拥军桥到松涛寺治理项目

目 录1. 综合说明41.1 项目区概况41.2水文61.3 工程地质91.4 工程任务及建设规模101.5 工程总体布置及主要建筑物101.6 工程管理111.7 施工组织设计121.8 环境影响评价131.9 水土保持141.10 工程投资141.11 结论与建议152. 水文182.1 流域概况182.2 气象水文192.3 径流192.4 洪水202.5 水文分析结论233.工程地质243.1区域地质概况243.2工程地质条件及评价253.3天然建筑材料253.4结论及建议254.工程任务和规模274.1 保护区自然及社会经济状况274.2历史洪灾损失284.3现状防洪工程及存在问题294.4防洪治理工程围及保护对象304.5防洪标准314.6 工程任务324.7工程规模325工程布置及主要建筑物335.1设计依据和基本资料335.2设计水平年335.3工程等级及建筑物级别335.4河道特性及河床演变分析335.5防洪治理工程总体布置375.6河道分段及控制节点385.7防洪工程治导线的确定385.8防洪堤型、堤距及河道行洪断面型式385.9堤防工程设计415.10建筑物设计445.11河道清淤疏浚456、劳动安全与卫生466.1劳动安全466.2工业卫生486.3安全卫生设施497、施工组织设计507.1施工条件507.2天然建筑材料517.3施工导流517.4主体工程施工517.5施工交通及施工总布置527.6施工总进度528、淹没、工程征（占）地与移民559、环境保护设计569.1环境现状调查与评价569.2环境影晌预测与评价569.3环境保护对策措施579.4综合评价与结论5810、水土保持6010.1工程建设区水土流失状况6010.2主体工程水土保持评价6010.3水土流失防治责任围6110.4水土流失预测6110.5水土流失防治目标、分区与总体布局6210.6结论与建议6311、节能设计6411.1堤防工程设计节能6411.2施工方案节能6412、工程管理6512.1管理体制、机制设置和人员编制6512.2工程建设管理6512.3工程管理围和保护围6612.4工程管理和维护6612.5防洪预测预报系统设计6913、工程投资概算7013.1工程概况7013.2编制原则及依据7013.3取费标准7213.4工程总投资概算7313.5分年度投资7513.6工程概算附表7514、经济评价8314.1经济评价的依据、主要参数及评价原则8314.2费用估算8414.3效益估算8414.4国民经济评价8414.5综合评价8615、结论及建议9115.1结论9115.2建议9188 / 911. 综合说明1.1 项目区概况1.1.1河道自然地理概况家坝河是金塔河下游的主干行洪河道，担负着汛期上游来水的排洪以及保护河道两岸的居民点和农田的设施安全任务。河床宽60m120m，平均纵坡1/100。河道沿线分布有空心砖厂、污水处理厂、兴华伟驾校、物资转运站、五一鱼池、乡镇村庄和农田。汛期时，金塔河来水经南营水库调蓄后，泄入家坝河。沿途经市XX区金羊镇、中坝镇7个村组，穿越民武公路、金中公路、通信光缆、输变电线路等重要基础设施，汇集沿途流量后，于松涛寺流入石羊河。拥军桥至松涛寺段泄洪河道全长约5.9km，纵坡1/1241/417，沿线最宽处103m，最窄处9m，平均宽度约56m。河床为砂砾石。河道弯曲，起伏不平。同一横断面河床相对高差0.31.5m，行洪时主流摆动不定，水流湍急，属典型的以侧向侵蚀为主的微弯顺直型河流。1.1.2社会经济概况XX区地处省中部与西部地区的连结带，历史上曾是战略要塞，河西走廊的商贸中心，西部农业文明的中心地区。现为国家级历史文化名城，市人民政府所在地，是西行到走廊旅游的第一大站，同时也是省比较繁华的商贸集散地。位于东经1014910443，北纬36293927之间，南依祁连山，北靠，东南与、市接壤，西北与金昌、毗邻，是西部面积较大、开发最早、人口最密、经济最繁荣的一片绿洲。现有39个乡镇，总人口101万人，聚居着汉、藏、回、蒙等25个民族，土地面积5081km2，地势南高北低，平均海拔1632m。1.1.3 防洪工程现状及存在的问题工程项目区家坝河拥军桥松涛寺河段位于南营水库泄洪河道下游，是XX区金羊镇和中坝镇村庄农田的重点防洪河道，历史上未曾修建过任何防洪设施，拥军桥至松涛寺河段只能靠自然河堤防洪。在河水的不断冲刷下，两岸自然河堤已经损坏严重，不能满足家坝河20年一遇的行洪要求。再加上XX区社会的发展和城市建设的加快，城市建筑垃圾和生活垃圾在河道倾倒，使河道的防洪能力严重处于瘫痪状态，对沿岸的农田和村庄安全构成严重威胁。家坝河拥军桥至松涛寺段，河道全长5.9km。现状为自然河道，宽窄不一，未修建任何防洪工程，行洪能力不足200m3/s，已不满足20年一遇洪水设防要求。存在的主要问题是：（1）部分河段过水断面窄小，行洪能力不能满足要求；（2）各种建筑垃圾和农村生活垃圾的堆填，减小了河道断面的过水能力。（3）在河道岸边私自建筑工房，河床上种植树木，致使河道河床面积减小，行洪能力大大降低；（4）多少年来，对原河道长期无序采砂挖石，河床扰动严重。1.1.4工程建设的必要性家坝河历史上就曾发生过较大洪水，淹没了沿岸的村庄和农田，给人民群众财产造成了很大的损失。随着XX区经济的不断发展、城市建设速度加快，城市规模相继扩大，农村经济和人民生活水平不断提高，对家坝河中下游的防洪要求越来越高。家坝河拥军桥至松涛寺段河道为天然河道，历史上未曾修建过防护堤，城市建筑垃圾和生活垃圾的意在河道倾倒，造成该段河道行洪能力薄弱，已严重威胁到沿河两岸群众的生活和财产安全。因此，亟待对家坝河拥军桥至松涛寺段进行新建防洪设施，消除河道行洪时带来的不安全隐患。1.2水文1.2.1气象家坝河拥军桥至松涛寺河段工程区地处大陆性温带干旱气候，冬季严寒，夏季酷暑，日照长，风沙多，干旱少雨，蒸发量大，太阳辐射强，昼夜温差悬殊。据气象站观测资料，年平均气温为7.7。极端最低气温出现在二月份，为31.2，极端最高气温出现在七月份，为40.8。年降水量161mm，蒸发量2020mm。年日照时数2945h，无霜期155d。平均风速2.3m/s，最大风速34m/s，最大冻土层深度1.42m。1.2.2 径流家坝河是金塔河流域的下游，金塔河径流补给主要是大气降水和冰雪融水。据南营水库水文站实测：多年平均降水量306mm，上游高海拔地区降水量达600mm以上，降水多集中夏、秋两季，每年 79月占年降水量的60%以上。年径流受自然地理条件和气侯因素的影响，年际变化很大，且年分配很不均匀。每年45月随着气温升高，流域积雪迅速消融，形成春汛；69月降水量显著增加，为全年的汛期，其径流量约占年径流量73%；10月份降水量减少，11月至次年3月，随着气温降低，降水基本以固体形式存在于流域。金塔河最大径流量2.314亿m3（1954年），最小径流量0.7979亿m3（1991年），多年平均流量4.524 m3/s，1950年20XX多年平均径流量1.4267亿m3。1.2.3 洪水特性金塔河流域处于南山北漠的特殊地理环境，由于山高漠旷，在伏天温差作用的热量交换中，使带有水气的气团发生绝热冷却应变，容易促成地形和对流两种降水类型，在山谷和集雨流域面积几何特征（即：南北窄东西宽）的条件下，易产生径流，出现灾害性洪水，形成区域洪水灾害。金塔河流域的洪水主要是由水库上游的大面积降雨产生的地面径流通过产流和汇流两个阶段汇集到河槽形成。从历年洪水发生频次看，多发生在6月9月。金塔河洪水的特点是暴涨暴落，峰形尖瘦，历时短，峰高量小，一般多呈现单峰形，持续时间较短，但瞬时造成的灾害大，破坏性严重。1.2.4 历史洪水历史上家坝河曾经发生过多次较大洪水，给当时的人民生命财产安全造成了很大损失，据有关资料记载：1936年8月山洪暴发，洪峰流量535m3/s，冲毁多处农田及房屋。1949年8月，边降暴雨三天，山洪暴发，洪峰流量达694m3/s，冲毁多处农田庄稼，民房倒塌无数，城区东关受淹。1958年6月22日，山洪暴发，洪峰流量达260 m3/s，冲毁家坝河两岸农田970亩，干渠二条7.0km，民房129间，树木2.5万株，洪水淹死2人，城区东关进水。1964年5月16日，山洪暴发，到23时洪峰流量达535 m3/s，冲毁农田1万亩，渠道3.17km，民房倒塌71间，冲走牲畜2000多头，淹死村民9人，城区东关进水。1976年8月2日至日，山洪暴发，最高洪峰达876m3/s，水库泄洪量350 m3/s，与祁连山前小沟小河暴发的洪水叠加后，洪量进一步加大，渠首防洪堤溃口多处，冲毁渠道2.6km，防洪堤1.25km，农田3850亩，城区防洪堤溃口2处，城东关进水，29个企事业单位受损，冲坏房屋125间。1996年8月7日，山洪暴发，洪峰流量达809 m3/s，经水库调节，无任何损失。1999年7月12日和20XX6月28日，上游南营水库泄洪，使家坝河城区段右岸83m防洪堤遭水毁。20XX6月7日在南营水库泄洪仅65 m3/s的情况下，冲坏城区段防洪堤多处。1.2.5 设计洪水家坝河处于金塔河的下游，其本次项目工程段拥军桥至松涛寺河段为农防段，按20年一遇的洪水设计，根据多年行洪资料拥军桥断面最大下泄流量为311m3/s，河道设计洪峰流量由相应最大下泄流量与拥军桥至松涛寺段区间相应标准的洪峰流量组成。拥军桥至松涛寺河段堤防工程按20年一遇的洪水设计，上游来水到达拥军桥断面洪水最大下泄流量Q泄311 m3/s，到达松涛寺段的洪峰流量扣除河道沿程损失后为Q=296m3/s，拥军桥至松涛寺段区间河道集水面积为0.531km2，河道区间20年一遇洪峰流量采用家坝河洪峰流量经验公式Q区P=5%=1.89F/F0.176，计算得Q区1m3/s，则家坝河拥军桥至松涛寺河段河道20年一遇洪水设计洪峰流量QP=5%=297m3/s。1.2.6 泥沙查省水文勘测管理局资料：南营水库年平均淤积量22.6万m3，其中：推移质沙量4.5万m3，折合6.3万吨，悬移质沙量18.1万m3，折合23.5万吨。1.3 工程地质家坝河段地貌类型属堆积平原区，其成因形态为山前洪积冲积扇倾斜平原上敞开型河道，切深一般在3m7m之间，两岸局部发育不对称初始堆积1级阶地，行洪河道属以侧向侵蚀为主的宽浅断面，在泄洪过程中，由于洪水侧向冲刷，水流形成一边倒，河堤遭到淘蚀，造成塌落，另一侧逐渐被推移质堆积。山前洪积冲积扇平原区是自新生代以来剧烈沉降区，基底以古生代地层为主，覆盖层主要为巨厚而松散的第四系沉积物，厚约100m500m。在现代河床中以卵砾石为主，阶地具有双层结构，上部为砂壤土，下部为卵砾石层。沿河道纵向河床表层堆积物表现出自上游向下游，颗粒由粗到细的沉积韵律。1.4 工程任务及建设规模1.4.1 工程任务家坝河拥军桥至松涛寺段总长共5.9km，根据河流治理“统一规划，分步实施”的步骤和原则，本项目初设阶段规划容是对其两岸11.7km河堤进行修建，其中左岸修建防洪堤5.8km，右岸修建防洪堤5.9km。并在此基础上结合实际情况和长远发展规划对其5.9km河道进行清淤整治。项目完工后的拥军桥至松涛寺河段抗洪能力将大大提高，满足20年一遇的洪水设计要求。1.4.2 工程规模根据家坝拥军桥至松涛寺河段的自然地理条件、洪水规律、保护区人口规模、农田面积社会经济状况、产生洪灾的损失及影响大小等因素，按照国家防洪标准（GB50201-94），确定保护区防洪标准按20年一遇（P=5%）防洪标准设防，20年一遇洪峰流量为311m3/s。根据国家堤防工程设计规（GB50286-98）规定，本工程保护等级为等，堤防工程级别为5级。1.5 工程总体布置及主要建筑物1.5.1 工程总体布置根据家坝河拥军桥至松涛寺河段的行洪设计要求，确定的工程规模和防洪工程的任务，本工程的总体布置如下：（一）防洪工程根据河流治理“统一规划，分步实施”的步骤和原则，本项目初设阶段规划对拥军桥至松涛寺河段两岸5.9km河堤进行修建，其中左岸修建防洪堤5.8km，右岸修建防洪堤5.9km。让其与家坝河上游的防洪堤相连，构成新的防洪安全屏障。（二）清淤工程对家坝河拥军桥至松涛寺河段5.9km的河道进行清淤整治。对河道堆积的垃圾进行清理，对采沙留下的深坑进行掩埋。当洪水来临时，让其安全泄洪。1.5.2 主要建筑物沿拥军桥至松涛寺段河段两岸新修防洪堤11.7km,其中左岸5.8km，右岸5.9km。让其与上游防洪堤相连，形成新的防洪体系，保证河道行洪安全。新建防洪堤顶宽3m，边坡1：1，迎水坡和背水坡均采用现浇砼护面。1.6 工程管理1.6.1 管理体制、机构设置本工程为水利基础项目建设，建设组织管理由市XX区金羊水利管理所工程建设筹备处负责。管理机构的职能是负责该治理项目的编写、制定、实施、监督制度的建立、建设资金的筹措和管理以及建设进度的督察等。1.6.2 管理围堤防工程控制河道长度5.9km，宽度9m103 m，左、右岸堤顶宽3m。堤岸线处一律按宽5 m划定，有林带的按林带外1m划定。以上工程管理围58500m2，河床面积531000m2。1.6.3 保护围未采取任何工程设施的行洪河道，管理围以自然冲刷形成的河岸线为界，保护围宽10m。已形成的固定建筑按5m，无固定建筑的按10m划定。以上保护围111700m2。堤防工程主要保护对象是XX区金羊镇和中坝镇，保护总面积为2.74km2。1.7 施工组织设计1.7.1施工条件本工程建设围南起拥军桥，北至松涛测流站，河道全长5.9km。工程区海拔高度1440m1553m，河床最陡纵坡1/124，最缓纵坡1/417，平均纵坡1/271，河道宽度9m103m。左岸为民武公路，工程所需材料均可由公路运输到施工现场，交通十分便利。工程所需的主要材料：水泥可在武南采购，运至工地。木料及油料等均在市区采购运至工地。施工用电：采用附近电网供电。施工用水：可以在河道两旁修建蓄水池或使用水箱拉水。考虑气候及汛期对工程的影响，根据家坝河多年洪水资料，主体工程施工期安排在3月初至7月上旬，其余工程于9月30日之前完工。1.7.2 施工进度计划根据工程项目、工程量和施工条件，确定本工程项目合理总工期为1年。考虑气候及汛期对工程的影响，以及施工现场地开阔，场外交通方便，施工干扰较小，可安排本项目河堤新建段与清淤段同时开工，确保工程按期完工。1.7.3 主体工程施工砂砾土开挖、回填：基础砂砾石用1m3挖掘机开挖，就近堆放，回填由人工配合推土机完成，蛙式打夯机夯实。防洪堤填筑由推土机配合振动碾压。现浇C15钢筋网砼：防洪堤临水侧边坡采用现浇二级配C15钢筋网砼，施工时用0.4m3砼搅拌机拌制，架子车拉运入仓，人工平仓，分层浇筑，机械振捣。在砼护坡施工中要按照先开挖基础，再压实护坡面，最后浇筑砼的程序，完成一道工序验收合格再进行下道工序，做到中间验收和终验紧密结合。本建设工程布置在行洪河道两岸，由于地域开阔，交通便利，可利用人工配合机械作业。1.7.4 工程施工进度根据家坝河段多年洪水资料，主体工程在主汛期到来之前完成，为避开主汛期，主体工程的施工期应安排在3月初至7月上旬，剩余工程量及其零星工程于9月30日之前全部完工。1.8 环境影响评价家坝河拥军桥松涛寺河段防洪治理工程施工开挖断面小，占地面积少，开挖仅对部分河道形成的稳定粗化层有损害，但通过本工程各项治理措施的实施，将会弥补由此而产生的不良现象。同时设计推荐治理方案不占压耕地，不拆迁房屋及建筑物，无移民搬迁，不影响工程建设地区群众正常的生活和生产。工程建设中，基础开挖、防洪堤夯填、护坡浇筑等均在河道进行，基本没有弃料，施工机械为小型设备，因而施工不会对现有河道造成新的破坏，不会对周围环境产生不利影响。本次家坝河拥军桥至松涛寺段防洪治理工程的实施，可有效地控制设计洪水安全下泄，有利于保护市城区下游沿岸各乡镇、通信光缆和输变电线路等重要设施的安全，将为人们营造一个稳定安全的生产、生活环境。本项目工程实施完成后，将加强和改进河堤管理工作，有效杜绝向河道倾倒垃圾杂物等行为。新增的河堤绿化林带也利于净化空气，减少城市污染，美化城市环境。1.9 水土保持由于家坝河拥军桥至松涛寺段目前无任何防洪设施，河床走向偏移，河床两岸植被覆盖率差，土壤涵养水分的能力低，加之上游一遇暴雨导致瞬时洪量增大，水库泄洪时加剧了河道的水土流失。通过本次项目实施，稳定了河床走向，保护了两岸的居民区和农田，扩大河岸沿线的植被覆盖面积，改善沿岸生态环境，涵养水源，提高泄洪能力，从而达到水土保持的目的。1.10 工程投资工程总投资为1749.66万元，其中：建筑工程1378.44万元，机电设备及安装工程17.36万元，临时工程106.69万元，其它费用163.85万元，基本预备费83.32万元。本项目经济部收益率10.7%，高于8%的社会折现率，经济净现值403.7万元大于零，经济效益费用比1.19大于1，各项经济指标均满足规要求，故本项目在经济上可行，建议尽早立项建设。1.11 结论与建议家坝河拥军桥至松涛寺段防洪治理工程，事关河流两岸群众生命和财产的安全。该防洪治理工程实施后，将彻底改变目前下游防洪能力差、汛期易出问题的状况，使该河段防洪能力达到防洪设计标准。对保护城东和下游乡镇群众的生命财产安全将起到重要作用，对工程区社会稳定、经济发展等都会产生积极影响。为当地经济、文化生活、商贸交通等各项事业的发展将提供强有力的保障，建议应及早立项实施。家坝河拥军桥松涛寺段防洪堤工程特性表序号项 目单位指标备注1工程规模中型保护对象防洪标准重现期(年)10050据防洪标准GB50201-94确定保护对象防洪等级等据防洪标准GB50286-98确定堤防工程保护对象城 市个乡 镇个2人 口万人0.532工程区水文气象特性多年平均气温7.7极端最高气温40.81997年7月21日极端最低气温-31.2年蒸发量mm20201997年7月21日年降水量mm161年平均风速ms2.3最大风速ms34最大冻土深度cm1423工程区地震烈度度84河道特性流域面积km2841治理河道长度km5.9稳定河宽m1013治理河道平均比降1/915堤防工程特性堤防工程级别级堤防设计防洪标准及流量m3/sp=5%洪峰流量311m3/s家坝河拥军桥松涛寺段防洪堤工程特性表治理河堤形式砂砾石斜坡式防洪堤治理河堤长度km11.7两岸堤长其中:加固段长度km扩建段长度km11.7设计堤高m22.5基础埋深m1.56施工特性主体工程数量26.94砂砾石开挖及回填万m324.37砼及钢筋砼万m32.57钢筋制安t主要建筑材料木材m330水泥t6092.8钢材t所需劳动力总工日万工日14.96施工高峰人数人300临时房屋及工棚m2700施工期限年17工程概算投资总投资万元2838.77经济部收益率%10.7经济净现值万元403.7经济效益费用比1.192. 水文2.1 流域概况家坝河是金塔河的下游，是金塔河的主要泄洪河道。金塔河发源于祁连山北麓，为陆河流域石羊河水系的一条主要支流。主要下级支流有大水河和冰沟河。两条支流在南营水库坝址以上1km处的青咀湾汇合，南营水库以上集雨面积841k，其水河占60%，冰沟河占40%左右。流域形状基本呈园扇形，平均高程3010m，最高海拔达4843m。金塔河径流补给为降水和冰雪融水混合型。上游高山地区有冰川分布，根据调查，主要有冰川17条，类型为悬冰川和冰斗川。由于冰川作用，有冰积湖形成，最大为柴尔龙海，蓄水量430万m3。南营水文站多年平均降水量306，上游高海拔地区降水量达600mm以上，降水多集中夏、秋两季，其中79月占年降水的60%以上。年径流受自然地理条件和气象因素的影响，年际变化很大，且年分配很不均匀。每年45月随着气温升高，流域积雪迅速消融，形成春汛，在此期间，流域随气温变化呈明显的日周期变化规律，69月降水量显著增加，流量亦随之聚增，为全年的汛期，该期径流量约占年径流总量73%；10月份降水量减少，11月至次年3月，随着气温降低，降水以固体形式存于流域，此时河流主要靠地下水补给。金塔河多年平均流量4.95 m3/s，年径流量1.44亿m3。金塔河流域地势自西南向东北缓缓倾斜，海拔高度由水库以下1900m递降至1440m。区域由低山丘陵地带和走廊倾斜平原区两类地貌形态组成。水库以上属低山丘陵地带，海拔高度在2000m2600m之间，属于祁连山第三级夷平面。山坡坡度较缓，黄土类物质堆积覆盖较厚，被沟谷分割成长梁，呈现出黄土丘陵地貌形态。山前丘陵地带均与走廊倾斜平原区直接以陡坡坎接触。走廊倾斜平原地带，是由山区河流水搬运堆积而成的巨大洪积扇联合组成的山麓倾斜平原，洪积扇由第四系巨厚松散的砂砾石层组成。2.2 气象水文该区域属大陆性温带干旱气候，具有寒冷干燥、多风等特征。四季分明，海拔高，日照长，太阳辐射强，蒸发强烈，昼夜温差悬殊，雨量稀少。降水年际变化显著，年分布不均。冬季受西伯利亚冷高压的影响和控制，盛行西北风，寒冷干燥，雨量稀少；春季西北冷高压势力逐渐衰退，西太平洋副热带高压逐渐加强，气温回升，雨水微增。由于冷暖空气活动频繁，天气多变，夏季受西太平洋副热带高压北抬，印度洋西南暖湿气流的微弱输入，雨季一般从7月份上旬开始，8月结束。雨量集中，强度较大，易造成洪涝灾害；秋季西太平洋副热带高压衰退，西北冷高压增强，气温降低，雨水减少，常有秋旱，有的年份则秋雨连绵。工程区年日照时数2968小时，年均气温7.7，多年平均风速3.1m/s，最大冻土层1.42m，无霜期156天。降水在年各月份分布极不均匀，49月降水量多，占全年降水量的82%18%，而103月份占15%18%。治理区域处于干旱陆地区，蒸发强烈，多年平均蒸发量2020mm，蒸发系数0.08，年干燥度4.5。2.3 径流家坝河拥军桥至松涛寺段地表径流大部分是金塔河上游来水，金塔河地表径流由山区降水、冰川、积雪融水组成。大气降水：金塔河流域的降水，其分布趋势北少南多，冲积倾斜平原少，山区多，自东北向西南随海拔高度递增。根据市农业区规划报告和气象局提供资料，羊下坝镇至南营乡降水一般为140 mm200mm；南营水库至天祝藏族自治县祁连为200 mm600mm。冰川：根据中国科学院分院冰川冻土研究所资料，金塔河上源有少量冰川，分布在冷龙岭山脉，共有冰川22条，冰川面积6.73k。总储量1544万m3，冰川覆盖度0.8%。冰川5月开始消融，9月停止，年冰川融水580 m3。积雪：金塔河积雪主要分布在海拔3000m4000m的中高山岩谷。每年大约有20%50%为固态降水，气温虽低，但不足以形成冰川，雪融始于35月。河流年径流：每年4月5月随着气温升高，流域积雪逐渐消融，形成春汛。6月9月降水时显著增加，流量也随之剧增，为全年的主汛期，此时径流量约占全年径流总量的73%，10月份降水量减少，11月至次年3月，随着气温降低，降水以固体形式存在于流域，此时河流主要受地下水补给。金塔河多年平均流量4.95 m3/s，年径流量1.44亿m3。最大年径流量2.414亿m3（1954年），最小年径流量0.7979亿m3（1991年）。2.4 洪水2.4.1 洪水特性本流域较大洪水均由暴雨形成，最大洪水常发生在6月8月，也有推迟或提前情况，如1964年最大洪水发生在5月16日，洪峰流量535 m3/s；1968年最大洪水发生在9月2日，洪峰流量149 m3/s。受暴雨影响，洪水年际变化很大。1976年实测洪峰流量867 m3/s，而最小年份不足30 m3/s，相差20余倍。由于金塔河流域上游呈圆扇形，汇流时间集中，加之两支流流域形状相似，且在坝址上游1km处汇合，容易形成支流洪水同频率的不利组合。金塔河洪水的特点是暴涨暴落，峰形尖瘦，历时短，峰高量小，一般多呈现单峰形，持续时间较短，但瞬时造成的灾害大，破坏性严重。2.4.2 实测洪水及历史洪水金塔营站共有洪水资料30年，其中水文站资料5年（1961、19661969年），水库观测资料30年（197020XX），调查洪水资料3年（1936、1949、1964年）。历史洪水重现期，省水利厅勘测和省水文站于1964、1966、1970年三次调查，均调查到本流域曾于清咸丰年间发生过一次稀遇洪水，省1979年整编的资料认为“1976年8月2日，又发生了一次稀遇洪水，大于原调查的各次洪水，相近于咸丰年间洪水”。1949、1973、1963、1936年洪水分别为第三、四、五、六位。南营水库洪水分析计算见表21，设计洪水统计参数如下：QM=166 m3/s ，CV=1.1，CS/ CV=3，南营水库为三等工程，防洪标准按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。100年一遇洪峰流量925 m3/s。一日洪量2963万m3，1000年一遇洪峰流量1534 m3/s，一日洪量4782万m3。南营水库洪峰流量、洪峰总量频率计算成果表21项目QW5小时W9小时W24小时线形PPPP均值166192322587CV1.11.21.21.0CS3.33.63.63.0P=0.1%1534199733494782P=0.2%1350174129214225P=0.5%1104141323703497P=1%925117119642963P=2%75293915752435P=5%53064310791760P=10%3754427411279P=20%232262439833P=50%9197162354注：单位:Q m3/s, W万m3，P=0.1%，南营水库洪峰流量、24小时洪量各次计算成果南营水库调洪演算成果:南营水库位于市城南十八里处南营乡南营村的渣门子山口,东径120 28，北纬37 48，东西两面环山，悬崖峭壁，形势险要。现状水库防洪标准为100年一遇洪水设计，洪峰流量925 m3/s，下泄量484 m3/s，1000年一遇洪水校核，洪峰流量1534 m3/s，相应水库最大下泄量767 m3/s。50年一遇洪峰流量752 m3/s，下泄量410 m3/s。2.4.3项目段河道设计洪水分析家坝河处于金塔河的下游，其本次项目工程段拥军桥至松涛寺河段为农防段，按20年一遇的洪水设计，根据多年行洪资料拥军桥断面最大下泄流量为311m3/s，河道设计洪峰流量由相应最大下泄流量与拥军桥至松涛寺段区间相应标准的洪峰流量组成。拥军桥至松涛寺河段堤防工程按20年一遇的洪水设计，上游来水到达拥军桥断面洪水最大下泄流量Q泄311 m3/s，到达松涛寺段的洪峰流量扣除河道沿程损失后为Q=296m3/s，拥军桥至松涛寺段区间河道集水面积为2.95km2，河道区间20年一遇洪峰流量采用家坝河洪峰流量经验公式Q区P=5%=1.89F/F0.176，计算得Q区4.6m3/s，则家坝河拥军桥至松涛寺河段河道20年一遇洪水设计洪峰流量QP=5%=300.6m3/s。2.5 水文分析结论家坝河道堤防按20年一遇洪水标准设计，经计算拥军桥至松涛寺段河道按20年一遇洪水设计洪峰流量QP=5%=300.6 m3/s。现状河堤不满足20年一遇洪水标准设防要求，必须对其进行加固处理，以满足防洪要求。3.工程地质3.1区域地质概况金塔河属石羊河流域的一级干流，家坝河是金塔河的主要行洪河道。金塔河自团庄以南汇流和呈西南东北流向，经水库2km至出山口，然后进入洪积冲积扇平原。河道由南向北带状延伸，河宽150300m，平均纵坡1/60，经农坝柳庄后称家坝河，家坝河床宽60m120m，平均纵坡1/100。河道沿线均分布有空心砖厂、污水处理厂、兴华伟驾校、物资转运站、五一鱼池、乡镇村庄和农田。汛期时，金塔河来水经南营水库调蓄后，泄入家坝河。沿途经市XX区金羊镇、中坝镇7个村组，穿越民武公路、金中公路、通信光缆、输变电线路等重要基础设施，汇集沿途流量后，于松涛寺流入石羊河。家坝河段所处地貌类型属堆积平原区，其成因形态为山前洪积冲积扇倾斜平原上敞开型河道，切深一般37m，两岸局部发育不对称初始堆积1级阶地。家坝河行洪河道属以侧向侵蚀为主的宽浅断面，在运行过程中，由于洪水侧向冲刷，水流形成一边倒，河堤遭到淘蚀，造成塌落，另一侧逐渐被推移质堆积。山前洪积冲积扇平原区是自新生代以来剧烈沉降区，基底以古生代地层为主，覆盖层主要为巨厚而松散的第四系沉积物，厚约100500m。在现代河床中以卵砾石为主，阶地具有双层结构，上部为砂壤土，下部为卵砾石层。沿河道纵向河床表层堆积物表现出自上游向下游，颗粒由粗到细的沉积韵律。3.2工程地质条件及评价防洪堤地基为第四系全新统洪积冲积砂卵砾石层，其结构松散，卵砾石磨圆度较好，呈浑圆状，卵砾石集中的层次具有架空现象。卵砾石一般粒径0.58cm，大者1020 cm，漂石最大粒径3080 cm。砾石成份多为花岗岩，变质砂岩、砂岩等。砂卵砾石允许承载力0.20.3MPa。变形模量400600kg/ c，砼/岩摩擦系数0.540.45，摩擦角为360380，渗透系数K=80120md，临时开挖边坡比1：0.51：0.75。地下水的分布受地貌、地质构造和水文地质条件的控制，水位由西南向东北逐渐变浅，水位埋深8020m。含水层富水性良好。地下水主要来源于河流与渠系入渗补给。3.3天然建筑材料家坝河天然河床分布有储量丰富的砂卵砾石，且质量优，开采容易，运输方便。砾石岩矿成份多以花岗岩，变质砂岩，砂岩为主。多年来开采用于城镇及水利建设，其质量满足要求。但由于近年来的大量开采，在城南家坝桥至城东关光明桥段，河床表层35m厚度大都已被开采筛选，所需砼粗细骨料含量大减，采获率降低，一般粒径大多在520之间，含量约占70%80%，粒径大于30cm的块石含量甚少。根据工程规模及用量和设计要求，建议:防洪堤填筑料及粒径1020cm卵石可就近开采选用，储量满足要求。砼粗细骨料选在城区外砂石料场购买，平均运距15km。3.4结论及建议家坝河拥军桥-松涛寺段防洪治理工程，事关河流两岸群众生命和财产的安全。该防洪工程项目实施后，将彻底改变目前下游防洪能力差、汛期易出问题的状况，使该河段防洪能力达到防洪设计标准。对保护拥军桥乡镇群众的生命财产安全将起到重要作用，对工程区社会稳定、经济发展等都会产生积极影响。为当地经济和商贸交通等各项事业的发展将提供强有力的保障，建议应早立项实施。建议：在工程实施后，应加大对河道整治及管理力度，出台相关的法律法规，建立长效机制，确保行洪河道在汛期畅通无阻。在枯水期按冲淤规律疏通行洪主河道。4.工程任务和规模4.1 保护区自然及社会经济状况家坝河拥军桥至松涛寺段防洪工程位于XX区，是修建在城防区下游的一道保护河道两岸居民点和农田的防洪屏障。XX区地处省中部与西部地区的连结带，历史上曾是战略要塞，河西走廊的商贸中心，西部农业文明的中心地区。现为国家级历史文化名城，市人民政府所在地，是西行到走廊旅游的第一大站，同时也是省比较繁华的商贸集散地。位于东经1014910443，北纬36293927之间，南依祁连山，北靠，东南与、市接壤，西北与金昌、毗邻，是西部面积较大、开发最早、人口最密、经济最繁荣的一片绿洲。现有39个乡镇，总人口101万人，聚居着汉、藏、回、蒙等25个民族，国土面积5081km2，地势南高北低，平均海拔1632m。改革开放以来，XX区的社会经济发展取得了瞩目成就。实施西部大开发战略以来，发展步伐明显加快，国民经济以年均10%以上的速度增长。20XX。农民人均纯收入3303元，城镇居民人均可支配收入8547元。XX区有较丰富的农作物资源，主要有小麦、大麦、玉米、大豆等；经济作物主要有葡萄、胡麻、油菜等，还有西瓜、白兰瓜、苹果、蔬菜、大麻、纤维亚麻、葵花籽、烟叶、发菜等。农作物和经济作物品种多，品质优，久负盛名，远销省外，部分产品还销往东南亚和独联体，尤其是无壳瓜子为世界所仅有。近年来XX区城区建设发展较快，区流动人口多，市场活跃，商埠气息浓厚，已成为省河区最大的商品集散中心。 4.2历史洪灾损失历史上家坝河曾经发生过多次较大洪水，给当时的人民生命财产安全造成了很大损失，据有关资料记载：1936年8月山洪暴发，洪峰流量535m3/s，冲毁多处农田及房屋。1949年8月，边降暴雨三天，山洪暴发，洪峰流量达694m3/s，冲毁多处农田庄稼，民房倒塌无数，城区东关受淹。1958年6月22日，山洪暴发，洪峰流量达260 m3/s，冲毁家坝河两岸农田970亩，干渠二条7.0km，民房129间，树木2.5万株，洪水淹死2人，城区东关进水。1964年5月16日，山洪暴发，到23时洪峰流量达535 m3/s，冲毁农田1万亩，渠道3.17km，民房倒塌71间，冲走牲畜2000多头，淹死村民9人，城区东关进水。1976年8月2日至日，山洪暴发，最高洪峰达876m3/s，水库泄洪量350 m3/s，与祁连山前小沟小河暴发的洪水叠加后，洪量进一步加大，渠首防洪堤溃口多处，冲毁渠道2.6km，防洪堤1.25km，农田3850亩，城区防洪堤溃口2处，城东关进水，29个企事业单位受损，冲坏房屋125间。1996年8月7日，山洪暴发，洪峰流量达809 m3/s，经水库调节，无任何损失。1999年7月12日和20XX6月28日，上游南营水库泄洪，使家坝河城区段右岸83m防洪堤遭水毁。20XX6月7日在南营水库泄洪仅65 m3/s的情况下，冲坏城区段防洪堤多处。4.3现状防洪工程及存在问题家坝河是金塔河下游的主干行洪河道，担负着汛期上游来水的排洪以及保护河道两岸的居民点和农田的设施安全任务。河床宽60m120m，平均纵坡1/100。河道沿线均分布有空心砖厂、污水处理厂、兴华伟驾校、物资转运站、五一鱼池、乡镇村庄和农田。汛期时，金塔河来水经南营水库调蓄后，泄入家坝河。沿途经市XX区金羊镇、中坝镇7个村组，穿越民武公路、金中公路、通信光缆、输变电线路等重要基础设施，汇集沿途流量后，于松涛寺流入石羊河。拥军桥至松涛寺段泄洪河道全长约5.9km，纵坡1/1241/417，沿线最宽处103m，最窄处9m，平均宽度约56m。河床为砂砾石。河道弯曲，起伏不平。同一横断面河床相对高差0.31.5m，行洪时主流摆动不定，水流湍急，属典型的以侧向侵蚀为主的微弯顺直型河流。4.3.1 现状工程项目区家坝河拥军桥松涛寺河段位于南营水库泄洪河道下游，是XX区金羊镇和中坝镇村庄农田的重点防洪河道，历史上未曾修建过任何防洪设施，拥军桥至松涛寺河段只能靠自然河堤防洪。在河水的不断冲刷下，两岸自然河堤已经损坏严重，不能满足20年一遇的行洪要求。再加上XX区社会的发展和城市建设的加快，城市建筑垃圾和生活垃圾在河道倾倒，使河道的防洪能力严重处于瘫痪状态，对沿岸的农田和村庄安全构成严重威胁。家坝河拥军桥至松涛寺段，河道全长5.9km。现状为自然河道，宽窄不一，未修建任何防洪工程，行洪能力不足200m3/s，已不满足20年一遇洪水设防要求。4.3.2 存在问题存在的主要问题是（1）部分河段过水断面窄小，行洪能力不能满足要求；（2）各种建筑垃圾和农村生活垃圾的堆填，减小了河道断面的过水能力。（3）在河道岸边私自建筑工房，河床上种植树木，致使河道河床面积减小，行洪能力大大降低；（4）多少年来，对原河道长期无序采砂挖石，河床扰动严重。4.4防洪治理工程围及保护对象4.4.1防洪治理工程围家坝河拥军桥至松涛寺段防洪治理工程的主要任务是防洪减灾，提高工程区抗御洪水灾害能力，减轻保护区洪水灾害损失，使河道两岸的防洪能力达到国家防洪标准。家坝河拥军桥至松涛寺段总长共5.9km，根据河流治理“统一规划，分步实施”的步骤和原则，本项目初设阶段规划容是对其两岸11.7km河堤进行修建，其中左岸修建防洪堤5.8km，右岸修建防洪堤5.9km。并在此基础上结合实际情况和长远发展规划对其5.9km河道进行清淤整治。项目完工后的拥军桥至松涛寺河段抗洪能力将大大提高，满足20年一遇的洪水设计要求。本次防洪治理工程主要建设容详见表41。家坝河城区段防洪治理工程拟建设容表41序号建设围建设容备 注1家坝河拥军桥至松涛寺河段新建坡式砂砾石防洪堤长度5.9km，迎水面采用现浇砼护面。左岸防洪堤长度5.8km，右岸防洪堤长度5.9km2河道清淤对河床淤积严重的部位进行清淤，共需清淤5.9km。河床4.4.2保护对象家坝河拥军桥至松涛寺段防洪治理工程的保护对象为XX区金羊镇、中坝镇部分村庄以及河道两岸农田、企业以及其他基础设施。4.5防洪标准XX区地处省中部与西部地区的连结带，历史上曾是战略要塞，河西走廊的商贸中心，西部农业文明的中心地区。现为国家级历史文化名城，市人民政府所在地，是西行到走廊旅游的第一大站，同时也是省比较繁华的商贸集散地。位于东经1014910443，北纬36293927之间，南依祁连山，北靠，东南与、市接壤，西北与金昌、毗邻，是西部面积较大、开发最早、人口最密、经济最繁荣的一片绿洲。现有39个乡镇，总人口101万人，聚居着汉、藏、回、蒙等25个民族，土地面积5081km2，地势南高北低，因此XX区的防洪标准应与中等城市的规模相适应，以适当提高，保证安全为原则。根据国家堤防工程设计规（GB50286-98）规定，本工程保护等级为等，堤防工程级别为5级。防洪标准为20年一遇洪水（P=5%）。4.6 工程任务家坝河拥军桥至松涛寺段总长共5.9km，根据河流治理“统一规划，分步实施”的步骤和原则，本项目初设阶段规划容是对其两岸11.7km河堤进行修建，其中左岸修建防洪堤5.8km，右岸修建防洪堤5.9km。并在此基础上结合实际情况和长远发展规划对其5.9km河道进行清淤整治。项目完工后的拥军桥至松涛寺河段抗洪能力将大大提高，满足20年一遇的洪水设计要求（P=5%）。4.7工程规模根据家坝拥军桥至松涛寺河段的自然地理条件、洪水规律、保护区人口规模、农田面积社会经济状况、产生洪灾的损失及影响大小等因素，按照国家防洪标准（GB50201-94），确定保护区防洪标准按20年一遇（P=5%）防洪标准设防，20年一遇洪峰流量为311m3/s。根据国家堤防工程设计规（GB50286-98）规定，本工程保护等级为等，堤防工程级别为5级。5工程布置及主要建筑物5.1设计依据和基本资料5.1.1设计依据(1)水利水电工程可行性研究报告编制规程DL5020193；(2)防洪标准GB5028694；(3)水利水电工程设计洪水计算规SL 44-2006;(4)城市防洪工程设计规JJ50-92;(5)堤防工程设计规GB5028698；(6)水电水利工程工程量计算规定DL/T5008-1999;(7)水利建设项目经济评价规SL7294；(8)土工合成材料应用技术规GB5029098。5.1.2基本资料(1) 关于对家坝河拥军桥至松涛寺河段防洪治理初步设计报告的编制要求；(2)业主提供的相关文件和资料。（3）实际对该项目治理河段采集的数据。5.2设计水平年家坝河拥军桥至松涛寺河段的堤防工程设计现状水平年选定为20XX，保护区人口0.53万人，设计水平年确定为2020年，保护区人口为0.57万人。5.3工程等级及建筑物级别根据家坝拥军桥至松涛寺河段的自然地理条件、洪水规律、保护区人口规模、农田面积社会经济状况、产生洪灾的损失及影响大小等因素，按照国家防洪标准（GB50201-94），确定保护区防洪标准按20年一遇（P=5%）防洪标准设防，20年一遇洪峰流量为311m3/s。根据国家堤防工程设计规（GB50286-98）规定，本工程保护等级为等，堤防工程级别为5级。5.4河道特性及河床演变分析5.4.1造床流量造床流量对形成天然河道河床特性及河槽基本尺寸起支配作用的、根据河道最大流量、平均流量、水流历时以及洪水频率等因素所确定的一个特征流量。是河流多年平均流量对河床塑造作用相当的一个流量，不是唯一的一个单值，而是一个确定的值域。是天然河道形态研究及整治工程中最基础的参数，其计算方法较多。根据省主要河流的整治实践，经验证明适合家坝河的造床流量按2年一遇的洪峰流量计算比较合理，经计算洪峰流量为91m3/s,考虑到沿途区间会入流量16m3/s，确定家坝河拥军桥至松涛寺河段造床流量为107m3/s。5.4.2稳定河宽计算稳定河宽根据河床流量、河道纵坡及河床糙率，采用阿尔图宁稳定河宽公式计算：B=Q0.5J0.2 (见水院水力计算手册第二版式8-3-41)式中：B稳定河宽（m）；Q设计洪峰流量（m3s）；J水力坡降，本计算中已建河堤段河床最陡纵坡1/43，最缓纵坡1/286，平均纵坡1/91；河宽稳定系数，按水力计算手册第二版，根据阿尔图宁资料，下游河段1.11.7，本计算取1.5；家坝河拥军桥至松涛寺河段稳定河宽计算如表51。河道稳定宽度计算表表51流量Q(m3/s)稳定河宽B(m)河道比降J(）稳定河宽系数桩号拥军桥-新鲜桥10713.022.41.5新鲜桥-白疙瘩桥10712.872.551.5白疙瘩桥-五一十一组10712.72.731.5五一十一组-松涛测流站10710.228.061.5由以上数据计算的稳定河宽在10m13m之间，现状家坝河拥军桥至松涛寺河段宽度9m103m，需对不满足稳定河宽的瓶颈地段进行拓宽处理。5.4.3稳定特性分析家坝河拥军桥至松涛寺段河道全长约5.9km，河道最宽处103m，最窄处9m，纵坡1/1241/417。床质主要为洪积在砂卵砾石，其卵砾石以变质砂岩为主、灰岩为主，粒径0.2cm8cm，次圆状，上游河床质粒径主要由较大的卵石组成，通过历次洪水逐渐向下游过渡为砂砾石。河道弯曲，起伏不平。实测河道横剖面中，同一横断面河床相对高差0.3m1.5m，通过对床质组成及天然坡降分析，河段天然坡降小于纵向平衡坡降，河道总体是稳定的，在纵向总体稳定的前提下，局部失稳现象是存在的，一般均在节点及水流作用强烈处。河道平面形态呈微弯顺直型，经综合分析，在设计洪水情况下，洪水侧蚀河道岸坡，存在横向不稳定的可能。5.4.4水力计算方法现状家坝河拥军桥至松涛寺段河道虽存在弯曲、扩大、缩小等现象，但总体上河道纵坡比较稳定，河床底部相对平整，河道水流接近明渠均匀流，本次初设阶段，采用明渠均匀流公式，按实测河道底坡分段进行水力计算后，又用天然河道水面线方程（伯努力方程），作了复核计算。复核计算中家坝河城区段的最大设计泄洪流量为311m3/s。由于天然河道明渠水流中，其河床质糙率n是伴随河床的演变而变化的，家坝河拥军桥至松涛寺段河道，在多年的实际运行工作中，缺乏实测的水位、流量关系和率定的糙率等资料，给上述计算的准确性带来了一定难度。因河床糙率是应用才公式与曼宁公式计算明槽均匀流的一个重要参量，也是最难于准确选定的量值。选择糙率过大或过小都会给工程实践带来严重后果。为慎重起见，初设阶段参照有关资料和当地同类工程设计、运行经验确定。据中国水利百科全书第一卷糙率条目介绍：对水面宽度超过30m的大河，断面比较规则整齐、无孤石或丛木者，n值约为0.0250.06；断面不规则整齐、无孤石或丛木者，n值约为0.0350.100；水院水力计算手册表8-1-19天然河道糙率表中，汛期水面宽度大于30的大河，当断面比较规整、无孤石或丛木，n值最小约为0.025，最大为0.06；前联玻尔达柯夫编制天然河道糙率表中，对呈均匀流的多石滩河段，无杂草的河滩，当平均水深为2m时，n值为0.05；当地已建的同类工程，n值为0.06。从偏于安全考虑，设计根据现状河床粗化层的分布情况和河床质分布的一般规律，家坝河拥军桥至松涛寺河段卵石粒径最小，n值取0.05。由此计算得的设计洪水条件下水深结果见表52。家坝河拥军桥至松涛寺段河道洪水水力计算结果表表52计算断面编号河宽（m）实测纵坡设计洪峰流量（m3/s）计算糙率计算流速（m/s）计算水深（m）平均水深（m）拥军桥911/417