由于修建过境公路，正在对该滑坡进行开挖清理。泥石流一般分布在支沟内，支沟径流量变化较大，水土流失较为严重，在洪水季节固体物质含量较大，一般在沟口形成了面积大小不一的洪积扇。工程区内主要洪积扇分布在卢河河口，面积较大。3.2蓄水区工程地质条件3.2.1地质概况3.2.1.1地形地貌蓄水区位于**河河道内，总长度约4.89km，孟磨河、白冯河、任河及白水河均汇入**河，**河左岸至中山街一带均为**河河床及河漫滩，经人工改造，现为某县城区，地面高程1588～1574m，高出现河床约1.2～7m；右岸大部分为一级阶地，局部为支流河床、滑坡体及黄土缓坡，多呈缓坡地形，地面高程1593～1568m，阶地一般高出现河床约1.5～2.2m，滑坡体及黄土坡高出现河床约7～15m。东河桥上游为在建的过境公路工程，公路路面高出河床约2.5～4.7m。3.2.1.2地层岩性据调查了解及探坑揭示，蓄水区基底为上第三系（N2）泥岩，左岸上部为人工堆积杂填土，下部为砾石层；河床表层为砾石层；右岸多为一级阶地，上部为砂壤土，下部为砾石层，分述如下：1）人工堆积（Q4s57 ）杂填土，以壤土、砂壤土为主，含有大量建筑及生活垃圾为主，结构松散，质地不均，力学性质差，主要分布在**河左岸及河床表层，厚度0.5～3.5m。2）全新统冲积堆积（Q43al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，松散～稍密状态，分布在河床及漫滩上，厚度约1.2～5m，在白水河上游段厚度较小，下游厚度较大，上部可见有大量的生活垃圾，由于受污水污染，局部段砾石层变成了黑色，具臭味。3）全新统冲积堆积（Q41al）砂壤土：分布于一级阶地上部，结构松散，以粉粒为主，含少量砂粒，局部含有细砂等，具水平层理，厚度1～2m。4）全新统冲积堆积（Q41al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，呈稍密～中密状态，分布在一级阶地下部，厚度约2～3m。5）上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，可见有棕红色夹层，偶夹砂岩层，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，埋藏在松散堆积物之下。3.2.1.3地质构造及不良物理地质现象蓄水区两岸基本为已建堤防，地形较平坦，未发现较大的不良物理地质现象，仅在白冯河上游60～70m处的右岸，分布一小型浅层滑坡体，滑体为黄土，滑动面沿泥岩上部约0.5～1.0m，方量约0.5万m3，目前已对该滑坡进行开挖清理，对本工程建设无影响。3.2.1.4水文地质条件1）区域水文地质资料分析从地形上看，两岸水系发育，左岸有白冯河、白水河，右岸孟磨河、任河及卢河，均汇入**河；从地层上看，蓄水区河床上部为第四系（Q）松散堆积的壤土、砂壤土、砾石层等，厚度约1.2～5m，具弱～中等透水性，下部的上第三系（N2）泥岩，层位稳定，厚度较大，微透水或不透水，为稳定的隔水层；蓄水区地下水主要为孔隙潜水，受大气降水、侧向地下水及上游河水补给，赋存在砂、砾石层中，向下游及**河排泄。2）城区两岸地下水调查据探坑揭示，地下水一般高于泥岩层面0.5～2m，在东河桥右岸过境公路施工现场，可以明显的看出，右岸地下水沿泥层表层流向**河。本次沿**河两岸调查了29眼民井，见表3－1。从调查结果可以看出：57 （1）两岸河漫滩处的井水位一般低于河水位，一级阶地上的井水位一般高于河水位。（2）离河床远的井水位一般高于离河床近的井水位，河流上游的井水位高于下游井水位。据收集到的资料以及地形地貌、地层岩性、城区地下水开采等综合因素分析认为：蓄水区两岸地下水为孔隙潜水，含水层主要为砾、卵石层，厚度约2～5m，受大气降水、侧向地下水及上游河水补给，右岸地下水一般向河水排泄，左岸河水补给地下水，为居民生活生产的水源地。经室内试验砾石层渗透系数为1.23×10－2～1.3×10－2cm/s，具中等透水性，单井出水量50～300m3/d。由于城区长期开采地下水，形成了面积较大的地下水漏斗，漏斗主要集中在**河左岸及白水河附近，所以，在离河床较近的井水位低于河水位，也表明了左岸河水补给地下水，**河两岸的地下水为某县居民生活生产的水源地，在工程建设时，不能使地下水位大幅度的抬高或降低，抬高了会对城区建筑物产生浸没等不利影响，降低了使水源安全受到威协。57 蓄水区两岸水井调查表表3-1位置井号井口高程（m）地下水埋深（m）地下水位（m）地貌单元井与河道距离（m）相应断面河水位（m）地下水与河水位差（m）左岸J11590.74.21586.5河漫滩2101587.9-1.4J21597.67.31590.3一级阶地36015873.3J31586.721584.7河漫滩1001586-1.3J41585.11.71583.4河漫滩751584.2-0.8J51587.93.81584.1河漫滩3501584.2-0.1J61585.74.31581.4河漫滩1101581.7-0.3J71584.53.21581.3河漫滩601581.20.1J81581.53.61577.9河漫滩601578.08-0.18J91579.753.21576.55河漫滩551576.61-0.06J101579.13.41575.7河漫滩351576.18-0.48J111578.53.31575.2河漫滩771575.39-0.19J121576.26.31569.9河漫滩2901571.4-1.5J131576.96.31570.6河漫滩3001570.20.4J141575.54.91570.6河漫滩16015700.6J151569.31.41567.9河漫滩2001567.20.7J161572.261566.2河漫滩13015660.2右岸J171588.83.151585.65河漫滩271587.5-1.85J181587.331584.3河漫滩331585.2-0.9J1915851.51583.5河漫滩13515830.5J201583.94.21579.7一级阶地991579.380.32J2115836.51576.5一级阶地1331577.87-1.37J221582.83.51579.3一级阶地751577.631.67J2315803.21576.8一级阶地351576.380.42J241581.243.71577.54一级阶地701575.392.15J251574.41.81572.6一级阶地501572.92-0.32J2615733.31569.7一级阶地451570.1-0.4J271571.53.61567.9一级阶地3501569.5-1.6J281571.12.61568.5一级阶地1401569.4-0.9J2915681.81566.2一级阶地901566.7-0.5（3）地下水的侵蚀性57 据《某县西峪乡小杜至十里新城公路工程地质勘察报告》，地表水和地下水水质均属于HCO3－—Ca2＋或HCO3－·SO42－—Ca2＋·Mg2＋型水，地表水对砼无腐蚀性，除孟磨河出口处地下水对砼具弱腐蚀性外，其余地段地下水对砼均无腐蚀性。3.2.1.5蓄水区河床物质组成及物理力学性质据探井资料揭示，垂向上，蓄水区河底岩性可分为三层，上部为砾石层，含有大量壤土及生活垃圾，厚度约0.5～1.0m，力学性质较差；中部为砾石层，较纯净，稍密～中密状态，厚度2～4m，底部为泥岩。纵向上，在白水河（两河口）上游砾石层颗粒较细，向下游颗粒变粗。本次在河道内取砾石样品6组进行了试验。根据工程性质特征，将蓄水区两岸地层岩性分为7层，据试验资料及工程地质类比，给出各层土物理力学性质指标建议值，见表3-2。3.2.2蓄水区工程地质问题及评价3.2.2.1蓄水区两岸堤防稳定问题**河左岸为已建堤防，右岸正在沿河堤修建堤路结合的过境公路工程。据调查结果可以得出，右岸堤基土为砂壤土及砾石层，浆砌石基础深入泥岩以下1.5～2.0m，堤身为经过碾压的碎石土，堤基、堤身稳定。左岸堤身为杂填土，含有大量建筑及生活垃圾，力学性质较差，堤基为砾石层，浆砌石基础大部分位于砾石层之下1～1.5m，在白水河右岸及城区部分地段为新建堤防，堤防底脚修建了近4m宽的水平铺盖，部分地段浆砌石基础座落在下部泥岩之上，未发现堤防有大面积滑移、坍塌等现象，局部地段发现堤防浆砌石基础悬空现象，原因为浆砌石基础埋深较浅，被河水冲刷所至，总体认为目前堤身基本稳定，局部地段堤基不稳。在湖区蓄水后，堤防内外侧水头差0～2.5m，蓄水时湖水向两侧地下水补给，堤防基本稳定，但如果湖水位骤降时，两侧地下水补给湖水，在堤外水头及饱和土压力作用下，浆砌石砌筑质量较差地段可能会产生滑移或坍塌现象。在吊桥上游两岸堤防浆砌石基础有出露及悬空现象，吊桥下游砌石体完好，局部底脚处已加固，设置有宽约4m的水平铺盖，堤防稳定。根据工程地质类比堤身杂填土天然密度1.55g/cm3，渗透系数3.5×10－3cm/s，饱和快剪内摩擦角20～25°，凝聚力15～20KPa，堤基砾石层天然密度1.73g/cm3，渗透系数1.5×10－2cm/s，水下自然休止角30°，水上自然休止角34°，允许水力坡降0.1。57 土的物理力学指标建议值表3－2岩层编号地层时代岩性天然密度承载力渗透系数自然休止角原状饱和快剪允许水力坡降允许不冲流速水上水下凝聚力内摩擦角ρdf0KvcΦg/cm3KPacm/s度kPa度J允许cm/s①Q4s杂填土1.551003.5×10－315～2020～25②浆砌石1.0×10-3③Q43al砾石层1.731801.5×10－234300.10.5④砾石层1.792601.5×10－236330.10.5⑤Q41al砂壤土1.581503.5×10－31015⑥砾石层1.903001.5×10－238360.10.70⑦N2泥岩320不透水57 3.2.2.2蓄水区渗漏问题据调查了解及探井资料显示，蓄水区左岸上部为杂填土，中部为砾石层，蓄水区底表层为砾石层，右岸多为一级阶地，表层壤土，中部砾石层，湖区基底为泥岩，砂壤土及杂填土具弱透水性，砾石层具中等透水性，泥岩具微透水性，可视为相对隔水层。据对民井调查，左岸50～100m范围内地下水位低于河水位，水位差一般为0.2～1.4m，最大为1.85m，河水补给左岸地下水；右岸大部分地段地下水补给河水，局部河水补给地下水；从纵向上看，上游地下水补给下游地下水；根据地形地貌及水文地质环境分析，在白水河和**河交汇处的邓矿和人大住宅楼一带为上游段地下水向河流排泄的通道。蓄水后，水将沿两侧的砾石层及填土层向两岸产生大量的渗漏，加之两岸山坡地下水河床补给等综合因素的影响下，两岸地下水位会抬高于湖水位齐平，除了城区开采的地下水后，水会沿砾石层向下游及河流排泄，汇入**河。据表3-2各层土的物理性质指标，按蓄水平均深度1.5m时，采用坝基渗漏计算公式对湖区两侧渗漏量进行计算：式中：Q——渗漏流量m3/d；B——湖区长度，取每100m为一计算单位；K——渗透系数，浆砌石取K=1.0×10-3cm/s，砾石层取1.5×10－2cm/s；H——湖区及堤防后平均水头差，按2.0m；M——含水层厚度，按湖区分别的6个地质剖面分别取值；b——堤基宽度，浆砌石取1.5m，堤基砾石层取4.0m；在湖区分别选取了湖区Ⅰ-Ⅰ′～Ⅵ-Ⅵ′6个断面对左岸渗漏进行计算，计算结果见表3-3，由表可以看出：若不进行防渗处理，仅蓄水区左岸每天渗漏量可达4.9万m3，若全部采用浆砌石体砌护，每天渗漏量可达0.48万m3。57 湖区左岸渗漏量计算表表3-3断面编号湖区长度渗透系数(m/d)水头差含水层厚度堤基宽度渗漏量左岸湖区总长度总渗漏量砌石砾石砌石砾石砌石砾石砌石砾石BKHMbQLQmm/dmmmm3/dmm3/dⅠ—Ⅰ′1000.86412.9622.81.54839604300Ⅱ—Ⅱ′1000.86412.96231.54869434300Ⅲ—Ⅲ′1000.86412.9622.11.547110274300Ⅳ—Ⅳ′1000.86412.9621.81.546510584300Ⅴ—Ⅴ′1000.86412.9621.11.544611394300Ⅵ—Ⅵ′1000.86412.9625.71.541137574300平均值789814300333542163最大值11311394300486848992最小值46757430019943254257 3.2.2.3蓄水后对两岸建筑物的影响蓄水区两岸为某县城区段，吊桥上游为一低洼地带，高程与现河床基本一致，大部分为空地，有少量的一～二层居民楼房，基础埋深一般1～1.5m；吊桥下游为主城区段，两岸地面一般高于现河床约2～4m，建筑物以多层楼房为主，基础埋深一般3～5m，多采用灌注桩基础和筏板基础；国税局家属院下游左岸高于现河床5～6m，多为一～二层居民楼房，少量三～四层楼房，基础埋深一般1.5～2m；右岸为耕地，高于现河床约1.5～3m。区蓄水后，河底及周边如不进行防渗处理，河水渗漏补给两岸地下水，加之两岸山坡地下水向河流补给，在两个方向地下水的综合影响下，蓄水区附近地下水位会很快升高，现状地下水位可能会抬高约2～2.5m，由此推算，地下水位会高于某些建筑物的基础高程，对建筑物基础产生浸没影响，如新开发区处局部低洼地段会浸没成溏，在河道中心桩号0+570上游右岸以及桩号4+330、4+780左岸的耕地会因毛细管水上升，形成土地盐碱化。3.2.2.4蓄水区地质问题综合分析结合地质现象对蓄水区地质问题综合分析如下：（1）蓄水区两岸浆砌石堤防整体处于稳定状态，局部底脚被河水冲刷，其主要原因是浆砌石体埋深不够。（2）蓄水区右岸地下水补给来源主要为山坡地下水补给，向河流侧向排泄及少量的人工开采。左岸地下水补给来源主要有三种方式:一为左岸山坡地下水补给，二为河流上游地下水补给，三为蓄水后河流侧向补给。地下水排泄主要有两种方式:一是通过下游的两个排泄通道向**河排泄，二是人工大量的开采，目前无开采统计资料，但从水位资料分析，城区人工开采量大于左岸山坡及上游河流补给量。（3）蓄水后若不进行防渗处理水会向两侧产生大量的渗漏，两岸山坡的地下水向河流补给，二者综合影响下，使两岸地下水位抬高，对建筑地基及部分耕地产生浸没现象。（4）不管是对蓄水区采取水平铺盖防渗或是垂直防渗，均会相对阻止河水补给两岸地下水，在人工开采量不变的情况下，城区地下水位可能会降低，若不对蓄水区防渗，蓄水区会大量补给两岸，城区地下水位会大幅抬高，对两岸建筑物产生浸没影响。综合考虑，初步建议对桩号3+300上游河段蓄水区进行垂直防渗，防渗体深入至泥岩以下0.5～1.0m，对3+300下游河段采取水平铺盖防渗，使河57 底的砾石层可做为地下水的排泄通道。3.3坝址工程地质条件3.3.1地质概况3.3.1.1地形地貌1#、2#坝位于拟建新区内，河床宽度50m左右，地面高程1587.7～1588m，两岸为已建堤防；右岸为一级阶地，呈二元结构，阶面高程1592.7～1593.5m，向河流缓倾；左岸为河漫滩，宽度约150m，地形平坦，地面高程1588.7～1590m，沿漫滩前缘为宽约15m的过境公路，路面高程1590.2m。3#坝位于吊桥上游约120m处，河床宽度48m左右，地面高程1585.7～1584.5m，两岸为已建堤防，堤防高度约3.0m，基础埋深约0.5～1.0m，地貌单元均为河漫滩，右岸地面高程1585.7～1586.0m；左岸地面高程1585.5～1586.0m.4#坝位于白冯河上游约200m处，河床宽度50m左右，地面高程1583～1585m，由于施工原因，河道内已被开挖，高低不平，地层岩性均已被扰动；左岸为已建堤防，堤防高度约4.5m，基础埋深约0.5～1.0m，地面高程1585.5m；右岸高程约1583m，两岸地貌单元均为河漫滩，在坝址下游约250m处为一小型滑坡体，目前已清理，对工程建设无影响。5#坝位于白冯河下游约110m，河床宽度50m左右，地面高程1581～1582m，由于施工原因，河道内已被开挖，高低不平，地层岩性均已被扰动；左岸为已建堤防，堤防高度约4.5m，基础埋深约0.5～1.0m，地面高程1581.5m；右岸高程约1580m，两岸地貌单元均为河漫滩。6#坝位于花园桥下游约150m处，现河床宽度43m左右，地面高程1577.63～1578.90m，左岸已建堤防，堤防高度约3.8m，基础埋深约1.0m，堤脚处建有宽3～3.5m的水平铺盖，堤后为城区段，地面高程1579.45～1580.69m；右岸为一级阶地，大部分为居民宅基地，人工改造抬高了地面，局部有少量耕地，地面高程1579.20～1582.57m。7#坝位于东河桥下游约30m处，河床宽度50m左右，高程1575.09～1575.60m，由于施工原因，河道地层岩性均已被扰动，左岸为河漫滩，已建有堤防，堤脚处设置了铺盖，堤防高度约3.5m，基础埋深约0.5～1.0m，堤后为城区，地面高程1577.83～1579.32m；右岸为一级阶地过境公路，目前沿阶地前缘正在施工过境路的浆砌石挡墙，墙高约7m，墙脚深入泥岩下2.0m，设计路面高程约1580m。57 8#坝位于两河口下游约160m处，现河床宽度75m左右，高程1572.1～1572.5m，左岸为河漫滩，已建有堤防，堤防高度约2.5m，基础埋深约0.5～1.0m，堤后为城区，地面高程1574.2～1573.9m；右岸为一级阶地，现被改造为木材市场，地面高程1573.5m。9#坝位于下游伏羲大道旁，该处为河道大弯道，左岸为城区段，右岸一级阶地，地形平坦，地面高程1570.5m，根据《某河鱼山～张庄堤防工程初步设计报告》拟对该河段进行截弯取直后修建堤防。10#坝位于卢河河口上游约100m处，现河床宽度约70m，高程约1566.8～1567.6m，左岸为河漫滩及城区，地面高程1567.4～1575.1m，右岸为卢河河漫滩，地面高程1567.9m。3.3.1.2地层岩性坝址区基底为上第三系（N2）泥岩，上部为第四系（Q）冲积物，坝区地层岩性可为7层，分述如下：①人工堆积（Q4s）杂填土：灰褐色～灰黄色，以碎石土、建筑垃圾和壤土等，可见少量砖石碎块及炉渣，结构杂乱，主要为两岸堤防堆积物，厚度2～2.5m。②人工堆积（Q4s）浆砌石：以灰岩为主，厚度约0.3～0.5m，分布在两岸堤防，埋深约1～1.5m，局部由于水流冲刷露出地面。③全新统冲积堆积（Q43al）砾石：灰黄色，以灰岩为主，含少量花岗岩、砂岩等，多呈扁平状，松散，含有大量的生活垃圾，厚度约0.5m，分布在河床表层。④全新统冲积堆积（Q43al）砾石：灰黄色，以灰岩为主，含少量花岗岩、砂岩等，多呈扁平状，粒径一般1～3cm，含有少量卵石颗粒，约占5%，纯净，稍密，厚度约2.5m，分布在河床及漫滩下部。⑤全新统冲积堆积（Q41al）砂壤土：分布在右岸一级阶地上部，结构松散，以粉粒为主，含少量砂粒，局部含有细砂等，具水平层理，厚度2.0m。⑥全新统冲积堆积（Q41al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，呈稍密～中密状态，分布在右岸一级阶地下部，厚度约2～3m。⑦上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，强风化层厚度约1.5～2.0m。3.3.1.3水文地质57 坝址区均为孔隙潜水，受降水和上游河水补给，赋存在砾石层中，其中白水河以上，右岸地下水补给河水，河水补给左岸，下部泥岩为相对隔水层。白水河以下，两岸地下水补给河水，下部泥岩为相对隔水层。3.3.2主要工程地质问题及评价3.3.2.1建基面的选择在整个工程区地层岩性表现为两岸为堤身杂填土和⑤全新统冲积堆积砂壤土，下部均为④层砾石层，河床表层为③层砾石，厚度约0.5m，含有大量生活垃圾。两坝肩①杂填土及河床表层的③层砾石，含有生活垃圾，力学性质较差，下部④层砾石较纯净，呈稍密状态，强度较高，建议清除坝肩处的填土层及河床表层③砾石，坝肩边墩座落在下部⑦层泥岩上，坝基座落在④层砾石上。3.3.2.2坝基稳定问题a）坝基承载力除3#、5#坝外，其他坝坝基土座落在④砾石层上，边墩座落在⑦层泥岩上，坝基土的物理力学性质指标建议值见表2－4，④砾石层承载力为260KPa，⑦层泥岩承载力为320KPa。3#，5#坝基为⑦层泥岩，坝基土的物理力学性质指标建议值见表2－4，⑦层泥岩承载力为320KPa。b）坝基抗滑稳定分析除3#、5#坝外，其他坝坝基座落在④层砾石上，砾石层呈稍密状态，强度较高，下部为⑦层泥岩，由于坝基上部荷载较小，坝基岩土强度较高，不存在浅层及深层滑动问题。3#、5#坝坝基座落在⑦层泥岩上，强度较高，不存在浅层及深层滑动问题。c）坝基渗透稳定条件白水河以上段坝基砾石层室内定名为级配不良砾，巨粒含量为0.5%，砾粒含量为92.5%，砂粒含量为6.5%，细粒含量0.5%，不均匀系数2.5，按《水利水电工程地质勘察规范》GB50287－99附录M判定坝基渗透变形类型为管涌，建议允许水力坡降J允许＝0.1。白水河以下段，坝基砾石层室内定名为级配良好砾，巨粒含量为11%，砾粒含量为81.5%，砂粒含量为7%，细粒含量0.5%，57 不均匀系数9.5，按《水利水电工程地质勘察规范》GB50287－99附录M判定坝基渗透变形类型为管涌型，建议允许水力坡降J允许＝0.1。3.3.2.3坝基渗漏问题除3#、5#坝基外，其他坝基为④层砾石，具中等透水性，下部为隔水的⑦层泥岩，若不进行坝基防渗处理，各坝段将产生较大的渗漏。3#、5#坝段坝基坝基座落在⑦层泥岩上，泥岩层位稳定，厚度大，透水性极差，可视为不透层，不存在坝基渗漏问题。3.3.2.4坝基土物理力学指标建议值据工程类比和试验资料，坝基各层土的物理力学指标建议值见表3－2。3.4泵站工程地质3.4.11#、2#泵站工程地质条件3.4.1.1地质概况1#、2#泵站分别位于1#、2#坝之间和3#、4#坝之间，1#、2#泵站均位于**河右岸的河漫滩上。1#泵站地面高程1588.8m，现为一片树林，左侧为堤防，右侧为一级阶地，阶面高程1588.8～1590.4m。2#泵站地面高程1583m，现为耕地，右侧为一级阶地，阶面高程1583.6～1584.m。站址表层为砾石层，松散，含大量泥质及细砂，厚度约0.8m，力学性质较差，下部为④层砾石层，较纯净，强度较高，厚度约2.0m，底部为⑦层泥岩，地下水位埋深约0.5～0.8m。3.4.1.2工程地质条件评价表层砾石层含有大量泥质，力学性质差，不宜做为泵站天然地基，建议清除。④层砾石层，较纯净，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议④层砾石层承载力按260Kpa，下部⑦层泥岩承载力按320Kpa。3.4.23#泵站工程地质条件3.4.2.1地质概况3#泵站位于花园桥左岸桥头下游160m处，地貌单元为河漫滩，地面高程1579.48m，上部为①层人工杂填土，厚度3.4m，下部为砾④层砾石，厚度约2.0m，底部为⑦层泥岩。地下水位埋深约3.5m。3.4.2.2工程地质条件评价①层人工杂填土，厚度3.4m，力学性质差，且堆积时间差别很大，靠近河床处为新近堆积，均匀性亦较差，不宜做为天然地基；④层砾石层，较纯净，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议对①57 层人工杂填土进行换填处理，④层砾石承载力按260Kpa，下部⑦层泥岩承载力按320Kpa。3.4.34#泵站工程地质条件3.4.3.1地质概况4#泵站位于8#坝线上游约50m处，地貌单元为右岸一级阶地，地面高程1574.2m，上部为⑤层砂壤土，可塑～软塑状态，厚度约1.8m，下部为砾⑥层砾石，厚度约3.0m，底部为⑦层泥岩。地下水位埋深约2.0m。3.4.3.2工程地质条件评价⑤层砂壤土，可塑～软塑状态，力学性质差，不宜做为泵站天然地基；⑥层砾石，较纯净，稍密～中密状态，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议对⑤层砂壤土进行换填处理，④层砾石承载力按260Kpa，下部⑦层泥岩承载力按320Kpa。3.4.45#泵站工程地质条件3.4.4.1地质概况5#泵站位于10#坝线上游约50m处，地貌单元为左岸河漫滩，地面高程1568.2m，现为一苹果园，上部为③层砾石，松散状态，含有大量泥质及生活垃圾，厚度约1.0m；下部为④层砾石，厚度约2.5m；底部为⑦层泥岩。地下水位埋深约0.8m。3.4.4.2工程地质条件评价③层砾石，松散状态，含有大量泥质及生活垃圾，力学性质差，不宜做为泵站天然地基；④层砾石，较纯净，稍密状态，强度较高，层位稳定，可做为天然地基，下部泥岩为下卧层，建议对③层砾石进行换填处理，④层砾石承载力按260Kpa，下部⑦层泥岩承载力按320Kpa。3.5天然建筑材料本工程所需的天然建筑材料主要有筑堤料、砼粗细骨料、块石料。3.5.1筑堤料筑堤料料场选择在**电解锌厂上游500～1500m河滩范围内，地面高程1560.9～1557.7m，地形较平坦，岩性为砾石，含少量泥质，水位埋深0.5～0.8m，采用机械开采，开采深度为2.0m，有用层厚度约1.5m，质量和储量均可满足要求。开采运输条件较好，运距5～8Km。3.5.2砼粗细骨料3.5.2.1砼粗骨料57 料场为卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，岩性为二叠系灰岩，目前正在开采块石料，可采用人工轧制料做为砼粗骨料，质量和储量指标均可满足要求，有乡级公路通向工程区，开采运输条件较好，运距约18Km。3.5.2.2砼细骨料某县附近无可开采的砼细骨料，西汉水的河砂为当地砼细料的唯一料源，有县级公路通往工程区，开采运输条件较好，运距30Km。本次取砂样一组进行了室内试验。按《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）附录A的要求，在所做的9项指标中，除表观密度、云母含量、有机质含量三项达标外，其余指标均不达标，建议使用该料时应采用工程措施或采用卢河乡草关村山沟内的灰岩块料进行人工制砂。3.5.3块石料料场位于卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，目前正在开采块石料，规模较大，岩性为二叠系灰岩，岩石坚硬，致密，属硬质岩石，质量指标均满足规范要求。储量丰富，距工程区约18Km，开采运输条件均较好。3.6结论和建议3.6.1结论1)工程区地震动峰值加速度0.30g，地震动反应谱特征周期为0.45S。相应的地震基本烈度为Ⅷ度。2)蓄水区两岸堤防处于稳定状态，局部堤基被河水冲刷呈悬空状态，蓄水后，堤基堤身基本稳定，局部堤基不稳定，会产生滑移和坍塌。蓄水区地下水除孟磨河出口处对砼具弱腐蚀性外，其余地段对砼无腐蚀性。3）蓄水区上部为砾石层及砂壤土等，底部泥岩为蓄水区相对隔水层。右岸地下水补给来源主要为山坡地下水补给，向河流侧向排泄及少量的人工开采。左岸地下水一为左岸山坡地下水补给，二为河流上游地下水补给，三为蓄水后河流侧向补给。地下水排泄有两种方式:一是通过下游的两个排泄通道向**河排泄，二是人工大量的开采，从水位资料分析，城区人工开采量大于左岸山坡及上游河流补给量。若不进行防渗，蓄水后湖水向两侧产生渗漏，对建筑地基及部分耕地产生浸没现象。若对蓄水区周边进行防渗，可能对地下水产生一定影响。4）坝址区无不良物理地质现象，坝基不存在抗滑稳定问题，但会存在渗漏问题，渗透变形类型为管涌，底部泥岩为坝基相对隔水层。57 5）泵站站址处无不良物地质现象，上部地基土强度不满足要求，下部砾石层和泥岩可以满足泵站地基要求。6）工程区附近天然建筑材料较为丰实，质量、储量满足要求。3.6.2建议1）对浆砌石堤防基础悬空段进行加固处理。2）初步建议对1#～7#坝蓄水区两岸进行垂直防渗，防渗体深入至泥岩以下0.5～1.0m，对8#～10#坝采取水平铺盖防渗，使河底的砾石层可做为地下水的排泄通道。工程建成后应加强对两岸地下水的监测。3）对各坝坝基表层的③层砾石层和砂壤土等进行清理，坝基座落在下部砾石层或泥岩之上，对泵站地基进行换填处理。4）工程运行期间对两岸堤防外侧地下水等水文条件进行动态观测。57 4工程任务和规模4.1社会经济发展状况及工程建设的必要性4.1.1社会经济概况和近期发展规划某县位于甘肃省东南部，陇南市北端。西北部与礼县相邻，南靠武都县，东接成县，东北与天水、徽县相接。全县总面积1861km2，辖6镇14乡，总人口40万人，其中农业人口37万人。某县地处西秦岭南侧嘉陵江水系西汉水上游，地势由西北向东南倾斜，西汉水的一级支流**河自县城中间穿过。长期以来，由于人多地少、交通不便、自然灾害频繁等诸多原因，全县经济社会发展相对滞后，某县属国列贫困县和国家扶贫开发重点。“十一五”以来，特别是近两年来，某县委、县政府坚持“举特色旗、走富民路、建小康县”的发展战略，坚持“铅锌富县、特色产业和劳务富民”的发展思路，紧紧围绕打造陇南经济强县和陇上文化名城的奋斗目标，团结和带领全县人民艰苦创业、加快发展，全县经济驶入了又好又快的发展轨道，**站在了一个新的历史发展起点上。2006年，全县完成生产总值9.57亿元，同比增长10.2%。未来五年是**全面建设小康社会的关键五年，也是奋力崛起、全面振兴的决胜五年。坚持科学发展、和谐发展，推进工业化、产业化、城镇化和生态化进程，全力提升县域经济的综合实力和整体竞争力，努力将**打造成为陇南经济强县和陇上文化名城。同时，为实现国民经济和社会环境发展相适应，加强和完善基础设施建设，恢复和建立自然生态平衡，为市民创造一个舒适、安居乐业的生活环境，实现“生态城市”的建设目标。4.1.2防洪工程4.1.2.1设计范围及设计标准现状基准年：2008年；设计水平年：2015年。本工程设计范围为：上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。设计标准：根据**城区的总体规划，到2015年城区人口将达8.5万人。根据左右两岸堤防保护区的重要性，依据《防洪标准》综合确定工程防洪标准为20年一遇。4.1.2.2堤防工程总体布置**河由南向北流经某县城区，县城中心区地势较低，主要靠堤防保护，自50年代以来，**113 河两岸已建成标准不一的堤防，为防止中小洪水泛滥发挥了一定作用。现状左、右岸堤防堤距为50～70m左右。根据《甘肃省某县县城段**河防洪工程可行性研究报告》（以下简称《可研报告》），**河城区段堤距按不小于50m控制。现状左、右岸堤防堤距满足要求，且堤线顺直、布置基本合理，本次治理工程左岸堤防基本维持现状堤线不变，进行加高、加固设计。对于右岸新修堤防，在满足《可研报告》中要求的最小堤距下，以尽量减少拆迁，堤线平顺的原则布设右岸堤线。4.1.3工程区河段现状及存在的主要问题4.1.3.1工程区河段现状**河由南向北自**城区穿过，规划河段上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。现状河宽约50～70m，河道平均比降5.45‰，左岸分布有堤防工程，孟磨河大桥以上右岸建有低标准堤防，孟磨河大桥以下右岸基本无堤防，但沿线正修建过境公路，过境公路大多采用堤路结合型式，因此，除过境公路线偏离右岸堤线处需修堤防外，其它段本设计采用堤路结合型式，利用过境公路作为右岸堤防；此外，规划河段内建有桥梁5座，过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座行人吊桥。经泄洪能力复核，花园桥及东河桥不满足20年一遇防洪标准洪水的安全下泄，因此，应予以拆除或重建。现状河道内淤积严重、杂草丛生，垃圾和污水横流，规划河段内已有39个排污口，目前污水和雨水均排入河道。4.1.3.2水利工程概况**河某县城工程区河段以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为工程区上游**河干流的黄江水库和支流白水河的晚家峡水库。4.1.3.3存在的主要问题工程区河段河道右岸堤防工程不连续，部分段无堤防工程，左岸堤防防洪标准普遍偏低，经复核，现状堤防边坡不满足20年一遇防洪标准下的稳定要求，其中个别段堤防填筑料为建筑及生活垃圾，就现状堤防而言，工程区两岸堤防标准低、质量差、堤基埋深浅，属低标准堤防，不能形成完整的防洪体系。在汶川“5.12”特大地震中，某县城区**河两岸堤防工程也受到了不同程度的破坏，根据统计有1160m河堤坍塌、变形，主要分布地段为：左0+240～左0+460，左0+810～左1+050，右0+180～右0+300，右0+730～右0+910，右1+800～右2+200；有4150m河堤出现裂隙、坡面砌石松动，有滑塌趋势，主要分布地段为：左0+090～113 左0+240，左0+460～左0+810，左1+050～左1+360，左1+850～左3+260，左3+350～左4+160，右0+070～右0+180，右0+300～右0+730，右0+910～右1+360，右3+150～右3+280；城区有约6000m排污管道折断或变形而不能使用。总之，现状堤防不足以防御**河20年一遇洪水。工程区河段非汛期河道流量小，两岸工业、生活污水直接排入河道，水质污染严重，**河城区河段基本无可供观赏的水面，常年大部分时间，滩面裸露，河道内杂草丛生，污水横流，与城区环境的改善和发展要求很不适应，严重影响了某县整体形象，制约着城区经济的发展。随着城市的建设，工程区河段现状与之形成极大的反差，改善该河段现状是十分必要的。4.1.4工程建设的必要性4.1.4.1工程建设是确保城区防洪安全的需要某县县城目前人口约5万人，规划至2015年，人口总数为8.5万人，2006年，全县完成生产总值9.57亿元，同比增长10.2%。然而，作为城市基础设施的生命线—堤防工程，其防洪标准低，工程质量差，达不到国家规定的防洪标准，难以抵御较大洪水的威胁，人民生命财产安全得不到根本保障。“5.12”地震，给某县造成了巨大的损失，仅水利损失超过亿元，也使县城防洪体系整体性受到严重破坏。城区防洪主要依靠堤防，防汛任务重，为保障城区防洪安全，急需对城区防洪河堤进行有效的维修、加固。根据《防洪标准》，大部分堤防需要加高，部分堤防根据新的要求，需要改建扩建，提高防洪标准，进行生态治理和美化、亮化。该工程的建设通过河道疏浚、堤防改建、加固等措施，将城市防洪标准提高到20年一遇，确保某县城防洪安全。同时，恢复和建立自然生态平衡，为市民创造一个舒适、安居乐业的生活环境。4.1.4.2工程建设是改善县城生态环境的需要**城区段河道整治工程，是在保证县城防洪安全的前提下，通过对城区段约4.89km河道进行综合治理，消除河道杂草丛生和污水乱流的现状，形成碧水绿地，为市民营造一个修心养性的最佳人居环境。工程的建设可进一步改善城区的小气候，增加市民与水的亲和性，使人和自然的关系更加和谐，工程的实施对维系县城水体，提高城市人居环境质量，具有十分重要的现实意义。4.1.4.3工程建设是城市建设的需要目前，国内、省内许多城市和地区均在积极进行城市河道的综合治理，113 改善生态环境，形成优美的生态水景观工程，建成后的城市河道水景观效果显著，对城市总体形象和品位的提升将起到重要的作用。随着城市的建设，工程区河段现状与之形成极大的反差，改善该河段现状是十分必要的。4.1.4.4工程建设是社会经济发展的需要要使某县得到进一步的快速发展，如何创造一个良好的城市环境，尤为重要。如果没有一个好的外部环境，发展经贸、吸引外资、引进开发、建设开放型多功能的城市是难以实现的。本工程的建设能净化、美化、亮化城市环境，为城市经济的发展提供基础性支持；同时工程的实施可加强其它行业的互动性，实现社会经济的可持续发展。4.2河床演变及冲淤分析4.2.1河段特性某县境内河流较多，属嘉陵江水系，**河为该县最主要河流。**河流域总面积682km2，河流全长47.4km，河道平均比降10‰，其中某县境内流域面积618km2。**河自南向北横贯某县城，某县城位于卢河汇入口以上，控制流域面积275km2，河长24.6km，河道平均比降10.9‰。**河某县城段有孟磨河、白冯河、任河及白水河汇入，上游多为陡峭石山，山面破碎，植被条件差，水土流失较为严重。工程区河段长约4.89km，河道平均比降约5.45‰，受到左岸堤防及两岸地形的限制，现状河道宽度约50～70m，为宽浅“U”型河谷，河流主槽蜿蜒曲折，平面上呈连续的“S”型，局部河岸侵蚀严重，河床摆动较大，属冲刷性河床。河道上建有过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座人行吊桥等5座桥梁。河床质为砾石层，现状河道内含有大量壤土及生活垃圾，厚度约0.5～3.5m。4.2.2河床冲淤变化分析本工程治理河段长约4.89km，河道纵坡约5.45‰。由于本次未能收集到该河段早期的实测横断面资料，无法对河段内的不同断面进行对比分析。根据现场查勘发现，左岸已建堤防部分堤段堤脚冲刷严重，堤防浆砌石基础出现悬空现象，说明该河段河床稳定性较差，洪水冲刷比较严重。4.2.3治理后河道冲淤分析工程建成后，由于工程区两岸新修及加固堤防的完成，洪水被控制在两岸堤防范围之内，在20年一遇设计洪水标准下113 ，河道不会出现大的摆动，蓄水河槽受10座橡胶坝段的控制，河床相对固定，故该区域河床不会发生较大的冲淤变化，蓄水时微淤，泄洪时冲淤将基本平衡。随着水流条件的改变，水流在运动过程中会重塑新的河道形态，受上下游河道的影响，河槽比降将重新调整，直至达到新的动态平衡，河槽内有冲有淤，总体认为该工程的建设不会造成河床较大冲淤变化，在原河道平衡被打破的基础上会形成新的平衡，不会形成大的淤积，对河道行洪不会产生不利影响。由于工程建设而导致的局部冲刷加大问题可通过合理的防冲措施予以解决，不会对河道自身安全构成威胁。4.2.4河道泥沙淤积及处理措施在多泥沙河流上修建蓄水工程，泥沙淤积是不可避免的。为充分发挥工程效益，减少工程清淤等维护管理费用，除采用合理可行的工程措施外，工程运行过程中的科学调度甚为重要。在已成类似工程中，蓄水区所淤积的泥沙主要依靠河流来水冲排，因此，工程运行后，需把握好汛期来水冲沙的时机，根据蓄水区内淤积量的情况，利用汛期洪水适时塌坝冲沙，既借助汛期来水有效地将蓄水区内的淤积冲排掉，又节约了清淤费用，更利于工程的安全运行。譬如陕西省宝鸡市石咀头橡胶坝工程，该工程上游14km处修建有宝鸡峡枢纽工程，宝鸡峡渠首工程不承担调洪蓄洪任务，按照能引则引，能蓄则蓄，不能引、蓄则退的原则，蓄清排浑，敞泄冲刷。汛期控制蓄水含沙量50kg/m3，含沙量在50kg/m3～165kg/m3时，坝前限制水位615.00m引水，余水由排沙底孔泄入渭河，在含沙量大于165kg/m3或流量大于200m3/s时泄空冲刷。因此，宝鸡市石咀头橡胶坝工程运行方式与上游宝鸡峡枢纽工程同步，当预报上游来水大于200m3/s时，宝鸡峡渠首水库需泄空冲沙，这时石咀头橡胶坝工程塌相应坝段泄流冲沙，减少蓄水区内泥沙淤积和水量平衡。经过两年多的运行，效果比较好，蓄水区冲淤基本平衡，工程运行良好。甘肃省天水市耤河城区段生态环境治理工程，设计采用清洪分治两槽方案，很好地解决了一定量级的洪水和泥沙对工程蓄水的危害问题，经过两年多的运行，工程设计合理，运行基本正常。但在这两年运行期内，河道来水较小，即使汛期亦无较大的洪水发生，工程运行后还没有下泄过洪水，没有经过洪水的冲沙，因此，蓄水区引水所携带的泥沙多淤积在1#坝前及1#库区内。对于本工程而言，**河为西汉水一级支流，流域内无水文测站，根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料对**河流域的泥沙特性进行初步分析。经过分析可知，**113 河泥沙主要有以下特性：水沙关系基本协调，即年来水量大，来沙量也大；来水量小，来沙量也小；来沙量年际变化大，年内分配不均匀，汛期（6～9月）输沙量占年输沙量的88.1%。经过计算，卢河河口以上多年平均输沙量为50.4万t。根据上述水沙特点，工程运行后，应及时掌握河道水情，汛期做好利用洪水冲淤的调度准备。汛期上游来水较大时，根据蓄水区内淤积量的大小，利用汛期洪水适时塌坝冲沙，减少蓄水区泥沙淤积；非汛期河道来水相对较小，泥沙量相对也较少。蓄水区内的泥沙淤积，主要是引水时所携带的泥沙，蓄水时，大部分泥沙会淤积在1#蓄水库区内，淤积量的大小与蓄水区引水时的含沙量密切相关，因此，蓄水时应尽量选择含沙量小的时段，以减少淤积量。总体而言，在设计采取科学合理的工程措施基础上，科学调度和管理是减少泥沙淤积的重要手段，蓄水区内的淤积应主要靠河道来水冲排，不能冲除的淤积死角，必要时可采用机械清淤。4.3工程治理范围工程治理范围上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。现状河宽约50～70m，河道平均比降约5.45‰。4.4工程任务和工程规模4.4.1工程任务工程的主要任务是对工程区内无堤防的河段新建堤防工程，对不能满足防洪要求的堤防进行加固处理，在不影响河道行洪，保障县城防洪安全的前提下，疏浚整治河道，修建橡胶坝挡水，蓄起一片水面，形成一处景观，以期恢复河道生态功能，体现人和自然的亲和性。因此，本工程的功能定位首要是防洪，其次是蓄水，形成景观水面，改善城市河道生态环境。4.4.2工程总布置治理河段长约4.89km，现状河宽约50～70m，左岸分布有低标准堤防，右岸基本无堤防，部分岸线正修建过境公路，河道平均比降5.45‰，工程区河段内左岸有白冯河、白水河支沟汇入，右岸有孟磨河、任河汇入，此外，县城的生产生活污水均直排入河道，目前工程区内河道两岸共有排污口39处，河道内杂草丛生、污水横流，淤积有大量生活垃圾。针对工程区河道的实际情况，**113 河城区段生态环境治理工程是一个系统工程，涉及县城城区防洪、河道两侧污水处理，以及工程区蓄水等综合性项目。因此，必须根据**河城区段的特点和实际情况，提出合理、可行的景观治理方案，既要确保县城的防洪安全，又要形成优美的水体景观，并保证工程区的水质安全。根据城区段河道的河势，结合县城总体规划，从防洪安全、节约水量、经济合理，以及整治后的总体景观效果等综合考虑，设计采用全河槽蓄水方案。规划对工程区河道两岸布设达标堤防，对河道进行清淤疏浚，工程区河道规划布设10座橡胶坝，形成10个连续的蓄水梯段库区，单级蓄水长度420m～550m，蓄水区总长4820m，形成景观水面28.5万m2，蓄水量36万m3，其中1#～3#橡胶坝坝高2.7m，4#橡胶坝坝高3.0m，5#～10#橡胶坝坝高2.5m。工程区共布设3座橡胶坝控制泵站，并规划在左右岸堤防外侧各布设一条D700～D800的截污管道，将支沟和城区生活污水汇集后引入下游。4.5工程对城区防洪的影响分析根据《甘肃省某县城市总体规划大纲》，县城防洪标准为20年一遇洪水。不影响河道原有的泄洪功能是建设本工程的首要指导思想，工程必须保证**河20年一遇的洪水能安全下泄。因此，须对工程实施后的河道的行洪能力进行分析。即通过对工程实施前后的洪水水面线推求来分析工程的建设对城区防洪的影响。4.5.1设计洪水水面线4.5.1.1计算原理本次水面线的推求根据伯努力方程进行，即：式中：Z1、V1——断面1的水位和流速；Z2、V2——断面2的水位和流速；hw——两断面之间的水头损失；hw=hy+hjhy、hj——沿程水头损失和沿程摩阻坡度。4.5.1.2计算断面选择本次工程位于**河干流上，南起五里铺，北至卢河河口，全长4.89km，本次共实测断面25个，断面间距约200m，根据实测断面，以卢河河口断面25#断面为起始断面，以上游五里铺断面为终了断面进行水面线推求。113 4.5.1.3河道糙率及流量的选用设计流域无水文测站，河床糙率根据该河段的河床情况初步拟定，某县城段河床质由砂卵石组成，河床基本规整，本次水面线推求的河道糙率取0.032，水面线按20年一遇设计洪水流量进行拟合计算，与1979年洪水水位比较，初选河道糙率，并以此为依据，按相邻断面建立伯努力方程进行不同流量的水位推求，计算中考虑水头损失。4.5.1.4初始断面水位的拟定卢河口下断面与卢河口上断面流域面积相差约46km2，卢河支流洪水汇入**河后，流量变化不大，本次水面线推求以卢河口上断面25#断面为初始断面，该断面位于工程区末端，距离10#坝轴线约60m，该断面未有历史调查洪水洪痕记录，本次根据均匀流公式初步计算该断面的水位流量关系，由水位流量关系查得断面20年一遇洪水的洪水位，现状河道断面20年一遇洪水的洪水位为1569.44m，工程修建后的河道断面20年一遇洪水的洪水位为1569.58m，现状断面和工程修建后断面的水位流量关系见图4-1、图4-2。113 4.6.1.5水面线计算成果各断面设计洪水水面线成果见表4-1。113 河道设计洪水水面线表4-1单位：m序号断面编号现状河道修建工程以后河道备注河道深泓点设计水面线河道深泓点设计水面线14+8801566.801569.441566.591569.58卢河口上24+6501568.601570.331567.691570.5134+4501570.001571.821568.791571.7144+2501569.721573.921569.891572.7154+0501571.471574.491570.401573.7763+8501571.421576.181571.501574.47白水河以下73+6501572.801576.351572.601575.26白水河以上83+4501573.621576.751573.701576.1993+2501575.101578.211574.691577.69103+0501575.001579.261575.491578.25112+8501576.801579.841576.291579.36122+6501577.001580.651577.091580.08132+4501578.141581.661577.891581.03142+2501579.061582.421578.691581.52152+0501580.351583.571579.491582.27161+8501581.081584.331580.751583.54171+6501582.401585.551582.001584.01孟磨河以下181+4501583.851586.291583.271585.97孟磨河以上191+2501584.381587.641584.501586.43201+0501585.541588.361585.801588.07210+8501587.421589.451587.501589.33220+6501588.031591.111588.311590.85230+4501589.491591.921589.571591.57240+2501591.501594.001590.831593.04250+0501592.861595.041592.301594.17五里铺260+0001594.52113 4.5.2工程对城区防洪的影响分析根据分析计算可知：工程实施后由于河道两岸拟建达标堤防，将河水约束在整治河道内，并对河道进行的清淤疏浚，使得糙率大大降低，过洪能力增加，因此，工程实施后的河道下泄20年一遇洪水水面线基本都较工程实施前的洪水水面线略低，说明工程实施后提高了现状河道的过洪能力，城区段20年一遇的行洪能力得到保证，因此，从县城防洪角度分析，该工程实施是可行的，工程的拟建对河道过洪能力没有产生不利影响，对某县城防洪没有产生不利影响。4.5.3工程区桥梁过洪能力复核工程区**河现有5座桥梁，分别为孟磨河吊桥、过境公路桥、花园桥、东河桥及鱼山吊桥，本次设计对其中的过境公路桥、花园桥及东河桥进行过洪能力分析。计算结果见表4—2。计算结果表表4—2桥梁名称桥底高程（m）洪水位（m）桥梁壅水高度（m）桥底净空（m）在建桥1587.481585.480.201.80花园桥1580.71580.320.180.20东河桥1577.661577.170.200.37依据《公路桥涵设计通用规范》中非通航河流桥下净空规定，桥梁梁底部高程应高出计算水位0.5m以上。由上表可以看出，新建的过境公路桥梁净空满足要求，花园桥及东河桥净空均不满足规范要求，也就是说，当**河发生20年一遇洪水时，花园桥及东河桥将不满足过洪要求。按目前情况，花园桥能满足475m3/s流量洪水的下泄,东河桥能满足486m3/s流量洪水的下泄。因此，花园桥及东河桥为碍洪建筑物，需拆除重建。4.6水源分析论证本工程建成后，稳定可靠的水源是保证工程正常运行的基础。4.6.1工程需水量分析根据本区水资源分布情况，设计选用**河地表水作为该工程蓄水区的供水水源。按不同代表年**河的来水过程，扣除**河流域上游生产、生活用水及从工程区上游取水户的用水和高含沙洪水，保证城区下游用水量后即为该工程的可引水量。113 该工程的目的是在保障城市防洪安全的前提下，蓄起一片水面。工程运用过程中的需水量包括初次蓄水问题；汛期为保证某县城防洪安全，需塌坝行洪，汛后有重新蓄水问题；运行期间，因蒸发、渗漏引起水量损失，有补水问题等。工程需水量为：各库区蓄水总量约36万m3，坝袋充水量0.67万m3，蒸发、渗漏年需补水约15.6万m3。初次蓄水和塌坝后重新蓄水所需水量的随机性很强，并对工程安全运行不起控制作用。蒸发、渗漏损失的水量对维持蓄水区水位和水量的稳定起决定性作用，需补充的水量是本工程需水量的关键。若该水量能保证，说明本工程所需的水量是能够保证的。4.6.2径流调节4.6.2.1工程区可用水量a）天然径流量**河流域无水文测站，其流域的径流年内分配根据西汉水顺利峡站的径流分配比例进行。根据该站1960～2000年41年的径流系列计算该站多年平均径流的年内分配，并从该系列中选取1975年、1993年和1991年分别作为20%、50%和75%代表年的典型年，根据典型年的年内分配比例，推求各设计断面不同代表年的年内分配。由计算分析可知，孟磨河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为999万m3、645万m3；白水河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为1389万m3、898万m3；卢河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为2288万m3、1478万m3。各坝址断面50%和75%代表年天然径流成果见表4-3。b）设计水平年上游用水量本工程设计水平年为2015年，上游用水主要包括上游灌溉用水以及某县城的生活及工业用水。（1）灌溉用水113 各设计断面不同代表年径流年内分配结果表表4-3控制断面代表年123456789101112年典型年孟磨河口黄江水库50%6.34.46.59.19.819.078.725.011.713.812.85.9203199375%10.511.211.610.822.520.39.46.38.68.06.65.31311991黄段区间50%24.717.125.735.738.574.4308.698.145.954.250.123.0796199375%41.143.845.642.288.179.537.024.933.731.625.820.75141991孟磨河口50%31.021.532.244.848.393.4387.3123.157.668.062.928.8999199375%51.555.057.253.0110.699.846.531.242.339.632.426.06451991白水河口黄江水库50%6.34.46.59.19.819.078.725.011.713.812.85.9203199375%3.43.54.76.69.15.23.93.729.742.414.14.71311991黄白区间50%36.925.638.353.357.4111.0460.2146.368.480.874.734.31187199375%61.365.468.063.0131.5118.655.237.150.247.138.530.97671991白水河口50%43.229.944.862.467.3129.9539.0171.380.194.687.540.11390199375%71.876.579.673.8154.0138.964.743.458.855.145.136.28981991卢河口黄江水库50%6.34.46.59.19.819.078.725.011.713.812.85.9203199375%10.511.211.610.822.520.39.46.38.68.06.65.31311991晚家峡水库50%16.011.116.623.225.048.2200.163.629.735.132.514.9516199375%26.628.429.527.457.151.524.016.121.820.416.713.43331991黄晚卢区间50%48.833.850.770.576.0146.8608.7193.590.4106.898.845.31570199375%81.086.489.983.3173.9156.973.049.066.462.351.040.910141991卢河河口50%71.149.373.8102.7110.8214.0887.5282.1131.9155.7144.066.02289199375%118.1126.0131.0121.4253.5228.6106.571.596.890.774.359.614781991113 ①灌溉需水量根据了解，**河某县城以上灌溉面积主要为黄江水库灌区和晚家峡水库灌区，其它地区灌溉面积小，本次不予考虑。对于灌溉用水，受上游水库的调节影响，本次不从工程坝址径流中直接扣除，而通过水库进行径流调节计算，各水库的天然径流与其下泄水量之差即为该水库灌区的灌溉用水。根据某县的现状灌溉情况，并通过调查了解，该县不同代表年统一使用一种灌溉制度，已有的灌溉制度基本符合实际，随着社会的发展，灌溉技术会有一定的提高，考虑某县灌溉面积较小，灌溉定额在近期内不会有太大幅度的减小，因此，在设计水平年本次仍沿用现状的灌溉制度，某县农业综合灌溉制度见表4-4。某县城以上现有灌溉总面积1.4万亩，其中**河干流黄江水库灌区灌溉面积0.4万亩，白水河晚家峡水库灌区灌溉面积1.0万亩，某县净灌溉定额为202.4m3/亩，灌溉水利用系数取0.62，则毛灌溉定额为326.5m3/亩，设计水平年2015年维持现状灌溉规模不变，按灌溉制度进行灌溉用水的月分配，见表4-5。②水库调节计算根据上述分析水库灌溉需水过程，采用黄江水库和晚家峡水库除险加固报告中的实测水位库容和水位面积曲线，对各水库坝址50%和75%两个代表年的来水进行径流调节计算，调节时段为月，汛末空库起调，蒸发损失按水库月平均水面面积与蒸发增损进行计算，渗漏损失按水库的月平均蓄水量的1.5%考虑，黄江水库的调节计算结果见表4-6、晚家峡水库调节计算结果见表4-7。由水库的调节计算结果来看，在50%代表年，黄江水库来水已不能满足灌溉需水要求，灌区灌溉需水量130.5万m3，水库可供水量122.4万m3，水库全年无弃水，在调节末时段，水库蓄水72.1万m3；晚家峡水库来水也不能满足灌溉需水要求，灌区灌溉需水量326.5万m3，水库可供水量312.8万m3，水库全年无弃水，在调节末时段，水库蓄水187.5万m3。以上两个水库调节后末时段的水库蓄水可为后续年份用水补水。对中等干旱年份75%代表年来水，黄江水库灌区灌溉需水130.5万m3，经水库调节后可为灌区供水114.9万m3，不能满足灌区的灌溉需水要求，调节全时段内水库无弃水，调节末时段水库蓄水8.6万m3；晚家峡水库灌区灌溉需水326.5万m3，经水库调节后可为灌区供水289.0万m3，不能满足灌区的灌溉需水要求，调节全时段内水库无弃水，调节末时段水库蓄水29.9万m3。113 某县农业综合灌溉制度表表4-4作物名称种植比例（%）灌水次数（次）灌水定额（m3/亩）灌溉定额（m3/亩）灌水时间（月、日）灌水历时（天）灌水率（m3/s/万亩）冬小麦4016019011.1～12.10400.0692504.26～5.10150.1543405.11～5.25150.1234405.26～6.10150.123玉米2516018011.1～12.10400.0432506.11～6.20100.1163407.6～7.20150.0774308.6～8.15100.087洋芋10150805.11～5.25150.0392307.21～8.5150.023油料816017011.1～12.10400.0142506.11～6.20100.0463307.6～7.20150.0194308.6～8.15100.028其它716024011.1～12.10400.0122504.26～5.10150.0273405.11～5.25150.0224306.11～6.20100.0245307.6～7.20150.0166308.16～8.30150.016果园1016019011.1～12.10400.0172404.26～5.10150.0313305.26～6.10150.0234307.6～7.20150.0235308.16～8.30150.023复套种30140807.21～8.5150.0932408.16～8.30150.093水库灌区灌溉需水过程表表4-5月份123456789101112年黄江水库5.931.320.217.720.626.18.7130.6晚家峡水库14.878.250.444.451.665.321.8326.5113 黄江水库调节计算结果表表4-6单位：万m3代表年项目101112123456789年50%代表年水库来水13.812.85.96.34.46.59.19.819.078.725.011.7203灌溉需水　26.18.7　　　5.931.320.217.720.6　131蒸发损失0.30.20.10.10.10.20.40.50.40.81.10.85渗漏损失0.10.10.00.00.10.20.30.10.00.40.91.03灌溉供水0.025.95.70.00.00.05.928.118.617.720.60.0122.4水库蓄水量13.40.00.06.110.216.418.90.00.059.762.272.1259水库弃水　　　　　　　　　　　　　75%代表年水库来水8.06.65.310.511.211.610.822.520.39.46.38.6131.0灌溉需水　26.18.7　　　5.931.320.217.720.6　130.5蒸发损失0.30.20.10.10.10.20.40.50.40.81.10.84.9渗漏损失0.10.10.00.00.10.20.30.10.00.40.91.02.6灌溉供水0.025.95.70.00.00.05.928.118.617.720.60.0114.9水库蓄水量13.40.00.06.110.216.418.90.00.059.762.272.1180.9水库弃水　　　　　　　　　　　　　113 晚家峡水库调节计算结果表表4-7单位：万m3代表年项目101112123456789年50%代表年水库来水35.132.514.916.011.116.623.225.048.2200.163.629.7516灌溉需水　65.321.8　　　14.878.250.444.451.6　326.5蒸发损失0.40.30.10.10.20.40.70.70.41.11.61.0327.3渗漏损失0.30.30.00.10.30.50.70.40.01.22.42.67.0灌溉供水0.065.315.90.00.00.014.873.047.844.451.60.08.7水库蓄水量34.51.10.015.826.442.149.20.00.0153.4161.4187.5312.8水库弃水　75%代表年水库来水20.416.713.426.628.429.527.457.151.524.016.121.8333.0灌溉需水065.321.800014.878.250.444.451.60326.5蒸发损失0.30.20.10.10.20.50.81.11.11.00.80.46.9渗漏损失0.10.10.00.20.61.01.31.21.00.90.40.37.2灌溉供水0.036.313.30.00.00.014.878.250.444.451.60.0289.0水库蓄水量20.00.00.026.353.881.892.268.967.845.68.829.9　水库弃水　　　　　　　　　　　　113 根据水库调节结果，在50%和75%两个代表年。黄江水库和晚家峡水库全年均无弃水，因此，本次工程区的来水不考虑这两个水库的弃水，水库的蓄水量可在适当的时候为本工程补水。（2）工业及农副产品加工用水**河某县城以上工业及农副产品加工取水量很小，本次仅考虑流域内县城及乡镇部分，因该部分需水量较小，全部按干流孟磨河至白水河区间段用水考虑，设计水平年需水量直接采用某县水利局提供的当年实际供水量30万m3，工业及农副产品加工需水按年内各月平均分配。根据了解，某县城工业用水取用傍河地下水，由于傍河地下水与河道径流相互转化，本次按取用河道水对待。（3）城乡生活及牲畜用水城乡生活考虑某县城以上干流部分，据统计，某县城以上人口约3万人，大牲畜1.5万头，参考《天水市城市水资源规划》现状用水分析，本次取某县生活需水定额为110L/人日，大牲畜需水定额为100L/头日，经计算，**河某县城以上城镇生活用水120.4万m3，大牲畜用水54.8万m3，合计用水175.2万m3，本次暂不考虑设计水平年用水的增加。该部分用水初步按孟磨河以上取30%，孟磨河至白水河段取60%，白水河以下河段取10%考虑。城乡生活及牲畜用水按年内各月平均分配，同工业用水一样，城乡生活用水取用傍河地下水，本次也按取用河道水对待。各河段上游需水的年内分配过程见表4-8。c）设计水平年工程区来水工程区天然径流量扣除设计水平年上游的用水量即为设计水平年工程区的来水量，根据前述分析，在50%及75%代表年情况下，黄江水库和晚家峡水库不泄水，工程区的天然径流仅指水库到工程坝址的区间径流。本次工程共分为10级橡胶坝，其中1#～3#坝位于孟磨河口以上，4#～7#坝位于孟磨河至白水河之间，8#～10#坝位于白水河口以下。因此，1#～3#坝坝址来水取孟磨河以上来水，4#～7#坝坝址来水取白水河口以上来水，8#～10#坝坝址来水取卢河口以上来水，各级橡胶坝坝址来水情况见表4-9。4.6.2.2调节计算a）橡胶坝的水位面积及水位库容关系。根据本工程布置，10座橡胶坝的水位～面积及水位～库容关系见表4-10。113 **河某县城以上需水过程成果表表4-8单位：万m3河段项目123456789101112年孟磨河口以上工业　　　　　　　　　　　　　生活4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.3852.56合计4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.3852.56白水河口以上工业2.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.530生活13.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.14157.68合计15.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.64187.68县城以上工业2.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.530生活14.614.614.614.614.614.614.614.614.614.614.614.6175.2合计17.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.1205.2113 各级橡胶坝坝址来水过程成果表表4-9单位：万m3河段（坝号）项目频率123456789101112年孟磨河口以上（1～3号坝）黄段区间径流量P=50%24.717.125.735.738.574.4308.698.145.954.250.123.0796.0P=75%41.143.845.642.288.179.537.024.933.731.625.820.7514.0上游扣水4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.3852.6坝址来水量P=50%20.312.821.331.334.170.0304.393.741.549.845.718.6743.4P=75%36.739.441.237.883.875.132.620.529.327.221.416.3461.4白水河口以上（4～7号坝）黄白区间径流量P=50%36.925.638.353.357.4111.0460.2146.368.480.874.734.31187.0P=75%61.365.468.063.0131.5118.655.237.150.247.138.530.9767.0上游扣水15.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.64187.7坝址来水量P=50%21.29.922.737.641.895.3444.6130.652.765.159.018.6999.3P=75%45.749.752.447.4115.9103.039.621.534.631.522.915.3579.3卢河口以上（8～10号坝）黄晚卢区间径流量P=50%48.833.850.770.576.0146.8608.7193.590.4106.898.845.31570.0P=75%81.086.489.983.3173.9156.973.049.066.462.351.040.91014.0上游扣水17.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.1205.2坝址来水量P=50%31.716.733.653.458.9129.7591.6176.473.389.781.728.21364.8P=75%63.969.372.866.2156.8139.855.931.949.345.233.923.8808.8113 橡胶坝水位～库容及水位～面积关系表表4-10单位：面积m2库容m31#橡胶坝2#橡胶坝3#橡胶坝4#橡胶坝5#橡胶坝坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容0.54380311020.54379010980.54383311100.54512714590.54717820431.08788444821.08785844681.08794445151.081053359131.081474682781.6212243102541.6212204102231.6212333103271.6216215134721.6222702188612.1616879185292.1616827184742.1616999186592.1622176242502.1628071322922.721793284782.719771271342.719966274283.026523373002.528774417436#橡胶坝7#橡胶坝8#橡胶坝9#橡胶坝10#橡胶坝坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容0.54516214990.54582216770.54786222280.54574616370.54574616371.081071461001.081203468131.081611490161.081180966351.081180966351.6216654139621.6218634155661.6224754205231.6218191151211.6218191151212.1622982252412.1625622280922.1633782369052.1619394279972.1624891272262.527225344872.530250383192.539600501632.531200466672.52925028252113 b）调节计算原则（1）受资料条件的限制，本次按代表年进行逐月调节，分别选取50%、75%两个代表年。（2）汛末起调，即把各代表年的10月作为调节的起始月，至次年的9月结束。（3）把各橡胶坝蓄水区作为一个独立的小型水库，满库起调。（4）上一级橡胶坝的弃水和它与下一级橡胶坝的区间来水作为下一级橡胶坝的坝址来水。（5）水量损失包含渗漏损失和蒸发损失两部分，根据计算，蓄水区年渗漏量为7.1万m3，蒸发损失按前述分析的蒸发过程及橡胶坝的水面面积进行计算。（6）据了解，某县城以下无特殊的用水需求，各坝址来水按单一用户考虑，即来水仅为橡胶坝工程补水。c）调节计算结果调节计算成果见表4-11。由调节结果可得出，某县10座橡胶坝在50%和75%代表年需补充水量约为15.84万m3。橡胶坝调节计算结果表表4-11单位：万m3代表年50%代表年75%代表年坝址来水渗漏损失蒸发损失下泄水量坝址来水渗漏损失蒸发损失下泄水量1#坝743.40.530.71742.16461.40.520.71460.172#坝742.160.500.65741.01460.170.50.65459.023#坝741.010.510.65739.85459.020.510.65457.864#坝995.750.670.87994.21575.760.670.87574.225#坝994.210.800.94992.47574.220.80.94572.486#坝992.470.690.89990.89572.480.690.89570.907#坝990.890.710.99989.19570.900.710.99569.208#坝1354.691.001.021352.67798.7011.02796.689#坝1352.670.931.021350.72796.680.931.02794.7310#坝1350.720.741.021348.96794.730.741.02792.97合计1364.87.088.761348.96808.87.078.76792.97需补充水量15.8415.83113 4.6.3蓄水时段根据橡胶坝的运行和工程区来水情况，初步分析该工程蓄水时段。本治理工程共布设10座橡胶坝，总库容约36万m3，按卢河口以上的全部来水考虑工程蓄水，根据该工程的运行原则，7～9月主汛期橡胶坝需降低水位运行，非常时候应塌坝，本次仅分析非汛期橡胶坝各月的充坝时段。对50%代表年，非汛期最大月来水量为6月份的129.7万m3，汛末10月份来水量为89.7万m3，根据各蓄水库区总库容估算，在开始蓄水时为空库的情况下，6月份、10月份、11月份来水均可以充满整个库区；非汛期来水中12～次年3月4个月中，月来水量小于蓄水总库容。也就是说，在开始为空库的条件下，要在这个时段充满整个蓄水区所需时间将超过1个月。对75%代表年，非汛期最大月来水量为5月156.8万m3，汛末10月来水量45.2万m3，根据各蓄水库区总库容估算，在开始蓄水时为空库的情况下，10月份来水可以充满整个库区；非汛期来水中11、12～次年4月和6月份共6个月中，月来水量小于蓄水总库容。也就是说，在开始为空库的条件下，要在这个时段充满整个蓄水区所需时间也将超过1个月。通过上述分析，并结合工程的运行方式，若主汛期采取低水位运行，则每年主汛期后的10月初可开始蓄水，恢复至正常运行水位状态；若主汛期洪水较大，应塌坝，到主汛期后的10月初可开始立坝蓄水。4.6.4蓄水区补水本工程运行原则为主汛期（7～9月）采取低水位运行，非常时候应塌坝，主汛期过后，当来水水质满足蓄水要求时，就可以开始蓄水，恢复到正常运行状况。由前述可知，若在10月初对工程区立坝蓄水，10月份来水可以充满整个库区；蓄水区蓄水完成后，10月份到第二年的6月份，只需要进行补水，即仅需补充蒸发渗漏水量。本工程平均月补水量为1.32万m3，10月份到第二年的6月份区间来水都能满足补水要求；如果11月份进行蓄水，当月来水也能充满整个蓄水区。因此，本工程运行时，当主汛期结束后，应该根据河道来水情况，于10月～11月之间进行蓄水区蓄水，其它月份只需要进行补水，多余水量通过坝顶溢流泄至下游河道。113 4.6.5**河水质分析**河自城区穿城而过，汛期洪水相对较大，河水含沙量较高，非汛期河道流量小。工程区上游15km处修建有黄江水库，水库与县城区间河道两岸无大的工矿企业，上游来水水质较好。但城区城市工业、生活污水直接排入河道，现状水质污染严重，水质较差。因此，为确保工程区水质，须对两岸城区污水进行截污处理。随着该工程的建设，两岸污水将通过截污管道拦截，排至工程区下游河道，建议某县规划筹建污水处理厂，进行污水处理。因此，城区河道的水质污染情况将得到改善。该工程建成后，能满足观赏水水质要求。4.6.6蓄水区段城市污水治理蓄水区段城市排水系统现状为两污混流，沿河道两岸直接排入河道，根据某县城区污水排放现状，设计将雨污混流水体收集后送至蓄水区下游，以确保蓄水区水体不被污染。设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区的污水进行截流，送入蓄水区下游。根据某县城的现状排污情况和县城规划发展，本次规划沿左右岸各布设一条排污管，排污主管采用DN700～DN800砼预制管。**河左岸排污管长4933m，右岸4933.85m，白水河两岸排污管长1000m。4.7工程运行原则及方式4.7.1运行原则由于该工程属城市水景观工程，运行时应首先确保县城防洪安全，同时应尽量减少泥沙淤积，并利用洪水过程有效地冲淤排沙。工程运行的原则为：主汛期（7～9月）为确保防洪安全，应降低水位运行，非常时候应塌坝，全河道过洪；非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态，运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用，既达到泄流目的，确保河道行洪安全，又使景观水体得以正常运行。4.7.2调度运行方式本工程建成后实现水量自动调节平衡，工程管理充分利用水情预警系统，尽可能减少橡胶坝塌坝次数。（1）主汛期（7～9月），为确保防洪安全，降低水位运行，非常时候橡胶坝塌坝泄空。（2）当上游来水流量小于16m3/s，1#～10#橡胶坝可不塌坝，通过坝顶溢流方式泄流。（3）当上游来水流量大于16m3时，1#～10#橡胶坝均需要适当塌坝，根据预报来洪量级的大小，通过泵站和阀门的控制，对坝高进行调节，保证河道行洪安全。（4113 ）当水情预报系统预报上游洪水接近20年一遇洪水时，10座橡胶坝将提前1.5小时全部塌坝泄空，保证河道安全下泄20年一遇设计洪水。洪水过后，如有淤积应对蓄水区进行清淤。（5）工程可在非汛期分级安排坝袋检修。4.8橡胶坝安全运行分析对于橡胶坝工程，必须确保正常运行，尤其在汛期，当上游来水超过20年一遇洪水时，必须确保橡胶坝能及时塌坝泄洪，且塌坝时间控制在1.5小时。即：当水情预报系统预报上游洪水接近20年一遇洪水时，10座橡胶坝将提前1.5小时全部塌坝泄空，保证河道安全下泄20年一遇设计洪水。4.8.1运行管理和技术保障工程投入运行后，必须加强管理，逐步摸索出一套科学的管理体制。从防洪角度分析，运行过程中管理人员不管在汛期或非汛期均有充足的时间对橡胶坝控制系统进行经常性地维护和检修，使橡胶坝控制系统操作灵活，随时将隐患消灭在系统启用前，确保橡胶坝能及时塌坝泄洪、及时充水立坝运行。此外，橡胶坝控制系统中，电气采用单回路系统、同时设柴油机备用；1#～4#橡胶坝采用自排方式泄水；5#～10#橡胶坝采用水泵强排，共布设3座泵站，每一座泵站控制2座橡胶坝，每座泵站中安装3台水泵，为2用1备，每座橡胶坝由一台水泵专门控制，且每2座橡胶坝备用1台水泵。经过分析，只要加强运行管理，汛期橡胶坝塌坝泄洪时不会出现控制水泵操作失灵现象，橡胶坝工程的安全运行完全有保障。4.8.2橡胶坝塌坝过流情况分析主要分析汛期橡胶坝塌坝过程全河槽的过流情况。橡胶坝控制系统的设计规模按塌坝时间1.5小时确定。因此，运行管理中要求橡胶坝汛期塌坝控制在1.5小时内完成。根据1.5小时塌坝最大泄流量分析，按最不利极端情况考虑，10级库区同时塌坝时蓄水区36万m3水体塌坝形成的最大泄流洪峰约为90m3/s，即不考虑河道来水的情况下,全河槽此时的最大泄流量为90m3/s，远低于该河段堤防工程的设防洪峰流量683m3/s（白～卢河段），即橡胶坝塌坝过程不会造成人为的洪水灾害。同时，该级别的流量对下游亦不会造成超过设防标准的影响。橡胶坝113 控制系统的设计原则和目的就是为避免20年设防标准的洪水下泄时与工程区的蓄水相遭遇，因此，经过分析，控制系统的设计规模按塌坝时间1.5小时确定，只要科学合理地运行管理，不会发生20年设防标准洪水与汛期塌坝时库区水遭遇的情况，整个工程是安全的。即使在塌坝过程中，出现某一座橡胶坝无法塌坝的极端情况，可采取人工非常塌坝（如人为割破坝袋等）等措施，及时解除险情，不会危及市区安全。4.8.3结论通过上述分析，设计选取橡胶坝的安全技术措施以及运行管理要求等均符合《橡胶坝技术规范》（SL227—98），橡胶坝的安全运行是可行的。113 5工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1工程等别和标准5.1.1工程等别及主要建筑物级别根据确定的防洪标准，依据《堤防工程设计规范》，工程区左右岸堤防工程级别为4级。本工程区共布设橡胶坝10座，坝高为2.5～3.0m，橡胶坝平时处于立坝蓄水状态，汛期塌坝行洪，工程区总蓄水量约36万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），本蓄水工程为Ⅴ等工程，主要建筑物橡胶坝、泵站等为5级建筑物。5.1.2洪水标准本工程为某县城区河道生态治理工程，在保障防洪安全的前提下，在两岸防洪堤内对工程区河道进行综合整治。根据《防洪标准》（GB50201－94），某县城区段两岸堤防按20年一遇洪水标准设防，工程区五里铺～卢河河口段相应洪峰流量分别为：孟磨河口以上388m3/s，孟磨河～白水河段529m3/s，白水河～卢河段683m3/s。5.1.3地震设防烈度根据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001、《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单和《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)，工程区地震动峰值加速度为0.30g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相应地震基本烈度8度。根据《堤防工程设计规范》，位于地震烈度7度及其以上地区的1级堤防工程，经主管部门批准，应进行抗震设计。本工程左右岸堤防工程级别为4级，不考虑地震设防；按《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97，橡胶坝及泵站按8度设防。5.2工程选址本工程治理范围为：**河上游五里铺～下游卢河河口，河段全长约4.89km。为美化两岸环境，兼顾两河均能蓄水，形成尽可能大的景观水面，因此，首先拟在两河口下游附近布置一座橡胶坝。根据该河段地形条件及河道的走势，设计坝址选择在白水河两河口下游约140m处（位于桩号河3+88113 0），为该工程规划的8#橡胶坝坝址；以该橡胶坝坝址为基准，向上游、下游两个方向进行规划布置，上游考虑东河桥附近的景观效果，拟在东河桥下游30m处（河3+350）布置一座橡胶坝，即7#橡胶坝；上游孟磨河入口处，为保证橡胶坝的运行安全，坝址应适当远离孟磨河入口处，因此，在孟磨河入口以下约260m处（河1+720）布设一道橡胶坝，即4#橡胶坝；其它坝址的选择依据河道的河势、疏浚设计比降等因素综合确定，即：1#橡胶坝位于桩号河0+420，2#橡胶坝位于河0+840，3#橡胶坝位于河1+260，5#橡胶坝位于河2+250，6#橡胶坝位于河2+800，9#橡胶坝位于河4+350，10#橡胶坝位于卢河河口以上4+820处。本阶段根据治理段设计洪水位、河流河势、平面走向、比降、支沟位置以及两岸城区的高程情况等，对工程蓄水分级进行了进一步地分析比较。在可行性研究阶段，为形成连续水面景观，设计共布置10座橡胶坝，坝高2.2～2.5m，形成10个连续的蓄水库区；本次初步设计阶段，蓄水范围略有调整，工程区起点较可研阶段上延200m，因此对1#～4#坝进行了局部调整，其中1#～3#橡胶坝坝址适当向上游移动，使橡胶坝回水末端上移约200m，1#～3#坝高调整为2.7m；4#坝坝址上调整到1+720，坝高调整为3.0m；5#～9#橡胶坝坝址及坝高基本维持不变，即5#～9#坝坝高为2.5m，10#橡胶坝坝高调整为2.5m。5.3工程总布置5.3.1工程布置原则根据相关规程、规范，结合治理段河道特点，按照业主提出的治理范围和景观等相关要求，工程布置遵循以下原则：（1）治理工程服从城市防洪规划的原则；某县城区段整治工程应遵循**河河道治理规划、《甘肃省某县城市总体规划》等所确定的原则、目标及要求进行。（2）不降低原有河道行洪能力的原则；确保治理后河道内的过洪能力不低于治理以前的过洪能力，即过洪能力不低于20年一遇洪水标准。（3）按城区段不小于50m堤距进行堤防工程改建布置的原则；（4）不采用碍洪建筑物的原则；现有防洪堤以内的河槽均为行洪区，根据国家《防洪法》规定，在行洪区内不得修建碍洪建筑物。（5）与城市风貌相协调的原则；本工程作为某县风情线工程的重点水利工程，工程布置坚持在满足河道行洪能力、不布置碍洪建筑物的前提下，左岸堤防同规划的白冯河～白水河段滨河公园相结合，游人可沿堤防边缘漫步和观赏沿河景观，相关部门可进一步沿河两岸布设景观，使水利工程设计与两岸景观及某县人文历史风貌相协调，融水、园、113 路、林为一体。5.3.2河道疏浚及治理段河床比降拟定现状河道内滩面起伏不平、杂草丛生，为确保工程实施后河道的行洪能力及蓄水景观效果，设计对现状河道进行疏浚。疏浚遵循河道自然规律，以不改变河道纵向态势为原则。经过复核，现状河道平均比降为5.45‰。为确保治理工程的景观效果及蓄水后的水质和库底的平整，需要对治理河段河道进行清淤疏浚。河道疏浚原则：以深泓线为控制，河槽疏浚底高程基本不低于原河槽的深泓高程。本次河道疏浚范围确定为五里铺～卢河河口段，河道中心桩号：河0+000～河4+880.50，全长4880.50m。根据河道现状，设计分三段、三种比降进行疏浚。第一段：桩号范围：河0+000～河1+720.0（4#坝），长1720m，该段蓄水河槽疏浚底高程按1592.46～1581.62m进行清底平整，疏浚比降6.3‰。第二段：桩号范围：河1+720.00～河3+880.00（8#坝），长2160.0m，该段蓄水河槽疏浚底高程按1581.62～1571.90m进行清底平整，挖高填低，末端与下游河床平顺衔接，疏浚比降4.5‰。第三段：河3+880.00～河4+880.50段，长1000.50m，设计比降为5.0‰。与《某河鱼山～张庄堤防工程初步设计报告》的设计河道比降一致，由于该段属鱼山～张庄堤防工程设计范围，本次设计不考虑该段疏浚工程量。通过疏浚及河道裁弯取直，从五里铺～卢河口段疏浚平均比降5.33‰，与现状平均比降5.45‰基本一致。5.3.3堤防工程总体布局根据城区段河道的河势，结合城市总体规划及建设现状，工程区布置划分为以下几段：（1）五里铺（工程起点河0+000）～孟磨河吊桥（河1+450）段，该段河道现状两岸均有堤防，堤防修建于1985年，现状堤线比较顺直、规整、完好。此段堤防布置维持现状堤线不变，但两岸堤防高度均达不到20年一遇洪水标准的防洪要求，地震中受损严重，需加固、加高处理。（2）孟磨河（河1+450）～东河桥（河3+300）段，该段河道左岸堤防已基本形成，但由于修建标准不一致，堤防高度不统一，部分堤防地震中受损严重，需要加高加固。右岸临河正在修建过境公路，规划为堤路结合形式，公路的设计防洪标准高于工113 程区堤防设防标准，道路高度可以满足20年一遇标准洪水的要求，道路临水侧防护基础已经伸入至基岩中，亦满足防冲要求。但在孟磨河入口以下由于在建公路远离河道，需新修堤防。（3）东河桥（河3+300）～鱼山吊桥（河4+074）段，左岸堤线已成形，但没有统一规划设计，其中东河桥～白水河入口段，堤防高度不够，且堤身质量较差，部分堤防地震中受损，需要对该段堤防进行加高加固；白水河入口～鱼山吊桥，该段堤岸临河有商业民房基础及围墙，需对现状堤防进行加固。右岸现状无堤防，堤线布置基本平行左岸堤线，由于河滩上建有大量建筑，并有一处木材市场，设计以在满足河道行洪要求的前提下，尽量减少拆迁为原则，规划白水河口以上堤距不小于50m，白水河口以下堤距不小于55m。（4）鱼山吊桥（4+074）～卢河河口（工程区终点4+880.50）段，根据《规划》，该段河道为裁弯取直段，该段属鱼山～张庄堤防工程范围，已完成初步设计，堤线布置采用该阶段的成果。本次设计不考虑该段堤防设计，只计入与本次设计相关的防渗设计费用。5.3.4蓄水区总布置5.3.4.1蓄水控制水深由于工程区左岸城区总体地形较低，且堤防高度基本在3.5m左右，工程应首先确保县城的防洪安全。因此，规划景观水位以不超过20年一遇设计洪水位为原则，初步确定最大水深为2.5m。本阶段根据蓄水范围要求，对1#～4#坝进行了局部调整，其中1#～3#橡胶坝坝址适当向上游移动，使橡胶坝回水末端上移200m左右，1#～3#坝高均为2.7m；4#坝坝址位置及4级库区的现状堤防高度较高，设计将坝高调整为3.0m，使景观效果更佳；5#～10#坝坝高为2.5m。因此，当橡胶坝正常挡水时，坝前最大水深为2.5～3.0m；结合考虑景观要求、行船条件、泥沙淤积、蒸发、渗漏的水量损失和补水等因素，工程蓄水可回水至上游坝后。5.3.4.2蓄水梯级根据本次工程的整治范围，从工程整体布局考虑，根据河槽高程、河道比降、橡胶坝适合高度等方面综合分析，设计拟采用10座橡胶坝，将治理河段布置为10个蓄水梯级的总体蓄水方案；设计单级蓄水面长度420～550m，蓄水面全长4820m。5.3.4.3蓄水区布置方案113 本工程挡水建筑物的主要作用是在确保汛期河道安全泄洪的情况下能够蓄起一片满足观赏要求的水面，由于河道受已成堤防限制，河宽仅50～70m左右，不宜采用清洪分治的分槽布置方案，因此，结合整治段现状，综合考虑防洪、泥沙冲淤、投资及景观要求等诸多因素，初步确定为全河道挡水布置方案。即全河道既担负泄洪输沙功能，又兼有蓄水形成景观水面的功用。非汛期全河槽蓄水，成为供观赏游乐的景观水面，在正常挡水期间，根据上游水情预报情况，对橡胶坝进行控制，确保行洪安全。5.3.4.4挡水、泄水建筑物比选根据确定的布置方案，适合本工程的挡水建筑物有橡胶坝、拦河闸、翻板闸及闸坝结合等不同的布置形式。a）拦河闸和翻板闸方案翻板闸主要特点是能借助河流水力作用自动打开或关闭闸门，运行比较简单，且坚固性好、投资较小。但由于翻板闸跨度相对较小，就本工程而言，由于水深2.5m左右，这样河道内单座坝址需布置至少10个闸墩，这样10个闸墩和每孔闸板的2个支墩均严重阻水，且闸板不能翻至水平状，亦存在阻水问题，一旦发生洪水，极易被树木、高秆植物等漂浮物阻塞，形成阻水坝，洪水漫溢而泛滥，严重影响县城防洪安全。同时由于翻板闸是靠水力作用进行自动翻板，而该河流含沙量较大，泥沙在闸板前形成淤积时，闸板不易翻起或不能翻起，将严重影响河道行洪，因此，从工程防洪及运行安全性考虑，不宜选用翻板闸。拦河闸主要特点是操作灵活，易实现自动化操作，根据河流来水情况，闸门可在1～2分钟内同时全部开启，也可打开其中单个闸孔，闸门可局开也可全开。但是，拦河闸同样要在河道内设置闸墩，当闸门宽高比小时，一旦发生洪水，及易被树木、高杆植物等漂浮物阻塞，亦同样存在阻水问题；当宽高比大时，为满足刚度要求，势必要加大钢梁尺寸，造成钢材浪费，同时增加启闭机数量，加大工程投资。此外，选用闸孔作为主要的渲泄洪水通道，泥沙、砾石极易在门槽处淤积，造成闸门关闭不严，产生漏水等现象。同时，拦河闸孔口上方需设高耸的混凝土排架和闸房，不但增加土建工程量，而且景观效果差。因此，从阻水与否、景观效果、运行管理、坚固性和耐久性方面，特别是从工程的防洪及运行安全性方面考虑，本工程不宜选用翻板闸和拦河闸形式。b）橡胶坝橡胶坝由于具有外形美观，色彩鲜艳，113 不碍洪，且可瞬间塌坝进行坝前拉沙，较好的解决了泄洪和坝前泥沙淤积的问题。因此，橡胶坝近年来发展迅速，已广泛应用于城市河道治理、灌区、枢纽等工程。具体分析如下：（1）阻水方面：橡胶坝结构特点是其受力荷载仅与坝高有关，与坝袋长度无关，其经济跨度为100m～150m，跨度较大，中墩较少。泄洪时，坝袋塌平在底板上，基本不阻水。（2）漏水、止水方面：常言道：“十闸九漏”，无论是平板门或弧形闸门，都存在一定的漏水问题；橡胶坝周边密封紧帖在底板上，两侧堵头紧帖边墩，少有漏水现象。（3）抗震性方面：橡胶坝袋为柔性薄壁结构，重量轻，富有弹性，没有启闭机架、工作桥等，其抗震性能好；而水闸需要启闭机架、工作桥等，抗震性、稳定性要求高。（4）对地基要求方面：常规水闸对地基基础、承载能力、两岸连接工程、砌护工程要求较高；而橡胶坝由于其材料和结构特殊性，对地基要求相对较低。（5）运行管理方面：橡胶坝外露防腐建筑物少，尤其是橡胶坝袋比水闸耐腐蚀性强，维修简单，后顾之忧少。橡胶坝充排控制设备一般可多跨共用，在岸边控制室集中控制，设备简单，操作灵便、灵活。（6）景观效果方面：橡胶坝已被广泛应用于城区、园林风景区河道内，既可发挥挡水、泄洪等综合效益，又可因地制宜发展水上娱乐项目及旅游业；尤其近年彩色橡胶坝的使用，使河道治理工程更多的应用彩色橡胶坝挡水，与城市环境相协调。（7）坚固性、耐久性方面：橡胶坝与以钢筋混凝土及金属结构为主的水闸相比，坚固性较差，容易被刺伤和磨损，需要采取相应的保护措施，加强维护。橡胶坝存在老化问题，一般坝袋使用寿命为20年左右；但坝袋投资占土建比例一般为15%～20%，所占比例较小，更换坝袋投资不多，维修方便。（8）排污、防淤方面：当上游流量较小时，水闸闸下出流，排沙防淤效果较好；橡胶坝坝顶溢流时，没有水闸排沙防淤效果好，但大洪水来临时，闸门全部打开泄洪与坝袋全塌泄洪，二者防淤效果相当。（9）施工难易和工期方面：坝袋为薄壁结构，重量轻，结构简单，锚固结构和锚固施工工艺相对简单，坝袋安装时间较短，由于整个工程的结构相对简单，工期可大大缩短。113 （10）投资方面：橡胶坝与水闸相比，节省三材，造价低。橡胶坝依靠坝袋充水挡水，减少了闸室上部结构，节省大量钢材和水泥，根据国内外许多工程经验，橡胶坝与同规模的闸坝相比，节省钢材30%～70%、木材40%～60%、水泥30%～60%，节约投资30%～40%。综上所述，结合本工程具备情况，本工程挡水建筑物采用彩色橡胶坝。5.3.4.5坝址橡胶坝布置方案本工程采用全断面挡水，在总体布置上，有全断面采用橡胶坝挡水、橡胶坝与水闸相结合的闸坝联合挡水两种方案。两种方案对比分析如下：（1）河道泄流方面从泄流方面而言，两方案各有优缺点：橡胶坝方案的特点是河道全断面布设橡胶坝，可最大限度的利用河道形成景观水面，但由于本工程是全河道蓄水，工程区河道既是泄洪区，又是蓄水景观区，当处于立坝状态运行时应保证一定量级的洪水沿坝顶安全下泄，由于受两岸堤防的高度及坝袋内压比限制，设计坝顶上游溢流水头按不大于0.3m考虑，据此计算坝顶溢流量最大为16m3/s，当上游来水大于16m3/s时，需要塌坝调节坝高并降低坝高运行。闸坝结合方案是在橡胶坝一侧设一孔泄水闸，泄水闸紧邻橡胶坝布设，设计拟布置泄水闸闸孔净宽5m，闸墩宽1.0m，其余坝段均布设为橡胶坝。该方案同全河道橡胶坝方案比较，河道的景观水面面积、橡胶坝坝高均相同的情况下，由于泄水闸的最大泄流能力为36m3/s，因此，针对上游来水情况，可以通过泄水闸进行调度运行。即：当上游来水小于16m3/s时，橡胶坝不塌坝，泄水闸不开启，通过坝顶溢流方式泄流；当上游来水为16m3/s＜Q≤52m3/s时，橡胶坝也不塌坝，只需开启泄水闸进行水量平衡调节；当Q＞52m3/s时，方塌部分或全部塌坝运行。该方案由于加设了一孔泄水闸，使整个枢纽对上游来水的水量调节较灵活，且减少了橡胶坝的塌泄次数，便于管理。因此，从加大泄流量、减少坝高调节次数考虑，闸坝结合方案较优。（2）河道行洪方面橡胶坝结构特点是不碍洪，泄洪时，坝袋塌平在底板上，基本不阻水。闸相对来说跨度较小，就本工程而言，由于水深2.5m左右，单孔闸宽5m，这样河道内需布设1个闸墩，由于泄水闸沿河道一侧布置，在发生洪水时，闸门全部打开，河道全断面泄洪，闸墩对行洪影响较小。因此，就行洪而言，两个方案均可。（3）景观效果方面113 由于橡胶坝为柔性结构，外形轻巧优美，色彩鲜艳，已被广泛应用于城市河道工程和园林风景区。全橡胶坝方案充分利用橡胶坝的优点，既安全挡水，又与城区环境协调，形成优美的城市水景观；而闸坝结合方案，虽然起到了安全挡水的作用，但泄水闸高耸的排架闸房与城区环境极不协调，景观效果差。因此，从景观效果方面而言，全橡胶坝方案具有明显的优越性。（4）工程安全性方面由于橡胶坝和泄水闸调度运行均很灵活，因此，从工程安全性方面而言，两个方案均可。（5）运行管理方面闸坝结合方案的目的在于运行时尽量减少橡胶坝的塌坝次数，中小流量通过泄水闸的开启灵活调度运行，便于运行管理，只有当上游来水超过52m3/s时，橡胶坝才塌坝运行；而橡胶坝则通过对坝高的灵活调节进行挡水、泄水。此外，二者在运行过程中均须进行维护，同时两者均采取自动化控制，管理方便。因此，从运行管理方面而言，两个方案基本相当。（6）检修维护方面由于该河道为一槽方案，当塌坝检修时，河流来水可能会对橡胶坝检修造成一定影响。而闸坝结合方案可以将河道来水引导向泄水闸排走，橡胶坝段可不过流，对橡胶坝检修有利。（7）排沙防淤比较：当上游流量较小时，水闸闸下出流，可起到一定的排沙效果，而全橡胶坝方案可以在全部塌坝时通过瞬间塌坝进行排沙。（8）投资方面橡胶坝方案和闸坝结合方案均主要依靠橡胶坝拦蓄河水，区别仅在于闸坝结合方案沿河道一侧设一孔5×3m的泄水闸代替该段的橡胶坝，其余基本相同，因此，可只进行该局部的投资比较。橡胶坝与闸坝结合方案投资对比以一座坝为基础，见表5—1。由表可看出，一座闸坝结合方案比橡胶坝方案多10.33万元，10座闸坝结合方案比橡胶坝方案共多约103.3万元。从投资方面而言，全橡胶坝方案具有优越性。因此，本设计在可研的基础上从坝型阻水与否、景观效果、坚固性和耐久性、工程安全性方面、运行管理、投资等多方面进一步综合分析比较，结合本工程实际情况，以安全运行为基础，景观效果和投资最优为主要控制条件，本阶段采用方案为：1#～10#橡胶坝均采用全河道橡胶坝方案。橡胶坝与闸坝结合方案投资对比表（一座）113 表5—1序号比较项目单位数量单价（元）总价(万元)备注橡胶坝方案橡胶坝袋制安延m6.070004.20两方案不同部分闸坝方案混凝土m3424051.70两方案不同部分钢筋t3.091042.73两方案不同部分闸门制安t4.5113005.08两方案不同部分启闭机(2×10t)台1334003.34两方案不同部分闸房m2218001.68两方案不同部分合计14.535.3.5工程总体布置根据本工程确定的治理范围，对五里铺～卢河口约4.89km河道进行综合治理，设计新修两岸堤防1090.82m，加高加固两岸堤防7039.07m；堤顶为亲水平台。左右岸新修截污管道10866.85m。从工程治理段河槽现状、蓄水后景观效果及蓄水量等方面综合分析，设计采用全断面蓄水方案，在治理河段共布设10座橡胶坝，形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长度由于河道比降的不同，长度为420m～550m，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）蓄水总量36万m3。1#～3#坝高均为2.7m，4#坝坝高为3.0m，5#～10#坝坝高为2.5m，当橡胶坝正常挡水时，坝前最大水深为2.5～3.0m，蓄水可回水至上游坝后。蓄水区每1#～4#橡胶坝采用自流排水，5#～10#橡胶坝采用动力抽排，每2座橡胶坝共用1座泵站，规划布设3座泵站，泵站布置在河道堤防外侧，靠近下游橡胶坝附近，在1#泵站设集中控制室，分两层布置，其中上层为电气控制层，下层为水泵层。其它泵站为单层布置。此外，规划在工程区左右岸堤防外侧各布设一条D700～D800的截污管道，将支沟和城区生活污水汇集后引入下游。5.4主要建筑物型式5.4.1左右岸堤防5.4.1.1左岸堤防目前工程区左岸堤防已经成形，但标准不够，本次设计按20年一遇防洪标准进行加高加固设计，分段进行设计，断面形式主要有梯形断面、复式断面及台阶式断面。5.4.1.2右岸堤防113 对低标准堤防按20年一遇防洪标准进行加高加固设计，堤身采用梯形断面土堤；对临河所建过境公路段，设计利用过境公路作为堤防，采用堤路结合形式，仅对邻水侧护坡进行C20砼护面防渗处理；对右岸无堤段，设计按20年一遇标准新修堤防，断面形式主要为梯形断面和复式断面。5.4.2橡胶坝橡胶坝采用枕式充水橡胶坝，双锚线锚固。5.5主要建筑物工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵房等。5.5.1左右岸堤防工程本治理工程涉及工程区段左岸堤防加高加固、右岸新修及加固堤防。本次堤防设计，鱼山吊桥～卢河河口段堤防只计入防渗工程量，其它工程量不计入。5.5.1.1堤顶高程堤顶高程按设计洪水位加相应堤顶超高确定。经分析计算，**河治理段设计波浪爬高为0.6m，设计风壅增水高度很小，可略去不计。安全加高按允许越浪考虑，依据规范取0.6m。依据《堤防工程设计规范》（GB50286—98），确定**河设防河段堤防超高为1.2m。5.5.1.2堤距和堤线**河由南向北流经某县城区，县城中心区地势较低，主要靠堤防保护，自50年代以来，**河两岸已建成标准不一的堤防，为防止中小洪水泛滥发挥了一定作用。现状左、右岸堤防堤距为50～70m左右；根据《甘肃省某县县城段**河防洪工程可行性研究报告》（以下简称《可研报告》），**河城区段堤距按不小于50m控制。现状左、右岸堤防堤距满足要求，且堤线顺直、布置基本合理。设计对左岸白冯河上游约200m范围堤线进行调整，堤线向外侧移动约10m左右，使上下游堤线平顺衔接，其它河段左岸堤防基本维持现状堤线不变，进行加高、加固设计。对于右岸新修堤防，在满足《可研报告》中要求的最小堤距下，以尽量减少拆迁，堤线平顺的原则布设右岸堤线。5.5.1.3左岸堤防设计左岸堤防设计范围为五里铺～鱼山吊桥段，桩号范围左0+000～左4+112.72，堤线全长4112.72m，扣除支流河口宽度，设计加固及加高加固堤防长度为4063.17m。由于地震的影响，局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等，113 对出现问题的堤段，结合本次工程的设计一并进行加固处理。（1）0+000～1+745段（加高加固段）该段堤线长1745m，现状堤身临水边坡基本为1：0.75，为浆砌石护坡及基础，由于冲刷部分段基础出露，经过稳定计算分析，已成堤防边坡不满足稳定要求。由于河道外侧为伏羲大道，本次设计按堤路结合形式对该段堤防进行加高、加固设计，设计从河道内侧加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m。在1#、2#蓄水区范围内，左岸规划有体育场，城市广场等建筑，随着这些建筑的建成，该区域将成为人们休闲活动的场所。河岸过境道路正在建设，结合本工程堤防加固，拟设亲水平台，供人们亲水，使这个区域的建筑、道路、水体融为一体，行成优美的景观效果。该河段现状堤距只有50m宽，两岸堤防已成规模，堤防向外侧退建已无条件，亲水平台伸入河道又影响河道过洪，设计充分考虑到行洪安全，亲水效果等方面因素，在1#、2#坝前150m范围内，结合堤防加固，沿着道路修建成连续台阶状护坡，单级台阶250×150mm台阶深入蓄水水面以下1.0m，尔后接1：1的斜坡断面。（2）1+745～2+109.36（白冯河）段（加固段）该段堤线长364.36m，高程满足设计堤顶高度要求，经过稳定计算分析，已成堤防边坡不满足稳定要求。结合防渗设计对该段堤防进行加固处理，设计加固堤防边坡为1：1，加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m。（3）2+109.36～3+314.88（东河桥）段（复式断面）该段堤线长1205.52m，已经进行了加固处理，堤防临水侧采用浆砌石护坡，堤脚采用10m长砼铺盖进行防护。经过稳定计算分析，堤防边坡满足稳定要求，但基础埋深不满足防冲要求。本次设计在考虑现状断面的基础上，结合蓄水区防渗，设计采用复式断面进行加固，堤防临水侧浆砌石护坡表面采用厚15cm的C20砼进行砌护，以满足蓄水后防渗要求，现状铺盖为20cm厚砼，满足防渗要求，设计只在铺盖的末端修建0.3m厚浆砌石护坡，边坡坡比为1：1，下设一布一膜复合土工膜，基础深入底层泥岩以下1.0m，以满足防渗及防冲要求。（4）3+314.88～4+112.72段（加固段）113 该段堤线长797.84m，现状堤防浆砌石护坡，其中白水河口～鱼山吊桥段，大量建筑临河而建，建筑物外墙即临水，且该段堤防砌石护坡基础埋深较浅。设计该段堤防需要加固处理，设计加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入治理河底以下2.0m。5.5.1.4右岸堤防设计本次右岸堤防设计范围为五里铺～鱼山吊桥段，桩号范围左0+000～左4+160.32，全长4160.32m,扣除支流河口宽度，设计右岸堤防总长为4126.33m，其中新修堤防长1090.82m，加固及加高加固堤防长度为1448.62m，已建道路段防渗1586.89m。由于地震的影响，局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等，对出现问题的堤段，结合本次工程的设计一并进行加固处理。（1）0+000～1+448.62段（加高加固段）该段堤防长1448.62m，建于1985年，堤线布置满足《可研报告》对堤距的要求，堤线平顺，现状堤防砌护基本完好，本阶段维持现状堤线不变。经过复核，现状堤防高度达不到本次设防高度要求，且现状堤防边坡为1：0.75，工程建成蓄水后不稳定，需进行加高加固，设计加高加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m。（2）1+448.62～1+853.87（孟磨河）段（新建堤防段）该段堤线长404.75m，现状无堤防工程，过境道路从堤防外侧绕过，道路距规划堤线位置最大距离约60m，本次设计按照不小于50m堤距布置堤防工程，扣除孟磨河口宽度后，新修堤防长度385.75m。由于该河段堤距大于50m，设计堤防采用复式断面形式，为便于游人亲水，在临水侧修建3.0m宽亲水平台，平台高于蓄水位0.3m，平台以下、以上及背水侧堤坡坡比均为1：1，堤顶宽3.0m，堤顶及亲水平台路面采用彩色广场砖铺设，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m，背水坡采用草皮防护。（3）1+853.87～3+455.25（东河桥）（堤路结合段）该段堤线长1601.88m，过境公路正在靠河边修建，设计为堤路结合形式，堤线平顺，堤距满足《可研报告》的要求，公路的防洪设计标准高于工程区堤防设防标准，道路高度可以满足20年一遇标准洪水的要求，道路临水侧采用浆砌石挡墙进行防护，其基础已经伸入至基岩中，满足稳定和防冲要求，为满足蓄水区防渗要求，设计在临水侧浆砌石挡墙表面采用厚15cm的C20砼进行砌护。（4）3+455.25～4+160.32（新建堤防段）该段堤线长705.07m，过境公路远离规划堤线位置，设计新修堤防705.07113 m，堤防断面为梯形，堤顶宽3.0m，堤顶路面采用彩色广场砖铺设，内、外坡比均为1：1.0，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入治理河底以下2.0m，背水坡采用草皮防护。8#坝前堤距大于50m，设计坝前150m范围堤防采用复式断面形式，为便于游人亲水，在临水侧修建3.0m宽亲水平台，平台高于蓄水位0.3m，平台以下、以上及背水侧堤坡坡比均为1：1，堤顶宽3.0m，堤顶及亲水平台路面采用彩色广场砖铺设，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m，背水坡采用草皮防护。5.5.1.5稳定分析左右岸已成堤防运行多年，本次设计对现状堤防稳定进行复核，并对新修堤防进行稳定分析计算。（1）计算断面选用本次设计选取堤防最高断面作为最不利断面进行稳定分析，堤身、堤基土的物理力学特性指标见表5—2。土的物理力学指标建议值表5－2岩层编号地层时代岩性天然密度承载力渗透系数自然休止角原状饱和快剪允许水力坡降允许不冲刷流速建议临时开挖坡比水上水下凝聚力内摩擦角ρdf0KvcΦg/cm3KPacm/s度kPa度J允许cm/s①Q4s杂填土1.551003.5×10－315201:1(水上)②浆砌石1.0×10-3③Q43al砾石层1.731801.5×10－228260.10.51:1.5(水下)④砾石层1.792601.5×10－229270.10.51:1.5(水下)⑤Q41al砂壤土1.581503.5×10－310151:1(水上)⑥砾石层1.903001.5×10－232300.10.701:1.5(水下)⑦N2泥岩320不透水1:0.5（2）渗流计算其水位降落时的浸润线位置采用《堤防工程设计规范》中公式（E.6.1—2）进行计算。其k/μ·v在48～7之间，需进行上游坡水位降落稳定计算。采用《堤防设计规范》式E6.1—2：h0（t）/H=1-0.31（t/T）（k//μ·v）0.25113 H——降距（m）；T——水位从初始位置至最大降距所需时间（h）；最大降距2.6m，T=5.5h；t——计算上游浸润线的时间（h）；求得h0（t）后，浸润线按下式计算（规范E6.1—3）q（t）/k由《堤防工程设计规范》（E6.1—4）和（E6.1—5）联合求解。最不利浸润线为：（3）抗滑稳定计算按照规范，堤防稳定计算分为正常情况和非常情况。正常情况：设计洪水位下的稳定渗流期或不稳定渗流期的背水堤坡。设计洪水位骤降期的临水侧堤坡。非常情况：施工期的临水、背水侧堤坡。经过分析，本工程计算工况为起控制作用的正常运行情况，即设计洪水位骤降期的临水侧堤坡的稳定问题。计算方法为简化毕肖普法，采用《土石坝边坡稳定分析程序》STAB，利用渗流计算浸润线成果，计算断面的抗滑稳定安全系数见表5-3。堤防抗滑稳定安全系数表5-3位置已成堤防新修堤防（临水坡）（1：1.0）规范值原堤防（1:0.75）加固后堤防（临水坡）(1:1.0)左岸1.031.181.15右岸1.031.181.181.15由上表看出，现状堤防蓄水后的抗滑稳定安全系数不满足规范对4级堤防正常运用条件下抗滑稳定安全系数[K]=1.15的要求，需对现状堤防进行加固改建。现状堤防边坡按1：1.0加固，加固改建后及新修堤防的抗滑稳定安全系数均满足规范要求。5.5.1.6堤基防护设计a）冲刷深度计算113 冲刷计算分为水流平行于岸坡和水流斜冲岸坡两种工况。依据《堤防工程设计规范》D.2.2规定的公式进行冲刷深度计算。（1）水流平行于岸坡水流平行于岸坡产生的冲刷按《堤防工程设计规范》（GB50286-98）附录D中公式（D.2.2-1）进行计算。计算公式如下：式中hb——局部冲刷深度（m），从水面起算；hp——冲刷处的水深（m），以近似设计水位最大深度代替；Vcp——平均流速（m/s）；V允——河床允许不冲流速（m/s）；n——与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。本次共选取7个断面进行了计算，冲刷深度计算见表5—4。平顺段冲刷深度计算表表5—4断面位置冲刷处水深hp（m）平均流速Vcp（m/s）允许不冲流速V允（m/s）冲刷深度h（m）河0+6002.54.220.651.49河1+8002.484.120.651.45河2+8002.574.180.651.52河3+2001.815.300.651.25河3+6001.864.290.651.12河4+0001.794.460.651.11河4+7001.884.010.651.08由上表可知，工程段水流平行岸坡产生的冲刷深度为1.08～1.52m。（2）水流斜冲岸坡水流斜冲防护岸坡产生的冲刷按《堤防工程设计规范》（GB50286-98）附录D中公式（D.2.2-2）进行计算。计算公式如下：式中：——从河底算起的局部冲深（m）；——水流流向与岸坡交角（度）；113 m——防护建筑物迎水面边坡系数；d——坡脚处土壤计算粒径（cm）。对非粘性土，取大于15%（按重量计）的筛孔直径；Vj——水流的局部冲刷流速。结合**河平面布置图，经分析选择4个斜冲段河道横断面，进行水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度计算，冲刷深度计算见表5—5。水流斜冲防护岸坡段冲刷深度计算表表5—5断面位置斜冲角度局部冲刷流速边坡系数局部冲刷深度VjmΔhp度m/sm河1+400494.451.02.76河1+600563.311.02.79河2+000653.631.02.53河2+500213.361.01.13b）基础埋深根据现状河床冲刷深计算成果，依据《堤防工程设计规范》，考虑治理河段为冲刷型河道的特点，以及河道修建橡胶坝后钢筋砼坝底板和砼防渗墙的固床作用，河道冲刷将有所减小等综合因素，本次堤防护脚工程基础埋深采用分段设计。即平顺河段基础埋深取2.0m，斜冲段基础埋深取3.5m，在部分河段，由于基岩较浅，基础埋深不到设计取值已经位于基岩以下，该河段基础埋深按基岩来控制。由于基础均进行防渗处理，临水侧护坡均深入基岩1.0m。因此，设计将基础的防冲和堤基的防渗结合起来解决。5.5.1.7护坡及护脚（1）护坡工程根据分析计算，该河段的断面平均流速超过堤身材料的不冲流速，洪水的淘刷及风浪的冲击威胁着堤身的安全，需采取相应护坡措施处理。护坡工程设计本着就地取材、坚固耐久、利于施工、节约投资和美化环境的原则进行。a）已成堤防护坡目前工程区范围内已成堤防多不稳定，均需进行加固，加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。b）新修堤防护坡新修堤防均在右岸，总长约1090.82113 m，共分2段。一段位于孟磨河口以下，长385.75m；另一段为东河桥～鱼山吊桥，长约705.07m。堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。（2）护脚工程根据现状河床冲刷深计算，合理确定基础埋深，本次设计堤防临水侧护脚基础均采用M7.5浆砌石，对于垂直防渗本次设计埋置深度为2m～3.5m，并且应伸入不透水层内1.0m。5.5.1.8细部结构护坡及护脚浆砌石沿堤线方向每15m设一条横向伸缩缝，橡胶坝段的现浇C20钢筋砼扶壁式挡土墙沿长度方向每10m设一条横向伸缩缝，缝宽2cm，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沬板。5.5.1.9堤防附属工程堤防附属工程主要包括堤顶交通、堤防美化及亮化。由于该堤防位于城区，交通路网发达，过境公路临河而建，可兼作防汛交通之用。左、右岸堤防：考虑县城现状人口分布，依据《堤防工程设计规范》布设3m宽的堤顶道路兼做亲水平台。本工程在满足蓄水、防洪要求的前提下，为园林美化设计搭设平台，在园林美化设计完成后，整个工程将为市民提供一个优美的休闲场所。设计拟在堤顶临水侧设0.9m高的栏杆、栏杆上加设照明装置，以达到蓄水区工程美化、亮化的目的。栏杆型式及堤防的亮化部分结合园林设计统一考虑。5.5.2支流堤防工程本次设计范围内共有4条支流汇入，其中左岸有白冯河和白水河两条支流，右岸两条支流分别为孟磨河及任河。设计对回水范围内堤防进行加固处理，采用梯型断面，堤顶宽3.0m，堤顶路面采用彩色广场砖铺设，内、外坡比均为1：1.0，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。支流堤防加固总长度为780m，其中白冯河两岸加固堤防长60m，白水河加固堤防长245m，孟磨河加固堤防长220m，任河加固堤防长255m。5.5.3橡胶坝5.5.3.1橡胶坝型式橡胶坝采用充水枕式，双锚线布置，螺栓锚固。5.5.3.2橡胶坝布置113 根据确定的工程平面布置，挡水建筑物采用全河道橡胶坝方案，共形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长420m～550m不等，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。经过布置，1#～10#橡胶坝位置分别为：河中心桩号0+420.00、0+840.00、1+260.00、1+720.00、2+250.00、2+800.00，3+350.00，3+880.00，4+350.00，4+820.00。橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成：上游防冲干砌石段、钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游防冲干砌石段。5.5.3.3底板顶高程及坝高治理段河床主要由砾石及泥岩组成，河床质组成颗粒较粗，抗冲刷能力强。但由于河道比降6.3‰～5.0‰较陡，治理段河道基本为冲刷型河道。由于橡胶坝采用钢筋混凝土底板，应避免底板高程过高，硬化河床，影响河道过洪能力，从不影响河道过洪方面，以及为保护坝袋应具备一定的拦砂能力方面考虑，根据《橡胶坝技术规范》各级橡胶坝底板设计高程比疏浚河床高程（平均河道高程）抬高0.2m。经过布置，在保证蓄水区尾部有水及考虑两岸堤防高度的限制后，各道橡胶坝规模见表5—6。10座橡胶坝总坝长合计565m。蓄水区橡胶坝主要参数统计表表5—6橡胶坝序号桩号位置坝高(m)坝长L(m)坝底板高程H1(m)坝顶高程H2(m)坝袋容积(m3)1#橡胶坝河0+4202.70501589.981592.686272#橡胶坝河0+8402.70501587.351590.056273#橡胶坝河1+2602.70501584.721587.426274#橡胶坝河1+7203.00651581.821584.8210065#橡胶坝河2+2502.50551579.441581.945916#橡胶坝河2+8002.50501576.961579.465387#橡胶坝河3+3502.50551574.491576.995918#橡胶坝河3+8802.50701572.101574.607539#橡胶坝河4+3502.50601569.551572.2564510#橡胶坝河4+8202.50601567.201569.90645合计5656650注：橡胶坝位置桩号是指橡胶坝与河道中心线交点处桩号。5.5.3.4坝袋设计橡胶坝采用充水枕式，双锚线布置，螺栓锚固。坝袋主要技术参数见表5—7。113 橡胶坝坝袋主要技术参数表表5—7项目坝高胶布规格坝袋厚度（mm）内压比（H0/H1）坝袋有效周长（m）坝袋单宽容积（m3）坝袋安全系数坝袋抗拉力（kN/m）1#～3#坝2.7二布三胶101.39.5312.54102504#坝3.0二布三胶101.310.5915.48102505#～10#坝2.5二布三胶101.38.8210.75102505.5.3.5锚固结构设计**河为多泥沙河流，为坝袋运行稳定及避免泥沙进入坝袋底部磨损坝袋，设计采用双锚线布置。考虑施工方便及结构安全，采用螺栓锚固。5.5.3.6橡胶坝土建设计橡胶坝土建工程从上游到下游依次为上游防冲干砌石段、上游铺盖段、橡胶坝底板段、消力池段、海漫段和下游防冲干砌石段等。a）橡胶坝基础底板及边墙设计根据河道情况，基础底板设计成平底板，高出上游混凝土铺盖0.2m。顺水流方向宽度根据坝袋塌落宽度和上下游施工检修要求确定。厚度根据基础内埋管、防冻、稳定要求确定。经分析计算，坝高为2.7m时，设计坝底板长度为9.5m；坝高为3.0m时，设计坝底板长度为10.5m；坝高为2.5m时，设计坝底板长度为9.0m；钢筋混凝土底板厚均为0.8m，上下游各设深1.0m的齿墙，底板下设10cm厚C10混凝土垫层。橡胶坝边墩采用钢筋砼扶臂结构，边墩基础与橡胶坝基础采用分离式布置，缝间设止水。b）稳定计算橡胶坝底板抗滑稳定计算采用《水闸设计规范》SL265-2001，土基上闸室沿基础底面的抗滑稳定计算公式：式中：Kc——抗滑稳定安全系数；f——基础底面与地基之间的摩擦系数；∑G——作用在底板上的全部竖向荷载（kN）；∑H——作用在底板上的全部水平荷载（kN）。橡胶坝级别为5级，坝高3.0113 m时，抗滑稳定安全系数计算值及允许值见表5—8。经计算各种计算工况均满足抗滑稳定要求。经计算，橡胶坝基础应力最大值为71.95kpa，坝基地层为砂砾石层，承载力为180kpa，满足要求。坝基底抗滑稳定计算结果表表5—8荷载组合计算工况计算值允许值备注基本荷载（1）正常挡水2.091.20特殊荷载（2）正常挡水、地震1.361.00c）消能防冲设计枕式橡胶坝单宽流量小且均匀，橡胶坝下游面为反弧曲线，水流紧贴坝面，因此，水流出坝能量小，消力池的长度、深度以及下游防护段长度可大大缩短。经消能防冲计算，消力池设计池深均取0.6m，池前由1：4的斜坡与橡胶坝袋底板连接，消力池总长为8.5m，底板厚度为0.5m，采用钢筋砼结构。消力池尾部池内设排水孔，孔间距2.0m，梅花型布置，排水孔下设土工布反滤层。参照类似工程经验，在橡胶坝底板上游设5m宽钢筋砼铺盖，铺盖端部设C15砼防渗防冲深齿墙，对于库区垂直防渗段，防冲墙伸入河道下部泥岩层以下0.5m；对于库区水平防渗段，齿墙深2m，在铺盖上游设干砌石防冲槽，槽深2.0m，宽2.5m。消力池下游设海漫及干砌石防冲段，设计海漫长度10m，采用浆砌石铺底，海漫末端干砌石防冲段长2.5m，深2.0m。5.5.3.7防渗止水设计考虑橡胶坝防渗、防冲、稳定等要求，同时结合蓄水河槽整体防渗要求，结构布置上采取了以下防渗止水措施：（1）坝袋基础底板上游设钢筋砼铺盖，铺盖顺水流方向长5.0m、厚0.5m，铺盖下设C10砼垫层，厚0.1m。铺盖上、下游分别设齿墙。1#～7#坝齿墙底部接C15砼防渗墙，深入泥岩以下1.0m，与左、右岸堤防基础的防渗体连接，使蓄水区四周形成封闭的防渗体系。8#～10#坝水平防渗上下游齿墙深1.0m。（3）止水防渗：在砼铺盖、橡胶坝底板等结构缝位置设橡胶止水带，与边墩止水相连。5.5.3.8控制与观测系统设计a）充排水设计根据本工程水情预报系统设计，为确保工程运行安全，要求橡胶坝塌坝时间控制在1.5小时以内。113 由于充排水时间较短，用一个进出水口容易引起坝顶泄流时偏流、坝袋振动、拍打、坝肩起坝困难等，如果对坝高控制不力，将对蓄水构成影响，因此，每个坝段设计两个充排水口。b）坝袋安全监测设施为避免超压造成坝袋破裂，每座坝均设置超压溢流管，超压溢流管出口均设在边墩顶部，超压溢流管管径为0.4m。在每座坝坝袋端部均设排气孔，用于排出坝袋内残存的气体。本工程橡胶坝监测内容主要有坝袋内水压、坝袋上下游水位及基础底板下渗压观测。坝袋内水压观测：在每个橡胶坝袋内设置水压测量装置，从基础底板埋管引至控制室，由测压装置读取数据。坝袋上、下游水位观测：分别在各橡胶坝上下游侧设标尺，并在边墙埋管引至控制室，由测压装置读取数据。5.5.3.9橡胶坝过流能力计算a）基本资料橡胶坝运行时充胀的最大坝高为Hm=3.0m，坝长B=50m，内压比H0/H1=1.3(H0指坝内压水头，H1指运行时充胀的最大坝高)。b）计算方法根据《橡胶坝技术规范》附录A，橡胶坝泄流能力可按堰流基本公式计算：Q=εδmB(2g)0.5h01.5式中：Q——过坝流量，m3/s；B——溢流断面的平均宽度，m；h0——计入行近流速水头的堰顶水头，m；m——流量系数；δ——淹没系数，可取宽顶堰的试验数据；ε——堰流侧收缩系数，与边界条件有关。c）系数的选取（1）流量系数m根据《橡胶坝技术规范》附录A，双锚固充水橡胶坝，流量系数：m=0.1630+0.0913h1/H+0.0951H0/H+0.0037h2/H式中：H0——坝袋内压水头，m；113 H——运行时坝袋充胀的实际高度，m；h1——坝上游水深，m；h2——坝下游水深，m。坝袋充胀时，可视为曲线型实用堰，流量系数m=0.36～0.45，即当计算的m<0.36或m>0.45时，分别取m=0.36、m=0.45；坝袋未充到设计高度时，坝型类似宽顶堰，流量系数m=0.33～0.36，即当计算的m<0.33或m>0.36时，分别取m=0.33、m=0.36。（2）淹没系数δ橡胶坝完全充起，顶部类似曲线型实用堰，根据曲线型实用堰的试验数据分析确定，当hs/Ho<0.75时，为自由出流，hs/Ho>0.85时，为淹没出流。未充到设计高度，坝型类似于宽定堰，当hs/H0<0.15及a1/H0>2时，为自由出流。在计算中先假定为自由出流，即：δ=1，求得流量后，根据下游水位---流量关系加以校核，对本计算，经校核，均为自由出流（a1为下游堰高，hs为下游水面超过堰顶的高度）。（3）侧收缩系数ε因本工程中坝轴线较长，且单孔较宽，故不考虑侧收缩的影响，即：ε=1。d）橡胶坝泄流能力对给定的不同坝高，分别计算相同水位下的泄流能力。最大坝高为3.0m时，不同坝高的水位—流量关系见表5—9。坝顶水头～流量关系表5--9序号坝顶水头（m）不同坝高下流量m3/s备注1.0m1.5m2.0m2.5m3.010.12.522.522.522.523.15　20.27.177.157.147.148.92　30.313.2313.1713.1413.1216.42　40.420.4920.3420.2720.2425.33　50.528.8128.5328.4028.3335.48　60.638.1137.6537.4337.3146.77　70.748.3347.6347.3047.1159.11　80.859.4158.4457.9657.6972.45　90.971.3370.0269.3769.0086.73　101.084.0382.3581.5081.00101.94　5.5.4橡胶坝充排水系统设计5.5.4.1总体设计思路113 本工程拟在**河城区段4.89km河道范围内布置10座橡胶坝，形成连续的蓄水景观水面，挡水建筑物采用充水枕式橡胶坝。对于充水式橡胶坝设计首先须解决充坝水源，然后结合水源进行坝袋充排水系统布设，使设计方案最优，实现运行安全、经济合理、管理操作方便。5.5.4.2坝袋充排水系统方案比选（1）方案一：设泵站，采用动力充排水；方案优点：泵站是橡胶坝常规的充排水控制系统，在类似已建工程中大量应用，采用动力抽排、集中控制，方案成熟、运行管理安全、可靠、方便。缺点：泵站需修建泵房，运转需耗电，一次性投资偏大，且每年需运行管理维护费用。（2）方案二：设泵站，塌坝排水时采用动力抽排塌坝，立坝依靠水自流充坝，同时利用泵站排水管道，兼顾充水管道。该方案与方案一基本相同，但坝袋采用自流充水，较方案一节省运行电费。（3）方案三：利用上、下游形成的水头差，依靠水自流实现坝袋充排水；方案优点：该方案舍弃了布设抽排泵站的传统设计形式，最大限度的简化和优化了充排水系统。通过对上述三种方案优缺点进行综合比较可知：采用泵站对橡胶坝袋抽排水为成熟和常规的设计思路，从已成类似工程看，完全能在规定的时间内安全实现强排水塌坝要求。在坝袋充排水管路都相同规模的条件下，若省去泵站的建设，方案三从一次性投资和运行成本而言均优于前两种方案，因此，若地形条件满足自流充排水，且能在规定的1.5小时内安全塌坝，则方案三无论从投资、安全运行、管理便利等角度分析，均为最佳方案。鉴于此，本阶段针对方案三做如下分析论证。5.5.4.3橡胶坝排水方案根据可研阶段坝袋充排水系统的审查意见，针对能否实现坝袋自流充排水，本次设计进行了详细的水力计算。设计按坝袋排水至下一级坝后的消力池和排入左右岸污水管道两种方案分别进行管路水力计算。a)坝袋塌坝排水至坝后消力池方案(1)基本资料113 ①河道比降：**河设计河道比降为6.3‰、4.5‰、5‰；②治理河段防洪标准为20年一遇洪水；③坝袋主要参数表5-10；蓄水区橡胶坝主要参数统计表表5-10橡胶坝序号桩号位置坝高(m)坝长L(m)坝底板高程H1(m)坝顶高程H2(m)坝袋容积(m3)1#橡胶坝河0+4202.70501589.981592.686272#橡胶坝河0+8402.70501587.351590.056273#橡胶坝河1+2602.70501584.721587.426274#橡胶坝河1+7203.00651581.821584.8210065#橡胶坝河2+2502.50551579.441581.945916#橡胶坝河2+8002.50501576.961579.465387#橡胶坝河3+3502.50551574.491576.995918#橡胶坝河3+8802.50701572.101574.607539#橡胶坝河4+3502.50601569.551572.2564510#橡胶坝河4+8202.50601567.201569.90645合计5656650④橡胶坝袋设计内压比为1.3倍；⑤根据《橡胶坝技术规范》中要求，国内已建橡胶坝塌坝时间要求在1~2h之内，结合城区段防洪安全需求，本次设计塌坝排水时间≤1.5h。⑥设计河道内蓄水最大深度为坝前水深，与坝袋同高度，最小蓄水深度区为每级坝后为0.2m深度，均较坝底板高出0.2m以上。⑦塌、立坝管路长度均按到下一级坝袋位置考虑。(2)计算采用公式①管道管径选择计算公式D---管径m；Q---最大计算流量m3/s；V---管道流速m/s；②管路沿程损失计算公式113 Q2n---管道糙率系数；L---计算段管道长度m；D---管道直径m。Q---流量m3/s。(3)计算结果塌坝排水自流至下一级坝后消力池水力计算结果见表5—11。根据计算结果可知，当采用管径DN400时，各坝后排水位均小于橡胶坝塌坝以后河道水位，即排水管路无足够的水头实现自流。若要实现自流排出可采取两种措施，即加粗排水管的管径或选择更远的下游出水口，经进一步计算，按出口富裕水头最小的4#坝考虑，加粗排水管径到0.8m，坝后出水水位1581.78m，仍小于塌坝以后河道的最大水位；若选择更下游排水口，则增加了排水管道长度，从节约投资的角度看，这两种措施并不经济。综上所述，自流排水塌坝把出水口选择在下游一级坝袋后的方案不具有优越性。但若进水口持续下移，管道太长，投资反而增加，也不可取。113 自流塌坝管道水力计算（管径DN400、排水时间1.5h）表5-11坝名称上游坝底板高程下游坝底板高程+1m地形高差坝袋高度坝袋内最小总水头D直径A面积塌坝坝时间坝袋容积Q流量v（流速）n(糙率）L（管长）hf管路损失剩余余水头出水位（m）（m）（m）（m）（m）（m）（m2）h（m3）（m3/s）（m/s）　（m）（m）（m）（m）1#坝1589.981588.351.632.702.130.40.131.506270.10100.800.0134781.240.891589.242#坝1587.351585.721.632.702.130.40.131.506270.11610.920.0134911.690.441586.163#坝1584.721582.821.92.702.400.40.131.506270.11610.920.0135011.720.681583.504#坝1581.821580.441.383.001.880.80.501.5010060.17200.340.0135480.101.781582.225#坝1579.441577.961.482.501.980.40.131.505910.09960.790.0136571.660.321578.286#坝1576.961575.491.472.501.970.40.131.505380.09560.760.0136611.540.431575.927#坝1574.491573.101.392.501.890.40.131.505910.10350.820.0136691.830.061573.168#坝1572.101570.551.552.502.050.40.131.507530.12941.030.0135892.51-0.461570.099#坝1569.551568.201.352.501.850.40.131.506450.11940.950.0135562.02-0.171568.03113 b)塌坝排水自流泄入两岸污水管道该方案考虑最大限度的利用现有出水措施，尽量减少排水管路工程量，从而达到节约投资、方便运行管理的目的。该方案实成立的前提是：能否实现所有坝袋在规定的1.5h内完全塌坝，同时要避免上、下坝袋的排水流量的遭遇叠加，并保证现有排污管道沿途汇入污水的排污能力。针对这些问题，首先对设计排污管道的自身过流流速进行计算。如果在确定的管径、管材、坡降等条件下，管道内的计算流速在坝袋塌坝1.5h内的流程小于两级坝带之间的距离，且上一级坝袋排污到达下一级坝址处的时间不与下一级坝袋排水遭遇，则该方案可行，否则会由于沿途流量的叠加导致设计沿途排污管道过流能力不足。（1）左右岸排污管道流速计算左右岸排污管道流速采用曼宁公式进行计算，计算公式如下：Q=AC(Ri)^0.5A----过水断面面积；C----谢才系数；R----水力半径；n------糙率，预制钢筋砼管，取值0.015；i-----设计排污管道比降。计算结果见下表5-12。左右岸排污管道设计流速计算表表5-12D（m）A（m2）X（m）R（m）nCiQ（m3/s）V（m/s）管道直径过流面积湿周水力半径糙率谢才系数比降流量流速7000.382.200.1750.01549.860.0050.5681.478000.502.510.20.01550.980.0050.8101.61b）塌坝排水自流至两岸污水管道方案分析根据以上计算结果可知，在塌坝必须的1.5h内，按排污管的设计流速，污水最小流程达7.9km，远超过总蓄水区的4.89km长度，所以沿途各坝袋的塌坝113 水流必定叠加。目前左右岸排污管道管径设计均按现有排污流量考虑一定加大流量后确定，根据以以上计算结果，当末端管径为DN800时，其最大过流能力为0.81m3/s，若再叠加塌坝流量，按左右岸各排5个坝考虑，平均单岸流量为0.573m3/s，叠加污水后总流量达到1.383m3/s，在目前管材、设计管道坡降确定的条件下，经计算设计管径需要DN1000以上才能满足过流要求。在工程区下游段，部分排污管线高程高于橡胶坝底板高程，如果橡胶坝排水要进入排水管道，需要增加排水管道长度，加大工程投资。综合分析，本次设计在避免增加排污管径的前提下，根据工程的布置，设计将前4座坝袋塌坝水排入污水管道，其余6座坝袋仍按排入河道考虑设计。首先根据左右岸地形布置条件，设计将1#、2#坝袋水排入左岸排污管道，3#、4#坝袋水排往右岸排污管道。经计算1#、2#坝排污流量为0.217m3/s、3#、4#坝排污流量为0.288m3/s，叠加左右岸排污管道设计末端污水流量后分别为1.03m3/s，1.09m3/s。由于目前设计排污管道考虑了未来城市规模扩容，排污量增大的富裕度，因此，设计DN800的管道在现有污水流量达不到峰值时，仍能满足目前4座坝袋排水与污水的叠加流量过流能力。对于其余6座坝袋排水，根据以上论述，由于无实现自流排水的充分条件，所以，本次设计仍考虑按泵站抽水强排方案考虑。5.5.4.4坝袋立坝充水方案a）橡胶坝充水方案比选根据蓄水区橡胶坝的总体布置，参照类似工程经验，结合本工程自身要求和特点，首先对橡胶坝充坝水源做如下比选：（1）自来水充坝由于工程建设位于县城中心，本工程10座橡胶坝充水总量为6267m3，可就近采用自来水充坝。（2）修建储水池为了坝袋充水可以重复利用，可研阶段设计修建3座储水池，来满足坝袋充排水要求。（3）河道来水充坝根据工程布置，考虑到河道比降较陡，采用两级蓄水区水位高差自流充水。（4）坝袋充水比较设计对上述3种充水方式进行了比较，由于某县113 县城供水较紧张，采用自来水充坝代价较大，又与城市供水冲突；本阶段再次对工程区进行了详细的查勘，河道两边现状建筑物较多，修建储水池需要占用土地，不仅投资大，实施难度大。此外，工程区上游工业污染少，河道水质良好，因此在工程实施河道两岸截污治理后，河道水质基本能满足坝袋充水水质要求，可以采用河道蓄水充坝。综上所述，本次设计为了减少工程占地、节约工程投资及后期运行费用，采用河道来水作为充坝水源。b）充水方式选择根据地形和水源条件，若要从每级坝前引水自流至下一级坝袋充坝，首先1#坝必须先立坝蓄水。对1#坝袋立坝水源有就近打井抽水和布设管道从较远的上游取水两种方案，为便于工程的维护管理，1#坝立坝充水水源方案不对工程整体构成较大影响，1#坝袋水源设计选取就近打井的方案；除1#坝外，其余坝袋立坝均按引取上游河道蓄水进行充坝设计。下面就自流充坝进行详细的分析计算。（1）计算基本参数上水位为上一级坝前蓄水位，因坝袋引取水量远小于库区蓄水量和考虑来水补给的因素，视为水位不变。下水位为下一级坝袋满水时坝袋自身高度乘内压比，设计内压比均为1.3。（2）计算成果计算成果见表5-13。根据计算结果可知当充坝时间为15h，充水管道口径为DN200时，均能满足立坝水头要求，且出水口仍有一定富裕水头。通过计算，2#～9#坝袋均能采用自流充水方案实现。为使充坝富余水头更大，充坝控制灵活，充坝时间更短，经比选、最终确定充坝管路采用DN300UPVC管。因此，本工程除1#橡胶坝采用抽取井水充坝外，2#～9#坝袋采用自流充水方案。113 自流充坝管道水力计算（管径DN200充水时间15h）表5-13坝名称坝袋高度上游坝前水头高程下游坝袋内水位高程净水头差排水管直径过流面积充坝坝坝时间坝袋容积Q流量v（流速）n(糙率）L（管长）hf管路损失剩余余水头（m）（m）（m）（m）（m）（m2）h（m3）（m3/s）（m/s）　（m）（m）（m）2#坝2.701592.681590.861.820.20.0315.006270.01160.370.0134780.661.163#坝2.701590.051588.231.820.20.0315.006270.01160.370.0134910.681.144#坝3.001587.421585.282.140.20.0315.0010060.01720.550.0135011.520.625#坝2.501584.821582.522.300.20.0315.005910.01000.320.0135480.561.746#坝2.501581.941580.041.900.20.0315.005380.01000.320.0136570.671.237#坝2.501579.461577.571.890.20.0315.005910.01000.320.0136610.671.228#坝2.501576.991575.091.900.20.0315.007530.01290.410.0136691.150.759#坝2.501574.601572.781.820.20.0315.006450.01190.380.0135890.860.9610#坝2.501572.051570.531.520.20.0315.006450.01190.380.0135560.810.71113 5.5.4.5橡胶坝充排水设计综上所证，1#～4#坝采用自流塌坝排水，5#～10#坝采用动力排水。1#橡胶坝采用抽取井水充坝，2#～9#坝袋采用自流充水方案。a）1#~4#坝充排水系统设计（1）管路布设1#~4#坝采用自流塌坝方案，根据两岸现状，3#~4#坝河道左岸建筑物较多，对工程管线布置和施工均不利，所以，3#-4#坝袋充排管路布设在河道右岸。1#-2#坝袋左右岸均有空地，考虑到平衡分配塌坝流量，1#-2#坝袋充排管路均布设在河道左岸。根据水力计算成果，坝袋排水均采用DN400钢管，在坝后与左右岸污水管道相接汇入。充水由于要求时间较宽松，采用DN300UPVC管道。钢管需采用环养煤沥青漆进行防腐，设计管道压力等级均为0.25mpa。管路沿线临时开挖边坡设计为1：0.75，管沟底宽取1.0m，管沟回填时管顶覆土恢复到原地面高程，根据最大冻土层深度要求，管顶覆土厚度不应小于0.5m，管道开挖建基面、管道两侧回填压实相对密度不小于0.65。管道拐弯处布设镇墩，镇敦采用C15钢筋砼浇筑。（2）管路控制由于无泵站作为控制节点，本次设计拟在每座坝前布设一座控制阀井，井内设两套电动蝶阀对坝袋的充排水管路进行切换控制。经布置，阀井长×宽：3.1×2.6m，井深随两岸地形确定。坝袋内测压管道在阀井内转换为电信号通过电缆送至主控制室。阀井采用现浇C20钢筋混凝土整体浇筑，设计砼防渗、抗冻等级：W4、F150。b）5#～10#坝充排水系统布置根据计算确定设计方案，5#-10#坝采用泵站作为塌坝强排水方案。拟定每座泵站控制两座橡胶坝，设计共布设充排水泵站3处。泵站站址选择时，结合河道两岸的地形条件，为避免与道路及现状建筑物等发生冲突，确定1#泵站布设在河道右岸，2#、3#两座泵站布设在河道左岸，3座泵站均布置于其控制的两座橡胶坝之间，经水力计算，按靠近下游坝布置。（1）排水泵站设计泵站的主要任务是为橡胶坝塌坝排水，确保在规定的时间内将橡胶坝坝袋内的水排空，实现及时塌坝泄洪的目的。144 设计确定1#泵站承担5#和6#橡胶坝的排水任务；2#泵站承担7#和8#橡胶坝的排水任务；3#泵站承担9#和10#橡胶坝的排水任务。根据水力计算结果，结合河岸地形条件，泵站水泵机组需布置在地面以下，考虑河道两岸开阔地较少，同时从节约投资角度考虑，本次泵站设计为地下封闭式水泵基坑，只在1#泵站设集中控制室，控制室位于泵站水泵层以上，对各橡胶坝进行统一管理。泵站基坑内主要安装3台KQSN300-M27-213卧式离心泵机组以及管路、配套阀件和0.5T电动葫芦单轨吊车等设备。基坑长×宽尺寸：3座泵站均为14×8.35m，坑内净深度分别为5.3m、4.25m、3.1m。基坑内左侧预留有水泵机组检修空地。检修空地对应上层顶盖板预留吊物孔，尺寸为1.5m×1.5m。考虑检修要求，厂房基坑盖板设φ700进人孔和通风孔，通风孔采用6根DN200钢管伸出地面通气。基坑地坪设集水坑，坑内设潜水泵抽排管路渗漏水。工程地下厂房基坑采用现浇C20钢筋混凝土整体浇筑，考虑河道两侧地下水位较高，水泵基坑必须有一定的防渗、抗冻处理措施，因此，设计砼防渗、抗冻等级分别为：W4、F150。（2）充排管路设计橡胶坝充排水管路沿堤线敷设、布置在泵站与橡胶坝之间，每座泵站共向外敷设3条进出水管道。充水管路从上一级坝前约5m处引水至坝轴线处采用三通接坝袋排水管路经泵站自流至下一级坝袋；排水管路分别连接上下游坝底板内的充排水管路至泵站内，经抽排后汇流入泵后总管、排至下游橡胶坝后河道内。根据水力计算结果，充水管径均采用DN300UPVC管道；排水管径泵前均为DN300钢管，泵后总管均为DN500钢管。钢管需采用环养煤沥青漆进行防腐，设计管道压力等级均为0.25mpa。管路沿线临时开挖边坡设计为1：0.75，单管管沟底宽取1.0m，充、排水管路合用一管沟时，沟底开挖宽度取1.35m，管沟回填时管顶覆土恢复到原地面高程，根据最大冻土层深度要求，管顶覆土厚度不应小于0.5m，管道开挖建基面、管道两侧回填压实相对密度不小于0.65。管道拐弯处布设镇墩，镇墩采用C15钢筋砼浇筑。（3）泵站运行设计坝袋立坝充水无严格的时间要求。本次设计5#~10#坝袋立坝时间为15h，充水方案为依靠水144 重力自流实现，总体充水工况控制均由总控制室微机监控通过切换阀门实现。考虑城市防洪要求，结合本工程雨量遥测预测系统的实际情况，塌坝严格按1.5h控制，设计由1座泵站控制2个坝袋的排水，运行工况为：单台水泵控制一个坝袋的排水，水流经泵后总管汇流排至下一级坝后河道。排水系统由总控制室微机监控系统实施开启水泵、切换阀门，系统能最大限度的实现自动化控制，总控制室位于1#泵站上层。在每个橡胶坝袋内设置水压测量装置，通过DN50的测压管引至水泵房内，转换成电信号送至主控制室内监视坝体内的水压。测压管与坝袋排水管道同时敷设至水泵基坑内。5.5.5排污涵管根据某县城区污水处理现状，设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区两岸的污水进行截流，送入蓄水区下游。本次设计左岸共统计排污口33个，其中**河干流共24个，白水河左右岸共9个；右岸排污口6个。根据现场踏勘了解，左岸的白冯河及白水河堆满垃圾和污水，水环境恶劣，水质差，本阶段初步确定将白冯沟及白水河常流量水亦汇入截污管道排至工程区下游。工程区排污口几乎全部集中在**河左岸，考虑到城市的发展，本次设计沿**河左右岸各布设一条主排污管。规划至2015年，县城人口约8.5万人，生活污水量平均按每人、每天100升估算，日排污总量为8500m3。按无压管进行水力计算，管径为800mm，设计比降3.0‰，糙率为0.015时，经计算最大泄量为0.63m3/s，即日排污能力5.42万m3/日。由于每个排污口流量难以统计，排污管规模在初步估测县城目前排污量的基础上，充分考虑县城未来的发展，并兼顾1～4#橡胶坝塌坝的排泄水量，综合分析确定左右岸排污管道管径均为DN700～DN800。根据布置，左右岸排污管道总长10866.85m。（1）左岸排污管线布置工程区左岸堤防外侧上游段过境公路正在修建，中间段堤防外侧民房及商业用房密集，埋设排污管拆迁费用大、阻力大，不宜沿堤外埋设管道。设计左岸管线在桩号144 左4+135以前段，管线沿临水侧堤防堤脚布置；从左4+135以后拐出河堤，沿左岸河堤外侧延伸至工程区以外的下游河道，在管线穿越白水河河口处，接纳自白水河上游左右岸布设的两条排污管道。桩号4+135以上段管线施工可结合堤防工程加固同时进行，桩号4+135以下段排污管道，施工可结合鱼山至张庄堤防工程段的河堤施工同步进行。左岸排污管线起点位于1#蓄水区末端，终点位于工程区以外50m处，排污涵管全长4933m，白冯河以上主管采用DN700砼预制管，管长1971.89m，白冯河以下主管采用DN800砼预制管，管长2961.11m，支流白水河左右岸排污管总长1000m，采用DN700砼预制管。排污管线将沿程33个污（雨）水口排出的污水收集排放至蓄水区下游，在施工过程中，可以根据现场情况，对排污管口位置进行适当调整。排污管起点高程1592.38m，终点高程1567.29m，其中2#坝以前设计比降为6‰，2#坝～9#坝段设计比降为5‰，末尾段设计比降为3.0‰。按照规范沿线共布设检修井56座，其中**河左岸48座，白水河两岸共8座，由于部分检修井位于河道蓄水区内，检修井进口除采用常规井盖以外，还需增加砼盖板，盖板下面铺设橡胶垫圈进行止水。（2）右岸排污管线布置右岸管线基本沿现状堤防及道路内侧布置，将沿线排污口污水及过境道路预留的排污口统一拦截，排至工程区下游。排污管线起点位于1#蓄水区末端，终点位于工程区以外50m处，排污涵管全长4933.85m，设计任何河口以上主管采用DN700砼预制管，管长2310.70m，任何河口以下主管采用DN800砼预制管，管长2623.15m。排污管起点高程1593m，终点高程1568.33m，其中任河以上段平均比降5.8‰，以下段5‰,末尾段设计比降为3.0‰。按照规范沿线共布设检修井49座，由于部分检修井位于河道蓄水区内，检修井进口除采用常规井盖以外，还需增加砼盖板，盖板下面铺设橡胶垫圈进行止水。5.5.5排污涵管根据某县城区污水处理现状，设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区两岸的污水进行截流，送入蓄水区下游。本次设计左岸共统计排污口33个，其中**河干流共24个，白水河左右岸共9个；右岸排污口6个。根据现场踏勘了解，左岸的白冯河及白水河堆满垃圾和污水，水环境恶劣，水质差，本阶段初步确定将白冯沟及白水河常流量水亦汇入截污管道排至工程区下游。工程区排污口几乎全部集中在**河左岸，考虑到城市的发展，本次设计沿**河左右岸各布设一条主排污管。规划至2015年，县城人口约8.5万人，生活污水量平均按每人、每天100升估算，日排污总量为8500m3。按无压管进行水力计算，管径为800mm，144 设计比降3.0‰，糙率为0.015时，经计算最大泄量为0.63m3/s，即日排污能力5.42万m3/日。由于每个排污口流量难以统计，排污管规模在初步估测县城目前排污量的基础上，充分考虑县城未来的发展，并兼顾1～4#橡胶坝塌坝的排泄水量，综合分析确定左右岸排污管道管径均为DN700～DN800。根据布置，左右岸排污管道总长10866.85m。（1）左岸排污管线布置工程区左岸堤防外侧上游段过境公路正在修建，中间段堤防外侧民房及商业用房密集，埋设排污管拆迁费用大、阻力大，不宜沿堤外埋设管道。设计左岸管线在桩号左4+135以前段，管线沿临水侧堤防堤脚布置；从左4+135以后拐出河堤，沿左岸河堤外侧延伸至工程区以外的下游河道，在管线穿越白水河河口处，接纳自白水河上游左右岸布设的两条排污管道。桩号4+135以上段管线施工可结合堤防工程加固同时进行，桩号4+135以下段排污管道，施工可结合鱼山至张庄堤防工程段的河堤施工同步进行。左岸排污管线起点位于1#蓄水区末端，终点位于工程区以外50m处，排污涵管全长4933m，白冯河以上主管采用DN700砼预制管，管长1971.89m，白冯河以下主管采用DN800砼预制管，管长2961.11m，支流白水河左右岸排污管总长1000m，采用DN700砼预制管。排污管线将沿程33个污（雨）水口排出的污水收集排放至蓄水区下游，在施工过程中，可以根据现场情况，对排污管口位置进行适当调整。排污管起点高程1592.38m，终点高程1567.29m，其中2#坝以前设计比降为6‰，2#坝～9#坝段设计比降为5‰，末尾段设计比降为3.0‰。按照规范沿线共布设检修井56座，其中**河左岸48座，白水河两岸共8座，由于部分检修井位于河道蓄水区内，检修井进口除采用常规井盖以外，还需增加砼盖板，盖板下面铺设橡胶垫圈进行止水。（2）右岸排污管线布置右岸管线基本沿现状堤防及道路内侧布置，将沿线排污口污水及过境道路预留的排污口统一拦截，排至工程区下游。排污管线起点位于1#蓄水区末端，终点位于工程区以外50m处，排污涵管全长4933.85m，设计任何河口以上主管采用DN700砼预制管，管长2310.70m，任何河口以下主管采用DN800砼预制管，管长2623.15m。排污管起点高程1593m，终点高程1568.33m，其中任河以上段平均比降5.8‰，以下段5‰,末尾段设计比降为3.0‰。按照规范沿线共布设检修井49座，由于部分检修井144 位于河道蓄水区内，检修井进口除采用常规井盖以外，还需增加砼盖板，盖板下面铺设橡胶垫圈进行止水。。5.6防渗处理本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗，包括蓄水区左、右岸堤防防渗及橡胶坝坝基防渗工程设计。5.6.1防渗的必要性根据地质资料及两岸地下水现状，本工程若不进行防渗，蓄水区所蓄水量不仅会大量渗漏，而且会补给两岸，城区地下水位将抬高，对两岸建筑物产生浸没影响。为减少蓄水区渗漏、降低工程运行成本、确保景观水面及建筑物安全，须对蓄水区左、右岸堤防蓄水位以下的堤身、堤防基础及橡胶坝坝基进行防渗处理。本工程堤基为砂砾石，渗透系数1.5×10－2cm/s，为强透水地基，砂砾石下层为第三系泥岩，为相对隔水层。初步计算渗漏量4.9万m3/d，月渗漏量约147万m3，渗漏量大。5.6.2两岸地下水现状根据本阶段《工程地质勘察报告》，蓄水区上部为砾石及砂壤土等，底部泥岩为相对隔水层。蓄水区右岸地下水补给来源主要为山坡地下水补给，向河流侧向排泄及少量的人工开采；左岸地下水一是左岸山坡地下水补给，二是河流上游地下水补给。地下水排泄主要有两种方式，一是通过下游的两个排泄通道向**河排泄，即在白水河和**河交汇处的邓矿和人大住宅楼一带为上游段地下水向河流排泄的通道，桩号4+380附近为下游段地下水向河流排泄的通道；二是人工大量的开采，从水位资料分析，城区人工开采量大于左岸山坡及上游河流补给量。5.6.3蓄水库区防渗方式的选择5.6.3.1防渗方案一般而言，可采用的蓄水库区防渗方式主要有结合左右岸堤防基础的垂直防渗方式，以及蓄水库区底部的水平防渗方式；而结合地质条件可采用的基础垂直防渗处理措施有：帷幕灌浆、砼防渗墙、高压摆喷注浆防渗墙、垂直铺塑等方案；对于水平防渗有沿整个库区的水平铺塑等。按照本阶段《工程地质勘察报告》的初步建议，为满足蓄水要求，对工程区采取相应的防渗措施。从防渗效果、节约投资、施工等方面综合分析比较，本次设计拟对白水河以上段（河3+35144 0）堤身、堤基进行垂直铺塑防渗，防渗体深入泥岩1.0m；白水河以下段为了尽量不改变原城区段的水文地质环境，维持原地下水的泄水通道畅通，本次设计拟对该河段防渗进行方案比较，选择合适的防渗方案。（1）垂直防渗该方案同白水河以上段的防渗方案一样，由于河底作为相对隔水层的泥岩埋深仅3～4m左右，因此，设计结合堤防加固设计采用垂直防渗方案。沿两岸堤防基础及堤坡进行防渗，设计采用一布一膜土工膜防渗，土工膜外侧为浆砌石护坡，防渗底部按伸入相对隔水层以下1.0m控制，堤坡防渗高度按各蓄水区的水位控制，设计防渗高度为蓄水水面以上0.5m。（2）水平防渗在白水河以下河段内，考虑到白水河口以下为居民密集区，多为机井抽取地下水，为避免防渗阻断地下水联系，该段拟采用水平防渗处理，将防渗体沿全河道铺设于砾石层上部，在满足冲刷稳定的条件下，保证了砾石层的地下水排泄通道不被阻断。防渗材料选用一布一膜复合土工膜，土工膜距离疏浚河道顶高程为1.0m，上层为沙土及砂砾石保护层；堤坡防渗高度按各蓄水区的水位控制，设计防渗高度为蓄水水面以上0.5m。5.6.3.2方案比选采用垂直防渗方案，可以满足本工程的蓄水要求，减少渗漏量，降低因工程水位抬高对两岸的浸没影响。但由于蓄水区左右两侧形成一个相对封闭的防渗体系，将截断工程区两岸地下水的水力联系，对两岸地下水的相互补给会有影响；对工程区左岸来说，地下水水位可能会降低，右岸地下水水位会有所抬高，不过由于两岸堤坡防渗最低高度仅为0.4～2.7m，且对于整个河段来说，上游地下水补给下游地下水，该补给通道基本维持不变，因此，工程对右岸地下水的影响有限。垂直防渗方案投资相对较小。投资比较见表5—14。采用水平防渗方案，同样可以满足本工程的防渗要求，减少渗漏量；而且由于该方案防渗没有做至相对隔水层，没有截断河道的渗漏通道，砾石层两岸地下水与河水可以相互补给，基本维持了两岸地下水的现状，对两岸地下水影响较小。但该方案投资相对较大。白水河口以下段防渗方案比较表表5—14144 项目单位单价（元）水平防渗垂直防渗数量总价（万元）数量总价（万元）砂砾石明挖m33.3810293934.79206446.98回填砂砾料m36.557441848.74140539.20夯填砂砾料筑堤m345.8723878109.5323878109.53M7.5浆砌石护坡m3297.353792112.753845114.32M7.5浆砌石基础m3278.7260672.633617100.81现浇C20砼m3448.995729257.235729257.23PE复合土工膜m220.884502175.772384949.61聚乙烯泡沬板m2758306.229246.93M7.5水泥砂浆垫层m28.786190.547780.68钢筋制作安装t9494.34344326.61344326.61粗沙垫层m392.9521909203.64　C15混凝土垫层m3345.6346716.16　C15砼防渗墙m2426.26106845.54合计　　　1364.60　1027.44通过上述比较可以看出，水平防渗方案费用较高，垂直防渗方案投资较低，本阶段从不改变城区水文地质环境方面考虑，对白水河以下段拟采用水平防渗方案。5.6.3.3蓄水库区防渗方案选择综上所述，蓄水区堤基防渗方案采用分段设计，白水河口以上段即1#～7#库区采用垂直防渗方案，白水河口以下段即7#～10#库区采用水平防渗方案。设计采用基础开挖进行铺设土工膜的方式防渗，对库区底的水平防渗采用机械加人工平整库底的措施，防渗体以上铺设1.0m厚的砾石料保护层，保证防渗土工膜不被河底的棱角尖锐的卵石刺破。在个别无法铺设土工膜的河段（过境公路路堤段）采用浇筑C20混凝土进行防渗。为防止水平防渗土工膜被洪水掀起，在水平铺设的始端将土工膜挖埋入河床加以固定，确保运行安全防渗土工膜膜厚采用一布一膜，搭接采用热熔法焊接。C20混凝土防渗墙要求成墙有效厚度不小于0.2m。5.6.4蓄水区左、右岸堤防防渗a）防渗长度范围144 拟对蓄水区加固改建的左、右岸堤防及右岸新修堤防进行防渗，即自河0+000～左4+820（一级库区回水末端～10#橡胶坝）范围，全长4820m。b）防渗深度范围堤身防渗：根据筑堤材料压实试验成果，设计拟对蓄水位以下两岸堤身进行土工膜防渗。堤基防渗：根据地质条件，拟对1#～7#蓄水区范围的改建堤防及新修堤防的堤基进行垂直防渗处理，防渗体穿过砾石层深入下层泥岩1.0m；对7#～10#蓄水区范围的库区进行全河道水平防渗。5.6.5橡胶坝坝基防渗工程根据地质条件，并参照同类工程处理措施，对工程区的1#～7#橡胶坝坝基采用C15砼防渗防冲墙，墙厚0.3m，防渗墙穿过河床砂卵石层，并伸入泥岩1.0m。对8#～10#坝坝基在采用C20砼齿墙的防冲条件下，齿墙下采用全河底铺设复合土工膜水平防渗，使蓄水区形成一个相对封闭的水平防渗体系。5.6.6防渗处理后渗漏量计算5.6.6.1计算原则a）堤基为砂卵石，渗透系数k=3.39×10-2cm/s，为强透水地基，砂砾石下层为第三系泥岩，作为防渗墙的相对隔水层；b）左岸堤防、右岸堤防渗透按有限深透水地基上不透水土坝坝基渗流情况计算；c）透水层按平均深3m考虑；d）蓄水河槽长度为4820m；e）防渗体渗透系数取5×10-6cm/s。5.6.6.2渗流计算计算公式采用《水利计算手册》推荐公式：式中：q－单宽渗漏量；k－渗透系数；H1－上游水位；H2－下游水位；144 L－渗径；T－透水层厚度。经计算，蓄水区进行防渗处理后，蓄水河槽每年总渗漏量为7.1万m3。5.7土建工程量汇总主要土建工程量汇总见表5—15。主要土建工程量汇总表表5—15序号项目单位　建筑物　合计河道整治左岸堤防右岸堤防支流堤防橡胶坝排污管线泵站7#～10#库区水平防渗1清基m3　30558814878　　　127472土方开挖m3175117285642677216489138447019816786823494301193土方回填m32034021404249531283662225177013986725282240394石方开挖m3　61041774617　　　　84955夯填砂砾料筑堤m3　21970353394855　　　　621646覆沙m3　　　　　　　20851208517M7.5浆砌石m3　95807234245360412551　　278598拆除浆砌石m3　5140329　　　　　54699C20砼护面m3　21782113　　　　　429110现浇C20钢筋砼m3　　　　13463647　1411011C15砼m3　　　　3602956263　357912C10砼垫层m3　　　　1543　　　154313弯轧钢筋t　　　　8930.2156　94914M7.5水泥砂浆垫层m3　775336223　　　　133415聚乙烯闭孔泡沬板m2　9718652462664235　　498116PE复合土工膜m2　354272823512200　　9066016652217止水带m　　981　2263　　　324418广场砖m2　135078471305　　　1050219DN50PVC管m　1275657　　　　　193220草皮护坡m2　8359106571467　　　　2048321坝袋面积m2　　　　5725　　　572522垫片面积m2　　　　3053　　　305323坝袋堵头面积m2　　　　263　　　26324干砌石m3　　　　3445　　　344525DN700预制砼管m　　　　　5732　　573226DN800预制砼管m　　　　　5549　　5549144 6机电设计6.1泵站水泵选型6.1.1基本参数根据橡胶坝充排水设计方案，5#-10#坝袋塌坝须采用泵站动力抽排，排水方案设计为单泵控制一座橡胶坝，经水泵后汇流至排水总管，排至下一级坝后河道内。设计单泵抽水总量为所控制的橡胶坝袋总水量，坝袋塌坝时间为1.5小时。计算中上水面高程为下一级坝后设计排水位，下水面高程为变化值，随着塌坝排水位的变化而变化：即对应上级坝袋内最大水头~坝袋内水位为0m时的变化范围。根据选定排水管路管径进行泵站总扬程及安装高程计算，各泵站具体参数及计算结果详见表6-1。1#、2#、3#泵站设计流量、扬程、安装高程统计表表6-1坝袋序号单坝袋流量坝袋内最大水位坝袋内最小水位设计上水位最小净扬程最大净扬程设计最小扬程设计最大扬程设计水泵安装高程m3/smmmmmmmm5#橡胶坝0.1001582.521579.271579.09-3.43-0.1888.61575.206#橡胶坝0.0961580.041576.791579.09-0.952.388.67#橡胶坝0.1041577.571574.321574.14-3.43-0.1888.61569.858#橡胶坝0.1291575.091571.841574.14-0.952.388.69#橡胶坝0.1191572.781569.531569.48-3.3-0.0588.61565.4010#橡胶坝0.0931570.141567.281569.48-0.662.288.66.1.2水泵选型根据该工程排水流量及扬程范围，经过对多种常用系列泵进行选型比较，考虑水泵要求扬程较低，参照同类工程水泵机组选型案例，选取KQSN300-M27-213型双吸单级卧式离心泵。根据充排系统方案，设计选取3台水泵，设计运行工况为2用1备。水泵基本性能参数见下表6-2。6.1.3起吊设备根据《泵站设计规范》GB/T50265-97144 ，厂房内起吊设备的起重量根据最重吊运部件和吊具的总重量确定。起重机的提升高度应满足机组安装和检修的要求。泵站水泵电机的最大重量为440kg，选CD1电动葫芦单轨吊一台，起重量为0.5t。水泵性能参数表表6-2项目单位参数备注水泵型号KQSN300-M27-213机组参数台2用1备单泵流量m3/h403、672、806水泵扬程m13、7、9单泵电机功率kw30水泵转速r/min1480水泵效率%64、78、74必需汽蚀余量m4.26.2橡胶坝充排系统主要设备配置6.2.1充排水方式选择根据防洪要求，橡胶坝需要在较短时间内排水塌坝，根据工程布置特点，设计1#～4#橡胶坝采用自流排水方案，5#～10#橡胶坝采用动力抽排方案，排水系统由水泵、阀门、电动阀门、表计以及相应的管路组成。1#橡胶坝充水水源选择为地下水，就近打井抽取，其它各橡胶坝充水水源均为上一级蓄水区，通过管路自流充水。6.2.2主要设备配置1#~4#坝袋充排管路配备一台潜水泵和电动蝶阀等设备。5#~10#坝袋排水泵站，根据系统的要求配备双吸式离心泵，电动蝶阀等。具体详见下见表6-3、6-4。6.2.3水位水压的测量在每个橡胶坝袋内设置水压测量装置，通过DN50的水管引至水泵房内，监视坝体内的水压。在每座坝的上下游设置水位计，监视上、下游水位。144 坝袋充排水管路设备表表6-3序号名称型号单位数量备注1DN200钢管Q235A、δ=6m3134　2DN300钢管Q235A、δ=6m400　3DN400钢管Q235A、δ=6m　　4DN500钢管Q235A、δ=8m910　5DN50测压管镀锌钢管m1376　6DN50测压管镀锌钢管m268　7拍门　个5　8环氧煤沥青漆防腐　m22346　9Ⅳ型刚性防水套管DN400、带止水环套8　10Ⅳ型刚性防水套管DN200、带止水环套4　11电动蝶阀D944HC-CZ0.25Dg200台10　12电动蝶阀D944HC-CZ0.25Dg400台4　13潜水泵150QW100-40-30台1　14可曲挠橡胶接头DN300套28　15可曲挠橡胶接头DN400套13　1#～3#泵站主要设备表表6-4序号项目名称设备型号单位合计数量备注1水泵KQSN300-M27-213台9　每座泵站3台2电机Y200L-4台9N单=30kw3电动葫芦单轨吊CD1--0.5t台3N=1KW、工字钢规格：16-28b、起吊高度6m4电动蝶阀D944HC-CZ0.25Dg300台21N=0.75kw5卡箍式伸缩节Dg300(Pg=-0.08～0.6MPa)套21设计间隙30mm6压力传感器　个18安装在水泵进出口上7潜水电泵80QW50--10--3台6N=3KW8Ⅳ型刚性防水套管DN50套3带止水环9Ⅳ型刚性防水套管DN200套6带止水环10Ⅳ型刚性防水套管DN300套6带止水环11Ⅳ型刚性防水套管DN500套3带止水环1259°跨管钢爬梯　座21　13工字钢轨道规格：16-28bm39　14下泵坑钢爬梯规格：宽度0.9m座3高度：5.3/4.25/3.1m144 6.3电气本工程设排水泵站三座，电动蝶阀井4个，水源井泵1个，总装机容量270kw。共装设低压水泵电动机组9台，需架设10kv架空线路5km，10kv电缆线路3km，0.4kv电缆线路0.8km.装设10kv箱式变电站3台套，总容量300kvA。工程电气部分设计，包括10kv配电网的供电规划设计，以及泵站，蝶阀井的变配电工程设计和微机监控设计，微机监控中心布置在1#泵站。6.3.1供电规划设计供电规划设计，根据本工程设置的各泵站，蝶阀井阀门配电的设计容量，地理位置和地方电网的分布情况，在保证供电质量和可靠性的同时，尽量满足供电的经济性和管理方便，并结合地方电网的布局和发展进行规划设计。6.3.1.1用电负荷及分布工程负荷的性质为橡胶坝排水，用电负荷具有以下几个特点：a）用电以排水为主，季节性负荷，且具有较强的季节性，用电集中，一般用电时间多在防洪多雨季节，泵站年运行时间短，但负荷比较重要，对供电可靠性有一定要求。b）总用电量不大，各泵站电力负荷及参数详见表6—5。C）水源井泵，电动蝶阀井用电量小，位置分散。泵站电气技术性能表表6—5站名负荷性质电动机主变压器站用变型号额定容量(KW)电压(KV)转速转/分台数型号台数容量(KVA)容量(KVA)1#泵站排水Y-200L-4300.3814803SC10-100/1011002#泵站排水Y-200L-4300.3814803SC10-100/1011003#泵站排水Y-200L-4300.3814803SC10-100/101100水源井泵抽水30.3816.3.1.2供用电设计经调查在漾河下游卢河河口附近设有35kV变电站，该变电站可以用10kV电压等级向以上3个泵站供电。根据GB50052-95《供配电系统设计规范》144 为了提高泵站供电可靠性，本工程3个排水泵站应采用双电源供电，但根据该工程的实际情况，泵站年运行时间短，负荷小，用电量少，要在县城城区5kM范围内再引一回独立电源供泵站用电困难很大。所以，本设计在生态环境工程监控中心设一台车载柴油发电机作为应急第二电源。考虑本工程位于县城中心地区，而且是风景旅游区，供电线路先采用10kv架空线路供到3#泵站，3#和1#泵站之间供电则采用电缆直埋供电，对于10kv及以下的配电线路，一般不按经济电流密度校验电缆截面，仅按温升选择截面，按电压损失校验截面，3个泵站配电线路详见表6—4。水源井泵，电动蝶阀井用电量小，位置分散，水源井泵，蝶阀井用电采用0.4kv电缆直埋供电，供电电源就近公网引接。6.3.2泵站的变配电设计6.3.2.1电气主接线电气主接线在满足安全可靠，运行灵活，接线简单，操作维护方便，节省投资以及运行经济等条件，由于泵站对供电可靠性有一定要求，为了保证泵站安全可靠运行，泵站采用10kV供电，主接线10kv侧采用线路变压器组接线0.4kv测则采用单母线接线，为了提高供电可靠性，主变低压侧采用双投刀闸，双投刀一端接主变，另一端接作为第二电源的备用柴油机组，这种接线的优点是接线简单、清晰、操作维修方便，节省投资，以及运行经济。6.3.2.2无功补偿装置根据“全国供用电规划”及“功率因数调整电费办法”的规定，泵站无功功率应就地平衡的原则，泵站应设置无功补偿装置，以减少供电损耗，提高供电质量。在计费计量点的功率因数不应低于0.85（即低压泵站380V母线上的功率因数可按补偿至0.9设计）。本设计采用设置静电电容器就地补偿方式，安装在箱式变电站内。6.3.2.3箱式变电站的选择根据生态环境工程总体设计，泵站采用地下全封闭式结构，相应泵站电气部分设计采用箱式变电站结构，泵站内主要电气设备布置在NXB箱式变电站内，NXB箱式变电站总结了国内运行经验，结合国家电力公司对城乡电网建设技术装备的要求，作到了节地、节电、紧凑化，小型化、无人职守、安全可靠、他们是按一定线路组合成一体的配电设备、具有结构紧凑、外型美观的特点。144 箱式变电站内配电变压器采用GC系列环氧树脂浇注干式电力变压器。10kV进线选用可扩展式还网配电柜，通信设备和泵站监控设备也放在箱式变电站内。6.3.2.4电动机选择泵站工程9台水泵电动机组全部选用Y系列电动机，电动机软起动器，降压起动。6.4泵站控制及综合自动化按照国内控制自动化的水平，要求运行人员能在系统监控中心，对水泵起动、停止及管道阀门进行控制操作，对供配电系统进行监控。每个泵站均留有上传接口，供工程管理部门在中心控制站对泵站进行综合调度和控制操作，系统监控中心设在1#泵站。6.4.1监控方式泵站控制系统以计算机系统为基础进行监控，除设备的现场操作外，在系统监控中心能对泵站主要设备进行自动控制。计算机监控系统为分层分布式结构，设置泵站级和现地控制单元级。在监控系统退出运行工况下，要求现场控制单元仍能保证电动机继续运行。正常运行工况下，工程集中监视控制全部由计算机监控系统来完成，中央控制室设置通信屏一块，工业电视柜一块，二次电源屏一块和计算机监控系统的值班员控制台，通过彩显、鼠标、键盘等来实现对工程的集中监控。6.4.2现地控制单元的功能配置每座泵站设1套计算机现场控制单元（LCU）。具体功能配置如下：144 每个泵站1套，主要用于水泵机组及其辅助设备的监控。通过接受来自就地设备的信号反馈和操作员工作站下达的指令，完成水泵机组及其它辅机设备的自动顺序控制，包括启动、停机，并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传操作员工作站。在监控系统故障状态下，能够独立维持机组的正常运行，并通过接受人工就地操作指令完成相应控制程序。机组LCU同时用于公用设备、蓄水水位、压力的测控。通过接受来自就地设备的信号反馈和操作员工作站下达的指令，完成工程公用系统设备的测控.并将有关位置、状态、故障等开关量信号上传操作员工作站。在监控系统故障状态下，能够独立维持设备的正常运行，并通过接受人工就地操作指令完成相应测控程序。6.4.3水源井泵和电动蝶阀井系统水源井泵和电动蝶阀井可控制量少，位置分散。采用光纤传输，费用高，也没有必要，所以本设计水源井泵和电动蝶阀井系统采用数传电台对水源井泵和电动蝶阀井内电动蝶阀进行现地和远方控制和监测。6.4.4视频系统系统在1#~3#泵站分别设视频监控系统各一套，配摄像头2台。6.4.5传输系统1~3#泵站之间监控传输系统采用光纤传输，并设立系统监控中心一个。6.5主要线路和电气材料（1）高压10kv架空电缆线路高压10kv架空电缆线路见表6—6高压10kv架空电缆线路一览表表6—6序号线路名称电缆型号单位数量备注1下游35kv变-3#泵站LGJ-3510KVkm5架空线路23#泵站-2#泵站YJV22-10KV-3X25km1.510KV直埋32#泵站-1#泵站YJV22-10KV-3X25km1.510KV直埋合计km8（2）0.4kv电缆0.4kv低压电缆直埋1.6km。（3）光纤传输材料直埋光纤3km。（4）泵站主要电气设备泵站主要电气设备详见表6—7。144 泵站主要电气设备及材料表表6—7序号符号名称规格单位数量备注一箱式变电站1XBD箱式变电站NXB（改）系列座3SG10--100/10注1：箱式变内含通信屏一套套3注2：箱式变内含PLC屏一套套3套32箱式变电站基础座3二泵站内设备1MX照明风机配电箱PXT（R）-2-3X6/1CM个32JDX捡修动力配电箱XL-21个3700（宽）X400（深）X1600(高)31-3RQD软起动器JJR3030台94DFKX电动蝶阀控制箱JX-2030个35PSX排水泵控制箱GKYX21/1Z个3三生态环境治理工程监控中心1操作员工作站P1V3.0GHZ/2GBRAM/160台32液晶显示器三星214T黑色台33打印机A4激光打印机台34UPS电源2kVA/1h台25工业以太网交换机台16通信屏套17工业电视柜.套18二次电源柜.11计算机操作台2000（长）×800（宽）×750（高）台112MX动力照明配电箱PXT（R）-3-3X5/1CM个113电台用直流电源S-100-15个114同轴电缆50-7套1144 泵站主要电气设备及材料表续表6—7序号符号名称规格单位数量备注15无线电台GD230V个116全向天线15M个117调制解调器MODEM-B个118接口卡光电隔离串行个1四照明1　照明系统　套4　五接地1　接地系统　套4　六传输系统1　4芯单模光纤　kM3　七10kV线路1　10kV架空配电线路LGJ-35kM5　八10kV电缆1　10kV直埋电缆线路10kVYJV22----3X25kM3　九柴油发电机1　柴油发电机120GF台1暫放工程监控中心十视频1　视频监控系统　套1摄像机6个十一电动蝶阀井1　0.4kV直埋电缆线路0.4kVVV22----3X6+1X2.5kM1.2　2　天线　套4　3　执行柜　套4　十二水源井1　0.4kV直埋电缆线路0.4kVVV22----3X6+1X2.5kM0.4　2　天线　套1　3　执行柜　套1　144 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1对外交通条件工程区地处某县，位于甘肃省东南部，天水地区南部，北起长道镇、南达太石河乡，处于渭河与西汉水分水岭的南测，东临徽县、成县，南依武都、康县，西北与礼县交界，东北与礼县、天水秦城区接壤。工程设计范围上起某县五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。祁山堡～**、**～成县公路纵贯某县全境，**河两岸的城区道路纵横交错可直达施工区，工程对外交通条件十分优越，施工车辆可利用现有公路及堤顶道路直达，对外交通运输便利。为便于堤防施工，在施工准备期可因地制宜沿堤内修建临时交通便道，满足车辆交通运输，施工完建期恢复原貌。7.1.2水文、气象条件某县气候属暖温带湿润区，南部地区较冷，北部较温和，雨水较少。多年平均降雨量533.9mm，多年平均蒸发量1262.5mm，多年平均气温8.4℃，多年平均最大风速15m/s，最大冻土深度约为42cm。**河横贯某县城，城区段有孟磨河、白冯河、任河及白水河汇入。7.1.3地形、地质及施工场地条件某县城位于黄土梁峁山间河川平原区，东西两侧为黄土梁峁区，中部为**河冲积平原，**河由南流向北。工程区位于**河河谷内，总长度约4.89km，河道平均比降约5.45‰，现状河宽约50～70m，为宽浅“U”型河谷，河流主槽蜿蜒曲折，平面上呈连续的“S”型。**河左岸为河漫滩，地面高程1588～1574m，高出现河床约1.2～7m；右岸大部分为一级阶地，高出现状河床约1.5～2.2m。左岸分布有堤防工程，右岸堤防工程不连续，在右岸堤线位置正在修建过境道路（堤路结合），在规划河段内建有桥梁5座，过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座人行吊桥。工程区流域以黄土丘陵为主，境内地形由西北向南倾斜，蓄水库区处于两山夹一沟的沟心位置，两岸水系发育，湖底上部为第四系（Q）松散堆积的壤土、砂壤土、砾石层等，厚度约1.2～5m，具弱～中等透水性，下部的上第三系（N2）泥岩，层位稳定，厚度较大，微透水或不透水，为稳定的隔水层；湖区地下水144 主要为孔隙潜水，受大气降水、侧向地下水及上游河水补给，赋存在砂、砾石层中，向下游及**河排泄。工程区地下水除孟磨河出口处对砼具弱腐蚀性外，其余地段对砼无腐蚀性。工程区地震基本烈度为Ⅷ度。施工临建设施、辅助企业和堆料场地在**河支沟（孟磨河、白冯河、任河及白水河）现状河堤外较为开阔处的农田地合理布设。7.1.4材料、动力和生活供应条件工程区位于某县城区，所需钢材、木材、水泥、燃料等可就近采购。生活及施工用水、用电供应方便、充足。生活用水可引接城区自来水，施工用水可由河中抽取或就近引接自来水，城区电网涵盖了整个工程区，施工用电可就近架设、引接。为减少施工辅助企业规模，可在工程区内只设保养站，机械修配和加工可依托当地工业设施和设备。7.2施工导流及排水7.2.1导流标准本工程依据《防洪标准》（GB50201-94），某县城区段设防标准为20年一遇，依据《堤防工程设计规范》（GB50286-98），堤防工程等级为4级，依据《堤防工程施工规范》（SL260-98），导流洪水标准为5～10年一遇洪水。根据分期洪水计算成果（见表7-1、表7-2），结合本次实施工程实际，主体工程采用枯水期施工，选取5年一遇枯水期洪水作为导流洪水标准。枯水期施工时段为11月～次年5月，**河5年一遇枯水期最大洪峰流量为120m3/s。支沟（白水河）5年一遇枯水期最大洪峰流量为48.2m3/s。**河非汛期洪水估算成果表表7-1河段时段（月）P（%）51020孟磨河以上5～61361107610112816011～4987452孟磨河～白水河5～617714399101461057811～41279668白水河以下5～6214172120101761279411～415411682144 **河支流非汛期洪水估算成果表表7-2河流名称时段（月）P（%）51020孟磨河5～65746321047342511～4413122白冯河5～621.016.911.81017.312.59.211～415.111.48.1任河5～635.428.519.81029.221.115.511～425.419.213.6白水河5～685.869.248.21070.751.237.611～461.746.733.17.2.2导流方式**河城区段河道宽约50～70m，现状河道内淤积严重、滩面裸露，两河口有浅滩分布。工程整体布局为“两纵十横七点”，即“两纵”为防洪工程（左右岸堤防工程），“十横”为挡水工程，“七点”为泵站及阀井工程。根据河道具体情况及水工建筑物布置，结合实地踏勘，导流方式分述如下：（1）防洪工程（堤防工程）堤防工程包含市区段左岸堤防加高加固、右岸新修及加固堤防。由于堤防位于河漫滩，导流形式有两种：①主流远离河岸处，经水力计算结合实地踏勘，枯水期河水不上滩，施工时不需导流，在施工时开挖的土石混合料沿基坑临水侧边缘就近堆放可临时挡水；②主流顶冲或斜冲河岸时，采用“裁弯取直”明渠导流的形式，使主流远离堤防，明渠断面为梯形，断面尺寸根据每段不同导流流量拟定，明渠底比降参照河道疏浚比降进行开挖，断面最好为宽浅式，并结合河道疏浚进行为宜。开挖的土石混合料在堤防一侧沿明渠边缘就近堆放，起临时挡水作用。（2）挡水工程橡胶坝工程施工选用分期围堰导流方式。144 一期临时围堰先围部分橡胶坝段（小于一半河宽），在基坑内干地施工，利用另外橡胶坝段河床导流；二期再围剩余橡胶坝段，在基坑内干地施工，拆除一期围堰，利用已建成的部分橡胶坝段导流。(3)泵站工程泵站工程均位于河岸堤顶，施工时可不考虑导流。7.2.3导流建筑物由于河床和滩地开挖料质量基本满足围堰填筑要求，且料源充足，表层清除后均可作为围堰填筑料，围堰采用土石围堰。围堰顶宽3m，堰高约2m，临水侧、背水侧坡比分别为1：2.5、1：2。围堰堰顶高程由10个橡胶坝段未封闭处河段水力计算确定，设计超高为0.5m。在局部易冲刷部位，设置部分编织袋装粘土护坡和护脚。围堰填筑利用两岸浅滩及河槽内开挖料，采用推土机和铲运机直接运至围堰填筑作业面，推土机推平碾压。7.2.4基坑排水堤防基础、橡胶坝等建筑物施工时，开挖基坑受河道的侧向补给、天然降雨和施工弃水等形成一定的积水，给基础施工带来一定的影响，因此，施工时应在基坑内设截水沟，用潜水泵及时集中抽排至河道或导流明渠。7.3料场的选择与开采本工程为河道治理工程，所需的天然建筑材料主要有填筑料、砼粗细骨料和块石料。7.3.1填筑料料场选择与开采7.3.1.1料场选择本次设计堤身填筑料选用砂砾料，料场来源首先选用本工程挖土方、基础挖土方及导流明渠挖土方中的可用料，不够的选用距工程区较近的**电解锌厂上游砂砾料场。料场选择在**电解锌厂上游500～1500m河滩范围内，地面高程1560.9～1557.7m，地形较平坦，岩性为砾石，含少量泥质，水位埋深0.5～0.8m。开采运输条件较好，运距5～8km。开采深度为2m，有用层厚度约1.5m，储量和质量均可满足要求。7.3.1.2料场开采土料场开采工序包括清表、挖装、拉运等。144 料场采用机械开采。土料场清表采用推土机推运集中，采用1.6m3正铲挖掘机或反铲挖掘机开挖，3m3装载机装车，10t自卸车拉运。7.3.2砼骨料料场选择与开采7.3.2.1料场选择(1)砼粗骨料料场选择为卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，岩性为二叠系灰岩，目前正在开采块石料，可采用人工轧制料做为砼粗骨料，有乡级公路通向工程区，开采运输条件较好，运距约18km。质量和储量指标均可满足要求。(2)砼细骨料某县附近无可开采的砼细骨料，西汉水的河砂为当地砼细料的唯一料源，有县级公路通往工程区，开采运输条件较好，运距30km。，多项指标不满足要求，建议使用该料时应采用工程措施；卢河乡草关村山沟内的灰岩块料需进行人工制砂。7.3.2.2料场开采砼骨料安排施工队开采有征地的问题，也有和当地农民的利益问题，很难解决，本工程砼用量不大，建议以购买成品料或以购买商品砼的方式供应。7.2.3块石料料场选择与开采料场位于卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，目前正在开采块石料，规模较大，岩性为二叠系灰岩，岩石坚硬，致密，属硬质岩石，储量丰富，距工程区约18km，质量指标均满足规范要求，开采运输条件较好。建议以购买成品料方式供应。7.4主体工程施工本工程主要建筑物为左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵站等。7.4.1防渗工程施工本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗，包括蓄水区左、右岸堤防防渗及橡胶坝坝基防渗工程设计。堤防及库区防渗：蓄水区1#～7#坝范围的改建堤防及新修堤防的堤基砂砾石层进行垂直铺塑防渗处理，防渗深入下层泥岩1.0m；对7#～10#坝范围的堤基及库区进行水平铺塑防渗。橡胶坝坝基防渗：坝前铺盖上游C15砼防渗墙伸入砂卵石层下的泥岩1.0m。144 7.4.1.1堤身、堤基及蓄水区防渗施工堤身、堤基及蓄水区河床均需进行防渗，施工时，首先对河道进行清淤，将河道内的垃圾、杂土及带尖角的硬物清除，按设计河床高程进行河底整平，堤基按设计要求进行开挖，然后，铺防渗复合土工膜。铺设前，先铺设基面和垫层。斜墙土工膜铺设要求先按设计断面进行削坡处理，清除坡面石块等尖突物，然后铺垫厚度不小于10cm的中砂，适当洒水，并用拍板或滚筒压实整平；水平铺盖直接铺设在覆盖层砂基之上，要求清除表层杂土和杂物，基面达到平整度要求后，对砂基进行碾压，保证土工膜与平整基面吻合。土工膜的铺设采用分段施工及流水作业的方法进行。斜坡土工膜从上至下铺设，水平铺盖由坡脚向铺盖首端铺设。土工膜的连接采用膜焊布缝的方式。7.4.1.2橡胶坝坝基防渗施工橡胶坝坝基采用C15砼防渗墙兼做防冲墙，墙厚0.3m，由于深度浅，采用人工开挖浇筑。施工时，先开挖基础，砼浇筑前先安装模板，人工绑扎钢筋，混凝土泵送入仓或1t翻斗车运料入仓，人工入仓摊铺，采用插入式振捣器振捣，原浆人工收面。砼在现场采用3m3混凝土罐车运送至现场或0.6m3移动式砼拌合机拌和，现浇时应注意预留伸缩缝。最后在墙外侧回填土料并夯实。7.4.2堤防工程施工7.4.2.1基础施工在堤基防渗工程结束后，可先行施工护脚基础。堤基开挖采用1m3抓斗挖掘机进行，人工补充挖基，开挖土石混合料可沿堤线在基坑边缘就近堆筑，形成临时围堰。基础和坡面浆砌石均采用人工进行浆砌石砌筑，严格按照坐浆法施工，分层砌筑，上下层错缝，小石填空，砌体完成后，人工清扫，用水冲洗槽缝并保持槽缝内湿润，砂浆进行勾缝，并做好养护。块石和砂料用自卸汽车由料场运至施工点堆放，砂浆就近用拌合机拌制，随制随用。砌筑时砂浆和块石用手推车运到砌筑点并严格按照堤防工程施工规范进行砌筑。基础工程可结合施工安排分段进行，边砌筑边回填。基础回填采用推土机进行。7.4.2.2堤身填筑在基础施工完成后，进行堤身填筑施工。144 堤防施工前先进行清基处理，采用推土机，人工辅助进行，清除堤基表面的垃圾、杂物、废渣及腐植土，尔后对堤基用振动碾碾压后，方可进行堤身填筑。部分排污涵管埋在新建堤防内，堤身填筑到排污涵管底高程时，要先进行涵管施工。涵管位于堤外处，涵管可后期施工。堤身填筑中应对料场筑堤料是否符合上堤要求进行严格检查。堤身填筑采用1m3挖掘机配10t自卸汽车运土，推土机平料，用12.5t振动碾碾压密实，碾压采用分层压实并达到设计规定的压实标准要求，铺料厚度控制在30～50cm之间。机械碾压不到的地方采用人工蛙夯补强。堤身全断面填筑完工后，进行人工整坡压实及削坡处理。7.4.2.3护坡施工在堤坡砌石前，要特别注意坡面复合土工膜间的可靠搭接，护坡工程采用浆砌石砌筑，砌筑方法同基础砌石。7.4.3橡胶坝、泵站工程施工7.4.3.1橡胶坝、泵站工程施工橡胶坝、泵站工程施工前先进行清基处理，采用推土机，人工辅助进行，清除表面的杂物、废渣及腐植土，再进行基坑开挖。尔后进行橡胶坝防渗工程，基础防渗完成后，再进行铺盖段、坝底板段、消力池段以及边墩等的浇注。橡胶坝、泵站基础采用现浇，3m3混凝土罐车运送至现场，组合钢模，混凝土泵送入仓，插入式振捣器振捣。土建工程完成后，橡胶坝进行坝袋安装，泵站进行设备安装及调试等。7.4.3.2砼施工温度控制根据本地区气候条件，砼浇筑施工要求进行温度控制，以防止砼表面产生裂缝。低温季节加强砼表面保温，高温季节采取砼降温浇筑等措施。低温季节砼施工采用热水拌制砼、预热骨料，控制砼浇筑温度在5～8℃。对新浇或已浇砼表面覆盖保温材料保温，禁止在寒潮期间浇筑砼。高温季节砼施工采用加冷水拌制砼，成品料堆搭盖凉棚遮阳等措施，降低浇筑温度。采用薄层短间歇浇筑砼等措施，降低水化热温升。加强砼养护，在砼浇筑完毕后，表面覆盖一层草袋并洒水养护，保持砼表面处于湿润状态。7.5主体工程土石方挖填平衡分析经计算，本工程土石方开挖总计43.85万m3(含清基)，填方用去所挖土方27.10144 万m3，剩余16.75万m3弃土需作为弃渣进行处理，弃渣堆放场初步选在鱼山吊桥以下规划的裁弯取直后的河滩地堆放，位于河道中心线桩号为4+250～4+550处。见表7-3。土方平衡分析计算表表7-3序号项目清基（万m3）土石方开挖（万m3）土方回填（万m3）弃渣（万m3）1导流工程4.702河道整治工程17.51(利用4.70万m3）2.0310.783堤防工程1.278.035.922.114橡胶坝工程1.380.620.765排污涵管7.025.181.846库区防渗8.237.250.987泵站工程1.681.400.28小计1.2743.8527.116.75注：导流明渠开挖工程量已包含在河道疏浚工程量中7.6施工交通运输工程区对外交通十分便利，物资及设备采用公路运输。两岸的城区道路纵横交错可直达施工区，施工车辆可利用现有公路及堤顶道路直达，在施工准备期可因地制宜沿堤内修建临时交通便道，满足车辆交通运输，施工完建期恢复原貌。根据现有交通状况和施工区较长的特点，场内设15km临时交通道路，路面宽4.5m，为简易泥结碎石路面。7.7施工工厂设施本工程的特点是施工线长，工程量分散，工期较短，分段发包。主要以土方、砌石、混凝土等工程为主。因此，施工工厂设施项目不多，规模较小。7.7.1混凝土系统本工程砼浇筑主要为橡胶坝基础、泵站等，根据地形条件和水工建筑物布置，144 施工时，临时将0.6m3砼拌和站就近设在橡胶坝、泵站附近空地即可。7.7.2水、电系统施工生产用水可从河中抽取，对水质要求严格的施工项目可就近引接自来水；生活用水就近引接自来水，城区自来水厂对工程区供水量可满足需要。城区电网涵盖了整个工程区，施工用电可就近架设、引接，生产生活区附近均有10kv输电线路经过，故在生产生活区布设变电站，并引向施工现场。7.7.3机械修配及综合加工系统本工程位于城区，机械修配能力较强，综合加工设施较好，为减少施工辅助企业规模，可在工程区内只设保养站，及小型加工厂（比如：钢筋加工厂等），机械修配和综合加工系统可依托当地设施和设备。7.8施工总布置施工场地布置本着少占耕地，因地制宜，合理布局，加快工程建设，降低环境污染的原则综合考虑，既要有利于生产，又要方便生活，易于管理。工区对外交通条件较好，只需对局部路面进行处理即可与市区公路接通，不再增设新的施工道路。工程区水电供应充足，施工用水用电均可就近引入。根据河道治理工程施工经验，本阶段考虑生活区、成品料堆放场地、辅助生产企业等建材仓库因地制宜分孟磨中布置，拟在工程区设5处施工临建场地，1#临时施工区位于1#～2#坝之间，布设500m2的生产施工辅助企业和仓库，400m2的施工管理及生活区，可方便施工1#坝、2#坝及相应区段堤防等；2#临时施工区位于3#~4#坝之间，布设400m2的生产施工辅助企业和仓库，300m2的施工管理及生活区，可方便施工3#坝、4#坝及相应区段堤防等；3#临时施工区位于**河任河口下游，布设400m2的生产施工辅助企业和仓库，300m2的施工管理及生活区，可方便施工5#坝、6#坝及相应区段堤防，1#泵房等；4#临时施工区位于白水河口对面的木材市场（即2#泵房旁），布设600m2的生产施工辅助企业和仓库，500m2的施工管理及生活区，可方便施工7#坝、8#坝及相应区段堤防，2#泵房等；5#临时施工区位于工程终点处**河左岸，布设600m2的生产施工辅助企业和仓库，500m2的施工管理及生活区，可方便施工9#坝、10#坝及相应区段堤防，3#泵房等。5处施工临建场地均布设在现状田地上，共计布设2500m2的施工仓库及2000m2的临时住房和生活区。144 弃渣堆放场初步选在鱼山吊桥以下规划的裁弯取直后的河滩地堆放，位于河道中心线桩号为4+250～4+550处。具体布置见“总平面布置图”。施工临建主要工程量见表7-4。施工临建主要工程量表表7-4序号项目单位数量备注一、导流工程1导流明渠土方开挖万m34.8已包含在河道疏浚工程量中2导流明渠土方填筑万m31.03一期围堰填筑万m31.54二期围堰填筑万m32.05编织袋护坡护脚万m30.2二、交通工程1场内临时道路km15三、临建设施1施工管理及生活区m220002生产施工辅助企业及仓库m22500四、临时占地1弃渣场临时占地亩707.9施工总进度本工程特点是线长、面广、点多，在非汛期施工主体工程，汛期施工部分岸上工程。施工总工期24个月。划分为四个阶段：（1）工程筹建期：筹建期2个月，第一年8～9月。主要进行施工征地及招投标等工作，为施工单位进场开工创造条件。工程筹建期不计入总工期。（2）施工准备期：准备期2个月，第一年10～11月。主要工作是为主体工程施工做必要的准备，包括场地平整、围堰填筑、场内交通、通水、通电、通讯、临时房建和辅助企业建设等工作。（3）主体工程施工期：主体工程施工期为20个月，施工时段安排在第一年12月～第三年6月。第一年12月～第二年5月主要施工1#～4#橡胶坝三个湖区段的河道疏浚、左右岸堤防及排污涵管、橡胶坝等。144 第二年6～9月主要施工1#～4#橡胶坝三个湖区段的左右岸堤防堤顶、泵站土建和设备安装及调试等。第二年10月～第三年5月主要施工5#～10#橡胶坝三个湖区段的河道疏浚、堤防及排污涵管、橡胶坝等。第三年3月～7月主要施工5#～10#橡胶坝6个湖区段的泵站土建和设备安装及调试，1#～10#橡胶坝的坝袋安装等。（4）工程完建期：完建期为2个月，第三年8～9月。主要完成附属工程及清场、竣工验收等。施工总进度见表7-5。144 施工总进度表表7-5工程阶段工程项目第一年第二年第三年10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月9月工程准备期四通一平、临建设施等主体工程施工期河道疏浚工程堤防工程堤防基础、填筑等施工堤顶施工橡胶坝工程土建施工等土建施工等坝袋安装排污涵管工程泵站及阀井工程阀井土建设备安装1#～3#土建设备安装工程完建期附属工程施工、竣工验收等144 7.10主要技术供应7.10.1主要建筑材料本工程主要建筑材料为：水泥、钢筋、木材、砂子、碎石、块石等。工程所需要的主要建筑材料量见下表7-6。主要材料用量表表7-6项目砂子碎石块石水泥板枋材钢材单位万m3万m3万m3万tm3t数量4.651.993.611.101629547.10.2劳动力需要量根据本工程的工程量及施工进度安排，按照《水利水电建筑工程预算定额》计算该工程耗用总工日22.82万个，高峰期上劳人数200人，平均上劳人数160人。7.10.3主要施工机械设备本工程由业主对外发包，各标段施工需要的机械设备由承包商按拟定的施工方案需要自备，但必须满足工程施工要求。7.11施工管理工程实行建设单位负责、监理单位控制、施工单位保证和政府监督相结合的质量管理体制。为保证工程质量，建设单位可组织专家、技术骨干建立专门的质量管理小组，严把质量关；通过资质审查招标选择施工、监理单位，并实行合同管理。要求施工单位应建立完善的质量保证体系，监理单位应向施工现场派出相应的监理机构，分别承担质量的自检和监理任务，实行全面质量管理。186 8工程永久占地8.1占地范围确定本工程两岸堤防沿河道带状分布，设计新修堤1156.6m，加高加固堤防7039.07m，支沟加高加固堤防780m，橡胶坝等挡水建筑物主要布置于的现状河道内，泵房以及管理站位于堤防外侧。新修堤防需要征地，另外泵房以及管理单位也需新征土地。本工程永久占地总计37亩，其中新修堤防及加高加固永久占地33亩，泵房占地2.0亩，管理站的占地2.0亩。8.2实物指标调查8.2.1占地特点简述本工程永久占地为市区河道堤岸地，属城区，无实物指标。8.2.2实物指标根据本工程占地特点，参照《水利水电工程水库淹没实物指标调查细则》，依据1/1000地形图量算和现场实地调查得本工程永久占地面积为37亩，均为城区河道堤岸地。8.3占地处理8.3.1工程占地处理依据a）《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》（2006）；b）《中华人民共和国防洪法》（1997.8）；c）《中华人民共和国土地管理法》（1998.8）；d）《甘肃省土地管理实施办法》；e）《甘肃省河道管理条例》。8.3.2处理原则该工程社会效益显著，工程建设将占用部分市区河道堤岸地，按照国家规定将给予一定的补偿补助。城市河道生态工程是社会公益性项目，根据本工程建设永久占地特点以及占地涉及区自然经济状况，工程占地补偿补助标准按当地补偿标准处理。8.3.3占地处理泵房及工程管理站占地为城区河道堤岸地，属城区，无实物指标，按当地市区征地费用5万元/亩征用。186 8.4投资概算8.4.1投资概算依据和原则8.4.1.1依据经对各类工程建设征地补偿补助标准拟定所采用“依据”分析，确定本工程建设征地补偿、补助主要采用法律法规依据为：a）《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》（2006），以后称《条例》；b）《中华人民共和国防洪法》（1997年8月）；c）《甘肃省土地管理实施办法》；d）《甘肃省河道管理条例》。根据以上法律、法规，同时结合占地影响实物指标调查并参考其它水利工程占地补偿标准制定本工程的占地补偿补助标准。8.4.1.2编制原则：a）实事求是，坚持国家、集体、个人利益三者兼顾；b）考虑该工程社会效益显著，而工程建设本身并不创造效益的特点，占地影响实物指标补偿补助标准按有关规定就低不就高。c）参考当地赔偿标准进行补偿。8.4.2投资概算依据占地处理原则，按拟定的补助标准，本工程永久占地概算总投资为185万元。186 9环境保护设计9.1设计依据9.1.1法律法规、技术规范（1）《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）；（2）《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年9月）；（3）《中华人民共和国水污染防治法》（1996年5月）；（4）《中华人民共和国噪声污染防治法》（1997年3月）；（5）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（1996年4月）；（6）《中华人民共和国环境影响评价法》（2003年9月）；（7）《建设项目环境保护设计规定》（1987年3月）；（8）《建设项目环境保护管理条例》（中华人民共和国国务院第253号令，1998年11月29日）；（9）《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204—98）；（10）参考《水电水利工程环境保护设计规范》（征求意见稿）。9.1.2技术依据（1）《某河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》，2008年7月；（2）《甘肃省某县城市总体规划大纲》；（3）《某河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告》（甘肃省甘兰水利水电建筑设计院2007.10）；9.2环境保护标准9.2.1环境质量现状标准设计采用的环境现状质量标准如下：（1）《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类；（2）《地下水质量标准》（GB/T14848-93）Ⅲ类；（3）《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级；（4）《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)2类。9.2.2污染物排放控制标准（1）《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级；（2）《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；（3）《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）。186 9.3环境保护目标（1）地表水：库区及坝下河段水体，使其维持或优于水环境功能区划目标，不致因工程的兴建破坏地表水环境功能。现状水环境功能为农业、景观用水，规划功能为景观娱乐用水区，水质执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类。施工期控制施工活动对水环境的污染，确保**河水质不劣于往年同期水质，运行期应保持蓄水水体水质满足用水标准。（2）环境空气：项目区为城市地区，属环境空气质量功能区的二类区，本工程环境空气的保护目标主要是建筑材料运输沿线、施工场地及料场周围敏感点，使其达到《环境空气质量标准》（GB3095-96）二级标准要求。（3）声环境：声环境保护目标主要是施工场地、交通道路及料场周围敏感点，工程施工应采取减噪及噪声防护措施，使其达到《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）2类标准要求。（4）生态环境：本工程是一项生态修复治理工程，工程实施目的是要改善**城区生态环境，施工区内没有敏感的生态环境保护对象。评价阶段提出以下生态环境保护目标：—生态功能保护：从保护生态功能角度对工程建设方案提出建议、措施，以最大限度发挥工程生态环境正效益，避免由于人为改变产生的负效益；—水土保持：工程取弃土等产生一定的水土流失，需要通过工程、生物等措施控制；—植物资源：因施工而清除的植被可通过美化绿化措施得到一定恢复；—景观：工程实施后将形成环境优美的亲水生态景观。9.4主要污染源与污染物9.4.1施工期主要污染源与污染物根据《某河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》对工程建设环境影响的预测，本工程施工期产生的主要污染物种类及排放情况见表9—1。项目主要污染物产生及排放特征表186 表9—1内容类型排放源污染物名称处理前排放浓度或排放总量水污染物生产废水生活污水固体悬浮物COD、NH3-N生产废水40m3/d生活污水18m3/d大气污染物施工粉尘车辆扬尘总悬浮颗粒物1.0～10mg/Nm3固体废弃物施工生产人员生活施工弃渣生活垃圾施工弃渣总量16.75万m3生活垃圾总量48t。噪声施工机械运输车辆在作业区，昼间超标10dB(A)，夜间超标12dB(A)。原地貌扰动及破坏工程开挖由于新修橡胶坝，料场开挖取料，支流堤防加固，弃渣堆放、临时占地等总计扰动破坏原地貌面积约18hm2。9.4.2运行期主要污染源与污染物工程运行期不排污，对环境影响主要是管理人员和游客活动等遗弃的生活垃圾，可由市政部门集中清运处理，不会对周围环境造成影响。9.5环境保护设计9.5.1施工废水处理措施设计施工废水包括施工生产废水及施工区生活污水。根据工程特性，本工程施工期生产废水主要包括混凝土、砂石骨料冲洗废水、混凝土养护碱性废水和机械修配废水，废水中主要污染物为固体悬浮物和石油类，水质呈碱性；生活污水主要来自施工人员集中生活区日常生活排放的废水，废水中主要污染物为COD、阴离子洗涤剂等，有机物及细菌指标较高。根据不同性质废水，采取不同的处理措施。9.5.1.1生产废水处理措施施工期生产废水总量为2.4万m3，生产废水不含有毒有害物质，主要污染物为悬浮物SS，浓度最高可达到40000mg/L，直接排入下游河道，对水体功能有影响，因此必须经过处理。根据该河段排污执行GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准的要求，对废水采取沉淀处理措施。设计在施工区砂石骨料冲洗场、砼拌和系统冲洗场、施工机械与车辆冲洗区修建截流沟，在地势较低处修建废水沉淀池，将生产废水汇集到沉淀池后进行处理。186 a）砂石料冲洗废水处理措施根据砂石料加工废水中悬浮物颗粒较大，沉淀速度较快的特点，选择使用平流式沉淀池对废水进行沉淀处理。平流式沉淀池施工简单、造价低。废水经沉淀池沉淀后，上清液经多介质过滤器处理后进入清水箱，用于生产回用，废水基本可不外排。处理工艺流程见图9-1。图9-1砂石料冲洗废水处理流程根据施工平面总布置，设计在施工生产区设计2座沉淀池，采用平流式沉淀池，使废水有24h以上的沉淀时间，两座池交替使用。沉淀池平面呈矩形，为简易浆砌石池，浆砌石衬砌厚度为0.3m（M7.5浆砌石），进出口分别与排水渠及受纳河道相连，进水口增设消能稳流设备挡板，出水口设格栅或筛网截流漂浮污物，池水澄清后，上清水可回用，下淤积泥沙较重时清理出后运至弃渣场。沉淀池容量规格为3×2×2m。b）砼加工系统废水处理措施砼加工系统废水主要产生于混凝土拌和及养护，废水呈碱性。在固定拌和楼处设置废水收集系统，由于废水中pH值较高，可在沉淀池中加入适量的酸调节pH值至中性，再进行沉淀处理，药剂投加量应根据施工现场试验确定，避免药剂投加过量造成二次污染。该处理方法的特点是构造简单，造价低，管理方便，仅需定期清池，出水通过水质监测，调整沉淀时间，确保生产废水达标排放。沉淀池设计同砂石料冲洗废水设计方案，根据施工组织，本次设计2座沉淀池，规格为2×2×2m，2座池交替使用。c）施工机械维修含油废水处理措施186 本工程机械设备停放场、机械修配及汽车保养站，在冲洗、维修过程中将产生含油废水。机械处理废水具有排量小、排放不稳定、石油类含量高、含有其他重金属污染物等特点，较难收集处理。本次设计采用小型隔油池，其特点是结构简单、造价低、运行管理方便，仅需定期清池，还可回收浮油，添加乳化剂可清除重金属离子，而且加药方便。处理工艺流程见图9-2。含油废水沉淀池集油池废水排出收集油污图9-2含油废水处理流程隔油池设计为矩形池，规格为2×2×1m。d）施工坝址及堤防基坑废水处理措施对于基坑废水，其悬浮物浓度低，可利用主体工程的基坑集水井、截水沟就地沉淀澄清后再抽排出。处理工艺流程见图9-3。基坑废水静置沉淀澄清废水抽排出图9-3基坑废水处理流程9.5.1.2生产废水处理措施施工期生活污水最大排放量为18m3/d，施工期产生生活污水总计1.08万m3。根据施工组织设计，施工生活污水主要是布置于项目区的施工营地产生。根据实际情况处理后进行排放。9.5.1.3措施论证砂石料冲洗废水所含污染物主要为悬浮物，具有易沉降的特点，处理达标后的砂石料冲洗废水除少部分蒸发、渗漏外，其余可循环利用；施工区两岸滩地较宽，含油废水达标后散排至滩地，不会影响**河水质；工程施工产生的砼碱性废水量不大，经中和处理后可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。9.5.2施工废气防治措施设计本工程属非污染生态项目，大气环境影响较小，根据工程特性，施工对环境空气的影响主要来自施工期中基础开挖、料场取土、混凝土生产、车辆运输等过程中产生一定数量的粉尘、飘尘（主要污染物TSP），以及机械施工、车辆运输等过程中燃油所排放的尾气（主要污染物NOx186 ）等。根据环评结论，河道内施工作业点附近50m内有居住区等敏感点。通过当地在建工程施工区类比预测，在施工运输高峰期，施工道路上总悬浮颗粒物TSP浓度可达1～3mg/Nm3，在工程开挖、施工现场如不采取有效措施，其TSP浓度可达8～10mg/Nm3。因此，在施工期应采取有效保护措施，减少对施工区及其附近的居民的影响。设计采取以下大气污染防治措施：（1）粉尘防治a）水泥、石灰等容易产生粉尘的物料在临时存放时必须采取防风遮盖措施，可以采用帆布覆盖的方法减少粉尘的产生；临时堆放的土方要用挡板封闭，表面要经常洒水保持一定湿度；b）运输土方和建筑材料在运输过程中要用挡板和蓬布封闭，车辆不应装载过满，以免在运输途中震动洒落；c）对于工程施工范围内的简易泥结碎石路面道路要配备1辆洒水车，对施工道路定时洒水、清扫，一般每天洒水2次，早、中各一次，在工区进出口处保持路面湿润，并铺设竹笆、草包的等，以减少由于汽车经过和风吹引起的道路扬尘；（2）运输车辆汽车尾气a）运输车辆要统一调度，避免出现拥挤，尽可能正常装载和行驶，以免在交通不畅通的情况下，排出更多的尾气；b）加强对施工机械管理，科学安排其运行时间，发挥其最大效率，同时运输车辆要严格按照施工时间作业，不允许超时间和扩大施工路线；c）加强汽车维护，保证汽车正常、安全运行。（3）料场及渣场扬尘a）施工场地和原料堆积地要有专人负责，在大风天气或空气干燥易产生扬尘的天气条件下，采用覆盖和撒水等措施，减少扬尘的污染；b）临时料场要远离水体，要加强防护，在陡坡的料场要建临时挡土墙，避免雨水的冲刷而进入河流；料场四周必要时在堆垛表面喷洒表面湿润剂，或加盖蓬布等遮挡措施；c）工程弃渣场要有专人负责，在大风天气或空气干燥易产生扬尘的天气条件下，采用洒水措施，减少扬尘污染。（4）施工点及营地a）施工队伍生活营地要集中设置，避免分散，生活区内生活用能源尽量采用液化石油气和电能，禁止采用燃煤露天大灶，减轻空气污染；186 b）合理安排拌合点，尽量减少拌合点设置，采用灰土集中拌合；c）道路修建时对拌合点操作人员实行卫生保护，如配戴口罩、风镜等。（5）运行期环境空气防治在运行期，要加强绿化措施，采用植树种草绿化等措施，覆盖裸露地表，减轻风沙扬尘的污染，同时要禁止游人在水边露营野炊或烧烤；工程管理单位还应与地方环保部门合作，定时监测景区环境空气质量。9.5.3固体废弃物处理措施设计（1）施工期a）固体废弃物处理包括工程弃渣和生活垃圾的处理。本工程弃渣量总计16.75万m3，工程共规划1个弃渣场，弃渣应及时堆放至规划的弃渣场，并按照水土保持方案有关要求做好防护措施。b）工程施工期内生活垃圾总量为48t，生活垃圾会对污染水土资源，破坏环境卫生，危害人群健康，影响河道生态景观，损害城市形象，尤其是难降解的白色垃圾。根据本工程施工总布置特点，由于工区分散，点、线结合，应教育施工人员不得乱扔垃圾、随地大小便，对于各施工点及施工营地的生活垃圾，应在工区布设10个垃圾箱和2个垃圾台，安排专职卫生清洁人员定期打扫处理垃圾，将生活垃圾分类收集后运往生活垃圾填埋场统一处理，严禁向河道倾倒垃圾。c）施工期间设置2个生态厕所，下水与城市污水管道相连；d）其它方面，如建筑材料遇雨、雪、大风天气应加蓬盖，避免建筑材料流失浪费及对环境影响；小心施工，尤其是混凝土搅拌地等地方，防止原材料的滴漏。（2）运行期a）按照景区设计规范布置生态厕所，统一收集，与城市污水管道相连。b）景区内间隔一定距离应设置生态型垃圾箱，对垃圾实行分类包装、分类处理，垃圾要每天及时清运，集中运出景区，与城市垃圾一同处理；c）建立专职的清洁队伍，及时清理散落在景区内的零散生活垃圾，减少垃圾的存放时间；d）加强管理，制定景区管理办法、采用教育和处罚并重等手段，减少人为乱丢食物和包装材料，污染环境。e）运行期清除的泥沙可作为建筑材料使用。186 9.5.4噪声防治设计施工噪声主要来自施工机械及机动车辆，根据工程施工安排，本工程施工区噪声影响的主要对象是施工人员与施工生活区、附近城区居民点及其他保护对象，工程总体噪声影响较小。根据可研阶段环境预测结论，工程施工期间，在办公生活区按照GB3096—93《城市区域环境噪声标准》2类标准控制，则昼间超标10dB(A)，夜间超标12dB(A)。机械噪声、土石方开挖、交通噪声是施工期噪声污染的主要来源，为减免噪声影响，设计采取以下防治措施：（1）砂石料加工系统及砼拌和系统等，在面向影响区方向应设置隔声墙。（2）交通噪声。施工增加的车辆噪声应从管理和技术两个方面着手进行治理，凡进入施工区作业的大型车辆必须安装效果较好的消声器，在途经居住地时，要减速缓行，限速为20km/h，并禁止鸣笛，尽量避免夜间行驶。（3）对于强噪声作业现场施工人员配发耳塞、耳罩等劳动保护措施。（4）工程建设期每天主要施工时间应与施工区附近居民的生产生活时间相适应，减少扰民；居民区附近加工作业，应尽可能减少使用声级在70dB(A)以上强噪声设备，在夜间应停止使用声级在70dB(A)以上的强噪声施工机械。设备选型时选用低噪声设备，厂家必须提供符合国家噪声标准的技术文件。9.6环境管理9.6.1管理机构建立健全完善的环境管理体系，是确保贯彻执行环境保护方针、政策、法律法规、环保条款、管理办法等的重要环节。环境保护管理体系由领导机构、组织机构、实施机构和监督机构等四部分组成。各机构间紧密联系，又保持独立。分工明确，互相协调。工程施工期环境保护管理由建设单位负责，并与施工承包商共同承担，工程运行期环境保护由管理单位承担。9.6.1.1施工期项目环境管理机构（1）建设单位工程的环境保护设计措施的规划与实施，应在某县环保局的指导与监督下。为保证措施能够真正得到落实，建设单位应设专职工作人员1名，具体负责和落实从工程施工开始至项目正式投产运行期内一系列环保管理工作，对施工期的环境保护工作进行监督和管理，对全体施工人员进行环保宣传，协调各有关部门之间的环保工作。186 （2）施工承包商施工承包商设专职工作人员1名，兼职人员以岗而定，环办的职能是具体执行工程设计文件和招标文件中规定的环境保护对策和措施的实施。环境保护办公室在承包商进场时成立，工程竣工并经验收合格，在正式运行期移交管理单位。（3）工程监理环境监理应由建设单位聘请具有相应资质的环境监理单位承担监理工作，业务上接受工程监理总工程师的指导。根据本环保措施的工程量，确定工程建设区环境监理工作由1名监理人员承担。具体监理任务为：a）编制监理计划，对环保设计中提出的所有环保措施及相关的施工技术要求进行监督检查。b）按有关法律、法规及工程承包合同中的环境保护措施要求，对项目承包商的环境保护工作进行检查监督，防止和减轻施工作业的环境污染和对植被的破坏行为。c）全面监督和检查施工单位环保措施实施和效果，及时处理和解决临时出现的环境污染事件。d）监理工程施工环保措施是否与工程同步、同时投产使用、同时验收等，提出要求限期完成的有关环保措施。e）落实环境监测，审核有关环境报表。f）编制环境监理工作报告报送工程建设部门，对环境监理工作进行总结，提出存在的重大环境问题和解决问题的建议。9.6.1.2运行期项目环境管理机构运行期环境保护工作由管理机构承担。运行期环境管理任务：（1）负责工程区的日常环境保护管理工作；（2）负责定期检查治理河段环境现状，组织实施河段水质监测计划；（3）调查监测流域内污染源发展变化情况，提出水质预测分析，为工程管理提供技术依据；（4）负责对污染事故的监测、处理及上报，协调有关部门制定防止污染事故的措施；（5）编制应急计划；186 （6）建立完整、规范、准确的环境基础资料，环境统计报表和环境保护技术档案。9.6.2管理范围与时段工程管理范围为工程项目建设区，包括主体工程施工区、土料场区、弃渣场区、生产生活区及临时道路区。管理时段为工程施工期和运行期。9.7环境监测9.7.1监测目的通过对工程建设和运行期间所涉及的区域环境中各项要素进行经常性监测，掌握和评价环境质量状况及发展趋势，主要针对排放的生产废水、生活污水以及其它污染物进行监测，便于采取防治对策，为政府部门和工程环境管理部门提供准确、可靠的监测数据和资料。9.7.2实施机构环境监测由某县水利电力局组织，按照有关监测计划要求，委托具有相应资质监测单位进行监测，具体由环境监理工程师监督检查。9.7.3环境监测9.7.3.1施工期环境监测根据预测评价结论，对建设项目施工、运行过程存在的主要环境影响、重点影响对象，结合项目施工、运行特点及开发功能和环境保护目标要求，按照环境监测规范，针对性的提出项目影响区的施工期、运行期的环境监测要素及环境监测因子。（1）地表水监测点位：共2个，代表来水水质；坝址处，代表出水水质；监测项目：PH、SS、CODCr、石油类、氨氮；监测时间、频率：每月一次，每次连续监测3天，每天监测1次；执行标准：《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类；监测方法：按照国家环保局、水利部颁布《水和废水监测分析方法》、《水环境监测规范》及《地表水环境质量标准》中的相关规定执行。（2）地下水监测断面：共设3个监测井；监测项目：地下水埋深、总硬度、pH值、高锰酸盐指数、挥发性酚类和总大肠菌群等5项。186 监测频次：每年在蓄水期和非蓄水期分别监测1次。执行标准：《地下水环境质量标准》GB/T14848-93Ⅲ类；监测方法：《水环境监测规范》及《地下水环境质量标准》中的相关规定执行。（3）环境空气监测点位：共2个；监测项目：TSP、PM10、SO2；监测时间、频率：施工期间每季一次；执行标准：《环境空气质量标准》GB3095-19962类；监测方法：按照国家环保局颁布《环境监测技术规范》（大气部分）执行。（4）声环境监测点位：共4处；监测项目：等效声级；监测时间、频率：每周一次，每次监测一天，昼夜各监测一次；执行标准：《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)2类；监测方法：《城市区域环境噪声测量方法》。（5）固体废弃物监测项目：施工现场建筑垃圾、生活垃圾；监测频次：每周检查一次是否妥善处理。9.7.3.2运行期运行期以**河水环境及蓄水水体保护为主，根据运行期特点，制定运行期环境监控计划。监测点位：共3个；监测项目：PH、SS、CODCr、氨氮、总氮、总磷；监测时间及频次：每月一次，在蓄水水质发生恶化时，加大监测频次，每天监测一次，随时监控蓄水水质状况，以决定运行方式。此外，运行期对游人产生的生活垃圾，每周检查一次，是否妥善处置。9.7.4环境保护投资概算9.7.4.1编制依据（1）水利部水总[2002]116号《水利工程环境保护设计概（估）算编制规定》；（2）水利部水总[2003]67号《水土保持工程概（估）算编制规定和定额》。186 9.7.4.2投资概算环保投资主要包括环境保护措施费、环境监测费、仪器设备及安装费、环境保护临时措施费及独立费用等。根据各项环境保护及管理措施工程量，采用市场调查法和单价法计算。主要材料单价与主体工程所采用的单价一致。经计算，本工程环保总投资为50万元。186 10水土保持设计10.1总论10.1.1水土流失防治责任范围本工程范围上起五里村，下至卢河河口，河道全长约4.89km。整个工程的主要建筑物有橡胶坝、泵站、堤防、排污管道等。工程建设过程中的开挖、移动、填筑沙土方量很大，将不同程度地损坏原有的地貌植被和水土保持设施，产生大量的弃土弃渣，若不采取有效的防治措施，会造成新的水土流失，对项目区及周边生态环境造成一定影响。依据《开发建设项目水土保持方案技术规范》SL204—98第1.0.5条款，结合治理工程建设特点，现场踏勘调查确定该工程建设可能造成水土流失的防治责任范围为项目建设区。项目建设区包括永久占地和临时占地两部分。其中永久占地包括泵站和管理站等；临时占地主要为弃渣场，施工临时建筑，生产生活、施工便道均在永久征地范围内。10.1.2水土流失防治目标按项目所处水土流失防治区和区域水土保持生态功能重要性，针对将要实施的水土保持方案，确定本工程的水土流失防治目标为：（1）扰动土地治理率本方案对主体工程建设期间扰动的土地面积应进行全面防治，其治理率要求达到80%以上。（2）水土流失治理程度水土流失防治责任范围中扣除永久建筑物及水面等面积的基础上，实施水保措施后的防治面积治理程度达到80%。（3）水土流失控制量本方案在水土流失防治中通过实施各类工程措施、植物措施及其他措施并均起效之后，防治责任范围内的水土流失量力争控制到500t/km2·a。（4）拦渣率主体工程建设中产生的临时堆放和永久堆置的工程弃渣，在实施临时拦挡及永久防护的措施之后，其拦渣率应达90%以上。（5）植被恢复系数186 本方案实施的林草植物措施面积对应项目区水土流失防治责任范围内可绿化的面积，力争达到50%以上。（6）林草覆盖率本方案实施的林草总面积和主体工程实施的绿化美化工程面积之和对应项目区水土流失防治责任范围，其林草覆盖率力争达到40%。10.1.3水土流失防治分区及总体布局10.1.3.1水土流失防治分区本工程属带状类工程，其防治分区划分原则主要以地貌、水土流失类型、防治措施和功能，并结合施工工区进行划分。经现场实地踏勘与调查，参照主体工程设计及施工总体布设，将项目建设区分为弃渣场防治区、施工道路防治区、施工生产防治区、河道疏浚区及主体工程施工区。水土流失分区详见表10—1。10.1.3.2水土保持措施总体布局根据拟建工程的区域地形地貌条件，考虑工程建设性质，开挖量大等特点，本方案在水土保持措施的总体布设上以弃土场和施工区为重点，采取工程措施和复垦措施，结合生物措施协调布设，并做好永久措施和临时防护措施以形成较完整的水土流失防治体系。本方案工程措施以弃渣防护为重点，采用工程平整压实，护坡工程等措施确保弃渣范围的稳定；场地平整措施以施工区为主；生物措施以弃渣场表面、施工生产区，其它附属生产设施的植被再造恢复、植物防护与绿化美化为主，适地适树，提高工区植被覆盖度，达到控制水土流失，美化区域环境的目的。水土流失防治分区表表10—1防治分区项目弃渣场区河道疏浚区施工道路区施工生产区主体工程施工区分区防治范围工程弃渣场河道疏浚施工区施工道路施工区生产生活区各项工程施工区占地性质临时永久永久占地范围内永久占地范围内永久分区防治目标减少弃土流失80%、弃渣场边坡稳定、弃渣场平整压实，恢复植被临时堆放不产生水土流失、临时占地全部平整建设期不产生水土流失，绿化美化管理区景观、控制局部水土流失建设期不产生水土流失，施工完成场地平整186 水土流失防治体系总体布局表表10—2防治分区防治措施渣场防治区开挖土方临时拦挡措施表土收集、渣面土地平整并恢复植被河道疏浚区河床开挖面工程平整施工道路区工程平整、恢复原地貌生产生活区绿化美化主体工程施工区河床开挖面工程平整。临时防护10.2水土流失防治分区措施设计10.2.1弃渣防治区在工程施工过程中弃渣若不进行及时堆放、防护必将造成水土流失，为防止弃渣流失，必须进行防护并进行恢复植被。为了妥善堆存施工中产生的弃渣，根据当地地形地貌特征，本着最大限度加以利用并且有利于防护的原则，并对主体工程设计中分析研究的基础上，结合弃渣量的分布情况，选择了工区附近地低洼处渣场方案，可堆存全部弃土弃渣。在弃渣之前应先将表层土剥离，临时堆置旁边，待弃渣搬运倒入低洼坑之后，采用覆带式推土机分层推平压实。对于周边高出部分需推缓压实，边坡控制1：5~1：10范围，使其接近原有稳定状态，然后将收集表层土回填弃渣场表面，进行植被恢复。10.2.2主体工程施工区防治措施10.2.2.1合理安排施工时间在主体工程施工程序中，影响水土流失的主要环节为基础的开挖，因此，施工安排应尽可能避开雨季，并在雨季来临之前将开挖的土方进行临时防护，对于弃渣及时运往弃渣场进行堆置，临时堆放土方要做好周边排水设施，减少新增水土流失量。10.2.2.2实施封闭作业施工中，为防止河流流水对开挖面的冲刷，采用施工导流，进行防护。施工过程中为了防止雨季产生的径流冲刷侵蚀施工作业面，带走松散堆积土，应在开挖面两侧实施封闭作业，修建临时土埂予以拦挡，土埂可采用高0.5m，顶宽0.3m186 ，两侧边坡1：1的断面，材料就地利用开挖土方。其作用拦截地面径流，避免开挖土方流失。10.2.2.3弃渣及时清运在主体工程施工过程中对于产生的弃渣应及时清运至规划的弃渣场集中统一防治，避免弃渣临时堆放造成的不必要的水土流失。10.2.3施工生产防治区防治措施本区主要包括生活区、辅助企业、仓库、临时堆料场等施工临建场地，主体设计集中布置2处，左右岸各一处，为工程临时占地。由于本区建设过程中开挖、填筑等施工过程会产生水土流失，而且在主体设施建成后，需要绿化美化，用植物来点缀衬托，形成与周围环境相协调的绿色景观，因此，对本区进行植被绿化，以达到保持水土和美化环境的双重效果。对施工影响区域进行平整，平整完成之后，附属建筑物周边进行绿化美化。10.3水土保持实施保证措施10.3.1组织领导措施水土保持工作应纳入主体工程，将成为项目区治理水土流失，改善生态环境的一项重要内容，工程建设单位责无旁贷，须负责组织实施。具体应做好以下工作：（1）安排水保方案实施计划。（2）参与水保设计、施工、验收，并防止边治理、边破坏现象发生。（3）负责水保工程后期管理。10.3.2技术保证措施（1）聘请专业技术人员，指导水保治理方案中各项措施的实施，保证其发挥良好的效益。（2）实施监理制，水保方案的实施需要聘请专业监理人员进行监督管理。（3）水保方案的实施受当地水行政主管部门监督检查，认真落实“三同时”制度。10.3.3资金保证措施（1）依照“谁开发，谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的原则。工程建设区的水土流失防治费由建设单位负责，并在工程费用中列支。（2）各项资金必须及时到位，专款专用。186 10.4水土保持投资估算依据水土保持方案，某河城区段生态环境治理工程水保概算投资为45万元。186 11工程管理11.1蓄水区工程运行模式由于该工程属城市水景观工程，运行时应首先确保县城防洪安全，同时应尽量减少泥沙淤积，并利用洪水过程有效地冲淤排沙。工程运行的原则为：主汛期（7～9月）为确保防洪安全，应降低水位运行，非常时候应塌坝，全河道过洪；非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态，运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用，既达到泄流目的，确保河道行洪安全，又使景观水体得以正常运行。工程蓄水区可引水时间主要为非汛期10～6月，塌坝时间控制在1.5小时。检修期放在非汛期相机进行，检修期单坝塌坝泄空时间控制在3.0小时。蓄水期间，立坝过程为自上而下进行，即首先1#坝充水立坝拦蓄水量，1级库区蓄满后，2#橡胶坝充水立坝拦蓄水量，水流通过1#橡胶坝坝顶溢流向2级库区蓄水，依次进行直至10#橡胶坝充水立坝。立坝顺序自上而下进行，可保证河流来沙淤积于一级库区内，减小了下级各库区的泥沙淤积，对工程运行一段时间后库区清淤带来方便；同时，自上而下进行蓄水，也可以按照需要对10座橡胶坝中的几个坝蓄水，增加拦蓄水的灵活性，便于业主分期实施工程。根据已建成的类似工程运行经验，橡胶坝塌坝行洪后，不会对工程设施造成破坏，只需进行局部河槽清淤、橡胶坝的检修等。11.2水情自动预报系统设计11.2.1设计目的某河城区段综合整治工程建成后，科学安全的运行管理至为重要。为确保洪水到来前及时塌坝泄洪，需在某县城上游建设水情自动预报系统，以确保工程自身及城市防洪安全。11.2.2建设的必要性**河汛期洪水峰高量大，历时短，由于**河流域无基本水文测站，无法实现提前报汛，为确保洪水到来前及时塌坝泄洪，需在**河上游建设水情自动预报系统，以确保工程自身及某县城防洪的安全性。11.2.3设计可行性水情自动预报系统是利用通信、遥测、计算机等技术手段来完成雨量、水位、流量的实时监测，实现雨量、186 水位、流量的实时采集、传输和处理。自八十年代以来，随着现代科学技术的飞速发展，全国范围内的水文测报、洪水监测、预测预报系统等技术已趋成熟，为**河流域水情自动预报系统的建设提供了成熟的经验和技术保障。11.2.4设计依据（1）《水情自动化测报系统规范》（SL61-94）；（2）《水文站、网规划技术导则》（SL34-92）；（3）《水情自动测报系统设计规定》（DL/T5051-1996）；（4）《水情自动测报系统设备基本技术条件》（SL/T102-1995）。11.2.5设计基本情况**河发源于某县何坝乡河口乡铁古坪，自南向北流经某县城，于礼县蒙张汇入西汉水，流域总面积682km2。某县城（卢河河口）以上控制流域面积275km2。工程区以上流域设有晚家峡、**等两处雨量站，流域内无基本水文测站。**河卢河口以上流域为扇形流域，主要支流有孟磨河、任河、白水河，其中白水河最大，汇入口位于某县城，控制流域面积110km2，占卢河口以上控制流域面积的40%；任河控制流域面积40.4km2，在某县城上游的十里铺汇入**河，占**河卢河口以上控制流域面积的16.0%；孟磨河控制流域面积26km2，占卢河口以上总流域面积的9.5%，在某县城孟家磨汇入干流。11.2.6方案设计11.2.6.1方案比选根据**河的流域特征、水文特性和现有雨水情观测站点布设情况，结合塌坝所需时间对预报预见期的要求，本阶段考虑了雨量遥测预报系统、水位自动测报预报系统和雨水情测报预报系统三种洪水预报方案。方案一：雨量遥测预报系统根据流域内已有的2个雨量站暴雨资料和某县城的调查洪水资料，暴雨洪水预报模型。改造2处现有雨量站为遥测雨量站，同时在流域内的干流上游和主要支流任河及孟磨河上游各增设1处遥测雨量站，将暴雨信息利用通信信道系统传输至**中心站，根据暴雨洪水预报模型预报工程区洪峰流量。方案二：水位自动测报预报系统**河流域无水文测站，也无其它报汛观测站，从流域的实际情况出发，在**河干流十里铺任河汇入口下游设1处超声波（气介）自记水位站（水位站控制流域面积117km2186 ，占工程区以上总流域面积的42.5%），依靠通信信道传输系统，将水位数据传输至中心站，中心站根据该站的水位信息，推算该站流量，利用已编制的预报软件预报工程区洪峰流量及洪水传播时间。方案三：雨水情测报预报系统**河流域某县城以上支流众多，由于十里铺水位站仅控制了工程区以上流域面积的42.5%，一些较大量级的洪水可能由某县城段支流白水河、孟磨河等支流的局地暴雨产生。将流域内的**雨量站改造为遥测雨量站，同时增设姜席、孟家川三处遥测雨量站。十里铺水位站和3处遥测雨量站建成后，通过对某县城较大洪水的监测，建立预报模型，预报工程区洪峰流量。11.2.6.2方案比选雨量遥测预报系统的优点是可以利用现有雨量站系列资料，建立预报模型，预见期长。缺点：工作量大，预报精度较低，同时由于遥测雨量站点较多，一次性投资较高。水位自动测报预报系统的优点是对于十里铺上游局地暴雨形成的洪水预报精度较高，预报软件编制相对简单，投资和运行费相对较低。缺点是对十里铺至工程区区间局地暴雨形成的洪水不能控制。同时，十里铺至本次工程区最上游坝段不足4km，预报期不能满足本次工程塌坝时间要求。雨水情测报预报系统的优点是预报精度相对较高，对干支流洪水均能控制，预见期较长。缺点是投资相对较高，同时也存在水位自动测报系统中预报期不能满足工程塌坝的时间要求。对以上三个方案从建设投资、预报精度及流域特征等多方面进行综合比选后，推荐采用雨量遥测预报系统。11.2.7系统设计推荐的雨量遥测预报系统建设主要包括孟家川、万家磨、何坝、苟家庄遥测雨量站建设和晚家峡、**雨量站的改建，以及**中心站建设和预报软件的编制。11.2.7.1遥测雨量站工程遥测雨量监测站主要由雨量传感器、数传终端机、有线及无线通信设备构成，鉴于设备体积较小，为便于维护和管理，可建于居民家中。有程控电话的以有线通信信道为主信道，短波信道为备用信道，无程控电话的以短波通信信道为主信道。遥测雨量站工程新建雨量站4个，孟家川雨量站位于孟磨186 河上游的赵五乡孟家川村，距离工程坝址5.8km，万家磨雨量站位于吕河上游的十里乡万家磨村，距离工程坝址10.8km，何坝雨量站位于**河干流上游，黄江水库附近何坝乡，距离工程坝址12.0km，苟家庄雨量站位于白水河上游姜席乡苟家庄，距离工程坝址9.8km。改建的雨量站为晚家峡雨量站和**雨量站，晚家峡雨量站位于白水河支流姜席河下游的晚家峡水库管理站，距离本次工程坝址约5.0km，**雨量站位于某县城。11.2.7.2**中心站建设工程为了接收处理自记水位站及遥测雨量站发送的雨水情信息，并及时预报工程区洪水，设置**中心站，其建设可结合工程管理处设置。主要配备电源、避雷、接收和计算机处理等设备。11.2.7.3预报软件的编制对5处遥测雨量站（包括改建的2处）建成后一年的观测资料与某县城较大洪水观测资料进行对比分析，建立工程区洪水预报模型，编制预报软件，建模及软件编制费共需15万元。当**河流域发生全流域暴雨时，新建和改建雨量站同时有暴雨遥测雨量，一般来水，20年一遇暴雨产生20年一遇洪水，全流域暴雨产生洪水在本工程坝址的汇流时间约为2.7h。当各支流发生局部暴雨时，各支流雨量站有相应的暴雨遥测结果。当孟磨河发生局部暴雨时，20年一遇暴雨洪水在孟磨河口的汇流时间约为1.9h，孟磨河口位于本工程坝址的紧上游，因此，认为孟磨河的局部暴雨汇流时间为1.9h。吕河、横岭河为**河上游的小支流，其局部暴雨认为同是干流上游的局部暴雨，**河干流上游局部暴雨通过万家磨、何坝雨量站测报，其产生洪水和汇流时间按全流域洪水汇流时间考虑，20年一遇暴雨洪水的汇流时间为2.7h。白水河流域局部暴雨由晚家峡、苟家庄雨量站测报，白水河流域20年一遇局部暴雨产生的洪水在工程坝址的汇流时间大约为2.5h。11.2.8信息流程**河流域雨量遥测报预报系统总体信息流程简单，采用“一发一收”方式，将暴雨信息传输至**中心站，经预报系统对暴雨资料加工处理后，提供给工程管理部门，**河流域自动预报系统信息流程见图11-1。186 有线或短波通信预报软件工程管理部门西和中心站遥测雨量站图11-1**河流域自动预报系统信息流程见图11.2.9通信信道选择信道是传输信号的媒质，是构成通信网的基本部分。为了有效、可靠的传输信号，必须对通信信道进行对比分析。根据某县实际情况，有线及无线通信的传输质量、运行维护费用方面考虑，宜选择有线电话、短波及超短波通信信道，有线通信信道为常用信道，短波及超短波为备用信道。11.2.9.1有线通信信道（PSTN）PSTN就是通过公用电话交换网来传输暴雨信号，随着程控电话的广泛化，它已发展成为我国当前普及程度最高的一种信道资源，因而依托邮电部门的公用电话网，组建一个完整的有线电话报汛通信网是比较经济合理的。a）工作原理PSTN是通过两端的modem将由数据终端进入的低速数据经PSTN，用电路交换方式连接至别的用户终端或计算机。b）主要优缺点PSTN组网的主要优点是适用范围广、传输速率高，电路的响应速度快，没有无线通信中经常遇到的同频干扰问题，技术较成熟，设备简单，价格低廉。但是，PSTN通信也有一定的缺点，譬如传输时效不太理想，大部分报汛站地处偏远农村和山区，电话线路质量不高，防御自然灾害的能力低。11.2.9.2超短波通信信道超短波是指工作于VHF/UHF频段（一般指30～300MHZ）的信道，在国内外水文自动测报系统中占有重要地位。a）工作原理超短波通信的传播原理是对流层内的视距传播与绕射传播。视距传播损耗小，受环境的影响小，接收信号稳定。由于传播距离短，常需要建中继站。b）主要优缺点186 超短波通信频带宽、信道稳定，实时性能好，通信信道基本上不受环境和天气变化的影响，功耗相对较小，且具有一定的绕射能力，组网技术也较成熟。存在的缺点是同频干扰较严重，通信距离短，建设中继站不便维护管理等。11.2.9.3短波通信信道a）工作原理是利用短波在电离层的反射来进行的通信。b）主要优缺点短波通信方式的优点是：传播距离较远，受地形限制较少，投资少，建设快，抗破坏能力强，可实现“一包多发”功能。短波通信方式的缺点：受电离层、气候的影响大，通信质量差，信道稳定性差。11.2.10设备配置自动雨量计，MOSCAD-MRTU、强固机箱及附件，有线调制解调器（Modem），程控电话，电话线避雷器，交流稳压电源，电源避雷器，UPS，短波电台。11.2.11中心站设备配置UPS，程控电话，有线调制解调器（Modem），前置通信处理器，短波电台，避雷设备，计算机，打印机，预报软件。雨量遥测预报系统设备配置汇总见表11-1。186 设备配置汇总表表11—1名称设备名称设备型号设备数量备注遥测雨量站自动雨量计JDZ05-15UPSSd-5005程控电话5调制解调器ITM-51025数传仪MOSCAD-MRTU5短波电台TK-805电话线避雷器四川中光5电源避雷器四川中光5**中心站UPSR10081程控电话1调制解调器ITM-51021前置通信处理器MOSCADFIU1短波电台TK-801避雷设备四川中光1计算机联想1打印机HP10001预报软件11.3工程管理11.3.1编制依据根据国务院体改办《水利工程管理体制改革实施意见》（国办发200245号文）的精神、水利部颁发的《水利工程管理单位编制定员试行标准》SLJ705-81、《中华人民共和国河道管理条例》以及其它类似工程机构设置及定员编制的情况，制定该工程管理机构的设置及人员编制。11.3.2管理体制、机构设置及人员编制11.3.2.1机构设置本工程主要包括蓄水河槽及左、右岸堤防工程等。蓄水河槽内设10座橡胶坝作为挡水、蓄水建筑物，蓄水河槽总长4.89km。**河上游汛期来186 水泥沙含量较大，洪水峰高流急，冬季水清蓄水结冰，且蓄水区较长，因此，加强管理、科学调度极为重要。**河城区段生态环境治理工程为新建工程，为加强工程管理，使工程在建成后能正常、安全、高效的运行，遵循国家现行政策法规和有关技术标准，依据《中华人民共和国河道管理条例》及相关政策法规和技术标准，工程建成后，应组建专门的工程管理机构，拟设“**河治理工程管理处”，隶属于某县水利电力局，专门对本工程进行管理，下设相应职能的科、室，负责固定资产管理、保证工程安全与运行、工程的日常养护与维修、定期对工程进行检查和观测，以及组织大修理的招标和维修养护作业水平的监督检查等管理工作。11.3.2.2人员编制本工程系社会公益性项目，工程建成后除形成的水面可以租赁经营方式补充管理经费外，无任何财务来源，故应按事业单位建制。管理机构应以精简高效为原则，合理设置管理岗位，尽量减少非生产人员，依据《水利工程管理单位编制定员试行标准》，参照水利工程管理的有关文件，治理工程需设置工程管理岗和维修养护岗，对季节性工作所需人员，不列入定员，临时雇用。工程管理岗需要负责、行政管理、技术管理、资产管理等人员；维修养护岗需要工程维修养护、检查观测等人员。经分析估算，确定工程管理定员标准为9人，其中管理人员7人，维修养护人员2人。机构设置与人员编制见图7—2。图7—2机构设置与人员编制图11.3.3管理任务和管理范围11.3.3.1管理任务186 (1)管理机构要结合工程特点，制定具体的管理办法和有关制度。做到责、权、利相结合，建立岗位责任制。(2)对两岸防洪堤和本工程进行巡查和安全检查，加强工程监测，随时掌握工程的运行状况，发现问题，及时组织开展工程养护、修理等工作，同时积极配合防汛部门做好防汛工作。(3)橡胶坝的调度运用，要适时进行坝袋充排水，控制坝袋高度，控制坝顶溢流水深。橡胶坝控制运行原则是升坝蓄水，满足挡水、用水、游乐需要，在汛期河道发生洪水时，要塌坝泄洪，避免洪水灾害，并保障橡胶坝安全度汛；夏季当气温超过30℃时，为防曝晒，应适当塌坝，保证坝顶有不少于5cm的溢流水深，冬季坝袋上加盖尼龙布及坝前水面破冰，以确保工程安全，延长工程使用寿命。(4)对工程管理范围内的一切设施进行管理、维修和养护，对林草花木进行抚育、更新，任何单位、个人不得破坏，保障工程正常运行和环境美化；对工程保护范围进行监督检查，保证此范围内没有破坏或影响工程安全运行的活动。11.3.3.2工程管理范围和保护范围(1)工程管理范围工程管理范围为工程管理单位直接管理和使用的范围。本工程的管理范围为：五里铺～卢河河口共4.89km范围内的生态工程，即蓄水区和左、右岸堤顶绿化。对于工程范围内的左、右岸堤防，本次进行改建加固后，按隶属关系其运行管理由当地水行政主管部门专管，不计入本工程管理范围内。(2)工程保护范围为保证工程安全运行，不恶化河道水流条件，应在工程管理范围以外划定一定范围作为工程的保护范围，在工程保护范围内应禁止一切不利于工程安全的活动。工程保护范围为五里村上游50m，卢河河口下游50m的河道，左、右岸堤顶以沿河公路边线为界。11.3.4工程管理建设11.3.4.1工程管理建设的原则工程管理建设包括管理体系建设、管理设施建设、管理技术和规范化制度建设等。本工程管理建设的原则是在不影响河道原有功能，保证防洪安全的前提下，确保本工程的安全和正常运行为中心，加强管理正规化、规范化建设，注重管理科技含量，坚持依法管理，充分发挥工程的效益。186 11.3.4.2管理设施建设由于本工程管理单位为新成立单位，为了保障工程安全运行，加强工程管理，提高管理水平，应为管理机构配备必要的管理设施。依据相关类似工程的实践，管理单位设施配备如下：（1）工程监测在橡胶坝上、下游冲淤变化范围内布置观测断面，定期进行测量监测。设计共布设观测断面11个。工程修建后，需要对工程区堤防背水侧左右岸地下水位进行动态观测，设计于堤防背水侧布置观测井6处，其中左右岸堤防背水侧各布置3处。工程监测设施配置见表11—2。工程监测设施配置表表11—2序号仪器设备名称单位配置数量1J2经纬仪台12S3水准仪台13测深仪台14流速测量仪架1（2）生产、生活区规模按编制定员9人，计划办公用房200m2，生活及其它辅助用房300m2，总建筑面积500m2。管理所总占地2.0亩，包括院子、仓库及其他占地。（3）交通及维护设施为便于管理，配置机动船2艘、工具车（客货两用）1辆。（4）管理和通讯设施电脑2台、打印机和传真机各1台、电话机2部，对讲机3部。11.4工程年运行费用估算及经费来源工程建成后的年运行费包括：工资及福利费、燃料动力费、工程维护费和其它费用等。11.4.1工资福利费指工程管理人员的基本工资、工资附加和各种福利费用。本工程定员9人，年工资和福利费为12.96万元。186 11.4.2燃料动力费按照工程运行原则和抽水泵的装机，并参照同类工程，电价按0.65元/度考虑，年需电费1.5万元。11.4.3工程维护费工程维护费、清淤费等按相同类型工程估算，年维护费用为30万元。11.4.4其它费用其它费用包括办公费、差旅费、技术开发费等，取上述各种年均费用的10%，其它费用为4.45万元。经估算，本工程年运行费用约48.91万元。11.4.5年运行管理费资金来源本工程建成后，防洪效益及社会、环境效益显著，属于社会公益性项目，水面和岸边设施可以租赁或以承包方式补充一部分年运行费用，主要部分由地方财政支出。建议本工程年运行管理费用主要来源为城市建设维护费。186 12消防及节能12.1消防12.1.1消防设计本项目中，涉及到消防任务的主要建筑物有：负责橡胶坝充排水任务的3座泵站、1#泵站±0.00层工程总体控制中心室等。12.1.1.1地下式泵站工程设计5#～10#橡胶坝共采用3座泵站控制排水，泵站水泵层为地下室布置，每座室内共布设3台水泵及电机机组；泵站水泵层主要考虑针对水泵电机等容易发热形成火源的设备进行消防设计。12.1.1.2总控制中心室工程总控制中心位于1#泵站±0.00层，室区内主要建筑物包括：检修间、中心控制室、低压室、值班休息室、柴油发电机室以及其他附属设施。消防设计内容主要包括室内和室外两部分。12.1.2设计采用的主要标准及规范（1）《水利水电工程设计防火规范》（SL278-90）（2）《建筑设计防火规范》（GB50016--2006）（3）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）（4）《建筑物灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）12.1.3消防总体设计方案总体设计方案：根据水泵层和控制中心室建筑特点和消防需求，本次设计按建筑物室外消防和室内主要机电设备消防两种情况进行考虑，即：1#泵站±0.00层中心控制室外及厂区范围内的主要建筑，按室外消防设计；3个泵站水泵层、1#泵站±0.00层室内水机、电气设备等均按室内消防设计。12.1.3.1室外消防设计（1）设计标准1#泵站厂区范围主要建筑包括控制室厂房及附属建筑等，186 建筑设计耐久年限为二级（≥50年），耐火等级为二级。（2）消防水源确定由于工程区位于县城内，城市自来水较方便，考虑与县城整体消防措施系统统一，设计确定采用自来水作为消防水源。（3）室外消火栓布置根据规范规定，室外消火栓间距在主厂房周围不宜大于80m，在其它建筑物周围不应大于120m。而1#泵站控制中心厂房建筑长、宽分别为：18m、8.35m，远小于规范规定范围要求，所以设计仅在室外范围就近设一个消火栓即能满足消防要求。12.1.3.2室内主要机电设备消防设计根据泵站水泵层、1#泵站±0.00层面积、设计仅在室内设MF1型手提式磷酸铵盐干粉灭火器作为消防措施。首先，每座泵站水泵层各配置3套，每套2瓶，每具灭火器灭火级别5A，并配专用的空气呼吸器3具；其次，1#泵站±0.00层共配置3套，每套2瓶，每具灭火器灭火级别5A，并配专用的空气呼吸器3具；同时，主厂房内应设紧急疏散出口，直通室外。12.1.3.3消防设施的启动控制及通讯联系（1）水泵层及主控制室内设置手动报警按钮声光讯同响器等报警设施。（2）火灾报警时，信号远传主控制室。12.1.3.4安全指示在水泵层及控制室室内应设置火灾应急照明和疏散指示标志。在配电装置构架上有爬梯的部位设置警示牌，在人体可能接触的带电体周围设置围栏。12.1.3.5消防供电火灾探测报警与火灾应急照明均按二级负荷供电。消防用电设备采用单独的供电回路，并配备可自动切换的双电源（交流220v、直流24v）设备。火灾应急照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用电源，其连续供电时间大于20min。12.1.4主要设备表和工程量表186 主要消防器材设备表见下表12-1。泵站及中心控制室消防设备表表12-1序号名称设备型号及参数单位/功率（KW）数量备注1消防变频给水设备XP2.4/10-5.5套　1　2消防泵XBD2.4/10-80-13010L/s0.24MPa5.51　3电控柜1600X600X400　14焊接钢管D50m50　5室外消火栓井φ108X4个101S2016SN50消火栓套1　7干粉灭火器MF1型手提式磷酸铵盐套128空气呼吸器具12　9报警按钮声光讯同响器手动个412.2节能为贯彻落实《国务院关于加强节能工作的决定》和国家发改委《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资[2006]2787号）精神，根据《节能指南》、《节能技术政策大纲》等，确定本工程消耗的能源为一次能源（柴油、汽油、水）和二次能源（电力）。本工程主要在施工期消耗的能源为柴油、汽油、水和电力等，在运行过程中消耗能源主要为电力和水。12.2.1节水分析12.2.1.1工程施工期节水堤防、橡胶坝及泵站等工程以砂砾石料开挖及回填、浆砌石和砼浇筑为主，工程用水主要为生产生活区用水及砼拌合用水，堤防堤身碾压及机械消耗用水量较少。工程建设不需开采地下水，也不会对当地水资源产生破坏。提高水资源利用率最有效的措施是控制耗水率，在施工期建立合理用水原则，加强节水措施，以降低耗水率。12.2.1.2工程运行期用水186 由于本工程为河道蓄水工程，本工程运行期用水主要为各蓄水区蓄水及橡胶坝袋充水。设计蓄水区水源采用河道来水，当满足蓄水条件时，橡胶坝立坝蓄水，蓄满整个库区后，河道来水经过坝顶溢流至下游河道，当预报上游来水较大时，橡胶坝需要部分塌坝或全部塌坝，蓄水下泄至下游河道；工程运行期用水还有橡胶坝坝袋充水，经过工程的优化设计，除1#橡胶坝坝袋充水需要采用地下水外，其他橡胶坝坝袋充水均采用河道来水。12.2.2节电分析工程施工采用机械施工为主，辅之以人工的方法。工程施工用电主要在基坑排水泵及砼搅拌、夜间照明等，无高耗能设备，耗电较低。施工期应建立合理用电原则，加强节电措施，以降低耗电量；工程运行期主要是橡胶坝充排水泵站用电，经过工程的优化设计，泵站由可研阶段的5座优化为3座，以减少泵站数量及用电设备，节约了工程运行用电成本。12.2.3节约燃料分析工程基坑的开挖，坝体填筑均以机械施工为主，施工机械主要消耗柴油，施工期应建立合理用油制度，加强节油措施，以降低耗油量；1#泵站中心控制室存在冬季取暖问题，但耗煤量小。186 13工程投资概算13.1投资概算主要工程量：土方开挖44.29万m3，土方填筑28.42万m3，砌石3.13万m3，弯扎钢筋949t，砼2.32万m3，复合土工膜16.65万m2。主要材料量：水泥1.10万t，钢筋954t，砂子4.65万m3，石子1.99万m3，块石3.61万m3，柴油330t，板方材162m3。工程用工：22.82万工日。静态总投资7368.53万元，工程总投资7368.53万元。13.2编制原则本工程拟按甘肃省省颁标准，编制年价格水平(2008年第三季度)，计划工期2年完成。13.3编制依据13.3.1文件依据a）甘肃省物价委员会、甘肃省财政厅[1992]价费字87号文批复的“甘肃水利水电工程《费用标准》和《编制办法》”。b）甘肃省物价委员会、甘肃省财政厅甘价房地(1995)第68号文批复的“甘肃省水利水电工程设计概(估)算费用构成及计算标准”的补充规定。c）甘肃省水利厅甘水发(1998)11号文“关于颁发我省水利水电工程《费用标准》中有关条款修改调整意见的通知。”d）参照能源部、水利部能源水规(1990)825号文(水利水电工程可行性研究投资估算编制办法)。13.3.2定额依据a）水利水电建筑工程执行甘水规发(1996)41号文颁发的《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》。b）水利水电设备安装工程采用水利部水建(1993)63号文颁发的(中小型)《水利水电设备安装工程概算定额》。c）施工机械台班费定额执行甘水规发(1996)41号文颁发的《甘肃省水利水电工程施工机械台班费定额》，其中一类费用乘以1.15的调整系数。13.3.3其他依据本阶段工程有关设计图纸、工程量和施工组织设计及其他有关资料。186 13.4基础单价13.4.1人工预算单价依据甘价房地(1995)第68号文件规定，按工程不同类别分项计算。经过计算：土方工程15.29元/工日，石方工程16.27元/工日，砼、灌浆、安装工程和机械台班17.25元/工日。13.4.2主要材料预算价格根据工地实际情况综合计算确定。钢筋工地预算价6100元/t，水泥580元/t，园木1100元/m3，板方材1430元/m3，汽油7.90元/kg，柴油7.20元/kg，砂子60元/m3，石子100元/m3，块石148元/m3。13.4.3施工用风、水、电单价风价0.10元/m3，水价1.0元/m3，电价0.66元/kwh。13.4.4主要设备价格主要设备及金属结构设备价格，根据厂家报价及近期审定类似工程价格水平确定设备原价。其运杂费率按不同厂家距离计算确定，采购保管费按设备原价、运杂费之和的0.7%计算。13.4.5其他设备价格设备原价按市场价计列，其运杂费率按设备原价的9%，采购保管费按设备原价、运杂费之和的0.7%计算。13.4.6工程单价及取费标准建筑及安装工程单价由直接费、间接费、利润、税金等项组成。取费标准见表13—1。186 取费标准表表13—1序号工程类别计算基础费率(%)建筑工程安装工程一其他直接费基本直接费3.54.5二间接费1一般土方工程人工费302一般石方及砂石备料工程人工费383混凝土工程人工费1004钻孔灌浆工程人工费705设备安装工程人工费906其他工程人工费807机械化施工的石方工程直接费148机械化施工的土方工程直接费12三利润直接费+间接费77四税金直接费+间接费+利润3.413.4113.5临时工程包括导流工程、施工交通工程、临时房屋建筑工程、场外供电线路工程和其他临时工程五项。13.5.1导流工程按施工组织设计提供的工程量乘以单价计算。13.5.2施工交通工程按施工组织设计提供的工程量乘以扩大单位指标计算。13.5.3临时房屋建筑工程按施工组织设计提供的工程量乘以扩大单位指标计算。13.5.4场外供电线路工程按施工组织设计提供的工程量成乘以扩大单位指标计算。13.5.5其他临时工程按工程估算一至六部分建安工作量(不含其他临时工程本身)的1.5%计算。13.6费用按甘水规发(1992)15号文、甘价房地（1995）第68号文、甘水规发(1998)11号文规定进行编制。186 13.6.1建设管理费包括建设单位开办费、建设单位经常费、项目管理费、工程监理费、建设及施工场地征用费和联合试运转费共六项。13.6.1.1建设单位开办费建设单位定员按12人计，开办费为9万元。13.6.1.2建设单位人员经常费费用指标10814元/人年，经常费用计算期为2年。13.6.1.3项目管理费按建安工作量的0.10%计算。13.6.1.4工程监理费执行发改价格[2007]670号文。13.6.1.5建设及施工场地征用费依据现场调查资料并结合国家有关规定综合分析确定补偿标准。13.6.2生产准备费包括生产及管理单位提前进场费、生产职工培训费、管理用具购置费、备品备件购置费和工器具及生产家具购置费五项。13.6.2.1生产及管理单位提前进场费费用指标10814元/人·年提前进场人员比例12%，筹建期2年。13.6.2.2生产职工培训费费用指标1万元/人年，培训人数按定员的30%计。13.6.2.3管理用具购置费费用指标0.10万元/人。13.6.2.4备品备件购置费按占设备费的0.60%计算。13.6.2.5工器具及生产家具购置费按占设备费的0.12%计算。13.6.3科研勘测设计费包括科学研究试验费、前期勘测设计统筹费和勘测设计费三项。13.6.3.1科学研究试验费186 按建安工作量的0.5%计算。13.6.3.2前期勘测设计统筹费不计取。13.6.3.3勘测设计费按国家计委、建设部计价格[2002]10号文颁发的《工程勘测设计收费管理规定》计列。13.6.4其他13.6.4.1预算定额编制管理费按建安工作量的0.10%计算。13.6.4.2工程质量监督检测费按建安工作量的0.15%计算。13.6.4.3工程保险费按估算一至四部分之和的0.45%计算。13.7预备费13.7.1基本预备费按基本费用的5%计算。13.7.2价差预备费执行国家计委计投资[1999]1340号文件规定，投资价格指数按零计算。13.8资金来源资金来源为全部自筹，不计贷款利息。186 工程总概算表编号序号工程或费用名称建安工程费设备费其他费用合计占基本费用%1Ⅰ水工建筑物　　　　　2一建筑工程5411.91　　5411.9178.13　右岸堤防工程599.20　　599.20　4　左岸堤防工程642.37　　642.37　5　橡胶坝工程3005.98　　3005.98　6　支沟提防工程68.06　　68.06　7　河道疏浚工程216.01　　216.01　8　排污管线工程704.18　　704.18　9　泵站工程105.61　　105.61　10　其他工程70.50　　70.50　11二机电设备安装工程38.41351.16　389.575.612　橡胶坝充水管路20.2249.37　69.58　13　泵站17.69179.38　197.07　14　监控中心0.5158.87　59.38　15　水情自动预报系统　33.98　33.98　16　管理设施　29.56　29.56　17三金属结构设备安装工程34.6619.58　54.230.818　橡胶坝充水管路19.4815.78　35.26　19　泵站15.183.80　18.98　20四临时工程260.22　　260.223.821　导流工程65.32　　65.32　22　施工交通工程45.00　　45.00　23　临时房屋建筑工程65.00　　65.00　24　其他临时工程84.90　　84.90　25五其它费用　　811.24811.2411.726　建设管理费　　339.53339.53　27　生产准备费　　9.519.51　28　科研勘测设计费　　420.32420.32　29　其它　　41.8841.88　30　基本费用5745.21370.73811.246927.17100.031六预备费　　　346.365.0032　基本预备费(5%)　　　346.365.0033　价差预备费　　0.000.000.0034七建设期还贷利息　　0.000.000.035　静态总投资5745.21370.73811.247273.53105.036Ⅱ水保及环保　　　95.001.3737　静态总投资　　　7368.53106.3738　总投资　　　7368.53106.37186 14工程效益某河城区段生态环境治理工程系社会公益性项目，工程建成后除形成的水面可以租赁经营方式补充管理经费外，无任何财务来源，工程的主要效益为社会效益、环境效益和经济联动增值效益14.1社会和环境效益本工程的建设，改变了城区段河道内脏乱以及县城缺少观赏水面的状况，使城区的环境得到极大改善，对于拉大城市骨架，完善城市功能，丰富城市内涵，提升城市品位，改善城市人居环境和投资环境，提高城市综合竞争能力，促进社会经济的可持续发展，都具有十分重要的意义。工程建设增加了人和自然的亲和性，改善了市民的生存环境，有利于居民生活质量的提高，实现**社会、经济、环境的协调发展。14.1.1社会效益工程建成后，昔日杂乱无章的河滩将被一片人工湖泊和绿地所代替，由此将带来巨大的社会效益。（1）城区沿河两岸的土地将增值，这对招商引资极为有利。（2）绿化城市、美化环境，为市民提供了一处优美的休息娱乐场所，提高了市民生活质量。（3）促进旅游业的发展，提高某县的知名度。14.1.2生态效益本项目的主要目的是改善市区生态环境质量，最大可能的保持生态平衡，以促进经济建设的发展，工程实施后，将具有美化市容、调节气候、涵养水源、净化空气和土壤，降低灰尘以及为居民提供优美、舒适的生活环境和娱乐健身场所等多种功能。14.2经济联动增值效益工程建成后，**河两岸生机盎然，通过水系、绿地的交融，创造出独具特色的城市景观，必将进一步促进某县的经济发展。工程的建设，将形成良好的自然环境和优美的城市景观，极大提高外部资金的吸引力，带动沿河两岸及周边区域的房地产升值，并对当地经济的发展产生联动效应，从而促进某县社会经济的可持续发展。186'