小流域坝系骨干坝工程初步设计报告.docx
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小流域坝系骨干坝工程初步设计报告
大台小流域坝系
XX骨干坝工程初步设计报告
设计院
2010年10月4日
前言
多年的水土保持实践证明,黄土高原地区的骨干坝建设,对有效控制水土流失、减少入黄泥沙、确保黄河长治久安具有十分重要的作用,是提高当地水资源利用率、促进农村产业结构调整、改善生态环境、全面建设小康社会的需要。
大台坝系地处XX省北部山区XX县的北部,坝系涉及XX县两个乡镇,位于大河水系阳河一级支流,属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区,流域面积87.5km2,水土流失严重,年输沙模数5852t/km2。
流域经过八十多年的水土保持生态建设,治理程度达到42%,但由于缺乏统一规划与治理,沟道坝系工程尚未形成。
为了科学合理地开展大台坝系建设,2005年上半年受XX县水土保持工作站委托,XX规划设计研究院依据相关规范与标准完成了《XX县大台坝系工程可行研究报告》,《XX县大台坝系工程典型设计报告》。
2005年9月水利委员会,XX省水利厅水土保持局先后对《XX县大台小流域坝系工程可行研究报告》,《XX县大台小流域坝系工程典型设计报告》进行了审查并实地到大台坝系考察与论证,审查通过了该坝系工程。
XX骨干坝为大台坝系工程中的十座新建骨干坝中的一座,地处XX县XX乡XX村,主要作用为防洪、拦泥、蓄水灌溉。
受XX县水土保持工作站委托,XX设计院于2008年3月~6月组织技术人员进行初步设计工作。
本次初步设计依据《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021—93),《XX县大台小流域坝系工程可行研究报告》,《XX县大台小流域坝系工程典型设计报告》及有关技术规范和标准,在实地勘测与调查收集该流域自然条件、水沙资料、社会经济情况等资料的基础上,编制完成了《XX县大台坝系XX骨干坝工程初步设计报告》。
XX骨干坝工程技术经济指标表
前期工作阶段
初设阶段
前期工作阶段
初设阶段
水系
大河水系阳河一级支流
明
渠
陡
坡
段
型式
矩形
建设地点
XX县XX乡
XX村
总长度(m)
54.10
地理
座标
东经
断面尺寸(m)
高×宽
0.8×0.8
北纬
溢
洪
道
型式
建设性质
新建
总长度(m)
工程
规模
控制面积(km2)
3.42
断面尺寸(m)
高×宽
总库容(万m3)
51.14
主
要
工
程
量
土方(万m3)
12.29
拦泥库容(万m3)
22.24
石方(m3)
226.0
设计、校核洪水重现期
20、200
混凝土(m3)
132.0
淤积年限(年)
15
合计(万m3)
12.33
拦
河
坝
型式
均质土坝
投工(万工时)
7.47
施工方式
碾压
投
资
总投资(万元)
179.53
坝高(m)
27.50
中央投资(万元)
坝顶长(m)
98.0
地方匹配(万元)
坝顶宽(m)
4.0
效
益
防洪保护(hm2)
坝坡比
上游
1:
2.75、1:
2.5
淤地面积(hm2)
2.21
下游
1:
2.0、1:
2.25
灌溉(hm2)
19.5
坝体方量(万m3)
8.33
养鱼(尾)
投资(万元)
128.13
单位库容投资(元/m3)
3.51
反滤体
型式
单位拦泥投资(元/m3)
8.07
尺寸(高)
单位工程量投资(元/m3)
14.56
放水
设施
型式
分级卧管
单位淤地投资
(万元/hm2)
81.24
总高度(m)
9.60
单位工程量换库容(m3/m3)
4.15
每台高度(m)
0.40
单位淤地面积拦泥(万m3/hm2)
10.06
断面尺寸(m)
宽×高
0.6×0.6
主
要
材
料
用
量
水泥(t)
35.91
直径
钢材(t)
3.80
进水口尺寸
(m)
宽×高
木材(m3)
1.06
直径
0.30
炸药(kg)
输
水
洞
(管)
型式
涵管
柴油(t)
120.62
洞(管)身长度(m)
63.0
计
划
施
工
开工时间(年、月)
2008.9
断面尺寸(m)
宽×高,
矢高
竣工时间(年、月)
2009.6
直径
0.80
总工期(天)
180
综合说明
绪言
大台坝系地处XX省北部山区的XX县北部,位于大河水系阳河一级支流,属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区,水土流失严重,年输沙模数5852t/km2。
XX骨干坝为大台坝系建设中十座骨干坝中的一座,地处XX县XX乡XX村,距XX县城40km,主要作用为防洪、拦泥、蓄水灌溉。
该骨干坝控制流域面积3.42km2,总库容51.14万m3,其中拦泥库容22.24万m3,滞洪库容28.90万m3,坝高27.50m。
XX设计院于2008年3月~6月组织技术人员开展初步设计工作。
本次初步设计依据《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021—93),《XX县大台小流域坝系工程可行研究报告》,《XX县大台小流域坝系工程典型设计报告》及有关技术规范和标准,在实地勘测的基础上,编制完成了《XX县大台小流域坝系XX骨干坝工程初步设计报告》。
水文
项目区位于XX县北部,位于大河水系阳河一级支流,地处黄土高原丘陵区,区域内山大沟深,丘陵起伏,沟壑纵横。
项目区缺水严重,水土流失程度严重,植被覆盖率低,是典型的大陆气候,干旱少雨,蒸发强烈。
年平均气温6.4℃,年最高气温33.2℃,最低气温-22.6℃,无霜期130d。
多年平均降水量435mm,多年平均水面蒸发量1080mm(E601),平均干旱指数2.0,项目区最大冻土深度1.06m,主要自然灾害有干旱、霜冻,沙尘暴等,其中以干旱造成的危害最为严重。
工程地质
经现场踏勘,本地区属黄土丘陵沟壑区,以黄土梁峁侵蚀地貌为主,因流水侵蚀,沟壑纵横,梁峁相间,地形支离破碎。
沟道断面呈“U”型,两岸坡度较陡,两岸无滑坡体和基岩,地形较为完整。
初步估算黄土承载力约100kpa左左。
最大冻土深度114cm。
坝体右岸结构完整,适宜布设建筑物;坝体左右岸有大量黄土,土层深厚,筑坝土料丰富。
该地区的地震动峰值加速度为0.20g,地震基本烈度为Ⅷ度。
工程设计
工程等别、建筑物等级、洪水标准及抗震标准
XX骨干坝总库容小于100万m3,工程等别为五等,建筑物等级为五等5级。
控制流域面积3.42km2.设计洪水标准为20年,洪水总量为15.66万m3,洪峰流量5.66m3/s;校核洪水标准为200年,洪水总量为28.90万m3,洪峰流量10.23m3/s。
设计淤积年限为15年,淤积库容22.24万m3。
据查《中国地震动参数区划图》(1:
400万),该地区的地震动峰值加速度0.20g,地震基本烈度Ⅷ度,设计采用8度。
工程总体布置
本工程在小流域坝系建设中的作用为防洪、拦泥、蓄水灌溉,其运行方式为蓄洪排清。
根据其对枢纽布设的要求,结合坝址地形条件、当地实际情况、以往骨干坝的建设经验,确定工程枢纽由土坝及放水建筑物组成。
放水卧管布设在坝坡右岸,输水涵管于坝轴线呈90°布设。
主要建筑物
该骨干坝工程,主坝为碾压式黄土均质坝,坝高27.50m,坝顶长98.0m,坝顶宽4.00m;前坝坡坡比1:
2.75、1:
2.5,后坝坡坡比1:
2.25、1:
2.0,前后坝坡变坡处的高程为1423.50m;总库容51.14万m3、拦泥库容22.24万m3、滞洪库容28.90万m3;设计淤泥面高程1427.37m、校核洪水位高程为1435.63m、坝顶高程为1437.50m。
在坝后坡高程为1423.50m处设一马道,宽1.50m。
放水建筑物由放水卧管,输水涵管及泄水陡坡组成。
卧管最低放水孔高程1426.10m,卧管顶高程1435.70m,比降1/3,级差0.40m,共24级,水平长30.00m,高差9.60m,放水孔口直径0.30m,卧管进水孔采用一台单孔正面进水,廊道尺寸0.6×0.6m;卧管末端接矩形消力井,井长4.50m,井宽1.00m,井深1.00m;输水涵管进口高程1424.68m,管长63.00m,管内径0.80m,壁厚0.12m,比降1/100,出口高程1424.05m;涵管出口接矩形明渠,长8.00m,断面尺寸0.8×0.8;明渠出口接矩形陡坡,陡坡进口高程1423.97m,陡坡底高程1408.50m,断面尺寸0.8×0.8m,坡比1/3,高差15.47m,水平长46.10m;陡坡末端接矩形消力池,池长4.50m,宽0.80m,深1.40m,池底高程1408.50m;明渠与陡坡每隔5.0m设一道拉杆,断面尺寸为0.15×0.15m;陡坡末端消力池接海漫,长度3.00m。
工程施工
工程计划从2008年9月初开工进入施工阶段,2009年6月30日前全部结束,并交付XX乡管理使用。
设计概算及效益
工程动用土方12.29万m3,其中开挖土方3.96万m3,填筑土方8.33万m3,浆砌石量51.00m3,混凝土132.00m3。
工程所需材料用量:
水泥35.91t、钢材3.80t、木材1.06m3、柴油120.62t、块石(包括干砌石)226.00m3、石子302.79m3、沙子115.62m3。
工程总投资179.53万元。
工程淤积年限期满后,坝地开始产生种植效益,共可淤地2.24hm2。
坝地单产按4500kg/hm2计算,坝地利用率按80%计算,则新增坝地1.79hm2,淤成坝地后年增产粮食0.81万kg,粮食单价按1.6元/kg计算,20年累计效益25.92万元。
项目15年计算期内累计拦泥效益为83.40万元。
该坝蓄水提灌可发展水浇地19.5hm2,灌溉后粮食增产量按2250kg/hm2计,粮食单价按1.60元/kg计。
经计算,项目20年计算期内累计灌溉增产效益为140.40万元。
工程建成可解决185人的生活用水,改善75头大家畜及185只羊的饮水困难,解决控制区内群众的交通问题。
坝系工程建设可以实现“林草上山、米粮下川”,为流域农业增产、农民增收、农村经济发展创造条件。
基本情况
自然概况
XX骨干坝地处XX省北部山区的XX县北部XX乡XX村,距XX县城40km处。
XX骨干坝位于阳河一级支流支沟上,流域总面积3.42km2,属黄土丘陵沟壑区第Ⅱ副区,水土流失严重,年输沙模数5852t/km2。
社经情况
社经状况
XX骨干坝坝控区及附近,涉及36户居民、总人口185人,农业劳动力91人,人均产粮477kg,人均纯收入2230元。
受益和淹没区的情况
工程建成后,解决了当地XX村185口人的饮水及交通问题,由于坝建设在沟道内不存在淹没赔偿问题。
综合治理现状情况
流域通过近几年的治理,截止2007年底坝控区间累计完成治理面积132.00hm2,其中梯田59.16hm2,林地52.80hm2,草地20.04hm2,治理程度42%。
水文
流域概况
大台坝系工程位于XX县北部。
流域为黄土丘陵沟壑地形,流水地貌。
梁峁起伏,地貌破碎,黄土层较厚,土质松软,沟谷切割较深,水土流失严重。
项目区属温带半干旱地区,大陆性季风气候。
多年平均气温6.4℃,无霜期约130d。
春季气温多变,夏季短暂凉爽,秋季降温迅速,冬季寒冷漫长。
气象
流域属中温带半干旱区,属于干旱草原气候带,具有大陆性季风气候特点最高气温为33.2℃,极端最低气温为-22.6℃;≥10℃积温2580℃;土壤结冻一般从11月19日开始,解冻到次年3月10日左左,冻土时间近4个多月,冻
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