1、甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程初步设计报告目 录1综合说明11.1工程地理位置及报告编制依据11.2水文21.3工程地质31.4工程任务和规模41.5主要建筑物81.6机电设计111.7施工组织设计111.8工程永久占地121.9环境保护设计131.10水土保持设计131.11工程管理131.12消防及节能减排141.13工程投资概算151.14工程效益151.15结论及建议162 水文172.1 流域概况172.2 气候及气象182.3 水文测站及基本资料202.4 径流202.5 洪水222.6 泥沙372.7 蒸发393 工程地质413.1 区域地质概况413.2 蓄水区工程地2、质条件423.3 坝址工程地质条件513.4泵站工程地质543.5天然建筑材料553.6 结论和建议564 工程任务和规模584.1社会经济发展状况及工程建设的必要性584.2 河床演变及冲淤分析614.3工程治理范围634.4工程任务和工程规模634.5工程对城区防洪的影响分析644.6水源分析论证684.7工程运行原则及方式814.8橡胶坝安全运行分析825 工程选址、工程总布置及主要建筑物845.1工程等别和标准845.2工程选址845.3工程总布置855.4主要建筑物型式925.5主要建筑物935.6防渗处理1195.7土建工程量汇总1236机电设计1246.1泵站水泵选型1246.23、橡胶坝充排系统主要设备配置1256.3电气1276.4泵站控制及综合自动化1296.5主要线路和电气材料1307 施工组织设计1337.1施工条件1337.2施工导流及排水1347.3料场的选择与开采1367.4主体工程施工1377.5主体工程土石方挖填平衡分析1397.6施工交通运输1407.7施工工厂设施1407.8施工总布置1417.9施工总进度1427.10主要技术供应1457.11 施工管理1458 工程永久占地1468.1占地范围确定1468.2实物指标调查1468.3占地处理1468.4投资概算1479 环境保护设计1489.1设计依据1489.2环境保护标准1489.3环境保护4、目标1499.4主要污染源与污染物1499.5环境保护设计1509.6环境管理1559.7环境监测15710 水土保持设计16010.1总论16010.2水土流失防治分区措施设计16210.3水土保持实施保证措施16310.4水土保持投资估算16411 工程管理16511.1蓄水区工程运行模式16511.2水情自动预报系统设计16511.3工程管理17111.4工程年运行费用估算及经费来源17412消防及节能17612.1消防17612.2 节能17813 工程投资概算18013.1投资概算18013.2编制原则18013.3编制依据18013.4基础单价18113.5临时工程18213.6费5、用18213.7预备费18413.8资金来源18414 工程效益18614.1社会和环境效益18614.2经济联动增值效益186 专题报告、图册：1甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程初步设计阶段投资概算书2甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程初步设计阶段设计图册甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程特性表序号名 称单位数量备注一水文1流域面积全流域km2682河流全长km47.4XX县城以上km2275卢河河口以上2利用的水文系列年限年流域内无水文站3多年平均年径流量万m32571卢河河口以上4泥沙多年平均悬移质年输沙量万t50.4卢河河口以上5设计标准防洪标准20年一遇孟磨河口以6、上洪峰流量m3/s388孟磨河白水河段m3/s529白水河卢河段m3/s683施工导流标准及流量m3/s1205年一遇二工程规模1治理河段长度km4.892总体布局蓄水区方案全河道蓄水3河道疏浚五里铺卢河河口长度km4.894景观蓄水区蓄水梯级级10蓄水区长/宽/最大水深m4820/5070/3.0疏浚比降6.3、4.5、5.0现状5.45设计蓄水深度m0.23.0景观水面面积万m228.5设计蓄水容积万m336甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程特性表序号名 称单位数量备注三主要建筑物及设备1橡胶坝型式充水枕式橡胶坝数量座10坝长m5070总长565m坝高m2.53.0m地基特性砂卵石/7、泥岩地震基本烈度度82排污管道条2左右岸各一条管径mmD700D800总长m10866.85干、支管合计3左岸堤防加固长度m4063.17改建断面型式梯形复式断面/梯形加固断面梯形4右岸堤防加固长度m3035.51新建长度m1090.82加固断面梯形5支沟加固长度m780加固断面m梯形6泵房数量座37主要机电设备水泵台数台9甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程特性表序号名 称单位数量备注四施工1主体工程量土方开挖万m345.14土方填筑万m328.62土工布万m216.65坝袋面积m257252主要建筑材料板方材m3162水泥万t1.10钢材t954砂子万m34.65碎石万m31.99块石8、万m33.613工程所需劳动力总工日万工日22.825施工导流方式分期围堰6施工工期月24五经济指标1静态总投资万元7368.532总投资万元7368.53建筑工程万元5411.91设备及安装工程万元443.60临时工程万元260.22其他费用万元811.24基本预备费万元346.3681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XX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。XX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XX河自县城中间穿过，XX县XX河城区段生态环境治理工程地处XX县城区。1.1.2初步设计报9、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XX县XX河城区段生态环境治理工程设计委托书；（2）甘肃省XX县城市总体规划大纲 (送审稿) ；（3）甘肃省XX县XX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XX县XX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DL502193；（6）防洪标准（GB5020194）；（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（SL10、265-2001）；（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，XX县组织对XX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11、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XX县XX河城区段生态环境治理工程初步设计报告初稿，9月20日，XX县组织对XX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XX县XX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XX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12、资料进行XX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XX县XX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。XX河XX县城段设计洪水采用成果表表1-1 单位：m3/s河段P（%）备注51020孟磨河口以上388266181孟白河段529433254白卢河段6835733511.2.3泥沙XX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13、资料进行XX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。XX河XX县城段多年平均输沙量成果表表1-2河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）95.6142.6188.6输沙模数（t/km2）267026702670多年平均输沙量（万t）25.538.150.4其中悬移质21.6732.3942.8485%推移质3.835.727.5615%1.3工程地质1.3.1 区域地质概况XX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XX河冲积平原，XX河由南流向北。XX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14、，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XX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25m，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15、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620m。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全新统冲积堆积砂壤土，下部均为层砾石层，河床表层为层砾石，厚度约0.5m，含有大量生活垃圾。两坝肩杂填土及河床表层的层砾石，含有生活垃圾，力学性质较差，下部层砾石较纯净16、，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砾石，坝肩边墩座落在下部层泥岩上，坝基座落在层砾石上。1.3.4两岸堤防工程地址条件XX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1.52.0m。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11.5m。1.3.5 天然建筑材料筑堤料料场选择在XX电解锌厂上游5001500m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17、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XX河由南向北自XX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5070m，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。XX河XX县城卢河口18、以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为工程区上游XX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，XX县城区XX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+319、00，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XX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，XX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20、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XX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XX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XX县造成了巨大的损失，仅水利损失超过亿元，也使县城21、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XX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XX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22、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。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。1.4.2.4工程建设是社会经济发展的需要要使XX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23、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5070m，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。24、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420m550m，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3.025、m，5#10#坝坝高为2.5m，当橡胶坝正常挡水时，坝前最大水深为2.53.0m。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XX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26、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，79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。1.427、.5.3工程补水本工程运行原则为主汛期（79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。1.28、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（79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（79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29、量小于16 m3/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16 m3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30、堤顶超高确定，依据堤防工程设计规范（GB5028698），确定XX河设防河段堤防超高为1.2m。根据甘肃省XX县县城段XX河防洪工程可行性研究报告（以下简称可研报告），XX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31、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。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。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32、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1：1。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。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+448.621+853.37及右3+455.254+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33、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面布置，设计共布设10道橡胶坝，形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长420m550m不等，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成：上游防冲干砌石段、钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游防冲干34、砌石段。1.5.3泵房本工程布置10座橡胶坝，形成连续的蓄水水面，根据蓄水区橡胶坝的布置，设计从水源、泵站管理、运行、投资等方面综合比较，并参照类似工程，设计1#4#橡胶坝采用自流排水方案，布置控制阀井4座，5#10#橡胶坝采用动力抽排方案，布置泵站3座，每座泵站控制两座橡胶坝。泵站站址选择时，结合河道两岸的地形条件，为避免与道路及现状建筑物等发生冲突，设计初步确定1#、3#泵站布设在河道左岸，2#泵站布设在河道右岸，3座泵站均布置于其控制的两座橡胶坝之间。1.5.4截污工程根据XX县城区污水处理现状，设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区两岸的污水进行截流，送入蓄水区下游。本次设计左岸共35、统计排污口33个，其中XX河干流共24个，白水河左右岸共9个；右岸排污口6个。根据现场踏勘了解，左岸的白冯河及白水河堆满垃圾和污水，水环境恶劣，水质差，本阶段初步确定将白冯沟及白水河常流量水亦汇入截污管道排至工程区下游。工程区排污口几乎全部集中在XX河左岸，考虑到城市的发展，本次设计沿XX河左右岸各布设一条主排污管，管道管径均为DN700DN800，沿白水河两岸各布置一条排污管，管径为DN700，排污管线总长度为10866.85m。1.5.5防渗处理本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗，包括蓄水库区防渗、左右岸堤防堤身防渗及橡胶坝坝基防渗工程设计。根据本阶段工程地质勘察报告，堤基为砂卵石，渗透系数36、1.5102cm/s， 为强透水地基，砂砾石下层为第三系泥岩，为相对隔水层。初步计算渗漏量4.9万m3/d，月渗漏量约147万m3，如果不做防渗，渗漏量比较大，设计应做防渗处理。对蓄水库区，从防渗效果、节约投资、施工等方面综合分析比较，本次设计拟对白水河以上段即1#7#坝段蓄水库区结合左右岸堤防基础采用垂直铺塑防渗，防渗体穿过砾石层深入下层泥岩1.0m；白水河以下段为了尽量不改变原城区段的水文地质环境，维持原地下水的两个泄水通道畅通，本次设计对7#10#坝段蓄水库区采取全河道水平铺塑防渗方案。堤身防渗：根据筑堤材料压实试验成果，设计拟对蓄水位以下两岸堤身进行土工膜防渗。橡胶坝坝基防渗：根据地质37、条件，并参照同类工程处理措施，对工程区的1#7#橡胶坝坝基采用C15砼防渗防冲墙，墙厚0.3m，防渗墙穿过河床砂卵石层，并伸入泥岩1.0m。对8#10#坝坝基在采用C20砼齿墙的防冲条件下，齿墙下采用全河底铺设复合土工膜水平防渗，使蓄水区形成一个相对封闭的水平防渗体系。1.6机电设计 本工程设排水泵站三座，电动蝶阀井4个，水源井泵1个，总装机容量270kw。共装设低压水泵电动机组9台，需架设10kv架空线路5km，10kv电缆线路3km，0.4kv电缆线路1.6km. 装设10kv箱式变电站3台套，总容量300kvA。工程电气部分设计，包括10kv配电网的供电规划设计，以及泵站，蝶阀井的变配电38、工程设计和微机监控设计，微机监控中心布置在1#泵站。1.7施工组织设计1.7.1施工条件工程区地处XX县，祁山堡XX、XX成县公路纵贯XX县全境，XX河两岸的城区道路纵横交错可直达施工区，工程对外交通及施工条件十分优越。工程所需钢材、木材、水泥、燃料等可就近采购。生活及施工用水、用电供应方便、充足。1.7.2天然建筑材料本工程所需的天然建筑材料主要有填筑料、砼骨料和块石料。本次设计堤身填筑料选用砂砾料，料场来源首先选用本工程挖土方、基础挖土方、河道疏浚及导流明渠挖土方中的可用料，不够的选用距工程区较近的XX电解锌厂上游砂砾料场，其储量和质量均可满足要求。块石料、砼粗骨料场为卢河乡草关村一山沟内39、的灰岩料场，岩性为二叠系灰岩，开采运输条件较好，运距约18km。质量和储量指标均可满足要求。砼细骨料建议采用收砂方式（购买）解决砼用细骨料。1.7.3施工导流及排水本工程依据防洪标准（GB50201-94）及堤防工程设计规范（GB50286-98），结合本次实施工程实际，采用枯水期施工，选取5年一遇枯水期洪水作为导流洪水标准。枯水期施工时段为11月次年5月，XX河5年一遇枯水期最大洪峰流量为120m3/s。支沟（白水河）5年一遇枯水期最大洪峰流量为48.2m3/s。本工程导流方式较简单，橡胶坝工程施工选用分期围堰导流方式。堤防基础、橡胶坝等建筑物施工时，基坑开挖应注意排水。施工时应在基坑内设截40、水沟，用潜水泵及时集中抽排至河道或导流明渠。1.7.4主体工程施工本工程主要建筑物为左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵站等，主体工程采用常规施工方法，施工相互干扰小，施工以机械为主，人工为辅。1.7.5施工总布置根据河道治理工程施工经验，本阶段考虑生活区、成品料堆放场地、辅助生产企业等建材仓库因地制宜分孟磨中布置，拟在工程区设5处施工临建场地，共布设2500m2的施工仓库及2000m2的临时住房和生活区。弃渣堆放场初步选在鱼山吊桥以下规划的裁弯取直后的河滩地堆放。1.7.6施工总进度本工程线长、面广、点多，枯水期施工主体工程，汛期施工部分岸上工程。施工总工期24个月。1.8工程永久占地本工程两岸41、堤防沿河道带状分布，橡胶坝等挡水建筑物主要布置于的现状河道内，泵房以及管理站位于堤防外侧。本工程永久占地总计37亩，其中新修堤防及加高加固永久占地33亩，泵房占地2.0亩，管理站的占地2.0亩。依据占地处理原则，按拟定的补助标准，本工程永久占地总投资为185万元。1.9环境保护设计XX河城区段生态环境治理工程的实施，将使XX河防洪能力达到20年一遇洪水标准，并将彻底改善河道及两岸杂乱不堪、野草丛生、污水横流的现状。在满足河道行洪、输沙、排污的前提下，蓄起一池清水，绿化美化两岸河堤，增加市民与水的亲和性，为XX县社会经济发展创造一个良好的外部环境。该工程社会经济效益显著，对环境的不利影响，主要体42、现在施工阶段的短期影响，这些影响通过环保措施的落实，可以最大限度地减小，不存在制约项目建设的环境因素，工程建设从环境角度分析是可行的。1.10水土保持设计本工程属带状类工程，其防治分区划分原则主要以地貌、水土流失类型、防治措施和功能，并结合施工工区进行划分。经现场实地踏勘与调查，参照主体工程设计及施工总体布设，将项目建设区分为弃渣场防治区、施工道路防治区、施工生产防治区、河道疏浚区及主体工程施工区。根据拟建工程的区域地形地貌条件，考虑工程建设性质，开挖量大等特点，本方案在水土保持措施的总体布设上以弃土场和施工区为重点，采取工程措施和复垦措施，结合生物措施协调布设，并做好永久措施和临时防护措施以43、形成较完整的水土流失防治体系。本方案工程措施以弃渣防护为重点，采用工程平整压实，护坡工程等措施确保弃渣范围的稳定；场地平整措施以施工区为主；生物措施以弃渣场表面、施工生产区，其它附属生产设施的植被再造恢复、植物防护与绿化美化为主，适地适树，提高工区植被覆盖度，达到控制水土流失，美化区域环境的目的。1.11工程管理1.11.1蓄水区工程运行模式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（79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44、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。工程蓄水区可引水时间主要为非汛期106月，塌坝时间控制在1.5小时。检修期放在非汛期相机进行，检修期单坝塌坝泄空时间控制在3.0小时。蓄水期间，立坝过程为自上而下进行，即首先1#坝充水立坝拦蓄水量，1级库区蓄满后，2#橡胶坝充水立坝拦蓄水量，水流通过1#橡胶坝坝顶溢流向2级库区蓄水，依次进行直至10#橡胶坝充水立坝。1.11.2水情自动预报系统设计XX县XX河城区段综合整治工程建成后，科学安全的运行管理至为重要。为确保洪水到来前及时塌坝泄洪，需在XX县城上游建设水情自动预报系统，以确保工程自身及城市防洪安全。45、本次设计从建设投资、预报精度及流域特征等多方面进行综合比选后，推荐采用雨量遥测报预报系统。1.11.3工程管理XX河城区段生态环境治理工程为新建工程，为加强工程管理，使工程在建成后能正常、安全、高效的运行，遵循国家现行政策法规和有关技术标准，依据中华人民共和国河道管理条例及相关政策法规和技术标准，工程建成后，应组建专门的工程管理机构，拟设“XX河治理工程管理处”，隶属于XX县水利电力局，专门对本工程进行管理，下设相应职能的科、室，负责固定资产管理、保证工程安全与运行、工程的日常养护与维修、定期对工程进行检查和观测，以及组织大修理的招标和维修养护作业水平的监督检查等管理工作。本工程建成后，防洪效46、益及社会、环境效益显著，属于社会公益性项目，年运行费用主要由地方财政支出。经估算，本工程年运行费用约48.91万元。1.12消防及节能减排1.12.1消防本项目中，涉及到消防任务的主要建筑物有：负责橡胶坝充排水任务的3座泵站、1#泵站0.00层工程总体控制中心室等。根据水泵层和控制中心室建筑特点和消防需求，消防总体设计方案按建筑物室外消防和室内主要机电设备消防两种情况进行考虑，即：1#泵站0.00层中心控制室外及厂区范围内的主要建筑，按室外消防设计；3个泵站水泵层、1#泵站0.00层室内水机、电气设备等均按室内消防设计。根据规范规定，设计仅在室外范围就近设一个消火栓即能满足消防要求；室内仅设M47、F1型手提式磷酸铵盐干粉灭火器作为消防措施，1#泵站0.00层和每座泵站水泵层各配置3套，每套2瓶，每具灭火器灭火级别5A，并配专用的空气呼吸器3具；同时，主厂房内应设紧急疏散出口，直通室外。消防用电设备采用单独的供电回路，并配备可自动切换的双电源（交流220v、直流24v）设备。火灾应急照明和疏散指示标志采用蓄电池作为备用电源，其连续供电时间大于20min。1.12.2 节能为贯彻落实国务院关于加强节能工作的决定和国家发改委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知（发改投资20062787号）精神，根据节能指南、节能技术政策大纲等，确定本工程消耗的能源为一次能源（柴油、汽油、水）和二48、次能源（电力）。本工程主要在施工期消耗的能源为柴油、汽油、水和电力等，在运行过程中消耗能源主要为电力和水。总体而言，本工程均采用节能设计，且无大的耗能设备等，需加强施工期和运行期的节水、节电、节约燃料等管理。1.13工程投资概算依据甘肃省物价委员会、甘肃省财政厅1992价费字87号文批复的“甘肃水利水电工程费用标准和编制办法”，及有关补充规定和调整意见。以设计资料为依据，采用编制年 (2008年第三季度)价格水平进行编制，计划工期2年完成。主要工程量：土方开挖44.29万m3，土方填筑28.42万m3，砌石3.13万m3，弯扎钢筋949t，砼2.32万m3，复合土工膜16.65万m2。主要材料49、量：水泥1.10万t，钢筋954t，砂子4.65万m3，石子1.99万m3，块石3.61万m3，柴油330t，板方材162m3。工程用工：22.82万工日。静态总投资7368.53万元，工程总投资7368.53万元 。1.14工程效益甘肃省XX县XX河城区段生态环境治理工程系社会公益性项目，工程建成后除形成的水面可以租赁经营方式补充管理经费外，无任何财务来源，工程的主要效益为社会效益、环境效益和经济联动增值效益。1.15结论及建议1.15.1结论（1）本工程对五里铺卢河口约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10850、66.85m。共布设10座橡胶坝、3座泵站、4座阀井。（2）本工程建成后可为县城提供蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。（3）工程蓄满一次需水量36万m3，10座橡胶坝坝袋一次充水量为0.67万m3，每年运行（不包括塌坝后再蓄水和改善水质补水）水量为15.6万m3。1.15.2建议从改善县城投资环境出发，建议结合本工程的建设，在工程区下游合适位置规划建设污水处理厂。 2 水文2.1 流域概况2.1.1 自然地理XX县位于甘肃省东南部，北起长道镇、南达太石河乡，处于渭河与西汉水分水岭的南测，北纬34133437，东经1050310518之间。XX县北靠礼县，南接武都县，东临51、成县和徽县，隶属陇南市管辖，流域以黄土丘陵为主，海拔高程在15002300m之间，最大高程为太石河乡竹子沟的老根里，海拔2453m。2.1.2 河流水系XX县境内河流较多，各河总属嘉陵江水系，XX河为该县最主要河流。XX河发源于河口乡铁古坪，由南向北流经何坝、十里、汉源镇、西峪、石堡、长道，于礼县蒙张汇入西汉水，流域总面积682km2，河流全长47.4km，河道平均比降10，其中XX县境内流域面积618km2。XX河横贯XX县城。XX县城位于卢河汇入口以上，控制流域面积275km2，河长24.6km，河道平均比降10.9。XX河XX县城段有白水河、白冯河、任河及孟磨河汇入，上游多为陡峭石山，山52、面破碎，植被条件差，水土流失较为严重。XX河水系见图21。2.1.3 水利工程概况XX河XX县城卢河口以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为支流白水河的晚家峡水库和XX河干流上游的黄江水库。2.1.3.1晚家峡水库晚家峡水库位于白水河支流姜席河下游，距离XX县约5km，控制流域面积62km2，控制河长13.2km，河道平均比降11.6。该水库由甘肃省水利厅勘测设计院设计，1960年动工，因多种原因影响，水库多次停工、续建，1974年水库完成坝高32.6m。水库设计灌溉面积1.1万亩，实灌面积0.43万亩。水库属等中型工程，为具有防洪、发电、灌溉、养殖等综合效益的年调节水库。2000年9月，甘53、肃省水利水电勘测设计研究院甘肃省XX县晚家峡水库除险加固初步设计报告，根据该报告设计成果水库防洪标准为50年一遇洪水设计，设计洪峰流量304m3/s，洪水总量271万m3，1000年一遇洪水校核，校核洪峰流量839m3/s，洪水总量857万m3。晚家峡水库枢纽主要由大坝、输水隧洞和溢洪道三部分组成。大坝为粉质粘土均质坝，最大坝高32.6m，坝顶长105m，水库总库容1008万m3，其中兴利库容198万m3，调洪库容360万m3，死库容496万m3。输水隧洞位于左岸，为城门洞型无压隧洞，进口底板高程1916.30m，最大输水流量4m3/s。溢洪道位于大坝右侧，进口为开敞式宽顶堰，堰顶高程192554、.1m，最大泄水流量130m3/s。2.1.3.2黄江水库黄江水库位于XX河上游，距离县城15km，坝址黄江峡口以上控制流域面积24.4km2，主河道长8km，河道平均比降14.3。水库1959年1月动工兴建，1960年7月投入运行。工程主要由大坝、输水洞及溢洪道三部分组成，坝型为土石混合坝，水库总库容436.27万m3，设计灌溉面积0.61万亩，为等小（1）型水库。水库按50年一遇洪水设计，设计洪峰流量171m3/s，洪水总量为90万m3，按500年一遇洪水校核，校核洪峰流量295m3/s，洪水总量为150万m3，该水库是以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的年调节水库。该水库基本无灌溉任务55、，基本无用户。2000年9月，甘肃省水利电力勘测设计研究院编制完成了甘肃省XX县黄江水库除险加固初步设计报告，该报告对原设计洪水进行了复核，确定50年一遇设计流量为160m3/s，500年一遇校核流量为399m3/s，输水洞最大输水流量2m3/s，溢洪道最大下泄流量33m3/s。水库除险加固后最大坝高32.76m，水库死水位1816m，正常蓄水位1818.20m，设计洪水位1820.8m，校核洪水位1824.10m，对应的水库死库容为239.7万m3，兴利库容为76.53万m3，防洪库容为291.67万m3，总库容为607.94万m3。2.2 气候及气象XX县气候属半湿润区，南部地区较冷，北部56、较温和，雨水较少。根据XX县气象站资料统计，多年平均降雨量533.9mm，降雨时空分布不均，全年60%降雨集中在7、8、9三个月，多年平均蒸发量1262.5mm，多年平均气温8.4，极端最高气温33.5（1966年6月19日），极端最低气温-24.6（1975年12月15日），多年平均最大风速15m/s，年日照时数1731.4h，无霜期152天，最大积雪深10cm，最大冻土深度约为42cm。XX县气象站气象要素统计见表2-1。18XX气象站气象要素统计表表2-1项目单位月份年一二三四五六七八九十十一十二平均气温-4.1-1.64.09.514.217.519.819.014.09.02.52.57、58.4平均最高气温1.73.79.616.020.223.925.524.719.014.58.13.614.2平均最低气温-8.8-5.8-0.43.98.711.214.614.09.94.7-1.6-7.03.6极端最高气温12.319.222.628.43033.532.43227.825.119.314.933.5极端最低气温-22.6-20.1-11.2-13.3-1.22.45.45.6-0.1-7.4-12.6-24.6-24.6平均相对湿度%68707068717178798382767074平均降水量mm6.37.122.344.761.059.1106.477.984.58、649.412.03.0533.9平均蒸发量mm41.848.289.5139.1165.9180.8173.0159.395.677.051.340.81262.5日照时数h145.4121.1124.5163.3161.0183.0177.4171.199.7112.1126.2146.51731.4最大风速m3/s10121415101013101012111315 备注：蒸发量为20cm蒸发皿观测资料。232.3 水文测站及基本资料XX河属西汉水一级支流，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59、资料，因该测站距离XX县城较远，与XX县城流域面积相差较大，本次仅收集了2000年以前的径流及泥沙资料。2.4 径流2.4.1 径流的地区分布及时间分配XX河流域径流主要由降水形成，降水的变化决定着径流的特性。降水在地区上分布不均，XX河上游源头河段，降水资源丰富，在XX河的中下游河段，降水量逐步减少。流域降水主要集中在夏季，城关河谷地区夏季平均降水量占年降水量的45.6%，秋季占27.3%，春季和冬季分别占24%和3.0%。径流在地区上分布不均匀，在上游的源头河段，径流深较高，由上游向中下游河段的分布，径流深也逐步降低。径流的时间分配取决于降水的季节分配，冬季（122月）流域内降水稀少，多数60、地区的雪水几乎不产生径流，因此，冬季是该流域的最枯季节；春季（35月）随着降水的增加，径流量也增加，约占年径流量的20%左右；夏季（68月）流域内降水普遍偏多，降水一般占年降水的45%，径流一般占年径流的一半以上；秋季（911月）降水高于冬季，加上流域内温度低，蒸发小，大雨不多，小雨不断，河川径流普遍高于冬季，占年径流的20%以上。2.4.2 年径流量XX河流域无水文测站，西汉水上有顺利峡水文站，控制流域面积3639km2，较本次设计流域相差很大，本次设计流域径流分析采用查图法进行。并根据顺利峡站径流计算成果进行修正。2.4.2.1 多年平均年径流量根据甘肃省XX县农业区划成果汇编（1985年61、8月）XX县多年平均径流深等值线图，XX河XX县城以上控制流域多年平均径流深约为110mm。由于XX河XX县城段汇入的支流较多，且支流控制流域面积的比重也较大，因此，XX县城段的径流按支流汇入情况分河段进行计算。XX河XX县城段径流计算结果见表2-2。甘肃省XX县农业区划成果汇编编制较早，利用资料有限，本次对西汉水顺利峡水文站径流资料进行了分析，该站1959年建站，有19602000年的径流资料。根据资料分析，19601984年25年顺利峡站多年平均径流量为3.56亿m3，而19602000年该站41年多年平均径流量减少为3.02亿m3，41年长系列径流均值为25年短系列径流均值的84.8%，62、本次径流分析从工程的安全角度出发，对查图计算的工程坝址径流进行修正，修正系数取0.85，修正后各河段的多年平均径流量结果见表2-2。XX河XX县城段多年平均径流量成果表表2-2河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）120167275查图计算的多年平均径流量（万m3）132018373025修正后多年平均径流量（万m3）112215612571系数取0.852.4.2.2 不同频率年径流量参考甘肃省XX县农业区划成果汇编多年平均径流深变差系数等值线图，XX河流域多年平均径流深变差系数Cv=0.57，取Cs/Cv=2.0，可计算各控制断面不同频率年径流量，见表2-3。X63、X河XX县城段不同频率年径流量成果表表2-3 单位：万m3控制断面多年平均径流量P（%）2050759095孟磨河口11221593999645427315白水河口156122171389898594437卢河口25713652228814789787202.4.2.3 径流的年内分配XX河流域无水文测站，其流域的径流年内分配根据西汉水顺利峡站的径流分配比例进行。根据该站19602000年41年的径流系列计算该站多年平均径流的年内分配，并从该系列中选取1975年、1993年和1991年分别作为20%、50%和75%代表年的典型年，根据典型年的年内分配比例，推求各设计断面不同代表年的年内分配。各64、设计断面不同代表年的径流年内分配结果见表2-4。2.5 洪水2.5.1 暴雨洪水特性受西风气流的控制，XX河流域暴雨的天气形势主要为西太平洋副高稳定型，其特点是在北部地区和高压西侧的青藏高原的中东部，各有一支偏南的温暖气流，输送大量的水气，与西方或西北方东移的冷空气相遇，在辅合最强的地带形成大暴雨。流域暴雨一般发生在69月，大暴雨多发生在78月之间。XX河流域洪水由暴雨形成。受暴雨控制，XX河流域暴雨一般发生在69月，因流域上游地形破碎，植被较差，较嘉陵江水系其它流域来讲，XX河流域洪水一般属峰高量小的尖瘦型洪水。2.5.2 干流设计洪水XX河横贯XX县县城，在XX县城段有支流孟磨河、白冯沟、65、任河和白水河汇入，其中较大支流为白水河和孟磨河，根据两条支流的汇入口位置，将XX河XX县城段分为三段，即孟磨河入口以上、孟磨河口至白水河口和白水河口至卢河口。XX河流域无水文测站，洪水计算采用甘肃省暴雨洪水图集介绍的瞬时单位线及推理公式法分别计算，分析比较后合理采用。孟磨河河口以上控制流域面积120km2，主河道长度20.9km，河道平均比降13.8；白水河河口以上控制流域面积167km2，主河道长度23.2km，河道平均比降11.7，卢河河口以上控制流域面积275km2，主河道长度24.6km，河道平均比降10.8。XX河干流上游有黄江水库，控制流域面积24.4km2，控制河段长8km，因此66、，孟磨河河口以上干流段洪水为黄江水库至孟磨河河口段的区间洪水与黄江水库的下泄流量之和。同样，孟磨河口至白水河口段干流设计洪水为黄江水库至白水河河口段的区间洪水与黄江水库的下泄流量之和。白水河支流姜席河中游修建有晚家峡水库，水库控制流域面积62km2，白水河口至卢河口段干流设计洪水为晚黄卢河口的区间洪水与黄江水库及晚家峡水库的下泄水量三部分之和。各设计断面不同代表年径流年内分配结果表表2-4 单位：万m3控制断面代表年123456789101112年典型年孟磨河河口多年平均27.9 28.5 38.1 60.3 91.6 92.2 161.0 147.1 198.1 158.6 78.7 39.67、8 1122 20%13.7 16.5 25.6 13.7 163.6 74.0 154.0 142.7 283.7 402.1 234.1 69.4 1593 197550%31.0 21.5 32.2 44.8 48.3 93.4 387.3 123.1 57.6 68.0 62.9 28.8 999 199375%51.5 55.0 57.2 53.0 110.6 99.8 46.5 31.2 42.3 39.6 32.4 26.0 645 1991白水河口多年平均38.9 39.7 53.0 83.9 127.4 128.3 223.9 204.7 275.7 220.7 109.4 68、55.3 1561 20%19.0 23.0 35.6 19.0 227.7 102.9 214.4 198.6 394.8 559.5 325.8 96.5 2217 197550%43.1 29.9 44.8 62.3 67.2 129.8 538.6 171.2 80.0 94.5 87.4 40.1 1389 199375%71.8 76.5 79.6 73.8 154.0 138.9 64.7 43.4 58.8 55.1 45.1 36.2 898 1991卢河口多年平均64.0 65.4 87.3 138.2 209.8 211.3 368.9 337.1 454.0 363.569、 180.3 91.2 2571 20%31.3 37.9 58.7 31.3 375.1 169.6 353.1 327.2 650.4 921.7 536.7 159.0 3652 197550%73.2 50.8 76.0 105.7 114.0 220.2 913.5 290.3 135.7 160.3 148.2 68.0 2356 199375%118.1 126.0 131.0 121.4 253.5 228.6 106.5 71.5 96.8 90.7 74.3 59.6 1478 19912.5.2.1 孟磨河口以上段设计洪水a）黄江水库至孟磨河口区间洪水黄江水库至孟磨河河口70、区间控制流域面积95.6km2，最大河长17.4km，河道平均比降12.1。区间流域设计暴雨历时取24h。（1）面雨量查算查甘肃省暴雨洪水图集（以下简称图集）年最大1、6、24小时点雨量均值等值线图及相应历时的点雨量变差系数等值线图，根据查图结果，计算XX河XX县城控制流域1、6、24小时频率点雨量，并根据以下公式：H3=H10.387H60.613；H12=（H6H24）0.5，计算得到3小时及12小时不同频率点雨量，见表2-5。黄江水库孟磨河口区间不同频率点雨量成果表表2-5历时（h）均值（mm）CvKp（%）不同频率点雨量（mm）备注51020510201320.72.411.881.371、777.1 60.2 43.8 399.0 78.1 57.4 6500.662.321.841.36116.0 92.0 68.0 12118.5 95.0 71.7 24560.582.161.751.35121.0 98.0 75.6 根据图集甘肃省嘉陵江流域综合时面深关系图，查算流域的不同历时的点面系数，经查，流域1、6、12、24小时的点面系数分别为0.880，0.888、0.906、0.925，并内插得到3小时点面系数为0.885。按扇形流域的流域综合形状改正系数进行控制流域面雨量改正，6小时和24小时流域形状改正系数分别为0.928和0.908，取1、3小时改正系数也为0.92872、，12小时改正系数为0.908。根据以上流域点面系数及流域形状改正系数，可计算控制流域的不同频率面雨量，面雨量计算成果见表2-6。黄江水库孟磨河口区间不同频率面雨量成果表表2-6历时（h）不同频率点雨量（mm）点面系数形状改正系数不同频率面雨量（mm）5102051020177.160.243.80.880.92863.049.135.8399.078.157.40.8850.92881.364.147.16116.092.068.00.8880.92895.675.856.012118.595.071.70.9060.90897.478.159.024121.098.075.60.9250.73、908101.682.363.5（2）雨型分配黄段区间控制流域面积95.6km2，接近100km2，本次根据图集选择主雨峰为3小时的综合雨型，控制流域面雨量分配过程见表2-7。（3）产流计算查图集产、汇流分区图知设计流域为黄土山（林）区，再查分区产流期平均入渗率表，根据试错法进行计算，可得到设计流域不同频率下的产流过程，见表2-8。（4）汇流、瞬时单位线法设计流域为甘肃省黄土（林）区，各参数计算如下：m1，10=0.9F0.18J-0.33=0.898；b=0.28-0.05logF=0.181；5%、10%、20%频率时的m1分别为0.851、0.910和0.997；m2=0.86F-0.274、9J0.53=0.858；n=1/m2=1.2；k=m1/n，则k5%=0.709，k10%=0.758，k20%=0.831。不同频率洪水计算过程见表2-9表2-11。黄江水库孟磨河口区间面雨量分配过程表表2-7历时（h）分配系数雨型过程5%10%20%5%10%20%10.010.10.10.120.020.10.10.130.020.10.10.140.030.20.20.250.030.20.20.260.080.50.50.670.120.70.80.980.45.74.73.690.432.525.618.8100.324.419.214.1110.324.419.214.112075、.385.44.43.4130.223.12.62.0140.120.70.80.9150.110.70.70.8160.110.70.70.8170.10.60.60.7180.060.40.40.4190.050.30.30.4200.050.30.30.4210.030.20.20.2220.030.20.20.2230.020.10.10.1240.010.10.10.1合计1.001.001.00101.682.363.5黄江水库孟磨河口区间净雨过程计算表表2-8 单位：mm历时（h）P=5%P=10%P=20%面降雨入渗量净雨深面降雨入渗量净雨深面降雨入渗量净雨深10.10.10.76、120.10.10.130.10.10.140.20.20.250.20.20.260.50.50.670.70.80.985.74.73.6932.513.6 18.9 25.612.1 13.5 18.810.1 8.7 1024.413.6 10.8 19.212.1 7.1 14.110.1 4.0 1124.413.6 10.8 19.212.1 7.1 14.110.1 4.0 125.44.43.4133.12.62.0140.70.80.9150.70.70.8160.70.70.8170.60.60.7180.40.40.4190.30.30.4200.30.30.4210.77、20.20.2220.20.20.2230.10.10.1240.10.10.1合计101.640.840.582.336.327.863.530.316.8tc888Ptc81.364.147.1f均13.612.110.1I07.66.75.9瞬时单位线法计算5%频率洪水过程表表2-9t（h）t/kS（t）S（t-t）U（t，t）Uh洪水过程(m3/s)18.910.810.8合计00.0000.00.00.011.40.68400.68413.00.013.0344.122.80.7810.6840.0971.87.40.09.2245.134.20.9770.7810.1963.71.78、07.412.1322.745.60.9940.9770.0170.32.11.03.592.657.10.9990.9940.0050.10.22.12.463.668.510.9990.0010.00.10.20.36.870.00.00.10.11.780.00.00.00.3总和1.018.910.810.840.51076.9瞬时单位线法计算10%频率洪水过程表表2-10t（h）t/kS（t）S（t-t）U（t，t）Uh洪水过程(m3/s)13.57.17.1合计00.0000.00.00.011.30.62100.6218.40.08.4223.422.60.8960.6210.279、753.74.40.08.2216.534.00.9730.8960.0771.02.04.47.4197.445.30.9920.9730.0190.30.52.02.873.556.60.9980.9920.0060.10.10.50.820.367.90.9990.9980.0010.00.00.10.25.179.210.9990.0010.00.00.00.11.780.00.00.00.4总和1.012.96.76.726.2981.1.瞬时单位线法计算20%频率洪水过程表表2-11t（h）t/kS（t）S（t-t）U（t，t）Uh洪水过程(m3/s)8.74.04.0合计00.080、000.00.00.011.20.62100.6215.40.05.4144.322.40.8750.6210.2542.22.50.04.7125.633.60.960.8750.0850.71.02.54.3113.644.80.9870.960.0270.20.31.01.642.656.00.9960.9870.0090.10.10.30.514.167.20.9990.9960.0030.00.00.10.24.678.410.9990.0010.00.00.00.11.580.00.00.00.4总和1.08.74.04.016.8446.7根据以上分析，瞬时单位线法计算的黄江水库81、至孟磨河河口区间5%、10%和20%洪峰流量分别为344m3/s、223m3/s和144m3/s。、推理公式法根据甘肃省分区推理公式汇流参数地区综合关系，设计流域为黄土区，按公式m=2.5h-0.6230.637计算汇流参数。=L/（F1/4J1/3）=17.4/（95.61/40.01211/3）=24.24m5%=2.08，m10%=2.40，m20%=3.28按公式=0.278L/（mJ1/3Qm1/4）计算Qm与关系，见表2-12。黄江水库孟磨河口区间Qm与关系曲线表2-12Qm（m3/s）7006005004003002001008050（h）p=5%1.972.052.142.2782、2.432.693.203.393.81P=10%1.711.771.861.962.112.332.782.943.30P=20%1.251.301.361.441.541.712.032.152.41按公式Qm=0.278（ht/t）F计算Qmt关系，见表2-13。黄江水库孟磨河口区间Qm与t关系曲线表2-13t（h）34567891011Qm（m3/s）p=5%35926921618015413512010898P=10%24618514812310692827467P=20%14911289756456504541将以上两条曲线点绘于同一张图上（见图2-2），曲线交点的纵坐标即为所求的83、洪峰流量，横坐标为汇流时间。由图2-2可看出，黄江水库至孟磨河口区间洪水结果如下：Q5%=380m3/s，Q10%=266m3/s，Q20%=181m3/s。、成果的分析与采用根据以上瞬时单位线及推理公式法汇流结果来看，推理公式法的计算结果大于瞬时单位线法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小9.5%、16.2%和20.4%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果，即：Q5%=380m3/s，Q10%=266m3/s，Q20%=181m3/s。b）黄江水库下泄洪水黄江水库防洪标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，根据甘肃省XX县黄江水库除险加固工程初步84、设计报告调洪计算成果，当遭遇500年一遇洪水时，黄江水库坝址洪峰流量为399m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量32m3/s，对50年一遇洪水，水库坝址洪水流量为160m3/s，经水库调节后，水库不泄流，也就是说，对水库坝址50年一遇及50年以下频率的洪水，黄江水库将全蓄而不泄洪。本次XX县XX河城区段治理工程按20年一遇洪水设计，因此，XX县城20年一遇的洪水可不考虑黄江水库的下泄洪水。c）孟磨河河口以上设计洪水孟磨河河口以上XX河干流设计洪水由黄江水库的下泄洪水与黄江水库至孟磨河口区间洪水共同组成，根据前述分析，在本次工程设计标准下，黄江水库不泄洪，则孟磨河口以上干流段的设计洪水仅为黄85、江水库至孟磨河口的区间洪水，根据推理公式法的洪水分析结果，当p=5%、10%、20%时，孟磨河口以上设计洪峰流量分别为380m3/s、266m3/s和181m3/s。2.5.2.2 孟磨河口至白水河口设计洪水XX河孟磨河口至白水河口之间有较大支流孟磨河汇入，同孟磨河口以上设计洪水一样，孟磨河口至白水河口段设计洪水为黄江水库的下泄洪水与黄江水库至白水河口的区间洪水共同组成，根据孟磨河口以上设计洪水分析可看出，黄江水库在50年一遇洪水内不泄水，因此，在本次工程设计标准情况下，孟磨河口至白水河口段的设计洪水仅为黄江水库至白水河口的区间洪水。黄江水库至白水河河口区间控制流域面积142.6km2，最大河86、道长19.7km，河道平均比降9.5。同黄江水库至孟磨河口区间设计洪水计算一样，计算黄江水库至白水河口区间的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-14。该区间设计洪水采用推理公式法的计算结果。由表2-14可看出，瞬时单位线法的计算结果要小于推理公式法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小17.4%、16.4%和20.1%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果。因黄江水库在50年洪水标准内不泄洪，因此，黄江水库至白水河口的20年一遇区间洪水也就是所求的孟磨河口至白水河口段的设计洪水。黄江水库至白水河口区间设87、计洪水计算结果表表2-14流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注黄江水库至白水河口区间瞬时单位线法54371036220203推理公式法5529采用10433202542.5.2.3 白水河口至卢河口设计洪水XX河在白水河口至卢河口之间有较大支流白水河汇入，白水河支流姜席河下游晚家峡峡口修建有晚家峡水库，白水河口至卢河口段设计洪水由黄江水库的下泄洪水、晚家峡水库的下泄洪水及黄晚卢河口区间洪水三部分组成，根据前述分析，本工程设计标准内，黄江水库不泄洪，因此，该段河道的设计洪水实际上只包括晚家峡水库的泄水和黄晚卢河口区间洪水两部分。a）黄晚卢河口区间设计洪水黄晚卢河口区间控制流域面积188、88.6km2，最大河长21.1km2，河道平均比降9.2。同前述两段设计洪水计算一样，计算黄晚卢河口区间的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-15。黄晚卢河口区间设计洪水计算结果表表2-15流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注黄晚卢河口区间瞬时单位线法55441044920250推理公式法5650采用1054020318由表2-15可看出，瞬时单位线法的计算结果要小于推理公式法，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法分别比推理公式法小16.3%、16.9%和21.4%，本次从工程的安全角度考虑，采用推理公式法的计算结果。89、b）晚家峡水库下泄洪水晚家峡水库防洪标准为50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，根据甘肃省XX县黄江水库除险加固工程初步设计报告调洪计算成果，当遭遇1000年一遇校核洪水时，晚家峡水库坝址洪峰流量为839m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量130m3/s；对50年一遇设计洪水，水库坝址洪水流量为304m3/s，经水库调节后，水库最大下泄流量32.8m3/s，因水库泄流量不大，本次水库坝址设计洪水不做分析，按不利情况考虑，即将水库50年一遇以下洪水按50年一遇洪水对待，水库泄流也均按50年一遇洪水泄流对待，水库泄流量为33m3/s。c）白水河口至卢河口河段设计洪水XX河在白水河口至卢河90、口河段设计洪水由三部分组成，即黄晚卢河口区间洪水、黄江水库下泄洪水和晚家峡水库下泄洪水，根据上述分析，黄江水库50年以下洪水不泄洪，则该段的设计洪水仅为黄晚卢河口区间洪水与晚家峡下泄洪水之和。黄晚卢河口区间5%、10%和20%设计洪水分别为650m3/s、540m3/s和318m3/s，晚家峡水库5%、10%和20%频率的下泄洪水均按33m3/s对待，按最不利的形式将两部分洪水进行组合，即采用峰峰叠加，得到XX河白水河口至卢河口河段的5%、10%、20%频率设计洪水分别为683m3/s、573m3/s和351m3/s。2.5.2.4 干流洪水成果的合理性分析a）与调查洪水比较1972年9月，甘91、肃省水文总站对XX河洪水作了全面细致的调查，分别在XX、石堡两个地段进行了调查推算，调查成果见表2-11，1979年7月14日、1983年8月3日，XX河相继发生了两次特大洪水，根据XX县水电局的测算成果，1984年8月3日洪水洪峰流量为210m3/s，1979年7月14日洪水洪峰流量为304m3/s，对上述调查洪水按大小顺序进行排列，见表2-16。由表可看出，上世纪XX河发生了较大洪水7场，调查到的最早洪水为1915年，距今约为90年，从洪水的排位来看，1959年洪水排位第四，其洪水重现期应为23年一遇，洪峰流量419m3/s，该场洪水发生在黄江水库和晚家峡水库修建之前，为XX县城以上的全流92、域洪水，理论上应该大于水库修建后的洪水计算结果。该场洪水比本次计算的孟磨河口以上河段洪水大9.3%，黄江水库控制面积24.4km2，占孟磨河河口以上总流域面积的20%，如果将该场洪水按面积比拟法折算到水库修建后的区间流域，则洪峰流量约为360m3/s，比本次计算的洪水成果380m3/s小5.3%；1984年洪水洪峰流量为210m3/s，根据推算，该场洪水重现期应为13年一遇，为黄江水库修建后的区间洪水，比本次计算孟磨河河口10年一遇洪水266m3/s小21.1%。从历史洪水比较分析，本次计算的设计洪水基本合理，且有一定的安全余地。XX县城段调查洪水成果表表2-16年份194319151949193、959197919531984流量（m3/s）1030663449419304228210b）与其它设计成果比较1993年10月，甘肃省水利科学研究院编制的甘肃省XX县XX河防洪治理工程扩大初步设计报告，2007年10月，甘肃省甘兰水电建筑设计院编制完成的甘肃省XX县XX河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告，两报告中洪水分析成果，XX河卢河口以上5%、10%和20%的洪峰流量均为724m3/s、478m3/s和279m3/s，其中5%频率洪水比本次的计算结果大约6.0%，10%、20%频率洪水比本次计算结果小16.6%和20.6%；从以前计算的洪水与本次计算的洪水成果比较来看，差异主要是因为计算过94、程中采用的雨型分配不同，甘肃省XX县XX河鱼山至张庄堤防工程初步设计报告及甘肃省XX县XX河防洪治理工程扩大初步设计报告采用的是主雨峰6小时雨型，而本次计算采用的是主雨峰为3小时的雨型分配过程，从XX县邻近的成县1964年7月21日暴雨的降雨过程来看，其降雨分配比例更加接近3小时为主雨峰的雨型分配系数，因此，采用3小时主雨峰的雨型分配更加合理，从计算结果看，本次计算的洪水结果也是安全的，因此，可以采用本次洪水计算成果。2.5.2.5 干流设计洪水成果采用XX河XX县城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95、表2-17。XX河XX县城段设计洪水采用成果表表2-17 单位：m3/s河段P（%）备注51020孟磨河口以上388266181段白河段529433254白卢河段6835733512.5.3 支流河口段设计洪水XX河XX县城段主要支流有孟磨河、白冯沟、任河和白水河，其中白水河为最大支流，各支流的河道基本参数见表2-18。XX河支流河道基本参数表表2-18河流名称控制面积（km2）河道长度（km）平均比降（）备注孟磨河26.09.719.3白冯河5.85.526.1任河12.710.726.0白水河11015.621.0支流河口设计洪水以孟磨河为代表流域，计算孟磨河的设计洪水，根据孟磨河设计洪水96、的计算结果，按面积比拟法推算其它支流。 孟磨河控制流域面积26.0km2，最大河长9.7km，河道平均比降19.3。同前述干流设计洪水计算一样，计算孟磨河控制流域的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，两种方法的计算结果见表2-19。孟磨河设计洪水计算结果表表2-19流域计算方法设计频率（%）洪峰流量（m3/s）备注孟磨河瞬时单位线法51241086.82054.3推理公式法5122采用10852058由表2-19可看出，瞬时单位线法的计算结果与推理公式法计算结果很接近，5%、10%和20%频率时瞬时单位线法与推理公式法的计算结果仅相差1.6%、2.1%和6.4%97、，同干流洪水计算保持一致，孟磨河设计洪水采用推理公式法的计算结果。根据孟磨河洪水计算结果，按面积比拟法（面积比指数取2/3）推算其它支流设计洪水，计算结果见表2-20。XX河支流设计洪水计算成果表表2-20河流名称控制面积（km2）P（%）51020孟磨河261228558白冯河5.844.9 31.3 21.3 任河12.775.7 52.7 36.0 白水河48183.6127.987.3 以上计算中，白水河流域面积为扣除水库流域面积后的区间流域面积，其河口设计洪水应为区间洪水与水库泄水之和，同干流白水河至卢河口洪水分析一致，晚家峡水库的50年一遇以内洪水下泄流量都按50年一遇考虑，即3398、m3/s，则白水河河口的5%、10%、20%频率设计洪水分别为216.6m3/s、160.9m3/s和120.3m3/s。2.5.4 支流河口分期设计洪水估算XX河流域为无资料地区，西汉水干流顺利峡水文站控制流域面积太大，不能作为本次XX河及其支流分期洪水分析的依据。各支流的分期洪水采用年最大洪水的同一方法进行估算。因缺乏流域的非汛期暴雨资料，本次非汛期暴雨均值根据年最大暴雨均值进行估算，根据非汛期时段内的最大月的降雨量均值与年最大月暴雨量均值的比值以及查图法查得的时段最大暴雨均值，估算非汛期的1、6、24小时暴雨，各时段的暴雨变差系数直接采用年最大暴雨的变差系数。同年最大洪水计算一样，分期以99、孟磨河为代表流域，计算孟磨河控制流域非汛期各时段的设计暴雨及产流过程，并按瞬时单位线法和推理公式法进行区间的汇流计算，从安全角度考虑，采用推理公式的计算结果。并根据孟磨河的非汛期洪水计算结果，按面积比拟法计算其它支流的设计洪水，因洪水量级较小，白水河非汛期的洪水不考虑上游晚家峡水库的泄水。XX河干流及其支流非汛期各时段洪水的计算结果分别见表2-21、表2-22。XX河非汛期洪水估算成果表表2-21河段时段（月）P（%）51020孟磨河以上56136 110 76 10112 81 60 11498 74 52 孟磨河白水河56177 143 99 10146 105 78 114127 96 100、68 白水河以下56214 172 120 10176 127 94 114154 116 82 XX河支流非汛期洪水估算成果表表2-22河流名称时段（月）P（%）51020孟磨河5657463210473425114413122任河5635.4 28.5 19.8 1029.2 21.1 15.5 11425.4 19.2 13.6 白冯河5621.0 16.9 11.8 1017.3 12.5 9.2 11415.1 11.4 8.1 白水河5685.8 69.2 48.2 1070.7 51.2 37.6 11461.7 46.7 33.1 2.6 泥沙2.6.1 泥沙特性XX河为西汉水101、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XX河流域的泥沙特性分析：（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。例如1984年，顺利峡站年径流量8.704亿m3，为多年平均径流量的2.89倍。年输沙量3185万t，为多年平均输沙量的3.77倍。1967年，年径流量8.010亿m3，为多年平均径流量的2.66倍，年输沙量1564万t，为多年平均输沙量的1.85倍；1997年，年径流量0.451亿m3，为多年平均径流量的0.150倍，年输沙量仅11万t，为多年平均输沙量的0.01倍。（2）来沙量年际变化大顺利峡站41年实测资料中，最大年输沙量为102、3185万t（1984年），最小为11万t（1997年），最大为最小的290倍，而最大年径流量为最小的19.3倍，泥沙的年际变化比径流的年际变化更大。（3）年内分配不均匀汛期（69月）输沙量占年输沙量的88.1%，其中78月占64.6%，而非汛期的11月3月5个月的总输沙量不足年输沙量的1%。2.6.2 坝址输沙量XX河流域无水文测站，西汉水顺利峡站控制流域面积较大，用该站的实测泥沙资料分析本次工程坝址的输沙，误差较大，但XX河干流上游修建有黄江水库，支流白水河也有王家峡水库，两库的实测泥沙淤积资料基本能代表XX河XX县城段以上流域的多年平均输沙情况。黄江水库1959年动工，1960年建成，控103、制流域面积24.4km2，根据该库1999年3月库区实测结果，39年来该水库总淤积量为178万m3，平均每年的淤积量为4.56万m3，泥沙的干容重按1.4t/m3计算，水库多年平均淤积量为6.38万t，控制流域的多年平均输沙模数为2615t/km2（含推移质）。晚家峡水库1959年动工，1964年竣工投入运行，控制流域面积62km2，根据该库2000年6月库区实测结果，近35年来该水库总淤积量为412万m3，平均每年的淤积量为11.8万m3，泥沙的干容重按1.4t/m3计算，水库多年平均淤积量为16.52万t，控制流域的多年平均输沙模数为2664t/km2（含推移质）。由以上两个水库的实际淤积104、量计算的流域输沙模数基本接近，晚家峡水库控制流域仅比黄江水库大1.9%，为偏于安全，本次XX河流域多年平均输沙模数取2670t/km2。根据确定的流域输沙模数可计算工程坝址的多年平均输沙量，考虑黄江水库和晚家峡水库无专门的排沙设施，各水库控制流域的泥沙基本全部淤积在库内，因此，计算本次工程坝址的输沙量时扣除水库的控制流域面积。XX河各河段多年平均输沙量计算结果见表2-23。XX河流域内无推移质和悬移质泥沙输沙的相关资料，根据陕西省黄土山区的推移质所占比重，按比例系数法估算坝址的推移质输沙量，推移质所占比例按15%考虑，则各河段的悬移质和推移质输沙结果见表2-23。XX河XX县城段多年平均输沙量105、成果表表2-23河段孟磨河河口以上白水河河口以上卢河河口以上备注控制面积（km2）95.6142.6188.6输沙模数（t/km2）267026702670多年平均输沙量（万t）25.538.150.4其中悬移质21.6732.3942.8485%推移质3.835.727.5615%2.7 蒸发2.7.1 水面蒸发（1）观测资料及采用蒸发器皿XX河XX县城段治理工程位于XX县县城，本次直接采用XX县气象站的水面蒸发资料进行分析。观测仪器：采用的蒸发数据为20cm口径套盆蒸发皿数据结果。（2）蒸发器（皿）折算系数K值的确定口径比较小的蒸发器皿观测所得的蒸发量，需乘以折算系数K才能换算成大型蒸发池106、的蒸发量，即近似自然水体的蒸发量。由于泾河流域没有K值的对比资料，故借用距流域较近的重庆站资料确定。（3）多年平均年、月蒸发量根据XX气象站的蒸发资料计算，多年平均蒸发量为1287.8mm，各月蒸发量见表2-24。XX县气象站多年平均年、月蒸发量表表2-24 单位：mm月份123456789101112年蒸发皿蒸发量41.848.289.5139.1165.9180.8173.0159.395.677.051.340.81262.5折减系数K0.650.560.500.500.560.550.570.640.700.790.880.820.61水面蒸发量27.2 27.0 44.8 69.6 107、92.9 99.4 98.6 102.0 66.9 60.8 45.1 33.5 767.7 %3.54 3.52 5.83 9.06 12.10 12.95 12.84 13.28 8.72 7.92 5.88 4.36 100 从上表可以看出，水面最大蒸发量出现在8月，最小蒸发量在2月，58月蒸发量占年蒸发量的51.2%，112月蒸发量仅占全年蒸发量的11.4%。（4）水面蒸发增损计算根据径流计算结果，XX河卢河口以上多年平均年径流量为2571万m3，径流深为93.5mm，区间平均面雨量为533.9mm，降雨量减去径流量即为该地区的陆面蒸发量，即440.4mm。水面蒸发与陆面蒸发之差即为水108、面蒸发的增损量，则XX河XX县城水面蒸发增损量为327.3mm。573 工程地质3.1 区域地质概况3.1.1地形地貌XX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XX河冲积平原，XX河由南流向北。县城西侧为西山，东侧为观山，高程约1787m以上，相对高差约200m，两岸山坡多呈缓坡地形，局部为陡坡，总体上西山较陡，观山较缓。XX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。XX河发育三级阶地，级阶地分布较少，仅在白水河口附近零星分布，高出河床约1520m；级阶地在左岸发育较好，高出河床1015m，宽度较大，一109、般约200m；级阶地在两岸均有分布，高出河床约25m，宽度约200300m，最宽处可达500m，阶面较平缓，经后期人工改造，多成为农田和村镇，城区段由于后期改造，前缘与河漫滩界线不清。据地形地质资料，XX河属于游荡型河流，原始河床及漫滩宽度约300450m，城区段经人工改造后，左岸修建了堤防，使河床及河漫滩宽度变成了目前的5070m，据查阅有关资料，城区中山街以东在地貌单元上均为XX河河漫滩，白水河以北则为两河相交的三角洲地带。3.1.2地层岩性工程区基底为上第三系（N2）泥岩，覆盖有第四系（Q）松散堆积层，由老至新分述如下：1）上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，可见有棕红色夹层，偶夹砂岩110、层，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，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。2）第四系上更新统（Q3eol）黄土：灰黄色，具大孔隙及垂直节理，上部质地较均，结构疏松，下部为成层的钙质结核，分布在斜坡表层，厚度620m。3）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。3.1.3地质构造及地震基本烈度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111、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度。3.1.4水文地质工程区为两山夹一沟的地形形态，XX县城位于XX河一级阶地及河漫滩上，XX河为当地最低侵蚀基准面，孟磨河、任河、白冯河、白水河及卢河均汇入XX河。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XX河排泄。3.1.5不良物理地质现象工程区植被稀少，水土流失严重，不良物理地质现象有滑坡和泥石流。滑坡一般分布在河流谷坡地带，多为浅层牵引式滑坡，少量深层滑坡，形成机理主要由于下部泥岩隔水、软化、泥化，在重力作112、用下上部的黄土层产生滑移，滑动面一般在岩性界线附近。在白水河上游分布一滑坡，名为西山深层滑坡，目前局部处于蠕动状态，不在本次治理的河段范围内。在2#坝下游右岸，分布有一个浅层小型滑坡，由于修建过境公路，正在对该滑坡进行开挖清理。泥石流一般分布在支沟内，支沟径流量变化较大，水土流失较为严重，在洪水季节固体物质含量较大，一般在沟口形成了面积大小不一的洪积扇。工程区内主要洪积扇分布在卢河河口，面积较大。3.2 蓄水区工程地质条件3.2.1地质概况3.2.1.1地形地貌蓄水区位于XX河河道内，总长度约4.89km，孟磨河、白冯河、任河及白水河均汇入XX河，XX河左岸至中山街一带均为XX河河床及河漫滩，113、经人工改造，现为XX县城区，地面高程15881574m，高出现河床约1.27m；右岸大部分为一级阶地，局部为支流河床、滑坡体及黄土缓坡，多呈缓坡地形，地面高程15931568m，阶地一般高出现河床约1.52.2m，滑坡体及黄土坡高出现河床约715m。东河桥上游为在建的过境公路工程，公路路面高出河床约2.54.7m。3.2.1.2地层岩性据调查了解及探坑揭示，蓄水区基底为上第三系（N2）泥岩，左岸上部为人工堆积杂填土，下部为砾石层；河床表层为砾石层；右岸多为一级阶地，上部为砂壤土，下部为砾石层，分述如下：1）人工堆积（Q4s）杂填土，以壤土、砂壤土为主，含有大量建筑及生活垃圾为主，结构松散，质地114、不均，力学性质差，主要分布在XX河左岸及河床表层，厚度0.53.5m。2）全新统冲积堆积（Q43al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，松散稍密状态，分布在河床及漫滩上，厚度约1.25m，在白水河上游段厚度较小，下游厚度较大，上部可见有大量的生活垃圾，由于受污水污染，局部段砾石层变成了黑色，具臭味。3）全新统冲积堆积（Q41al）砂壤土：分布于一级阶地上部，结构松散，以粉粒为主，含少量砂粒，局部含有细砂等，具水平层理，厚度12m。4）全新统冲积堆积（Q41al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，呈稍密中密状态，分布在一级阶地下部，115、厚度约23m。5）上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，可见有棕红色夹层，偶夹砂岩层，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，埋藏在松散堆积物之下。3.2.1.3地质构造及不良物理地质现象蓄水区两岸基本为已建堤防，地形较平坦，未发现较大的不良物理地质现象，仅在白冯河上游6070m处的右岸，分布一小型浅层滑坡体，滑体为黄土，滑动面沿泥岩上部约0.51.0m，方量约0.5万m3，目前已对该滑坡进行开挖清理，对本工程建设无影响。3.2.1.4水文地质条件1）区域水文地质资料分析从地形上看，两岸水系发育，左岸有白冯河、白水河，右岸孟磨河、任河及卢河，均汇入XX河；从地层上看，蓄水区河床上部116、为第四系（Q）松散堆积的壤土、砂壤土、砾石层等，厚度约1.25m，具弱中等透水性，下部的上第三系（N2）泥岩，层位稳定，厚度较大，微透水或不透水，为稳定的隔水层；蓄水区地下水主要为孔隙潜水，受大气降水、侧向地下水及上游河水补给，赋存在砂、砾石层中，向下游及XX河排泄。2）城区两岸地下水调查据探坑揭示，地下水一般高于泥岩层面0.52m，在东河桥右岸过境公路施工现场，可以明显的看出，右岸地下水沿泥层表层流向XX河。本次沿XX河两岸调查了29眼民井，见表31。从调查结果可以看出：（1）两岸河漫滩处的井水位一般低于河水位，一级阶地上的井水位一般高于河水位。（2）离河床远的井水位一般高于离河床近的井水位117、，河流上游的井水位高于下游井水位。据收集到的资料以及地形地貌、地层岩性、城区地下水开采等综合因素分析认为：蓄水区两岸地下水为孔隙潜水，含水层主要为砾、卵石层，厚度约25m，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。经室内试验砾石层渗透系数为1.231021.3102cm/s，具中等透水性，单井出水量50300m3/d。由于城区长期开采地下水，形成了面积较大的地下水漏斗，漏斗主要集中在XX河左岸及白水河附近，所以，在离河床较近的井水位低于河水位，也表明了左岸河水补给地下水，XX河两岸的地下水为XX县居民生活生产的水源地，在工程建设118、时，不能使地下水位大幅度的抬高或降低，抬高了会对城区建筑物产生浸没等不利影响，降低了使水源安全受到威协。蓄水区两岸水井调查表表3-1位置井号井口高程（m）地下水埋深（m）地下水位（m）地貌单元井与河道距离（m）相应断面河水位（m）地下水与河水位差（m）左岸J11590.74.21586.5河漫滩2101587.9-1.4J21597.67.31590.3一级阶地36015873.3J31586.721584.7河漫滩1001586-1.3J41585.11.71583.4河漫滩751584.2-0.8J51587.93.81584.1河漫滩3501584.2-0.1J61585.74.3158119、1.4河漫滩1101581.7-0.3J71584.53.21581.3河漫滩601581.20.1J81581.53.61577.9河漫滩601578.08-0.18J91579.753.21576.55河漫滩551576.61-0.06J101579.13.41575.7河漫滩351576.18-0.48J111578.53.31575.2河漫滩771575.39-0.19J121576.26.31569.9河漫滩2901571.4-1.5J131576.96.31570.6河漫滩3001570.20.4J141575.54.91570.6河漫滩16015700.6J151569.31.4120、1567.9河漫滩2001567.20.7J161572.261566.2河漫滩13015660.2右岸J171588.83.151585.65河漫滩271587.5-1.85J181587.331584.3河漫滩331585.2-0.9J1915851.51583.5河漫滩13515830.5J201583.94.21579.7一级阶地991579.380.32J2115836.51576.5一级阶地1331577.87-1.37J221582.83.51579.3一级阶地751577.631.67J2315803.21576.8一级阶地351576.380.42J241581.243.71121、577.54一级阶地701575.392.15J251574.41.81572.6一级阶地501572.92-0.32J2615733.31569.7一级阶地451570.1-0.4J271571.53.61567.9一级阶地3501569.5-1.6J281571.12.61568.5一级阶地1401569.4-0.9J2915681.81566.2一级阶地901566.7-0.5（3）地下水的侵蚀性据XX县西峪乡小杜至十里新城公路工程地质勘察报告，地表水和地下水水质均属于HCO3Ca2或HCO3SO42Ca2Mg2型水，地表水对砼无腐蚀性，除孟磨河出口处地下水对砼具弱腐蚀性外，其余地段地下122、水对砼均无腐蚀性。3.2.1.5蓄水区河床物质组成及物理力学性质据探井资料揭示，垂向上，蓄水区河底岩性可分为三层，上部为砾石层，含有大量壤土及生活垃圾，厚度约0.51.0m，力学性质较差；中部为砾石层，较纯净，稍密中密状态，厚度24m，底部为泥岩。纵向上，在白水河（两河口）上游砾石层颗粒较细，向下游颗粒变粗。本次在河道内取砾石样品6组进行了试验。根据工程性质特征，将蓄水区两岸地层岩性分为7层，据试验资料及工程地质类比，给出各层土物理力学性质指标建议值，见表3-2。3.2.2蓄水区工程地质问题及评价3.2.2.1蓄水区两岸堤防稳定问题XX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123、。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1.52.0m，堤身为经过碾压的碎石土，堤基、堤身稳定。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11.5m，在白水河右岸及城区部分地段为新建堤防，堤防底脚修建了近4m宽的水平铺盖，部分地段浆砌石基础座落在下部泥岩之上，未发现堤防有大面积滑移、坍塌等现象，局部地段发现堤防浆砌石基础悬空现象，原因为浆砌石基础埋深较浅，被河水冲刷所至，总体认为目前堤身基本稳定，局部地段堤基不稳。在湖区蓄水后，堤防内外侧水头差 02.5m，蓄水时湖水向两侧地下水补给，堤防基本稳定，但如果124、湖水位骤降时，两侧地下水补给湖水，在堤外水头及饱和土压力作用下，浆砌石砌筑质量较差地段可能会产生滑移或坍塌现象。在吊桥上游两岸堤防浆砌石基础有出露及悬空现象，吊桥下游砌石体完好，局部底脚处已加固，设置有宽约4m的水平铺盖，堤防稳定。根据工程地质类比堤身杂填土天然密度1.55 g/cm3， 渗透系数3.5103cm/s，饱和快剪内摩擦角2025， 凝聚力1520KPa，堤基砾石层天然密度1.73 g/cm3， 渗透系数1.5102cm/s，水下自然休止角30，水上自然休止角34，允许水力坡降0.1。土的物理力学指标建议值表32岩层编号地层时代岩性天然密度承载力渗透系数自然休止角原状饱和快剪允许水125、力坡降允许不冲流速水上水下凝聚力内摩擦角df0Kvcg/cm3KPacm/s度kPa度J允许cm/sQ4s杂填土1.551003.510315202025浆砌石1.010-3Q43al砾石层1.731801.510234300.10.5砾石层1.792601.510236330.10.5Q41al砂壤土1.581503.51031015砾石层1.903001.510238360.10.70N2泥岩320不透水3.2.2.2蓄水区渗漏问题据调查了解及探井资料显示，蓄水区左岸上部为杂填土，中部为砾石层， 蓄水区底表层为砾石层，右岸多为一级阶地，表层壤土，中部砾石层，湖区基底为泥岩，砂壤土及杂填土具126、弱透水性，砾石层具中等透水性，泥岩具微透水性，可视为相对隔水层。据对民井调查，左岸50100m范围内地下水位低于河水位，水位差一般为0.21.4m，最大为1.85m，河水补给左岸地下水；右岸大部分地段地下水补给河水，局部河水补给地下水；从纵向上看，上游地下水补给下游地下水；根据地形地貌及水文地质环境分析，在白水河和XX河交汇处的邓矿和人大住宅楼一带为上游段地下水向河流排泄的通道。蓄水后，水将沿两侧的砾石层及填土层向两岸产生大量的渗漏，加之两岸山坡地下水河床补给等综合因素的影响下，两岸地下水位会抬高于湖水位齐平，除了城区开采的地下水后，水会沿砾石层向下游及河流排泄，汇入XX河。据表3-2各层土的127、物理性质指标，按蓄水平均深度1.5m时，采用坝基渗漏计算公式对湖区两侧渗漏量进行计算： 式中：Q渗漏流量 m3/d；B湖区长度，取每100m为一计算单位；K渗透系数，浆砌石取K=1.010-3cm/s，砾石层取1.5102cm/s ；H湖区及堤防后平均水头差，按2.0m；M含水层厚度，按湖区分别的6个地质剖面分别取值；b堤基宽度，浆砌石取1.5m，堤基砾石层取4.0m ；在湖区分别选取了湖区-6个断面对左岸渗漏进行计算，计算结果见表3-3，由表可以看出：若不进行防渗处理，仅蓄水区左岸每天渗漏量可达4.9万m3，若全部采用浆砌石体砌护，每天渗漏量可达0.48万m3。湖区左岸渗漏量计算表表3-3断128、面编号湖区长度渗透系数(m/d)水头差含水层厚度堤基宽度渗漏量左岸湖区总长度总渗漏量砌石砾石砌石砾石砌石砾石砌石砾石BKHMbQLQmm/dmmmm3/dmm3/d1000.86412.9622.81.548396043001000.86412.96231.548694343001000.86412.9622.11.5471102743001000.86412.9621.81.5465105843001000.86412.9621.11.5446113943001000.86412.9625.71.541137574300平均值789814300333542163最大值113113943004129、86848992最小值4675743001994325423.2.2.3蓄水后对两岸建筑物的影响蓄水区两岸为XX县城区段，吊桥上游为一低洼地带，高程与现河床基本一致，大部分为空地，有少量的一二层居民楼房，基础埋深一般11.5m；吊桥下游为主城区段，两岸地面一般高于现河床约24m，建筑物以多层楼房为主，基础埋深一般35m，多采用灌注桩基础和筏板基础；国税局家属院下游左岸高于现河床56m，多为一二层居民楼房，少量三四层楼房，基础埋深一般1.52m；右岸为耕地，高于现河床约1.53m。区蓄水后，河底及周边如不进行防渗处理，河水渗漏补给两岸地下水，加之两岸山坡地下水向河流补给，在两个方向地下水的综合影130、响下，蓄水区附近地下水位会很快升高，现状地下水位可能会抬高约22.5m，由此推算，地下水位会高于某些建筑物的基础高程，对建筑物基础产生浸没影响，如新开发区处局部低洼地段会浸没成溏，在河道中心桩号0+570上游右岸以及桩号4+330、4+780左岸的耕地会因毛细管水上升，形成土地盐碱化。3.2.2.4蓄水区地质问题综合分析结合地质现象对蓄水区地质问题综合分析如下：（1）蓄水区两岸浆砌石堤防整体处于稳定状态，局部底脚被河水冲刷，其主要原因是浆砌石体埋深不够。（2）蓄水区右岸地下水补给来源主要为山坡地下水补给，向河流侧向排泄及少量的人工开采。左岸地下水补给来源主要有三种方式:一为左岸山坡地下水补给，131、二为河流上游地下水补给，三为蓄水后河流侧向补给。地下水排泄主要有两种方式:一是通过下游的两个排泄通道向XX河排泄，二是人工大量的开采，目前无开采统计资料，但从水位资料分析，城区人工开采量大于左岸山坡及上游河流补给量。（3）蓄水后若不进行防渗处理水会向两侧产生大量的渗漏，两岸山坡的地下水向河流补给，二者综合影响下，使两岸地下水位抬高，对建筑地基及部分耕地产生浸没现象。（4）不管是对蓄水区采取水平铺盖防渗或是垂直防渗，均会相对阻止河水补给两岸地下水，在人工开采量不变的情况下，城区地下水位可能会降低，若不对蓄水区防渗，蓄水区会大量补给两岸，城区地下水位会大幅抬高，对两岸建筑物产生浸没影响。综合考虑，132、初步建议对桩号3+300上游河段蓄水区进行垂直防渗，防渗体深入至泥岩以下0.51.0m，对3+300下游河段采取水平铺盖防渗，使河底的砾石层可做为地下水的排泄通道。3.3 坝址工程地质条件3.3.1地质概况3.3.1.1地形地貌1#、2#坝位于拟建新区内，河床宽度50m左右，地面高程1587.71588m，两岸为已建堤防；右岸为一级阶地，呈二元结构，阶面高程1592.71593.5m，向河流缓倾；左岸为河漫滩，宽度约150m，地形平坦，地面高程1588.71590m，沿漫滩前缘为宽约15m的过境公路，路面高程1590.2m。3#坝位于吊桥上游约120m处，河床宽度48m左右，地面高程1585.133、71584.5m，两岸为已建堤防，堤防高度约3.0m，基础埋深约0.51.0m，地貌单元均为河漫滩，右岸地面高程1585.71586.0m；左岸地面高程1585.51586.0m.4#坝位于白冯河上游约200m处，河床宽度50m左右，地面高程15831585m，由于施工原因，河道内已被开挖，高低不平，地层岩性均已被扰动；左岸为已建堤防，堤防高度约4.5m，基础埋深约0.51.0m，地面高程1585.5m；右岸高程约1583m，两岸地貌单元均为河漫滩，在坝址下游约250m处为一小型滑坡体，目前已清理，对工程建设无影响。5#坝位于白冯河下游约110m，河床宽度50m左右，地面高程15811582m134、，由于施工原因，河道内已被开挖，高低不平， 地层岩性均已被扰动；左岸为已建堤防，堤防高度约4.5m，基础埋深约0.51.0m，地面高程1581.5m；右岸高程约1580m，两岸地貌单元均为河漫滩。6#坝位于花园桥下游约150m处，现河床宽度43m左右，地面高程1577.631578.90m，左岸已建堤防，堤防高度约3.8m，基础埋深约1.0m，堤脚处建有宽33.5m的水平铺盖，堤后为城区段，地面高程1579.451580.69m；右岸为一级阶地，大部分为居民宅基地，人工改造抬高了地面，局部有少量耕地，地面高程1579.201582.57 m。7#坝位于东河桥下游约30m处，河床宽度50m左右，135、高程1575.091575.60m，由于施工原因，河道地层岩性均已被扰动，左岸为河漫滩，已建有堤防，堤脚处设置了铺盖，堤防高度约3.5m，基础埋深约0.51.0m，堤后为城区，地面高程1577.831579.32m；右岸为一级阶地过境公路，目前沿阶地前缘正在施工过境路的浆砌石挡墙，墙高约7m，墙脚深入泥岩下2.0m，设计路面高程约1580m。8#坝位于两河口下游约160m处，现河床宽度75m左右，高程1572.11572.5m，左岸为河漫滩，已建有堤防，堤防高度约2.5m，基础埋深约0.51.0m，堤后为城区，地面高程1574.21573.9m；右岸为一级阶地，现被改造为木材市场，地面高程15136、73.5m。9#坝位于下游伏羲大道旁，该处为河道大弯道，左岸为城区段，右岸一级阶地，地形平坦，地面高程1570.5m ，根据XX县XX河鱼山张庄堤防工程初步设计报告拟对该河段进行截弯取直后修建堤防。10#坝位于卢河河口上游约100m处，现河床宽度约70m，高程约1566.81567.6m，左岸为河漫滩及城区，地面高程1567.41575.1m，右岸为卢河河漫滩，地面高程1567.9m。3.3.1.2地层岩性坝址区基底为上第三系（N2）泥岩，上部为第四系（Q）冲积物，坝区地层岩性可为7层，分述如下：人工堆积（Q4s）杂填土：灰褐色灰黄色，以碎石土、建筑垃圾和壤土等，可见少量砖石碎块及炉渣，结构杂137、乱，主要为两岸堤防堆积物，厚度22.5m。人工堆积（Q4s）浆砌石：以灰岩为主，厚度约0.30.5m，分布在两岸堤防，埋深约11.5m，局部由于水流冲刷露出地面。全新统冲积堆积（Q43al）砾石：灰黄色，以灰岩为主，含少量花岗岩、砂岩等，多呈扁平状，松散，含有大量的生活垃圾，厚度约0.5m，分布在河床表层。全新统冲积堆积（Q43al）砾石：灰黄色，以灰岩为主，含少量花岗岩、砂岩等，多呈扁平状，粒径一般13cm，含有少量卵石颗粒，约占5%，纯净，稍密，厚度约2.5m，分布在河床及漫滩下部。全新统冲积堆积（Q41al）砂壤土：分布在右岸一级阶地上部，结构松散，以粉粒为主，含少量砂粒，局部含有细砂等138、，具水平层理，厚度2.0m。全新统冲积堆积（Q41al）砾石层：灰黄色，主要成份为砂岩和石灰岩，少量的火成岩，多呈扁园状，呈稍密中密状态，分布在右岸一级阶地下部，厚度约23m。上第三系（N2）泥岩：青灰色、灰绿色，泥质结构，薄层状构造，易风化，透水性差，遇水易软化，强风化层厚度约1.52.0m。3.3.1.3水文地质坝址区均为孔隙潜水，受降水和上游河水补给，赋存在砾石层中，其中白水河以上，右岸地下水补给河水，河水补给左岸，下部泥岩为相对隔水层。白水河以下，两岸地下水补给河水，下部泥岩为相对隔水层。3.3.2主要工程地质问题及评价3.3.2.1建基面的选择在整个工程区地层岩性表现为两岸为堤身杂填139、土和全新统冲积堆积砂壤土，下部均为层砾石层，河床表层为层砾石，厚度约0.5m，含有大量生活垃圾。两坝肩杂填土及河床表层的层砾石，含有生活垃圾，力学性质较差，下部层砾石较纯净，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砾石，坝肩边墩座落在下部层泥岩上，坝基座落在层砾石上。3.3.2.2坝基稳定问题a）坝基承载力除3#、5#坝外，其他坝坝基土座落在砾石层上，边墩座落在层泥岩上，坝基土的物理力学性质指标建议值见表24，砾石层承载力为260KPa，层泥岩承载力为320KPa。3#，5#坝基为层泥岩，坝基土的物理力学性质指标建议值见表24，层泥岩承载力为320KPa。b）坝基抗滑稳定分析除3140、#、5#坝外，其他坝坝基座落在层砾石上，砾石层呈稍密状态，强度较高，下部为层泥岩，由于坝基上部荷载较小，坝基岩土强度较高，不存在浅层及深层滑动问题。3#、5#坝坝基座落在层泥岩上，强度较高，不存在浅层及深层滑动问题。c）坝基渗透稳定条件白水河以上段坝基砾石层室内定名为级配不良砾，巨粒含量为0.5%，砾粒含量为92.5%，砂粒含量为6.5%，细粒含量0.5%，不均匀系数2.5，按水利水电工程地质勘察规范GB5028799附录M判定坝基渗透变形类型为管涌，建议允许水力坡降J允许0.1。白水河以下段，坝基砾石层室内定名为级配良好砾，巨粒含量为11%，砾粒含量为81.5%，砂粒含量为7%，细粒含量0.141、5%，不均匀系数9.5，按水利水电工程地质勘察规范GB5028799附录M判定坝基渗透变形类型为管涌型，建议允许水力坡降J允许0.1。3.3.2.3坝基渗漏问题除3#、5#坝基外，其他坝基为层砾石，具中等透水性，下部为隔水的层泥岩，若不进行坝基防渗处理，各坝段将产生较大的渗漏。3#、5#坝段坝基坝基座落在层泥岩上，泥岩层位稳定，厚度大，透水性极差，可视为不透层，不存在坝基渗漏问题。3.3.2.4坝基土物理力学指标建议值据工程类比和试验资料，坝基各层土的物理力学指标建议值见表32。3.4泵站工程地质3.4.1 1#、2#泵站工程地质条件3.4.1.1地质概况1#、2#泵站分别位于1#、2#坝之间142、和3#、4#坝之间，1#、2#泵站均位于XX河右岸的河漫滩上。1#泵站地面高程1588.8m，现为一片树林，左侧为堤防，右侧为一级阶地，阶面高程1588.81590.4m。2#泵站地面高程1583m，现为耕地，右侧为一级阶地，阶面高程1583.61584.m。站址表层为砾石层，松散，含大量泥质及细砂，厚度约0.8m，力学性质较差，下部为层砾石层，较纯净，强度较高，厚度约2.0m，底部为层泥岩，地下水位埋深约0.50.8m。3.4.1.2工程地质条件评价表层砾石层含有大量泥质，力学性质差，不宜做为泵站天然地基，建议清除。层砾石层，较纯净，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议143、层砾石层承载力按260Kpa，下部层泥岩承载力按320Kpa。3.4.2 3#泵站工程地质条件3.4.2.1地质概况3#泵站位于花园桥左岸桥头下游160m处，地貌单元为河漫滩，地面高程1579.48m，上部为层人工杂填土，厚度3.4m，下部为砾层砾石，厚度约2.0m，底部为层泥岩。地下水位埋深约3.5m。3.4.2.2工程地质条件评价层人工杂填土，厚度3.4m，力学性质差，且堆积时间差别很大，靠近河床处为新近堆积，均匀性亦较差，不宜做为天然地基；层砾石层，较纯净，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议对层人工杂填土进行换填处理，层砾石承载力按260Kpa，下部层泥岩承载力按144、320Kpa。3.4.3 4#泵站工程地质条件3.4.3.1地质概况4#泵站位于8#坝线上游约50m处，地貌单元为右岸一级阶地，地面高程1574.2m，上部为层砂壤土，可塑软塑状态，厚度约1.8m，下部为砾层砾石，厚度约3.0m，底部为层泥岩。地下水位埋深约2.0m。3.4.3.2工程地质条件评价层砂壤土，可塑软塑状态，力学性质差，不宜做为泵站天然地基；层砾石，较纯净，稍密中密状态，强度较高，层位稳定，可做为天然地基；下部泥岩为下卧层，建议对层砂壤土进行换填处理，层砾石承载力按260Kpa，下部层泥岩承载力按320Kpa。3.4.4 5#泵站工程地质条件3.4.4.1地质概况5#泵站位于10#145、坝线上游约50m处，地貌单元为左岸河漫滩，地面高程1568.2m，现为一苹果园，上部为层砾石，松散状态，含有大量泥质及生活垃圾，厚度约1.0m；下部为层砾石，厚度约2.5m；底部为层泥岩。地下水位埋深约0.8m。3.4.4.2工程地质条件评价层砾石，松散状态，含有大量泥质及生活垃圾，力学性质差，不宜做为泵站天然地基；层砾石，较纯净，稍密状态，强度较高，层位稳定，可做为天然地基，下部泥岩为下卧层，建议对层砾石进行换填处理，层砾石承载力按260Kpa，下部层泥岩承载力按320Kpa。3.5天然建筑材料本工程所需的天然建筑材料主要有筑堤料、砼粗细骨料、块石料。3.5.1筑堤料筑堤料料场选择在XX电解146、锌厂上游5001500m河滩范围内，地面高程1560.91557.7m，地形较平坦，岩性为砾石，含少量泥质，水位埋深0.50.8m，采用机械开采，开采深度为2.0m，有用层厚度约1.5m，质量和储量均可满足要求。开采运输条件较好，运距58Km。3.5.2砼粗细骨料3.5.2.1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，目前正在开采块石料，可采用人工轧制料做为砼粗骨料，质量和储量指标均可满足要求，有乡级公路通向工程区，开采运输条件较好，运距约18Km。3.5.2.2砼细骨料XX县附近无可开采的砼细骨料，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147、好，运距30Km。本次取砂样一组进行了室内试验。按水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL251-2000）附录A的要求，在所做的9项指标中，除表观密度、云母含量、有机质含量三项达标外，其余指标均不达标，建议使用该料时应采用工程措施或采用卢河乡草关村山沟内的灰岩块料进行人工制砂。3.5.3块石料料场位于卢河乡草关村一山沟内的灰岩料场，目前正在开采块石料，规模较大，岩性为二叠系灰岩，岩石坚硬，致密，属硬质岩石，质量指标均满足规范要求。储量丰富，距工程区约18Km，开采运输条件均较好。3.6 结论和建议3.6.1结论1)工程区地震动峰值加速度0.30g，地震动反应谱特征周期为0.45S。相应的地震基148、本烈度为度。2)蓄水区两岸堤防处于稳定状态，局部堤基被河水冲刷呈悬空状态，蓄水后，堤基堤身基本稳定，局部堤基不稳定，会产生滑移和坍塌。蓄水区地下水除孟磨河出口处对砼具弱腐蚀性外，其余地段对砼无腐蚀性。3）蓄水区上部为砾石层及砂壤土等，底部泥岩为蓄水区相对隔水层。右岸地下水补给来源主要为山坡地下水补给，向河流侧向排泄及少量的人工开采。左岸地下水一为左岸山坡地下水补给，二为河流上游地下水补给，三为蓄水后河流侧向补给。地下水排泄有两种方式:一是通过下游的两个排泄通道向XX河排泄，二是人工大量的开采，从水位资料分析，城区人工开采量大于左岸山坡及上游河流补给量。若不进行防渗，蓄水后湖水向两侧产生渗漏，对149、建筑地基及部分耕地产生浸没现象。若对蓄水区周边进行防渗，可能对地下水产生一定影响。4）坝址区无不良物理地质现象，坝基不存在抗滑稳定问题，但会存在渗漏问题，渗透变形类型为管涌，底部泥岩为坝基相对隔水层。5）泵站站址处无不良物地质现象，上部地基土强度不满足要求，下部砾石层和泥岩可以满足泵站地基要求。6）工程区附近天然建筑材料较为丰实，质量、储量满足要求。3.6.2建议1）对浆砌石堤防基础悬空段进行加固处理。2）初步建议对1#7#坝蓄水区两岸进行垂直防渗，防渗体深入至泥岩以下0.51.0m，对8#10#坝采取水平铺盖防渗，使河底的砾石层可做为地下水的排泄通道。工程建成后应加强对两岸地下水的监测。3）150、对各坝坝基表层的层砾石层和砂壤土等进行清理，坝基座落在下部砾石层或泥岩之上，对泵站地基进行换填处理。4）工程运行期间对两岸堤防外侧地下水等水文条件进行动态观测。4 工程任务和规模4.1社会经济发展状况及工程建设的必要性4.1.1社会经济概况和近期发展规划XX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。 全县总面积1861km2，辖6镇14乡，总人口40万人，其中农业人口37万人。XX县地处西秦岭南侧嘉陵江水系西汉水上游，地势由西北向东南倾斜，西汉水的一级支流XX河自县城中间穿过。长期以来，由于人多地少、交通不便、自然灾害频繁等诸多原因，全县经济151、社会发展相对滞后，XX县属国列贫困县和国家扶贫开发重点。“十一五”以来，特别是近两年来，XX县委、县政府坚持“举特色旗、走富民路、建小康县”的发展战略，坚持“铅锌富县、特色产业和劳务富民”的发展思路，紧紧围绕打造陇南经济强县和陇上文化名城的奋斗目标，团结和带领全县人民艰苦创业、加快发展，全县经济驶入了又好又快的发展轨道，XX站在了一个新的历史发展起点上。2006年，全县完成生产总值9.57亿元，同比增长10.2%。未来五年是XX全面建设小康社会的关键五年，也是奋力崛起、全面振兴的决胜五年。坚持科学发展、和谐发展，推进工业化、产业化、城镇化和生态化进程，全力提升县域经济的综合实力和整体竞争力，努152、力将XX打造成为陇南经济强县和陇上文化名城。同时，为实现国民经济和社会环境发展相适应，加强和完善基础设施建设，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，实现“生态城市”的建设目标。4.1.2防洪工程4.1.2.1设计范围及设计标准现状基准年：2008年；设计水平年：2015年。本工程设计范围为：上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。设计标准：根据XX城区的总体规划，到2015年城区人口将达8.5万人。根据左右两岸堤防保护区的重要性，依据防洪标准综合确定工程防洪标准为20年一遇。4.1.2.2堤防工程总体布置XX河由南向北流经XX县城区，县城中心区地势较低，主要靠堤153、防保护，自50年代以来，XX河两岸已建成标准不一的堤防，为防止中小洪水泛滥发挥了一定作用。现状左、右岸堤防堤距为5070m 左右。根据甘肃省XX县县城段XX河防洪工程可行性研究报告（以下简称可研报告），XX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基本维持现状堤线不变，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，堤线平顺的原则布设右岸堤线。4.1.3工程区河段现状及存在的主要问题4.1.3.1工程区河段现状XX河由南向北自XX城区穿过，规划河段上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89k154、m。现状河宽约5070m，河道平均比降5.45，左岸分布有堤防工程，孟磨河大桥以上右岸建有低标准堤防，孟磨河大桥以下右岸基本无堤防，但沿线正修建过境公路，过境公路大多采用堤路结合型式，因此，除过境公路线偏离右岸堤线处需修堤防外，其它段本设计采用堤路结合型式，利用过境公路作为右岸堤防；此外，规划河段内建有桥梁5座，过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座行人吊桥。经泄洪能力复核，花园桥及东河桥不满足20年一遇防洪标准洪水的安全下泄，因此，应予以拆除或重建。现状河道内淤积严重、杂草丛生，垃圾和污水横流，规划河段内已有39个排污口，目前污水和雨水均排入河道。4.1.3.2水利工程概况XX河XX县城工程区河155、段以上的水利工程主要为两座已成水库，分别为工程区上游XX河干流的黄江水库和支流白水河的晚家峡水库。4.1.3.3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，XX县城区XX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+156、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XX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，XX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157、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XX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。4.1.4工程建设的必要性4.1.4.1工程建设是确保城区防洪安全的需要XX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XX县造成了巨大的损失，仅水利损失超过亿元，也使县158、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XX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。4.1.4.2工程建设是改善县城生态环境的需要XX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159、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。4.1.4.3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。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。4.1.4.4工程建设是社会经济发展的需要要使XX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160、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。4.2 河床演变及冲淤分析4.2.1河段特性XX县境内河流较多，属嘉陵江水系，XX河为该县最主要河流。XX河流域总面积682km2，河流全长47.4km，河道平均比降10，其中XX县境内流域面积618km2。XX河自南向北横贯XX县城，XX县城位于卢河汇入口以上，控制流域面积275km2，河长24.6km，河道平均比降10.9。XX河XX县城段有孟磨河、白冯河、任河及白水161、河汇入，上游多为陡峭石山，山面破碎，植被条件差，水土流失较为严重。工程区河段长约4.89km，河道平均比降约5.45，受到左岸堤防及两岸地形的限制，现状河道宽度约5070m，为宽浅“U”型河谷，河流主槽蜿蜒曲折，平面上呈连续的“S”型，局部河岸侵蚀严重，河床摆动较大，属冲刷性河床。河道上建有过境公路桥、东河桥、花园桥以及两座人行吊桥等5座桥梁。河床质为砾石层，现状河道内含有大量壤土及生活垃圾，厚度约0.53.5m。4.2.2 河床冲淤变化分析本工程治理河段长约4.89km，河道纵坡约5.45。由于本次未能收集到该河段早期的实测横断面资料，无法对河段内的不同断面进行对比分析。根据现场查勘发现，左162、岸已建堤防部分堤段堤脚冲刷严重，堤防浆砌石基础出现悬空现象，说明该河段河床稳定性较差，洪水冲刷比较严重。4.2.3治理后河道冲淤分析工程建成后，由于工程区两岸新修及加固堤防的完成，洪水被控制在两岸堤防范围之内，在20年一遇设计洪水标准下，河道不会出现大的摆动，蓄水河槽受10座橡胶坝段的控制，河床相对固定，故该区域河床不会发生较大的冲淤变化，蓄水时微淤，泄洪时冲淤将基本平衡。随着水流条件的改变，水流在运动过程中会重塑新的河道形态，受上下游河道的影响，河槽比降将重新调整，直至达到新的动态平衡，河槽内有冲有淤，总体认为该工程的建设不会造成河床较大冲淤变化，在原河道平衡被打破的基础上会形成新的平衡，不163、会形成大的淤积，对河道行洪不会产生不利影响。由于工程建设而导致的局部冲刷加大问题可通过合理的防冲措施予以解决，不会对河道自身安全构成威胁。4.2.4河道泥沙淤积及处理措施在多泥沙河流上修建蓄水工程，泥沙淤积是不可避免的。为充分发挥工程效益，减少工程清淤等维护管理费用，除采用合理可行的工程措施外，工程运行过程中的科学调度甚为重要。在已成类似工程中，蓄水区所淤积的泥沙主要依靠河流来水冲排，因此，工程运行后，需把握好汛期来水冲沙的时机，根据蓄水区内淤积量的情况，利用汛期洪水适时塌坝冲沙，既借助汛期来水有效地将蓄水区内的淤积冲排掉，又节约了清淤费用，更利于工程的安全运行。譬如陕西省宝鸡市石咀头橡胶坝工164、程，该工程上游14km处修建有宝鸡峡枢纽工程，宝鸡峡渠首工程不承担调洪蓄洪任务，按照能引则引，能蓄则蓄，不能引、蓄则退的原则，蓄清排浑，敞泄冲刷。汛期控制蓄水含沙量50kg/m3，含沙量在50kg/m3165kg/m3时，坝前限制水位615.00m引水，余水由排沙底孔泄入渭河，在含沙量大于165kg/m3或流量大于200m3/s时泄空冲刷。因此，宝鸡市石咀头橡胶坝工程运行方式与上游宝鸡峡枢纽工程同步，当预报上游来水大于200m3/s时，宝鸡峡渠首水库需泄空冲沙，这时石咀头橡胶坝工程塌相应坝段泄流冲沙，减少蓄水区内泥沙淤积和水量平衡。经过两年多的运行，效果比较好，蓄水区冲淤基本平衡，工程运行良好165、。甘肃省天水市耤河城区段生态环境治理工程，设计采用清洪分治两槽方案，很好地解决了一定量级的洪水和泥沙对工程蓄水的危害问题，经过两年多的运行，工程设计合理，运行基本正常。但在这两年运行期内，河道来水较小，即使汛期亦无较大的洪水发生，工程运行后还没有下泄过洪水，没有经过洪水的冲沙，因此，蓄水区引水所携带的泥沙多淤积在1#坝前及1#库区内。对于本工程而言，XX河为西汉水一级支流，流域内无水文测站，根据西汉水顺利峡站的泥沙实测资料对XX河流域的泥沙特性进行初步分析。经过分析可知，XX河泥沙主要有以下特性：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；来沙量年际变化大，年内分配不均匀166、，汛期（69月）输沙量占年输沙量的88.1%。经过计算，卢河河口以上多年平均输沙量为50.4万t。根据上述水沙特点，工程运行后，应及时掌握河道水情，汛期做好利用洪水冲淤的调度准备。汛期上游来水较大时，根据蓄水区内淤积量的大小，利用汛期洪水适时塌坝冲沙，减少蓄水区泥沙淤积；非汛期河道来水相对较小，泥沙量相对也较少。蓄水区内的泥沙淤积，主要是引水时所携带的泥沙，蓄水时，大部分泥沙会淤积在1#蓄水库区内，淤积量的大小与蓄水区引水时的含沙量密切相关，因此，蓄水时应尽量选择含沙量小的时段，以减少淤积量。总体而言，在设计采取科学合理的工程措施基础上，科学调度和管理是减少泥沙淤积的重要手段，蓄水区内的淤积应167、主要靠河道来水冲排，不能冲除的淤积死角，必要时可采用机械清淤。4.3工程治理范围工程治理范围上起五里铺，下至卢河河口，全长约4.89km。现状河宽约5070m，河道平均比降约5.45。 4.4工程任务和工程规模4.4.1工程任务工程的主要任务是对工程区内无堤防的河段新建堤防工程，对不能满足防洪要求的堤防进行加固处理，在不影响河道行洪，保障县城防洪安全的前提下，疏浚整治河道，修建橡胶坝挡水，蓄起一片水面，形成一处景观，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。4.4.2工程总布置 治理河段长约4.89km，现状河168、宽约5070m，左岸分布有低标准堤防，右岸基本无堤防，部分岸线正修建过境公路，河道平均比降5.45，工程区河段内左岸有白冯河、白水河支沟汇入，右岸有孟磨河、任河汇入，此外，县城的生产生活污水均直排入河道，目前工程区内河道两岸共有排污口39处，河道内杂草丛生、污水横流，淤积有大量生活垃圾。针对工程区河道的实际情况，XX河城区段生态环境治理工程是一个系统工程，涉及县城城区防洪、河道两侧污水处理，以及工程区蓄水等综合性项目。因此，必须根据XX河城区段的特点和实际情况，提出合理、可行的景观治理方案，既要确保县城的防洪安全，又要形成优美的水体景观，并保证工程区的水质安全。根据城区段河道的河势，结合县城总169、体规划，从防洪安全、节约水量、经济合理，以及整治后的总体景观效果等综合考虑，设计采用全河槽蓄水方案。规划对工程区河道两岸布设达标堤防，对河道进行清淤疏浚，工程区河道规划布设10座橡胶坝，形成10个连续的蓄水梯段库区，单级蓄水长度420m550m，蓄水区总长4820m，形成景观水面28.5万m2，蓄水量36万m3，其中1#3#橡胶坝坝高2.7m，4#橡胶坝坝高3.0m，5#10#橡胶坝坝高2.5m。工程区共布设3座橡胶坝控制泵站，并规划在左右岸堤防外侧各布设一条D700D800的截污管道，将支沟和城区生活污水汇集后引入下游。 4.5工程对城区防洪的影响分析根据甘肃省XX县城市总体规划大纲，县城防170、洪标准为20年一遇洪水。不影响河道原有的泄洪功能是建设本工程的首要指导思想，工程必须保证XX河20年一遇的洪水能安全下泄。因此，须对工程实施后的河道的行洪能力进行分析。即通过对工程实施前后的洪水水面线推求来分析工程的建设对城区防洪的影响。4.5.1 设计洪水水面线4.5.1.1 计算原理本次水面线的推求根据伯努力方程进行，即：式中： Z1、V1断面1的水位和流速； Z2、V2断面2的水位和流速； hw两断面之间的水头损失； hw=hy+hj hy、hj沿程水头损失和沿程摩阻坡度。4.5.1.2 计算断面选择本次工程位于XX河干流上，南起五里铺，北至卢河河口，全长4.89km，本次共实测断面25171、个，断面间距约200m，根据实测断面，以卢河河口断面25#断面为起始断面，以上游五里铺断面为终了断面进行水面线推求。4.5.1.3 河道糙率及流量的选用设计流域无水文测站，河床糙率根据该河段的河床情况初步拟定，XX县城段河床质由砂卵石组成，河床基本规整，本次水面线推求的河道糙率取0.032，水面线按20年一遇设计洪水流量进行拟合计算，与1979年洪水水位比较，初选河道糙率，并以此为依据，按相邻断面建立伯努力方程进行不同流量的水位推求，计算中考虑水头损失。4.5.1.4 初始断面水位的拟定卢河口下断面与卢河口上断面流域面积相差约46km2，卢河支流洪水汇入XX河后，流量变化不大，本次水面线推求以172、卢河口上断面25#断面为初始断面，该断面位于工程区末端，距离10#坝轴线约60m，该断面未有历史调查洪水洪痕记录，本次根据均匀流公式初步计算该断面的水位流量关系，由水位流量关系查得断面20年一遇洪水的洪水位，现状河道断面20年一遇洪水的洪水位为1569.44m，工程修建后的河道断面20年一遇洪水的洪水位为1569.58m，现状断面和工程修建后断面的水位流量关系见图4-1、图4-2。4.6.1.5 水面线计算成果各断面设计洪水水面线成果见表4-1。河道设计洪水水面线 表4-1 单位：m序号断面编号现状河道修建工程以后河道备注河道深泓点设计水面线河道深泓点设计水面线14+8801566.80156173、9.441566.591569.58卢河口上24+6501568.601570.331567.691570.5134+4501570.001571.821568.791571.7144+2501569.721573.921569.891572.7154+0501571.471574.491570.401573.7763+8501571.421576.181571.501574.47白水河以下73+6501572.801576.351572.601575.26白水河以上83+4501573.621576.751573.701576.1993+2501575.101578.211574.69157174、7.69103+0501575.001579.261575.491578.25112+8501576.801579.841576.291579.36122+6501577.001580.651577.091580.08132+4501578.141581.661577.891581.03142+2501579.061582.421578.691581.52152+0501580.351583.571579.491582.27161+8501581.081584.331580.751583.54171+6501582.401585.551582.001584.01孟磨河以下181+4501583175、.851586.291583.271585.97孟磨河以上191+2501584.381587.641584.501586.43201+0501585.541588.361585.801588.07210+8501587.421589.451587.501589.33220+6501588.031591.111588.311590.85230+4501589.491591.921589.571591.57240+2501591.501594.001590.831593.04250+0501592.861595.041592.301594.17五里铺260+0001594.524.5.2 工程对176、城区防洪的影响分析根据分析计算可知：工程实施后由于河道两岸拟建达标堤防，将河水约束在整治河道内，并对河道进行的清淤疏浚，使得糙率大大降低，过洪能力增加，因此，工程实施后的河道下泄20年一遇洪水水面线基本都较工程实施前的洪水水面线略低，说明工程实施后提高了现状河道的过洪能力，城区段20年一遇的行洪能力得到保证，因此，从县城防洪角度分析，该工程实施是可行的，工程的拟建对河道过洪能力没有产生不利影响，对XX县城防洪没有产生不利影响。4.5.3工程区桥梁过洪能力复核 工程区XX河现有5座桥梁，分别为孟磨河吊桥、过境公路桥、花园桥、东河桥及鱼山吊桥，本次设计对其中的过境公路桥、花园桥及东河桥进行过洪能力177、分析。计算结果见表42。计算结果表表42桥梁名称桥底高程（m）洪水位（m）桥梁壅水高度（m）桥底净空（m）在建桥1587.481585.480.201.80花园桥1580.71580.320.180.20东河桥1577.661577.170.200.37依据公路桥涵设计通用规范中非通航河流桥下净空规定，桥梁梁底部高程应高出计算水位0.5m以上。由上表可以看出，新建的过境公路桥梁净空满足要求，花园桥及东河桥净空均不满足规范要求，也就是说，当XX河发生20年一遇洪水时，花园桥及东河桥将不满足过洪要求。按目前情况，花园桥能满足475 m3/s流量洪水的下泄, 东河桥能满足486 m3/s流量洪水的下178、泄。因此，花园桥及东河桥为碍洪建筑物，需拆除重建。4.6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。4.6.1工程需水量分析根据本区水资源分布情况，设计选用XX河地表水作为该工程蓄水区的供水水源。按不同代表年XX河的来水过程，扣除XX河流域上游生产、生活用水及从工程区上游取水户的用水和高含沙洪水，保证城区下游用水量后即为该工程的可引水量。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XX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3179、6万m3，坝袋充水量0.67万m3，蒸发、渗漏年需补水约15.6万m3。初次蓄水和塌坝后重新蓄水所需水量的随机性很强，并对工程安全运行不起控制作用。蒸发、渗漏损失的水量对维持蓄水区水位和水量的稳定起决定性作用，需补充的水量是本工程需水量的关键。若该水量能保证，说明本工程所需的水量是能够保证的。4.6.2径流调节4.6.2.1 工程区可用水量a）天然径流量XX河流域无水文测站，其流域的径流年内分配根据西汉水顺利峡站的径流分配比例进行。根据该站19602000年41年的径流系列计算该站多年平均径流的年内分配，并从该系列中选取1975年、1993年和1991年分别作为20%、50%和75%代表年的典180、型年，根据典型年的年内分配比例，推求各设计断面不同代表年的年内分配。由计算分析可知，孟磨河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为999万m3、645万m3；白水河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为1389万m3、898万m3；卢河口断面50%、75%代表年天然径流量分别为2288万m3、1478万m3。各坝址断面50%和75%代表年天然径流成果见表4-3。b）设计水平年上游用水量本工程设计水平年为2015年，上游用水主要包括上游灌溉用水以及XX县城的生活及工业用水。（1）灌溉用水114各设计断面不同代表年径流年内分配结果表表4-3 控制断面代表年123456789101112年典型181、年孟磨河口黄江水库50%6.3 4.4 6.5 9.1 9.8 19.0 78.7 25.0 11.7 13.8 12.8 5.9 203 199375%10.5 11.2 11.6 10.8 22.5 20.3 9.4 6.3 8.6 8.0 6.6 5.3 131 1991黄段区间50%24.7 17.1 25.7 35.7 38.5 74.4 308.6 98.1 45.9 54.2 50.1 23.0 796 199375%41.1 43.8 45.6 42.2 88.1 79.5 37.0 24.9 33.7 31.6 25.8 20.7 514 1991孟磨河口50%31.0 21182、.5 32.2 44.8 48.3 93.4 387.3 123.1 57.6 68.0 62.9 28.8 999 199375%51.5 55.0 57.2 53.0 110.6 99.8 46.5 31.2 42.3 39.6 32.4 26.0 645 1991白水河口黄江水库50%6.3 4.4 6.5 9.1 9.8 19.0 78.7 25.0 11.7 13.8 12.8 5.9 203 199375%3.4 3.5 4.7 6.6 9.1 5.2 3.9 3.7 29.7 42.4 14.1 4.7 131 1991黄白区间50%36.9 25.6 38.3 53.3 57.183、4 111.0 460.2 146.3 68.4 80.8 74.7 34.3 1187 199375%61.3 65.4 68.0 63.0 131.5 118.6 55.2 37.1 50.2 47.1 38.5 30.9 767 1991白水河口50%43.2 29.9 44.8 62.4 67.3 129.9 539.0 171.3 80.1 94.6 87.5 40.1 1390 199375%71.8 76.5 79.6 73.8 154.0 138.9 64.7 43.4 58.8 55.1 45.1 36.2 898 1991卢河口黄江水库50%6.3 4.4 6.5 9.1 184、9.8 19.0 78.7 25.0 11.7 13.8 12.8 5.9 203 199375%10.5 11.2 11.6 10.8 22.5 20.3 9.4 6.3 8.6 8.0 6.6 5.3 131 1991晚家峡水库50%16.0 11.1 16.6 23.2 25.0 48.2 200.1 63.6 29.7 35.1 32.5 14.9 516 199375%26.6 28.4 29.5 27.4 57.1 51.5 24.0 16.1 21.8 20.4 16.7 13.4 333 1991黄晚卢区间50%48.8 33.8 50.7 70.5 76.0 146.8 60185、8.7 193.5 90.4 106.8 98.8 45.3 1570 199375%81.0 86.4 89.9 83.3 173.9 156.9 73.0 49.0 66.4 62.3 51.0 40.9 1014 1991卢河河口50%71.1 49.3 73.8 102.7 110.8 214.0 887.5 282.1 131.9 155.7 144.0 66.0 2289 199375%118.1 126.0 131.0 121.4 253.5 228.6 106.5 71.5 96.8 90.7 74.3 59.6 1478 1991 灌溉需水量根据了解，XX河XX县城以上灌溉面186、积主要为黄江水库灌区和晚家峡水库灌区，其它地区灌溉面积小，本次不予考虑。对于灌溉用水，受上游水库的调节影响，本次不从工程坝址径流中直接扣除，而通过水库进行径流调节计算，各水库的天然径流与其下泄水量之差即为该水库灌区的灌溉用水。根据XX县的现状灌溉情况，并通过调查了解，该县不同代表年统一使用一种灌溉制度，已有的灌溉制度基本符合实际，随着社会的发展，灌溉技术会有一定的提高，考虑XX县灌溉面积较小，灌溉定额在近期内不会有太大幅度的减小，因此，在设计水平年本次仍沿用现状的灌溉制度，XX县农业综合灌溉制度见表4-4。XX县城以上现有灌溉总面积1.4万亩，其中XX河干流黄江水库灌区灌溉面积0.4万亩，白水187、河晚家峡水库灌区灌溉面积1.0万亩，XX县净灌溉定额为202.4 m3/亩，灌溉水利用系数取0.62，则毛灌溉定额为326.5 m3/亩，设计水平年2015年维持现状灌溉规模不变，按灌溉制度进行灌溉用水的月分配，见表4-5。 水库调节计算根据上述分析水库灌溉需水过程，采用黄江水库和晚家峡水库除险加固报告中的实测水位库容和水位面积曲线，对各水库坝址50%和75%两个代表年的来水进行径流调节计算，调节时段为月，汛末空库起调，蒸发损失按水库月平均水面面积与蒸发增损进行计算，渗漏损失按水库的月平均蓄水量的1.5%考虑，黄江水库的调节计算结果见表4-6、晚家峡水库调节计算结果见表4-7。由水库的调节计算188、结果来看，在50%代表年，黄江水库来水已不能满足灌溉需水要求，灌区灌溉需水量130.5万m3，水库可供水量122.4万m3，水库全年无弃水，在调节末时段，水库蓄水72.1万m3；晚家峡水库来水也不能满足灌溉需水要求，灌区灌溉需水量326.5万m3，水库可供水量312.8万m3，水库全年无弃水，在调节末时段，水库蓄水187.5万m3。以上两个水库调节后末时段的水库蓄水可为后续年份用水补水。对中等干旱年份75%代表年来水，黄江水库灌区灌溉需水130.5万m3，经水库调节后可为灌区供水114.9万m3，不能满足灌区的灌溉需水要求，调节全时段内水库无弃水，调节末时段水库蓄水8.6万m3；晚家峡水库灌区189、灌溉需水326.5万m3，经水库调节后可为灌区供水289.0万m3，不能满足灌区的灌溉需水要求，调节全时段内水库无弃水，调节末时段水库蓄水29.9万m3。XX县农业综合灌溉制度表表4-4作物名称种植比例（%）灌水次数（次）灌水定额（m3/亩）灌溉定额（m3/亩）灌水时间（月、日）灌水历时（天）灌水率（m3/s/万亩）冬小麦4016019011.112.10400.0692504.265.10150.1543405.115.25150.1234405.266.10150.123玉米2516018011.112.10400.0432506.116.20100.1163407.67.20150.07190、74308.68.15100.087洋芋10150805.115.25150.0392307.218.5150.023油料816017011.112.10400.0142506.116.20100.0463307.67.20150.0194308.68.15100.028其它716024011.112.10400.0122504.265.10150.0273405.115.25150.0224306.116.20100.0245307.67.20150.0166308.168.30150.016果园1016019011.112.10400.0172404.265.10150.0313305.2191、66.10150.0234307.67.20150.0235308.168.30150.023复套种30140807.218.5150.0932408.168.30150.093水库灌区灌溉需水过程表表4-5月份123456789101112年黄江水库5.9 31.3 20.2 17.7 20.6 26.1 8.7 130.6 晚家峡水库14.8 78.2 50.4 44.4 51.6 65.3 21.8 326.5 黄江水库调节计算结果表表4-6 单位：万m3代表年项目101112123456789年50%代表年水库来水13.8 12.8 5.9 6.3 4.4 6.5 9.1 9.8 19192、.0 78.7 25.0 11.7 203 灌溉需水26.18.75.931.320.217.720.6131 蒸发损失0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.4 0.5 0.4 0.8 1.1 0.8 5 渗漏损失0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.0 0.4 0.9 1.0 3 灌溉供水0.0 25.9 5.7 0.0 0.0 0.0 5.9 28.1 18.6 17.7 20.6 0.0 122.4 水库蓄水量13.4 0.0 0.0 6.1 10.2 16.4 18.9 0.0 0.0 59.7 62.2 72.1 259 水库弃水75%代表193、年水库来水8.0 6.6 5.3 10.5 11.2 11.6 10.8 22.5 20.3 9.4 6.3 8.6 131.0 灌溉需水26.18.75.931.320.217.720.6130.5 蒸发损失0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.4 0.5 0.4 0.8 1.1 0.8 4.9 渗漏损失0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.0 0.4 0.9 1.0 2.6 灌溉供水0.0 25.9 5.7 0.0 0.0 0.0 5.9 28.1 18.6 17.7 20.6 0.0 114.9 水库蓄水量13.4 0.0 0.0 6.1 10194、.2 16.4 18.9 0.0 0.0 59.7 62.2 72.1 180.9 水库弃水晚家峡水库调节计算结果表表4-7 单位：万m3代表年项目101112123456789年50%代表年水库来水35.1 32.5 14.9 16.0 11.1 16.6 23.2 25.0 48.2 200.1 63.6 29.7 516 灌溉需水65.321.814.878.250.444.451.6326.5 蒸发损失0.4 0.3 0.1 0.1 0.2 0.4 0.7 0.7 0.4 1.1 1.6 1.0 327.3 渗漏损失0.3 0.3 0.0 0.1 0.3 0.5 0.7 0.4 0.0195、 1.2 2.4 2.6 7.0 灌溉供水0.0 65.3 15.9 0.0 0.0 0.0 14.8 73.0 47.8 44.4 51.6 0.0 8.7 水库蓄水量34.5 1.1 0.0 15.8 26.4 42.1 49.2 0.0 0.0 153.4 161.4 187.5 312.8 水库弃水75%代表年水库来水20.4 16.7 13.4 26.6 28.4 29.5 27.4 57.1 51.5 24.0 16.1 21.8 333.0 灌溉需水065.321.800014.878.250.444.451.60326.5 蒸发损失0.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.5196、 0.8 1.1 1.1 1.0 0.8 0.4 6.9 渗漏损失0.1 0.1 0.0 0.2 0.6 1.0 1.3 1.2 1.0 0.9 0.4 0.3 7.2 灌溉供水0.0 36.3 13.3 0.0 0.0 0.0 14.8 78.2 50.4 44.4 51.6 0.0 289.0 水库蓄水量20.0 0.0 0.0 26.3 53.8 81.8 92.2 68.9 67.8 45.6 8.8 29.9 水库弃水根据水库调节结果，在50%和75%两个代表年。黄江水库和晚家峡水库全年均无弃水，因此，本次工程区的来水不考虑这两个水库的弃水，水库的蓄水量可在适当的时候为本工程补水。（197、2）工业及农副产品加工用水XX河XX县城以上工业及农副产品加工取水量很小，本次仅考虑流域内县城及乡镇部分，因该部分需水量较小，全部按干流孟磨河至白水河区间段用水考虑，设计水平年需水量直接采用XX县水利局提供的当年实际供水量30万m3，工业及农副产品加工需水按年内各月平均分配。根据了解，XX县城工业用水取用傍河地下水，由于傍河地下水与河道径流相互转化，本次按取用河道水对待。（3）城乡生活及牲畜用水城乡生活考虑XX县城以上干流部分，据统计，XX县城以上人口约3万人，大牲畜1.5万头，参考天水市城市水资源规划现状用水分析，本次取XX县生活需水定额为110L/人日，大牲畜需水定额为100L/头日，经计198、算，XX河XX县城以上城镇生活用水120.4万m3，大牲畜用水54.8万m3，合计用水175.2万m3，本次暂不考虑设计水平年用水的增加。该部分用水初步按孟磨河以上取30%，孟磨河至白水河段取60%，白水河以下河段取10%考虑。城乡生活及牲畜用水按年内各月平均分配，同工业用水一样，城乡生活用水取用傍河地下水，本次也按取用河道水对待。各河段上游需水的年内分配过程见表4-8。c） 设计水平年工程区来水工程区天然径流量扣除设计水平年上游的用水量即为设计水平年工程区的来水量，根据前述分析，在50%及75%代表年情况下，黄江水库和晚家峡水库不泄水，工程区的天然径流仅指水库到工程坝址的区间径流。本次工程共199、分为10级橡胶坝，其中1#3#坝位于孟磨河口以上，4#7#坝位于孟磨河至白水河之间，8#10#坝位于白水河口以下。因此，1#3#坝坝址来水取孟磨河以上来水，4#7#坝坝址来水取白水河口以上来水，8#10#坝坝址来水取卢河口以上来水，各级橡胶坝坝址来水情况见表4-9。4.6.2.2 调节计算a） 橡胶坝的水位面积及水位库容关系。根据本工程布置，10座橡胶坝的水位面积及水位库容关系见表4-10。XX河XX县城以上需水过程成果表表4-8 单位：万m3河段项目123456789101112年孟磨河口以上工业生活4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.200、3852.56合计4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.3852.56白水河口以上工业2.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.530生活13.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.1413.14157.68合计15.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.64187.68县城以上工业2.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.530生活14.614.614201、.614.614.614.614.614.614.614.614.614.6175.2合计17.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.1205.2各级橡胶坝坝址来水过程成果表表4-9 单位：万m3河段（坝号）项目频率123456789101112年孟磨河口以上（13号坝）黄段区间径流量P=50%24.7 17.1 25.7 35.7 38.5 74.4 308.6 98.1 45.9 54.2 50.1 23.0 796.0 P=75%41.1 43.8 45.6 42.2 88.1 79.5 37.0 24.9 33.7 31.6 25.8 202、20.7 514.0 上游扣水4.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.384.3852.6 坝址来水量P=50%20.3 12.8 21.3 31.3 34.1 70.0 304.3 93.7 41.5 49.8 45.7 18.6 743.4 P=75%36.7 39.4 41.2 37.8 83.8 75.1 32.6 20.5 29.3 27.2 21.4 16.3 461.4 白水河口以上（47号坝）黄白区间径流量P=50%36.9 25.6 38.3 53.3 57.4 111.0 460.2 146.3 68.4 80.8 74.7 34203、.3 1187.0 P=75%61.3 65.4 68.0 63.0 131.5 118.6 55.2 37.1 50.2 47.1 38.5 30.9 767.0 上游扣水15.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.6415.64187.7 坝址来水量P=50%21.2 9.9 22.7 37.6 41.8 95.3 444.6 130.6 52.7 65.1 59.0 18.6 999.3 P=75%45.7 49.7 52.4 47.4 115.9 103.0 39.6 21.5 34.6 31.5 22.9 15.3 579204、.3 卢河口以上（810号坝）黄晚卢区间径流量P=50%48.8 33.8 50.7 70.5 76.0 146.8 608.7 193.5 90.4 106.8 98.8 45.3 1570.0 P=75%81.0 86.4 89.9 83.3 173.9 156.9 73.0 49.0 66.4 62.3 51.0 40.9 1014.0 上游扣水17.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.117.1205.2 坝址来水量P=50%31.7 16.7 33.6 53.4 58.9 129.7 591.6 176.4 73.3 89.7 81.7 2205、8.2 1364.8 P=75%63.9 69.3 72.8 66.2 156.8 139.8 55.9 31.9 49.3 45.2 33.9 23.8 808.8 橡胶坝水位库容及水位面积关系表表4-10 单位：面积m2 库容m31#橡胶坝2#橡胶坝3#橡胶坝4#橡胶坝5#橡胶坝坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容0.543803 1102 0.543790 1098 0.543833 1110 0.545127 1459 0.547178 2043 1.087884 4482 1.087858 4468 1.087944 4206、515 1.0810533 5913 1.0814746 8278 1.6212243 10254 1.6212204 10223 1.6212333 10327 1.6216215 13472 1.6222702 18861 2.1616879 18529 2.1616827 18474 2.1616999 18659 2.1622176 24250 2.1628071 32292 2.72179328478 2.71977127134 2.71996627428 3.02652337300 2.52877441743 6#橡胶坝7#橡胶坝8#橡胶坝9#橡胶坝10#橡胶坝坝前水深水面面积库容207、坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容坝前水深水面面积库容0.545162 1499 0.545822 1677 0.547862 2228 0.545746 1637 0.545746 1637 1.0810714 6100 1.0812034 6813 1.0816114 9016 1.0811809 6635 1.0811809 6635 1.6216654 13962 1.6218634 15566 1.6224754 20523 1.6218191 15121 1.6218191 15121 2.1622982 25241 2.1625622 28092 2.1208、633782 36905 2.1619394 27997 2.1624891 27226 2.52722534487 2.53025038319 2.53960050163 2.53120046667 2.52925028252 b）调节计算原则（1）受资料条件的限制，本次按代表年进行逐月调节，分别选取50%、75%两个代表年。（2）汛末起调，即把各代表年的10月作为调节的起始月，至次年的9月结束。（3）把各橡胶坝蓄水区作为一个独立的小型水库，满库起调。（4）上一级橡胶坝的弃水和它与下一级橡胶坝的区间来水作为下一级橡胶坝的坝址来水。（5）水量损失包含渗漏损失和蒸发损失两部分，根据计算，蓄水区年209、渗漏量为7.1万m3，蒸发损失按前述分析的蒸发过程及橡胶坝的水面面积进行计算。（6）据了解，XX县城以下无特殊的用水需求，各坝址来水按单一用户考虑，即来水仅为橡胶坝工程补水。c）调节计算结果调节计算成果见表4-11。由调节结果可得出，XX县10座橡胶坝在50%和75%代表年需补充水量约为15.84万m3。橡胶坝调节计算结果表表4-11 单位：万m3代表年50%代表年75%代表年坝址来水渗漏损失蒸发损失下泄水量坝址来水渗漏损失蒸发损失下泄水量1#坝743.40.53 0.71742.16 461.40.520.71460.17 2#坝742.16 0.50 0.65741.01 460.17 0210、.50.65459.02 3#坝741.01 0.51 0.65739.85 459.02 0.510.65457.86 4#坝995.75 0.67 0.87994.21 575.76 0.670.87574.22 5#坝994.21 0.80 0.94992.47 574.22 0.80.94572.48 6#坝992.47 0.69 0.89990.89 572.48 0.690.89570.90 7#坝990.89 0.71 0.99989.19 570.90 0.710.99569.20 8#坝1354.69 1.00 1.021352.67 798.70 11.02796.68 9211、#坝1352.67 0.93 1.021350.72 796.68 0.931.02794.73 10#坝1350.72 0.74 1.021348.96 794.73 0.741.02792.97 合计1364.87.08 8.76 1348.96 808.87.07 8.76 792.97 需补充水量15.8415.834.6.3 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，79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。212、对50%代表年，非汛期最大月来水量为6月份的129.7万m3，汛末10月份来水量为89.7万m3，根据各蓄水库区总库容估算，在开始蓄水时为空库的情况下，6月份、10月份、11月份来水均可以充满整个库区；非汛期来水中12次年3月4个月中，月来水量小于蓄水总库容。也就是说，在开始为空库的条件下，要在这个时段充满整个蓄水区所需时间将超过1个月。对75%代表年，非汛期最大月来水量为5月156.8万m3，汛末10月来水量45.2万m3，根据各蓄水库区总库容估算，在开始蓄水时为空库的情况下，10月份来水可以充满整个库区；非汛期来水中11、12次年4月和6月份共6个月中，月来水量小于蓄水总库容。也就是说，在213、开始为空库的条件下，要在这个时段充满整个蓄水区所需时间也将超过1个月。通过上述分析，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。4.6.4蓄水区补水本工程运行原则为主汛期（79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m3214、，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。4.6.5 XX河水质分析XX河自城区穿城而过，汛期洪水相对较大，河水含沙量较高，非汛期河道流量小。工程区上游15km处修建有黄江水库，水库与县城区间河道两岸无大的工矿企业，上游来水水质较好。但城区城市工业、生活污水直接排入河道，现状水质污染严重，水质较差。因此，为确保工程区水质，须对两岸城区污水进行截污处理。随着该工程的建设，两岸污水将通过截污215、管道拦截，排至工程区下游河道，建议XX县规划筹建污水处理厂，进行污水处理。因此，城区河道的水质污染情况将得到改善。该工程建成后，能满足观赏水水质要求。4.6.6蓄水区段城市污水治理蓄水区段城市排水系统现状为两污混流，沿河道两岸直接排入河道，根据XX县城区污水排放现状，设计将雨污混流水体收集后送至蓄水区下游，以确保蓄水区水体不被污染。设计从满足蓄水区水质要求出发，对现状蓄水区的污水进行截流，送入蓄水区下游。根据XX县城的现状排污情况和县城规划发展，本次规划沿左右岸各布设一条排污管，排污主管采用DN700DN800砼预制管。XX河左岸排污管长4933m，右岸4933.85m，白水河两岸排污管长10216、00m。4.7工程运行原则及方式4.7.1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（79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。4.7.2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（79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217、量小于16 m3/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16 m3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。4.8橡胶坝安全运行分析对于橡胶坝工程，必须确保正常运行，尤其在汛期，当上游来水超过20年一遇洪水时，必须确保橡胶坝能及时塌坝泄洪，且塌坝时间控制在1.5小时。即：当水情预218、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。4.8.1运行管理和技术保障工程投入运行后，必须加强管理，逐步摸索出一套科学的管理体制。从防洪角度分析，运行过程中管理人员不管在汛期或非汛期均有充足的时间对橡胶坝控制系统进行经常性地维护和检修，使橡胶坝控制系统操作灵活，随时将隐患消灭在系统启用前，确保橡胶坝能及时塌坝泄洪、及时充水立坝运行。此外，橡胶坝控制系统中，电气采用单回路系统、同时设柴油机备用；1#4#橡胶坝采用自排方式泄水；5#10#橡胶坝采用水泵强排，共布设3座泵站，每一座泵站控制2座橡胶坝，每座泵站中安装3台水泵，219、为2用1备，每座橡胶坝由一台水泵专门控制，且每2座橡胶坝备用1台水泵。经过分析，只要加强运行管理，汛期橡胶坝塌坝泄洪时不会出现控制水泵操作失灵现象，橡胶坝工程的安全运行完全有保障。4.8.2橡胶坝塌坝过流情况分析主要分析汛期橡胶坝塌坝过程全河槽的过流情况。橡胶坝控制系统的设计规模按塌坝时间1.5小时确定。因此，运行管理中要求橡胶坝汛期塌坝控制在1.5小时内完成。根据1.5小时塌坝最大泄流量分析，按最不利极端情况考虑，10级库区同时塌坝时蓄水区36万m3水体塌坝形成的最大泄流洪峰约为90m3/s，即不考虑河道来水的情况下,全河槽此时的最大泄流量为90 m 3/s，远低于该河段堤防工程的设防洪峰流220、量683m3/s（白卢河段），即橡胶坝塌坝过程不会造成人为的洪水灾害。同时，该级别的流量对下游亦不会造成超过设防标准的影响。橡胶坝控制系统的设计原则和目的就是为避免20年设防标准的洪水下泄时与工程区的蓄水相遭遇，因此，经过分析，控制系统的设计规模按塌坝时间1.5小时确定，只要科学合理地运行管理，不会发生20年设防标准洪水与汛期塌坝时库区水遭遇的情况，整个工程是安全的。即使在塌坝过程中，出现某一座橡胶坝无法塌坝的极端情况，可采取人工非常塌坝（如人为割破坝袋等）等措施，及时解除险情，不会危及市区安全。4.8.3结论 通过上述分析，设计选取橡胶坝的安全技术措施以及运行管理要求等均符合橡胶坝技术规范（221、SL22798），橡胶坝的安全运行是可行的。5 工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1工程等别和标准5.1.1工程等别及主要建筑物级别根据确定的防洪标准，依据堤防工程设计规范，工程区左右岸堤防工程级别为4级。本工程区共布设橡胶坝10座，坝高为2.53.0m，橡胶坝平时处于立坝蓄水状态，汛期塌坝行洪，工程区总蓄水量约36万m3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），本蓄水工程为等工程，主要建筑物橡胶坝、泵站等为5级建筑物。5.1.2洪水标准本工程为XX县城区河道生态治理工程，在保障防洪安全的前提下，在两岸防洪堤内对工程区河道进行综合整治。根据防洪标准（GB5020194），222、XX县城区段两岸堤防按20年一遇洪水标准设防，工程区五里铺卢河河口段相应洪峰流量分别为：孟磨河口以上388 m3/s，孟磨河白水河段529 m3/s，白水河卢河段683 m3/s。5.1.3地震设防烈度根据中国地震动参数区划图GB183062001、中国地震动参数区划图国家标准第1号修改单和水工建筑物抗震设计规范(SL203-97)，工程区地震动峰值加速度为0.30g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相应地震基本烈度8度。根据堤防工程设计规范，位于地震烈度7度及其以上地区的1级堤防工程，经主管部门批准，应进行抗震设计。本工程左右岸堤防工程级别为4级，不考虑地震设防；按水工建筑物抗震设计规范S223、L203-97，橡胶坝及泵站按8度设防。5.2工程选址本工程治理范围为：XX河上游五里铺下游卢河河口，河段全长约4.89km。为美化两岸环境，兼顾两河均能蓄水，形成尽可能大的景观水面，因此，首先拟在两河口下游附近布置一座橡胶坝。根据该河段地形条件及河道的走势，设计坝址选择在白水河两河口下游约140m处（位于桩号河3+880），为该工程规划的8#橡胶坝坝址；以该橡胶坝坝址为基准，向上游、下游两个方向进行规划布置，上游考虑东河桥附近的景观效果，拟在东河桥下游30m处（河3+350）布置一座橡胶坝，即7#橡胶坝；上游孟磨河入口处，为保证橡胶坝的运行安全，坝址应适当远离孟磨河入口处，因此，在孟磨河入口224、以下约260m处（河1+720）布设一道橡胶坝，即4#橡胶坝；其它坝址的选择依据河道的河势、疏浚设计比降等因素综合确定，即：1#橡胶坝位于桩号河0+420，2#橡胶坝位于河0+840，3#橡胶坝位于河1+260，5#橡胶坝位于河2+250，6#橡胶坝位于河2+800，9#橡胶坝位于河4+350，10#橡胶坝位于卢河河口以上4+820处。本阶段根据治理段设计洪水位、河流河势、平面走向、比降、支沟位置以及两岸城区的高程情况等，对工程蓄水分级进行了进一步地分析比较。在可行性研究阶段，为形成连续水面景观，设计共布置10座橡胶坝，坝高2.22.5m，形成10个连续的蓄水库区；本次初步设计阶段，蓄水范围略225、有调整，工程区起点较可研阶段上延200m，因此对1#4#坝进行了局部调整，其中1#3#橡胶坝坝址适当向上游移动，使橡胶坝回水末端上移约200m，1#3#坝高调整为2.7m；4#坝坝址上调整到1+720，坝高调整为3.0m；5#9#橡胶坝坝址及坝高基本维持不变，即5#9#坝坝高为2.5m，10#橡胶坝坝高调整为2.5m。5.3工程总布置5.3.1工程布置原则根据相关规程、规范，结合治理段河道特点，按照业主提出的治理范围和景观等相关要求，工程布置遵循以下原则：（1）治理工程服从城市防洪规划的原则；XX县城区段整治工程应遵循XX河河道治理规划、甘肃省XX县城市总体规划等所确定的原则、目标及要求进行。226、（2）不降低原有河道行洪能力的原则；确保治理后河道内的过洪能力不低于治理以前的过洪能力，即过洪能力不低于20年一遇洪水标准。（3）按城区段不小于50m堤距进行堤防工程改建布置的原则；（4）不采用碍洪建筑物的原则；现有防洪堤以内的河槽均为行洪区，根据国家防洪法规定，在行洪区内不得修建碍洪建筑物。（5）与城市风貌相协调的原则；本工程作为XX县风情线工程的重点水利工程，工程布置坚持在满足河道行洪能力、不布置碍洪建筑物的前提下，左岸堤防同规划的白冯河白水河段滨河公园相结合，游人可沿堤防边缘漫步和观赏沿河景观，相关部门可进一步沿河两岸布设景观，使水利工程设计与两岸景观及XX县人文历史风貌相协调，融水、园227、路、林为一体。5.3.2河道疏浚及治理段河床比降拟定现状河道内滩面起伏不平、杂草丛生，为确保工程实施后河道的行洪能力及蓄水景观效果，设计对现状河道进行疏浚。疏浚遵循河道自然规律，以不改变河道纵向态势为原则。经过复核，现状河道平均比降为5.45。为确保治理工程的景观效果及蓄水后的水质和库底的平整，需要对治理河段河道进行清淤疏浚。河道疏浚原则：以深泓线为控制，河槽疏浚底高程基本不低于原河槽的深泓高程。本次河道疏浚范围确定为五里铺卢河河口段，河道中心桩号：河0+000河4+880.50，全长4880.50m。根据河道现状，设计分三段、三种比降进行疏浚。第一段：桩号范围：河0+000河1+720.0228、（4#坝），长1720m，该段蓄水河槽疏浚底高程按1592.461581.62m进行清底平整，疏浚比降6.3。第二段：桩号范围：河1+720.00河3+880.00（8#坝），长2160.0m，该段蓄水河槽疏浚底高程按1581.621571.90m进行清底平整，挖高填低，末端与下游河床平顺衔接，疏浚比降4.5。第三段：河3+880.00河4+880.50段，长1000.50m，设计比降为5.0。与XX县XX河鱼山张庄堤防工程初步设计报告的设计河道比降一致，由于该段属鱼山张庄堤防工程设计范围，本次设计不考虑该段疏浚工程量。通过疏浚及河道裁弯取直，从五里铺卢河口段疏浚平均比降5.33，与现状平均比229、降5.45基本一致。5.3.3堤防工程总体布局根据城区段河道的河势，结合城市总体规划及建设现状，工程区布置划分为以下几段：（1）五里铺（工程起点河0+000）孟磨河吊桥（河1+450）段，该段河道现状两岸均有堤防，堤防修建于1985年，现状堤线比较顺直、规整、完好。此段堤防布置维持现状堤线不变，但两岸堤防高度均达不到20年一遇洪水标准的防洪要求，地震中受损严重，需加固、加高处理。（2）孟磨河（河1+450）东河桥（河3+300）段，该段河道左岸堤防已基本形成，但由于修建标准不一致，堤防高度不统一，部分堤防地震中受损严重，需要加高加固。右岸临河正在修建过境公路，规划为堤路结合形式，公路的设计防洪230、标准高于工程区堤防设防标准，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，亦满足防冲要求。但在孟磨河入口以下由于在建公路远离河道，需新修堤防。（3）东河桥（河3+300）鱼山吊桥（河4+074）段，左岸堤线已成形，但没有统一规划设计，其中东河桥白水河入口段，堤防高度不够，且堤身质量较差，部分堤防地震中受损，需要对该段堤防进行加高加固；白水河入口鱼山吊桥，该段堤岸临河有商业民房基础及围墙，需对现状堤防进行加固。右岸现状无堤防，堤线布置基本平行左岸堤线，由于河滩上建有大量建筑，并有一处木材市场，设计以在满足河道行洪要求的前提下，尽量减少拆迁为原则，规划白水河口以上堤231、距不小于50m，白水河口以下堤距不小于55m。（4）鱼山吊桥（4+074）卢河河口（工程区终点4+880.50）段，根据规划，该段河道为裁弯取直段，该段属鱼山张庄堤防工程范围，已完成初步设计，堤线布置采用该阶段的成果。本次设计不考虑该段堤防设计，只计入与本次设计相关的防渗设计费用。5.3.4蓄水区总布置5.3.4.1蓄水控制水深由于工程区左岸城区总体地形较低，且堤防高度基本在3.5m左右，工程应首先确保县城的防洪安全。因此，规划景观水位以不超过20年一遇设计洪水位为原则，初步确定最大水深为2.5m。本阶段根据蓄水范围要求，对1#4#坝进行了局部调整，其中1#3#橡胶坝坝址适当向上游移动，使橡胶232、坝回水末端上移200m左右，1#3#坝高均为2.7m；4#坝坝址位置及4级库区的现状堤防高度较高，设计将坝高调整为3.0m，使景观效果更佳；5#10#坝坝高为2.5m。因此，当橡胶坝正常挡水时，坝前最大水深为2.53.0m；结合考虑景观要求、行船条件、泥沙淤积、蒸发、渗漏的水量损失和补水等因素，工程蓄水可回水至上游坝后。5.3.4.2蓄水梯级根据本次工程的整治范围，从工程整体布局考虑，根据河槽高程、河道比降、橡胶坝适合高度等方面综合分析，设计拟采用10座橡胶坝，将治理河段布置为10个蓄水梯级的总体蓄水方案；设计单级蓄水面长度420550m，蓄水面全长4820m。5.3.4.3蓄水区布置方案本工233、程挡水建筑物的主要作用是在确保汛期河道安全泄洪的情况下能够蓄起一片满足观赏要求的水面，由于河道受已成堤防限制，河宽仅5070m左右，不宜采用清洪分治的分槽布置方案，因此，结合整治段现状，综合考虑防洪、泥沙冲淤、投资及景观要求等诸多因素，初步确定为全河道挡水布置方案。即全河道既担负泄洪输沙功能，又兼有蓄水形成景观水面的功用。非汛期全河槽蓄水，成为供观赏游乐的景观水面，在正常挡水期间，根据上游水情预报情况，对橡胶坝进行控制，确保行洪安全。5.3.4.4挡水、泄水建筑物比选根据确定的布置方案，适合本工程的挡水建筑物有橡胶坝、拦河闸、翻板闸及闸坝结合等不同的布置形式。a）拦河闸和翻板闸方案翻板闸主要特234、点是能借助河流水力作用自动打开或关闭闸门，运行比较简单，且坚固性好、投资较小。但由于翻板闸跨度相对较小，就本工程而言，由于水深2.5m左右，这样河道内单座坝址需布置至少10个闸墩，这样10个闸墩和每孔闸板的2个支墩均严重阻水，且闸板不能翻至水平状，亦存在阻水问题，一旦发生洪水，极易被树木、高秆植物等漂浮物阻塞，形成阻水坝，洪水漫溢而泛滥，严重影响县城防洪安全。同时由于翻板闸是靠水力作用进行自动翻板，而该河流含沙量较大，泥沙在闸板前形成淤积时，闸板不易翻起或不能翻起，将严重影响河道行洪，因此，从工程防洪及运行安全性考虑，不宜选用翻板闸。拦河闸主要特点是操作灵活，易实现自动化操作，根据河流来水情况235、，闸门可在12分钟内同时全部开启，也可打开其中单个闸孔，闸门可局开也可全开。但是，拦河闸同样要在河道内设置闸墩，当闸门宽高比小时，一旦发生洪水，及易被树木、高杆植物等漂浮物阻塞，亦同样存在阻水问题；当宽高比大时，为满足刚度要求，势必要加大钢梁尺寸，造成钢材浪费，同时增加启闭机数量，加大工程投资。此外，选用闸孔作为主要的渲泄洪水通道，泥沙、砾石极易在门槽处淤积，造成闸门关闭不严，产生漏水等现象。同时，拦河闸孔口上方需设高耸的混凝土排架和闸房，不但增加土建工程量，而且景观效果差。因此，从阻水与否、景观效果、运行管理、坚固性和耐久性方面，特别是从工程的防洪及运行安全性方面考虑，本工程不宜选用翻板闸和236、拦河闸形式。b）橡胶坝橡胶坝由于具有外形美观，色彩鲜艳，不碍洪，且可瞬间塌坝进行坝前拉沙，较好的解决了泄洪和坝前泥沙淤积的问题。因此，橡胶坝近年来发展迅速，已广泛应用于城市河道治理、灌区、枢纽等工程。具体分析如下：（1）阻水方面：橡胶坝结构特点是其受力荷载仅与坝高有关，与坝袋长度无关，其经济跨度为100m150m，跨度较大，中墩较少。泄洪时，坝袋塌平在底板上，基本不阻水。（2）漏水、止水方面：常言道：“十闸九漏”，无论是平板门或弧形闸门，都存在一定的漏水问题；橡胶坝周边密封紧帖在底板上，两侧堵头紧帖边墩，少有漏水现象。（3）抗震性方面：橡胶坝袋为柔性薄壁结构，重量轻，富有弹性，没有启闭机架、工237、作桥等，其抗震性能好；而水闸需要启闭机架、工作桥等，抗震性、稳定性要求高。（4）对地基要求方面：常规水闸对地基基础、承载能力、两岸连接工程、砌护工程要求较高；而橡胶坝由于其材料和结构特殊性，对地基要求相对较低。（5）运行管理方面：橡胶坝外露防腐建筑物少，尤其是橡胶坝袋比水闸耐腐蚀性强，维修简单，后顾之忧少。橡胶坝充排控制设备一般可多跨共用，在岸边控制室集中控制，设备简单，操作灵便、灵活。（6）景观效果方面：橡胶坝已被广泛应用于城区、园林风景区河道内，既可发挥挡水、泄洪等综合效益，又可因地制宜发展水上娱乐项目及旅游业；尤其近年彩色橡胶坝的使用，使河道治理工程更多的应用彩色橡胶坝挡水，与城市环境相238、协调。（7）坚固性、耐久性方面：橡胶坝与以钢筋混凝土及金属结构为主的水闸相比，坚固性较差，容易被刺伤和磨损，需要采取相应的保护措施，加强维护。橡胶坝存在老化问题，一般坝袋使用寿命为20年左右；但坝袋投资占土建比例一般为15%20%，所占比例较小，更换坝袋投资不多，维修方便。（8）排污、防淤方面：当上游流量较小时，水闸闸下出流，排沙防淤效果较好；橡胶坝坝顶溢流时，没有水闸排沙防淤效果好，但大洪水来临时，闸门全部打开泄洪与坝袋全塌泄洪，二者防淤效果相当。（9）施工难易和工期方面：坝袋为薄壁结构，重量轻，结构简单，锚固结构和锚固施工工艺相对简单，坝袋安装时间较短，由于整个工程的结构相对简单，工期可大239、大缩短。（10）投资方面：橡胶坝与水闸相比，节省三材，造价低。橡胶坝依靠坝袋充水挡水，减少了闸室上部结构，节省大量钢材和水泥，根据国内外许多工程经验，橡胶坝与同规模的闸坝相比，节省钢材30%70%、木材40%60%、水泥30%60%，节约投资30%40%。综上所述，结合本工程具备情况，本工程挡水建筑物采用彩色橡胶坝。5.3.4.5坝址橡胶坝布置方案 本工程采用全断面挡水，在总体布置上，有全断面采用橡胶坝挡水、橡胶坝与水闸相结合的闸坝联合挡水两种方案。两种方案对比分析如下：（1）河道泄流方面从泄流方面而言，两方案各有优缺点：橡胶坝方案的特点是河道全断面布设橡胶坝，可最大限度的利用河道形成景观水面240、，但由于本工程是全河道蓄水，工程区河道既是泄洪区，又是蓄水景观区，当处于立坝状态运行时应保证一定量级的洪水沿坝顶安全下泄，由于受两岸堤防的高度及坝袋内压比限制，设计坝顶上游溢流水头按不大于0.3m考虑，据此计算坝顶溢流量最大为16 m3/s，当上游来水大于16 m3/s时，需要塌坝调节坝高并降低坝高运行。闸坝结合方案是在橡胶坝一侧设一孔泄水闸，泄水闸紧邻橡胶坝布设，设计拟布置泄水闸闸孔净宽5m，闸墩宽1.0m，其余坝段均布设为橡胶坝。该方案同全河道橡胶坝方案比较，河道的景观水面面积、橡胶坝坝高均相同的情况下，由于泄水闸的最大泄流能力为36 m3/s，因此，针对上游来水情况，可以通过泄水闸进行调241、度运行。即：当上游来水小于16 m3/s时，橡胶坝不塌坝，泄水闸不开启，通过坝顶溢流方式泄流；当上游来水为16 m3/sQ52 m3/s时，橡胶坝也不塌坝，只需开启泄水闸进行水量平衡调节；当Q52 m3/s时，方塌部分或全部塌坝运行。该方案由于加设了一孔泄水闸，使整个枢纽对上游来水的水量调节较灵活，且减少了橡胶坝的塌泄次数，便于管理。因此，从加大泄流量、减少坝高调节次数考虑，闸坝结合方案较优。（2）河道行洪方面橡胶坝结构特点是不碍洪，泄洪时，坝袋塌平在底板上，基本不阻水。闸相对来说跨度较小，就本工程而言，由于水深2.5m左右，单孔闸宽5m，这样河道内需布设1个闸墩，由于泄水闸沿河道一侧布置，在242、发生洪水时，闸门全部打开，河道全断面泄洪，闸墩对行洪影响较小。因此，就行洪而言，两个方案均可。（3）景观效果方面由于橡胶坝为柔性结构，外形轻巧优美，色彩鲜艳，已被广泛应用于城市河道工程和园林风景区。全橡胶坝方案充分利用橡胶坝的优点，既安全挡水，又与城区环境协调，形成优美的城市水景观；而闸坝结合方案，虽然起到了安全挡水的作用，但泄水闸高耸的排架闸房与城区环境极不协调，景观效果差。因此，从景观效果方面而言，全橡胶坝方案具有明显的优越性。（4）工程安全性方面由于橡胶坝和泄水闸调度运行均很灵活，因此，从工程安全性方面而言，两个方案均可。（5）运行管理方面闸坝结合方案的目的在于运行时尽量减少橡胶坝的塌坝243、次数，中小流量通过泄水闸的开启灵活调度运行，便于运行管理，只有当上游来水超过52 m3/s时，橡胶坝才塌坝运行；而橡胶坝则通过对坝高的灵活调节进行挡水、泄水。此外，二者在运行过程中均须进行维护，同时两者均采取自动化控制，管理方便。因此，从运行管理方面而言，两个方案基本相当。（6）检修维护方面由于该河道为一槽方案，当塌坝检修时，河流来水可能会对橡胶坝检修造成一定影响。而闸坝结合方案可以将河道来水引导向泄水闸排走，橡胶坝段可不过流，对橡胶坝检修有利。（7）排沙防淤比较：当上游流量较小时，水闸闸下出流，可起到一定的排沙效果，而全橡胶坝方案可以在全部塌坝时通过瞬间塌坝进行排沙。（8）投资方面橡胶坝方案244、和闸坝结合方案均主要依靠橡胶坝拦蓄河水，区别仅在于闸坝结合方案沿河道一侧设一孔53m的泄水闸代替该段的橡胶坝，其余基本相同，因此，可只进行该局部的投资比较。橡胶坝与闸坝结合方案投资对比以一座坝为基础，见表51。由表可看出，一座闸坝结合方案比橡胶坝方案多10.33万元，10座闸坝结合方案比橡胶坝方案共多约103.3万元。从投资方面而言，全橡胶坝方案具有优越性。因此，本设计在可研的基础上从坝型阻水与否、景观效果、坚固性和耐久性、工程安全性方面、运行管理、投资等多方面进一步综合分析比较，结合本工程实际情况，以安全运行为基础，景观效果和投资最优为主要控制条件，本阶段采用方案为： 1#10#橡胶坝均采用245、全河道橡胶坝方案。橡胶坝与闸坝结合方案投资对比表（一座）表51序号比较项目单位数量单价（元）总价(万元)备注橡胶坝方案橡胶坝袋制安延m6.070004.20两方案不同部分闸坝方案混凝土m3424051.70两方案不同部分钢筋t3.091042.73两方案不同部分闸门制安t4.5113005.08两方案不同部分启闭机(210t)台1334003.34两方案不同部分闸房m2218001.68两方案不同部分合计14.535.3.5工程总体布置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7039.07m；堤顶为亲水平台。左右246、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420m550m，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2.53.0m，蓄水可回水至上游坝后。蓄水区每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247、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。此外，规划在工程区左右岸堤防外侧各布设一条D700D800的截污管道，将支沟和城区生活污水汇集后引入下游。 5.4主要建筑物型式5.4.1左右岸堤防5.4.1.1左岸堤防目前工程区左岸堤防已经成形，但标准不够，本次设计按20年一遇防洪标准进行加高加固设计，分段进行设计，断面形式主要有梯形断面、复式断面及台阶式断面。5.4.1.2右岸堤防对低标准堤防按20年一遇防洪标准进行加高加固设计，堤身采用梯形断面土堤；对临河所建过境公路段，设计利用过境公路作为堤防，采用堤路结合形式，仅对邻水侧护坡进行C2248、0砼护面防渗处理；对右岸无堤段，设计按20年一遇标准新修堤防，断面形式主要为梯形断面和复式断面。5.4.2橡胶坝 橡胶坝采用枕式充水橡胶坝，双锚线锚固。5.5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。5.5.1左右岸堤防工程本治理工程涉及工程区段左岸堤防加高加固、右岸新修及加固堤防。本次堤防设计，鱼山吊桥卢河河口段堤防只计入防渗工程量，其它工程量不计入。5.5.1.1堤顶高程堤顶高程按设计洪水位加相应堤顶超高确定。经分析计算，XX河治理段设计波浪爬高为0.6m，设计风壅增水高度很小，可略去不计。安全加高按允许越浪考虑，依据规范取0.6m。依据堤防工程设计规范（GB502249、8698），确定XX河设防河段堤防超高为1.2m。5. 5.1.2堤距和堤线XX河由南向北流经XX县城区，县城中心区地势较低，主要靠堤防保护，自50年代以来，XX河两岸已建成标准不一的堤防，为防止中小洪水泛滥发挥了一定作用。现状左、右岸堤防堤距为5070m 左右；根据甘肃省XX县县城段XX河防洪工程可行性研究报告（以下简称可研报告），XX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。设计对左岸白冯河上游约200m范围堤线进行调整，堤线向外侧移动约10m左右，使上下游堤线平顺衔接，其它河段左岸堤防基本维持现状堤线不变，进行加高、加固设计。对于右岸新修堤防250、，在满足可研报告中要求的最小堤距下，以尽量减少拆迁，堤线平顺的原则布设右岸堤线。5. 5.1.3左岸堤防设计左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+112.72，堤线全长4112.72m，扣除支流河口宽度，设计加固及加高加固堤防长度为4063.17m。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。 （1）0+0001+745段（加高加固段）该段堤线长1745m，现状堤身临水边坡基本为1：0.75，为浆砌石护坡及基础，由于冲刷部分段基础出露，经过稳定计算分析，已成堤防边坡不满足稳定要求。由于河道外侧为伏羲251、大道，本次设计按堤路结合形式对该段堤防进行加高、加固设计，设计从河道内侧加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m。在1# 、2#蓄水区范围内，左岸规划有体育场，城市广场等建筑，随着这些建筑的建成，该区域将成为人们休闲活动的场所。河岸过境道路正在建设，结合本工程堤防加固，拟设亲水平台，供人们亲水，使这个区域的建筑、道路、水体融为一体，行成优美的景观效果。该河段现状堤距只有50m宽，两岸堤防已成规模，堤防向外侧退建已无条件，亲水平台伸入河道又影响河道过洪，设计充分考虑到行洪安全，亲水效果等方面因素，在1#、2#坝前150m范围252、内，结合堤防加固，沿着道路修建成连续台阶状护坡，单级台阶250150mm台阶深入蓄水水面以下1.0m，尔后接1：1的斜坡断面。（2）1+7452+109.36（白冯河）段（加固段）该段堤线长364.36m，高程满足设计堤顶高度要求，经过稳定计算分析，已成堤防边坡不满足稳定要求。结合防渗设计对该段堤防进行加固处理，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，基础深入底层泥岩以下1.0m。（3）2+109.363+314.88（东河桥）段（复式断面）该段堤线长1205.52m，已经进行了加固处理，堤防临水侧采用浆砌石护坡，堤脚采用10m长砼铺253、盖进行防护。经过稳定计算分析，堤防边坡满足稳定要求，但基础埋深不满足防冲要求。本次设计在考虑现状断面的基础上，结合蓄水区防渗，设计采用复式断面进行加固，堤防临水侧浆砌石护坡表面采用厚15cm的C20砼进行砌护，以满足蓄水后防渗要求，现状铺盖为20cm厚砼，满足防渗要求，设计只在铺盖的末端修建0.3m厚浆砌石护坡，边坡坡比为1：1，下设一布一膜复合土工膜，基础深入底层泥岩以下1.0m，以满足防渗及防冲要求。（4）3+314.884+112.72段（加固段）该段堤线长797.84m，现状堤防浆砌石护坡，其中白水河口鱼山吊桥段，大量建筑临河而建，建筑物外墙即临水，且该段堤防砌石护坡基础埋深较浅。设计254、该段堤防需要加固处理，设计加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入治理河底以下2.0m。5. 5.1.4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, 扣除支流河口宽度，设计右岸堤防总长为4126.33m，其中新修堤防长1090.82m，加固及加高加固堤防长度为1448.62m，已建道路段防渗1586.89m。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。 （1）0+0001+448.62段（加高加固段）该255、段堤防长1448.62m，建于1985年，堤线布置满足可研报告对堤距的要求，堤线平顺，现状堤防砌护基本完好，本阶段维持现状堤线不变。经过复核，现状堤防高度达不到本次设防高度要求，且现状堤防边坡为1：0.75，工程建成蓄水后不稳定，需进行加高加固，设计加高加固堤防边坡为1：1，护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m。（2）1+448.621+853.87（孟磨河）段（新建堤防段）该段堤线长404.75m，现状无堤防工程，过境道路从堤防外侧绕过，道路距规划堤线位置最大距离约60m，本次设计按照不小于50m堤距布置堤防工程，扣除孟磨河口宽度后，新修256、堤防长度385.75m。由于该河段堤距大于50m，设计堤防采用复式断面形式，为便于游人亲水，在临水侧修建3.0m宽亲水平台，平台高于蓄水位0.3m，平台以下、以上及背水侧堤坡坡比均为1：1，堤顶宽3.0m，堤顶及亲水平台路面采用彩色广场砖铺设，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m，背水坡采用草皮防护。（3）1+853.873+455.25（东河桥）（堤路结合段）该段堤线长1601.88m，过境公路正在靠河边修建，设计为堤路结合形式，堤线平顺，堤距满足可研报告的要求，公路的防洪设计标准高于工程区堤防设防标准，道路高度可以满足20年一257、遇标准洪水的要求，道路临水侧采用浆砌石挡墙进行防护，其基础已经伸入至基岩中，满足稳定和防冲要求，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15cm的C20砼进行砌护。（4）3+455.254+160.32（新建堤防段）该段堤线长705.07m，过境公路远离规划堤线位置，设计新修堤防705.07m，堤防断面为梯形，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M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入治理河底以下2.0m，背水坡采用草皮防护。 8#坝前堤距大于50m，设计坝前150m范围堤防采用复式断面形式，为便于游人亲水258、，在临水侧修建3.0m宽亲水平台，平台高于蓄水位0.3m，平台以下、以上及背水侧堤坡坡比均为1：1，堤顶宽3.0m，堤顶及亲水平台路面采用彩色广场砖铺设，堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗，基础深入底层泥岩以下1.0m，背水坡采用草皮防护。5. 5.1.5稳定分析左右岸已成堤防运行多年，本次设计对现状堤防稳定进行复核，并对新修堤防进行稳定分析计算。（1）计算断面选用本次设计选取堤防最高断面作为最不利断面进行稳定分析，堤身、堤基土的物理力学特性指标见表52。土的物理力学指标建议值表52岩层编号地层时代岩性天然密度承载力渗透系数自然休止角原状饱和快剪允许水力坡降259、允许不冲刷流速建议临时开挖坡比水上水下凝聚力内摩擦角df0Kvcg/cm3KPacm/s度kPa度J允许cm/sQ4s杂填土1.551003.510315201:1 (水上)浆砌石1.010-3Q43al砾石层1.731801.510228260.10.51:1.5 (水下)砾石层1.792601.510229270.10.51:1.5 (水下)Q41al砂壤土1.581503.510310151:1 (水上)砾石层1.903001.510232300.10.701:1.5 (水下)N2泥岩320不透水1:0.5（2）渗流计算其水位降落时的浸润线位置采用堤防工程设计规范中公式（E.6.12）进260、行计算。其k/v在487之间，需进行上游坡水位降落稳定计算。采用堤防设计规范式E6.12：h0（t）/H=1-0.31（t/T）（k/v）0.25 H降距（m）；T水位从初始位置至最大降距所需时间（h）；最大降距2.6m，T=5.5h；t计算上游浸润线的时间（h）；求得h0（t）后，浸润线按下式计算 （规范E6.13）q（t）/k由堤防工程设计规范（E6.14）和（E6.15）联合求解。最不利浸润线为：（3）抗滑稳定计算按照规范，堤防稳定计算分为正常情况和非常情况。正常情况：设计洪水位下的稳定渗流期或不稳定渗流期的背水堤坡。设计洪水位骤降期的临水侧堤坡。非常情况：施工期的临水、背水侧堤坡。经过261、分析，本工程计算工况为起控制作用的正常运行情况，即设计洪水位骤降期的临水侧堤坡的稳定问题。计算方法为简化毕肖普法，采用土石坝边坡稳定分析程序STAB，利用渗流计算浸润线成果，计算断面的抗滑稳定安全系数见表5-3。堤防抗滑稳定安全系数表5-3位置已成堤防新修堤防（临水坡）（1：1.0）规范值原堤防（1:0.75）加固后堤防（临水坡）(1:1.0)左岸1.031.181.15右岸1.031.181.181.15由上表看出，现状堤防蓄水后的抗滑稳定安全系数不满足规范对4级堤防正常运用条件下抗滑稳定安全系数K=1.15的要求，需对现状堤防进行加固改建。现状堤防边坡按1：1.0加固，加固改建后及新修堤防262、的抗滑稳定安全系数均满足规范要求。5. 5.1.6堤基防护设计a）冲刷深度计算冲刷计算分为水流平行于岸坡和水流斜冲岸坡两种工况。依据堤防工程设计规范D.2.2规定的公式进行冲刷深度计算。（1）水流平行于岸坡水流平行于岸坡产生的冲刷按堤防工程设计规范（GB50286-98）附录D中公式（D.2.2-1）进行计算。计算公式如下：式中 hb局部冲刷深度（m），从水面起算；hp冲刷处的水深（m），以近似设计水位最大深度代替；Vcp平均流速（m/s）；V允河床允许不冲流速（m/s）；n与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。本次共选取7个断面进行了计算，冲刷深度计算见表54。平顺段冲刷深度计算表263、表54断面位置冲刷处水深hp（m）平均流速Vcp（m/s）允许不冲流速V允（m/s）冲刷深度h（m）河0+6002.54.220.651.49河1+8002.484.120.651.45河2+8002.574.180.651.52河3+2001.815.300.651.25河3+6001.864.290.651.12河4+0001.794.460.651.11河4+7001.884.010.651.08由上表可知，工程段水流平行岸坡产生的冲刷深度为1.081.52m。（2）水流斜冲岸坡水流斜冲防护岸坡产生的冲刷按堤防工程设计规范（GB50286-98）附录D中公式（D.2.2-2）进行计算。计264、算公式如下：式中：从河底算起的局部冲深（m）； 水流流向与岸坡交角（度）； m防护建筑物迎水面边坡系数； d坡脚处土壤计算粒径（cm）。对非粘性土，取大于15%（按重量计）的筛孔直径； Vj水流的局部冲刷流速。结合XX河平面布置图，经分析选择4个斜冲段河道横断面，进行水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度计算，冲刷深度计算见表55。水流斜冲防护岸坡段冲刷深度计算表表55断面位置斜冲角度局部冲刷流速边坡系数局部冲刷深度Vjmhp度m/sm河1+400494.451.02.76河1+600563.311.02.79河2+000653.631.02.53河2+500213.361.01.13b）基础埋深根据265、现状河床冲刷深计算成果，依据堤防工程设计规范，考虑治理河段为冲刷型河道的特点，以及河道修建橡胶坝后钢筋砼坝底板和砼防渗墙的固床作用，河道冲刷将有所减小等综合因素，本次堤防护脚工程基础埋深采用分段设计。即平顺河段基础埋深取2.0m，斜冲段基础埋深取3.5m，在部分河段，由于基岩较浅，基础埋深不到设计取值已经位于基岩以下，该河段基础埋深按基岩来控制。由于基础均进行防渗处理，临水侧护坡均深入基岩1.0m。因此，设计将基础的防冲和堤基的防渗结合起来解决。5.5.1.7护坡及护脚（1）护坡工程根据分析计算，该河段的断面平均流速超过堤身材料的不冲流速，洪水的淘刷及风浪的冲击威胁着堤身的安全，需采取相应护坡266、措施处理。护坡工程设计本着就地取材、坚固耐久、利于施工、节约投资和美化环境的原则进行。a）已成堤防护坡目前工程区范围内已成堤防多不稳定，均需进行加固，加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。b）新修堤防护坡新修堤防均在右岸，总长约1090.82m，共分2段。一段位于孟磨河口以下，长385.75m；另一段为东河桥鱼山吊桥，长约705.07m。堤防临水侧护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。（2）护脚工程根据现状河床冲刷深计算，合理确定基础埋深，本次设计堤防临水侧护脚基础均采用M7.5浆砌石，对于垂直防渗本次设计埋置深度为2m3.5m，267、并且应伸入不透水层内1.0m。5. 5.1.8细部结构护坡及护脚浆砌石沿堤线方向每15m设一条横向伸缩缝，橡胶坝段的现浇C20钢筋砼扶壁式挡土墙沿长度方向每10m设一条横向伸缩缝，缝宽2cm，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沬板。5. 5.1.9堤防附属工程堤防附属工程主要包括堤顶交通、堤防美化及亮化。由于该堤防位于城区，交通路网发达，过境公路临河而建，可兼作防汛交通之用。左、右岸堤防：考虑县城现状人口分布，依据堤防工程设计规范布设3m宽的堤顶道路兼做亲水平台。本工程在满足蓄水、防洪要求的前提下，为园林美化设计搭设平台，在园林美化设计完成后，整个工程将为市民提供一个优美的休闲场所。设计拟在堤顶临水侧设0.268、9m高的栏杆、栏杆上加设照明装置，以达到蓄水区工程美化、亮化的目的。栏杆型式及堤防的亮化部分结合园林设计统一考虑。5.5.2支流堤防工程本次设计范围内共有4条支流汇入，其中左岸有白冯河和白水河两条支流，右岸两条支流分别为孟磨河及任河。设计对回水范围内堤防进行加固处理，采用梯型断面，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M7.5浆砌石，下设一布一膜复合土工膜防渗。支流堤防加固总长度为780m，其中白冯河两岸加固堤防长60m，白水河加固堤防长245m，孟磨河加固堤防长220m，任河加固堤防长255m。5.5.3橡胶坝5.5.3.1 橡胶坝269、型式橡胶坝采用充水枕式，双锚线布置，螺栓锚固。5.5.3.2橡胶坝布置根据确定的工程平面布置，挡水建筑物采用全河道橡胶坝方案，共形成10个连续的蓄水库区，单级蓄水面长420m550m不等，蓄水面全长4820m，水面面积28.5万m2（428亩）。经过布置，1#10#橡胶坝位置分别为：河中心桩号0+420.00、0+840.00、1+260.00、1+720.00、2+250.00、2+800.00，3+350.00，3+880.00，4+350.00，4+820.00。橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成：上游防冲干砌石段、钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游防冲干砌石段。5.5.270、3.3底板顶高程及坝高治理段河床主要由砾石及泥岩组成，河床质组成颗粒较粗，抗冲刷能力强。但由于河道比降6.35.0较陡，治理段河道基本为冲刷型河道。由于橡胶坝采用钢筋混凝土底板，应避免底板高程过高，硬化河床，影响河道过洪能力，从不影响河道过洪方面，以及为保护坝袋应具备一定的拦砂能力方面考虑，根据橡胶坝技术规范各级橡胶坝底板设计高程比疏浚河床高程（平均河道高程）抬高0.2m。经过布置，在保证蓄水区尾部有水及考虑两岸堤防高度的限制后，各道橡胶坝规模见表56。10座橡胶坝总坝长合计565 m。蓄水区橡胶坝主要参数统计表 表56 橡胶坝序号桩号位置坝高(m)坝长L(m)坝底板高程H1(m)坝顶高程H2271、(m)坝袋容积(m3)1#橡胶坝河0+4202.70501589.981592.686272#橡胶坝河0+8402.70501587.351590.056273#橡胶坝河1+2602.70501584.721587.426274#橡胶坝河1+7203.00651581.821584.8210065#橡胶坝河2+2502.50551579.441581.945916#橡胶坝河2+8002.50501576.961579.465387#橡胶坝河3+3502.50551574.491576.995918#橡胶坝河3+8802.50701572.101574.607539#橡胶坝河4+3502.506272、01569.551572.2564510#橡胶坝河4+8202.50601567.201569.90645合计5656650注：橡胶坝位置桩号是指橡胶坝与河道中心线交点处桩号。5.5.3.4坝袋设计橡胶坝采用充水枕式，双锚线布置，螺栓锚固。坝袋主要技术参数见表57。橡胶坝坝袋主要技术参数表表57 项目坝高胶布规格坝袋厚度（mm）内压比（H0/H1）坝袋有效周长（m）坝袋单宽容积（m3）坝袋安全系数坝袋抗拉力（kN/m）1#3#坝2.7二布三胶101.39.5312.54102504#坝3.0二布三胶101.310.5915.48102505#10#坝2.5二布三胶101.38.8210.751273、02505.5.3.5锚固结构设计XX河为多泥沙河流，为坝袋运行稳定及避免泥沙进入坝袋底部磨损坝袋，设计采用双锚线布置。考虑施工方便及结构安全，采用螺栓锚固。5.5.3.6橡胶坝土建设计橡胶坝土建工程从上游到下游依次为上游防冲干砌石段、上游铺盖段、橡胶坝底板段、消力池段、海漫段和下游防冲干砌石段等。a）橡胶坝基础底板及边墙设计根据河道情况，基础底板设计成平底板，高出上游混凝土铺盖0.2m。顺水流方向宽度根据坝袋塌落宽度和上下游施工检修要求确定。厚度根据基础内埋管、防冻、稳定要求确定。经分析计算，坝高为2.7m时，设计坝底板长度为9.5m；坝高为3.0m时，设计坝底板长度为10.5m；坝高为2.274、5m时，设计坝底板长度为9.0m；钢筋混凝土底板厚均为0.8m，上下游各设深1.0m的齿墙，底板下设10cm厚C10混凝土垫层。橡胶坝边墩采用钢筋砼扶臂结构，边墩基础与橡胶坝基础采用分离式布置，缝间设止水。b）稳定计算橡胶坝底板抗滑稳定计算采用水闸设计规范SL265-2001，土基上闸室沿基础底面的抗滑稳定计算公式： 式中：Kc抗滑稳定安全系数； f基础底面与地基之间的摩擦系数； G作用在底板上的全部竖向荷载（kN）； H作用在底板上的全部水平荷载（kN）。橡胶坝级别为5级，坝高3.0m时，抗滑稳定安全系数计算值及允许值见表58。经计算各种计算工况均满足抗滑稳定要求。经计算，橡胶坝基础应力最大275、值为71.95kpa，坝基地层为砂砾石层，承载力为180kpa，满足要求。坝基底抗滑稳定计算结果表表58 荷载组合计算工况计算值允许值备注基本荷载（1）正常挡水2.091.20特殊荷载（2）正常挡水、地震1.361.00c）消能防冲设计枕式橡胶坝单宽流量小且均匀，橡胶坝下游面为反弧曲线，水流紧贴坝面，因此，水流出坝能量小，消力池的长度、深度以及下游防护段长度可大大缩短。经消能防冲计算，消力池设计池深均取0.6m，池前由1：4的斜坡与橡胶坝袋底板连接，消力池总长为8.5m，底板厚度为0.5m，采用钢筋砼结构。消力池尾部池内设排水孔，孔间距2.0m，梅花型布置，排水孔下设土工布反滤层。参照类似工程276、经验，在橡胶坝底板上游设5m宽钢筋砼铺盖，铺盖端部设C15砼防渗防冲深齿墙，对于库区垂直防渗段，防冲墙伸入河道下部泥岩层以下0.5m；对于库区水平防渗段，齿墙深2m，在铺盖上游设干砌石防冲槽，槽深2.0m，宽2.5m。消力池下游设海漫及干砌石防冲段，设计海漫长度10m，采用浆砌石铺底，海漫末端干砌石防冲段长2.5m，深2.0m。5.5.3.7防渗止水设计考虑橡胶坝防渗、防冲、稳定等要求，同时结合蓄水河槽整体防渗要求，结构布置上采取了以下防渗止水措施：（1）坝袋基础底板上游设钢筋砼铺盖，铺盖顺水流方向长5.0m、厚0.5m，铺盖下设C10砼垫层，厚0.1m。铺盖上、下游分别设齿墙。1#7#坝齿墙277、底部接C15砼防渗墙，深入泥岩以下1.0m，与左、右岸堤防基础的防渗体连接，使蓄水区四周形成封闭的防渗体系。8#10#坝水平防渗上下游齿墙深1.0m。（3）止水防渗：在砼铺盖、橡胶坝底板等结构缝位置设橡胶止水带，与边墩止水相连。5.5.3.8控制与观测系统设计a）充排水设计根据本工程水情预报系统设计，为确保工程运行安全，要求橡胶坝塌坝时间控制在1.5小时以内。由于充排水时间较短，用一个进出水口容易引起坝顶泄流时偏流、坝袋振动、拍打、坝肩起坝困难等，如果对坝高控制不力，将对蓄水构成影响，因此，每个坝段设计两个充排水口。b）坝袋安全监测设施为避免超压造成坝袋破裂，每座坝均设置超压溢流管，超压溢流管278、出口均设在边墩顶部，超压溢流管管径为0.4m。在每座坝坝袋端部均设排气孔，用于排出坝袋内残存的气体。本工程橡胶坝监测内容主要有坝袋内水压、坝袋上下游水位及基础底板下渗压观测。坝袋内水压观测：在每个橡胶坝袋内设置水压测量装置，从基础底板埋管引至控制室，由测压装置读取数据。坝袋上、下游水位观测：分别在各橡胶坝上下游侧设标尺，并在边墙埋管引至控制室，由测压装置读取数据。5.5.3.9橡胶坝过流能力计算a）基本资料橡胶坝运行时充胀的最大坝高为Hm=3.0m，坝长B=50m，内压比H0/H1=1.3(H0指坝内压水头，H1指运行时充胀的最大坝高)。b） 计算方法根据橡胶坝技术规范附录A，橡胶坝泄流能力可279、按堰流基本公式计算： Q=mB(2g)0.5h01.5式中：Q过坝流量，m3/s； B溢流断面的平均宽度，m； h0计入行近流速水头的堰顶水头，m； m流量系数； 淹没系数，可取宽顶堰的试验数据； 堰流侧收缩系数，与边界条件有关。c）系数的选取（1）流量系数m 根据橡胶坝技术规范附录A，双锚固充水橡胶坝，流量系数： m=0.1630+0.0913h1/H+0.0951H0/H+0.0037h2/H 式中：H0坝袋内压水头，m； H运行时坝袋充胀的实际高度，m； h1坝上游水深，m； h2坝下游水深，m。 坝袋充胀时，可视为曲线型实用堰，流量系数m=0.360.45，即当计算的m0.45时，分别280、取m=0.36、m=0.45；坝袋未充到设计高度时，坝型类似宽顶堰，流量系数m=0.330.36，即当计算的m0.36时，分别取m=0.33、m=0.36。（2）淹没系数橡胶坝完全充起，顶部类似曲线型实用堰，根据曲线型实用堰的试验数据分析确定，当hs/Ho0.85时，为淹没出流。未充到设计高度，坝型类似于宽定堰，当hs/H02时，为自由出流。在计算中先假定为自由出流，即：=1，求得流量后，根据下游水位-流量关系加以校核，对本计算，经校核，均为自由出流（a1为下游堰高，hs为下游水面超过堰顶的高度）。（3）侧收缩系数因本工程中坝轴线较长，且单孔较宽，故不考虑侧收缩的影响，即：=1。d）橡胶坝泄流281、能力对给定的不同坝高，分别计算相同水位下的泄流能力。最大坝高为3.0m时，不同坝高的水位流量关系见表59。坝顶水头流量关系表5-9序号坝顶水头 （m）不同坝高下流量m3/s备注1.0m1.5m2.0m2.5m3.010.12.522.522.522.523.1520.27.177.157.147.148.9230.313.2313.1713.1413.1216.4240.420.4920.3420.2720.2425.3350.528.8128.5328.4028.3335.4860.638.1137.6537.4337.3146.7770.748.3347.6347.3047.1159.1180.859.4158.4457.9657.6972.4590.971.3370.0269.3769.0086.73101.0 84.0382.3581.5081.00101.945.5.4橡胶坝充排水系统设计5.5.4.1总体设计思路本工程拟在XX河城区段4.89km河道范围内布置10座橡胶坝，形成连续的蓄水景观水面，挡水建筑物采用充水枕式橡胶坝。对于充水式橡胶坝设计首先须解决充坝水源，然后结合水源进行坝袋充排水系统布设，使设计方案最优，实现运行安全、经济合理、管理操作方便。5.5.4.2坝袋充排水系统方案比选（1）方案一：设泵站，采用动力充排水；方案优点：泵站是橡胶坝常