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河堤治理工程实施方案(52页)

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普安县李家湾河堤治理工程

****水利电力勘测设计院

二○一五年一月二十日

1. 综合说明1.1 绪言

****,位于贵州省南部乌蒙山区,黔西南州北部,地理坐标位于东径104°51′10″-105°29′24″,北纬25°18′30″-26°10′35″之间。县境地形呈不规则的南北向长条形,南北相距96.55km,东西相距33km,全县国土总面积1429km2。

*****位于东经104°55′50″~105°01′30″,北纬25°37′44″~25°45′04″,地处县境北部偏西,东接罐子窑镇,南连窝沿乡,西与六盘水市盘县特区保基乡隔河相望,北与龙吟镇接壤,距县城二十公里。辖区东西最大距离9.5千米,南北最大距离12千米,总面积91平方千米,其中陆地90.67平方千米,水域0.33平方千米。辖4个村1个社区,下设61个村民小组。总人口1609人,以汉族为主,达12646人,占79.36%;苗、彝、布依、回族共3288人,占20.64%;2011年城镇化率10.09%,人口出生率9.96‰,人口死亡率2.32‰,人口自然增长率7.34‰,人口密度为每平方千米177人,总耕地面积0.96万亩(其中:水田2854亩,旱地6746亩),人均耕地0.6亩。

由于特殊的地形、地质和水文气象条件,加上人类活动的影响,使得李家湾河道泥砂垫层加高、主汛期行洪能力减弱。至建并撤以来的短短几年中,就发生了五次洪灾,两岸农田遭受治理、约52余亩颗粒无收,给罐子窑镇李家湾河两岸人民生活带来了极大的危害,给地方和国家造成经济损失,因而为确保流域人民生命财产的安全,保障国民经济持续、稳定地发展,完善李家湾河防洪堤工程已势在必行。1.2 水文

李家湾河堤治理工程位于普安县北的罐子窑镇新光社区,属北盘江一级支流雨谷支流流,发源于罐子窑镇新光社区铅厂202,向南方向流至啊朗汇入畔河。本项目设计的河堤治理工程位于李家湾河堤下游落水洞河段。治理治理段120m,流域内无任何水文站、气象站和雨量站,采用工程西面的普安县气象站和草坪头水文站的多年平均降雨量1300mm作为工程流域内的设计面雨量,径流系数取0.5,多年平均径流深为650mm;采用普安县气象站同频率年降水月内分配率进行典型年内月分配得河口处多年平均径流总量为0.14亿m3,多年平均流量0.44m3/s;旱季(11月—次4月)多年平均流量为0.1m3/s;实测枯水流量为0.095m3/s;工程河段的洪水根据普安县的1980-2003年的实测最大1h暴雨资料,采用雨洪法计算得:P=5%时,李家湾河段洪峰流量为25.34m3/s;P=2%时,李家湾河段洪峰流量为30.52m3/s。

施工期定为2015年3~5月,施工洪水根据普安气象站11~4月的最大1h暴雨系列作频率计算,得出P=20%年的枯水期洪水流量为:李家湾河0.6 m3/s。1.3 地质

该区出露岩层主要为中生界三叠系和第四系地层,区域岩层从老到新顺序为:

三叠系下统飞仙关组(Tlf):浅灰、暗紫色薄至中厚层泥岩、钙质泥岩夹薄层泥质砂岩、灰岩,厚度大于500-800m,主要分布于流域区,与上覆地层呈整合接触。

三叠系下统永宁镇组(T1yn):灰色、灰绿色灰岩、白云岩,厚度900m,主要分布于工程区,与相邻岩层呈整合接触。

第四系(Q):残坡积、冲洪积,砂壤土夹风化颗粒、红粘土、砂卵石,结构较密实,厚度在0-8m之间变化,一般厚3-5m,砂壤土主要分布于河床两岸,砂卵石分布于河床。

测区属杨子准地台,黔北台隆,六盘水断陷,普安旋扭构造变形区,测区褶皱、断层构造不发育。根据《中国地震动参数区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》18306-2001,该区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.4s,对应于地震基本烈度为Ⅵ度,不需进行抗震复核计算。1.4 工程任务和规模

本项目的工程任务是排洪,设计治理河段长120m,主要任务是确保铅厂坝子200亩田地不受洪水冲刷,恢复已毁农田,确保洪水不对工程两岸的2100人造成威胁,让人们能正常、有序地发展农村产业,让铅厂坝子重新恢复30年前高产稳产的丰采,并对新发展起来的蔬菜等高产值经济作物提供水利支撑。建设水利化、集约型、高产值农业经济。使当地农民尽快脱贫致富奔小康,过上幸福美满的日子。

设计河堤治理工程长120m。工程防洪标准按20年一遇(P=5%)洪水设计,50年一遇(P=2%)洪水校核。设计洪峰流量为25.34m3/s,校核洪峰流量为30.52m3/s。工程保护耕地面积200余亩,保护人口2100人,工程等别为Ⅴ等,工程规模为小(2)型,工程总投资9.03万元。1.5 工程布置及主要建筑物

1.5.1工程等别和标准

李家湾河堤治理工程,以防洪为主,保护面积200余亩,保护人口2100人,根据中华人民共和国工程建设标准强制性条文(水利工程部分)SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》,本项目规模为小(2)型,工程等别为Ⅴ等,防洪等级为Ⅳ,主要建筑物及次要建筑物级别均为5级。洪水标准为20年一遇(P=5%)洪水设计,50年一遇(P=2%)洪水校核。

1.5·2工程布置

本项目位于普安县罐子窑镇新光社区,设计河堤治理总长120m,即从李家湾—落水洞段。

1.5.3设计计算

(1)纵断面

河道纵断面需根据天然河道比降确定,对突变较大河段略进行调整,其设计比降如下:

主河道:0+000-0+120治理段,河道纵比降i=5.5%。

(2)横断面

河堤采用M7.5浆砌块石,顶宽0.5m,河面以上高2.0m,基础深初定1.2m,施工时根据地质条件而定,河堤内直外斜,外坡比按1:0.25伸至2.0m深处,即2.0m深处宽1.2m,以下宽1.0m。河堤在有外水压力段应设置排水孔,排水孔为梅花型,纵向设三排,间距0.6m,竖向间距为5m。河堤见光面采用M10水泥砂浆勾缝。河道糙率系数n取0.04,安全超高hc=0.30m,经计算得过水断断面如下:李家湾河段b×h=6.5×2.0m(含安全超高0.3m)。1.6 施工

1.6.1施工条件

李家湾河堤治理工程区域海拔高程1560—1680m,属于亚热带季风气候区,具有高原性、季风性、湿润性气候特点。多年平均气温15℃,极端高温33.4℃,极端低温-2℃;多年平均日照时数为1562h;无霜期299天;平均相对湿度82%;年均降水量1300mm,属省内降水高值区之一。降雨主要集中在5-10月,占全年的84.4%。

工程位于罐子窑镇政府所在地,距普安县城25km,有江灌油路穿境而过,工程沿线通组公路交织成网,直通到每一个村民组。所以该工程对外交通条件较好。

工程施工用水可就地取用,施工用电可从邻近的村组搭结,砂石料到罐子窑砂石场采购,平均运距10km。火工材料可在普安购买,水泥可在普安县水泥厂订购。木材可在当地购买

1.6.2施工导流

本工程为河堤治理,工程永久性建筑物沿河岸布置,涉及到施工导流,施工期定于枯水期,根据施工组织设计规范及SL252-2000规定,导流设计标准为5年一遇(P=20%)的枯水期洪水,选择枯水期作为施工期,根据普安县气象站的降雨资料,选取各年内的11月至次年4月份的最大日降雨量作频率计算,得出P=20%年的枯水期洪水流量为 0.6 m3/s。因河床较宽,施工期的洪水较小,可采用主河槽泄流,渗入基坑内的集水用抽水机抽排至下游。

1.6.3 工程施工

工程为河堤治理工程,本次实施河段总长120m,主要工程量为:稀泥开挖167.00m3,砂卵石开挖343.50m3,M7.5水泥砂浆砌块石278.24m3,C15砼压顶4.15m3。主要材料用量为:水泥28.00T,块石220.00m3,碎石36.00m3,砂82.00 m3,施工期2个月,总工日0.23个工日。

本工程石方开挖主要是料场开采石料,为露天开挖。土方及砂卵石开挖主要为河堤基础。开挖按《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》SDJ212-83和《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47-94进行施工。土方及砂卵石开挖以机械开挖为主,人工开挖为辅。石方开挖采用风钻钻孔爆破。砌石工程主要为河堤,采用人工施工,工程施工严格按《堤防工程施工规范》SL260-98施工。混凝土主要为河堤压顶,工程量小,采用人工施工,按《水工混凝土施工规范》SDJ207-82进行施工。

1.6.4 施工总进度

施工期定为2个月,从2015年3月15日开工,5月15日底完工。

1、拟定2015年3月上旬完成基础的开挖。

2、拟定2015年4月下旬-5月中旬份完成砌石及砼护面工作。1.7 工程占地

本项目为治理河堤治理工程,施工线路基本沿河床左岸布置,基础开挖后采用浆砌块石砌河堤,工程占用河道,在河道截弯取直段占用少量耕地,原河道回填后可耕种,进行占补平衡,工程建成后可恢复已毁农田20余亩,工程施工临时占地0.5亩,不作补偿。1.8环境保护及水土保持方案

1.8.1环境保护

该工程的建设,能保护普安县罐子窑镇铅厂坝子200余亩农田不受洪水冲刷和淹没,恢复已毁农田20余亩,对农村产业结构调整,创造了十分有利的条件,能促进当地的经济发展。保护了两岸2100人民的生心健康和财产不遭受洪水破坏。由于在建设中将有少量的大气污染和环境噪声。因此施工中应采取对环境不利影响的对策。

1· 施工中应尽量减小大气污染,钻孔、开挖应采用湿法施工,运输车辆应安装除尘净化或尾气净化装置,路面应适当洒水,水泥、砂子等粉状材料在运输堆放时应有遮盖和防漏等措施。

2· 环境噪声的控制主要从声源、传播途径、自主保护三个环节作手,声源控制应采用低噪声设备和工艺,平时加强对机械的维修和保养;对高噪声的设备选择合适的地理位置,可用隔声材料作成隔声屏或隔声罩;施工现场作业人员佩带个人防噪用具,适当减少工作时间等都可降低噪声的危害。

3· 施工中的生活垃圾、建筑垃圾、以及废料都要采取相应的处理措施,减少对环境的影响,堆放弃碴应选择荒山、荒地,施工区生活垃圾应及时清理,施工结束,及时对生产作业和生活区进行迹地恢复,并用药物消毒。

1.8.2水土保持

该工程枢纽建筑区内土壤表层为第四系覆盖,土壤的侵蚀类型为水力侵蚀,该工程为小(2)型项目,施工中可能产生的水土流失有施工中产生的弃碴,料场开采时剥离地表风化层产生的废碴,施工便道的开挖以及施工中砂石料场等,以上人为活动将造成水土流失,因此必须采取相应措施进行治理。

根据“中华人民共和国水土保持法”、“贵州省实施中华人民共和国水土保持法”办法的有关规定,对建设项目过程中产生的水土流失必须进行治理,实现治理方案的目标是实施“碴不入沟,废料不入库,植被恢复”。

该工程的弃碴主要为基础土方及砂卵石层开挖、料场开采时剥离地表风化层产生的废碴以及施工便道的开挖。弃碴必须采取集中堆放处理,应尽量堆放在河堤沿线作为工程回填用料,余碴堆放在附近的低凹地段,根据实际情况应设置围栏,避免雨水的冲刷,将大面积的弃碴冲走。

对于工程施工中造成的小面积坍塌地段,拟采取打桩、护砌等工程措施,防止大面积的滑坡事故发生。

为了更好地保持水土,工程完工后应采取如下的防护措施:

1· 施工中,开挖的土石方尽量用作工程用料,余碴按指定位置堆放,并设置拦砂墙和对堆放场进行绿化,保证堆碴不被雨水冲走。

2· 完工后对开挖的剥离面进行植树覆垦。

3· 生产生活废水设沉淀池,经处理后排入原河道。

4· 对工程保护边坡种植护坡草,并对工程区域内原有植被加强保护,禁止人为砍伐破坏。

5· 在流域内大于25°以上的耕地必须执行退耕还林、还草,5°-25°的耕地也应统一规划,逐步执行退耕还林、还草,使植被覆盖率在30%以上。1.9 工程管理

工程由罐子窑镇镇政府组织实施,工程建成后,由政府牵头组织受益村组成立李家湾河堤管理委员会进行管理。由管理委员会制定出切实可行的管理制度和村规民约,在管理委员会的领导下,设置专门管理人员。按照国家和地方的有关规定征收管理费用,以专户保存,资金只能用于该工程的维护、维修及管理人员的报酬,这样才能保证工程的正常运行,从而永久造福于人民,才能最终达到建设该工程的目的。1.10工程投资概算

1.10.1 编制原则和依据

1.10.1.1 概算编制原则和依据

⑴ 本工程概算的编制原则依据执行黔水建(2012)6号文颁发的《贵州省水利水电建筑工程概算定额》试行。

⑵ 建筑安装工程定额依据

建筑工程采用黔水建(2012)6号文颁发的《贵州省水利水电建筑工程概算定额》试行;安装工程采用黔水建(2012)6号文颁发的《贵州省水利水电设备安装工程概算定额》试行;机械台班费采用黔水建(2012)6号文颁发的《贵州省水利水电工程施工机械台班费用定额》试行。

⑶ 初步设计文件及图纸。

⑷ 概算编制采用2014年第三季度价格水平。

1.10.1.2 人工预算单价,主要材料,施工用电、风、水,砂石料等基础单价的计算依据

⑴ 人工预算单价

根据黔水建(2012)6号文计算的人工预算单价为:

技 工:69.91元/工时

普 工:61.27元/工时

⑵ 主要材料预算价格

水泥、钢材、木材、油料可在普安县城相关部门采购,火工产品由本县辖区内爆破公司负责提供,并监督实施。材料预算价格与进入工程单价的价格之差计取税金后,列入工程单价。主要材料价格差见下表:

进入工程单价的主要材料价格与工地预算价格对照表

序号

材料名称

单位

工地预算价

进入单价材料

价差

1

柴油

t

8505.88

4000.00

4505.88

2

汽油

t

10303.45

4000.00

6303.45

3

水泥P.O32.5

t

431.46

300.00

131.46

4

钢筋

t

5660.00

3000.00

2660.00

5

板枋材

m3

1030.3

1030.30

0.00

6

炸药

t

18609.00

6000.00

12609.00

7

砂子

m3

93

70.00

23.00

8

碎石

m3

83

70.00

13.00

9

块石

m3

73

73

⑶ 施工用电、风、水价格

根据施工组织设计提供的设备和收集的基础资料进行计算。

施工用电考虑100%电网供电,下网基本电价为0.659元/kw.h,施工用电0.79元/kw.h。

施工用风风价0.20元/ m3;施工用水采用水泵抽取河水,水价为0.8元/m3。

⑷ 砂石料单价

砂石料根据施工组织设计提供的资料,砂、碎石、块石、条石在罐子窑砂石场采购,预算单价为:

砂93元/m3、 碎石83元/m3、块石73元/m3。

1.10.1.3 费用计算标准和依据

根据黔水建(2012)6号文颁发的《贵州省小型水利水电工程设计概(估)算编制规定》试行的规定计算。

(1)、措施费

计算基础为直接工程费,建筑工程费率为6.7%,安装工程费率为6.8%。

(2)、间接费

间接费费率见下表

序号

工 程 类 别

计 算 基 础

间接费 (%)

建筑工程

1

土方工程

直接工程费

6.0

2

石方工程

直接工程费

8.0

3

土石填筑工程

直接工程费

8.5

4

模板工程

直接工程费

6.0

5

混凝土工程

直接工程费

10.5

6

钻孔灌浆工程

直接工程费

9.5

7

钢筋制安

直接工程费

6.0

8

锚固工程

直接工程费

9.0

9

绿化工程

直接工程费

7.0

10

其他工程

直接工程费

8.0

11

设备安装工程

人工费

75

(3)、企业利润

按直接工程费与间接费之和的7%计算。

4)、税金

按直接工程费、间接费与计划利润之和的3.28%计取

(5)、独立费用

①建设管理费

a.项目建设管理费

以建安工程费的3.0%计

b.工程建设监理费

以建安工程费的2.5%计

②科研勘测设计费

a.科学研究试验费

按建安工作量的0.2%计算

b.勘测设计费

按一至四部分合计的5.5%计算

③其他费用

工程保险费按一至四部分合计的0.5%计算

1.10.1.4 工程资金筹措方案

本工程建筑工程费用8.32万元、临时工程费用0.21万元、其他费用0.54万元,工程建设总投资为9.03万元。1.11附表(工程特性表)

工程特性表

序 号 及 名 称

单 位

数 量

备 注

一、水文

河流名称

李家湾河

全河流域面积

km2

6.19

多年平均降水量

mm

1300

多年平均径流总量

亿m3

0.14

河口以上

多年平均流量

m3/s

0.44

河口以上

洪水

设计洪水(P=5%)

李家湾河

m3/s

25.34

校核洪水(P=2%)

李家湾河

m3/s

30.52

二、工程效益指标

保护耕地面积

200

恢复农田

20

保护人口

2100

三、主要建筑物

1、河堤

m

120

修复左岸治理段单边长度

四、施工

1、主体工程量

稀泥开挖

m3

167.00

工程特性表

序 号 及 名 称

单 位

数 量

备 注

砂卵石开挖

m3

343.50

M7.5水泥沙浆砌块石

m3

278.24

C19砼压顶

m3

4.15

2、主要建筑材料

水泥

T

28

木材

m3

炸药

T

块石

m3

220

m3

82

碎石

m3

36

3、所需劳力

总工日

万工日

0.23

平均上工人数

35

4、对外交通

Km

25

普安至铅厂

5、场内交通

Km

0.2

五、经济指标

静态总投资

万元

9.03

单位长度投资

元/m

750.422.水文2.1 流域概况

普安县位于贵州省西南部,黔西南州西北部,地理位置为东经104°51′10″-105°29′24″,北纬25°18′30″-26°10′35″。普安县地处云南东部高原向黔中山原过渡的斜坡地带,乌蒙山脉横穿中部,中部地势高起,将全县分为南、北两部分,中部为南北盘江分水岭地带。全县海拔高程大都在1000-1700m之间,最高点在中部长冲梁子,海拔2085m;最低点在北部石古河谷,海拔633m。

李家湾河堤治理工程位于普安县北面的罐子窑镇新光社区,属北盘江一级支流西泌河的支流。本项目设计的河堤治理工程位于李家湾河白坟至岔河段。汇口以上流域面积6.19km2,海拨高程在1560-1680m之间。上游植被一般,水土流失中度,径流稳定,汛期无瀑涨瀑落现象,旱季无特枯断流现象,于2005年5月16日实测最枯水流量为0.1m3/s,是农田引灌的最佳水源。

河口以上流域内河网较密,伏流暗泉分布较广,地下水较丰富。流域地处云南东部高原向黔中山原过渡的斜坡地带,流域内岩溶地貌与侵蚀地貌交错分布,区内主要为峰丛洼地、脊状高山。流域内土壤主要为黄壤、草甸土、砂壤土、砂土及砂卵厂。主要岩层岩性为三叠系下统飞仙关组和三叠系下统永宁镇组的砂页岩、砂岩、石灰岩。流域内植被一般,森林覆盖率为21%。2.2 气象

2.2.1测站分布及资料情况

李家湾河堤治理工程流域内无水文站、雨量站和气象站,属无资料区,在流域的西面有草坪头水文站和普安气象站。普气象站距工程所在地25km,多年平均降雨量为1400.4mm,草坪头水文站距工程所在地12km,多年平均降雨量为1200mm。

2.2.2气象

流域属亚热带温暖湿润的季风气候区,具有高原性、季风性、湿润性的气候特点,冬无严寒,夏无酷署,雨量充沛,光、热、水同季。根据普安气象站的气象统计资料,多年平均气温13.7°C,其中7月最高,平均20.9°C,1月最低,平均4.5°C,极端最高气温33.4°C(1963年5月29日),极端最低气温-7.7°C(1961年2月1日);河谷湿热平均气温15-18℃。多年平均日照时数为1620h;无霜期299天;平均相对湿度87%;平均年降水天数194天,属省内降水高值区之一,多年平均降水量为1300mm。降水量年际变化小而年内分配不均,年际变差系数Cvx=0.18,多年平均径流深为650mm,径流深年际变差系数Cvy=0.33。年内5-10月为汛期,降水量占全年的84.4%,暴雨集中在6-9月;旱季11月-次年4月降水量仅占15.6%。李家湾河是典型的山区雨源型河流,径流由降雨补给,径流特性与降雨特性基本一致。

历年来风向为静风(频率21%)和东风(频率18%),平均风速2.6m/s,月均最大风速4m/s(3月),最大风速30m/s,发生在1971年的3月1日;大风(17m/s以上)平均每年出现28.9次,较多出现在2-4月。

历年平均凝冻(即雨淞)14.3天,最多35天,最小3天,一般出现在12月至次年2月,累计各月霜日最多17天,平均8.9天,积雪日数全年平均3.3天,最多15天,最小0天。本流域工程区由于位于低谷,海拔较低,无雪、霜日数多,有利于工程的建设。2.3 水文基本资料及参证站选择

该区无水文、降雨量资料,径流资料需根据设计面雨量及其参证站降雨量资料推求。在流域周边地区,有草坪头水文站和普安气象站。

以上两个测站分布均匀,下垫面条件与该流域相似,采用算术平均值计算得流域内多年平均降雨量为1300mm,以此作为设计流域的设计面雨量,采用参证站降雨资料推求径流资料,查《黔西南州水资源调查评价、水利化区划、水利水电规划附图》中的降雨量等值线图,该地区的多年平均降雨量为1200-1400mm,因设计面雨量1300mm在此之间,说明计算成果合理。综合考虑海拔高程、下垫面条件、气象等影响径流的各种因素,选取最优的普安气象站作为设计参证站,该站离流域最近(10km),是国家基本站网,位于流域西面,有自1961年至2003年以来共42年实测降雨资料,距工程距离较近,且测站处影响径流的因素与本流域差异最小, 降雨系列长,代表性较好,因此,采用该站作为本工程的设计参证站,其降雨量修正系数为0.93,以此进行径流和洪水的分析计算。2.4径流

2.4.1参证站降雨量频率计算及水文参数

根据参证站的降雨序列资料作频率计算,得出各变量的经验频率如下。

编 号

输 入 系 列

排队及经验频率计算值

年 份

系 列 值

年 份

系 列 值

Pi(%)

1

1961-1962

1699.5

1969-1970

1782.4

2.32

2

1962-1963

1270.0

1976-1977

1754.1

4.65

3

1963-1964

1093.6

1983-1984

1752.8

6.97

4

1964-1965

1693.1

1967-1968

1749.4

9.30

5

1965-1966

1574.4

1961-1962

1699.5

11.63

6

1966-1967

1164.4

1964-1965

1693.1

13.95

7

1967-1968

1749.4

1974-1975

1640.1

16.28

8

1968-1969

1343.0

1997-1998

1637.3

18.60

9

1969-1970

1782.4

1995-1996

1615.4

20.93

10

1970-1971

1244.9

1998-1999

1614

23.26

11

1971-1972

1388.9

1991-1992

1600.1

25.58

12

1972-1973

1223.2

1965-1966

1574.4

27.90

13

1973-1974

1227.7

1981-1982

1543.9

30.23

14

1974-1975

1640.1

1993-1994

1508.1

32.56

15

1975-1976

1173.3

1985-1986

1501.6

34.88

16

1976-1977

1754.1

1979-1980

1481.5

37.21

17

1977-1978

1455.3

1978-1979

1467.6

39.53

18

1978-1979

1467.6

1977-1978

1455.3

41.86

19

1979-1980

1481.5

2000-2001

1441.1

44.18

20

1980-1981

1281.4

1986-1987

1436.3

46.51

21

1981-1982

1543.9

1982-1983

1434

48.84

22

1982-1983

1434.0

1971-1972

1388.9

51.16

23

1983-1984

1752.8

1994-1995

1374.6

53.49

24

1984-1985

1336.6

1968-1969

1343.0

55.81

25

1985-1986

1501.6

1984-1985

1336.6

58.14

26

1986-1987

1436.3

1980-1981

1281.4

60.46

27

1987-1988

1214.6

1962-1963

1270.0

62.79

28

1988-1989

1127.9

2001-2002

1266.5

65.11

29

1989-1990

1131.6

1970-1971

1244.9

67.44

30

1990-1991

1225.3

1973-1974

1227.7

69.77

31

1991-1992

1600.1

1990-1991

1225.3

72.09

32

1992-1993

1106.6

1972-1973

1223.2

74.42

33

1993-1994

1508.1

1987-1988

1214.6

76.74

34

1994-1995

1374.6

1996-1997

1204.1

79.07

35

1995-1996

1615.4

1975-1976

1173.3

81.39

36

1996-1997

1204.1

1966-1967

1164.4

83.72

37

1997-1998

1637.3

1989-1990

1131.6

86.04

38

1998-1999

1614.0

1988-1989

1127.9

88.37

39

1999-2000

1095.8

1992-1993

1106.6

90.70

40

2000-2001

1141.1

1999-2000

1095.8

93.02

41

2001-2002

1266.5

1963-1964

1093.6

95.35

42

2002-2003

942.5

2002-2003

942.5

97.67

根据上表计算得降雨量变差系数CVx=0.163,离差系数Csx=0.065,将资料进行抽样误差计算得降雨量误差为35mm,变差系数抽样误差为0.02,离差系数抽样误差为0.41。可见,参数的抽样误差是很大的,为了使成果合理,采用皮尔逊Ⅲ型曲线适线后,当CVx=0.18,Csx=2CVx时,经验频率曲线与理论频率曲线配合较好,经计算得参证站不同频率年的降雨量见下表:

P﹪

项 目

0.01

0.1

0.2

0.33

0.5

1

2

5

10

20

50

80

90

95

模比系数Kp

1.82

1.65

1.59

1.56

1.53

1.46

1.40

1.31

1.24

1.14

0.99

0.84

0.77

0.63

年降雨量(mm)

2537

2300

2216

2175

2133

2035

1952

1826

1729

1589

1380

1171

1073

1017

CVx=0.18,Csx=2CVx,参证站年均降雨量1400.4mm。

查《黔西南州水资源调查评价、水利化区划、水利水电规划附图》得,流域的径流系数α=0.5。流域内多年平均降雨量为1300mm,多年平均径流深为1300×0.5=650mm,与《黔西南州水资源调查评价、水利化区划、水利水电规划附图》中的该地区径流深等值线相一致,说明成果合理,通过如下公式计算出河口以上多年平均年径流量:

W=0. 001×α×H年×F=0.001×0.5×1300×6.19=0.04亿m3(多年平均流量为0.44m3/s)

式中: W ——多年平均年径流量(亿m3),

α ——径流系数, α=0.5,

H年 ——年降水量(mm),

F ——集雨面积(km2) F=6.19km2。

径流深变差系数的计算利用《贵州省水文图集》的推荐公式:

Cvy=(r.Cvx)/(X00.7+0.04LogF)=0.32

其中:r=1.3,X0=0.5,F=6.19km2

经计算得Cvy=0.33,查《黔西南州水资源调查评价、水利化区划、水利水电规划附图》中的径流深变差系数等值线图得该地区的Cvy=0.3-0.35,两个参数相一致,说明成果合理。

2.4.2径流分配

根据李家湾河多年平均径流深为650mm,按流域面积6.19km2推算,河口以上流域多年平均来水量为0.04亿m3,多年平均流量为0.44m3/s。汛期多年平均流量为0.76m3/s,旱季(11月—次4月)多年平均流量为0.10m3/s。取丰、平、枯三个典型年为设计代表年,年际CV=0.33,CS=2CV。计算得各典型年平均流量为:丰水年(P=10%)Q=1.001m3/s;平水年(P=50%)Q=0.736m3/s;枯水年(P=90%)Q=0.525m3/s。采用普安县气象局同频率年降水月分配率进行月分配,求得设计流域设计代表年(典型年)各月平均流量如下表:

李家湾河治理河堤工程典型年各月平均流量表 单位:m3/s

典型年

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

平均

P=10%

0.126

0.064

0.198

0.149

1.113

0.733

1.612

0.887

0.823

0.905

0.158

0.093

0.572

P=50%

0.24

0.117

0.092

0.531

0.516

1.671

0.823

1.794

1.86

0.864

0.22

0.133

0.736

P=90%

0.143

0.061

0.031

0.087

0.77

1.794

1.157

1.147

0.50

0.24

0.120

0.102

0.5252.5 洪水

2.5.1暴雨

流域内无水文测站和雨量站,属于无资料地区,邻近地区有普安气象站,与本流域属同一气候区。普安气象站位于普安县城境内,距工程区距离25km,具有自1980年至2003年以来共24年实测最大1小时暴雨资料,降雨系列长,代表性较好,因此采用普安气象站作为本工程的设计代表站,以此进行洪水的分析计算。

(1)暴雨特性

李家湾河流域为一般暴雨区。一般5月进入汛期,9月份结束。年最大1小时暴雨大多发生在主汛期6-9月。流域为山区雨源型小河流,洪水均由暴雨产生。河流上游坡陡,下游平缓,工程上游铅厂河支流河道长2.5km,易形成陡涨陡落的洪水,洪水具有峰量集中,涨峰历时短等特点。

(2)暴雨分析

普安气象站共有实测1980-2003年最大1小时降雨资料,资料系列长、精度高、代表性较好,可移用该站资料作为暴雨分析依据,其频率计算见下表:

普安县H1h降雨量频率曲线成果表

序号

输入系列

排队及经验频率计算值

某频率设计成果

年份

系列值

年份

系列值

Pi

P(%)

Kp

Xp

1

1980

26.9

1982

61.5

4

0.01

2.95

114.2

2

1981

35.8

1991

56.8

8

0.1

2.47

95.7

3

1982

61.5

1994

52.8

12

0.2

2.33

90

4

1983

35

2003

52.7

16

0.333

2.21

85.7

5

1984

47.5

1995

50.9

20

0.5

2.13

82.3

6

1985

44.6

1984

47.5

24

1

1.97

76.3

7

1986

37.2

1990

45.4

28

2

1.81

70.2

8

1987

36

1993

45

32

3.33

1.69

65.6

9

1988

33.2

1985

44.6

36

5

1.6

61.8

10

1989

22.6

1998

41.4

40

10

1.42

55

11

1990

45.4

1986

37.2

44

15

1.31

50.9

12

1991

56.8

2001

36

48

20

1.23

47.8

13

1992

26.4

1987

36

52

25

1.17

45.3

14

1993

45

1981

35.8

56

30

1.11

43.1

15

1994

52.8

1983

35

60

40

1.02

39.6

16

1995

50.9

2000

34.7

64

50

0.943

36.5

17

1996

23.1

1997

33.9

68

60

0.872

33.7

18

1997

33.9

1988

33.2

72

70

0.803

31.1

19

1998

41.4

1999

29.5

76

75

0.769

29.8

20

1999

29.5

1980

26.9

80

80

0.733

28.4

21

2000

34.7

1992

26.4

84

85

0.695

26.9

22

2001

36

1996

23.1

88

90

0.651

25.2

23

2002

20

1989

22.6

92

95

0.597

23.1

24

2003

52.7

2002

20

96

97

0.567

22

25

99

0.523

20.2

根据上表,并结合《贵州省暴雨洪水计算实用手册》中的有关等值线及邻近流域的暴雨进行综合分析,考虑面上暴雨分布规律,取本地区的暴雨统计参数为:

H1h=45mm CV=0.4 CS/CV=3.5

2.5.2 设计洪水

工程上游关厂小溪长4.5km,落差225m,河道比降50‰,集雨面积F=6.19km2;根据地形、植被和地质条件,流域内以丘山为主,中等或部分强岩溶,植被一般,自然地理分区属于Ⅰ区,汇流参数r1取0.41,暴雨衰减指数n3=0.85。其几何特征值θ=L/J1/3F1/4=5.96(5.2),小于30。洪水计算采用《贵州省暴雨洪水计算实用手册》(修订本)中的雨洪法,计算公式采用修订2式,其公式为:

Qp=0.254r10.922 . f0.360 . J0.240 . F0.819 . [CKpH1h]1.23

式中: Qp-设计洪峰流量,以m3/s计

  f -流域形状系数,f=F/L2

    C -洪峰径流系数 

Kp-模比系数

经计算得本项目不同频率的洪水见下表:

洪水成果表

项 目

洪峰流量(m3/s)

10%

5%

2%

洪峰流量

16.35

25.34

30.52

2.5.3施工洪水

施工期洪水采用普安县气象站枯水期最大1小时暴雨系列计算暴雨,利用雨洪法计算设计洪水。

分析普安气象站10~5月,11~4月,10~4月,11~5月的24小时暴雨系列和施工进度安排,选择11~4月枯水期作为施工期, 根据SL252-2000规定,取P=20%,即按5年一遇的洪水作为施工洪水,根据普安县气象站的降雨资料,选取各年内的11月至次年4月份的最大日降雨量作频率计算,得出P=20%年的枯水期洪水流量为:李家湾河0.6 m3/s。2.6 泥沙

李家湾河泥沙主要来源于暴雨对坡面的侵蚀,以及洪水对河床的冲刷。经实地踏勘调查,李家湾河流域内植被一般,水土流失较轻,流入河道的泥沙量较小,河床淤积不算严重。李家湾河泥沙含量年际变化小,年内5—10月较大,多年平均含沙量为0·9kg/m3,多年平均悬移质输沙模数为697T/km2,多年平均悬移质输沙量为2.16万T,推移质按悬移质的20%计,为0.43万T。3. 工程地质3.1区域地质

3.1.1地形地貌

测区处于云贵高原向广西丘陵盆地过渡的斜坡地带,总的地势是西南高,东北低,一般标高850m~1610m,受地层岩性、构造、气候、水文和植被等因系的综合影响,区内以侵蚀地貌为主,以岩溶地貌为辅,多形成侵蚀中低山槽谷、缓坡和少量峰丛溶丘洼地。

3.1.2岩层岩性

该区出露岩层主要为中生界三叠系和第四系地层,区域岩层从老到新顺序为:

三叠系下统飞仙关组(Tlf):浅灰、暗紫色薄至中厚层泥岩、钙质泥岩夹薄层泥质砂岩、灰岩,厚度大于500-800m,主要分布于流域区,与上覆地层呈整合接触。

三叠系下统永宁镇组(T1yn):灰色、灰绿色灰岩、白云岩,厚度900m,主要分布于工程区,与相邻岩层呈整合接触。

第四系(Q):残坡积、冲洪积,砂壤土夹风化颗粒、红粘土、砂卵石,结构较密实,厚度在0-8m之间变化,一般厚3-5m,砂壤土主要分布于河床两岸,砂卵石分布于河床。

3.1.3地质构造及地震

测区属杨子准地台,黔北台隆,六盘水断陷,普安旋扭构造变形区,测区褶皱、断层构造不发育,

根据《中国地震动参数区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》18306-2001,该区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.4s,对应于地震基本烈度为Ⅵ度,不需进行抗震复核计算。

3.1.4水文地质条件

该区域主要分布飞仙关组(Tlf)泥岩、钙质泥岩夹薄层泥质砂岩、灰岩透镜体,该岩层在无大规模构造破坏情况下,具有隔水性,分布范围面积大,地下水类型为基岩裂隙水。工程附近分布永宁镇组岩层,其中灰岩和白云岩为含水层,地下水类型以岩溶水为主。3.2河堤区工程地质条件

3.2.1地质概况

该区位于李家湾河下游的落水洞,河堤治理段长120m,宽100m,面积200亩,坝子两岸边坡坡角5°-30°,表层分布第四系残坡积砂壤土及砂卵石层,厚度在0-8m之间变化,一般厚3-5m,下伏永宁镇组(T1yn):灰色、灰绿色灰岩、白云岩,未发现褶皱、断层构造,浅层岩层节理、裂隙发育。

3.2.2岩层岩性

该区出露岩层为三叠系永宁镇组(T1yn)和第四系,岩层由老到新如下:

三叠系永宁镇组(T1yn): 灰色、灰绿色灰岩、白云岩,厚度900m,主要分布于工程区,与相邻岩层呈整合接触。强风化层厚度1.4-5.4m,最大厚度5.4m。

第四系砂壤土(QeL+dL):残坡积成因,褐黄色、浅黄色,结构较密实,厚0.5-2m,在坝子两岸均有分布。

第四系砂卵石层(QaL+PL):冲洪积成因,由砂卵石、粉细砂及粘土组成,结构较密实,厚2-8m,分布于河床一带。

3.2.3力学参数选择

由于河床的砂卵石层较厚,难于清除,且建筑物级别为5级,因此,可选择砂卵石层为持力层,经查阅相关资料及工程实践经验,建议砌石与砂卵石层的摩擦系数为0.35-0.4,地基承载力为10T/m2。3.3天然建筑材料

工程所需的天然建筑材料为石料,根据工程区域的地质条件,结合料场的分布,料场位于工程区的左岸,相距0.2-0.8km,,地层为T1yn的灰色中厚层至厚层灰岩,岩石强度较高,岩石单轴饱和抗压强度30-60Mpa,无用层厚度小于1m,有效储量大于10万m3,其质量和储量均可满足工程要求,运距0.2km。人工骨料可采用石料加工。3.4结论

(1)根据《中国地震动参数区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》18306-2001,该区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.4s,对应于地震基本烈度为Ⅵ度。

(2)河堤沿线边坡稳定,工程地质条件好。

(3)工程所需石料和人工骨料质量和储量均能满足工程需要。4.工程任务和规模4.1 地区社会经济概况和防洪要求

罐子窑镇是普安县较为边远落后贫困的乡镇之一,地处普安县东北部,过去交通不便,农村经济以种植业为主,境内无任何矿产资源和镇镇企业,农民人均收入低于全县平均水平。乡财政入不敷出。设计的李家湾河堤治理工程位于铅厂坝子的落水洞,保护总面积约200亩,坝子覆盖的农户人均占有耕地为1.2亩,水田大部分位于坝子内,旱地为两岸的坡耕地。近年来,水田除种植水稻外,已发展种植反季节蔬菜等经济作物。在全年保证灌溉用水的前提下,每亩年产值可达2100元,是该地农民主要生活来源和致富的希望。但是,由于水利这一农业基础的命脉在该地未得到巩固和发展,坝子河堤1.89km,由于洪水泛滥,历年虽然组织村民投入大量劳力进行修复,由于没有资金支持,光靠投劳修补收效甚微,至今河堤倒塌部分仍为土堤,河道断面宽窄不一,缺口较多。在每年的洪水季节,洪水冲刷两岸甚至漫溢,两岸农田遭受洪水淹没和被淤砂淤积,河床逐年加宽,耕地渐渐减少,经统计,已有20余亩良田被冲毁,无法耕种,按亩产值2100元/年计算,则每年减少经济损失4.6万余元,且逐年增大。

在工程两岸,有新光社区的李家湾、大屋仓、土官田、小凹头、4个村民组,共221户,2100人。新光社区设有铅厂小学,生源主要为工程两岸的新光社区,每年有学生约500人。每年下暴雨时,山洪爆发,洪水来临,公路受到不同程度的淹没,两岸人民无法进行交流和耕种对岸桩稼,部分学生不能到校上课,洪水影响了人民的正常生活,威胁作人民的生命健康,还有牲畜被洪水冲走现象时有发生。

造成以上现象的原因主要是治理段未得到治理,河床不规则,部分断面过窄,成为咽喉,阻碍了行洪,使洪水漫溢,两岸田坝受冲,部分桩稼无收,因此,河堤治理的目的主要是减少洪水对两岸的冲刷,恢复已被冲毁的20余亩良田,保护两岸200亩农田不受破坏。使洪水不再威胁两岸2100余人的生命健康。治理原则为:按统一断面对两岸砌石挡水;部分河道进行截弯取直,改河道为耕地,增大耕地面积。4.2 工程任务

本项目的工程任务是排洪,新建李家湾河堤治理工程,设计治理河段长120m,主要任务是确保铅厂坝子200亩田地不受洪水冲刷,恢复已毁农田,确保洪水不对工程两岸的2100人造成威胁,让人们能正常、有序地发展农村产业,让铅厂坝子重新恢复30年前高产稳产的丰采,并对新发展起来的反季节蔬菜等高产值经济作物提供水利支撑。建设水利化、集约型、高产值农业经济。使当地农民尽快脱贫致富奔小康,过上幸福美满的日子。4.3 工程规模

设计河堤治理工程长120m,工程防洪标准按20年一遇(P=5%)洪水设计,50年一遇(P=2%)洪水校核。设计洪峰流量为25.34m3/s,校核洪峰流量为30.52m3/s;工程保护耕地面积200亩,保护人口2100人,工程等别为Ⅴ等,工程规模为小(2)型,工程总投资9.029万元。5.工程布置及主要建筑物5.1设计依据

5.1.1工程等别和标准

李家湾河堤治理工程,以防洪为主,保护面积200亩,保护人口2100人,根据中华人民共和国工程建设标准强制性条文(水利工程部分)SL252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》,本项目规模为小(2)型,工程等别为Ⅴ等,防洪等级为Ⅳ,主要建筑物及次要建筑物级别均为5级。洪水标准为20年一遇(P=5%)洪水设计,50年一遇(P=2%)洪水校核。

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