土石坝堤防本科毕业设计说明书过程详细专业全面完全定稿版.docx

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土石坝堤防本科毕业设计说明书过程详细专业全面完全定稿版

1综合说明

**河位于**省西南隅，系雅砻江下游左岸的一级支流，发源于凉山州冕宁县以北的牦牛山与小相岭之间，上游西源北茎河与东源苗冲河于大桥镇汇合后始称**河。

干流自北向南流经冕宁、西昌、德昌、**四县（市），于**枝花市**县得石乡注入雅砻江。

**河干流河道全长303km，流域面积11150km2，平均比降3.1‰。

干流河道在凉山州境内流长255.09km，流域面积9381km2；在**枝花市境内流长47.91km，流域面积1769km2。

**河的开发利用及综合治理历来都倍受各级政府和有关部门的重视，自建国以来曾进行了多次调查研究和规划。

**县地处**省最南端，位于**河干流下游段，县幅员面积2018km2，辖7镇5乡，2007年底全县总人口20.71万人，2007年全县工农业总产值24.98亿元，其中农业产值7.47亿元，占总产值的29.92%。

，该县已被确定为**省农业综合开发试点县。

县境内水资源丰富，矿产资源富集，加上成昆铁路108国道纵贯全境，以及雅**高速公路西昌至**枝花段已经建成，给**的经济可持续发展提供了良好的外部条件和广阔的市场。

**县位于**河干流下游段，承纳了上中游干支流洪水，历来洪水灾害严重。

据有关资料记载和调查访问，**县主要历史大洪水有1848、1890、1933、1938、1973、1981、1983、1985、1988等年。

一般洪水灾害，几乎年年都有发生。

干流**河段，建国后经过多次防洪治理，尤其在60～70年代，修建了部份堤防工程，保护了对沿岸城镇、农田的安全保护，以及防洪抗灾发挥了一定的作用。

到90年代初干流尚有各类堤防工程24.2km。

已建堤防由于种种原因，不但标准低，而且还存在着许多险工隐患，在修建这些堤防时，缺乏统一规划设计导致水流紊乱，造成堤防毁坏严重。

加之流域内森林的过量采伐，洪水挟带的泥沙淤塞河道，降低了河道的行洪能力。

基于以上原因，**河**河段未能形成防洪体系至使防洪减灾能力弱，导致洪水灾害频繁发生。

兴建防洪工程的主要目的是为国民经济和社会发展提供防洪安全保障，使国民经济持续、稳定、协调、健康发展，为实现国民经济战略目标创造稳定的建设环境。

结合**县的实际情况，本工程建设的必要性和迫切性主要表现在以下几个方面：

1、洪灾频繁，严重制约经济的发展；2、防洪设施不足，无控制性工程；3、沿岸土地肥沃，人均耕地少，保护耕地十分重要；4、堤防工程建设，是地方人民的迫切要求。

**河堤防工程建设是十分必要和迫切的，是根治干流洪水灾害，保护和保存宝贵的土地资源唯一的根本的措施，是发展经济，促进社会安定，保一方平安的关键工程。

1999年**省水利水电勘测设计研究院编制的《**省**河干流防洪规划报告》，经**省水利电力厅主持审查后，上报**省人民政府，省政府以**府函（1999）92号文批复“同意该《规划报告》和你厅的审查意见”。

**省水利电力厅对该《规划报告》的审查以**水规计（1999）175号文下发了审查意见，其主要结论是：



1、“**河干流防洪规划是根据国家《防洪法》的要求和有关规程、规范进行编制，其编制依据、原则及方法合适”。

2、“对**河不同河段采用不同的防洪标准是合适的”；“对乡村和农田的防洪标准采用10年一遇，对**县城及其它重要城镇采用20年一遇……是合适的”；**防洪规划河段上起昔街农河口，下抵撒莲丙丙村，河道长度58.5km，规划河堤39.15km，计划分三期完成。

根据规划，**县利用国家投入和地方配套资金建成了部分堤防工程，截止2007年底，**县境内**河干流已建防洪堤10.4km。

3、**河防洪规划的原则是采用“蓄泄兼筹，以泄为主，综合治理”；防洪工程布置以堤防、护岸相结合的方式是合适的，结合干流堤防工程，在上游和重要支流，建设大桥水库和规划米市水库等控制性的工程调蓄洪水措施是可行的。

4、根据流域水资源开发总体规划，控制性蓄水工程主要有：

上游已建的大桥水库；上游支流孙水河规划的米市水库；下游支流锦**河规划的岔河水库。

**枝花市**县**河堤防工程包括县城上游的草场河坝、下游的水塘坝、福园坝和**坝共四段堤防，总长度为8.75775km。

工区内有成昆铁路、省道214线、西**高速公路以及乡村公路通过，交通方便。

**省水利水电勘测设计研究院在2000年对各堤防工程进行过可研阶段的勘察设计，并提交了《**省**河防洪治理工程可行性研究报告》，2008年底该院这次又承担了各堤防工程的可研阶段勘察设计工作，并提交了《**枝花市**县**河堤防工程可行性研究报告》。

受**县水务农机电力局委托，2009年该院又对上述四个堤防进行了初步设计阶段勘察设计工作。

这次毕业设计做的是四段堤防中的水塘坝堤防，即**右2段堤防，从上游的城南电站到下游与**西高速路交汇处，全长约3000m。

**右2段堤防工程保护对象主要是**县城。

根据《**县城市总体规划（2006—2025）》，县城城镇人口目前已达到4.8万人，中期2015年6.0万人，远期2025年9.5万人。

作为该县政治、经济、文化中心，机关团体、工矿企业、公共设施、居民住宅分布较为集中。

该堤防属四等工程，采用20年一遇洪水标准。

**县城区右岸防洪工程主要特性见表1.1。

表1.1**县城右岸防洪工程主要特性表

序号

项目

单位

数量

备注

一

水文

（一）

流域面积

km2

11150

（二）

利用水文系列年限

1

德昌水文站

年

56

1951-2006

2

湾滩水文站

年

51

1957-2007

（三）

水文站代表性流量

1

德昌水文站

①

多年平均洪峰流量

m3/s

1270

②

实测最大洪峰流量

m3/s

2980

③

调查历史最大流量

m3/s

3530

2

湾滩水文站

①

多年平均洪峰流量

m3/s

1830

②

实测最大洪峰流量

m3/s

3780

③

调查历史最大流量

m3/s

4630

（四）

洪水标准、流量

**、**段

①

设计洪水标准及流量

m3/s

3030

P=5%

②

导流洪水标准及流量

m3/s

177

P=33.3%

（五）

泥沙

**、**段

①

多年平均悬移质年输沙量

万t

1087

②

多年平均推移质输沙量

万t

12.2

③

多年平均含沙量

㎏/m3

1.59

二

工程效益

（一）

防洪保护面积

km2

22.7

（二）

防洪标准

**、**段

P（%）

5

（三）

设计水位

**右2段

m

1077.70～1073.60

（四）

防洪堤长度

m

**右2段

m

3000

四

主要建筑物

**段

①

堤型

砼面板碾压砂卵石堤

②

地基特性

砂卵石

③

设计堤顶高程

1079.00～1074.90

④

迎水面坡比

1：

1.6

⑤

背水面坡比

1：

1.5

⑥

迎水面防渗护坡

砼面板

5

主要工程量（**右2段）

①

砂砾石开挖

m3

146361

②

砂砾石回填

m3

173535

③

砼

m3

14637

2水文

2.1流域概况

2.1.1自然地理概况

**河流域系雅砻江下游左岸的一级支流，流域东依小相岭与螺吉山，西靠耗牛山，北抵大渡河，南邻金沙江，地理位置介于东径101°41′～102°42′，北纬26°38～28°54′之间。

**河发源于凉山州冕宁县北部耗牛山，分东西两源，东源苗冲河，发源于阳落雪山与菩萨岗，主峰海拔4552m，河长36km；西源北茎河，发源于阿嘎拉马山，主峰海拔4721m，河长34km，两源于冕宁县大桥乡附近汇合后始称**河。

**河自北向南流经冕宁、西昌、德昌、**四县（市），在**县得石乡注入雅砻江。

流域面积11150km２，干流河长303km，河道平均坡降3.1‰。

**河流域三面高山环抱，构成东北西三面高，南面低的地形特征。

**河干流从冕宁县大桥乡至河口全长303kｍ。

冕宁县大桥乡至**桥河道长91km为峡谷，河段为干流上游上段，河宽20～30m，河床陡、切割深、水流湍急，河道平均比降11.3‰；**桥至孙水河口41.9km，为上游下段，河床束放相间，河宽150～300m，河道平均比降5.1‰；孙水河汇口至德昌锦**河汇口上为干流中、下游段，河段内有著名的西昌断陷盆地。

本段河道开阔、顺直，两岸低矮耕地密集，是**省的第二大平原；摩挲河汇口下至**垭口，河谷宽窄相间呈串珠状分布，河道弯曲，滩多流急；**垭口以下至河口，河道长19.4km，均为峡谷段。

2.1.2工程河段概况

**河段位于**河下游段。

从昔街至河口，河道长78km，占干流总长的25.7%，河道弯曲系数1.38，河段落差170m，平均坡降2.27‰，河道呈蛇曲状。

河段集水面积1770km2仅占全流域集水面积的15.9%。

河段两岸支沟发育，源短、坡陡，县境内100km2以上的支流有摩挲河、挂榜河、橄榄河、小河、楠木河等支流，是**河段区间的主要水源。



河段内河谷开阔、平缓，宽度一般0.5～2km变化，主要由冰水堆积扇和洪积扇组成，在昔街～弯丘、克朗～水塘～**、丙谷～撒莲间等河段一级阶地呈串珠状分布，为本河段内人类活动十分活跃的地段，广布成片耕地，Ⅱ级阶地分布零**，Ⅲ、Ⅳ级阶地因长期遭受剥蚀而呈垄丘状。

**河段两岸农耕发达，人口密集，近年来，随着**西地区立体农业的开发，农、林、副业发展较快，早熟蔬菜、时令水果的外销，促进了**农业经济的发展。

干流沿岸粮食产量占全县的58.9%，甘蔗产量占全县的80%。

108国道成昆铁路沿干流平行南下，提供了良好的外部交通条件。

干流沿岸水利基础设施较好。

其中：

万亩以上的灌区有前进渠，千亩以上的灌区有江西堰、卫东堰、富丙堰、红旗堰、**堰、安全堰等。

河段内水土流失严重。

特别是大面积森林的过量采伐，致使土壤蓄水能力降低，植被复盖率下降，一遇暴雨，极易形成破坏性的洪水，挟带大量泥沙下泄，至使沿岸乡（镇）遭受洪水威胁。

工程河段为宽阔的河谷地带、地势平坦，土层较深厚，土地把沃，气候适宜，人口较密集，农作物产量较高，为**县主要农业区，亦是**西地区重点农业经济开发区域。

2.2气象

2.2.1测站分布与观测状况

**河流域内主要气象（台）站有：

冕宁、喜德、西昌、德昌、**等气象站，分布于流域上中下游，这些测站观测项目齐全。

流域内尚有雨量站80个，观测系列在30年以上有10个，20年以上有54个。

2.2.2气象特性

程所在的**河位于青藏高原东南边缘之横断山纵谷区，是西南季风暖湿气流北上的通道。

**河流域属亚热带半干旱季风气候区，具有冬暖夏凉，干湿季分明的特点。

冬春季受热带大陆气团的影响，天气睛朗干燥，降雨少，蒸发量大，夏季受西南暖流影响，天气温暖、湿润，降雨量大。

**河主要气象站气象要素如表2.1所示。

表2.2.1**河主要气象站气象要素统计表

序号

项目

单位

数量

备注

冕宁

西昌

德昌

**

1

台站海拔高程

m

1774

1590.9

1380

1103.9

2

多年平均年降雨量

mm

1117.6

992.7

980.1

1101.6

3

多年平均年蒸发量

mm

1879.0

1962

2362

2316

4

多年平均气温

℃

14.0

16.9

17.7

19.7

5

极端最低气温

℃

34.8

36.6

37.4

39.9

6

极端最高气温

℃

-10.7

-3.8

-4.6

-2.4

7

多年平均相对湿度

%

70

62

63

65

8

多年平均日照数

h

2046

2445

2147

2381

9

多年平均无霜期

d

305

326

352

340

工程设计河段地处**河下游，并具有明显的“立体气候”特点。

气温随海拔高度的增加而递减。

各地降雨量由于海拔高度不同，而发生显著差异，雨量一般在950～1100mm，海拔1500～2000的半山地带，一般在1300mm以上。

雨量年际变化小，但年内分配不均，河谷地带6～10月近5个月时间雨季，年平均降雨量达809.7mm，占全年总降雨量78.9%。

雨季河谷区月平均雨量在150mm以上，半山区在200mm以上，而且大雨、暴雨出现较多，往往造成洪涝。

干季雨量稀少，其中12月至翌年3月，各月雨量均在10mm以下。

多年平均水面蒸发量为2384.6mm，其中1～5月为1383.8mm，占全年总蒸发量的58.5%。

天气晴朗少云雾，年平均雾日仅7.4d，河谷区年日照时数为2381.4h，半山区年日照时数为2355.5h。

年总辐射量为150千卡/cm2。

本河段盛行东北风和西南风，年平均风速2.4m/s，最大风速16m/s。

工程河段内有**气象站，其特征值可代表工程区气象特征，

河段内气候特点是：

日照多，积温高，风速大，蒸发旺盛，气候干燥，降雨年内分配不均，河谷地带最低与最高山海拔相差2467m。

“立体气候”特别显著。

工程河段内有**气象站，其特征值可代表工程区气象特征，**气象站主要气象特征值参数见表2.2。

表2.2**气象站主要气象特征值参数统计表

表2.2.2**气象站主要气象特征参数统计表

月份

项目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

年

多年平均气温（℃）

11.4

15.0

19.5

23.0

25.3

24.8

25.0

24.3

22.2

19.4

15.0

11.4

19.7

极端最高气温（℃）

28.1

31.0

34.8

36.8

39.8

39.9

38.8

36.9

36.3

32.7

30.6

31.7

39.9

极端最低气温（℃）

-2.4

-0.1

1.8

6.4

10.1

13.7

15.6

14.0

12.5

8.4

2.1

-2.2

-2.4

多年平均相对湿度（%）

62

47

41

45

53

70

78

78

81

78

75

12

4

最小相对湿度（%）

6

4

6

7

9

17

28

27

28

17

18

12

4

多年平均日照数（h）

224.1

221.5

261.2

247.7

238.0

160.5

160.6

180.6

137.2

165.7

187.1

197.3

2381.4

平均日照数百分率（%）

68

70

70

65

57

39

38

45

37

47

58

61

54

月降水量（mm）

3.4

3.9

5.9

15.5

71.4

236.4

226.6

197.6

201.8

102.1

22.2

7.4

1094.1

最大月降水量（mm）

17.7

13.0

36.5

32.7

58.3

121.5

87.9

128.7

92.3

71.3

30.4

29.9

128.7

历年≧10mm天数（d）

0.1

0.1

0

0.4

2.4

7.0

6.8

5.4

5.9

3.2

0.7

0.2

32.1

历年≧25mm天数（d）

0

0

0

0

0.5

3.2

3.0

2.4

2.6

1.1

0.1

0

13.0

历年≧50mm天数（d）

0

0

0

0

0

0.9

0.8

0.8

0.9

0.3

0

0

3.6

最大风速（m/s）

12.0

16.0

15.0

14.3

15.7

14.7

10.7

14.0

9.3

10.0

15.0

10.7

16.0

最多风向

NW

SSW

SSW

SSW

NE

NE

SSW

SSW

NE

NE

NE

NE

NE

大风日数（d）

1.1

4.4

7.1

5.7

2.1

0.8

0.2

0.6

0.1

0.1

0.1

0.1

22.1

2.3水文基本资料

2.3.1水文测站分布及资料情况

**河干流上下游分别设有**桥、泸沽、漫水湾、德昌及湾滩等水文站，通过分析选择德昌、湾滩水文站为本工程主要设计依据站。

**河段位于**河干流下游，上游51.71km处为德昌水文（位）站，下游20.53km处有湾滩水文站，分别为本河段的进出口控制站。

两站均为**省水文水资源勘测局设立，测验项目齐全，资料整编刊布，可供工程设计使用。

详见下表2.3.1。

表2.3.1水文测站资料情况一览表

河名

站名

集水面积

（km2）

地理坐标

观测项目及起迄时间

东经

北纬

流量

水位

泥沙

**河

**桥

937

102°11′

28°37′

1959-1994

1959-1994

1961-1994

**河

泸沽

2090

102°11′

28°18′

2002-2006

2001-2006

2002-2006

**河

漫水湾

3817

102°10′

28°14′

1952-2000

1952-2000

1955-2000

**河

德昌

7169

102°11′

27°25′

1951-1968

1951-现在

1954-1961

**河

湾滩

11100

101°56′

26°44′

1957-现在

1957-现在

1959-现在

孙水河

孙水关

1596

102°12′

28°18′

1953-现在

1953-现在

1959-现在

2.3.2测站简况

可研阶段主要对德昌、湾滩两水文站测站沿革，测站控制条件，水文测验方法，浮标系数，基本水尺高程的变动和校测，水位、流量过程的上下游对照，合理性分析及其水文资料整编情况等问题进行了审查和复核。

主要复核结论如下：

1、德昌水文站

水位资料观测规范，资料连续完整，年际御接，无缺测、漏测现象，水位观测资料可靠。

流量资料：

该站1951～1957年以浮标法测流为主，流速仪法为辅，浮标系数取用0.8。

1958～1969年全年测流以流速仪为主，每年测次30～128次。

流量测验控制洪水变幅，成果可靠，于1969年停测以后至1979年间有关部门用流速仪施测低水部份，以率定低水水位流量关系成果。

该站水位流量关系呈单一曲线，线束集中，变幅小。

经复核，该站控制良好，断面稳定，基本水尺引用水准点无变动，水位观测正规，流量测验精度较高，水文资料能满足本阶段设计要求。

2、湾滩水文站

湾滩水文站历年水位流量关系曲线一般通过测点重心，且自1972年之后流量测验以流速仪测流为主，1981年之前，实际上也已考虑按水位分级的浮标系数，因此测验整编精度较高。

另外，经与上游测站年、月径流对比分析亦较为合理。

因此湾滩水文站现刊印的资料系列具有一定精度，可供设计使用。

2.4洪水

2.4.1暴雨洪水特性

1、暴雨特性

**河流域地处康藏高原的东缘，流域三面高山环抱。

夏季孟加拉湾西南季风带来大量水汽，沿**河谷北上，气流随地势的抬高，释放能量而降雨。



可研阶段统计分析了**河干流及支流14个雨量站不同时段的暴雨资料，统计成果表明，**河的暴雨自北向南呈马鞍型分布，上下游为暴雨高值区，中游为暴雨低值区。

上游的暴雨主要集中在冕宁以上的寨子尚、拖乌、团结、**桥一带。

这一地带多年平均24h暴雨均值在100～126mm间，最高达253.8mm（寨子尚站1983.06.23）。

下游暴雨区主要集中在**县的锦**河上，24h暴雨均值在83.0～92.0mm间（最高达148.1mm，锦**站1981.06.25）。

时段暴雨区统计及计算成果见表2.4.1~2。

表2.4.1**河流域部分雨量站时段暴雨统计成果表

项目

站名

均值（mm）

实测最大

24h暴雨量

（mm）

项目

站名

均值（mm）

实测最大

24h暴雨量

（mm）

6h

24h

6h

24h

寨子尚

72.3

126.0

253.8

漫水湾

58.1

73.0

93.6

拖乌

54.5

79.1

117.4

袁家山

50.1

65.0

89.6

团结

56.8

84.2

125.1

德昌

49.5

68.2

95.1

**桥

81.2

101.0

243.6

益门

58.5

91.9

104.6

冕宁

47.2

62.0

113.3

锦**

60.8

84.6

148.1

巨龙

57.2

73.9

157.0

云甸

55.8

83.6

141.4

孙水关

64.6

80.1

138.0

湾滩

65.8

86.3

96.7

表2.4.2**河流域部分雨量站时段暴雨发生场次统计成果表

项目

站名

6h（mm）

24h（mm）

100

90~100

80~90

70~80

60~70

50~60

200

100

90~100

80~90

70~80

60~70

50~60

寨子尚

2

2

2

5

6

2

1

17

1

2

1

拖乌

1

1

3

4

4

5

2

3

4

5

3

团结

2

2

3

3

3

8

4

4

5

2

**桥

5

2

4

2

5

1

1

10

1

2

4

2

4

冕宁

1

2

6

1

1

2

3

4

4

巨龙

1

1

1

4

3

1

2

4

2

3

3

6

孙水关

2

4

1

3

5

1

7

2

2

3

3

6

漫水湾

1

2

5

3

5

2

3

3

6

7

6

袁家山

1

1

2

6

5

5

5

6

德昌

1

1

4

8

2

3

7

10

7

益门

1

4

4

10

6

5

3

9

1

锦**

1

3

3

5

5

5

3

6

3

5

3

云甸

1

2

4

8

5

3

3

5

3

2

漫水湾

1

3

3

5

5

10

6

6

5

3

7

3

合计

16

14

22

41

55

70