漾水河城区段生态环境治理工程初步报告Word格式.docx
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5
设计标准
防洪标准
20年一遇
孟磨河口以上洪峰流量
m3/s
388
孟磨河~白水河段
529
白水河~卢河段
683
施工导流标准及流量
120
5年一遇
二
工程规模
治理河段长度
4.89
总体布局
蓄水区方案
全河道蓄水
河道疏浚
五里铺~卢河河口
长度
景观蓄水区
蓄水梯级
级
10
蓄水区长/宽/最大水深
m
4820/50~70/3.0
疏浚比降
‰
6.3‰、4.5‰、5.0‰
现状5.45‰
设计蓄水深度
0.2~3.0
景观水面面积
万m2
28.5
设计蓄水容积
36
三
主要建筑物及设备
橡胶坝
型式
充水枕式橡胶坝
座
坝长
50~70
总长565m
坝高
2.5~3.0m
地基特性
砂卵石/泥岩
地震基本烈度
度
8
排污管道
条
左右岸各一条
管径
mm
D700~D800
总长
10866.85
干、支管合计
左岸堤防
加固长度
4063.17
改建断面型式
梯形复式断面/梯形
加固断面
梯形
右岸堤防
3035.51
新建长度
1090.82
支沟
780
6
泵房
7
主要机电设备
水泵台数
台
9
四
施工
主体工程量
土方开挖
45.14
土方填筑
28.62
土工布
16.65
坝袋面积
m2
5725
主要建筑材料
板方材
m3
162
水泥
1.10
钢材
t
954
砂子
4.65
碎石
1.99
块石
3.61
工程所需劳动力
总工日
万工日
22.82
施工导流方式
分期围堰
施工工期
月
24
五
经济指标
静态总投资
万元
7368.53
总投资
建筑工程
5411.91
设备及安装工程
443.60
临时工程
260.22
其他费用
811.24
基本预备费
346.36
1综合说明
1.1工程地理位置及报告编制依据
1.1.1工程地理位置
西和县位于甘肃省东南部,陇南市北端。
西北部与礼县相邻,南靠武都县,东接成县,东北与天水、徽县相接。
西和县地处西秦岭南侧嘉陵江水系西汉水上游,西汉水的一级支流漾水河自县城中间穿过,西和县漾水河城区段生态环境治理工程地处西和县城区。
1.1.2初步设计报告编制依据
本工程设计主要依据下列有关文件及相关规程规范:
(1)《甘肃省西和县漾水河城区段生态环境治理工程设计委托书》;
(2)《甘肃省西和县城市总体规划大纲》(送审稿);
(3)《甘肃省西和县漾水河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告》(甘肃省甘兰水利水电建筑设计院2007.10);
(4)《甘肃省西和县漾水河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》;
(5)《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021—93;
(6)《防洪标准》(GB50201-94);
(7)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000);
(8)《橡胶坝技术规范》(SL227-98);
(9)《堤防工程设计规范》(GB50286-98);
(10)《水闸设计规范》(SL265-2001);
(11)《泵站设计规范》(GB/T50265-97);
(12)《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97);
(13)《建筑地基基础技术规范》(GB50007-2002);
(14)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002);
(15)其它相关规程、规范及技术标准。
1.1.3初步设计报告编制过程
2008年7月,西和县组织对漾水河城区段生态环境治理工程可行性研究报告进行了审查,会后设计单位再次对工程区进行了详细的查勘,并开展初步设计阶段工作。
初步设计主要工作内容为复核水文成果;
复核工程等级和规模;
进一步确定工程总体布置,优化建筑物型式、结构、尺寸等;
进行施工组织设计、水土保持设计等;
拟定工程管理方案;
编制工程概算等。
经过多专业的设计计算、分析论证,我院于2008年9月中旬编制完成了《甘肃省西和县漾水河城区段生态环境治理工程初步设计报告》初稿,9月20日,西和县组织对《漾水河城区段生态环境治理工程初步设计报告》初稿进行了审查,根据审查会议纪要,我院对报告进行了进一步的修改和完善,于2008年10月底编制完成了《甘肃省西和县漾水河城区段生态环境治理工程初步设计报告》。
1.2水文
1.2.1水文、泥沙特性
漾水河为西汉水一级支流,流域内无水文测站,1959年在西汉水设立顺利峡水文站,测站控制流域面积3639km2,测站有1960至今的降水、径流、洪水及泥沙观测资料,本次根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料进行漾水河流域的泥沙特性分析,其泥沙有如下特性:
(1)水沙关系基本协调,即年来水量大,来沙量也大;
来水量小,来沙量也小;
(2)来沙量年际变化大;
(3)年内分配不均匀。
1.2.2设计洪水成果
西和县漾水河城区段设计洪水根据支流的汇入情况按三段分别计算,即孟磨河口以上段、孟磨河口至白水河口段和白水河口至卢河口段。
各河段设计洪水采用成果见表1-1。
漾水河西和县城段设计洪水采用成果表
表1-1单位:
河段
P(%)
20
孟磨河口以上
266
181
孟~白河段
433
254
白~卢河段
573
351
1.2.3泥沙
漾水河为西汉水一级支流,流域内无水文测站,本次根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料进行漾水河流域的泥沙特性分析,各河段的悬移质和推移质输沙结果见表1-2。
漾水河西和县城段多年平均输沙量成果表
表1-2
孟磨河
河口以上
白水河
卢河
控制面积
(km2)
95.6
142.6
188.6
输沙模数
(t/km2)
2670
多年平均输沙量
(万t)
25.5
38.1
其中
悬移质
21.67
32.39
42.84
85%
推移质
3.83
5.72
7.56
15%
1.3工程地质
1.3.1区域地质概况
西和县城位于黄土梁峁山间河川平原区,东西两侧为黄土梁峁区,中部为漾水河冲积平原,漾水河由南流向北。
漾水河属于嘉陵江二级支流,从县城中部穿过,左岸有白冯河、白水河,右岸有孟磨河,任河以及卢河,组成了城区段的地表水系。
工程区属于西秦岭北北西向构造和东西向隆起带间的新生代拗陷盆地,岩层走向呈北西西或北东东,呈舒缓的褶皱。
根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001和《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单,工程区地震动峰值加速度0.30g,地震动反应谱特征周期为0.40S。
相应的地震基本烈度为Ⅷ度。
1.3.2蓄水区工程地址条件
根据地下水赋存条件,区内地下水主要为第四系孔隙潜水主要受大气降水和河水补给,赋存在壤土及砾石层中,向漾水河排泄。
湖区两岸地下水为孔隙潜水,含水层主要为砾、卵石层,厚度约2~5m,受大气降水、侧向地下水及上游河水补给,右岸地下水一般向河水排泄,左岸河水补给地下水,为居民生活生产的水源地。
工程区地层岩性由老至新分别为上第三系(N2)泥岩,出露在梁峁区及沟道谷坡上,在平原和河川区则埋藏在松散堆积物之下。
第四系上更新统(Q3eol)黄土,分布在斜坡表层,厚度6~20m。
第四系更新统~全新统冲积堆积(Q3-4al),岩性主要有壤土、砂壤土和砾石层等,主要分布在阶地、漫滩及河床上,在城区段分布有厚度不一的人工堆积。
1.3.3坝址工程地址条件
在整个工程区坝址地层岩性表现为两岸为堤身杂填土和⑤全新统冲积堆积砂壤土,下部均为④层砾石层,河床表层为③层砾石,厚度约0.5m,含有大量生活垃圾。
两坝肩①杂填土及河床表层的③层砾石,含有生活垃圾,力学性质较差,下部④层砾石较纯净,呈稍密状态,强度较高,建议清除坝肩处的填土层及河床表层③砾石,坝肩边墩座落在下部⑦层泥岩上,坝基座落在④层砾石上。
1.3.4两岸堤防工程地址条件
漾水河左岸为已建堤防,右岸正在沿河堤修建堤路结合的过境公路工程。
据调查结果可以得出,右岸堤基土为砂壤土及砾石层,浆砌石基础深入泥岩以下1.5~2.0m。
左岸堤身为杂填土,含有大量建筑及生活垃圾,力学性质较差,堤基为砾石层,浆砌石基础大部分位于砾石层之下1~1.5m。
1.3.5天然建筑材料
筑堤料料场选择在西和电解锌厂上游500~1500m河滩范围内,砼粗骨料料场为卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场,岩性为二叠系灰岩,西汉水的河砂为当地砼细料的唯一料源,有县级公路通往工程区,开采运输条件较好。
块石料料场位于卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场,四种建筑材料数量、质量均能满足要求。
1.4工程任务和规模
1.4.1工程区河段现状及存在的主要问题
1.4.1.1工程区河段现状
漾水河由南向北自西和城区穿过,规划河段上起五里村,下至卢河河口,全长约4.89km。
现状河宽约50~70m,河道现状平均比降5.45‰,左岸分布有堤防工程,右岸堤防不连续,部分河段无堤防工程,在右岸堤线位置正在修建过境道路,在规划河段内建有桥梁5座,过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座人行吊桥。
现状河道内淤积严重、杂草丛生,垃圾和污水横流,规划河段共有39个排污口,污水和雨水均排入河道。
漾水河西和县城卢河口以上的水利工程主要为两座已成水库,分别为工程区上游漾水河干流的黄江水库和支流白水河的晚家峡水库。
1.4.1.2存在的主要问题
工程区河段河道右岸堤防工程不连续,部分段无堤防工程,左岸堤防防洪标准普遍偏低,经复核,现状堤防边坡不满足20年一遇防洪标准下的稳定要求,其中个别段堤防填筑料为建筑及生活垃圾,就现状堤防而言,工程区两岸堤防标准低、质量差、堤基埋深浅,属低标准堤防,不能形成完整的防洪体系。
在汶川“5.12”特大地震中,西和县城区漾水河两岸堤防工程也受到了不同程度的破坏,根据统计有1160m河堤坍塌、变形,主要分布地段为:
左0+240~左0+460,左0+810~左1+050,右0+180~右0+300,右0+730~右0+910,右1+800~右2+200;
有4150m河堤出现裂隙、坡面砌石松动,有滑塌趋势,主要分布地段为:
左0+090~左0+240,左0+460~左0+810,左1+050~左1+360,左1+850~左3+260,左3+350~左4+160,右0+070~右0+180,右0+300~右0+730,右0+910~右1+360,右3+150~右3+280;
城区有约6000m排污管道折断或变形而不能使用。
总之,现状堤防不足以防御漾水河20年一遇洪水。
工程区河段非汛期河道流量小,两岸工业、生活污水直接排入河道,水质污染严重,漾水河城区河段基本无可供观赏的水面,常年大部分时间,滩面裸露,河道内杂草丛生,污水横流,与城区环境的改善和发展要求很不适应,严重影响了西和县整体形象,制约着城区经济的发展。
随着城市的建设,工程区河段现状与之形成极大的反差,改善该河段现状是十分必要的。
1.4.2工程建设的必要性
1.4.2.1工程建设是确保城市防洪安全的需要
西和县县城目前人口约5万人,规划至2015年,人口总数为8.5万人,2006年,全县完成生产总值9.57亿元,同比增长10.2%。
然而,作为城市基础设施的生命线—堤防工程,其防洪标准低,工程质量差,达不到国家规定的防洪标准,难以抵御较大洪水的威胁,人民生命财产安全得不到根本保障。
“5.12”地震,给西和县造成了巨大的损失,仅水利损失超过亿元,也使县城防洪体系整体性受到严重破坏。
城区防洪主要依靠堤防,防汛任务重,为保障城区防洪安全,急需对城区防洪河堤进行有效的维修、加固。
根据《防洪标准》,大部分堤防需要加高,部分堤防根据新的要求,需要改建扩建,提高防洪标准,进行生态治理和美化、亮化。
该工程的建设通过河道疏浚、堤防改建、加固等措施,将城市防洪标准提高到20年一遇,确保西和县城防洪安全。
同时,恢复和建立自然生态平衡,为市民创造一个舒适、安居乐业的生活环境。
1.4.2.2工程建设是改善县城生态环境的需要
西和城区段河道整治工程,是在保证县城防洪安全的前提下,通过对城区段约4.89km河道进行综合治理,消除河道杂草丛生和污水乱流的现状,形成碧水绿地,为市民营造一个修心养性的最佳人居环境。
工程的建设可进一步改善城区的小气候,增加市民与水的亲和性,使人和自然的关系更加和谐,工程的实施对维系县城水体,提高城市人居环境质量,具有十分重要的现实意义。
1.4.2.3工程建设是城市建设的需要
目前,国内、省内许多城市和地区均在积极进行城市河道的综合治理,改善生态环境,形成优美的生态水景观工程,建成后的城市河道水景观效果显著,对城市总体形象和品位的提升将起到重要的作用。
1.4.2.4工程建设是社会经济发展的需要
要使西和县得到进一步的快速发展,如何创造一个良好的城市环境,尤为重要。
如果没有一个好的外部环境,发展经贸、吸引外资、引进开发、建设开放型多功能的城市是难以实现的。
本工程的建设能净化、美化、亮化城市环境,为城市经济的发展提供基础性支持;
同时工程的实施可加强其它行业的互动性,实现社会经济的可持续发展。
1.4.3工程治理范围
本次设计范围上起五里铺,下至卢河河口,全长约4.89km。
现状河宽约50~70m,河道平均比降约5.48‰。
1.4.4工程任务和工程规模
1.4.4.1工程任务
工程的主要任务是修建两岸堤防工程,提高城市防洪能力,在不影响河道行洪,保障城市防洪安全的前提下,疏浚整治河道,修建橡胶坝挡水,蓄起一片水面,形成一处景区,以期恢复河道生态功能,体现人和自然的亲和性。
因此,本工程的功能定位首要是防洪,其次是蓄水,形成景观水面,改善城市河道生态环境。
1.4.4.2工程规模
根据本工程确定的治理范围,对五里铺~卢河口约4.89km河道进行综合治理,设计新修两岸堤防1090.82m,加高加固两岸堤防7098.68m;
左右岸新修截污管道10866.85m。
从工程治理段河槽现状、蓄水后景观效果及蓄水量等方面综合分析,设计采用全断面蓄水方案,在治理河段共布设10座橡胶坝,形成10个连续的蓄水库区,单级蓄水面长度由于河道比降的不同,长度为420m~550m,蓄水面全长4820m,水面面积28.5万m2(428亩)蓄水总量36万m3。
1#~3#坝高均为2.7m,4#坝坝高为3.0m,5#~10#坝坝高为2.5m,当橡胶坝正常挡水时,坝前最大水深为2.5~3.0m。
蓄水区1#~4#橡胶坝采用自流排水,5#~10#橡胶坝采用动力抽排,每2座橡胶坝共用1座泵站,规划布设3座泵站,泵站布置在河道堤防外侧,靠近下游橡胶坝附近,在1#泵站设集中控制室,分两层布置,其中上层为电气控制层,下层为水泵层。
其它泵站为单层布置。
1.4.5水源分析论证
本工程建成后,稳定可靠的水源是保证工程正常运行的基础。
1.4.5.1工程需水量分析
该工程的目的是在保障城市防洪安全的前提下,蓄起一片水面。
工程运用过程中的需水量包括初次蓄水问题;
汛期为保证西和县城防洪安全,需塌坝行洪,汛后有重新蓄水问题;
运行期间,因蒸发、渗漏引起水量损失,有补水问题等。
工程需水量为:
各库区蓄水总量约36万m3,坝袋充水量0.67万m3,蒸发、渗漏年需补水约15.6万m3。
1.4.5.2蓄水时段
根据橡胶坝的运行和工程区来水情况,初步分析该工程蓄水时段。
本治理工程共布设10座橡胶坝,总库容约36万m3,按卢河口以上的全部来水考虑工程蓄水,根据该工程的运行原则,7~9月主汛期橡胶坝需降低水位运行,非常时候应塌坝,本次仅分析非汛期橡胶坝各月的充坝时段。
通过分析,并结合工程的运行方式,若主汛期采取低水位运行,则每年主汛期后的10月初可开始蓄水,恢复至正常运行水位状态;
若主汛期洪水较大,应塌坝,到主汛期后的10月初可开始立坝蓄水。
1.4.5.3工程补水
本工程运行原则为主汛期(7~9月)采取低水位运行,非常时候应塌坝,主汛期过后,当来水水质满足蓄水要求时,就可以开始蓄水,恢复到正常运行状况。
由前述可知,若在10月初对工程区立坝蓄水,10月份来水可以充满整个库区;
蓄水区蓄水完成后,10月份到第二年的6月份,只需要进行补水,即仅需补充蒸发渗漏水量。
本工程平均月补水量为1.32万m3,10月份到第二年的6月份区间来水都能满足补水要求;
如果11月份进行蓄水,当月来水也能充满整个蓄水区。
因此,本工程运行时,当主汛期结束后,应该根据河道来水情况,于10月~11月之间进行蓄水区蓄水,其它月份只需要进行补水,多余水量通过坝顶溢流泄至下游河道。
1.4.6工程运行原则及方式
1.4.6.1运行原则
由于该工程属城市水景观工程,运行时应首先确保县城防洪安全,同时应尽量减少泥沙淤积,并利用洪水过程有效地冲淤排沙。
工程运行的原则为:
主汛期(7~9月)为确保防洪安全,应降低水位运行,非常时候应塌坝,全河道过洪;
非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态,运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用,既达到泄流目的,确保河道行洪安全,又使景观水体得以正常运行。
1.4.6.2调度运行方式
本工程建成后实现水量自动调节平衡,工程管理充分利用水情预警系统,尽可能减少橡胶坝塌坝次数。
(1)主汛期(7~9月),为确保防洪安全,降低水位运行,非常时候橡胶坝塌坝泄空。
(2)当上游来水流量小于16m3/s,1#~10#橡胶坝可不塌坝,通过坝顶溢流方式泄流。
(3)当上游来水流量大于16m3时,1#~10#橡胶坝均需要适当塌坝,根据预报来洪量级的大小,通过泵站和阀门的控制,对坝高进行调节,保证河道行洪安全。
(4)当水情预报系统预报上游洪水接近20年一遇洪水时,10座橡胶坝将提前1.5小时全部塌坝泄空,保证河道安全下泄20年一遇设计洪水。
洪水过后,如有淤积应对蓄水区进行清淤。
(5)工程可在非汛期分级安排坝袋检修。
1.5主要建筑物
工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵房等。
1.5.1左右岸堤防
本治理工程涉及城区段左岸堤防加固、右岸新修及加固堤防,堤顶高程按设计洪水位加相应堤顶超高确定,依据《堤防工程设计规范》(GB50286—98),确定漾水河设防河段堤防超高为1.2m。
根据《甘肃省西和县县城段漾水河防洪工程可行性研究报告》(以下简称《可研报告》),漾水河城区段堤距按不小于50m控制。
现状左、右岸堤防堤距满足要求,且堤线顺直、布置基本合理,本次治理工程左岸堤防维持现状堤线不变,进行加高、加固设计。
对于右岸新修堤防,在满足《可研报告》中要求的最小堤距下,以尽量减少拆迁,堤线平顺并与水流平行的原则布设右岸堤线。
a)左岸堤防
本次左岸堤防加固设计范围为五里铺~鱼山吊桥段,桩号范围左0+000~左4+112.72,全长4112.72m。
由于地震的影响,局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等,对出现问题的堤段,结合本次工程的设计一并进行加固处理。
根据业主提供资料显示,白水河以上段堤防修建年代比较久远,堤防质量参差不齐,各段堤防高度不一,设计对不满足本次设防高度要求的堤防进行加高,设计加固堤防边坡为1:
1。
加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护,下设一布一膜复合土工膜防渗。
b)右岸堤防设计
本次右岸堤防设计范围为五里铺~鱼山吊桥段,桩号范围左0+000~左4+160.32,全长4160.32m。
五里铺~孟磨河口段堤防高度达不到本次设防高度要求,需进行加高。
且现状堤防边坡为1:
0.75,工程建成蓄水后不稳定,也需进行加固,加固边坡为1:
孟磨河口下~东河桥段为过境公路堤段,正在修建中,道路高度可以满足20年一遇标准洪水的要求,道路临水侧防护基础已经伸入至基岩中,也满足防冲要求,为满足蓄水区防渗要求,设计在临水侧浆砌石挡墙表面采用厚20cm的C20砼进行砌护。
右堤右1+448.62~1+853.37及右3+455.25~4+160.32段为新修堤防,新修堤防长度1090.82m,堤防断面为梯形(复式断面),堤顶宽3.0m,堤顶路面采用彩色广场砖铺设,内、外坡比均为1:
1.0。
堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护,下设一布一膜复合土工膜防渗,基础采用M7.5浆砌石,背水坡采用草皮防护。
1.5.2挡水坝
a)挡水坝型式比选
河道挡水、泄水建筑物主要进行了橡胶坝方案和闸坝结合方案比较。
参考已建工程经验,结合本工程具体情况,对两者经过多方面比较分析,本工程挡水、泄水建筑物初步确定采用橡胶坝作为挡水建筑物。
b)方案布置
根据确定的工程平
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