红卫电排站初步设计报告.docx
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红卫电排站初步设计报告.docx
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红卫电排站初步设计报告
第一章综合说明
1.1工程自然地理情况、水文气象特征和社会经济状况
红卫电排站位于下茆镇红卫村,龙江围西堤段。
围内涝区属平原地带,集雨面积为2.47平方公里,受益人口365人,治涝面积350亩,最低田面高程为9.9米(均为珠基高程,下同),90%田面高程为10.63米,田面最高高程为10.8米。
围内土地肥沃,雨量、日照充沛,是粮产地和鱼产区。
红卫电排站距四会市区约21公里,四周较为平缓开阔,面临龙江河。
红卫电排站的集雨面积全部是涝区合计为2.47平方公里,其中水田1.31平方公里,鱼塘1.16平方公里。
受益区气候特点为:
冬短夏长,1~2月寒流入侵,低温霜冻;3~4月梅雨阴湿;5~9月高温炎热,雷雨大风;10~12月秋高气爽,阳光灿烂。
年平均气温21.2℃,最高气温在30℃以上,经常出现在7月。
年最大降雨量2536毫米,最少降雨量1028毫米,受亚热带大气环流影响,降雨集中在汛期4~9月,降雨量占全年的79%,每年10月至次年3月降雨量仅占全年的21%。
多年平均湿度83%,年平均最大风速18米/秒。
红卫站所座落的龙江围西堤堤长6.42公里,属万亩堤围,堤防工程的级别为3级,但现堤顶高程只能防御外江20年一遇洪水标准。
围内主要以鱼塘及水田为主,是区内重要的水稻和养殖业生产区。
随着市场经济的不断发展和深入,我市大力发展“三高”农业,受益区内山坡将改种水果经济作物,低洼地将推成鱼塘,把区内单一的水稻生产向水稻生产、鱼塘养殖、水果经济作物生产的农业结构发展。
农业结构的调整将大力促进受益区的经济发展。
1.2工程任务、设计标准和规模
红卫电排站坐落于龙江河右岸的龙江围西堤段,外江正常水位受龙江河影响,一般保持在9.0米左右。
原受益区面积中,主要是鱼塘及水田,因区内受益面积及捍卫耕地、村庄人口较少,所以排涝区面积结构发生变化不大。
红卫电排站肩负着龙江围西堤段2.47平方公里的排水任务,现状设有2台泵组,总容量85kW,原设计标准为十年一遇24小时暴雨(179毫米)4天排干,原设计流量0.83m3/s,扬程3.5米。
根据《珠江三角洲内涝整治“十二五”规划工作大纲》,四会市农田排涝标准为10年一遇、最大24h暴雨产生的径流量3天排干,本电排站为农排站,因此今次技改也采用此设计标准。
根据《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》SDJ217-87,结合《泵站设计规范》GB/T50265-1997规定:
本站为Ⅴ等工程,泵站规模为小
(2)型,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。
1.2.1工程项目的规划和批复情况
2012年4月,经省水利厅批准,丰收洞电排站等39宗机电排灌工程正式列入了《广东省农村中型及重点小型机电排灌工程规划(2011~2020年)》的项目中。
同年11月,四会市成功竞得省级水利建设示范县,我市包括丰收洞电排站技改工程的39宗农村中型及重点小型机电排灌工程也被列入示范县工程项目中。
1.2.2相关法律、法规文件
(1)《中华人民共和国水法》,2002年8月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过,同年10月1日起施行;
(2)《中华人民共和国防洪法》,1997年8月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十七次会议通过,1998年1月1日起施行;
(3)《中华人民共和国河道管理条例》,1988年6月10日中华人民共和国国务院令第3号发布,发布日起施行;
(4)《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》,1992年4月3日水利部、国家计委水政[1992]7号发布,发布日起施行;
(5)《中华人民共和国防汛条例》,1991年7月2日中华人民共和国国务院令第86号发布,2005年7月25日修改;
(6)《广东省河道堤防管理条例》,1984年6月16日广东省第六届人民代表大会常务委员会批准1984年7月4日广东省人民政府公布施行;
(7)《广东省水利工程管理条例》,广东省第九届人民代表大会常务委员会1999年11月27日通过,2000年1月2日公布。
1.2.3技术标准
(1)《广东省农村中型及重点小型电排灌工程规划(2011-2020年)》;
(2)《广东省农村小型机电排灌工程设计报告编制指南》广东省水利厅;
(3)《泵站设计规范》(GB50285-2010)
(4)《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021-93);
(5)《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-93);
(6)《广东省一年三熟灌溉定额分析报告》
(7)《堤防工程设计规范》(GB50286-2013);
(8)《堤防工程管理设计规范》(SL171-96);
(9)《防洪标准》(GB50201-94);
(10)《广东省水利工程设计概(估)算编制规定》广东省水利厅粤水基【2006】2号文;
(11)《水利水电工程设计工程量计算规定》(SL328-2005);
(12)低压配电设计规范(GB50054-2011);
(13)电力工程电缆设计规范(GB50217-2007);
(14)水利水电工程钢闸门设计规范(DL-T5039-95);
(15)建筑物防雷设计规范(GB50057-2010);
(16)水利水电工程设计防火规范(SDJ278-90);
(17)建筑灭火器配置设计规范(GB50140-2005);
(18)建筑照明设计标准(GB50034-2004);
(19)GB50055-93通用用电设备配电设计规范;
(20)其它相关技术标准。
1.3工程运行现状、存在问题和技术改造的必要性
1.3.1工程运行现状
红卫电排站属村管电排站,厂区占地面积330m2,其中泵房占地60m2。
电排站由泵房、进水池、压力管、变电场、消力池等组成。
电排站设有2台机组,总装机85kw,是抽排涝区渍水之用。
1.3.2存在问题和技术改造的必要性
红卫电排站建于1970年,至今已运行超过40年,受当时条件的限制,设计标准和建设标准不高,存在布局不合理、工艺落后、设备性能差、配套不完善等先天缺陷。
一直以来又受经济条件的制约没有进行必要的维修和更新改造,所以建筑物存在了较多问题。
具体有:
1、泵房残旧,经现场查勘,该站泵房楼顶面板、墙体均有开裂现象,局部砼剥落露筋,每逢下雨均有漏水,严重影响机组运行安全和管理人员人身安全。
2、进水前池部分位置无侧墙,至今仍为土渠,影响水流通行畅顺。
3、进水渠没有拦污栅、检修闸,不利于汛期垃圾的清理。
4、排水压力涵管老化漏水,影响堤围安全,经核算,管径也不满足过流要求。
这些情况都对红卫电排站安全运行和效益发挥造成不利影响,现状工况不能满足排涝要求,所以必需要进行全面维修改造。
本次技术改造计划按规范相应提高涝区的排涝标准,对泵房下部进行加固,上部拆除重建,对机电设备进行更新和改造,既从根本上消除隐患,确保工程安全运行,又能确保受益区农业生产的正常运作,使农民增产受益。
1.4工程水文、地质和主要参数复核
1.4.1水文复核
红卫电排站位于下茆镇龙江河右岸的龙江围西堤段,面临龙江河。
围内涝区属平原地带,集雨面积为2.47平方公里。
龙江河属绥江一级支流,是四会主要河流之一。
龙江集雨面积567km2,河长64km,平均河床坡降2.5‰,在四会境内集雨面积493km2,河长34km。
绥江是北江一级支流,流域总面积7184km2,河长226km,河床平均坡降2.5‰。
红卫电排站排涝区内无实测水文资料,流域内没有逐时雨量过程观测,无法从中获得年最大1h、6h、24h雨量资料。
因此采用《广东省暴雨查算图表使用手册》和2006年版《广东省暴雨参数等值线图》读取的暴雨参数,以及从地形图量读的地理参数进行复核。
经复核本工程集雨面积为2.47km²,集水面积小于10km²,在《广东省暴雨径流查算图表使用手册》(广东省水文总站,1991年)的“使用说明”中,要求“除水库工程外,集雨面积小于10km²的其他工程,仍应采用经验公式法计算”,因此,对红卫电排站采用经验公式法计算。
表1-1红卫电排站排涝区内洪水计算成果表
项目
洪峰流量(m³/s)
洪水总量W24(万m³)
P=10%
16.16
20.34
红卫电排站位于水口桥(站)附近,根据四会市水务局编制的《广东省四会市江河流域综合规划报告书》(2000年11月),采用龙江河段水位频率表(详见2-3)计算成果的水口桥(站)外江各级设计频率洪水位作为红卫电排站处的外江各级设计频率洪水位,详见表2-4。
表1-2红卫站外江各级设计频率洪水水位表
设计频率(%)
1
2
5
10
20
洪水位(米)
13.95
13.65
13.36
13.10
12.82
1.4.2工程地质复核
为探明红卫电排站工程地质情况,本次技术改造工程对厂区进行了初步的地质钻探,共布置3个地质钻孔,分别于堤身两侧布置1孔,(ZK1、ZK3),堤顶排水涵管侧布置1孔(ZK2)。
据场地勘察钻孔揭露,场区主要由冲积层组成。
各岩土层分别为:
①-1粉质粘土(Q4al);①-2粘土(Q4al);①-3淤泥质粉质粘土(Q4al);①-4粗砂(Q4al)。
综合上述对各类地基土的分布厚度、力学性质、稳定性和基础持力层适宜性评价,并结合拟建物的荷载特征,建议拟建物采用如下两种基础:
A采用钻(冲)孔灌注桩
本工程建议采用钻(冲)孔灌注桩,以①-4层粗砂作桩端持力层。
单桩竖向允许承载力Ra可按广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)10.2.4条文公式估算:
Ra=Rsa+Rra+Rpa
采用该方案,要注意造孔的垂直度,在规范允许范围内防止偏心,并须强化泥浆质量管理,防止塌孔,孔底沉渣必须符合规范或设计要求,防止出现塌孔、地面塌陷等现象,保证成孔和水下浇注砼的质量。
B采用浅基础
采用浅基础,以①-1层粉质粘土作基础持力层。
基础形式可采用筏形基础。
采用该方案,在基槽开挖过程中要细致观察土的均一性和配合触探验槽,若发现没有钻探孔控制的局部地段存在软弱土层或土洞必须挖除。
必要时也可选择在土层较软处选做几组压板静载试验,核对地基土允许承载力,测定土的压缩模量Es作沉降计算。
验证合格后应及时进行基础施工,以免地基积水而软化持力层。
1.4.3主要参数复核
根据广东省水利厅颁布的《广东省防洪(潮)标准和治涝标准》的规定,红卫电排站排涝标准采用10年一遇24小时暴雨农田三天排干。
采用2003年省水文局《暴雨参数等值线图》查取有关数据,经过计算得10年一遇24小时暴雨量为191.3mm。
1.4.3.1涝区雨水总量计算
红卫电排站集雨面积2.47km2,其中水田1.31平方公里,鱼塘1.16平方公里。
经计算,涝区雨水总量如下表:
表1-4涝区雨水来水量计算表
地形类别
面积A
(km2)
径流系数
C
持水量h
(mm)
蒸发量E
(mm)
来水量W雨
(m3)
水田
1.31
1
40
5
191653
鱼塘
1.16
1
80
5
123308
合计
2.47
314961
1.4.3.2污水总量
集水区内无工厂企业、无大型养殖场,主要污水来源是农村居民生活污水。
根据《室外排水设计规范》并参照四会市当地农村居民生活用水标准,农村居民生活用水为100L/d(0.1m3/d);农村居民生活污水按生活用水的90%采用。
集水区内居民为365人,所以三天生活污水总量W污=365×0.1×3×90%=98.55m3。
1.4.3.3设计排涝流量
设计排涝流量根据排涝期平均排除法公式计算得Q=1.40(m³/s),电排站按农田3天排干治涝标准确定装机容量。
1.4.3.4特征水位
特征水位按照《泵站设计规范》(G
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