x河流域小河小流域坝系建设可行性方案研究报告Word格式.docx
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数量
建设地点
省礼泉县乡
工
程
坝
模
淤
地
座
建设期
3年
9
流
域
概
况
流域面积
km2
39.29
骨干坝控制面积
流域人口
万人
1.8
坝系总库容
万m3
581.12
劳动力
0.6
坝系拦泥库容
214.87
林草覆盖率
%
22.4
设计淤地面积
hm2
187.86
水土流失面积
量
土方
67.3
土壤侵蚀模数
t/km2·
α
3700
石方
m3
2124
治理面积
25.8
混凝土方
690
治理程度
65.7
钢筋混凝土方
多年平均降水量
mm
563.6
沟道常流水流量
m3/s
0.03
主
要
材
料
用
水泥
t
483.59
多年平均径流量
196.5
钢材
多年平均输沙量
万t
14.54
沙子
现
状
数
石子
块石
混凝土管
m
指
标
柴油
928.67
总库容
393.45
用工
万工日
71.68
拦泥库容
159
投
资
总投资
万元
588.83
剩余库容
234.44
其
中
中央
可淤地面积
.13
地方
已淤地面积
78.83
效
益
年拦泥能力
设
计
淤积年限
四级
年
可灌溉面积
五级
年可增产粮食
万kg
1993.9
经
济
单位库容投资
元/m3
单位拦泥投资
洪水重现期
设计/校核
/
经济净现值
94.7
效益费用比
1.98
部收益率
8.92
投资回收年限
15
2基本情况
2.1自然条件
2.1.1地理位置
流域有石潭、昭陵、南坊、建陵、叱干5个乡镇,18个行政村。
坝系流域总面积39.29km2。
2.1.2地质地貌
小河流域属低山丘陵沟壑区,是泾河的二级支流,为第四纪黄土层覆盖,流域沟壑密度2.31KM/KM2,侵蚀模数3700t/km2.а。
沟长32KM。
沟道发育为幼年沟,其沟道以“U”形居多,沟道平均比降为1.62%。
小河流域上游有一泉眼,因此主沟道有常流水,流量约为0.03m3/s。
2.1.3土壤、植被
小河流域土壤类型主要为轻粉质黄土,具有质地松、柱状节理发育、易受侵蚀的特点。
流域乔木林现存15hm2,经济林865hm2,林草覆盖率为22.4。
表2—1土地、耕地坡度组成表
总面积(Km2)
坡度组成结构(hm2)
3°
~5°
5°
~15°
15°
~25°
>25°
3929
1300
745
698
1186
占比例(%)
33
19
30
总面积(hm2)
耕地坡度组成(hm2)
1700
423
405
317
555
24.9
23.8
18.65
32.65
2.1.4气象、水文
1)小河流域多年年大风天数平均为112天,年平均无霜期215天,历年最高气温40℃,最低气温-10℃,年平均气温12.9℃,年蒸发量1100mm。
表2—2气候特征表
气象站
气象
≥10℃
大风日数(d)
年蒸发量(mm)
最高
最低
平均气温
礼泉
40℃
-10℃
12.9℃
422.67℃
112
1100
说明:
根据建站以来的多年资料填写。
大风指数为5级以上风。
2)小河流域多年平均暴雨次数26次,多年平均降水量534mm~563.6mm,由于每年暴雨多发,加之沟有小股常流泉水,沟头延伸及沟道陡势较为严重,经常会发生塌方和滑坡。
表2—3降水特征表
雨量
站名
流域
面积(Km2)
年降水量(mm)
多年平均汛期降雨量(mm)
多年平均暴雨次数(d)
最大
最小
多年
平均
年份
806.4
58
271.6
77
548.3
423.2
26
暴雨指24小时降雨≥50mm的强降雨。
3)小河流域径流特性、洪水特性、输沙量见表2—4。
径流特性表是根据表2—4表2—5(不同设计频率洪量模数表)表2—6(不同设计频率洪峰流量模数表)及相关的资料确定不同频率磨坝设计洪水过程线61.69m3/s;
年输沙量为14.54万吨。
设计洪水总量按礼泉县实测24小时设计雨量计算
Wp=а·
Hp·
F
式中:
Wp—设计洪水量,104m3;
а—洪量径流系数,采用当地经验值0.8;
Hp—频率为p的流域中心点24小时雨量;
F—工程控制面积,km2
设计洪峰流量计算:
查《市实用水文手册》根据小河流域所在地区的水文资料,分别采用推理公式QN=KN×
Fn,洪水调查或经验公式法进行设计洪峰流量计算,见表2—6。
洪水过程线:
设计洪水过程线及以下的调洪演算部分容,当不涉及溢洪道设计时可以不计。
设计洪水过程线采用概化三角形过程线。
洪水历时计算公式:
Tp=5.56wp/Qp
Tp——洪水总历时,h
涨水历时公式:
t1=dt1×
TP
t1=涨水历时,h;
dt1——涨水历时系数,一般为0.13~0.17
年输沙量计算公式Ws=Ms×
F/r
Ws-年均输沙量,t
Ms-年均侵蚀模数。
取3700t/km2.а
F-流域面积。
r-泥沙容量。
取r=1.3t/m3
表2—4径流特性表
径流
流域面
积(Km2)
年径流量(万m3)
(万m3)
多年平均洪水次数
年输
沙量
(万t)
多年平均
注:
洪水指一次洪峰≥2陪多年平均流量的径流过程。
表2—4不同设计频率洪量模数表
洪水重现期(年)
10
20
50
100
200
300
洪量模数(m3/km2)
2.48
3.33
4.18
4.69
5.36
6.31
7.28
7.87
表2—5不同设计频率洪峰流量模数表
洪水重现
期(年)
洪峰流量模数(m3/s.km2)
36.6
62.07
94.78
117.69
144.27
188.73
234.86
251.07
2.1.5沟道特性分析
流域整个沟道两岸经常发生崩塌、滑坡等现象。
其中0.5~1km2处沟道25条,1~3km2处沟道18条,3~5km2处沟道17条,5~10km2处沟道10条,沟道平均比降为1.62%。
表2—6小流域沟道特性表单位:
面积
0.5~1
1~3
3~5
5~10
10~50
条数
25
17
78
平均比降
0.56%
0.4%
0.31%
0.72%
0.13%
1.6%
2.2社会经济条件
2.2.1行政区划、人口、劳力
小河流域涉及石潭、昭陵、南坊、建陵、叱干5个乡镇,18个行政村,1.8万口人,人口自然增长率为5‰,其中农业劳动力0.9万人。
2.2.2土地利用现状
耕地总面积1700hm2,人均基本农田0.09hm2,年产粮食637.5万kg,农民人均纯收入1100元,流域社经情况见表2—7。
表2—7小河流域社会经济现状表
流域涉及辖区
总人口
农业劳动力
总
土
面
积
水
失
人
口
密
度
均
耕
产值
纯收入
县
镇
村
户
万
元
个
万户
Km2
人/Km2
0.5
0.9
458.13
0.22
0.09
2611.25
1450.69
1980
2.2.3经济状况
小河流域涉及石潭、昭陵、南坊、建陵、叱干五个乡镇。
有4.8万口人,自然增长率为5‰。
农村劳动力0.9万人,耕地面积1700hm2,人均基本农田0.09hm2,年产粮食637.5万kg,农民人均收入1100元。
流域有礼相、礼淳两条公路,交通便利,电力实现村村通,通讯设施到农户,水资源比较紧缺,生活、生产、灌溉严重缺水,给群众带来极大不方便。
流域土地政策是包产到户、谁开发、谁保护、谁受益。
政府维护开发者的经济利益,现有淤地坝少许,目前机制较为落后,管理不完善,基本为个人享有,坝地被少数农户自主耕种。
表2—8小河流域农业社会经济现状表
总产值(万元)
各业产值占总值比例(%)
农业
林业
牧业
副业
果
业
果业
粮食
油
其它
650.2
60.3
20.7
10.1
181.7
520.6
1257.65
2611.5
21.4
2.3
0.7
0.3
6.7
19.9
48.3
2.2.4基础设施建设情况
流域坝系工程建设施工条件较好。
项目区骨干道路主要有礼相、礼淳两条公路,交通便利,乡村公路贯穿流域主沟道和支沟,筑坝用水、电较为方便,流域有治沟工程5座,在下游建有小型水库1座,中型坝1座,上游有小型坝3座,且各自为政,布局分散,缺乏关联性,对突发性洪水抵御能力差,加之年久失修,坝系已不能正常运行。
从农、林、牧、副业等产值比例可以看出,该流域农业产业结构单一,水利设施薄弱,自我发展和抵御自然灾害能力十分有限,整体经济水平较低。
2.3、水土流失概况
(1)土壤侵蚀状况
小河流域境属丘陵沟壑区,侵蚀模数3700t/km2·
a,年输沙量14.54万吨。
造成水土流失原因有二:
一是自然因素,主要是以重力侵蚀、水力侵蚀和风力侵蚀为主;
二是冲沟侵蚀,滑坡、崩塌、泻流侵蚀等。
流域梁峁起伏,沟壑密布,坡度陡峻,植被稀少,黄土疏松,降水量集中,且时空分布不均。
水土流失造成了沟壑恶性循环,破坏地表,减少耕地;
土层变薄,肥力下降;
抬高河床,加剧洪灾;
淤积塘库,缩短塘库使用寿命;
灾害频繁,影响区域经济发展。
表2—9侵蚀面积及强度分析表单位:
侵蚀模数(t/km2·
а)
流失
其中(Km2)
侵蚀
模数
沟壑
密度
(KM/KM2)
轻度
占%
中度
强度
较度
剧烈
8.71
22.2
8.32
21.2
25.7
16.1
5.85
14.6
2.31
3、淤地坝工程现状与分析
3.1水土保持生态建设现状
水土流失的原因一是自然因素,主要是以重力侵蚀、水力侵蚀和风力侵蚀为主,还有冲沟侵蚀,滑坡、崩塌、泄流侵蚀;
流域梁峁起伏,沟壑密布坡度陡竣,植被稀少,黄土疏松,降水量集中,且时空分布不均。
生态治理措施薄弱,责任不明确,投入管护不到位,资金较少,达不到治本目的。
3.2淤地坝建设现状分析
小河流域从五、六十年代开始兴建了5座治沟工程,在下游建有小型水库1座,中型坝1座,上游有小型坝3座,且各自为政,布局分散,缺乏关联性,对洪水抵御能力差,这些工程历年来为项目区人民的生命财产安全及人畜饮水、粮食、果品、拦泥、增产保收起到了极大的作用。
但由于年久失修,这些工程多已成为病坝,险坝。
3.2.1拦沙蓄水作用分析
表3—1现状坝系运行情况表
坝型
座数
控制面积
库容
淤地(亩)
已淤
剩余
可淤
2.5
15.2
6.43
8.77
47
29
2.8
8.22
2.89
5.33
49
37
5.3
23.42
9.32
14.1
96
66
3.2.2淤地坝工程保收能力分析
4座淤地坝控制面积5.3km2,已淤地4.4hm2。
其中设计频率为10%,淹水深度不大于0.8m,淤积厚度不大于0.3m时,视为保收。
从分析情况可以看出,现状坝的坝地均不能实现防洪保收,保收能力已完全丧失。
见表3—2。
表3—2淤地坝现状防洪保收能力分析表(P=10%)
工程名称
控制
面积(km2)
坝地
面积(亩)
设洪
计算
淹水
深度
(m)
淤积
厚度
比值
防洪保收能力
山王坝
1.3
0.56
0.07
不保收
曹村坝
0.83
12
6.2
0.95
0.35
0.009
家坝
0.98
7.3
1.0
0.40
南岭坝
0.99
7.4
1.1
0.55
0.007
3.2.3淤地坝工程防洪能力分析
小河流域现有的淤地坝,无论从工程规模还是从坝系数量,分布上已经很难确保防洪安全,尤其是对下游的峡泔河一库构成了威胁。
小河流域现有的淤地坝基本上是70年代左右在群众运动中兴建的,由于超期运行,年久失修,加之修建标准低,4座淤地坝原设计均采用十年一遇洪水设计,三十年一遇洪水进行校修。
目前4座工程经过多年淤积,剩余库容较小,防洪能力很低。
详见表3—3
表3—3淤地坝现状工程防洪能力分析(P=10%)
序号
坝名
面积
(km2)
总库容(万m3)
防洪
库容
抵御
频率(年)
修建
时间
(年)
备注
<10
67
X01
2.7
0.8
<5
73
X02
72
X03
75
3.3淤地坝现状评价
小河流域从五、六十年代开始兴建了5座治沟工程,在下游建有小型水库1座,中型坝1座,上游有小型坝3座,且各自为政,布局分散,缺乏关联性,对洪水抵御能力差,这些工程历年来为项目区人民的生命财产安全、人畜饮水、粮食、果品、拦泥、增产保收起到了极大的作用。
3.3.1工程布局的评价
小河流域下游有中型坝1座,中游和上游有小型坝3座。
这些坝的布局对于流域拦沙、拦泥、人畜饮水,增产保收起到了非常大的作用。
3.3.2运行管理现状
现有的4座坝已超期运行了多年,库容已淤满,丧失滞洪能力,维修管护费用不到位,管理难度较大。
3.3.3主要经验与存在问题
淤地坝建设经过不断地实验、示、探索、总结,已有了一套完整的规章制度,技术标准和规。
首先从规划到设计,从施工到管理运用基本上走上了制度化、规化、标准化的轨道。
为项目的顺利实施提供了保障。
其次,通过淤地坝建设的施工实践,建坝技术日趋提高。
最后在工作中培养锻炼出了一批业务技术骨干,这将成为今后项目实施的主力军。
存在问题:
一是流域缺乏统一规划,治理措施单一,分布分散,且质量不高,不能充分发挥水土保持措施的作用;
二是国家投入力度小,影响综合治理,特别是沟道坝系建设发展缓慢。
4坝系建设目标
4.1指导思想
根据当地生产生活实际,小河流域治理指导思想是:
立足县情,因地制宜,面向市场,生态、社会、经济效益一起抓;
工程、生物措施一起上。
山、水、田、林、路综合治理;
沟、谷、峁、梁、坡因害设防。
在治理上上规模,质量上上档次,效益上上台阶。
4.2编制依据
以国家和地方颁布实施的水土保持法律法规为基础,以水土保持行业规和技术资料为依据,以工程建设中可能产生的水土流失的防治措施为容,从而实现维护项目区生态环境和促进区域社会经济的可持续发展为目标。
1)法律法规
《中华人民国水土保持法》《中华人民国水土保持法实施条例》
2)技术规
《水土保持综合治理规划通则》Sl204-98
《水土保持综合治理技术》GB/T16453.1-11645.6
《水土保持综合治理效益计算办法》GB/T15774-1995
《水土保持综合治理技术规》GB/T16453.1-11645.6
《水土保持监测技术规》Sl277-2002
《水土保持工程项目概算编制定额》2007年颁布
3)技术资料
《市实用水文手册》
4.3建设原则
1)坚持预防为主,保护生态的原则
采取的水土保持措施能最大限度地辟免和减少工程建设活动对原有植被和生态环境的破坏,保持和改善区域生态环境。
2)水土保持与工程建设运行安全相结合的原则
采取的水土保持措施应充分考虑工程的安全建设运行,确保工程建设产生的水土流失不对主体工程建筑物,施工厂区及临时施工道路等造成危害。
3)水土保持设计与主体工程设计相衔接的原则
水土保持措施布设与主体工程中已有的水土保持措施相衔接,构成一体,辟免与环境保护等措施中植物措施相重复,在设计深度和实施进度安排上与主体工程设计和施工进度相适应,充分体现“三同时”制度。
4)综合防治,突出重点原则
因地制宜,因害防设,采取工程措施、植物措施和临时防护措施相结合的水土流失防治体系,分区治理,合理配置防治措施,形成完整的水土保持综合防治体系。
4.4建设目标
①、防洪目标:
通过合理的工程布局规划,建成以骨干坝为骨架的防洪体系。
在流域布置骨干坝,并配置一定量的中小型淤地坝。
骨干坝以防洪拦泥为主,中小型坝以拦泥为主,相互作用,使流域坝系的防洪标准达到200年一遇洪水的标准。
②拦泥目标:
坝系控制面积39.29km2,总拦泥量214.87万m3,年均拦泥量11.18万m3以上,使流域85%以上的泥沙得到有效的控制和利用,达到泥不出沟,减少流入黄泥沙的目的。
③保收目标:
通过坝系建设,增加
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