修建塘坝可行性研究报告

'某坝可行性研究报告1综合说明1.1概况某县是一个有着光荣历史传统的革命老区，地处河北省西部，太行山东麓，东经113°03"～114°15"，北纬38°09"～38°45"，东邻省会石家庄市，境内旅游资源丰富，有四在景区、五大名胜、六大古迹，国家、省、市县三级文物保护单位160多处，是河北省综合性旅游大县。又是省会石家庄市重要饮用水源保护地，县境内河流属海河流域子牙河系，干流——滹沱河自西向东从境内穿越，长达200余里，其上支流呈辐射状遍布干流两岸，某县王坡乡地处某县北部山区，王坡乡共辖35个行政村，20325人，总面积192735亩，滹沱河支流南甸河从此穿过，王坡乡土地辽阔，资源丰富，环境优美，交通方便，毗邻沙东公路，发展观光农业具有得天独厚的优势。但由于历史的原因，区域内生产基础设施较差，人民生活水平不高。特别是岗坡旱地、依然满目苍凉。刮风天，尘土遮天蔽日，下雨日，泥沙俱下，沟壑纵横，生态环境极其脆弱，导致水土大量流失。1998年岗南塘坝成为石家庄市的主要生活水源地，因此，改善区域内的生产基础设施，加大塘坝周边生态环境的治理，达到林茂粮丰，从根本上实现农业增产、增效，农民增收之目的，已成为某县委、县政府及王坡乡党委、政府一项迫在眉捷的重要任务。从2001年开始，某2 县县委、县政府审时度势及时提出了大搞山区、丘陵区综合治理生态环境的号召，当地人民紧紧抓住这一机遇乘势而上，向荒坡、荒地要效益的开发积极性空前高涨，但是由于水利设施年久失修，造成水资源不能充分利用，大面积耕地得不到有效灌溉，50%的农作物只能“靠天收”。浇地难成为制约王坡乡经济发展和增收致富的瓶颈主要矛盾。为此，截流蓄水，修建塘坝是提高收入，脱贫致富，新农村建设的首要任务。1.2水文本流域属温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春秋雨季比较温和，全年平均气温12.7°C左右，极端最高温度40.8°C，极端最低温度零下17.4°C，初霜期10月14日左右，终霜期4月22日左右，无霜期185d。太阳辐射能561.1KJ/cm2，多年平均日照数2600--2750h，封冻时为12月21日左右，解冻时2月23日左右，封冻天数65天，冻土层60cm左右。多年平均降水量587mm，多年平均汛期降水量400.9mm，多年平均蒸发量1191mm，是多年平均降水量的2.1倍。1.3地质该区为太行山中段、前寒武变质岩侵蚀中山区，山脉走向为NE向。河谷呈U型，较平坦，谷底与谷坡之比高为3－15m，谷底常年有基流，松散堆积物厚度3－7m，阶梯发育，可种植农作物。该区岩石主要为斜长片麻岩、花岗岩。土壤由花岗岩和片麻岩等母质岩发育而成土壤主要为：花岗片麻岩类中层多砾沙壤质褐土性土，黄土状轻壤质石灰性褐土，PH值6.5--8.5，土壤速效磷平均含量35.4mg/kg，有机质平均含量17.1g/kg，土壤全氮平均含量1.13g/kg。2 1.4工程规模两座塘坝都布置在滹沱河支流南甸河的支流上，其中2.5km处，死库容0.85万m3。兴利库容为31.15万m3。总库容为65万m3。该工程为浆砌石重力坝。坝全长58m，分为溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝段长50m，河道左岸非溢流坝段长6m，河道右岸非溢流坝长2m。1.5工程总体布置及主要建筑物两座塘坝全为浆砌石重力坝。据实际地形和地质条件，坝轴线为直线。坝全长58m，分为溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝段长50m，河道左岸非溢流坝段长6m，河道右岸非溢流坝长2m，坝基座在岩石上。溢流坝顶宽3.0m，上游边坡1:0，下游边坡1:1，坝顶高程416.7m，最大坝高18.2m。坝前正常水位416.5m，设计水位418.96m，校核洪水位420.22m。非溢流坝顶宽2.0m，上游边坡1:0，下游边坡1:0.7，坝顶高程420.7m，最大坝高6.7m,在溢流坝段设直径500mm放水阀门，阀门距左岸30.0m，大坝下游设长50m护担，护坦下部加0.5m厚浆砌石，上部为0.2m厚防冲混凝土，塘坝下游为5000mm渠道防渗，渠道断面0.6×0.8m，采用混凝土防渗，混凝土厚0.2m。1.6施工组织设计两座塘坝同时安排施工，施工进度按1年安排，2012年4月份动工，2013年5月1日前竣工。1.8塘坝淹没处理和工程永久占地拦河坝建成后，坝前形成塘坝，正常蓄水位416.52 m，局部最大水深18m，淹没区最大宽度约110m，淹没区范围内有耕地1亩及林木300棵。因塘坝没有当地百姓搬迁，土地淹没较少，因此在整体建设中相对阻力不大，工程易建且效益明显。1.9工程估算工程总投资643.53万元。其中建筑工程412.24万元，金属结构及安装工程3.64万元，临时工程26.86万元，独立费用133.2万元，预备费57.59万元，水土保持及环境保护工程投资10万元。主要工程量：石方开挖9120m3，浆砌石9061m3，混凝土3470m3，模板7100m2。总用工148216.89工时。1.10经济评价小型塘坝总库容65万m3，一次性能灌溉耕地6000亩，其中灭旱2000亩，不但能解决本村浇地难，而且惠及下游其他10个村，受益群众6500人。所浇耕地均能旱涝保收，水浇地每年亩增产按150kg计算，扩浇地每年亩增产按300kg计算，6000多亩耕地每年增产粮食120万kg，年增产值192万元。正常蓄水后，水面长1200m，为本地涵养水源，调节气候净化水质起一定作用。工程竣工后山上绿树掩映，山下碧波荡漾，形成坚固的生态屏障和亮丽的第一风景。塘坝是一项农田水利建设工程，产业链长，拉动面广，可带动王坡乡的可持续发展，有丰富水源做保障，山场、果园、2 养殖，各种特色产业必将应运而生。旅游观光、漂流划船、垂钓采摘。经济链条将不断拉长。每年从事种植和旅游服务业的人数将达到3000人，仅塘坝建设本身每天要吸纳劳动力200多人，对促进农业增收，农业增效，农村稳定发挥积极作用。2 2水文2.1流域特征下峪寺西沟塘坝及涝汪沟塘坝两座塘坝均位于某县南甸河的支流上，寺西沟塘坝坝址控制流域面积0.39km2。涝汪沟塘坝坝址控制流域面积0.36km2。南甸河发源于某县湾子村，河源高程907m，河口某县西里坡，河口高程120m，流域面积254km2，河长约29km,流域平均宽度8.8km，河流弯曲度1.2，河底平均比降27.1‰。2.1.1流域气候、气象特征本流域属温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，春秋雨季比较温和，全年平均气温12.7°C左右，极端最高温度40.8°C，极端最低温度零下17.4°C，初霜期10月14日左右，终霜期4月22日左右，无霜期185d。太阳辐射能561.1KJ/cm2，多年平均日照数2600--2750h，封冻时为12月21日左右，解冻时2月23日左右，封冻天数65天，冻土层60cm左右。多年平均降水量587mm，多年平均汛期降水量400.9mm，多年平均蒸发量1191mm，是多年平均降水量的2.1倍。2.1.2土壤植被及泥沙本流域山高坡陡，广泛分布着山地棕壤和褐色土，黄土较少，山坡上多生野草，山沟两旁灌木，杂草丛生，有部分次生林，植被度达70％以上。本流域年侵蚀模数为200t/km2，年来沙量达0.22万m3。2 2.2水文分析由于本流域无水文站，利用《石家庄市水文水资源手册》1996，计算出年径流深和设计洪峰流量。2.2.1年平均流量及变差系数确定由《手册》附图2-2及附图3-1查得流域中心降水量P=590mm，本流域为Ⅱ降水区。径流深R=0.000633P2-0.3551P+70=80.8mm;查《手册》附图3-3，变差系数Cv=1.05;2.2.2理论频率曲线绘制寺西沟塘坝多年平均径流总量：W=0.1RF=0.1×80.8×0.54=4.36万m3。涝汪沟塘坝多年平均径流总量：W=0.1RF=0.1×80.8×0.52=4.20万m3。理论频率曲线采用PIII型曲线，查《手册》附图3-5,Cs=2.5Cv，由Q及Cs=2Cv查《小型水电站》上册附录表1-2得不同频率的KP,再由Wp=KpW计算Wp见表2-1。表2-1理论频率曲线计算表频率1.02.05.010205075909599Kp5.14.223.112.291.520.610.310.220.200.20寺西沟Wp(万m3)22.2418.4013.569.986.632.661.350.960.870.87涝汪沟Wp(万m3)21.4217.72413.0629.626.382.561.300.920.840.84由上表绘出理论频率曲线见图2-1。2 2.2.3不同频率年径流总量由图2-1查得：寺西沟塘坝P=25%时Q年=6.56万m3P=50%时Q年=2.66万m3P=75%时Q年=1.35万m3涝汪沟塘坝P=25%时Q年=6.30万m3P=50%时Q年=1.56万m3P=75%时Q年=1.30万m32 2 2.3洪水计算2.3.1洪水设计标准两座塘坝的总库容分别为65万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》和《防洪标准》（GB50201-94）中的规定，本工程属为小(2)型水库5等，建筑物为Ⅴ级，设计防洪标准为20年一遇，校核防洪为200年一遇。2.3.2洪水计算(1)24小时设计雨量由《手册》附图5-5及附图5-6查得流域中心24小时暴雨均值H=85mm,CV=0.6，取CS=3.5，查《水型水电站》上册附录表1-2，20年一遇K2%=2.2，200年一遇K10%=3.62。(2)坝址洪峰流量坝址控制流域面积16.8km2,由《手册》表5-1查得点面折减系数为0.98。二十年一遇面雨量：H5%=2.2×85×0.98=183.3mm二百年一遇面雨量：H1%=3.62×85×0.98=301.5mm查《手册》，采用经验公式QP=CHm1Jm2αm3Fm4本工程在I区，查表6-1：C=0.0081，m1=1.34，m2=0.3，m3=0.4，m4=0.9。主河道纵坡J=95‰，主河道坝址以上长L=6.1km，流域面积F=16.8km2，则α=F/L2=16.8/6.12=0.45。2 20年一遇洪峰流量：Q5%=0.0081×183.31.34×950.3×0.450.4×16.80.9=315.1m3/s。200年一遇洪峰流量：Q0.5%=0.0081×301.51.34×950.3×0.450.4×16.80.9=613.9m3/s。2 3工程地质该区为太行山中段、前寒武变质岩侵蚀中山区，山脉走向为NE向。河谷呈U型，较平坦，谷底与谷坡之比高为3－15m，谷底常年有基流，松散堆积物厚度3－7m，阶梯发育，可种植农作物。该区岩石主要为斜长片麻岩、花岗岩。土壤由花岗岩和片麻岩等母质岩发育而成土壤主要为：花岗片麻岩类中层多砾沙壤质褐土性土，黄土状轻壤质石灰性褐土，PH值6.5--8.5，土壤速效磷平均含量35.4mg/kg，有机质平均含量17.1g/kg，土壤全氮平均含量1.13g/kg。2 4工程任务和规模4.1项目区基本情况4.1.1项目区自然概况南甸河发源于某县两界峰，河源高程1040m，于某县东峪汇入滹沱河，河口高程204m，流域面积48.1km2，河长约25.1km,流域平均宽度5.6km，河流弯曲度1.4，河底平均比降33.3‰。地势自北向南走向。区域植被覆盖完好，山坡多生灌木，坡度较陡。4.1.2气候工程区属温带半干旱气候区，全年平均气温12.7°C左右，极端最高温度40.8°C，极端最低温度零下17.4°C，初霜期10月14日左右，终霜期4月22日左右，无霜期185d。太阳辐射能561.1KJ/cm2，多年平均日照数2600--2750h，封冻时为12月21日左右，解冻时2月23日左右，封冻天数65天，冻土层60cm左右。多年平均降水量587mm，多年平均汛期降水量400.9mm，多年平均蒸发量1191mm，是多年平均降水量的2.1倍。4.2工程建设的必要性两座塘坝坝址选在南甸河上游支流上，流域面积16.8km2，雨量充沛，植被丰厚，水质清流澈，细水长流，完全能够满足塘坝的蓄水需要。2 塘坝选址在滚龙沟河道肚大口小呈“><”状的位置，南侧是垂直峭壁，北端为陡峭山脚，河道地质岩石坚硬，且筑坝石料完全能够就地取材。4.3库容在实测1:500的地形图上，量得每0.5m高度的水面面积计算出相应的蓄水量，见图4-1、4-2水位—库容关系曲线，查得水位416.5m时，死库容0.85万m3，兴利库容为31.15万m3，校核洪水位420.22m时，总库容为65万m3。4.4工程任务和规模塘坝布置在王坡乡上游2.5km处，该工程为浆砌石重力坝。坝全长58m，分为溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝段长50m，河道左岸非溢流坝段长6m，河道右岸非溢流坝长2m。2 2 5工程总体布置及主要建筑物5.1工程设计依据及标准5.1.1设计依据中华人民共和国国家标准GB50201—94《防洪标准》、中华人民共和国行业标准SL44—93《水利水电工程设计洪水计算规范》、GB50286—98《堤防工程设计规范》及《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》等有关规范和标准。5.1.1设计标准本工程总库容65万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》和《防洪标准》（GB50201-94）中的规定，本工程属为小(2)型塘坝5等，建筑物为Ⅴ级，设计防洪标准为20年一遇设计,200年一遇校核。5.2工程布置及主要建筑物该工程为浆砌石重力坝。据实际地形和地质条件，坝轴线为直线。坝全长58m，分为溢流坝段和非溢流坝段，溢流坝段长50m，河道左岸非溢流坝段长6m，河道右岸非溢流坝长2m，坝基座在岩石上。溢流坝顶宽3.0m，上游边坡1:.0，下游边坡1:1.2 0，坝顶高程416.7m，最大坝高18.2m。坝前正常水位416.5m，设计洪水时水位418.96m，校核洪水时水位420.22m。非溢流坝顶宽2.0m，上游边坡1:0，下游边坡1:0.7，坝顶高程420.7m，最大坝高6.7m,在溢流坝段设直径500mm放水闸门，阀门距左岸30.0m，大坝下游设长50m护担，护坦下部加0.5m厚浆砌石，上部为0.2m厚防冲混凝土，塘坝下游为5000m渠道防渗，渠道断面0.6×0.8m，采用混凝土防渗，混凝土厚0.2m。5.3坝体稳定计算5.3.1计算依据a、根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》中的规定，本工程为五等5级建筑，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。b、根据坝址地质图，坝基滑动摩擦系数为0.50。5.3.2坝体稳定计算坝体抗滑稳定计算采用《小型水电站》上册公式：Kc=f∑W/p。式中：Kc—抗滑安全系数；∑W—作用在1m坝段上所有垂直力总和；∑P—作用在1m坝段上所有水平力总和；f—磨擦系数，取f=0.50。坝体应力计算采用《小型水电站》上册公式：σmax=ΣW/B+ΣM/B2σmin=ΣW/B-ΣM/B2式中：σ—坝基上下游边缘垂直应力；B—坝底宽度；ΣM—所有荷载对于坝体底截面形成的力矩之和。坝体稳定分析：坝基为完整基岩，地基应力[σ]=250T/m2,磨擦系数f=0.50，坝基应力及抗滑稳定分析成果见表5-1、表5-2。2 表5-1溢流段坝体稳定及应力计算成果表表5-2非溢流段坝体稳定及应力计算成果表运用情况抗滑稳定系数地基应力(kg/cm2)计算值允许值最大应力最小应力设计情况20年一遇情况1.271.051.2470.945校核情况200年一遇情况1.121.001.1050.328运用情况抗滑稳定系数地基应力(kg/cm2)计算值允许值最大应力最小应力设计情况20年一遇情况1.351.051.4931.325校核情况200年一遇情况1.211.001.1050.892 6施工组织设计6.1施工条件6.1.1工程概况宅北塘坝所在河流为郭苏河支流，位于某县宅北乡王坡乡上游2.5km，距县城35km，工程主要为浆砌石重力坝及引水渠组成。6.1.2对外交通工程与滚龙沟旅游公路相连，施工所需物资材料可由此公路运输，交通较方便。6.1.3材料供应工程所需主要建筑材料均由某县当地市场供应，运输较方便。6.2施工导流本工程所在上游河流流量不大，可以利用枯水季节、河水流量小时施工。施工时先在河道左岸开挖一条沟，做浆砌石坝，然后再封堵左岸上游，将开挖的导流沟恢复。6.3主体工程施工小量土方开挖采用人工开挖，就近堆放，以备回填利用，大量土方开挖采用机械施工为主，同时人工配合清理回填后余土运输至弃渣场。2 一般石方开挖采用风钻孔，选用2号岩石硝铵炸药，电雷管起爆，小量时采用人工双轮车出渣，大量时采用挖掘机自卸汽车运输至弃渣场。浆砌石工程：采用机械拌和砂浆，人工砌筑。施工时应采用挤浆法施工，灰缝饱满，防止留有孔洞，砌筑和勾缝砂浆按设计要求施工。6.4施工组织及管理本工程施工应严格执行国家基建程序，实行项目法人制、招投标制、工程质量监理制、资金审计制、合同管理制等，确保工程质量及施工总工期。6.5施工总进度施工进度按1年安排，2011年4月份动工，2012年5月1日前竣工。2 7塘坝淹没处理和工程永久占地拦河坝建成后，坝前形成塘坝，正常蓄水位416.5m，局部最大水深18m，淹没区最大宽度约110m，淹没区范围内有耕地1亩及林木300棵。因塘坝没有当地百姓搬迁，土地淹没较少，因此在整体建设中相对阻力不大，工程易建且效益明显。2 8环境影响评价本塘坝工程主要为拦河坝，施工将对环境带来一定影响，尤其开挖产生弃渣，处理不当将对环境造成严重破坏；为此，施工中必须做到以下几项：(1)开挖土方要临时集中存放，以备使用，不可随意倒掉，土资源是搞好环保工作的必要条件。(2)各施工部位尽可能少损坏原有山体植被，临时工程完工后注意清除表面石块、混凝土渣等建筑垃圾，因施工造成的河床和山坡裸露面可用开挖出的土覆盖，并植树、撒草籽，以恢复植被。(3)施工场地人员集中，要建临时厕所，对粪便等污物集中处理，防止污染河道。(4)施工道路定期撒水，避免扬尘。2 9工程估算9.1投资主要指标工程总投资643.53万元。其中建筑工程412.24万元，金属结构及安装工程3.64万元，临时工程26.86万元，独立费用133.2万元，预备费57.59万元，水土保持及环境保护工程投资10万元。主要工程量：石方开挖9120m3，浆砌石9061m3，混凝土3470m3，模板7100m2。总用工148216.89工时。9.2编制依据9.2.1编制依据依据2002年《水利部水利工程设计概算编制规定》及《河北省水利水电工程设计概（估）算补充规定》。9.2.2定额选用建筑工程及设备安装使用2002年水利部颁发的《水利建筑工程概预算定额（上、下册）》、《水利水电设备安装工程概算定额》及《河北省水利水电建筑工程设备安装工程补充预算定额》。机械台班费采用《水利部水利工程施工机械台时费定额》。9.2.3取费标准2 各项取费均按2002年《水利部水利工程设计概算编制规定》及《河北省水利水电工程设计概（估）算编制补充规定》，国家计委、建设部计价[2002]10号文件规定，发改委价格（[2007]670号文《建设工程监理与相关服务收费管理规定》）。9.2.4施工队伍工资标准工长每工时4.91元，高级工每工时4.56元，中级工每工时3.87元，初级工每工日2.11元。9.2.5设备及材料价格设备及材料价格均按厂家报价及现行市场价，其中风0.15元/m3，水0.2元/m3，电0.65元/kw.h。9.3取费费率9.3.1其他直接费建筑工程费率按直接费的3.5%。9.3.2现场经费现场经费按河道及引水工程标准记取。9.3.3间接费间接费按河道及引水工程标准记取。9.3.4企业利润企业（计划）利润按7%计算。9.3.5税金税金按3.22%取。9.3.6施工临时工程2 施工临时工程按河道及引水工程取费，其他临时工程按一至四部分建安工程量的1%计算。9.3.7独立费用定额编制管理费按一至四部分的建安工程量的0.15%；工程质量监督费按一至四部分的建安工程量的0.1%计算，工程保险费按一至四部分的建安工程量的0.45%计算。9.3.8预备费基本预备费按一至五部分之和的10%计算。价差预备费按河北省水利厅冀水规计字[1994]104号文件规定，费率按0%计算。9.3.8水土保持费水土保持费：按《河北省水土保持设施补偿费、水土流失防治费计收管理暂行规定》（冀水农字[1994]2号文件颁发）中的单价分别乘以相应的平方米计算。9.3.10估算表工程投资估算详见附表。2 10经济评价10.1经济效益塘坝总库容65万m3，一次性能灌溉耕地6000亩，其中灭旱2000多亩，不但能解决本村浇地难，而且惠及下游其他10个村，受益群众6500人。所浇耕地均能旱涝保收，水浇地每年亩增产按150kg计算，扩浇地每年亩增产按300kg计算，6000多亩耕地每年增产粮食120万kg，年增产值192万元。10.2生态效益宅北塘坝地处滚龙沟景区入口，是通往景区的必经之路，蓄水到位后，水面长1200m，为本地涵养水源，调节气候净化水质起一定作用。工程竣工后山上绿树掩映，山下碧波荡漾，形成坚固的生态屏障和亮丽的第一风景。10.3社会效益宅北塘坝是一项浩大的农田水利建设工程，产业链长，拉动面广，可带动王坡乡乃至宅北乡的可持续发展，有丰富水源做保障，建果园、搞养殖，各种特色产业必将应运而生。旅游观光、漂流划船、垂钓采摘。经济链条将不断拉长。每年从事种植和旅游服务业的人数将达到3000人，仅塘坝建设本身每天要吸纳劳动力200多人，对促进农业增收，农业增效，农村稳定发挥积极作用。2 目录1综合说明11.1概况11.2水文21.3地质21.4工程规模31.5工程总体布置及主要建筑物31.6施工组织设计31.8塘坝淹没处理和工程永久占地31.9工程估算41.10经济评价42水文62.1流域特征62.2水文分析62.3洪水计算93工程地质114工程任务和规模124.1项目区基本情况124.2工程建设的必要性124.3库容134.4工程任务和规模135工程总体布置及主要建筑物155.1工程设计依据及标准155.2工程布置及主要建筑物152 5.3坝体稳定计算166施工组织设计186.1施工条件186.2施工导流186.3主体工程施工186.4施工组织及管理196.5施工总进度197塘坝淹没处理和工程永久占地208环境影响评价219工程估算229.1投资主要指标229.2编制依据229.3取费费率2310经济评价2510.1经济效益2510.2生态效益2510.3社会效益25附表：某县宅北塘坝估算表附图：1、某县宅北塘坝地理位置图2、某县宅北塘坝浆砌石溢流坝横剖面图2 某县宅北塘坝可行性研究报告某县冀兴水利水电勘察设计有限公司2010年10月2 某县宅北塘坝可行性研究报告批准：刘福桢审定：付春生审查：康胜荣项目负责：付海霞校核:韩明书编制：王彦伟'