山西省离石区安家沟拱水坝可行性研究报告Word格式.docx
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孟家坪小流域坝系工程建设投资估算报告
附件二:
孟家坪小流域典型工程设计报告
附图
孟家坪小流域坝系沟道组成结构图
孟家坪小流域社会经济现状图
孟家坪小流域水土流失及水土保持现状图
孟家坪小流域淤地坝分布现状图
孟家坪小流域坝系工程布局图
附表
附表一坝系布局工程技经指标表
附表二坝系工程主要建筑物设计指标表
附表三坝系工程分项工程量汇总表
附表四坝系防洪能力分析表
附表五坝系保收能力分析表
附表六坝系工程效益计算表
第一章综合说明
安家沟小流域位于离石区以西15km处,是湫水河的一级支流,流域总面积3.8km2。
该沟道只涉及安家沟一个村。
总户数75户,总人口310人,总劳力80个,人口密度为0.012人/km2。
有耕地120hm2,其中坡耕地110hm2,基本农田10hm2。
人均土地1.2hm2,人均耕地0.37hm2,人均占有粮食77kg,2005年农民人均纯收入476元。
本流域属土石山区,流域总面积3.8km2,其中水土流失面积3.6km2,占总面积的94.7%。
多年平均侵蚀模数高达3000m3/km2,·
a,年输沙量1.14万m3。
根据水利部黄委会关于开展黄土高原淤地坝建设的有关要求,我们深入调查研究、实地勘测的基础上,经过方案比较、论证。
确定该沟道治理目标为:
新建两座砌石坝,一座为中型坝,一座为小型坝。
工程建成后,将实行村级管护,工程所在村委负责运行管理,采用个户承包为主的管护形式,在征求乡政府以及受益群众意见的基础上,采用大户、联户承包和限定范围拍卖等责任形式。
第二章基本情况
第一节自然概况
1、地理位置
安家沟位于吕梁市离石区枣林乡,距离石区政府所在地15km,属湫水河的一级支流,流域总面积3.8km2。
2、地质、地貌
安家沟地貌为土石山区,地势北高南低。
境内丘陵起伏、梁峁连绵、沟壑纵横、沟谷密布,地形支离破碎,沟壑密度为3.34km/km2。
地层发育齐全,沟道的上游与下游河床花岗岩、变质岩裸露。
由于千百年来的风化切割、雨水冲刷、洪水侵蚀,流域多以峁状丘陵和侵蚀沟出现,流域整体呈树叶状。
梁峁上部的地面坡度一般为8°
—15°
,山梁沟谷坡度较陡,多在15°
—35°
。
沟沿线以下至沟脚部位的坡面均大于35°
(见下表)
3、土壤、植被
流域内的主体土壤多为岩石和黄绵土性土,分布于梁、峁、沟、谷各部落,有少量灰褐土性土零星分布。
流域内各种自然植被残存稀少,只在荒地、村旁、地陵四旁分布有零星植被。
4、气象、水文
(1)本流域地处中纬度地区,夏季多受海洋性气团的控制,冬季则受极地大陆性气团控制,春秋两季受这两种气团的交替影响。
气候特征明显;
是暖温带大陆性半干旱气候。
四季分明,春季干燥多风,降雨稀少;
夏季炎热,雨量较多;
秋季凉爽,气候宜人;
冬季寒冷,降雪很少。
全年平均日照时数为2578.5小时,年均无霜期150左右。
年平均气温7.9℃,极端最低气温为-27.5℃,极端最高气温为36.9℃,大于10℃的积温为3225℃。
年内平均大风日数为5日,平均风速为4m/s。
(气象特征见表2—2)
(2)、年平均降雨量为340mm,降雨年际变化大,最大年降雨量达763.7mm(1973年),最小为229.2mm(1965年),两者相差3.3倍。
年内分配不均匀,6—9月降雨量占全年总降雨量的70.0%,12-3月份仅占全年的6.4%,降雨集中于汛期四个月内,汛期降雨又集中于几次大暴雨。
(降雨特征见表2—3)
(3)、查《山西省吕梁地区水文计算手册》,安家沟通多年平均径流总量为26.1万m3,径流模数6.88万m3/km2·
年,且流域内有常流水。
(4)、查《山西省吕梁地区水文计算手册》安家沟通的侵蚀模数为9.56-1.31万t/km2.a。
经过多年的水土保持治理,流域内的侵蚀状况有所变化,通过对该域已建成的坝淤积量的实测计算分析,并结合走访调查,所确定的侵蚀模数为3000m3/km2·
a,年泥沙流失总量1.14万方。
泥沙的时间分布特点是,汛期来沙占年输沙总量的90%以上,而汛期来沙又集中于几次洪水,洪水输沙量占汛期输沙总量的95%以上,粒径大于0.05mm的粗沙占输沙总量的48%,;
输沙模数为6418t/km2.a。
(小流域径流泥沙特征见表2—4)。
第二节社会经济状况
安家沟位于吕梁市离石区枣林乡的安家沟村。
流域内总户数75户,总人口310人,总劳力80个,均系农业人口与农业劳力。
人口密度为0.012人/km2。
人口稀少,且人口都居住在山间峁头,不影响建坝,是布设工程的重点区域。
第三节水土流失概况
1、土壤侵蚀状况
安家沟属土石山区,水土流失面积3.6km2,占总面积3.8km2的94.7%。
梁峁起伏,山高沟深,地形支离破碎,坡地面积占总耕地面积的90.9%。
境内植被稀少。
土壤侵蚀包括水力、风力、重力三种形态,以水力侵蚀为主,水力侵蚀中又主要表现为面蚀和沟蚀,沟间坡地以面蚀为主,面流汇集成股流后产生细沟,进一步发育成冲沟,洪水在冲沟中运动,使得沟底下切、沟壁扩张、沟头前进,引发重力侵蚀。
第三章建坝指导思想及编制依据
第一节指导思想
安家沟处在离石区山区人口比较稀少的地区,沟道资源丰富,沟道治理差,没有功能完整的沟道防护体系。
人均基本农田0.03hm2,粮食产量低而不稳、社会经济落后。
针对这些具体特点,确定流域的综合开发治理的基础和重点是在沟道里建设拱水坝,沟坡大面积营造水保林,充分挖掘潜在资源,推动荒山、荒坡和荒沟整治,实现农、林、牧平衡发展的经济格局,建立一个新的生态体系。
该沟内有常流水,为此,提出在沟内新建两座拱水坝(一座小型拱水坝,为拦泥坝,另一座中型拱水坝供养殖用)的指导思想,通过科学、合理布设沟道工程,进一步提高流域的治理程度、改善生态环境、促进社会经济发展、提高生产生活条件,充分利用沟道资源优势,提高沟道整体防御能力、实现流域水沙资源的合理开发和利用。
把建设基本农田与促进退耕还林还草、生态环境建设有机结合起来,使坝系工程真正成为改善区域生态环境、改变贫穷落后面貌的富民工程。
第二节编制依据
《中华人民共和国水土保持法》
《水土保持治沟骨干工程技术规范》(SL289—2003)
《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》(GB/T16453.3—1996)
《山西省淤地坝工程技术规范》(晋Q834—85)
《黄土高原地区水土保持淤地坝规划》
《山西省黄土高原地区水土保持淤地坝规划》
《离石区黄土高原地区水土保持淤地坝规划》
《黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理暂行办法》
《山西省黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理细则(试行)》
《吕梁市黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理细则(试行)》
《小流域坝系工程建设可行性研究报告编制暂行规定》(水利部黄河水利委员会黄水保[2004]2号)
《水土保持工程可行性研究报告编制暂行规定》(中华人民共和国水利部水保[2000]187号印发)
《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)
水利部2003年颁发的《水土保持工程概(估)算编制规定》和《水土保持工程概算定额》。
《山西省水土保持治沟骨干工程技术手册》
上级业务部门的规定和要求。
区统计局、国土资源局等相关专业部门提供的流域社会经济情况、土地利用情况、水文气象资料、水土保持治理情况等基础资料。
流域自然条件和当地材料价格。
第三章建设原则及目标
1、建设重点
立足于对小流域洪水泥沙的有效控制、水资源的合理利用和沟道资源的适度开发,建设集防洪、拦泥、养殖为一体的综合防治工程。
2、布坝原则
以小流域为单元,全盘考虑,统筹安排,从上游到下游,根据不同的地形、地质和沟道形态特征,上游布设一拦泥坝,以拦截泥沙,下游布设一中型坝,拦蓄沟内常流水,以供养殖用。
3、建设管理
在工程建设管理上严格执行项目法人制、招标投标制和监理制三项制度,在项目法人的统一协调下,依法、有序地进行建设管理。
4、资金筹措
该村为贫困村,无法筹到资金,全部靠国家投资。
5、建设目标
在沟道内新建两座坝,一座为小坝,一座为中型坝。
小坝拦截上游泥沙,中型坝拦蓄沟内常流水,以供水产养殖用。
第四章工程设计
第一节设计标准
根据《水土保持治沟骨工程技术规范》(SL289-2003)、《水土保持综合治理技术规范·
沟壑治理技术》(GB/T16453)和《山西省淤地坝工程技术规范》中的有关规定和标准,结合安家沟的实际情况,工程分为中型坝和小型坝两种坝型进行设计。
第二节工程设计
1、骨干坝坝址条件
我们实地踏查了坝址位置,并实测了中型坝的坝轴断面,做到坝坝到位。
2、水文计算
根据《省规范》,采用设计暴雨推求设计洪水的方法计算各坝的拦泥库容、防洪库容和总库容。
设计标准为20年一遇,200年一遇校核。
(1)设计暴雨量计算
采用公式:
H24P=KP×
24晋Q834-85《规范》
式中:
H24P──频率为P的24小时暴雨量(mm);
KP──频率为P的皮Ⅲ型曲线模比系数;
24──最大24小时暴雨均值(mm)。
查《吕梁地区水文水利计算手册》得:
24=65mm,又由Cv=0.56,Cs=3.5Cv,查晋Q834-85《规范》表得:
P=5%时,KP=2.12;
P=0.5%时,KP=3.39,则:
H24,5%=2.12×
65=137.8(mm)
H24,0.5%=3.39×
65=220.4(mm)
(2)、设计洪峰流量计算:
采用公式:
Qp=
H24·
p·
F2/3
Qp——频率为P的洪峰流量(m3/s)
C1——洪峰地理参数,石山林区取C2=0.06,
H24P-——频率为P的24小时暴雨量(mm)
F——坝控制面积F=3.8km2
将有关数据代入公式计算得:
Q5%=0.06×
137.8×
3.82/3=20.13m3/s
Q0.5%=0.06×
220.4×
3.82/3=32.20m3/s
(3)、设计洪水总量计算:
Wp=K·
Rp·
F
Wp——频率为P的设计洪水总量(万m3)
K——小面积洪水折减系数,查《省规》表3—2取K=0.8
Rp——设计暴雨的一次洪水模数(万m3/km2)
其它符号意义同前。
由设计暴雨查《省规》附表D—5得:
R5%=4.646万m3/km2
R0.5%=10.736万m3/km2
W5%=0.8×
4.646×
3.8=14.12万m3
W0.5%=0.8×
10.736×
3.8=32.64万m3/km2
(4)、水文计算成果汇总:
水文计算成果表
控制面积(km2)
暴雨(mm)
洪峰(m3/s)
洪量(万m3)
淤积量
P=5%
P=0.5%
年
万m3
6.67
137.8
220.4
20.13
32.20
14.12
32.64
3、坝高、库容、面积曲线绘制
根据万分之一地形图,先量出不同水位的层间水面面积,计算出层间库容,然后累计库容,绘制坝高~库容~面积曲线。
见水位—面积---库容表。
H总=H1+H0+H2+H3
H总——总坝高(m)
H1——最高校核洪水位(m)。
根据拦泥库容在库容曲线上查得。
H2——波浪中心线超出校核洪水位的高度(m),H2=∏*H32/L
L=10.4H30.8,经计算得L=5.0m,H2=0.10m
H3——波浪高度(m),查《山西省水土保持治沟骨干工程技术手册》取0.4m。
H0——安全超高(m)。
取0.3m。
查库容曲线得校核洪水位高为m。
H总=
取最大坝高为:
m。
4、坝体断面尺寸确定:
为了使坝顶过水平顺,以增加泄洪能力,下游一般由三段组成,即溢洪段,直线段和鼻坎挑流段。
大坝断面铺底宽m,顶宽m,下游直线段坡度查规范为1:
0.72
5、坝基及岸坡处理
在坝体砌筑前,坝基和岸坡全部进行清基,清理范围应比坝的坡脚线加宽0.6m,清基深度要达到基岩上,凡在清基范围内的地面表土、乱石、草皮、树木、树根、腐殖质等均要清除干净,对洞穴、窑洞、墓穴等隐患,均应行挖除,风化的基岩必须清理掉,并用高压水枪冲洗干净岩石,不能滞留泥沙。
两岸山坡应挖成斜面,其坡度不陡于1:
0.6,不能削成台阶形,更不允许有反坡,以保证坝肩结合良好。
6、结合槽设计
为减少由于坝基渗漏产生的不利影响,必须采取一定的防渗措施,在岩基上采用防渗齿墙,即在沿坝轴线方向的基岩上开挖一条深槽,槽中回填混凝土,以形成一道不透水的齿墙,齿墙深为2m,宽2m。
结合槽长90m。
第五章施工组织设计
第一节工程建设进度
按照尽快建立布局合理、配置完善的工程建设目标,以及流域内水电和交通条件便捷、富裕劳动力充足且施工经验丰富、施工机械先进、精良等良好施工条件等实际情况,确定工程建设期为3个月。
第二节施工条件
1、施工期
根据当地气候、农业生产、以及汛期等自然条件,一般为九月至十一月实施,当年竣工。
2、基础条件
安家沟距离石区城15km,流域交通条件比较便利,为施工创造了好的条件。
附近村庄都已通电,并于二00三年已完成了农电改造,全部使用上了网电,电力供应稳定。
沟道内有常流水,可以满足工程所需。
流域内农作物种植为一年一茬,农忙为春种秋收两季,每季约二十天左右,加之区域内劳力资源充足,所以农事活动对淤地坝建设没有什么影响。
项目区降雨集中在七、八、九三个月,降雨次数少和历时短,对施工影响不大。
3、建筑材料
附近有一石料厂,石料可满足坝体砌筑要求,平均运距15km。
清砂在西属巴购买,平均运距25km。
水泥、柴油、汽油、钢材、木材、沥青等其它建筑材料全部在县城附近采买,平均运距15km,采购及运输比较方便。
4、劳力及设备
项目区及附近有充足的男女劳动力,除正常的农事活动、劳务输出和其它用工外,每年可提供大量工日用于其它工程施工,20%的劳动力有石工、木工、钢筋工以及土方机械操作技能。
目前全县共有220多台54kw推土机,3300多辆农用三轮、四轮车,50套给排水机械,可调用服务于本流域工程建设。
第三节施工方法
1、施工准备
工程开工前,首先要进行枢纽放样,确定坝体、存料场范围,核实土地占用数量,落实占用方案;
同时修通进场道路,保证开工顺利。
第二要根据实施进度制定材料使用计划,主要材料要采用询价的方式确定供料商,签订材料品种、质量、数量、供料时间以及运输方式等相关协议。
2、施工组织与管理
施工组织的主要任务是:
科学划分工段、工序,编制劳力、机械的投放量和材料使用计划,确定工序、工期、质量控制点,保证工程建设优质、高效。
工程成立后勤、财务、工程、质检四个组,后勤组负责工地协调、材料采供、机械劳力调用、档案管理;
财务组负责编制资金使用计划、汇总分析分阶段完成工程量和投资情况、编制报账计划、组织调配资金;
工程组负责单元工程划分、工序监控、编制劳力机械材料使用计划、工期计划、现场施工指导;
质检组负责工程质量监督检查,签署单元工程质量合格证,确认各工序的质量标准,严把质量关。
工程主要浆砌石和砼两项,浆砌石和砼工程由于工程量大,所以要适当用到先进的设备和工艺,以加快工程建设进度。
坝体用M7.5水泥砂浆砌筑,勾缝用M10水泥砂浆,砼用C20。
主要材料要求使用325#矿碴硅酸盐水泥。
投入坝系工程的主要设备有:
装载机、推土机、手扶拖拉机、胶轮架子车、风钻、搅拌机等。
3、施工方式与流程
施工方式:
本坝所处沟道内有常流水,所以要进行施工导流。
上游做一围堰,拦截来水,以防影响下游的正常施工。
施工方法:
大坝施工主要包括清基、削坡、结合槽挖填和坝体砌筑。
清基范围要超出坝体以外0.6m以上,清基深度0.3m,两岸山坡要削成斜面,石岸不陡于1:
0.75。
岸坡不能削成台阶式,更不允许有反坡。
如有凸出部分要加以修整,保证坝肩结合良好。
在坝体填筑范围内如有洞穴、窟窿、软夹层要清除,然后用清水,冲洗坝基,以更好地结合。
结合槽要按设计尺寸开挖,并修整断面,结合槽开挖完毕要立即回填,并采取适当的封堵措施,以免长期暴露,影响结合质量。
大坝采用M7.5浆砌块石结构,石料要求质地坚硬,形状方正,无裂缝,表面要刷洗干净,砌前用水湿润。
水泥用425#矿碴硅酸盐水泥,采购时要有各生产批次的质量检验合格证。
清沙要级配均匀、干净、坚硬,砂浆要调匀,根据施工季节的砌筑要求,合理调整水灰比,不可过稀或过稠。
砌筑时要求坐浆放石,上下两层错缝砌筑,侧缝灌满灰浆,不得留有空隙,以免缝隙漏水。
浆砌面禁止使用石支,并要外露灰缝,在砂浆凝固前,应将虚浆挖去深约2cm左右,再用高标号砂浆勾缝。
砌体在养护期内,禁止在上面进行修石等振动工作,并按规程精心养护,直至砌体达到设计强度。
工艺流程。
坝的施工流程为基础开挖——大坝填筑。
(见淤地坝施工简易流程图)
施工准备
竣工验收
清基、削坡
结合槽回填
结合槽开挖
工程放线
现场整理
坝体砌筑
第六章工程建设与运行管理
第一节建设管理
1、组织形式
根据水利部《黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理暂行办法》、《关于黄土高原地区淤地坝建设管理的指导意见》、《山西省黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理细则(试行)》和《吕梁市黄土高原地区水土保持淤地坝工程建设管理细则(试行)》,结合安家沟的实际,工程建设将全面实行项目法人负责制、工程建设监理制、招标投标制。
以工程质量为中心,加强合同管理,强化基础工作,建立健全管理机构,规范建管程序,确保工程建设项目的顺利实施。
项目将在山西省水利厅水土保持局及各级淤地坝建设领导小组的管理下,枣林乡安家沟村为建设单位,组建拱水坝工程建设项目部,履行项目法人职责,严格按照基建程序进行工程建设管理,完成项目建设任务,同时接受上级单位对项目的计划管理和行业管理。
项目部下设办公室、技术组、财务组三个职能组室,全面负责坝系建设的管理。
工程招标首先由建设单位划分标段,提交招投标申请,由省厅统一批复。
工程招投标和建设管理要坚持公平、公开、公正的原则,依法有序进行。
工程监理的范围为可研批复的所有建设内容,实行旁站监理,监理过程主要是对工序、质量、投资的控制,监理程序为:
监理工程师发布工程总体和各道工序的开工令,签署单元工程质量合格证、建筑材料合格证,核定分期完成工程量及投资,签发投资支付令,进行阶段验收、隐蔽工程验收及竣工验收。
工程建设组织结构图
2、资金管理
工程建设项目部开设项目专项账户,为了做到专款专用,项目资金设立专账、专户管理。
项目投资计划下达、初步设计批准后,山西省水利厅向省财政厅申请启动金,然后直接拨付县淤地坝建设项目部。
中央资金的合同支付采取报账制,各承建单位报账申请和资金支付程序如下:
设计单位、监理单位的合同支付按照合同,根据工作进度及任务完成情况,由项目部审核后报上级财务主管部门报账拨付。
与建设单位签订施工合同的施工单位的资金支付,由施工单位填报进度支付报账表,依据监理单位核定的工程计量经法人核准后,按照实际完成工作量占合同比例的90%支付,工程竣工后一年内,经竣工验收合格后支付10%。
3、财务管理
财务管理的主要内容包括:
资金的管理、使用、监督、内审、调配等。
县项目部成立财务室,开设专户、专帐,确定专人进行管理,财务管理要符合常规管理程序,强化内部监督审计,确保建设资金的时效性和合理性。
4、施工质量管理
工程建设质量实行建设单位负责、监理单位控制、施工单位保证和政府监督相结合的管理体制。
工程建设、监理、设计、施工单位对工程质量终身负责。
(1)、建设单位质量管理
在工程开工前,工程项目部需和工程质量监督部门签订工程质量监督合同。
制作并保留完整的施工影象资料。
组织对隐蔽工程、单元工程的检查验收。
(2)、设计单位质量管理
设计单位受项目法人委托,按合同和行业的有关技术规范进行工程设计,并就合同委托的设计任务对项目法人负责,保证设计质量。
(3)、施工单位质量管理
施工单位首先应具备相应的资质,并具有丰富的水土保持工程施工经验,严格按照合同、工程设计文件和国家有关规范标准进行工程施工,建立工地质量控制点,做好完整的施工记录,健全工程质量保证体系。
认真执行初验、复检和终检的施工质量“三检制”,自觉接受建设单位和质量监督部门的检查和监督。
(4)、监理单位的质量控制
监理单位必须具备相应的资质,依据合同和国家有关法规、技术规范、规程和质量标准,对建设工程进行监理,驻地工作人员要做好旁站监理记录、加强原材料的进场检验、施工签证,认真做好工程复检工作,对工程质量负控制责任。
第二节工程运行管理
1、管理单位
工程实行三级管护,区水利局主要负责淤地坝工程技术管理,制定运行方案,监督运行过程;
乡(镇)政府是淤地坝工程的行政管理单位,协调相关行政事务;
工程所在的村委主要负责运行管理。
2、管理方案
淤地坝的运行管理坚持“明晰产权、分坝承包、股份经营、效益共享、以坝养坝”的二十字原则。
具体为:
坝的管护根据坝的实际情况,在征求乡村两级政府以及受益群众意见的基础上,采用不同的管护形式。
如采用联户承包的管护形式,在所属村内选择组织。
第七章投资估算
第一节工程概况
安家沟拱水坝工程共新建中型坝1座,小型坝1座,总工程量为171.514万m3。
完成投资2584.14万元,其中:
工程措施费2254.38万元,独立费用183.48万元,基本预备费148.27万元。
需投工102.58万工时,需水泥1521.3t,沙子6146.5m3,柴油910t。
1、文件依据
1水利部关于颁发《水土保持工程概(估)算编制规定和定额》的通知(水总[2003]67号);
2国家计委、建设部关于发布《工程勘测设计收费管理规定》(计价格[2002]10号文);
3国家物价局、建设部关于发布《工程建设监理费有关规定》的通知([1992]价费字479号);
4国家计委收费管理司、财政部综合与改革司《关于水利建设工程质量监督收费标准及有关问题的复函》计司收费函[1996]2号;
5国家有关的法律、法规和水土保持行业有关规程、规范。
2、定额依据
估算主要根据水利部《水土保持工程概(估)算定额》进行编制,同时参照了《水利建设工程概算定额》和《水利工程施工机械台时费定额》,以及《黄河水土保持生态工程工程概算定额》。
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