香炉山设计说明书.docx
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香炉山设计说明书.docx
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香炉山设计说明书
一、基本情况
宾县香炉山国家森林公园,位于宾州镇南25公里,这里水绕山环,奇峰竞秀,峰峦叠障,自然景观十分优美。
近年来随着旅游业的大发展,相继开发了度假村和滑雪场等旅游休闲运动设施,已成为省内外有名的旅游地。
而位于森林公园内的老道沟更是景色优美,林木茂盛,小溪潺潺,鸟语花香,是一处绝佳的旅游休闲地。
为了使此处小溪水变成可观的水塘景色,并解决渡假村和滑雪场供水问题,拟在此处修建一个小型塘坝,使溪水变池水。
以增加此处景观。
二、设计方案
根据此处地形条件和地质条件提出修建塘坝方案。
一)工程概况
塘坝位于渡假村山东。
坝址以上集水面积为5km2。
二)水文气象:
该地区属寒温带大陆性季风气候。
多年平均降雨量在600mm左右,春季少雨多风,年内各季降雨差异很大,夏季降雨多集中在6、7、8三个月,占全年降雨量的60~70%。
其中7月份降雨量最多,占全年降雨量的30%以上,10年一遇3~6h最大降雨103mm,24h最大降雨量144mm。
年平均气温3.9℃,历年极端最低气温-37.7℃,历年极端最高气温36.1℃,年均无霜期128d,全年大于等于10℃有效积温为2310℃,多年平均日照时数为2745h,年平均风速4.3m/s,最大风速24m/s,年平均蒸发量904.2mm。
初霜期在9月中旬,终霜期在5月下旬。
三)水文地质
坝基部位为第四纪松散岩层,经调查岩石和风化砂层较厚。
四)水文计算
⒈设计年来水量计算
根据96年黑龙江省水文图集上查得集水面积重心处:
年径流深R0=165mm,年径流变差系数CV=0.65
径流模比系数KP=0.53CS/CV=2.25
设计保证率为75%。
⑴多年平均径流量W0:
W0=1000R0F
式中:
R0——年径流深(mm)
F——集水面积(km2)
W0=1000R0F=1000×165×5=82.5万m3
⑵设计年(75%)来水量
W75%=0.53×82.5=43.73万m3
⒉设计洪水
根据水土保持GB/T16453.3-1996,确定采用设计标准为10年一遇;核核标准采用30年一遇。
由黑龙江省水文图集中分别查出下表所列数据。
水文参数表
项目
参数
P=5%
CV
CV/CS
KP
P=5%
P=10%
P=3.3%
最大流量
CP=9
0.65
2.25
2.27
1.86
2.6
最大一日洪量
B1=140
1.35
2.25
3.7
2.58
5.09
最大三日洪量
B3=265
1.1
2.25
3.21
2.38
4.22
⑴最大流量Qm计算
由黑龙江省水文图集图17、图18查得最大流量参数CP和最大变差系数CV分别为9和1.35。
Qm=KP/K5%CPF0.67
10年一遇:
Qm=1.86/2.27×9×50.67=21.68m3/s
30年一遇:
Qm=2.6/2.27×9×50.67=30.30m3/s粉
⑵一次集中的洪水量Wt计算:
①洪水集中段的历时t计算
t=
②最大24小时洪水总量W24及三日洪量W三计算
F=5km2<20km2
当P=10%时:
W24=1.16W1天=1.16×0.1×F/20×K10%/K5%×B1×200.83
=1.16×0.1×5/20×2.58/3.7×140×200.83
=34.03(万m3)
W三=0.1×K10%/K5%×F/20×B3×200.83
=0.1×2.38/3.21×5/20×265×200.83
=59.04(万m3)
当P=3.33%时
W24=1.16W1天=1.16×0.1×F/20×K3.3%/K5%×B1×200.83
=1.16×0.1×5/20×5.09/3.7×140×200.83
=67.13(万m3)
W三=0.1×K3.3%/K5%×F/20×B3×200.83
=0.1×4.22/3.21×5/20×265×200.83
=104.68(万m3)
一次集中洪量Wt计算
当P=10%时
Wt=W24ty
y=(lgw3-lgw24)/0.477=(1.77-1.53)/0.477=0.50
Wt=34.03×
当P=3.33%时
y=(lgw3-lgw24)/0.477=(2.02-1.83)/0.477=0.40
Wt=104.68×
设计洪水过程线推求:
查《黑龙江省中小流域设计暴雨洪水图集》表3-7,洪水概化过程线纵、横座标(百分数)分别以设计、校核状况下最大流量和洪水过程线总历时T,即为设计、校核洪水过程线。
五)水力计算
1.死水位及死库容的确定
该塘坝所处位置为山区,土坝尚需全部新上土方,塘坝库区内的土层极薄,不能从库区内取土。
死水位确定:
死水位确定主要从二个方面考虑。
一是泥沙淤积要求:
淤积年限设计标准采用(中华人民共和国国家标准)《水土保持综合治理——技术规范》取5年,计算公式采用《中小型水库设计》中公式:
V=GT/γ(1+E)
式中:
V——淤积库容(m3);
G——多年平均侵蚀悬移输沙量(t/a);
T——淤积年限,取5年;
γ——泥沙的容重,取1.3t/m3;
E——为推移质和岸崩二者占悬移质泥沙的百分数,取20%。
该塘坝F=5km2,该区侵蚀模数为100t/km2.a,淤积年限取5年,E=20%,故需要的淤积库容为V=GT/γ(1+E)=5×100×5/1.3(1+0.2)=1602m3。
2.设计库容及坝顶高程确定
由于从地形上,坝内库区面积为平坦形,容积不大,大部分库容只能通过坝内开挖而成,受开挖量限制和需大量砍伐树木,取最大坝高不能超过5m,最大水位需和坝顶保持在1m左右,这样最大水深不宜超过4m。
平均水深2m,最大库容为7790m3。
3.库容曲线计算
从塘坝的坝区地形图中查得数据列入下表
水位、面积、容积关系曲线表
水位
米
水深
米
水面面积
平方米
平均面积
平方米
增加水深
米
增加库容
立方米
累积库容
立方米
345
0
0
250
1
250
346
1
500
250
888
1
888
347
2
1276
1138
1583
1
1583
348
3
1890
2721
2095
1
2095
349
4
2300
4816
2750
1
2750
350
5
3200
7566
4.工程设置
①工程布置:
该塘坝建成后,主要解决旅游区的饮水及滑雪场的造雪,同时是旅游区的又一景观。
为了使塘坝长期发挥作用,采用修溢洪道调洪,以解决防汛问题。
六)工程结构
⒈土坝:
根据当地实际和有关要求,采用粘土均质坝,坝长为45m,最大坝高5m,迎水坡采取1:
2.5,背水坡采取1:
2。
迎水坡采用块石护坡,厚度为30cm,下铺15cm碎石垫层,碎石下铺15cm砂垫层。
坝底和边坡均铺设一层防渗布,布上铺30厘米黄土衬砌,并采用砼预制板板护坡。
⒉溢洪道:
溢洪道采用浆砌块石结构。
溢洪道的泄量Q=MBH1.5
Q——泄流量m3/s
M——泄流系数M=1.5
B——堰顶净宽m
H——堰上水头m
9200000000
93000000.110.610.61
94000000.754.174.17
950.40.76000.762.5514.1714.55
961.41.41001.415.6831.5632.27
972.41.85001.8510.4458.0058.93
983.42.20002.2017.5097.2298.32
994.42.5111214.5126.49147.17154.43
1005.42.77233.9436.7139.32218.44236.80
调洪工作曲线计算表
①设计情况:
先从98.00m开始起调,此时q=2.20m3/s。
查调洪工作曲线图得:
V1q1
——+——=98.32m3/s经计算
△t2
V1q1
——+——+Qcp-q1=98.32+1.80-2.20=97.92
△t2
V2q2
——+——=97.92查工作曲线图得q2=2.20m3/s
△t2
依此类推,最大泄量q泄=12.8m3/s,设计洪水位为98.90m,相应的总库容V总=28.00万m3。
设计防洪库容:
V防=V总-V兴总=28.00-17.50=10.50万m3。
调洪列表计算P=5%
②校核情况:
先从98.00m开始起调,此时q1=2.2m3/s。
查调洪工作曲线图得:
V1q1
——+——=98.32m3/s经计算
△t2
V1q1
——+——+Qcp-q1=98.32+2.2-4.2=96.32
△t2
V2q2
——+——=96.32查工作曲线图得q2=2.0m3/s
△t2
依此类推,最大泄量q泄=29m3/s,校核洪水位为99.70m,相应的总库容V总=35万m3。
校核防洪库容:
V防=V总-V兴总=35-17.50=17.50万m3。
七)工程量及预算
1.工程量:
主要工程量为8380m3。
其中:
土方2275m3,石方6000m3,砼方105m3,砼管9m。
2.主要材料用量:
水泥26t,木材5m3,碎石95m3,砂子1910m3,防渗布5000m2。
3.工程预算:
工程总投资350875元。
八)塘坝方案优缺点
1.优点:
塘坝方案主要优点是由于坝长,所以形成的库容较大,对于养渔、养殖等安全保证率较高,另外由于形成的水面面积较大,观赏条件较好。
2.缺点:
由于坝址处多为岩石、风化砂等透水性较强的材料,筑坝所需土方均需外运,另外坝前和库区均需做防渗处理,投资较大,此外还需要伐大量的林木,对生态环境的破坏较大。
三)工程结构
蓄水池是在现有路东建成,池内地质条件十分不好,均为透水较强的材料,所以拟建成一处东西宽30米,南北长60长的池。
在现有地面下用推土机推下2米深,用开挖出的材料修筑2米高蓄水池池体,池底及边坡铺设防渗布,布上铺15厘米砂,砂上铺砼护坡。
内坡为1:
1.5,外坡为1:
1.5。
内坡采取布砼六角形预制板护坡,外坡也采用砼布上铺砼六角形预制板。
在池中上部设砼管和下游路上砼管相连接。
标号C15。
西侧池体顶部高程降低0.5m,形成长40m的矩形缺口。
四)工程量及预算
1.工程量:
主要工程量为3925m3。
其中:
土石方3600m3,砼方325m3,防渗布3096m2,砂垫层697m3。
2.主要材料用量:
水泥91t,木材15m3,碎石293m3,砂子860m3。
3.工程预算:
工程总投资355720元。
五)蓄水池方案优缺点
1.优点:
由于蓄水池主要是依据地形条件所建,所以具有占地面积小,砍伐林木数量少,对生态条件破坏较小,基本不破坏原有生态环境,由于有矩形缺口能形成瀑布景观,对景区能使景色更加美观、和谐。
2.缺点:
池深大部分为开挖而成,池内由于地质条件较差,均为透水性强的材料,所以需做防渗处理。
另外考虑到林木砍伐较多的实际情况,蓄水池蓄水量较小,水面观赏性较差。
三、方案比较
工程主要任务是为旅游增加新的观赏点和保证在区域内有一蓄水工程,使区内能做到山青水秀、鸟语花香、鱼儿嬉水,达到人与自然的和谐共处。
所以方案的选
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