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洪水河堤防及河道治理工程设计报告

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'1综合说明1.1绪言酒泉市肃州区位于甘肃省河西走廊中段,是丝绸之路上的重要历史文化名城,自西汉置郡至今已有2100年历史。2010年年底全区总人口46万人,其中城市人口18.26万人,是酒泉市政治、经济、文化中心。洪水河位于酒泉市城区东南,7—9月的河道行洪期间,历年遭受洪水灾害。在地方财政困难的条件下,通过政府组织群众投工投劳、水务部门防汛资金补助等方式,于上世纪70年代未,80年代初开始陆续在洪水河西岸田园子段修建浆砌石护堤防4.22km,在洪水河东岸沙河至牌路段修建干砌石灌浆护面堤防5.3km,为肃州区城区、城郊工矿企业、下游农村的防洪防洪发挥了重要作用。在工程运行中,地方政府、水务部门年年进行维修和险工险段的处理,但因已建堤防受建设资金的制约,防洪标准低,基础埋深浅,长期受洪水冲淘,堤基破坏严重,堤身坍塌,现状工程已不能正常发挥防洪功能,加之两岸修筑的砂堤间断不连续甚至部分地段无堤防等问题,洪水对城区、沿岸工矿企业、下游乡镇居民、耕地的安全已构成严重威胁。曾在1996年洪水河洪峰流量达188m3/s,洪水持续5h,冲毁天园子段左岸防洪堤260m,致死2人,伤1人,造成直接经济损失230多万元。根据甘肃省水利厅《关于编制2013-2015年第一批中小河流治理项目初步设计报告的通知》(甘水建管发[2011]614号)文件精神,肃州区水务局委托我院编制完成了《甘肃省酒泉市肃州区洪水河堤防及河道治理工程初步设计报告》,主要内容为建设洪水河兰新铁路桥以北堤防25.374km,其中11 左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km,河道总长13.47km。1.2水文1.2.1流域概况洪水河为讨赖河一级支流,河流发源于祁连山系托莱山北坡、走廊南山南坡,发源地海拔高程4904.80m,发源地终年积雪,有冰川分布。山口以上山势陡峻,河道比降大,沿河有小陇孔河、臭水沟、南过陇、羊龙河、黑水河、萨木尔河、三岔口河汇入,河流自东南流向西北,至古浪峡口折向北,于佛洞庙流出山口。洪水河流经洪水河灌区、酒泉市肃州区城东南等地,消失于耕地之间。洪水河全长约130km,佛洞庙以上为上游,新地水文站以上流域面积为1581km2。洪水河多年平均径流量23935万m3,P=50%年径流量23399万m3(1978年),P=75%年径流量19520万m3(1992年),年径流平均流量7.59m3/s。1.2.2气象项目区位于祁连山北麓山区以及出山口以下的平原区,该区域光热充足,干旱严重,属温带干旱气候,具有冬季寒冷,夏季炎热,干旱少雨,春季多大风的特点。根据酒泉市气象局气象资料分析得工程区多年平均气温7.3℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-31.6℃,最大24小时降雨量21.7mm,最大1小时降雨量19.8mm,年均降水量85.3mm,主要集中在6—9月,占年降水量的69%,蒸发量2148.8mm,平均风速2.4m/s,最大风速26m/s,风向多西北风,最大冻土深1.32m。1.2.3设计洪水酒泉市肃州区境内洪水河上设有新地水文站,始建于1947年8月,11 新地水文站作为洪水河的国家基本水文站,承担洪水河径流资料收集任务,该站采用流速仪测流,测验精度满足国家相关规范要求,资料经甘肃省水文水资源勘测局整编刊布,基础资料可靠。根据新地水文站的历史洪水1957—2009年实测历年最大洪峰流量系列资料和《甘肃省洪水调查》整编资料,经加入洪水系列计算分析得,洪水河运煤专线大桥以南50年一遇洪峰流量为522m3/s(P=2%),运煤专线大桥以北50年一遇洪峰流量为534m3/s(P=2%);运煤专线大桥以南10年一遇洪峰流量为308m3/s(P=10%),运煤专线大桥以北10年一遇洪峰流量为315m3/s(P=10%);5年一遇洪峰流量为,20m3/s(P=20%)。1.3工程地质洪水河属黑河水系,发源于祁连山北麓,洪水河全长约130km,洪水河出山后横穿祁连山山前第四纪冲积平原,洪积平原为戈壁化的卵石滩,地形平坦,开阔、地势由南向北倾斜,河床地层均由第四季洪积形成卵石构造,地层结构单一而且厚度深。项目区出露地层岩性为全新统洪冲积砂卵砾石层。两岸的I~Ⅱ级阶地上覆盖为厚2~5m砂质壤土层。治理河段沿岸出露的地层岩性主要为第四系(Q)不同成因的堆(沉)积物,主要有上更新统洪冲积砂卵砾石层(Q3pl—a1)、全新统洪冲积粉砂质壤土层(Q4pl—al)、全新统洪冲积河床砂卵砾石层(Q4pl—al)等。11 工程区微地貌较为简单,主要为冲洪积倾斜平原地貌及河谷地貌。洪水河河谷地貌较为完整,河床、河漫滩及阶地等发育。兰新铁路至引讨济洪渠穿河隧洞,两岸阶地呈阶地自南向北尖灭态势,至引讨济洪渠阶地消失。引讨济洪渠至312国道,主流不稳定,常左右摆动,河床发育不完善,主河槽与河漫滩、阶地不明显。根据2001年国家发布的1/400万《中国地震动参数区划图(2001,GB18306—2001)》,项目区地震动反应持征值0.4S,出山口以下平原区地震动峰值加速度0.15g,基本烈度为Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度设防。1.4工程任务和规模本次拟建的洪水河河道治理工程的主要任务是新建、改建防洪堤,提高洪水河河道行洪安全,从根本上解除洪水对肃州区城区、沿岸工矿企业、村庄及农田的危害,保障全区经济社会的持续发展,起到防洪、减灾和保护环境的重要作用。该工程左岸保护肃州区城区及沿岸乡镇共计人口30.83万人,右岸总寨镇、铧尖乡的农庄与耕地,防护人口13.2万人,保护耕地5.9万亩。根据《防洪标准》(GB50201—94),左岸防洪等级为Ⅲ级,防洪标准为50年一遇洪水设计,防洪堤工程等级为2级。右岸防洪等级为Ⅳ级,防洪标准为10年一遇洪水设计,防洪堤工程等级为5级。1.5工程布置及主要建筑物洪水河河道治理工程布置本着既节约投资,又能起到防护的作用,堤线力求平顺,各堤段平缓连接;尽可能利用现有堤防和有利地形,根据洪水推移质大,河床纵坡陡的实际,堤防间距在参考已建工程经验的基础上,裁弯取直,以稳定河床为主,力求不束窄河道;堤线与河势流向相适应,并与洪水的主流线大致相平行,堤线布置与沿岸城乡近远期发展规划相结合、相互协调一致,避免工程重复建设和改造。11 本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。洪水河左岸建设堤防11km,其中新建9.25km(桩号0+000-1+870、6+090-12+170、12+170-13+470),改建1.75km(桩号2+790-4+540)。洪水河右岸建设堤防14.374km,其中新建9.05km(桩号0+000-7+750、13+074-14+374),改建5.324km(桩号7+750-13+074)。1.6工程管理肃州区洪水河堤防及河道治理工程由肃州区水务局负责工程的前期工作,工程实施时,将报请肃州区政府成立肃州区洪水河堤防及河道治理工程建设项目部作为项目法人单位,负责工程建设。工程建设严格实施项目法人制、工程监理制、招标投标制、合同管理制。工程建成后,移交洪水河水管所维护管理,不再另行成立管理机构。1.7施工组织设计该工程位于酒泉市肃州区城区以南的洪水河两岸,距肃州城区约15km。工程区有高速公路、312国道和兰新铁路通过,交通便利,并在嘉玉电网覆盖之下,通讯畅通,工程施工条件较好。施工用水主要从现有沿河灌溉溉渠道取水,水源水质经监测满足施工水质标准,不会对砼产生腐蚀,在农业引水灌溉高峰期,河道干枯,可利用附近渠道和修建临时蓄水池蓄水。工程项目建设区下游沿岸有居民点,为施工用电创造了条件,减少临时线路的架设长度,护坡C15砼浇筑用电,需沿两岸架设380v临时线路,线路采用逐段架设,因此不需要架11 设变压设施。施工所需的水泥由嘉峪关市水泥厂采购,5t自卸汽车运输至工地,工程平均运距38km,其它材料在肃州区就近采购,平均运距15km。本工程主体工程主要为砂砾石填筑、砂砾石开挖、C15砼现浇护面工程等,工程比较单一,配置必要的施工机械并辅以人工即可进行施工。施工总体布置根据本工程沿线特点,分散布置。施工人员生活区由施工单位在安全地点自行搭设工棚,以方便施工。本工程计划一年实施,工程建设总工期为210d。1.8水土保持工程区水土流失类型以风力侵蚀为主,兼有水力侵蚀。根据甘肃省多年平均侵蚀模数等值线图,工程区多年平均侵蚀模数为2500t/Km·a,依据《土壤侵蚀分类及标准》(SL190—96)属轻度侵蚀。工程所在区水土流失较为严重,在工程建设中若不采取保护措施,将会产生新的水土流失,但采取防治措施后,工程建设不会加重当地水土流失,建议水保部门加强对洪水河水土流失的治理和管护,以保证工程防洪效益的发挥。1.9环境影响评价工程的建设对环境的主要不利影响有水土流失、水环境、声环境及大气环境等,这些不利影响均属暂时的,在施工过程中可控制,使影响降低到最低程度。工程的建设对保护范围内农业生态环境及该地区的社会环境将产生有利影响。1.10节能11 本项目建设期能源及运行期能源消耗较低,没有高耗能设备,因此本项目符合国家节能规范。1.11设计概算经分析计算,本项目工程总投资2878.67万元,其中:建筑工程2510.53万元,临时工程61.29万元,其它费用169.77万元,基本预备费137.08万元。1.12经济评价该工程实施后可有效地保证肃州区城区及沿岸乡镇人民群众生命财产安全,保护区域内水利、交通等基础设施安全,控制水土流失,有利于提高项目区农业生产条件和人民生活水平,从而实现区域经济又好又快发展。该工程总投资2878.67万元,多年平均防洪效益为370万元。当社会折现率为8%时,主要国民经济评价指标经济效益费用比(BECB)为1.01,经济净现值(ENPV)为268.65万元,经济内部收益率(EIRR)为8.9%。各项指标满足规范要求。本工程具有较好的社会效益,对肃州区的发展有深远的影响,建议尽早实施。1.13结论与建议该项目实施后,可大幅提高洪水河的防洪抗灾能力,有效降低洪水对防护区的危害,保障区内人民群众生命财产安全,促进区内工农业生产和经济发展。本项目建设的基本条件均已具备,建议上级主管部门尽快审查批复,组织实施,及早发挥效益。11 2水文、气象2.1流域概况洪水河为讨赖河一级支流,发源于祁连山系托莱山北坡、走廊南山南坡,发源地海拔4904.8m,终年积雪,有冰川分布,植被较好。托莱山冰川和走廊南山雪山冰川区共有较大冰川216条,冰川面积130.84km2,总冰储量53.263亿m3,多年融冰量0.981亿m3。占到河道多年径流量的35%。洪水河自源头以泉水、融雪水积聚,逐渐形成溪流,沿河谷自东南流向西北,沿河有小陇孔河、臭水沟、南过陇、羊龙河、黑水河、萨木尔河、三岔口河汇入,至古浪峡口折向北,于佛洞庙流出山口,河流出山口后自南向北流入洪积扇面,由于渗漏的增加,部分径流转为潜流,部分径流以地表形式流向下游,至洪积扇前缘312国道处以下河道潜水逐渐以泉水形式出露,潜流溢出与地表水复归河道,进入洪临灌区临水片,在灌区河流改称临水河,河流流经灌区后在三墩镇以东余水汇入讨赖河,最后流入鸳鸯池水库,经鸳鸯池水库、解放村水库调蓄和灌溉引水,消失于灌区末端。洪水河佛洞庙以上河段山势陡峻,河道比降大,该河段比降约1/20~1/400,流域上游深入祁连山区,地势较高,降水量多,同时有高山积雪与现代冰川分布,气温低,蒸发较弱,降水易形成径流。河流在到达出山口时水量最大,出山口以后,因渗漏、蒸发损失和人工引用等,水量逐渐减少。洪水河的下游为酒泉盆地,地势南高北低,为径流消耗区。整个洪水河全长约130km,全流域面积约2230km2。在出山口佛洞庙下游约2km处设有新地水文站,新地水文站以上河长63.0km,流域面积1581km2,多年平均年径流量2.47亿m3,是肃州区工农业和城乡人民生活用水的主要水源。11 洪水河流域深居内陆,降雨稀少,降雨基本消耗于蒸发。除大暴雨外,一般均不能形成地表径流。河川径流以地下潜流溢出补给和冰川融雪补给为主,四季变化比较显著。2.2气象2.2.1气象站基本情况洪水河流域有多个部门设立的气象观测站,水文部门设立有新地水文站,观测降水等气象要素;气象部门设立有酒泉气象站,该站为国家基本测站,观测项目齐全,整编符合规范,资料年限较长。酒泉气象站距该项目区较近,因此确定酒泉气象站作为洪水河堤防气象设计代表站。2.2.2气象特性洪水河流域位于河西走廊腹地,地处蒙新荒漠地带,远离海洋,地理纬度和海拔较高,属内陆河流,流域内气候类型属典型的大陆性气候,气象特征为:气候干燥降水少,蒸发强烈日照长,冬冷夏热温差大,秋凉春旱多风沙。流域内年降水量在空间分布上为南多北少,随着高程的增加而增大。受地形影响,上游祁连山区降水多,下游灌溉平原降水少,山区年降水量一般为150~180mm左右,平原区在100mm左右。降水在时间分布上分配也不均匀,夏季(6~8月)雨量集中,冬季(10~2月)雨雪稀少。山区气温低,灌区气温高,年平均气温随海拔高度增加而降低。蒸发与气温的分布特点相同,年平均蒸发量随着气温的增高而增大。山区气温低蒸发量小,灌区气温高,蒸发量大。2.2.3气象要素特征值根据酒泉市气象局气象资料分析得工程区多年平均气温7.3℃11 ,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-31.6℃,最大24小时降雨量21.7mm,最大1小时降雨量19.8mm,年均降水量85.3mm,主要集中在6—9月,占年降水量的69%,蒸发量2148.8mm,平均风速2.4m/s,最大风速21m/s,风向多西北风,最大冻土深1.32m。春季沙尘暴,夏季干热风,是本区的主要灾害性天气。有关气候要素见表2—1。11 酒泉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0C-9.7-5.91.89.415.620.121.820.7157.4-1.2-7.97.3平均最高气温0C-2.31.69.517.222.927.228.72822.615.46-0.814.7平均最低气温0C-15.6-12.1-4.42.38.212.614.8148.51.2-6.5-13.30.8极端最高气温0C10.715.223.330.233.636.138.437.532.22917.917.338.4极端最低气温0C-28.6-31.6-20.7-10.6-3.42.47.76.4-3.6-9.4-24.2-27.4-31.6降水量mm1.62.435.39.110.720.617.110.51.81.91.385.3蒸发量mm34.357.3146.4256.9316.7312.5292.7273.3207.514570.435.92148.8日照时效h218.2207.7235.8258290.3291.3281.3283.5267.4267.8223.9208.33033.4相对湿度%55494035354252504744495746最大风速m/s>20202223.726222016.714.31818.719.326平均风速m/s22.32.73.22.72.62.22.12.12.12.322.4最大积雪深度cm9147400000510914最大冻土深度cm125130132964000094082132备注蒸发皿Φ为20mm蒸发量资料11 2.3水文站基本概况洪水河干流自1947年8月开始设有水文站,站址多次变迁。测站沿革如下:1947年8月~1951年6月为新地坝站;1956年9月~1959年3月为新地站,在鼓楼涧峡下观测;1959年4月1日站址断面上迁5km,更名为新地炭山子站;1962年1月1日站址下迁10km站名为新地站,同年5月停测。1965年5月恢复观测至1975年12月底停测。1976年初迁至现址观测至今,汇水面积为1581km2,现属甘肃省水文水资源勘测局管辖。该站为国家基本水文站,测站资料可靠,精度较高,资料系列较长,可作为本项目水文分析设计依据站。本次洪水河堤防建设项目由于1957年以前的资料不完整,且精度较差,本次舍弃不予采用。2.4径流2.4.1径流特性径流主要由流域降水和冰雪融水补给形成,径流年内分配据洪水河新地水文站实测多年平均径流资料分析,径流年内变化每年4~6月,随气温上升,冰雪融化,河道出现春汛,径流量约占全年径流量的26.3%;7~9月大气降水相对较为集中,强度较大,为一年中的主汛期,径流约占全年径流量的70.5%;10月气候变冷、降水减少、河流水量也随之减少,径流占全年径流量的3.2%。11月至翌年3月,河道封冻基本断流。2.4.2年径流系列的插补延长本次洪水河堤防建设项目收集有新地水文站1957年~196137 年、1965年~2011年n=51年“新地坝渠和河道合成流量”资料,该资料为还原后的新地水文站断面的天然径流资料,本次设计中对此进行了分析认为还原成果可供使用。为使年径流资料资料系列连续完整,对缺测的1962年~1964年年径流量系列插补如下:绘制干流冰沟水文站与支流新地水文站同期年平均径流量年际变化过程对照图,上、下游变化相应较好,具有一定的相似性。经同期年径流量相关分析计算,关系尚可,因此,选用冰沟水文站为参政站来插补延长新地水文站缺测年份的径流系列。2.4.3年径流系列代表性分析根据整编及插补的1957年~2011年n=55年连续系列的洪水河新地水文站年径流量资料,点绘多年年平均径流量时序过程线(图2—1)和多年年平均径流量差积曲线(图2—2)可以看出在55年资料中丰、平、枯交替出现,且有较明显的周期性;根据代表期应包含丰、平、枯参数比较稳定的原则,说明新地水文站1957年~2011年年径流系列具有一定的系列代表性。图2—1洪水河新地水文站年径流时序曲线37 图2—2洪水河新地水文站年径流差积曲线2.4.4年径流计算依据1957年~2011年共计55年径流系列进行频率统计分析计算,采用P-III型曲线适线,得到洪水河新地水文站多年年平均径流量为2.470亿m3,多年年平均流量为7.83m3/s。新地水文站不同保证率设计年径流成果见表2—2。多年年平均径流量频率曲线见图2—3。表2—2洪水河新地水文站年径流成果表汇水面积(km2)均值(亿m3)CvCs/Cv设计值(亿m3)25%50%75%80%90%15812.4700.242.02.842.422.051.961.752.5洪水2.5.1暴雨洪水特性37 洪水河流域距海洋遥远,海洋对降水影响微弱,造成降水稀少,气候干燥。受季风影响,时有局地暴雨发生,大面积暴雨少发生。暴雨历时短,一般不超过一天,暴雨出现时间多在6~9月间。洪水河的汛期有春汛和夏汛。春汛一般出现在3~4月间,历时一个多月,由低山融雪、地下水解冻和融冰形成,所形成的洪水峰低量小,造成的威胁不大。夏汛在6~9月间,历时三个月,由暴雨和融雪综合形成,以暴雨为主。洪水峰高量大,峰现时间很短。新地站实测洪水系列较长,实测最大流量353m3/s,发生在2010年7月28日。本次洪水造成水毁严重,多处建筑物被破坏,道路被冲毁,良田被淹没。2.5.2历史洪水及重现期历史洪水调查值以整编刊印、经审查后的《甘肃省洪水调查资料(内陆河流域)》为依据,洪水河流域洪水调查成果见表2—3。表2—3洪水河流域洪水调查成果表河名段名所在地点河长(km)集水面积(km2)调查成果年、月Qm(m3/s)可靠程度洪水河洪水河出山口酒泉县西洞公社洪水河91.7158019371971622——较可靠——备注调查时间为1971年9月22日,被调查人最大年龄72岁。由上表2—3可知,洪水河流域出山口调查到1937年洪水为历史特大洪水,调查洪峰流量为622m3/s。根据调查访问概况考证,出山口(新地水文站)1937年洪水重现期可追溯至1910年,洪水重现期从1910年起算至2011年,N=102年。2010年7月28日37 于调查期后发生了仅次于1937年的次大洪水,造成洪灾相当严重,新地水文站实测洪峰流量Q2010年=353m3/s。由于2010年次大洪水量级同1971年实测洪水(Q1971年=318m3/s)相差不是很大,本次加入实测系列进行统计。2.5.3设计洪水根据新地水文站1957年~1961年、1965年~2011年n=52年实测洪水资料系列,加入历史洪水调查成果,按不连续系列计算统计参数,用矩法初估统计参数,用P—Ⅲ型曲线适线后,得到设计洪水成果见表2—4。洪峰流量频率曲线见图2—4。表2—4洪水河新地水文站设计洪水成果表F(km2)均值(m3/s)CvCs/Cv设计值(m3/s)1%2%3.33%5%10%20%15811680.684.06185224523983082222.5.4设计洪水成果合理性分析根据甘肃省水文图集,甘肃省河西地区讨赖河流域及邻近水系的洪峰流量变差系数约在0.60~1.40之间。本次设计考虑了1937年特大洪水,新地水文站洪峰流量最大值与最小值之间变差增大,Cv矩法计算值为0.544,由参数估计理论知,矩法公式计算的变差系数Cv值,一般常偏小,调整时适当加大,最终适线取为0.68。甘肃河西内陆河流域洪水Cs与Cv倍比多介于3.0~4.0之间,本次设计取Cs/Cv=4.0。综上分析,新地水文站洪峰流量设计参数:均值为168m3/s,Cv=0.68,Cs=4Cv,符合地区规律,设计成果是合理的。37 2.5.5各段堤防设计洪水由于堤防工程呈线状分布,自南向北随着堤线的延伸,其集雨面积也相应增加。自新地水文站至国电运煤专线大桥,河道长14km,汇水面积增加了79km2。本项目设计洪水兰新铁路至运煤专线大桥直接采用新地水文站洪水,运煤专以北设计洪水采用面积比拟法加入增加汇水面积后进行修正。洪峰流量修正公式如下:Q设=(F设/F参)nQ参式中:Q设—设计站洪峰流量(m3/s)Q参—参证站洪峰流量(m3/s)F设—设计站流域面积(km2)F参—参证站流域面积(km2)n—经验指数。一般根据流域的暴雨衰减指数和暴雨历时等水文特点确定。由于甘坝河河道纵坡陡,暴雨形成的洪峰历时短,所以n取小值,0.5。成果详见表2—5。表2—5洪水河堤防洪水成果表断面F(km2)均值(m3/s)CvCs/Cv设计值(m3/s)1%2%3.33%5%10%20%新地站F=15811680.684618522452398308222堤防6+090以下段F=166063353446340831522737 2.5.6分期设计洪水洪水河流域3~4月由于气温升高,冰雪融化而水量增多,偶有春汛发生;5月份为汛前过渡期,6~9月份降雨集中,多发生洪水,为汛期,10月份为汛后过渡期,11月份至次年2月份降雨雪稀少,河水补给基本为地下潜流,为枯水期。基于洪水河的洪水特性,分期划分为春汛期(3~4月)、春汛期至汛期过渡期(5月)、汛期(6~9月)、汛期至枯水期过渡期(10月)、及枯水期(11月~次年2月)共五个分期。利用新地水文站实测逐月最大流量资料,采用不跨期独立选样方法,按年最大值法选取各分期内最大流量,进行频率统计分析计算,用矩法估算参数,PIII型曲线适线,得到分期设计洪水成果,详见表2—6。6~9月为汛期,直接采用年最大洪峰流量成果。表2—6洪水河新地水文站分期设计洪水成果表时段设计值(m3/s)5%10%20%33.3%3~4月84.171.358.737.15月24518813283.16~9月39830822216510月12910883.151.111~次年2月66.041.128.017.0堤防设计洪水直接采用新地站分期洪水成果,详见表2—6。37 37 37 2.6泥沙2.6.1流域产沙概况洪水河流域径流由地下水、冰川(雪)融水和降水三部分组成。由于该流域气候干燥降雨少,地表植被较差,当降雨形成地表径流时,地表将被冲刷,水流挟沙入河,成为河道泥沙的主要来源。该流域降水量随地面高程降低而减少,深山区降水量较多,植被较好,人类活动影响较小,因而入河泥沙较少。出山口佛洞庙以下的浅山区,降水减少,地表植被稀疏,由于人类活动的影响,入河泥沙显著增加。河流泥沙主要来自洪水期。2.6.2悬移质输沙量洪水河新地水文站具有较长系列的水沙测验资料。根据1957~2005年新地水文站实测资料统计,多年年平均悬移质输沙量为65.7万t,多年年平均悬移质泥沙侵蚀模数为417t/km2。由于泥沙主要来源于降雨对地表的冲刷,降雨多发生于汛期,因此河道来沙量年内分布很不均匀,主要集中于汛期,6~9月悬移质输沙量64.65万t,占年输沙量的98.4%,其中7~8月输沙量59.52万t,占年输沙量的90.6%。实测最大断面平均含沙量247kg/m3(1986年7月3日)。年内悬移质输沙量分配见下表2—7。新地站悬移质输沙量月、年分配表表2—7月1~45678910~12年输沙量(万t)0.0181.123.9443.016.41.190.0165.7占年(%)0.0281.76.065.524.921.830.0210037 2.6.3推移质输沙量洪水河新地水文站无推移质泥沙测验资料,对于推移质泥沙测验资料缺乏的地区及河道常采用推悬比的方法估算推移质输沙量,山区性河道推悬比一般为0.15~0.3;根据该流域河道泥沙特性及流域内下垫面情况,推移质输沙量采用推悬比25%估算,则年推移质输沙量约为16.4万t。洪水河新地水文站断面以上流域总输沙量为82.1万t。2.7冰情洪水河位于大陆腹地的内陆河流,其气候特点为冬季寒冷、夏季炎热、气温温差大,降水少、蒸发大,多风沙,属典型的大陆性气候。根据酒泉气象站观测资料分析,多年平均气温7.3℃,极端最高气温36.6℃,极端最低气温-29.8℃,一年中11月、12月、1月、2月的平均气温为负值,分别是-0.3℃、-7.3℃、-9.0℃、-4.9℃。根据干流讨赖河冰沟水文站冰情观测资料分析,最早初冰日期为9月14日,最晚初冰日期为10月26日,最早封冻日期12月14日,最晚封冻日期1月10日,最早解冻日期2月17日,最晚解冻日期3月6日,最早终冰日期为4月14日,最晚终冰日期为5月18日37 ;冰期天数最长243天,最短175天,平均208天;封冻天数最长69天,最短43天,平均58天,大部分年份的冰期出现封冻现象;冰厚测验资料很少,实测岸冰厚1.2m,河心冰厚2.14m。根据冰情观测资料分析,大部分年份冰期河段会出现封冻现象。洪水河冰情的又一个特点为河道上游先封冻、下游后封冻,这样减少了下游河道封冻前的河道流冰量;而开河(解冻)则为先下游、后上游,称为“文开河”,使开河期下游河道流冰密度降低,减少了河道出现冰坝、冰塞等灾害性冰情的机会。37 3工程地质3.1概述本工程为甘肃境内小河流治理工程,工程区位于肃州区境内的洪水河下游河谷内,洪水河为讨赖河的一级支流。工程区位于洪水河下游的兰新铁路桥至312国道之间,本次列入治理河段洪水河主河道长度为13.47km,。由甘肃省地勘局地质矿产勘察院进行堤防工程的地质勘测任务。本次勘察按初设阶段的深度要求进行,完成的主要任务是:1)调查区域地质构造情况,进行区域构造稳定性评价。2)基本查明堤防工程方案各工程地质段堤基及邻近区的工程地质条件,并对有关的主要工程地质问题做出评价。3)查明治导线工程地质条件,并提供相关地质参数。4)进行天然建筑材料勘察。具体见表3-1本次勘察按初设阶段深度要求进行,所采用的规范、规程主要为:①《堤防工程地质勘察规程》(SL/T188-2005)②《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)③《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)④《水利水电工程天然建筑材料勘察规范》(SL251-2000)。3.2区域地质概况3.2.1地形地貌37 洪水河属黑河水系,发源于祁连山北麓,洪水河全长约130km,新地水文站以上流域面积为1581km2。上游祁连山内,山势陡峻,源地终年积雪,有冰川分布,山地阴坡有天然林,植被较好;下游山前平原区,植被较差。洪水主要来自出山口以上。河流的补给来源有降水、地下水和冰川融水。肃州区地势为南高北低,自西南向东北倾斜,南部是祁连山山地约3000~5000m的高山群。中部是河西走廊的一部分,也是农业的精华之地。自嘉峪关隆起带分界以东是酒泉、金塔盆地,以西是玉门、敦煌、瓜州盆地、酒泉盆地海拔高度约1350~1500m,以南是祁连山山前倾斜平原的一部分,海拔约1500~1800m。洪水河出山后横穿祁连山山前第四纪冲积平原,洪积平原为戈壁化的卵石滩,地形平坦,开阔、地势由南向北倾斜,河床地层均由第四季洪积形成卵石构造,地层结构单一而且厚度深。堤防沿线未压覆矿产,未发现文物,军事设施等。地质勘察实物工作量统计表表3-1序号工作项目单位数量比例尺一水文地质、工程地质测绘   1工程地质调查km262工程地质纵剖面测绘km121:2000二工程地质勘探   1探坑m/孔28/12 三取样及试验   1砂砾石颗分试验组12 2砂砾石密度试验组123土工实验组437 3.2.2地层岩性项目区出露地层岩性为全新统洪冲积砂卵砾石层。两岸的I~Ⅱ级阶地上覆盖为厚2~5m砂质壤土层。治理河段沿岸出露的地层岩性主要为第四系(Q)不同成因的堆(沉)积物,主要有上更新统洪冲积砂卵砾石层(Q3pl—a1)、全新统洪冲积粉砂质壤土层(Q4pl—al)、全新统洪冲积河床砂卵砾石层(Q4pl—al)等。①上更新统洪冲积砂卵砾石层(Q3pl—a1):广泛分布于倾斜平原,略具水平层理,颗粒组成以卵砾石为主,含少量漂石,卵砾石间充填中粗砂,松散,局部为泥钙质弱胶结,中等密实,强透水。该层隐伏于河床砂卵砾石层以下,是酒泉盆地重要的含水层。②全新统洪冲积粉砂质壤土层(Q4pl—al):分布在戈壁表层,一般厚1.0—2.0m,其颗粒组成以粉粒为主,约占40—50%,次为砂粒,约占20%,粘粒约占10—20%,局部夹有细砂层透镜体。该层在地表呈断续分布,一般在村庄及其周围较厚,并多为耕地,向戈壁延伸,则变薄或尖灭。③全新统洪冲积河床砂卵砾石层(Q4pl—al):属洪冲积砂卵砾石层,主要由卵砾石及漂石组成,卵砾石占50—60%,漂石占15—25%,其间充填中细砂,含量占20—25%,无分选性,未胶结,局部夹有砂层透镜体。天然密度为2.15—2.35g/cm3,天然干密度为2.0—2.15g/cm3。该层为本次防洪堤工程基础持力层。3.2.3水文地质本次洪水河设计年径流计算,取用1957—37 2008年水文资料,多年平均径流量23935万m3;经频率计算求得p=50%径流量19520万m3;75%径流量14696万m3;(1)地下水类型地下水按其埋藏类型可分为孔隙性潜水和基岩裂隙水。孔隙性潜水主要赋存和运移于现代河床、漫滩的冲洪积砂卵砾石层和低阶地砂卵砾石层中,直接受河水和两岸基岩裂隙水补给,向洪水河排泄。基岩裂隙水多赋存于河谷两岸及河床基岩内的断层、裂隙及其破碎带中,以下降泉的形式向洪水河排泄。地下水动态变化受气候变化影响较大,随着降雨量的增大地下水位升高,雨季也是地下水的丰水期。项目区地下水一般无色、无味、透明。根据水质化学分析结果(见表3-1),河水、孔隙性潜水的化学类型为SO2-4—HCO-3—Ca2+—Mg2+型水,硫酸根离子含量为119.79~134.83mg/L,对混凝土结构无腐蚀性。3.2.4地质构造及地震工程区自下第三纪渐新世末,由于受喜马拉雅运动影响及祁连山北麓深大断裂的复合,造成南部山区的剧烈上升,北部地区相对沉降,此间形成第三系湖盆,沉积了一套中新统(Nlb)的红色碎屑岩建造。中更新世末期,湖盆继续下降,又沉积了一套山麓一湖盆相的上新统疏勒河组(N2s)及下更新统玉门组(Q1y37 )的洪积一冰碛地层。下更新世末,受构造运动的影响,在工程区上游的南部山区形成了背斜和向斜构造,使第三系地层与玉门组地层同时产生褶皱,并产生了南部山前大断裂,将上新统疏勒河组(N2S)地层逆冲至玉门组(Q1y)地层之上,同时又沉积了中更新统酒泉砂卵砾石层(Q2)。新构造运动表现仍很强烈,南部山前断裂仍在活动,致使疏勒河组地层覆盖在酒泉组地层之上。至中更新世末期,区内的新构造运动逐渐减弱。依椐前人资料,区内的上更新统(Q3)及全新统地层(Q4)未发现断裂迹象,工程区内的新构造运动表现,主要为差异性的升降运动。根据2001年国家发布的1/400万《中国地震动参数区划图(2001,GB18306—2001)》,项目区地震动反应持征值0.4S,出山口以下平原区地震动峰值加速度0.15g,基本烈度为Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度设防。3.3工程地质条件及评价3.3.1一般地质条件工程区微地貌较为简单,主要为冲洪积倾斜平原地貌及河谷地貌。洪水河河谷地貌较为完整,河床、河漫滩及阶地等发育。出山口佛洞庙至兰新铁路桥、兰新铁路桥至引讨济洪洪渠隧洞、引讨济洪渠隧洞至312国道,各河段河谷及地貌迥异,反差明显。佛洞庙至兰新铁路,河谷地貌较为完整,河床、河漫滩及阶地等发育,河谷深切。起始段佛洞庙河发育七级侵蚀堆积阶地,其中Ⅲ级阶地缺失,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ级阶地呈零星条带状不对称的分布于河谷两侧,面上多有崩坡积、洪积的松散物堆积;Ⅴ~Ⅶ级阶地地处峡谷崖壁之上,发育完整,阶面开阔,多呈扇形展布,面上堆积有Q3砂卵砾石及轻粉质壤土37 河道主槽明显;两岸河谷高耸,达50m以上;至兰新铁路河段,发育二级阶地,高出河漫滩15m。兰新铁路至引讨济洪渠穿河隧洞,两岸阶地呈阶地自南向北尖灭态势,至引讨济洪渠阶地消失。引讨济洪渠至312国道,主流不稳定,常左右摆动,河床发育不完善,主河槽与河漫滩、阶地不明显。3.3.2堤防沿线工程地质条件洪水河河道治理工程位于酒泉市肃州区12km处,治理段河道范围为出山口桩号0+000m—12+170m的河段。按照河床质粒径及岩性特征,工程区可划分为以下几个工程段:(1)兰新铁—引讨济洪渠隧洞(桩号0+000—3+500)。此段河道全长为3.8km,桩号3+750处为引讨济洪洪渠隧洞。堤基为第四系冲洪积砂砾卵层,表层河床物质颗粒较粗,漂石(>200mm)含量2.89%—4.56%。砾卵石(20-200mm)含量13.98%—16.72%;砾粒(2—200mm)占40.202%~44.58%,砂粒(0.05-2mm)占32.65%~33.26%,粉砾(0.005—0.05mm)占3.28%~4.01%,粘砾(<0.005mm)占1.84%~2.04%。平均粒径d50=8.16mm~8.73mm,特征粒径d85=28.74mm~52.36mm左右。河床允许不冲流速V允许=1.21m/s—1.24m/s。(2)引讨济洪渠隧洞—312国道(桩号3+500—12+170)。此段河道全长为8.42km,桩号12+170处为312国道桥。堤基为第四系冲洪积砂砾卵层,表层河床物质颗粒变细,漂石(>200mm)含量0%—2.22%,砾卵石(20-200mm)含量6.61%—11.86%;砾粒(2—200mm)占45.96%~48.32%,砂粒(0.05-2mm)占35.73%~40.76%,37 粉砾(0.005—0.05mm)占2.26%~3.28%,粘砾(<0.005mm)占1.00%~2.58%。平均粒径d50=2.55~3.38mm,河床允许不冲流速V允许=1.09m/s—1.19m/s。特征粒径d85=17.53mm~23.98mm左右。3.3.3工程区工程地质条件评价根据地形地貌条件及河床分布情况,工程区地貌及地层岩性较为单一,分布较为稳定,工程地质条件简单,工程地质条件总体来看见尚属良好。不良物理地质现象以河流的侧向侵蚀为主,存在的主要工程地质问题包括:(1)由于河道不稳定,造成洪水冲刷(桩号0+000—3+500)主要发生在兰新铁路桥至引讨济洪渠隧洞的河段,此段河道河谷较宽,洪水期河道主流不稳定,常左右摆动,并冲刷岸坡,河谷加宽,并威胁两岸企业、村镇安全。此段应根据上游洪水来势,合理选择的治导线,并加强堤防砌护,规范河道。减少主河道的摆动、无限制地加宽,使主河道稳定展布。(2)河道形态为喇叭形(3+500—7+250),河床淤泥积此段河道在引讨济洪渠隧洞至洪水河原堤防东岸,为喇叭状形态,岸线与河道主流流向成150角扩散放大,至洪水河东岸堤防河道宽度由350m,渐变至1500m。河道呈淤积态势,淤积厚度自南向北逐渐增加,至洪水河原原堤防处,厚度达2m。(3)河道形态为倒喇叭形(7+250—12+170),河床冲严重。此段河道洪水河原堤防东岸以下,为倒喇叭状形态,岸线与河道主流流向成15037 角,河谷收缩变窄小,至312国道宽度由1500m渐变为145m。河道呈河床两岸成冲涮态势。3.4天然建筑材料经调查,工程区范围内均为第四系冲洪积物,河谷开阔,交通便利,河床及左右岸Ⅰ级阶地分布范围较大的天然砼骨料产地,工程区及其附近缺乏合适的可集中开采的块石料场。3.4.1砼粗细骨料堤防工程处在河左岸,沿线河床及漫滩上的砂卵砾石,均可作为该工程的混凝土骨料。所选砂砾石料场位于国道南700m的左侧Ⅰ级阶地,为冲洪积砂卵砾石层,料场长约200m,宽约200m,可用层开采厚度按2m(均为水上开采)计算,储量约为8万m3。其中卵砾石成份为花岗岩、变质砂岩、石英岩等,石质坚硬;砂以中细砂为主,成份主要为长石、石英、云母及岩屑。经取样7组,并进行了对比试验,其主要技术指标如下:砂砾石料中粒径大于150mm的蛮石含量占0.75~1.26%,粒径150~5mm级的占60.2~66.92%,粒径小于5mm的砂含量占30.97~35.11%。天然砾石料储量丰富,砼粗细骨料各项试验指标均能满足质量技术要求。砂砾石料各项试验指标见表4-1~表4-4。天然砾石料储量较丰富,砼粗骨料各项试验指标均能满足质量技术要求,砼细骨料除孔隙率、细度模数和平均粒径略偏大外,其余指标均满足质量技术要求。砂砾石料各项试验指标见表3—637 ~表3—9。3.4.2筑堤砂砾石及卵石料筑堤所需砂砾石料在洪水河河道就近挖取,根据试验结果,砂砾石的干密度2.08~2.15g/cm3,对应的内摩擦角为30°~35°,咬合力为20~30KPa。砂卵砾石层的抗剪强度指标为f=0.5~0.6,C=20~30Kpa,允许承载力f0=0.4~0.5MPa,变形模量E0=40~50MPa。在河床中上游附近的砂卵砾石层中,约有20%的漂卵孤石,卵石主要为加里东晚期形成的花岗岩,可以作为大卵石料选用,质量和数量均能满足设计要求。砂砾堤填筑标准用相对密实度进行控制,要求h≥0.60,筑坝料开采安全距离为30m(距堤脚)。3.4.3施工用水洪水河河道来水水质良好,可作为施工用水水源。3.5结论(1)工程区岩性均为第四系松散堆积物,位于洪积扇前缘区,工程区属于区域构造相对稳定区。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),项目区地震动反应持征值0.4S,出山口以下平原区地震动峰值加速度0.15g,基本烈度为Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度设防。(2)工程区岩性均为第四系松散堆积物,各层岩性密度好,承载力强,堤防工程基础均布置在全新统(Q4)冲积砂卵砾石层之上,均能满足防洪设计要求。(3)洪水河洪水水质对普通硅酸盐水泥无侵蚀性,堤防工程完全可以使用普通硅酸盐水泥。37 (4)堤防工程所用卵石料、垫层砂石料,经业主指定料场开采,各卵石及垫层砂石料料场质量合格、储量丰富,开采运输方便。洪水河河床允许不冲流速计算表表3-3-1样号取样深度桩号分级粒径允许不冲流速v(m/s)漂石>200mm卵石200-20mm砾粒(20-2mm)砂粒2-0.05mm粉粒0.05-0.005mm粘粒<0.005mm分级含量(%)Y11.5右岸0+8504.5616.7240.0232.654.012.041.24Y21.4右岸1+7003.1415.8642.6433.243.281.841.23Y31.6左岸3+8002.8913.9844.5833.263.381.911.21Y41.5右岸4+8102.2211.8645.9635.742.381.841.19Y51.6左岸6+0101.8310.8847.5835.732.981.001.18Y61.4左岸7+1101.2111.9347.0136.152.621.081.18Y71.5左岸8+1200.8210.8646.9636.243.281.841.16Y81.6左岸9+4500.529.9847.6838.362.251.211.15Y91.5左岸10+1000.219.6148.1538.062.741.231.14Y101.4左岸11+1500.008.6147.1539.063.142.041.11Y111.6左岸11+9500.007.4248.3240.762.261.241.11Y121.5左岸12+5100.006.6148.1538.064.602.581.09最大值4.5616.7248.3240.764.602.581.24最小值0.006.6140.0232.652.251.001.09平均值1.4511.1946.1836.443.081.651.1737 37 洪水河河床砂砾石样颗粒分析成果一览表样号Y1Y2Y3Y4Y5Y6取样深度1.31.41.61.51.61.4桩号右岸0+850右岸1+700左岸3+800右岸4+810左岸6+010左岸7+110粒径(mm)分级百分含量(%)>2004.563.142.892.221.831.21200~1501.671.591.401.191.091.19150~603.343.172.802.372.182.3960~406.696.345.594.744.354.7740~205.024.764.193.563.263.5820~1018.0119.1920.0620.6821.4121.1510~516.0117.0620.0622.9823.7918.805~26.006.404.462.302.387.052~14.904.994.995.365.365.421~0.56.536.656.657.157.157.230.5~0.258.168.318.328.948.939.040.25~0.17.187.317.327.867.867.950.1~0.00755.885.985.996.436.436.51<0.00756.055.125.294.223.983.7d100.0980.0930.0950.0890.0960.091d300.910.880.840.560.480.55d508.738.578.167.688.333.38d609.989.328.967.657.875.12d8552.3639.8928.7423.9819.6219.29不均匀系数101.84100.2294.3285.9681.9856.26曲率系数0.850.890.830.460.300.65土样定名粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾土代号GMGMGMGMGMGM备注      37 洪水河河床砂砾石样颗粒分析成果一览表样号Y7Y8Y9Y10Y11Y12取样深度1.51.61.51.41.61.5桩号左岸8+120左岸9+450左岸10+100左岸11+150左岸11+950左岸12+510粒径(mm)分级百分含量(%)>2000.820.520.21000200~1501.091.000.960.860.740.66150~602.172.001.921.721.481.3260~404.343.993.843.442.972.6440~203.262.992.882.582.231.9820~1021.1321.4621.6721.2221.7421.6710~518.7821.4624.0823.5824.1624.085~27.044.772.412.362.422.412~15.445.755.715.866.115.711~0.57.257.677.617.818.157.610.5~0.259.069.599.529.7710.199.520.25~0.17.978.448.378.598.978.370.1~0.00756.526.906.857.037.346.85<0.00755.123.463.975.183.507.18d100.0940.0930.0890.0810.0740.068d300.520.490.430.450.410.39d503.453.212.842.652.552.86d605.365.656.035.865.935.73d8518.7318.4518.3618.0217.8617.53不均匀系数57.0260.7567.7572.3580.1484.26曲率系数0.540.460.340.430.380.39土样定名粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾粉质土砾土代号GMGMGMGMGMGM备注      37 洪水河水质化学分析成果表表3-1序号取样位置阴阳离子含量值单位Ca2+Ma2+K++Na+ΣaCL-SO42-HCO3-CO32-ΣK1河水mg/L51.1428.191.1580.4825.31134.8385.640.00245.78mmol/L2.552.320.054.920.712.811.400.004.92mmol(%)51.8347.151.02100.0014.4357.1128.460.00100.002TK3mg/L48.8221.141.8471.8016.87119.7978.510.00215.17mmol/L2.441.740.084.260.482.491.290.004.26mmol(%)57.2840.851.87100.0011.2758.4530.280.00100.00序号取样位置硬度(CaCO3)碱度(CaCO3)游离CO2矿化度PH值水质类型水质评价总硬度暂时硬度永久性硬度总碱度甲基橙酚酞碱度mg/L1河水243.8470.00173.8470.0070.0003.54326.267.8SO42-—HCO3-—Ca2+—Mg2+对混凝土结构无腐蚀性2TK3209.0164.50144.5164.5064.5003.54286.977.7SO42-—HCO3-—Ca2+—Mg2+对混凝土结构无腐蚀性37 洪水河砼粗(砾石)骨料分级密度试验指标表4-2名称分级密度5~1010~2020~4040~805~80—g/cm3最小值1.501.511.511.471.73最大值1.531.551.531.491.81平均值1.521.531.521.481.78洪水河砼粗(砾石)骨料试验指标与质量技术指标对比表表4-3序号项目质量技术要求试验指标(平均值)评价1表观密度>2.62.73符合质量要求2堆积密度>1.6g/cm31.78符合质量要求3孔隙率<45%34.88%符合质量要求4吸水率<2.5%0.7%符合质量要求5冻融损失率<10%<0.5%符合质量要求6针片状颗粒含量<15%3.12%符合质量要求7软弱颗粒含量<5%0符合质量要求8含泥量<1%0.47%符合质量要求9碱活性骨料含量<0.5%/符合质量要求10硫酸盐及硫化物含量(SO3)<0.5%0.20%符合质量要求11有机质含量浅于标准色浅于标准色符合质量要求12粒度模数6.25~8.307.20符合质量要求13轻物质含量———39 洪水河砼细骨料(砂)试验指标与质量技术指标对比表表4-4序号项目质量技术要求试验指标(平均值)评价1表观密度>2.552.66符合质量要求2堆积密度>1.5g/cm31.51符合质量要求3孔隙率<40%34.35%符合质量要求4云母含量<2%微量符合质量要求5含泥量(粘、粉粒)<3%1.43符合质量要求6硫酸盐及硫化物含量(SO3)<1%0.30符合质量要求7有机物含量浅于标准色浅于标准色符合质量要求8轻物质含量≤1无符合质量要求9细度细度模数2.5~3.5为宜2.53符合质量要求平均粒径0.36~0.5mm0.39符合质量要求39 洪水河砂砾石料场试验成果表表4-1取样位置试样编号取样深度颗粒级配控制粒径限制粒径中间粒径不均匀系数曲率系数天然密度粒径(mm)>150150∫8080∫4040∫2020∫1010∫55∫2.52.5∫1.21.2∫0.60.6∫0.30.3∫0.150.15∫0.08<0.08砾含量砂含量d60d10d30//m%mm//g/cm3下游河漫滩1#0.5∫2.50.987.0111.3619.6512.749.624.533.327.5410.216.802.713.5360.3835.1118.620.211.1788.670.352.172#0.2∫2.61.186.2320.2820.426.378.624.573.086.969.856.763.252.4361.9234.4727.260.182.22151.441.002.133#0.2∫2.10.758.4218.6619.5213.077.254.252.866.738.166.182.791.3666.9230.9728.840.284.13103.002.112.144#0.3∫1.91.227.9519.0820.377.668.164.332.876.959.246.263.202.7163.2232.8527.220.192.21143.260.942.125#0.3∫2.20.927.2116.7818.5613.507.784.152.796.1710.297.052.682.1263.8333.1327.140.252.36108.560.822.156#0.5∫2.31.266.8518.3518.088.378.554.243.487.249.767.143.043.6460.2034.9026.560.242.35110.670.872.16平均值1.057.2817.4219.4310.298.334.353.076.939.596.702.952.6362.7533.5725.940.232.41117.601.022.1551 4工程任务及规模4.1项目区经济发展状况酒泉市是千里河西走廊重镇,历史悠久,文化灿烂,闻名中外的敦煌莫高石窟,瓜州榆林窟、阳关、玉门关、奇特的雅丹地貌魔鬼城、酒泉西汉胜迹、月牙泉及酒泉卫星发射中心等均在市辖区内,使酒泉市地理位置和战略位置都非常重要。而酒泉市是市政府驻地、大中小型企业积聚地和全市46万人口生产生活家园,也是全市经济中心、交通枢纽、文化、政治中心。2008年以来,在省委、省政府“建设河西风电走廊,打造西部陆上三峡”战略决策下,酒泉市区建设了甘肃酒泉新能源装备制造产业园。华锐科技、甘肃金风科技、中材科技、酒钢天成、中航惠腾、中复联众、中水四局等项目已投入运营,甘肃温商投资公司变压器及电线电缆等四个项目已经奠基;光伏装备制造编制完成了产业发展规划,并与中国兵装集团和比利时Enfinity公司签订了合作协议。风电装备制造项目12家,建成8家以上,实现产值30亿元以上。肃州区是酒泉市政府驻地,肃州区土地总面积501.86万亩,其中耕地面积72.62万亩。现辖15个乡镇,截止2010年底,全区人口46万,其中农业人口27.74万,非农业人口18.26万人。辖区内主要以农业生产为主,粮食作物以小麦、玉米为主,经济作物以棉花、甜菜、洋葱、瓜果、洋芋、油料作物为主,2010年国内生产总值93.15亿元,工业总产值达到36.19亿元,农业总产值达15.3亿元。4.2堤防工程现状及主要存在的问题4.2.1工程现状51 4.2.1工程现状2011年5月,我院会同肃州区水务局技术人员,对河道现状进行了踏勘和勘察,并结合历史河道行洪资料,经分析发现该段河道现状为:洪水河兰新铁路桥至312国道旧桥12.4km的河段,左岸天园子段建设有堤防5.55km,右岸沙河段建设有堤防5.99km。其余河段没有堤防。4.2.1.1穿河路桥过洪能力评价洪水河兰新铁路至旧312国道段有兰新铁路、引讨济洪渠隧洞、西气东输管道、西油东输管道、国电运煤专线铁路、G30高速公路桥、高速铁路桥、新312国道桥、旧312国道桥等重要基础设施穿越。其过洪能力分别评价如下:(1)兰新铁路桥(左岸桩号0+000),净跨250m,高30m。查资料,铁道部第一勘察设计院1952年设计桥梁时采用百年一遇设计流量为800m3/s;1992年修建兰新铁路复线时(增加第二线),仍由第一勘察设计院设计,洪水河百年一遇流量754m3/s。现工程状况良好,可轻松下泄本项目十年一遇洪水。(2)引讨济洪渠隧洞(左岸桩号3+550),为穿河隧洞,洞长580m。前设等长截水墙,后设防冲防坦。经多年运行工程老化,已列入肃州区洪临灌区续建配套与节水改项目建设计划。(3)国电输煤铁路专线(左岸桩号6+080)51 国电输煤专线是国电酒泉热电厂的配套设施,于河道左岸桩号6+090处进入洪水河河道,穿越河道后与右岸桩号5+200处出河向南,穿越兰新铁路复线后再次横穿洪水河至酒泉车站。输煤专线跨河大桥共7孔,过水净宽315.04m,东岸三个水涵洞净宽10m。建设单位已于2010年12月委托兰州大学编制了《国电电力酒泉发电有限公司铁路专用线工程洪水河2号桥防洪评价报告》,其结论为可安全下泄百年一遇洪水流量760m3/s。现工程状况良好,可满足本项目十年一遇洪水安全下泄。(4)高速公路跨河大桥(左岸桩号10+520)高速公路跨河大桥共20孔,净宽360m,根据《公路防洪标准》,其设防标准是百年一遇洪水。现工程状况良好,可满足本项目十年一遇洪水安全下泄。(5)高速铁路跨河大桥(左岸桩号9+900)高速铁路跨河大桥共10孔,净宽320m,根据《高速铁路设计原则》,其设防标准是百年一遇洪水。工程状况良好,可满足本项目十年一遇洪水安全下泄。(6)312国道新桥(左岸桩号11+900)、312国道旧桥(左岸桩号12+170)312国道新大桥共11孔,净宽100m,净高2m。根据《公路防洪标准》,其防设防准是五十年一遇洪水。312国道旧大桥共9孔,净宽80m,净高2m。根据《公路防洪标准》,其防设防准是五十年一遇洪水。通过桥孔的流量,根据公式:51 式中,ω—桥孔过水总面积(m2)B—桥孔底的总净宽(m)Δz0—上游壅高水位(m)μ—流量系数h0—水深(m)v0—行进流速(m/s)经复核,在设计水深的情况下,312国道新桥过流能力为422m3/s,312国道旧桥过流能力为359m3/s。不能满足其建筑物自身的设防标准(P=50%,534m3/s),能够满足本项目设防标准(P=10%,315m3/s),具体见下表4-1。跨河桥过流能力复核表4-1桥名QμωΔzΔz0gBh0v0312国道新桥42211500.20.409.811001.52312国道旧桥35911280.20.409.81851.524.2.1.2现状堤防评价左岸桩号0+540—1+870段罗马二队段,现状堤防为临时砂堤,高1.8m,每年汛期边边冲边推筑。左岸桩号1+870—2+790段,原为临时砂堤,2010年国电酒泉公司,进行了改建,现状为顶宽6m,堤高2.5m—3m,基础深2.5m—3m,C15砼护面;自下而上厚度由25cm向15cm渐变,为100年一遇防洪标准,满足本项目设防要求。左岸桩号2+790—51 4+450段,为天园子段,原不浆砌护面,堤顶宽3m,堤高1.8m,基础深2m,2010年国电酒泉公司对堤防基础进行了部分加固,不满足本次设防要求,需改建。左岸桩号4+540—6+090段为2010年国电酒泉公司新建段,堤顶宽6m,堤高2.5m—3m,基础深2.5m—3m,C15砼护面;自下而上厚度由25cm向15cm渐变,为100年一遇防洪标准,满足本项目设防要求。右岸桩号7+750—13+074段建设浆砌石堤防,堤顶宽3m,堤高1.8m,基础深1.8,不满足本项目设防要求,需改建。其余河段现状没有堤防,需新建。具体见下表4-2。洪水河现状堤防基本情况表表4-2位置起点桩号终点桩号长度(km)护面型式顶宽(m)堤高(m)基础深(m)工程状况左岸0+5401+8701.33砂堤31.8 临时堤,改建左岸1+8702+9701.1砼板62.5-32.5-3百年一遇,满足本项目要求左岸2+9704+4501.48浆砌石31.82十年一遇,不满足本项目要求,改建左岸4+4506+0901.64砼板62.5-32.5-3百年一遇,满足本项目要求右岸7+75013+0745.32浆砌石31.81.8十年一遇,不满足本项目要求4.3工程建设的必要性4.3.1城市发展与防洪的关系酒泉市区,东有洪水河,南有文殊沙河,西部、北部有讨赖河(北大河)。洪水对城市安全威胁很大,历届政府都把防汛作为首要任务。解放以来,陆续修建了城南防洪坝,洪水河堤防,文殊沙河泄洪道,北大河防洪堤工程,对酒泉城区的安全得到了一定保证。由于城市发展较快,现有防洪工程是在无正规设计的情况下,断断续续修建51 右岸堤线左岸堤线河道主流方向插图1:高速公路桥以南堤防新建段右岸堤线河道主流方向插图2:兰新铁路桥以北堤防新建段51 河道主流方向堤岸加固段插图3:高铁以北堤防加固段左岸堤岸加固河道主流方向插图4:天园子仓库段堤防改建加固51 的,建设标准低且不统一,防洪标准仅为5年一遇,且老化失修,不能适应城市民展的要求,每到汛期,全民防汛,耗费大量人力物力。按酒泉市城市规划,火车站区、南区、东区均紧临洪水河左岸,洪水系,才能保证已建城区安全和规划用地的需要。文殊沙河堤防已有两个项目列入中小河流治理规划,建设堤防11.27km,北大河城防段已建成堤防均达到50年一遇防洪标准。目前只有东面的洪水河尚没有治理,成为城市防洪建设的短板。4.3.2保障城乡群众生命财产安全,保护城市经济社会建设成果洪水河堤防工程作为肃州区总寨镇、上坝镇、铧尖乡村庄、耕地及酒泉市市区的安全屏障,肩负着保护人民生命安全、保护农田、保护共用设施安全及市区工业企业安全的任务,现状防洪工程标准低,堤防防护体局部基础裸露、砌石砂浆剥蚀、局部滑塌,堤防防洪能力大大降低,洪水安全威胁加大,洪水河河道治理工程建设势在必行,迫在眉睫。4.3.3现状河道防洪标准低,洪灾频发从古到今,酒泉城曾多次遭受洪水的侵袭,《明史五行志》有武宗正德十二年(公元1517年5月)安、肃大雨、雹,平地水深三尺,伤禾,民有击死者的记载。民国26年,1937年7月,洪水河发生有据可考的历史上最大一次洪水,流量622m3/s暴涨,冲毁酒泉东大桥,其它损失不详。1996年7月27日到29日,洪水河流域祁连山区间歇性大到暴雨,降水量25mm,27日洪水河流量188m3/s,洪水持续5h,主流倒向左岸,冲毁天园子段防洪堤长度260m,冲毁丁坝2座,淤积渠道、输水涵洞长2.4km,洪水直泻下游市区东郊,部分工厂受淹,冲毁农防工程长1.7km51 ,沿岸总寨等乡镇的农田300亩,致死2人,伤1人,造成直接经济损失230万元的重大洪灾损失。1997年至2010年均有不同程度的堤防水毁事故发生。2010年7月28日,洪水河流域祁连山山区暴雨,洪水流量达344m3/s,冲毁天园子堤防100m,冲毁丁坝3座,淤积渠道1km。经全力抢险,洪水没有入城。一方面,洪水河堤防工程均为两岸受益群众自发地进行断续修建,防洪标准低,已不能适应酒泉市社会经济发展的需要。随着社会经济的发展,城镇化率的提高,城市人口急剧增加,城市面积不断扩大,相应的防洪体系不能满足社会发展的需要。肃州区城区人口由80年代初期的7万人增加到目前约46万人,步人现代化地级中型城市的步伐越来越快,若再发生大的洪灾,损失不可估量。另一方面,由于洪水河下游河道宽浅,主流游荡不定,河床质又为易冲刷的松散砂砾石,故洪水易导向一侧,毁堤成灾。因此,洪水河堤防工程的建设是十分必要和迫切的。4.4工程任务和规模洪水河河道洪水严重威胁沿途水利工程、公路、铁路及其河道两边村镇、农田的安全,针对存在的突出问题,本次设计河道治理的主要工程任务是:对行洪河道堤防进行改建,提高河道防洪标准。工程主要防护对象为酒泉市肃州区城区、南郊工业园,酒泉热电厂、引讨济洪渠、兰新铁路、高速公路桥、高铁桥、312国道,以及下游两岸的总寨镇、铧尖乡、泉湖乡沿岸居民和农田。本项目工程建设任务为:自兰新铁路桥至牌路村,建设堤防25.374km,其中新建18.3km,改建7.074km。具体见表4-3。51 该工程左岸防护区为酒泉南郊工业园、酒泉热电厂、酒泉市肃州区城区,防护城市一个,防护人口30.88万人;右岸防护区为总寨镇、铧尖乡的农庄与耕地,防护人口13.2万人,防护耕地5.9万亩。根据《防洪标准》(GB50201—94),左岸防洪等级为Ⅲ级,防洪标准为50年一遇洪水设计,防洪堤工程等级为2级。右岸防洪等级为Ⅳ级,防洪标准为10年一遇洪水设计,防洪堤工程等级为5级。51 工程建设内容表表4-3洪水河主河道左岸右岸位置堤防起点桩号堤防末端桩号新建堤防长度(km)改建堤防长度(km)位置堤防起点桩号堤防末端桩号新建堤防长度(km)改建堤防长度(km)兰新铁路桥0+000 1.87 兰新铁路桥0+000 7.75 罗马八组现有堤防起点 1+870沙河六组现有堤防起点7+7507+750天园子仓库段2+7904+540 1.75旧312国道桥13+07413+074 5.324火电厂运煤专线铁路桥6+090 6.08旧312国道桥12+17012+170牌路村 14+3741.3 师范农场 13+4701.3建设堤防小计9.251.75建设堤防小计9.055.3241114.374建设堤防合计25.37451 5工程布置及主要建筑物设计5.1设计依据5.1.1工程等级及防洪标准本工程主要保护洪水河左岸肃州区城区、68203部队、南郊工业园、企事业单位、国电公司酒泉火电厂等几十家企业及迁入肃州区的玉门石油管理局酒泉生活基地3.1万人的住宅区、村庄和水利工程设施;洪水河右岸东洞乡、总寨镇的居民,耕地、高速公路收费站、商业门点、零散的采砂厂、总寨镇工业园区、下游水库等城区和建筑物。本工程左岸防护区内总保护人口30.83万人,右岸防护区内总保护人口13.2万人,耕地面积5.9万亩。本次列入治理河段洪水河主河道长度为13.47km,共新建设堤防长25.374km。根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)、酒泉市城市发展规划及甘肃省防洪规划,对酒泉市按中等城市考虑,左岸旧312国道桥以上防洪标准按50年一遇洪水设计,防洪等级为Ⅲ级,防洪堤为2级堤防,主要防护对象为酒泉市肃州区城区、国电电力甘肃酒泉热电厂等城郊工矿企业;左岸旧312国道桥以下防洪标准按10年一遇洪水设计,主要防护对象为泉湖乡营门村及师范农场;右岸防洪标准按10年一遇洪水设计,防洪等级为Ⅳ级,堤防工程等级为5级,主要防护对象为东洞乡、总寨镇的居民,耕地、高速公路收费站、商业门点、零散的采砂厂、总寨镇工业园区、下游水库等城区和建筑物。根据2001年国家发布的1/400万《中国地震动参数区划图(2001,88 GB18306—2001)》,项目区地震动反应持征值0.4S,工程区地震动峰值加速度0.15g,基本烈度为Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度设防。5.1.2编制依据1)《中华人民共和国防洪法》;2)《中华人民共和国河道管理条例》;3)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000);4)《防洪标准》(GB50201—94);5)《堤防工程设计规范》(GB50286—98);6)《水利水电设计洪水计算规范》(SDJ22-79);7)《河道管理范围内建设项目管理有关规定》;8)《甘肃省肃州区中小河流治理建设规划》(2008年12月);9)甘肃省水利厅《关于编制2013-2015年第一批中小河流治理项目初步设计报告的通知》(甘水建管发[2011]614号)。5.2工程建设内容本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。洪水河左岸建设堤防11km,其中新建9.25km(桩号0+000-1+870、6+090-12+170、12+170-13+470),改建1.75km(桩号2+790-4+540)。洪水河右岸建设堤防14.374km,其中新建9.05km(桩号0+000-7+750、13+074-14+374),改建5.324km(桩号7+750-13+074)。88 5.3工程布置指导思想、原则5.3.1指导思想河道治理的目的是为了增加过水能力,以减少洪水泛滥的程度和机率,增加有效比降和流速,使一定流量得以在较低水位下通过。本次河道治理以中小河流治理总体规划为指导思想,具体为:(1)坚持全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理的原则和兴利与除害相结合,开源与节流并重,防汛与抗旱并举的方针。体现水利保障体系的完整性。(2)防洪设施建设标准与当地社会经济发展和生态保护相结合,突出经济性、可行性。(3)按轻重缓急、分年实施的原则,注重治理的实效性和可操作性。5.3.2工程布置原则洪水河堤防及河道治理工程主要目的是为了行洪畅通,提高河道沿线企事业单位、水利、交通等基础设施及村镇、农田防御洪水的能力。因此,河道整治工程布置遵循以下原则:1)上下游、左右岸统筹兼顾;2)河槽与滩地综合治理;3)筑堤要依河势演变规律因势利导;4)建筑物和所需材料要因地制宜,就地取材。5)充分利用洪水河兰新铁路至321国道之间已有工程的现有堤防,大弯就势、小弯取直,尽量不占耕地。88 6)以河相关系为基础进行治导线布置,保证治理宽度不小于稳定河宽,并充分考虑河床的泄洪能力。5.4堤防治理方案及主要指标5.4.1治理方案本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。5.4.2主要指标按照河道天然状态下稳定河段的实测资料分析及河道特征值经验公式的计算结果,河道治理规划主要采用以下指标。1)河道纵比降根据河道纵断面处于稳定且冲淤基本平衡的特点,本次治理河道划分为19段进行水力计算,共布设了19个水文断面。河床平均比降在11‰—20‰之间。2)平面弯道指标平面弯道指标为河道实测资料分析的弯道平面形态指标。本工程弯道平面形态指标采用下列经验公式计算:曲率半径R=(3—9)B—(顺直微弯段)R:(2—8)B—(弯曲河段)过渡段L=(1-3)B弯道与直河道河宽关系B弯=0.8B直(式中:B为稳定河宽)。5.5治导线规划5.5.1造床流量88 造床流量是指在造床作用下与多年流量过程的综合造床作用相等的某一流量,这种流量对塑造河床形态所起的作用较大,是一个比较大,但又并非最大的洪水流量。根据《河床演变及整治》建议,作为近似计算本次设计取重现期为2年的洪水流量作为造床流量,即洪水河河道造床流量为125.5m3/s。5.5.2河床的稳定性指标洪水河流出祁连山后经山前冲积扇直向北而下形成现代河道,变迁不大。其上游具有典型的山区河流特性,主要表现为水流对组成河床岩石的不断侵蚀作用,而且以下切为主,因此,其河谷断面形态表现为发育不完全的“V”形成“U”形河谷;中下游段则具有平原河流的特性,其形成过程主要表现为水流的堆积作用,其特点是河谷多为发育完全的河漫滩河道,谷坡都比较平稳,当谷底较窄时谷坡和谷底具有明显的交界线,但在其下游,河漫滩异常开阔,这时往往没有明显的谷坡存在,因而谷坡与谷底交界线很难辨认。洪水河中下游段具有游荡性河段的基本特征,其特征为:河道平面较直顺,河段的宽窄相差不大,在窄段水流较集中平顺,对下游河势有一定的控制作用,在宽段则沙滩密布,水流散乱,沙滩纵横交错,河床变化迅速,河道断面宽深比一般很大,由于泥沙的不断堆积,河床常有太高现象,其水文泥沙特性为洪水陡涨陡落,年径流相对较小,而输沙量和含沙量却很大,同流量下含沙量变化亦大。洪水河河道整治段由于各段河床的水力几何形态各有差异,故分段计算河道稳定系数以判定河床的稳定性。88 河床的稳定性判别依据《河床演变及整治》(第二版,中国水利水电出版社)中判定公式计算确定,计算过程如下:(1)纵向稳定系数河床在纵深方向的稳定性主要决定于泥沙抗拒运动的摩阻力与水流作用于泥沙的拖拽力的对比,计算公式为:Φh1=d/hJ(3-1)。式中:Φh1—纵向稳定系数;d—床沙平均粒径,mm;h—平均水深;J—纵比降,‰。(2)横向稳定系数横向稳定系数式中:b1—横向稳定系数;Q—造床流量;B—平滩河宽,m;J—纵比降,‰。计算参数及结果详见表5—1。5.5.3河相关系河相关系系数根据公式ξ=B1/2/H计算确定。式中:ξ—河相系数;B—相当于造床流量的平滩河宽m;H—平滩水位下平均水深m。经表5—1计算结果分析得,河道纵向稳定系数Φh值介于0.28—88 洪水河河床的稳定性计算表表5-1桩号河床比降J(‰)河流平滩水深(m)床沙平均粒径d(mm)造床流量(m3/s)相当造床流量的平均河宽(m)纵向稳定系数(φh)横向稳定系数(φb)河项系数(ξ)右岸0+850140.3411.04125.57212.350.00979.89右岸1+700180.399.45125.57521.350.00869.87左岸3+800170.478.71125.54771.110.01346.57右岸4+810190.277.45125.511481.510.005127.86左岸6+010190.206.83125.516821.790.004203.53左岸7+110190.226.50125.518731.600.003200.83左岸8+120180.235.89125.513221.380.005156.72左岸9+450150.615.25125.53550.570.01831.14左岸10+100170.614.85125.53100.480.02129.01左岸11+150150.654.31125.52960.450.02226.63左岸11+950140.723.99125.52670.400.02522.84左岸12+510200.683.74125.52200.280.02821.8188 2.35之间,河床纵向稳定性较差;河道横向稳定系数Φb介于0.003—0.028之间,该河段河道横向极不稳定,大多堤段横向稳定系数小于0.1,属于极不稳定河段,该河段河道属于游荡性河流,应通过人工疏导稳定河道主流,保障两岸河岸稳定。根据公式计算得出洪水河河相关系系数ξ=21.81-203.53。综合分析,该河段河道稳定性较差,属于游荡性河流,主流流向不稳定,对两岸河床冲刷较大,威胁较大,应尽快建设固定河堤,疏导洪水。5.5.4稳定河宽计算稳定河宽的目的是依据稳定河宽与整治河宽的关系,确定整治河槽宽度。稳定河宽采用阿尔图宁公式计算。即B=AQ0.5/J0.2式中:B—稳定河宽,m;A—稳定河宽系数,对于河床由属无堤防河道、中、细沙组成的中游河段ξ为1.0~1.1,对于河床由细沙组成的下游较稳定的河段为1.1~1.3,而较不稳定的河段则为1.3~1.7,本次计算根据河道实际情况取1.7;Q—平滩流量,m3/s;J—纵比降,‰。稳定河宽计算结果详见下表5-2。5.5.4.1现状河宽:现状河槽宽度详见下表5-2。5.5.4.2堤距的确定:按照稳定河宽计算结果及河道现状特点,确定各河段治理宽度详见下表5-2。5.5.5治导线布置88 5.5.5治导线布置治导线是整治河道使其达到控制主流,稳定河势,固定河槽基础的目的。根据确定的工程治导线布置原则,本次规划布置中采取以河道洪稳定河宽及治理河宽计算表表5-2桩号(右岸)AQ(m3/s)J(‰)B(m)现状河宽(m)设计堤距(m)0+3001.7125.51842.8568568.00+9501.7125.51444.7721721.01+5501.7125.51842.6752752.02+1001.7125.51842.6776776.02+7001.7125.51643.4873873.03+8001.7125.51942.2477477.04+4501.7125.51842.4559559.05+2601.7125.51942.311481148.05+8001.7125.51743.114371437.06+8601.7125.51842.716821682.07+6001.7125.51345.518731873.08+5101.7125.51643.313221322.09+0801.7125.51444.410231023.09+7501.7125.51543.9722722.010+5301.7125.51643.5355355.011+3501.7125.51643.8310310.012+0501.7125.51543.9296296.012+7501.7125.51146.9267267.013+5501.7125.51146.9220220.0水流向为主,顺应河势,尽量顾及原有河岸线和枯水河槽的弯曲形态,有机联系,上下展开,充分利用现有陡坎、桥梁和已建河堤等节点,上下游平顺衔接。经治导线布置洪水河河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。洪水河左岸建设堤防11km,其中新建9.25km(桩号88 0+000-1+870、6+090-12+170、12+170-13+470),改建1.75km(桩号2+790-4+540)。洪水河右岸建设堤防14.374km,其中新建9.05km(桩号0+000-7+750、13+074-14+374),改建5.324km(桩号7+750-13+074)。洪水河左岸堤防总长11km。其中:桩号0+000-1+870段为直线段,两岸水流均平行于岸坡;桩号2+790-2+990段为凹岸弯道,弯段堤防长200m,弧段半径1222m,岸坡与水流夹角17度;桩号2+990-4+240段为直线段,两岸水流均平行于岸坡;桩号4+240-4+540段为凸岸弯道,弯段堤防长300m,弧段半径1132m,岸坡与水流夹角15度;桩号6+090-9+550段为直线段,两岸水流均平行于岸坡;桩号9+550-9+750段为凸岸弯道,弯段堤防长200m,弧段半径1019m,岸坡与水流夹角11度;桩号9+750-13+470段为直线段,两岸水流均平行于岸坡。洪水河右岸建设堤防14.374km,其中:桩号0+000-3+650段为直线段,两岸水流均平行于岸坡;桩号3+650-4+100段为凸岸弯道,弯段堤防长450m,弧段半径595m,岸坡与水流夹角39度;桩号4+100-7+500段为直线段,两岸水流均平行于岸坡;桩号7+500-7+750段为凹岸弯道,弯段堤防长250m,弧段半径305m,岸坡与水流夹角35度;桩号7+750-14+374段为直线段,两岸水流均平行于岸坡。堤防布置见表5-3。5.5.6水面曲线计算根据河段地貌和河道特性,在整个工程河段共布设1988 个水文河道断面,水文断面标号及位置详见工程平面布置图。本次对整个工程河段,以1#水文断面为基准断面,采用天然河渠恒定非均匀流计算,计算采用试算法,推求了堤防河段的设计洪水位。工程区水文断面见表5—4。左岸堤防布置表表5-3-1序号桩号堤线平面布置堤防长度(m)备注10+000-0+800直线防护800 20+800-1+870直线防护1070 32+790-2+990凹岸弯道200弧段半径1222m,与水流夹角17度42+990-3+400直线防护410 53+400-4+240直线防护840 64+240-4+540凸岸弯道300弧段半径1132m,与水流夹角15度76+090-6+900直线防护810 86+900-7+800直线防护900 97+800-8+700直线防护900 108+700-9+550直线防护850 119+550-9+750凸岸弯道200弧段半径1019m,与水流夹角11度129+750-10+500直线防护750 1310+500-11+450直线防护950 1411+450-11+850直线防护400 1511+850-12+170直线防护320 1612+170-13+470直线防护1300 合计11000 88 右岸堤防布置表表5-3-2序号桩号堤线平面布置堤防长度(m)备注10+000-0+800直线防护800 20+800-1+700直线防护900 31+700-2+650直线防护950 42+650-3+650直线防护1000 53+650-4+100凸岸弯道450弧段半径595m,与水流夹角39度64+100-4+800直线防护700 74+800-5+650直线防护850 85+650-6+580直线防护930 96+580-7+500直线防护920 107+500-7+750凹岸弯道250弧段半径305m,与水流夹角35度117+750-8+340直线防护590 128+340-9+050直线防护710 139+050-10+000直线防护950 1410+000-10+760直线防护760 1510+760-11+500直线防护740 1611+500-12+400直线防护900 1712+400-13+200直线防护800 1813+200-13+950直线防护750 1913+950-14+374直线防护424 合计14374 88 洪水河左岸P=2%水文断面表表5-4-1序号断面编号位置桩号设计洪水位(m)P=2%堤距(m)11—1左岸0+3001654.30568右岸0+30022—2左岸0+9001645.30721右岸0+95033—3左岸1+5001634.70752右岸1+55044—4左岸2+1001626.00776右岸2+10055—5左岸2+7001614.00873右岸2+70066—6左岸3+8001596.20477右岸3+80077—7左岸4+4001585.90559右岸4+45088—8左岸5+2001571.201148右岸5+26099—9左岸5+8001560.601437右岸5+8001010—10左岸6+7001544.001682右岸6+8601111—11左岸7+3001532.301873右岸7+6001212—12左岸8+0001519.201322右岸8+5101313—13左岸8+5001510.001023右岸9+0801414—14左岸9+0001500.50722右岸9+7501515—15左岸9+6501488.20355右岸10+5301616—16左岸10+4001476.70310右岸11+3501717—17左岸11+1001465.00296右岸12+0501818—18左岸11+8001454.70267右岸12+7501919—19左岸12+6001443.70220右岸13+55088 洪水河右岸P=10%水文断面表表5-4-2序号断面编号位置桩号设计洪水位(m)P=10%堤距(m)11—1左岸0+3001653.91568右岸0+30022—2左岸0+9001644.9721右岸0+95033—3左岸1+5001634.41752右岸1+55044—4左岸2+1001625.41776右岸2+10055—5左岸2+7001613.73873右岸2+70066—6左岸3+8001595.86477右岸3+80077—7左岸4+4001585.51559右岸4+45088—8左岸5+2001570.771148右岸5+26099—9左岸5+8001560.211437右岸5+8001010—10左岸6+7001543.591682右岸6+8601111—11左岸7+3001531.941873右岸7+6001212—12左岸8+0001518.831322右岸8+5101313—13左岸8+5001509.621023右岸9+0801414—14左岸9+0001500.16722右岸9+7501515—15左岸9+6501487.89355右岸10+5301616—16左岸10+4001476.26310右岸11+3501717—17左岸11+1001464.56296右岸12+0501818—18左岸11+8001454.41267右岸12+7501919—19左岸12+6001443.41220右岸13+55088 天然河渠恒定非均匀流公式:式中:、—分别为上、下游断面水位(m);—为上游过水断面面积;—为下游过水断面面积;(1)河道糙率n:项目实施区河段上主要分布有大量砂砾石,根据实际情况,洪水河河道糙率设计取值为0.033~0.34。(2)水面比降J:河段设计的水面比降J近似于河床比降。(3)水面曲线计算:水面曲线计算即设计洪水位的计算,采用水流能量方程式逐段试算。计算公式为:Z1+=Z2++hf+hj式中:Z1、Z2—分别为上、下断面的水位高程(m);、—分别为上、下断面的流速水头(m);hf—为上下断面之间的沿程水头损失(m),hf=J·L;hj—为上下断面之间的局部水头损失(m);河道洪水计算见表5-5,典型断面设计洪水位成果见表5-6。88 洪水河左岸(p=2%)典型断面设计洪水位成果表表5-6-1断面号桩号设计洪水位(m)P=2%1—10+3001654.302—20+9001645.303—31+5001634.704—42+1001626.005—52+7001614.006—63+8001596.207—74+4001585.908—85+2001571.209—95+8001560.6010—106+7001544.0011—117+3001532.3012—128+0001519.2013—138+5001510.0014—149+0001500.5015—159+6501488.2016—1610+4001476.7017—1711+1001465.0018—1811+8001454.7019—1912+6001443.7088 洪水河右岸(p=10%)典型断面设计洪水位成果表表5-6-2断面号桩号设计洪水位(m)P=10%1—10+3001653.912—20+9501644.93—31+5501634.414—42+1001625.415—52+7001613.736—63+8001595.867—74+4501585.518—85+2601570.779—95+8001560.2110—106+8601543.5911—117+6001531.9412—128+5101518.8313—139+0801509.6214—149+7501500.1615—1510+5301487.8916—1611+3501476.2617—1712+0501464.5618—1812+7501454.4119—1913+5501443.4188 (P=2%左岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-1断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)1—1左滩0.03485.6170.90.500.63158952933575 1.90主槽0.034142.7284.80.500.632648 1654.30    右滩0.03457.1113.90.500.6310594424 9.0600-4.11E-065222—2左滩0.03474.1216.60.340.49106735552.20主槽0.034123.5361.00.340.491778 1645.30    右滩0.03449.4144.40.340.497114102 10.66004.91567E-065223—3左滩0.03488.6226.00.390.54139646501.84主槽0.034147.7376.60.390.542327 1634.70    右滩0.03459.1150.70.390.549314509 8.7600-5.87E-075224—4左滩0.03486.4233.20.370.52131243681.89主槽0.034144.0388.60.370.522186 1626.00    右滩0.03457.6155.40.370.528743835 12.0600-2.76E-065225—5左滩0.03477.9262.20.300.4599233032.09主槽0.034129.9437.00.300.451653 1614.00    右滩0.03452.0174.80.300.456614273 17.811001.04E-065226—6左滩0.03480.8143.60.560.68157452432.02主槽0.034134.7239.40.560.682623 1596.20    右滩0.03453.995.80.560.6810494115 10.3600-1.19E-055227—7左滩0.03359.2168.00.350.5089629872.75主槽0.03398.7280.10.350.501493 1585.90    右滩0.03339.5112.00.350.505974048 14.78001.80719E-0552288 (P=2%左岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-1续断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)8—8左滩0.033109.0344.70.320.46153451094048 14.78001.80719E-055221.50主槽0.033181.7574.50.320.462557 1571.20    右滩0.03372.7229.80.320.4610234073 10.6600-4.24E-065349—9左滩0.03387.3431.30.200.3491230371.87主槽0.033145.5718.80.200.341520 1560.60    右滩0.03358.2287.50.200.346084011 16.69006.06055E-0653410—10左滩0.033125.2504.80.250.39149749861.30主槽0.033208.6841.40.250.392495 1544.00    右滩0.03383.4336.60.250.399983880 11.7600-4.92E-0653411—11左滩0.03391.9562.10.160.3083227751.77主槽0.033153.1936.80.160.301387 1532.30    右滩0.03361.3374.70.160.305553982 13.17004.02226E-0653412—12左滩0.033116.4396.90.290.44155851891.40主槽0.033194.1661.50.290.442596 1519.20    右滩0.03377.6264.60.290.4410393970 9.2500-1.08E-0553413—13左滩0.03371.8307.10.230.3882627512.27主槽0.033119.7511.90.230.381377 1510.00    右滩0.03347.9204.70.230.385513960 9.55006.63E-0653488 (P=2%左岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-1续断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)14—14左滩0.03391.3217.00.420.56155251703960 9.55006.63E-065341.79主槽0.033152.1361.70.420.562587 1500.50    右滩0.03360.8144.70.420.5610353872 12.3650-3.32E-0553415—15左滩0.03345.2106.90.420.5677225743.60主槽0.03375.4178.20.420.561287 1488.20    右滩0.03330.171.30.420.565154469 11.57502.75226E-0553416—16左滩0.03373.993.80.790.85191063642.21主槽0.033123.2156.30.790.853184 1476.70    右滩0.03349.362.50.790.8512744035 11.7700-6.66269E-0553417—17左滩0.03332.989.20.370.5151317062.08主槽0.03354.8148.60.370.51855 1465.00    右滩0.03321.959.40.370.513424724 10.37006.85E-0553418—18左滩0.03378.481.00.970.98232377422.08主槽0.033130.6135.10.970.983871 1454.70    右滩0.03352.254.00.970.9815485622 11.0800-2.96868E-0531519—19左滩0.03345.166.70.680.77105235014.53主槽0.03375.1111.10.680.771753 1443.70    右滩0.03330.044.40.680.777013017 6.8496-2.11E-05357.388 (P=10%右岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-2断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)1—1左滩0.03470.2170.80.410.55114137992118 7.63002.24E-043081.33主槽0.034117.0284.70.410.551902 1653.91    右滩0.03446.8113.90.410.557612718 8.4650-2.33E-053082—2左滩0.03446.5216.50.210.3649116362.01主槽0.03477.5360.80.210.36818 1645.51    右滩0.03431.0144.30.210.363272303 11.16002.19557E-053083—3左滩0.03467.7225.90.300.4589229691.38主槽0.034112.9376.50.300.451487 1634.41    右滩0.03445.1150.60.300.455952426 9.0550-1.34E-053084—4左滩0.03452.2233.00.220.3756618821.79主槽0.03486.9388.40.220.37943 1625.41    右滩0.03434.8155.30.220.373772239 11.76001.33E-053085—5左滩0.03467.5262.10.260.4078025961.38主槽0.034112.4436.90.260.401300 1613.73    右滩0.03445.0174.80.260.405202435 17.91100-1.77E-053086—6左滩0.03449.0143.40.340.4968422751.91主槽0.03481.6239.00.340.491140 1595.86    右滩0.03432.795.60.340.494562470 10.46508.09E-063087—7左滩0.03355.3168.00.330.4879926641.69主槽0.03392.2280.00.330.481332 1585.51    右滩0.03336.9112.00.330.485332310 14.78105.47543E-0630888 (P=10%右岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-2续断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)8—8左滩0.03361.3344.60.180.3258819552310 14.78105.47543E-063081.52主槽0.033102.2574.30.180.32980 1570.77    右滩0.03340.9229.70.180.323922231 10.65409.08E-063159—9左滩0.03377.8431.30.180.3275325061.20主槽0.033129.7718.80.180.321255 1560.21    右滩0.03351.9287.50.180.325022491 16.610601.55872E-0631510—10左滩0.03382.3504.80.160.3074424751.14主槽0.033137.1841.30.160.301240 1543.59    右滩0.03354.8336.50.160.304962486 11.67401.21E-0631511—11左滩0.03386.3562.00.150.2974924981.08主槽0.033143.8936.70.150.291249 1531.94    右滩0.03357.5374.70.150.295002594 13.1910-2.49427E-0631512—12左滩0.03378.5396.80.200.3480826911.19主槽0.033130.9661.30.200.341347 1518.83    右滩0.03352.4264.50.200.345392444 9.2570-8.25E-0631513—13左滩0.03362.8307.10.200.3566021961.49主槽0.033104.6511.80.200.351100 1509.62    右滩0.03341.9204.70.200.354402625 9.56702.50E-0631588 (P=10%右岸)洪水河河道洪水计算表表5-5-2续断面位置粗糙系数过水断面湿周水力半径R2/3K=AR2/3/nΕKK平均水位水位落差断面间距(Ad-2-Au-2)流量流速nA(m2)Χ(m)R(m)(m3/s)mZu-Zd(m)△s(m)Q(m3/s)V(m/s)14—14左滩0.03366.5216.90.310.4591730532625 9.56702.50E-063151.41主槽0.033110.9361.50.310.451528 1500.16    右滩0.03344.4144.60.310.456112461 12.3780-4.43E-0531515—15左滩0.03337.3106.80.350.5056118702.50主槽0.03362.2178.10.350.50935 1487.89    右滩0.03324.971.20.350.503742636 11.68202.96069E-0531516—16左滩0.03350.793.50.540.66102234011.85主槽0.03384.5155.90.540.661703 1476.26    右滩0.03333.862.30.540.666812672 11.7700-3.60849E-0531517—17左滩0.03335.689.20.400.5458419442.64主槽0.03359.3148.60.400.54974 1464.56    右滩0.03323.759.50.400.543903311 10.27004.42E-0531518—18左滩0.03357.980.80.720.80140446792.03主槽0.03396.4134.70.720.802340 1454.41    右滩0.03338.653.90.720.809363387 11.0800-5.52995E-0531519—19左滩0.03333.166.50.500.6363020962.15主槽0.03355.2110.80.500.631050 1443.41    右滩0.03322.144.30.500.634203039 6.84963.32E-06355.888 5.6工程设计5.6.1堤型选择根据因地制宜、就地取材的原则,堤段所处的位置、地形、工程现状、地质、建筑材料、工程造价等因素综合比较,本设计选择梯形断面(斜坡护面)与直墙式护面进行比较。护堤断面型式如图1、图2,方案比选经济指标比较表如表5-6:88 每m护堤经济指标比较表表5—6名称数量(m3)单价(元)合计(元)方案一斜坡式护面开挖砂砾石10.974.1645.67夯填砂砾石7.558.5764.78填筑砂砾石料堤身13.8615.21210.78现浇C15砼护堤1.60306.05491.04小计  812.27方案二直墙式护面开挖砂砾石11.054.1646.00夯填砂砾石6.058.5751.85填筑砂砾石料堤身9.6315.21146.37现浇C15砼直墙式护堤5.70306.051744.46小计  1988.68经以上方案比选,采用梯形断面优点是护堤结构造价低,墙基应力较小,岸坡比较稳定,自然美观,景观效果好;缺点是占地面积大。因此,在河道、地势较为开阔、建筑物相对较少的地段宜采用斜坡护面。直墙式护面正好相反,优点是占地面积小,但地基应力大,由于地基处理引起工程造价高,且景观效果不如斜坡式好。根据地形,参照已有工程的成功经验,本设计堤防堤型均选择碾压砂砾石梯形断面(斜坡断面)。碾压砂砾石梯形堤:利用河段开挖料碾压填筑,有利行洪,降低工程投资,堤身适应地基变形强,施工简单,进度快,工程造价低,是较理想的堤型。为了保证已建堤防基础的稳定性不受维修加固时基础开挖的影响,并使新建堤防基础与已建堤防基础保持较好的连续性,本次堤防基础均采用斜坡式。5.6.2堤顶宽度和堤坡的确定88 按照《堤防工程设计规范》(GB50286—98),本次设计堤顶宽度按设防标准p=2%取6m,p=10%取3m。对于砂砾石梯形堤,因砂砾石为非粘性土,其滑动面为直线,安全系数与坡高无关,且越靠近护坡,其稳定系数越小。参照已建堤防,C15砼现浇护坡临水面堤坡为1:1.5,背水面按无衬砌防护考虑,取1:1.5。5.6.3堤顶高程的确定(1)各段河道设计平均水深根据能量方程公式计算的河段上下游水深结果,推求各河段平均水深。(2)波浪爬高计算波浪爬高采用《堤防工程设计规范》C.3.1公式计算确定。①、当m=1.5~5时按下式计算(本次设计采用):R=C.3.1-1;②、当m≤1.25时按下式计算:R=C.3.1-2。式中:R——波浪爬高(m);KΔ——砼(浆砌石)护岸粗糙系数,取0.9;Kv——经验系数,Kv=1.3;Kp——爬高累计频率换算系数,Kd=1.76;R0——无风情况下光滑不透水护面爬高值;——波高(m);L——波长(m);88 (3)风壅高度计算风壅高度计算采用《堤防工程设计规范》(C.2.1)公式:e=式中:e—风壅高度(m);K—综合摩阻系数,取K=3.6×10-6;V—计算风速,取历年汛期最大风速度22m/s;F—水面吹程,m;d—计算断面平均水深,m;β—风向与坝轴线的法线所成的交角;(4)堤防高度确定堤防高度由堤防高程与堤线处河床高程的差值确定,堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高。堤顶超高按下式计算:Y=R+e+AY—堤顶超高(m);R—设计波浪爬高(m);e—设计风雍水高度(m);A—安全超高(m);经计算,堤防计算平均堤顶超高为2.11m,按《堤防工程设计规范》(GB50286-98)的有关规定,参照已建工程,本次堤防堤顶超高按照计算超高计取,各段堤防堤身高度为1.88~2.91m。88 堤防各段设计成果见表5—7。5.6.4堤岸基础冲刷深度计算采用《堤防工程设计规范}(GB50286—98)中堤岸冲刷深度计算公式,按左岸P=2%、右岸10%设计洪水计算,基础冲刷深度分别为:(1)对于水流平行坡产生的冲刷按下式计算hB=hp+hp[(VCP/V允)n-1]式中:hB—局部冲刷深度(m);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—河床面上允许不冲流速(m/s);n—与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取1/4。(2)对于水流斜冲岸坡产生的冲刷按下式计算△hp=(23tg(α/2)Vj2)/((1+m2)1/2g)-30d式中:Δhp—从河底算起的局部冲深(m);a—水流流向与岸坡交角(度);m—防护建筑物迎水面边坡系数;d—坡脚处土壤计算粒径;Vj—水流的局冲刷流速(m/s)。基础冲刷深度为局部冲刷再加安全埋深。经计算堤防平均基础冲刷深度2.24m。结合已建工程,确定堤防基础埋深按不同位置取1.97~3.06m,堤防基础埋深设计成果见表5-8。88 洪水河左岸(p=2%)防洪堤设计成果表表5—7-1序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)R(最大波浪爬高m)E(雍水高度m)A(安全超高)Y坝顶计算超高(m)设计超高(m)堤顶高程(m)堤身高度(m)11—1左岸0+3001651.181651.951653.801654.301.360.0001320.802.162.161656.462.6622—2左岸0+9001643.001643.741645.141645.301.380.0001200.802.182.181647.482.3433—3左岸1+5001631.671632.411634.311634.701.400.0001320.802.202.201636.902.5944—4左岸2+1001623.131623.871625.631626.001.450.0001850.802.252.251628.252.6255—5左岸2+7001611.201611.901613.821614.001.190.0000530.801.991.991615.992.1766—6左岸3+8001593.241594.041595.741596.201.250.0001000.802.052.051598.252.5277—7左岸4+4001582.791583.551585.661585.901.590.0002280.802.392.391588.292.6388—8左岸5+2001568.141568.781570.831571.201.710.0004460.802.512.511573.712.8899—9左岸5+8001557.231558.041560.301560.601.810.0004270.802.612.611563.212.911010—10左岸6+7001541.021541.581543.891544.001.870.0007200.802.672.671546.672.781111—11左岸7+3001529.231529.981532.141532.301.670.0002830.802.472.471534.772.631212—12左岸8+0001516.561517.161519.061519.201.530.0002750.802.332.331521.532.471313—13左岸8+5001507.081507.961509.811510.001.360.0001080.802.162.161512.162.361414—14左岸9+0001497.691498.431499.981500.501.080.0000530.801.881.881502.382.401515—15左岸9+6501485.241486.341487.861488.201.030.0000250.801.831.831490.032.171616—16左岸10+4001473.501474.411475.911476.701.010.0000500.801.811.811478.512.601717—17左岸11+1001462.171463.011464.631465.001.010.0000500.801.781.781466.782.151818—18左岸11+8001451.231452.161453.731454.700.980.0000000.801.421.421456.122.391919—19左岸12+6001440.601441.881443.021443.700.920.0000200.501.421.421445.122.1088 洪水河左岸(p=2%)防洪堤水流斜冲冲刷深度计算表表5—8-1序号断面编号位置桩号水流流向与岸坡交角(a弧度)水流流向与岸坡交角a(度)迎水面边坡系数(m)坡脚处土壤计算粒径(d)水流局部冲刷流速Vj(m/s)通过河滩部分的设计流量Q1(m3/s)河滩宽度B1(m)河滩水深H1(m)水流流速不均匀系数η堤前水深(m)平均流速(m/s)从河底算起的局部冲刷深度Δhp(m)安全埋深(m)设计冲刷深度(m)15—5左岸2+7000.15171.50.000093.11522.38730.2010.182.092.120.52.6227—7左岸4+4000.13151.50.0000893.51522.85590.2810.242.82.370.52.87315—15左岸9+6500.10111.50.0000933.87522.33550.4010.353.62.110.52.61洪水河左岸(p=2%)防洪堤水流斜冲冲刷深度设计成果表表5—8-2序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)地面线与基础线的高差(m)15—5左岸2+7001611.201611.901613.821614.002.6227—7左岸4+4001582.791583.551585.661585.902.87315—15左岸9+6501485.241486.341487.861488.202.6188 洪水河左岸(p=2%)防洪堤水流平冲冲刷深度计算表表5—8-3序号断面编号位置桩号最大水深hp(m)平均流速Vcp(m/s)V允(m/s)(Vcp/V允)n系数n计算局部冲刷深度hB(m)深弘线以下冲刷深度(m)安全埋深(m)设计冲刷深度(m)11—1左岸0+3002.351.901.241.110.252.620.30.50.822—2左岸0+9001.562.201.241.150.251.800.20.50.733—3左岸1+5002.291.841.241.100.252.530.20.50.744—4左岸2+1002.131.891.231.110.252.370.20.50.766—6左岸3+8002.162.021.211.140.252.460.30.50.888—8左岸5+2002.421.501.191.060.252.560.10.50.699—9左岸5+8002.561.871.191.120.252.870.30.50.81010—10左岸6+7002.421.301.181.020.252.480.10.50.61111—11左岸7+3002.321.771.181.110.252.570.20.50.71212—12左岸8+0002.041.401.161.050.252.140.10.50.61313—13左岸8+5002.042.271.161.180.252.420.40.50.91414—14左岸9+0002.071.791.151.120.252.310.20.50.71616—16左岸10+4002.292.211.141.180.252.700.40.50.91717—17左岸11+1001.992.081.111.170.252.330.30.50.81818—18左岸11+8002.542.081.111.170.252.980.40.50.91919—19左岸12+6001.824.531.091.430.252.600.80.51.388 洪水河左岸(p=2%)防洪堤水流平冲冲刷深度设计成果表表5—8-4序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)设计冲刷深度(m)地面线与基础线的高差(m)11—1左岸0+3001651.181651.951653.801654.300.82.6222—2左岸0+9001643.001643.741645.141645.300.72.1433—3左岸1+5001631.671632.411634.311634.700.72.6444—4左岸2+1001623.131623.871625.631626.000.72.5066—6左岸3+8001593.241594.041595.741596.200.82.4988—8左岸5+2001568.141568.781570.831571.200.62.6999—9左岸5+8001557.231558.041560.301560.600.83.061010—10左岸6+7001541.021541.581543.891544.000.62.871111—11左岸7+3001529.231529.981532.141532.300.72.911212—12左岸8+0001516.561517.161519.061519.200.62.501313—13左岸8+5001507.081507.961509.811510.000.92.721414—14左岸9+0001497.691498.431499.981500.500.72.291616—16左岸10+4001473.501474.411475.911476.700.92.411717—17左岸11+1001462.171463.011464.631465.000.82.461818—18左岸11+8001451.231452.161453.731454.700.92.501919—19左岸12+6001440.601441.881443.021443.701.32.4288 洪水河右岸(p=10%)防洪堤设计成果表表5—7-2序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)R(最大波浪爬高m)E(雍水高度m)A(安全超高)Y坝顶计算超高(m)设计超高(m)堤顶高程(m)堤身高度(m)11—1右岸0+3001651.411651.951653.501653.911.360.0002110.501.861.861655.772.2722—2右岸0+9501642.401642.401644.811644.901.380.0001580.501.881.881646.781.9833—3右岸1+5501631.861632.411634.111634.411.400.0002180.501.901.901636.312.2044—4右岸2+1001623.211623.871625.191625.411.450.0002130.501.951.951627.362.1855—5右岸2+7001611.341611.901613.351613.731.190.0000880.501.691.691615.422.0666—6右岸3+8001593.241594.041595.451595.861.390.0001270.501.891.891597.762.3077—7右岸4+4501582.871583.551585.181585.511.590.0004060.502.092.091587.602.4288—8右岸5+2601568.151568.781570.591570.771.710.0005010.502.212.211572.982.3999—9右岸5+8001557.531558.041560.031560.211.810.0006490.502.312.311562.522.491010—10右岸6+8601541.101541.581543.431543.591.870.0007670.502.372.371545.962.541111—11右岸7+6001529.331529.981531.751531.941.670.0004200.502.172.171534.112.361212—12右岸8+5101516.651517.161518.631518.831.530.0003150.502.032.031520.862.231313—13右岸9+0801507.351507.961509.421509.621.360.0001480.501.861.861511.482.071414—14右岸9+7501497.851498.431499.851500.161.080.0000640.501.581.581501.741.881515—15右岸10+5301485.511486.341487.541487.891.030.0000360.501.531.531489.421.881616—16右岸11+3501473.671474.411475.721476.261.010.0000470.501.511.511477.772.061717—17右岸12+0501462.081463.011464.161464.561.010.0000470.501.481.481466.041.881818—18右岸12+7501451.291452.161453.691454.410.980.0000000.501.421.421455.832.141919—19右岸13+5501440.841441.881442.911443.410.920.0000280.501.421.421444.831.9288 洪水河右岸(p=10%)防洪堤水流斜冲冲刷深度计算表表5—8-5序号断面编号位置桩号水流流向与岸坡交角(a弧度)水流流向与岸坡交角a(度)迎水面边坡系数(m)坡脚处土壤计算粒径(d)水流局部冲刷流速Vj(m/s)通过河滩部分的设计流量Q1(m3/s)河滩宽度B1(m)河滩水深H1(m)水流流速不均匀系数η堤前水深(m)平均流速(m/s)从河底算起的局部冲刷深度Δhp(m)安全埋深(m)设计冲刷深度(m)16—6右岸3+8000.34391.50.0000951.82308.24770.431.50.411.911.710.52.21211—11右岸7+6000.31351.50.0000912.04308.9780.40.241.50.201.11.920.52.4288 洪水河右岸(p=10%)防洪堤水流斜冲冲刷深度设计成果表表5—8-6序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)地面线与基础线的高差(m)16—6右岸3+8001593.241594.041595.451595.862.21211—11右岸7+6001529.331529.981531.751531.942.4288 洪水河右岸(p=10%)防洪堤水流平冲冲刷深度计算表表5—8-7序号断面编号位置桩号最大水深hp(m)平均流速Vcp(m/s)V允(m/s)(Vcp/V允)n系数n计算局部冲刷深度hB(m)深弘线以下冲刷深度(m)安全埋深(m)设计冲刷深度(m)11—1右岸0+3001.961.331.241.020.252.000.00.50.522—2右岸0+9501.782.011.241.130.252.000.20.50.733—3右岸1+5502.001.381.241.030.252.050.10.50.644—4右岸2+1001.541.791.231.100.251.700.20.50.755—5右岸2+7001.831.381.211.030.251.890.10.50.677—7右岸4+4501.961.691.191.090.252.140.20.50.788—8右岸5+2601.991.521.191.060.252.110.10.50.699—9右岸5+8002.171.201.181.000.252.180.00.50.51010—10右岸6+8602.011.141.180.990.251.990.00.50.51212—12右岸8+5101.671.191.161.010.251.680.00.50.51313—13右岸9+0801.661.491.161.060.251.770.10.50.61414—14右岸9+7501.731.411.161.050.251.810.10.50.61515—15右岸10+5301.552.501.151.210.251.880.30.50.81616—16右岸11+3501.851.851.141.130.252.090.20.50.71717—17右岸12+0501.552.941.111.280.251.980.40.50.91818—18右岸12+7502.252.031.111.160.252.620.40.50.91919—19右岸13+5501.533.681.091.360.252.070.50.51.088 洪水河右岸(p=10%)防洪堤水流平冲冲刷深度设计成果表表5—8-8序号断面编号位置桩号基础高程(m)深泓线高程(m)地面高程(m)设计洪水位(m)设计冲刷深度(m)地面线与基础线的高差(m)11—1右岸0+3001651.411651.951653.501653.910.52.0922—2右岸0+9501642.401643.131644.811644.900.72.4133—3右岸1+5501631.861632.411634.111634.410.62.2544—4右岸2+1001623.211623.871625.191625.410.71.9755—5右岸2+7001611.341611.901613.351613.730.62.0177—7右岸4+4501582.871583.551585.181585.510.72.3188—8右岸5+2601568.151568.781570.591570.770.62.4599—9右岸5+8001557.531558.041560.031560.210.52.501010—10右岸6+8601541.101541.581543.431543.590.52.331212—12右岸8+5101516.651517.161518.631518.830.51.981313—13右岸9+0801507.351507.961509.421509.620.62.071414—14右岸9+7501497.851498.431499.851500.160.62.001515—15右岸10+5301485.511486.341487.541487.890.82.031616—16右岸11+3501473.671474.411475.721476.260.72.051717—17右岸12+0501462.081463.011464.161464.560.92.081818—18右岸12+7501451.291452.161453.691454.410.92.401919—19右岸13+5501440.841441.881442.911443.411.02.0788 5.6.5堤防护坡材料及厚度洪水河砼骨料及大卵石料均较丰富,其砼骨料分布在堤防沿线,平均运距为8km。卵石料在兰新铁路洪水河大桥上游,平均运距10km,卵石质量、储量满足要求。考虑堤防的现状及建筑材料情况,对现浇砼护坡与浆砌卵石护坡进行了比较。方案一:现浇C15砼护坡现浇C15砼护坡护面厚度t按《堤防工程设计规范》GB50286—98中(D.3.3)公式计算,经计算,t=0.082m,考虑该河洪期时,洪水所带推移质较多,护坡面板承受水流和推移质泥沙的冲击,计算厚度过小,不能满足工程运行要求。参照已有工程,考虑面板承受水流和泥石流的冲击,砼护坡厚度取15~25cm。方案二:浆砌卵石护坡浆砌卵石护坡的护面厚度t按《堤防工程设计规范》GB50286—98中(D.3.1)公式计算,经计算,t=0.22m,从块石粒径、已建堤防护坡经验及施工方面因素考虑,浆砌卵石护坡最小厚度拟取30cm。两种方案的主要技术比较见表5—9。经方案比较,C15细粒砼浆砌卵石护坡每米造价比现浇C15砼护坡造价较高。由于洪水河砼骨料可在堤防沿线河床开采,贮量、质量可满足工程需求,砼护坡防渗效果也较浆砌卵石护坡好。而卵石需人工拣集,且运距相对较远,施工较慢;现浇砼护坡施工快,可缩短工期。综合考虑上述因素,本工程采用方案一。105 每m护坡造价比较表表5—9名称数量(m3)单价(元)合计(元)方案一开挖砂砾石15.534.1664.66夯填砂砾石12.468.57106.84填筑砂砾石料堤身15.0315.21228.63现浇C15砼护坡0.65306.05198.40现浇C15砼基础1.08287.19309.54小计  908.08方案二开挖砂砾石15.534.1664.66夯填砂砾石12.088.57103.55填筑砂砾石料堤身15.0315.21228.63C15细粒砼砌卵石护坡1.25233.41292.87C15细粒砼砌卵石基础1.46205.84300.82小计  990.545.6.6堤防横断面设计根据工程布置,本次设计新建堤防均采用梯形断面,砂砾石填筑堤。参照已建堤防,本工程建设堤防护坡临水面堤坡为1:1.5,背水面按无衬砌防护考虑,取1:1.5,背水面不护坡。迎水面护坡形式采用C15砼现浇护坡,护坡由堤顶处厚15cm渐变至基础底厚25cm。设计堤顶宽度为p=2%时取6m,p=10%时取3m,堤身高1.88~2.91m,基础埋深1.97~3.06m,详见横断面设计图。现浇C15砼护砌堤防段每隔5m设伸缩缝。伸缩缝宽2.5cm,用聚丙烯闭孔泡沫板填充,上部3cm采用聚氯乙烯胶泥填充。5.6.7渗流稳定计算本次堤防及河道治理工程堤防最大堤身高2.91105 m,砂砾料体型临水面边坡为1:1.5,背水面边坡均为1:1.5。防洪堤砂砾石填筑相对密实度≥0.6,堤身填筑砂砾石含泥量0.83%,内摩擦角30°~35°,堤基为洪积砂卵砾石层,局部夹中~粗砂、砾砂透镜体,干密度rd=2.08~2.15g/Cm3,允许承载力[R]=0.4~0.5Mpa,砂卵砾石渗透系数K=2.0×l0—3cm/s。(1)堤防渗流计算:本堤防工程属季节性挡水。渗流在背水坡坡脚出现所需时间T为:式中:--堤身渗透系数,采用大值平均值或试验数据中的较大值k=0.073cm/s;--土的有效孔隙率,=0.0263;--孔隙率,n=0.1;--饱和度;=0.737。渗流在背水坡坡脚出现所需时间T,计算结果详见表5—10。渗流在背水坡坡脚出现所需时间T表5-10桩号n0Hkm1m2b’T5+0000.02630.6170.0421.51.55.814.9647+0000.02630.5980.0681.51.55.89.3777+8000.02630.5330.0681.51.55.89.9858+5000.02630.6880.0681.51.55.88.745105 由于计算的T均大于洪水所持续的时间t,故需计算浸润线锋面距迎水坡脚距离L。不稳定渗流浸润线计算图5-1浸润线锋面距迎水坡脚距离L表5-12桩号kHtn0L5+0000.0420.61740.0263.9557+0000.0680.59840.0264.9617+8000.0680.53340.0264.6848+5000.0680.68840.0265.318105 当洪水来临时,所持续的时间为1~4小时,此时浸润线锋面距迎水坡脚距离L均小于坝底长度9.3—12m,渗流会在坝内完全下渗。故堤防背水坡面不发生渗透破坏。(2)堤防稳定计算:由于防洪堤较低,可只计算护坡的稳定。沿护坡底面的滑动可简化成沿护坡底面通过堤基的折线整体滑动,滑动面为FABC(图5-2)。计算时,先假定不同深度t值,变动B,按极限平衡法求出滑动安全系数,从而找出最危险的滑动面。土体BCD的稳定安全系数可按下列公式计算:105 式中:--护坡与土坡的摩擦系数,=0.5—0.55;--基础土的摩擦角(度);--基础土的凝聚力(),本次设计中基础为砂砾石,故=0;--滑动深度();--护坡体重量();--基础滑动体ABD重量();--基础滑动体BCD重量()。经计算,得K=1.97>[K]=1.15,护坡稳定满足要求。105 6工程管理6.1建设管理6.1.1管理机构本工程为小型河道防洪治理工程,工程计划一年完成。为确保工程质量,本项目实施按照水利基本建设程序以及《全国中小河流治理项目管理办法》进行监督管理。由肃州区人民政府成立“肃州区洪水河堤防及河道治理工程建设领导小组”,负责项目监督检查及协调。项目批准立项后,成立“肃州区洪水河堤防及河道治理工程建设项目部”,并任命相应的法人代表,负责项目的组织建设和资金管理工作。工程建设项目部拟设置以下机构对项目进行建设管理。计划财务科:负责项目资金筹措和资金管理、材料和设备的采购。质检科:负责工程质量监督检查工作。工程科:负责工程建设管理工作。办公室:负责行政管理。按照建设单位定员编制规定,本项目建设管理共需技术人员和管理人员4人。6.1.2建设管理依照有关规定,本项目建设组织实施单位为肃州区水务局,主管单位为酒泉市水务局。项目严格按照水利工程基本建设程序和《全国中小河流治理项目管理办法》实施,实行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。105 本工程经上级主管部门批准后,由项目法人严格按照招标投标程序,按照有关规定规范招标行为,选择符合资质要求、信誉良好、有较好业绩和实力强的承包商承担建设任务。主管部门要加强对施工招标投标的监督管理,严防围标、串标等违法行为,严格查处转包和违法分包。严格监理单位资质审核把关,按规定程序确定监理单位。加强对监理人员的资格管理,监理人员必须全部持证上岗。选配足够的符合要求的监理力量承担项目的监理任务。该项目由酒泉市水利工程质量监督站负责质量监督,工程建设、监理、设计和施工单位必须接受质量监督机构的监督。工程竣工验收前,必须经质量监督机构对工程质量进行等级核验,未经工程质量等级核验或者核验不合格的工程,不得交付使用。在资金使用管理上,坚持按国家的财经政策和会计制度,实行专款专用,专人管理,单独建帐、核算,严格按照工程的进度拨付资金确保工程的正常运行,对于截留、挤占、挪用专项等违法行为,一经核实,将按《财政违法行为处罚处分条例》(国务院令第427号)的相关规定进行处理,构成犯罪的,依法追究刑事责任。6.2项目建后运行管理6.2.1管理机构工程竣工后,移交肃州区洪水河灌区水利管理所进行管理。洪水河灌区水利管理所隶属于肃州区水务局,是一个既有防洪公益性任务,又有供水和水利工程运行管理维护任务的准公益性水管单位,管理经费主要来源于灌溉农业供水水费。管理所主要承担着灌区32105 万亩面积的灌溉管理、工程管理和水费征收任务;负责灌区所有林草地、生态林、防风固沙用水和农村人畜饮水的供水管理;受主管部门委托,承担着辖区内的防洪抗旱、水资源管理与调配、水土保持、河道管理、水政执法、节水技术推广应用、财务资产管理等工作。结合灌区管理现状和本工程实际,该工程不再新增管理人员。6.2.2工程管理范围依据《甘肃省水利工程土地划界标准》(DB62/446-1995)规定堤防管理范围和保护范围,工程的管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地(包括可耕地)、行洪区、两岸堤防及护堤地。护堤地纵向布置与堤防走向一致,并从堤线两端向外延伸到堤端20~30m。护堤地的横向宽度,应从堤防外坡脚线开始起算,按5m计。根据本工程实际情况,堤防工程保护范围横向宽度在背水侧从护堤地边界线以外算起,按宽度50m划定为工程保护范围。6.3工程招标6.3.1编制依据本工程为利用国家资金为主的中小型基本建设项目,依据《中华人民共和国招标投标法》、《工程建设项目招标范围和规模标准规定》(国家发展计划委员会令第3号)的有关规定,并结合本工程的建设实际,对本工程的土建工程进行招标。6.3.2招标范围河道整治工程招标范围包括:堤防建筑工程、工程监理。6.3.3招标组织形式105 本项目招标经上级主管部门批准后,其招标组织形式依据国家发展计划委员会《工程建设项目自行招标试行办法》,采取由项目法人自行组织招标的组织形式。6.3.4招标方式1、建安工程由项目建设单位按有关规定组织公开招标,招标文件委托由相应资质的设计单位或有同等能力的工程咨询公司进行编制。项目建设单位要严格按照水利工程建设管理程序和建设法规组织,依据批复的建设规模、内容、标准和要求严格资金管理,实行项目法人负责、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,建立建设工程质量领导人责任制和终身责任制,确保工程建设质量。2、工程监理工程监理由项目建设单位按有关规定组织公开招标,招标文件委托由相应资质的设计单位或有同等能力的工程咨询公司进行编制。6.3.5工程标段划分结合工程实际,本项目共分为7个标段,标段见表6-1,招标情况见表6-2。105 标段划分表表6-1标段位置建设内容一兰新铁路桥至天园子仓库新建左岸桩号0+000-1+870段堤防1.87km,改建左岸桩号2+790-4+540段堤防1.75km。二兰新铁路桥至沙河村新建右岸桩号0+000-3+800段堤防3.8km。三兰新铁路桥至沙河村新建右岸桩号3+800-7+750段堤防3.95km。四火电厂运煤专线至高速公路桥新建左岸桩号6+090-9+500段堤防3.41km。五火电厂运煤专线至312国道桥以南新建右岸桩号7+750-11+500段堤防3.75km。六高速公路桥至师范农场新建左岸桩号9+500-13+470段堤防3.97km。七312国道桥以南至牌路村新建右岸桩号11+500-14+374段堤防2.874km。105 招标基本情况表表6-2 招标范围招标组织形式招标方式不采用招标方式招标估算金额全部部分自行委托公开邀请(万元)招标招标招标招标招标招标 勘测设计费      √78.57建筑工程√ √ √  2510.53监理√ √ √  64.31其它        备注 105 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1交通运输条件洪水河河道治理工程位于酒泉市肃州区城区以南的洪水河两岸,距肃州城区约15km。工程区有高速公路、312国道和兰新铁路通过,交通便利,并在嘉玉电网覆盖之下,通讯畅通,工程施工条件较好。根据河道及岸边的地形条件,充分利用沿堤已形成的临时道路,对原道路进行加固拓宽以满足材料运输和施工机械通畅。现状可利用道路约为5km,需新建临时道路6km,设计路面宽5m,场内临时道路纵坡随河床地形起伏,最大纵坡控制在10%以内,路基为原基。7.1.2施工用水条件施工用水主要从现有沿河灌溉溉渠道取水,水源水质经监测满足施工水质标准,不会对砼产生腐蚀,在农业引水灌溉高峰期,河道干枯,可利用附近渠道和修建临时蓄水池蓄水。7.1.3施工用电工程项目建设区下游沿岸有居民点,为施工用电创造了条件,减少临时线路的架设长度,护坡C15砼浇筑用电,需沿两岸架设380v临时线路,线路采用逐段架设,因此不需要架设变压设施。7.1.4建筑材料施工所需的水泥由嘉峪关市水泥厂采购,5t自卸汽车运输至工地,工程平均运距38km,其它材料在肃州区就近采购,平均运距15km。105 洪水河砼骨料及大卵石料均较丰富,其砼骨料分布在堤防沿线,平均运距为8km。卵石料在兰新铁路洪水河大桥上游,平均运距10km,卵石质量、储量满足要求。7.1.5气候条件工程区海拔在1400—1600m之间,多年平均气温7.3oC,极端最高气温38.4oC,极端最低气温—31.6oC,最大冻土深132cm,多年平均降雨85.3mm,降雨主要集中在6—9月,多年平均风速2.3m/s,最大风速26m/s,大风天数40d,大风天主要发生在1、3、6、7月。全年施工期约210d。7.2施工导流7.2.1导流标准本工程左岸属2级堤防,右岸属5级堤防,根据《水利水电施工组织设计规范》(SDJ338—89)规定,本工程导流洪水标准为5年一遇,本工程导流洪水标准按非主汛期5年一遇洪水设计,洪峰流量220m3/s,导流建筑物为5级。7.2.2导流时段本工程建设堤防25.374km,采用分段招标施工。根据洪水河水情分析,施工应避开主汛期6—9月,非汛期施工,不考虑施工导流,施工区地下水位埋藏深度大,不考虑基槽导流。7.2.3汛期施工安全为了确保工程在汛期的施工安全,需周密部署,充分准备,认真落实各项度汛措施,加强督促和检查,确保工程安全度汛,根据工程的建设内容,合理安排工期,105 选择在枯水期施工,避免工程施工受到主汛期的影响。工程建设材料及设备储放选择在临近河道地势较高的位置。7.3料场的选择与开采7.3.1料场的选择堤身填筑砂砾石料料场选择在工程点附近的河漫滩,既可对河道整治有利,也可减小运距就地取材;在无河漫滩及采挖后影响河道主流行洪的地段,砂砾石料沿主河槽挖采,采用挖掘机开挖,自卸汽车运至施工点,平均运距0.25km。7.3.2备料洪水河砼骨料及大卵石料均较丰富,其砼骨料分布在堤防沿线,平均运距为8km。卵石料在兰新铁路洪水河大桥上游,平均运距10km,卵石质量、储量满足要求。7.4主体工程施工7.4.1基础开挖工程防洪堤基础开挖深度1.97~3.06m,断面为梯形,开挖边坡为1:1。因基槽开挖线长,工程量较大,从工程造价、施工效率、安全等方面考虑以机械开挖为主,人工修整为辅。7.4.2堤身填筑堤身用砂砾石填筑,填筑相对密实度≥0.6,堤身高1.88~2.91m。筑堤砂砾料来源于河床,筑堤料平均运距为250m,拟选用挖掘机挖装,5t自卸汽车运输上堤。堤体压实采用推土机整平,打夯机或平板振捣碾压实。7.4.3砼工程施工由于本工程线长面广,工程量分散,故采用0.4m3105 移动式拌和机布置于附近,架子车运送砼。7.5施工总布置7.5.1规划布置原则施工总体布置遵照因地制宜、利于施工、方便生活易管理、安全可靠、经济合理的原则,根据本工程特点,采取分散布置。7.5.2交通设施场外交通设施基本完善,需在料场及工段之间整修部分临时道路即可满足要求,计划整修临时砂砾石道路6.0km,路面宽5m。7.5.3施工用风、水、电本工程施工不用风,施工用水采用水泵抽取河水为主,采用移动方式,施工点设移动式小型蓄水池蓄水,容积10m3。施工供电自沿岸居民点电网处出线,架设380V线路。7.6施工进度计划7.6.1主体工程量新建防洪堤全长25.374km,主要工程量为:土石方开挖46.15万m3,土石方填筑78.95万m3,砼4.36万m3,所需水泥1.03万t,砂子2.31万m3,石子3.49万m3。7.6.2施工进度该堤防工程计划一年完成,根据资金来源、防洪堤的急缓以及工程分段情况,工程计划安排在3月20日~6月20日,9月1日~11月10日,非主汛期进行施工。3月20日开始施工准备工作,4月1日主体工程施工开始,4月1日~6月20日和9月1日~10月20日105 分段完成防洪堤的土石方填筑工程、堤防基础、护坡等工程施工,10月下旬完成工程收尾及竣工验收。根据施工进度计划,施工总工期210天。105 8水土保持8.1水土流失现状工程区水土流失类型以风力侵蚀为主,兼有水力侵蚀。根据甘肃省多年平均侵蚀模数等值线图,工程区多年平均侵蚀模数为2500t/Km·a,依据《土壤侵蚀分类及标准》(SL190—96)属轻度侵蚀。8.2水土流失的危害水土流失的危害一方面是工程建设产生的土流失,对自然环境和社会产生影响,另一方面是现状条件的水土流失对工程产生的影响。前者有建设单位采取措施对新增水土流失进行治理,后者有水保单位采取治理措施减少水土流失。本工程的水土保持将在工程责任范围内采取措施减少水土流失,在责任范围内的工程建设,各类开挖产生的废弃物,如果随意堆放,在遇大雨和洪水时,易造成水土流失。对周围环境产生危害。在堤基清理及基槽开挖后,对清理出的覆盖层和弃料不采取适当的防护措施,容易造成水土流失,工程竣工后,如果不进行生态恢复,将加剧土壤侵蚀,造成生态破坏。8.3防治责任范围本工程的水土流失防治责任范围为工程建设区和直接影响区。依据工程施工特点及方式,初步设计工程建设区和直接影响区总面积为9km2。8.4水土保持分区依据工程建设的地貌类型,工程建设布局和施工特点等,将工程区分为:砂砾料场防治区和施工场地防治区。131 8.5防治措施布置区临时性防洪措施:对清理的堤基覆盖层,要求在堆放中按较缓的边坡进行堆放,用挖出的砂砾石料进行铺压,以防止降水冲刷和风力吹蚀,对沙砾石弃料要求在堆置中按稳定的边坡进行堆放,并采取平整压实的保护措施。永久性防护措施:施工结束后,用推土机将砂砾石料和清理出的覆盖层进行回填,并进行土地平整,按照现有植被类型和植被密度恢复。8.6结论建议工程所在区水土流失较为严重,在工程建设中不采取保护措施,将会产生新的水土流失,但采取防治措施后,工程建设不会加重当地水土流失,建议水保部门加强对洪水河水土流失的治理和管护,以保证工程防洪效益的发挥。131 9环境影响评价9.1环境保护设计9.1.1工程建设施工期对环境的影响9.1.1.1对水土流失的影响在施工期间,工程施工的开挖、料场开采均会产生一些裸露面,同时施工材料的堆放等临时占地均会破坏其原有的地面状况和自然植被,造成水土流失增大。9.1.1.2对水环境的影响在施工过程中,水中悬浮物、浑浊度等指标均会在一定时段内有较大幅度增加,对河道水体产生不利的影响。另外施工人员的生活垃圾、生活污水等若管理不善,会对施工区附近的水环境带来一定的不利影响。9.1.1.3对声环境、大气环境的影响施工过程中的机械、交通噪声和扬尘等将对施工场地周围居民带来声环境、大气环境方面一定的不利影响。9.1.1.4其它环境影响分析施工期间,由于人员相对集中且流动性强,易发生流动性疾病和传染性疾病,应加强防疫控制。以上不利影响均属暂时的,并在施工过程中尽量控制,随着工程的建成和恢复,将不会存在。9.1.2工程运行期对环境的影响9.1.2.1对保护范围内农业生态的影响131 根据工程设计的保护范围,工程建成后将有利于保护农业生态环境,减少河水冲淘对耕地的影响,工程建成后保护耕地5.9万亩。耕地的保护不但有利于物作种植比例调整和种植业品种的结构优化,而且在解除了水害忧患后,利于稳定民心,使广大群众放心大胆地对土地投入,采取精耕细作,发展优质高效农业。9.1.2.2对社会环境的影响工程建成后,将使洪水河左岸堤防标准提高到50年一遇洪水,右岸堤防标准提高到10年一遇洪水,防洪标准的提高,将促进肃州区的全面建设,工矿企业的发展。改善投资环境,同时,将营造一个人民安居乐业的社会环境,为两岸人民群众的正常生活和社会经济的稳定发展提供保证。9.1.3环境保护措施针对施工期间扬尘、噪声、固体废弃物等可能对环境造成的不良影响,在工程施工中,应本着加强治理与减少破坏相结合的原则,消除对环境的不良影响。施工期间,运输车辆应按规定线路行驶,对施工现场和扬尘,以定期洒水为主进行有效控制;对噪声产生的影响,主要通过施工组织调度和有效管理加强控制,防止出现扰民现象,并对参与工程建设、管理一线的施工人员作好劳动保护;对施工期间产生的固体废弃物,指定专门的处理场所,统一进行集中处理,施工结束后,拆除临时设施,对临时占地进行清理、回填、平整和绿化,施工人员产生的污水、废水应定点排放。131 10节能10.1节能设计依据和设计原则10.1.1设计依据(1)《中华人民共和国节约能源法》中华人民共和国主席第90号令;(2)《中华人民共和国可再生能源法》中华人民共和国主席第33号令;(3)《建设工程勘察设计管理条例》国务院第293号令;(4)《中国节能技术政策大纲》2006年修订征求意见稿;(5)《工程设计节能技术暂行规定》GBJ6-85;(6)《电工行业节能设计技术规定》JBJ15-88。10.1.2设计原则节能是我国发展经济的一项长远战略方针。根据法律法规的要求,依据国家和行业有关节能的标准和规范合理设计,起到节约、提高能源利用效率,促进国民经济向节能型发展的作用。节能方案应符合相关建设标准、技术标准和《中国节能技术政策大纲》中的节能要求。工艺和设备的合理用能、主要产品能源单耗指标要以国内先进能耗水平或参照国际先进水平作为设计依据。10.2节能措施综述本工程节能措施分两部分:(1)工程勘察设计中要优化设计方案,根据勘探资料选取最优方案,降低能源的使用量。131 (2)施工期只有一些施工机械需要用柴油,施工中根据工程量的多少、负荷的大小分别使用功率不同的施工机械,避免空载、空负荷运转等情况,减少能源的浪费。10.3项目区能源供应状况工程区实施地点位于洪水河中下游冲洪积扇戈壁边缘,由于工程战线长,施工点多、分散,根据实际情况,采用输电线路供电和自发电相结合的方式供电。施工用水采用河道就近取水和修建蓄水池蓄水的方式。10.4工程能耗标准、法规及能耗指标依据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国水法(修正案)》等国家有关部门的法律、法规规定,工程建设从设计到建成运行各环节应采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少能源生产中的损失和浪费,更加有效、合理地利用能源。该工程主要为保护人民群众的生命财产所建。堤防工程设计参数、标准、规范均满足国家有关部门的法律、法规规定;能源消耗主要在工程建设期,耗电为工程建设期用电、照明等均采用节电设备;耗油为工程建设期机动车辆及自发电系统,均采用符合国家有关标准的相关设备。其它耗能主要也集中在建设期,能源消耗较小,按照甘水规发[1996]第41号文颁发的《甘肃省水利水电工程施工机械台班费定额》分析计算得工程共需耗电182万kwh,耗油524t。10.5优化设计、实现节能降耗131 工程本着全面规划,标本兼治的原则,既节约投资,又节能降耗。结合工程区实际情况,因地制宜,就地取材,便于施工。筑堤所需材料选用河床内丰富的砂砾石料,基本做到整个工程挖填方平衡,不造成多余的浪费和对环境的破坏。通过采取各种节能措施,通风、照明等,总能耗较常规设计减少20%左右,节能效果明显。工程实施后,使洪水河洪灾防御能力达到设防洪水标准,并有效改善当地生态环境,为经济发展创造良好的外部条件。131 11工程投资概算11.1编制原则及依据11.1.1编制办法本工程投资概算主要依据甘肃省水利厅、甘肃省发展和改革委员会、甘肃省物价局颁发的《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》(甘水发〔2009〕424号)进行,并结合当地实际情况予以编制。11.1.2定额依据建筑工程采用甘水规发[1996]第41号文颁发的《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》;施工机械台班费定额执行甘水规发[1996]第41号文颁发的《甘肃省水利水电工程施工机械台班费定额》,其一类费用小计乘以1.15的调整系数。11.2基础单价11.2.1人工工资依据甘肃省水利厅、甘肃省发展和改革委员会、甘肃省物价局颁发的《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》(甘水发〔2009〕424号),肃州区地处二类地区,工资标准按土方工程245元/月;石方工程270/月;混凝土及安装工程和机械台班中的人工工资295元/月,施工津贴每人4元/天,高原补贴每人20元/月,在编制概算时年出勤天数按234天计,日定额工资中包括基本工资,辅助工资,工资附加费三项组成。辅助工资包括:施工津贴、高原补贴、夜餐津贴、节日加班津贴;工资附加费包括职工福利基金、工会经费、养老保险费、医疗保险费、工伤保险费、职工失业保险基金、住房公积金。131 经计算人工工资分别为;土方工程31.03元/工日石方工程33.02元/工日混凝土及安装工程35.02元/工日11.2.2主要材料价格水泥:采用2012年第一季度市场价,由嘉峪关水泥厂供给。供应方式均采用汽车直接运输至工地仓库。钢筋、钢材:采用2012年第一季度市场供应价,由汽车从肃州区直接运输至工地仓库。汽油、柴油:采用2012年第一季度市场调节价,由酒泉石油公司供油站供给。木材:采用2012年第一季度市场供应,由汽车从肃州区直接运至工地仓库。工地预算价为:水泥:525普通硅酸盐水泥为491.92元/t。钢筋:4481.22元/t;型钢:4932.59/t;90#汽油:9151.37元/t;0#柴油8362.12元/t。圆木:1859.64元/m3;板枋材:2269.64元/m3。11.2.4砂石料价格施工所需的水泥由嘉峪关市水泥厂采购,5t自卸汽车运输至工地,工程平均运距38km,其它材料在肃州区就近采购,平均运距15km。洪水河砼骨料及大卵石料均较丰富,其砼骨料分布在堤防沿线,平均运距为8km。卵石料在兰新铁路洪水河大桥上游,平均运距10km。砂石料综合单价:砂子:30.73元/m3,石子28.91元/m3,大卵石52.15元/m3。131 11.3工程概算11.3.1建筑工程根据设计工程量乘以工程单价计算。工程单价按施工组织设计选用的施工方法进行分析计算。工程单价中包括直接工程费、间接费、企业利润、税金。11.3.2设备及安装工程设备及安装工程按设计提供的设备量分别乘以设备单价和安装工程单价计算。设备单价以现行市场价格及厂家咨询价格加运输费用计算。安装工程单价按施工组织设计选用的施工方法进行分析计算。11.3.3临时工程临时施工房屋、临时道路及供电线路等按设计工程量乘以单位指标计算其费用。其它临时工程按第一~四部分建安工作量的1.5%计算。11.3.4预备费只计工程基本预备费,按一~五部分合计的5%计列。11.3.5其它费用按照甘肃省水利厅、甘肃省发展和改革委员会、甘肃省物价局颁发的《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》(甘水发〔2009〕424号)、《建设工程监理与相关服务收费管理规定》(发改价格([2007]670号)、《工程勘察设计收费标准》(2002年修订本)有关规定计算。11.4工程投资经分析计算,本项目工程总投资2878.67万元,其中:建筑工程2510.53万元,临时工程61.29万元,其它费用169.77万元,基本预备费137.08万元。11.5工程概算表131 表11-1总概算表表11-2建筑工程概算表表11-3临时工程概算表表11-4其它费用概算表表11-5建筑工程单价汇总表表11-6主要材料价格汇总表表11-7主要施工机械台班费汇总表表11-8主体工程主要工程量汇总表131 总概算表表11-1单位:万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费其它费用合计占一至五部分投资额百分比 第一部分:建筑工程2510.53  2510.5391.57%1堤防工程2510.53  2510.53  第二部分:机电设备及安装工程      第三部分:金属结构设备及安装工程      第四部分:临时工程61.29  61.292.24% 第五部分:其他费用  169.77169.776.19%1建设管理费  79.6279.62 2勘测设计费  78.5778.57 3其它费用  11.5811.575  一至五部分合计2571.83 169.772741.59100% 基本预备费(5%)   137.08  总投资   2878.67 131 建筑工程概算表表11-2编号工程名称单位数量单价合价(元)(元) 第一部分:建筑工程   25105269.63一堤防工程km25.374 25100629.671左岸新建堤防(0+000-1+870、6+090-12+170)km7.950 10381253.40 开挖砂砾石m3172744.384.13714206.45 夯填砂砾石m3140582.427.971119841.62 填筑砂砾石料堤身m3213998.4314.983206130.69 C15砼现浇堤坡m36046.80317.821921795.52 C15砼现浇基础m310296.33298.933077895.29 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m350.093000.00150255.00 聚氯乙烯胶泥m37.517783.9358478.70 现浇C15砼封沿m3417.38317.82132650.132左岸改建堤防(2+790-4+540)km1.750 1423936.56 开挖砂砾石m338513.084.13159231.18 夯填砂砾石m331841.537.97253641.03 填筑砂砾石料堤身m321751.2214.98325877.44 C15砼现浇堤坡m3269.31317.8285593.51 C15砼现浇基础m31754.40298.93524446.02 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m311.033000.0033075.00 聚氯乙烯胶泥m31.657783.9312872.67131 建筑工程概算表续表11-2编号工程名称单位数量单价合价(元)(元) 现浇C15砼封沿m391.88317.8229199.713右岸新建堤防(0+000-7+750)km7.750 7794358.86 开挖砂砾石m3126378.634.13522508.66 夯填砂砾石m3101397.857.97807707.94 填筑砂砾石料堤身m3122335.9214.981832840.28 C15砼现浇堤坡m35275.36317.821676616.07 C15砼现浇基础m38770.88298.932621890.36 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m348.833000.00146475.00 聚氯乙烯胶泥m37.327783.9357007.54 现浇C15砼封沿m3406.88317.82129313.024右岸改建堤防(7+750-13+074)km5.324 3086216.87 开挖砂砾石m381251.464.13335931.73 夯填砂砾石m366020.197.97525899.01 填筑砂砾石料堤身m324904.3414.98373117.55 C15砼现浇堤坡m3559.32317.82177763.78 C15砼现浇基础m34833.50298.931444884.99 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m333.543000.00100623.60 聚氯乙烯胶泥m35.037783.9339162.34 现浇C15砼封沿m3279.51317.8288833.88131 建筑工程概算表续表11-2编号工程名称单位数量单价合价(元)(元)5左岸新建堤防(12+170-13+170)km1.300 1277290.06 开挖砂砾石m322432.414.1392746.13 夯填砂砾石m318341.557.97146103.86 填筑砂砾石料堤身m317628.9814.98264117.81 C15砼现浇堤坡m3800.99317.82254569.63 C15砼现浇基础m31551.96298.93463928.87 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m38.193000.0024570.00 聚氯乙烯胶泥m31.237783.939562.55 现浇C15砼封沿m368.25317.8221691.226右岸新建堤防(13+074-14+074)km1.300 1137573.93 开挖砂砾石m318978.284.1378465.12 夯填砂砾石m315186.187.97120969.00 填筑砂砾石料堤身m315410.3014.98230877.62 C15砼现浇堤坡m3732.33317.82232749.37 C15砼现浇基础m31400.62298.93418689.05 聚丙烯闭孔泡沫板伸缩缝m38.193000.0024570.00 聚氯乙烯胶泥m31.237783.939562.55 现浇C15砼封沿m368.25317.8221691.22二西气东输穿堤建筑物 4 4639.96 开挖砂砾石m318.684.1377.24 回填砂砾石m37.003.8226.72 铺设砂砾石垫层m342.0060.542542.68 现浇C20钢筋砼梁板m30.68566.47386.65 现浇C15砼挡土墙m32.37360.44853.70 M2.5水泥砂浆砌砖墙m31.6748.4781.16 钢筋制安t0.106561.68671.81131 临时工程概算表表11-3编号工程或费用名称单位数量单价(元)复价(元) 第四部分:临时工程   612941.45一施工房屋   142800.00 临时房屋m230030090000.00 临时仓库m224022052800.00二临时道路km  90000.00 临时道路km61500090000.00三其它临时工程元1.5%25342763380141.45                        131 其它费用概算表表11-4编号工程或费用名称单位数量单价(元)复价(万元) 第五部分:其它费用   169.77一、项目建设管理费   79.621建设单位人员经常费 33294*4*1.0 13.322工程管理经常费15.00%13.32 2.003建设监理费2.50%25722904.6 64.31二科研勘测设计费   78.571勘测设计费   78.57三其他费用   11.581工程保险费0.45% 2572290511.58                        131 主要建筑工程单价汇总表表11-5单位:元编号单价名称单位合计基本直接费其它直接费间接费计划利润税金人工费材料费机械费其它费1机械开挖砂砾石m34.130.24 2.950.190.150.210.260.132回填砂砾石m33.823.06  0.060.140.200.240.123土方夯填m37.974.150.0062.050.060.280.660.500.254铺筑砾石垫层m360.5417.9629.20 0.132.135.393.841.895填筑砂砾石料堤身m314.981.75 9.990.510.550.770.950.476弧石开挖m354.9435.619.140.000.132.022.853.481.717C15砼现浇边坡m3317.8265.28171.279.250.8311.1030.0320.149.918C15砼现浇基础m3298.9355.79168.819.250.6010.5525.6618.959.339C15砼浆砌卵石基础m3210.4650.82119.182.370.257.7710.1613.346.5710C15砼浆砌卵石渠坡m3238.1969.74120.662.370.258.6913.9515.107.4311C15砼现浇挡土墙m3360.4465.17177.6925.113.7912.2342.3622.8411.2412抛石护岸m376.7510.4053.710.270.132.902.084.862.3913聚氯乙烯胶泥伸缩缝m37783.93519.705895.0067.113.86291.85270.24493.34242.8214C15钢筋砼现浇桥面板m3566.4774.56329.1932.857.8420.0048.4635.9017.6715钢筋制作及安装t6561.68299.044651.94487.6746.31246.82209.33415.88204.69131 主要材料概算价格汇总表表11-6编号名称及规格单位预算价其中原价运杂费采购保管费142.5号水泥t491.9246019.9212.002钢筋t4481.22435021.92109.303钢模板t4932.59480012.29120.314型钢t4932.59480012.29120.315钢板t5342.59520012.29130.316钢件t5209.34507012.29127.067板枋材m32269.64220014.2955.368元木m31859.64180014.2945.369柴油t8362.1281508.17203.9510汽油t9151.3789208.17223.2011炸药t10876.311060011.04265.2812沥青t4002.68389015.0697.6313钢管t4574.63445013.06111.5814角钢t4574.63445013.06111.5815元钢t4574.63445013.06111.5816合金钻头个68.0068  17空心钢kg12.0012  18钢钎kg8.008  19铁件kg5.505.5  20铁钉kg7.007  21铁丝kg8.008  131 施工机械台班费汇总表表11-7编号名称及规格台班费其中一类费用二类费用11m3单斗挖掘机874.86202.75672.1110.5m3单斗挖掘机622.40113.09509.3121m3装载机530.6059.18471.4232.0~2.3m3装载机1127.09204.11922.98440~55kw推土机467.6963.17404.52559kw推土机509.9671.99437.97674kw推土机661.95132.00529.96711Kw拖拉机138.8811.88127.00840-55Kw拖拉机469.9340.32429.61959Kw拖拉机586.5456.58529.961074Kw拖拉机712.5082.20630.30112.8Kw蛙式打夯机91.364.8186.5512风钻(手持式)290.415.89284.5213风钻(气腿式)419.436.77412.6514风镐(手持式)117.262.96114.3015修钎设备393.85294.8499.0116架子车2.712.710.00171吨动力翻斗车103.109.5593.5518水枪(陕西20型)43.768.7435.02190.4m3砼搅拌机148.2832.38115.90202.2Kw平板振捣器18.107.1011.01212.2Kw插入式振捣器20.549.5311.01222-6m3风(砂)水枪332.912.32330.59234t载重汽车342.7660.65282.11245t载重汽车377.7968.23309.56258t载重汽车456.69129.00327.692610t载重汽车547.45151.28396.16131 主体工程主要工程量汇总表表11-8编号工程项目土石方开挖(m3)土石方填筑(m3)混凝土(m3)钢筋混凝土(m3)水泥(t)石子(m3)砂子(m3) 合计461452789448436260.71034034902231221左岸新建堤防(0+000-1+870、6+090-12+170)173879.6354580.816760.5 3972.213408.48883.12左岸改建堤防(2+790-4+540)38513.153592.82115.6 501.41692.51121.33右岸新建堤防(0+000-7+750)126378.6223733.814453.1 3425.411562.57660.24右岸改建堤防(7+750-13+074)81251.590924.55672.3 1344.34537.93006.35左岸新建堤防(12+170-13+170)22432.435970.52421.2 573.81937.01283.26右岸新建堤防(13+074-14+074)18978.330596.52201.2 521.71761.01166.67西气东输穿堤建筑物18.749.02.40.70.82.41.7131 12.经济评价12.1概述12.1.1概况本工程是一项以社会效益为主的公益性项目,兴建目的主要是固堤护岸、防洪减灾,保护两岸国民经济生产和建设,受益对象涉及到水利设施、城镇、村庄、农业及人民群众的生命安全等各个方面,其创造的价值远远高于项目本身的财务效益,而这些效益除部分可以定量计算外,常常表现为难以用货币计量的社会效益和环境效益,故本项目只做国民经济评价。洪水河河道治理工程的主要任务是建设防洪堤,提高洪水河河道行洪安全,从根本上解除洪水对肃州区城区、沿岸工矿企业、村庄及农田的危害,保障全区经济社会的持续发展,起到防洪、减灾和保护环境的重要作用。本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。12.1.2经济评价依据及原则1)经济评价依据①《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)②《已成防洪工程经济效益分析计算及评价规范》(8L206—98)③《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)④《水利水电工程初步设计报告编制规程}(DL5021—93)2)评价原则131 ①防洪治理工程为社会公益事业项目,无明确财务收入,所以本项目只做国民经济评价,不做财务评价。②防洪效益按减淹损失法计算,分别计算直接防洪效益和间接效益。③国民经济评价以动态评价指标为主,静态评价指标为辅。12.2国民经济评价12.2.1投资费用计算投资费用包括固定资产投资、流动资金、年运行费。12.2.2.1固定资产投资本堤防工程概算投资2878.67万元。国民经济评价固定投资按总投资2878.67万元计。12.2.2.2年运行费1)维修费包括大修理费和日常维护费。依据(SLl2—94)规程,按固定资产原值1.5%计算,计算维修费43.18万元。2)防汛费防汛期间发生的费用,根据实际调查及历年相关资料统计为15万元。则该工程年运行费为以上两项合计:58.18万元。12.2.2.3流动资金参照类似工程,按年运行费35%计算,为20.36万元。12.2.2效益计算防洪工程效益按有项目可减免的洪灾损失计算。洪灾损失按以下各类调查统计。131 1)人员伤亡损失;2)城乡房屋、设施和物资损失造成的损失;3)企业停产、商业停业、交通、电力、通信中断等造成直接经济损失;4)农、林、牧、副、渔各业造成的损失:5)防汛、抢险、救灾等费用支出。本工程按以上项目分类、调查分析计算。根据洪临灌区洪灾损失统计资料,根据时间价值理论,按下式折算Kn=Ki(1+r)n-1式中:Kn——折算到项目实施年的货币价值Ki——灾害损失的当年货币值r——经济增长率(货币增长率),r取8%n——灾害发生年到项目实施年的年数经计算本工程多年平均减免灾害损失为370万元。12.2.3国民经济评价指标12.2.3.1主要参数的确定1)按(SL72—94)规程,堤防工程计算期采用30年。2)计算基准年为开始施工第一年年初。3)社会折现率为8%。4)效益按项目计算逐段发挥,分年运行费按工程计划确定。12.2.3.2国民经济评价指标计算131 采用动态原理,按以上计算的费用效益数据,列出国民经济评价资金流程流量表,当社会折现率为8%时分别计算国民经济评价指标。计算结果见表12—1。12.3综合评价12.3.1评价指标当社会折现率为8%时,主要国民经济评价指标经济效益费用比(BECB)为1.01,经济净现值(ENPV)为268.65万元,经济内部回收率(EIRR)为8.9%,各项指标满足规范要求,本工程在经济上可行。效益变化对国民经济评价指标影响最敏感,投资增长率变化影响次敏感,工程项目有一定抗风险能力。12.3.2社会效益通过对洪水河河道的全面治理,可提高该河段的防洪能力,减少洪灾损失,为肃州区的全面发展提供后备土地资源,加速城镇化建设;极大地调动河道沿岸人民群众的生产积极性,使农村经济进一步发展。工程的建设对繁荣地方经济具有重大意义。12.3.3环境生态效益该工程实施后,可提高洪水河防洪标准,减少洪水造成的危害,保障两岸人民生命财产安全,使他们对经营的土地和赖以生存的家园有了安全感,必将极大地调动人民群众的生产积极性,加大投入,精耕细作,使农村经济进一步发展。同时保护了河段沿岸城镇、工矿企业、水利、道路交通及村庄耕地等设施的安全,减轻了洪水灾害给社会生产、人民生活造成的巨大损失,对繁荣地方经济具有重大意义。12.3.5结论本工程在经济上合理可行,社会效益显著,建议尽早实施。131 肃州区洪水河河道治理工程国民经济效益费用流量表单位:万元表12—1序号年份项目建设期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期运行期01234567891011…2930 年份201120122013201420152016201720182019202020212022…204020411效益流量B0222259277.5288.6314.5333370370370370370…119.88174.39021.1项目各项功能的效益0222259277.5288.6314.5333370370370370370…119.8871.9281.1.1防洪效益0222259277.5288.6314.5333370370370370370…119.8871.9281.1.2其它效益00000000000…001.1.3林业效益00000000000…001.2回收固定资产余值            … 82.354751.3回收流动资金            … 20.1075备注效益折现0205.56222.1220.3212.1214209.8215.9199.899185.1171.4158.7…12.8717.332费用流量C2878.6720.10857.4557.4557.4557.4557.4557.4557.4557.4557.4557.45…57.4557.452.1固定资产投资(含更新费)2878.6700 00000000…002.2流动资金0.0020.360000000000…002.3年运行费0.00058.1858.1858.1858.1858.1858.1858.1858.1858.1858.18…58.1858.182.4项目间接费用            …  备注费用折现2878.6718.61849.2545.6142.2339.136.233.5231.038428.7426.6124.64…6.175.713净效益流量(B-C)-2878.67201.89201.6220.1231.2257.1275.6312.6312.55312.6312.6312.6…62.43116.944累计净效益流量-2878.67-2628-2427-2207-1975-1718-1443-1130-817.72-505-193119.9…5468.515585.455折现效益流量-2878.67186.94172.8174.7169.9174.9173.6182.4168.861156.4144.8134…6.7011.626累计折现净效益流量-2878.67-2643-2470-2296-2126-1951-1777-1595-1425.9-1270-1125-991…257.03268.65社会折现率8%评价指标:经济内部收益率:EIRR=8.9%经济效益费用比:BECB=1.01经济净现值:ENPV=268.65万元静态投资回收期:TD=10.5年131 13结论与建议13.1结论本工程是一项以社会效益为主的公益性项目,兴建的主要目的是加固堤防、疏通河道、防洪减灾,受益对象涉及到肃州区城区、沿岸工矿企业、水利设施、乡镇、村庄、农业及人民群众的生命安全等各个方面。本次拟建的洪水河堤防及河道治理工程位于洪水河兰新铁路桥以下13.47km范围内,本工程共建设堤防长25.374km,其中左岸建设堤防11km,右岸建设堤防14.374km。项目实施后,可大幅提高洪水河的防洪抗灾能力,有效降低洪水对防护区的危害,保障区内人民群众生命财产安全,促进区内工农业生产和经济发展。13.2建议本项目建设的基本条件均已具备,建议上级主管部门尽快审查批复,组织实施,及早发挥效益。132 目录1综合说明12水文、气象82.1流域概况82.2气象92.3水文站基本概况122.4径流122.5洪水142.6泥沙212.7冰情223工程地质243.1概述243.2区域地质概况243.3工程地质条件及评价283.4天然建筑材料313.5结论324工程任务及规模404.1项目区经济发展状况404.2堤防工程现状及主要存在的问题404.3工程建设的必要性444.4工程任务和规模484 5工程布置及主要建筑物设计515.1设计依据515.2工程建设内容525.3工程布置指导思想、原则535.4堤防治理方案及主要指标545.5治导线规划545.6工程设计746工程管理946.1建设管理946.2项目建后运行管理956.3工程招标967施工组织设计1007.1施工条件1007.2施工导流1017.3料场的选择与开采1027.4主体工程施工1027.5施工总布置1037.6施工进度计划1038水土保持1058.1水土流失现状1058.2水土流失的危害1054 8.3防治责任范围1058.4水土保持分区1058.5防治措施布置区1068.6结论建议1069环境影响评价1079.1环境保护设计10710节能10910.1节能设计依据和设计原则10910.2节能措施综述10910.3项目区能源供应状况11010.4工程能耗标准、法规及能耗指标11010.5优化设计、实现节能降耗11011工程投资概算11211.1编制原则及依据11211.2基础单价11211.3工程概算11411.4工程投资11412.经济评价12612.1概述12612.2国民经济评价12712.3综合评价1294 13结论与建议13113.1结论13113.2建议131附件:《甘肃省肃州区洪水河河道治理工程初步设计图册》4'