某水库工程初步设计报告.doc

- 1 - 1综合说明 1.1 概述 东大河及东撇洪沟为庐城内的主要防洪除涝河道，又是城市水源通道，对庐城 发展起到了至关重要的作用。 建国后近 60 年来，在国家的大力支持下，全县人民自力更生、励精图治、艰 苦奋斗、大兴水利，水利基础设施建设有了很大的发展。目前，巢湖流域洪水出路 问题已得到较大程度的缓解，东大河得到了一些初步治理，使得城区防洪标准有了 进一步提高，防洪能力也有有了显著提高。但尚存在不少问题，主要表现为防洪标 准低，防洪能力不足 20 年一遇，东大河局部堤段房屋密集，造成防汛通道缺乏、 行洪不畅，城区河道部分桥梁阻水严重，管理设施落后，穿堤建筑物存在安全隐患 等。东大河的治理力度已不能适应庐江城区经济社会的发展要求，而且，一定程度 上制约了城市经济社会的可持续发展。 加快东大河河全面治理，对减轻洪涝灾害、改善河道水质、促进区域发展有积 极作用，也符合庐城的总体规划和城区经济社会的发展要求，为适应建设资源节约 型和环境友好型社会对水利的要求，以区域水资源可持续利用支撑经济社会可持续 发展，立足于区域自然条件和经济社会发展水平，依据水资源和水环境承载能力， 合理进行水土资源配置和水利工程布局，综合考虑防治水旱灾害、水资源节约保护、 防洪、排水、蓄、引、水环境整治和生态建设等方面工作，是十分必要的。新建余 月水库工程，一方面可以调蓄洪水，减轻东大河下游城区段河道防洪压力，另外， 可满足灌溉、供水等要求。 余月水库新建工程为县河综合治理工程中的主要内容之一，其主要任务是防洪， 同时兼顾兴利。为充分发挥水库枢纽工程的综合作用，特别是灌溉作用，其正常蓄 水位为 18.5m，兴利库容 53 万 m3。水库设计洪水标准为 50 年一遇，校核标准为 1000 年一遇，水库总库容 258 万 m3。 1.2 水文 庐江县境内主要河流有杭埠河、马槽河、白石天河、金牛河、罗埠河、县河 - 2 - （包括苏家河、中塘河和东大河） 、失槽河、兆河、西河、罗昌河、黄泥河、瓦洋 河、柯坦河和界河共 14 条。各河随地形分布如枝，分别注入巢湖、枞阳县境的白 荡湖及桐城县境的菜子湖等水系而入长江。 流经庐江县城区内的河流有苏家河、中塘河，两河交汇后称县河，县河在城东 排水站下游纳东大河后汇入黄陂湖。黄陂湖的出口分为两支，一支向北流经兆河后 入巢湖，另一支流经西河干流、裕溪河连通巢湖和长江。 县河及其支流苏家河、中塘河、东大河和东西撇洪沟为庐城内的主要防洪除涝 河道。各河流域面积在 0.9163.2km2之间，河道干支流长度在 1.118.7km 之间， 总长度为 52.1km，其中规划的外环线以内河道总长 33.8km。 东大河是县河的一条主要支流，发源于冶父山南麓，途经冶父山、庐城两个镇， 在庐城城南县船厂附近汇入县河。流域面积 36.2km2，河道长度 3.73km。塔山东部 河湾以上分两个支流，分别为东大河左支及右支，长度分别为 0.53km 及 0.92km。 余月水库工程位于东大河右支，坝址附近没有水文站，无实测洪水资料， 采用安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积 设计洪水计算办法进行洪水计算。坝址以上 20 年一遇来水流量为 83m3/s，50 年一遇来水流量为 140m3/s，1000 年一遇来水流量为 284m3/s。 1.3 工程地质 1.场场地和地基地震效地和地基地震效应评应评价价 庐江地区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g(第一组)。 拟建场地内中风化岩埋深约 1.517.1m，覆盖层厚度范围内场地土属中硬土， 故判定拟建场地类别为类建筑场地，为抗震有利地段。 拟建场地的特征周期 Tg0.35s。 2.场场地及地基的地及地基的稳稳定性与均匀性定性与均匀性 通过区域地质资料与本次勘探结果综合分析，拟建场地未发现有影响建筑场 地稳定性的断裂构造，拟建场地属稳定的建筑场地，适宜建设坝址和料场。 拟建场地有较大面积、较厚的软弱粘性土以及填土分布，且部分地段上部地 层变化较大，相邻钻孔的岩土层界面坡度10 度，属不均匀地基。 - 3 - 3. 天然地基天然地基设计设计参数参数 根据现场钻探、原位测试、结合室内岩土试验成果资料分析，该场地内各层 土的地基承载力特征值 fak、压缩模量 Es 可按表 1.3-1 取值： 表 1.3-1 层号fak（kPa）ES1-2（MPa） 层填土 未经处理，不宜利用 1层粉质粘土 1506.0 层粘土 25012.0 层粉质粘土（闪长岩全风化） 24012.0 1层强风化闪长岩 35020.0 2层中风化闪长岩 2000 压缩性微小 4.岸坡岸坡稳稳定性定性评评价价 根据勘察期间的现场观察，河道沿线岸坡一般坡度较缓，未发现岸坡失稳现象， 河道沿线岸坡的现状基本稳定，但河道部分地段岸坡较陡、较高，部分地段填土较厚， 可能导致局部发生岸坡失稳现象。 1.4 工程任务和规模 余月水库新建工程为县河综合治理工程中的主要内容之一，其主要任务是防洪， 同时兼顾兴利。为充分发挥水库枢纽工程的综合作用，特别是灌溉作用，根据庐 江县东大河、县河综合治理工程初步设计报告 ，余月水库考虑 10 万 m3 的死库容， 53 万 m3 的兴利库容，则设计死水位为 15.3m，正常蓄水位为 18.5m，汛限水位设 计为 18.5m，起调水位采用 18.5m。经调洪演算，通过调洪演算得 50 年一遇设计洪 水位为 20.41m，蓄水库容为 174 万 m3；1000 年一遇校核洪水位为 21.66m，蓄水库 容为 258 万 m3。 1.5 工程布置及主要建筑物 余月水库总库容 300 万 m3，水库的防洪保护对象都是庐江县城。根据水利水 - 4 - 电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） ，水库都属小（一）型水库，工程等别 为等，主要水工建筑物级别为 4 级。 水库枢纽工程的永久性水工建筑物有：挡水坝、溢洪道、灌溉放水涵，均为主 要建筑物，按 4 级水工建筑物设计。 水库考虑 10 万 m3的死库容，设计死水位为 15.3m，为充分发挥水库枢纽工程 的综合作用特别是灌溉作用，考虑 53 万 m3的兴利库容，正常蓄水位为 18.5m，汛 限水位设计为 18.5m。 挡水坝为均质土坝，溢洪道、灌溉放水涵闸室控制段、洞身段均位于主坝坝体 内，因此，挡水坝、溢洪道、灌溉放水涵采用与水库一致的防洪标准。 根据水库综合利用和管理运用要求，选定水库枢纽建筑物由挡水坝、溢洪道、 灌溉放水涵组成。 拦河挡水坝为均质土坝，坝轴线东起余庄岗地，向西以方位角 N471124E 沿直线延伸，穿过东大河右支至对岸山坡。坝体全长 435.0m，最大坝高 13.50m， 坝顶宽度 8.0m，坝顶高程 24.50m。 溢洪道位于东大河右支左岸、距挡水坝左坝头 350.m，桩号 0+350.000，轴线 垂直于坝轴线。溢洪道的控制段为 3 孔，每孔净宽 5.0m 的开敞式宽顶堰，底板高 程 18.50m，设露顶式平面钢闸门控制，最大泄量 138m3/s， 。控制段顺水流方向长 10.90m，为增加渗径长度，在控制段底板前设 25.52m 长 U 型引水槽，底板兼当进 口铺盖。控制段下游接 52.0m 长，坡比 1:7.0 泄槽，下设 20.0m 长，1.0m 深消力池， 接总长 50.0m 的海漫。其中前 25.0m 为以半径 30.0m，中心角 45弯段的 25.0m 长， 宽度由 17.40m 渐变至 15.0m 的浆砌块石护坡（护底）段，后 25.0m 为干砌块石护 坡（护底）段。后设 3.0m 深抛石防冲槽，与东大河右支平顺连接。 灌溉放水涵轴线及东大河右支基本重合，位于距坝体左坝头 395.0m，桩号 0+395.000，轴线与坝轴线垂直。灌溉放水涵底板高程 15.30m，为坝下一孔有压涵 洞。涵洞全长 127.80m（含进口、消力池、海漫及尾水渠） 。进口设检修门和工作门， 孔口尺寸 1.0m1.6m（宽高） ，工作门与检修门互为备用。 - 5 - 1.6 电气和金属结构设计 （1）电气设计 余月水库工程由附近 10kV 输电线路引接电源，导线型号为 LGJ-50，为保证汛 期一级用电负荷的可靠性，另设 1 台柴油发电机组作紧急事故备用电源。两路电源 互为备用、相互闭锁。低压配电装置采用 GCS 型低压抽屉式配电屏。启闭机房、检 修、管理处等用电负荷均由低压配电屏以放射式进行供电。 左桥头堡底层为门厅、二层为高低压配电室、三层为中央控制室。右桥头堡底 层为柴油发电机房、二层、三层为办公室。高低压开关室内布置有 2 块高压环网柜、 1 台干式变压器及 1 块低压配电屏；控制室内设有工作台、公用 LCU 箱、计算机监 控系统、电视监视等有关设备；柴油发电机组及其辅助设备布置在柴油发电机房内。 闸门动力箱、闸门 LCU 箱布置在启闭机房中。另有一台 S11-M-50/10 型变压器安装 于管理处内，用于管理处照明与生活用电，以及闸非运行期间的照明用电。 为提高自动化管理水平，保证工程安全运行，节制闸工程设有计算机监控及电 视监视系统。 （2）金属结构设计 余月水库工程建筑物有溢洪道、放水底涵等，金属结构共配 5 扇平面定轮钢 闸门、5 孔相应闸门埋件，5 台固定式卷扬启闭机。 溢洪道共 3 孔，每孔 1 扇工作闸门，共 3 孔，每扇闸门均由固定式卷扬启闭 机控制运行，共 3 台；放水底涵共 1 孔，每孔进口设 1 扇检修闸门和 1 扇工作闸 门，且互为备用，每扇闸门均由固定式卷扬启闭机控制运行。 1.7 施工组织设计 余月水库位于庐江县县城城北，庐江县位于安徽省中南部，地处长江以北，西 依大别山余脉，与桐城、舒城县毗邻，北抵肥西县，东与巢湖市、无为县接壤，南 以枞阳县为邻。 余月水库为综合利用的小（一）型水库。主要建筑物有：大坝、溢洪道、放水 涵。 主要工程量：土方开挖 40131m3，土方填筑 243075m3，堆砌石 24262m3，砼及钢 - 6 - 筋砼 7332m3，钢筋 320t，砼道路 450m。 工程所需钢筋、木材、油料等从庐江县县城购买，水泥从巢湖购买，块石、碎 石、黄砂从淮南购买。 本工程施工总工期共 10 个月，即施工期第一年 9 月初至第二年 6 月底。 本工程施工总工日 8925 个，施工期平均上工人数 60 人，高峰上工人数 78 人。 1.8 节能设计 （1）电气节能设计： 节能设计原则：以提高效率，降低能耗，以有限的资源和最小的能源消费来取 得最大的经济和社会效益，满足日益增长的需求为目标。同时尽量减少或消除机电 设备的固有能耗。且不限制发展，不降低服务标准和使用功能。 电气节能途径包括：照明节能、动力节能、电源节能。 （2）金属结构节能设计： 本工程金属结构设备选型，按照节能优先，技术、工艺先进并符合国家行业 节能政策的原则进行的。 溢洪道工作门、灌溉放水涵检修门及工作门均采用轮式支承，有效地降低了 启闭设备的容量，降低了启闭机电动机的功率。 这些措施有效地减小了启闭设备的数量、容量及电动机的功率，从而达到了 节能的目的。 （3）施工节能设计： 建立完善的节能制度，精心组织，从土方工程、砼工程、油料运输、生活等方 面采取优化措施。土方填筑尽量利用开挖的土方，在保证土料质量的前提下选用运 距近的区域土料，土方开挖及运输选用机械效率高的合适机械施工。砼施工根据工 程条件及生产强度能选用拌和系统。在工地设置储油设施。生产生活用电用选用合 适的变压器。 1.9 工程占地及移民拆迁 本治理工程占地范围包括永久征地及临时占地两部分。经统计汇总，余月水库 - 7 - 工程共需征用土地数量为 1310 亩，其中永久征地 1278 亩，临时征地 31.4 亩。 工程占地涉及需搬迁人口 109 户 317 人，涉及房屋面积 9493m2，其中砖混房 8000m2，砖木房 1493m2。 1.10 环境保护设计 余月水库工程的实施，提高了下游河道的防洪标准，抑制水灾的频繁发生，促 进区域社会经济的发展，保障了人民生命财产安全，优化了其居住生活环境，同时 避免因洪水泛滥引起的污染物扩散、水质污染、水土流失、农田被毁等生态灾难， 另外，水库工程兼有灌溉、供水、养殖等兴利作用，工程的兴建具有显著的社会、 经济和环境效益。 本工程主要从水质保护、大气质量保护、噪声防护、固体废弃物处理、生态环 境保护6 个方面进行环境保护专项投资，共计30 万元。 1.11 水土保持设计 根据本工程总体布置、施工特点和区域的水土流失状况，将水土流失防治分区 分为区（主体工程区） 、区（取土区） 、区（弃土区） 、区（施工布置区） 、 区（临时临时道路区）五个一级防治分区。 水土保持工程总投资为 46.58 万元，其中工程措施 13.84 万元，植物措施 15.27 万元，临时工程 0.58 万元，独立费用 9.56 万元，基本预备费 1.18 万元，水土保持 设施补偿费 6.15 万元。 1.12 设计概算 余月水库工程位于巢湖市的庐江县境内，本工程主要工作包括：大坝加培、新 建溢洪道以及放水涵工程。 本工程主体工程主要工程量为： 土方开挖：4.01 万 m3 土方填筑：24.31 万 m3 堆 砌 石：2.43 万 m3 砼及钢筋砼：7332m3 钢筋：320t 草皮护坡：7876m2 本工程主体工程所需主要材料量为： - 8 - 水泥：4203t0 钢筋：342.4t 块石：1.55 万 m3 碎石：1.84 万 m3 黄砂：10122m3 柴油：355t 根据施工组织设计安排，本工程施工总工期为 10 个月，主体工程所需人工 7.14 万工日。 本工程总投资 11638.63 万元，其中：工程静态总投资 4039.84 万元，征地移 民补偿投资 6946.16 万元，水土保持工程投资 46.58 万元，环境保护工程投资 30 万元，建设期融资利息 576.05 万元。 1.13 工程管理设计 余月水库总库容 258 万 m3，是一座集防洪、灌溉、供水等综合利用的水利枢 纽工程。水库管理单位拟定为余月水库工程管理处，负责水库的日常管理和防洪调 度。 根据水利工程管理单位定岗标准 （试行） ，该水库定员级别为 5 级，按照水 利工程管理单位人员配备力求精简、提倡合理兼职、尽量减少非生产人员的原则， 工程拟配置各类 管理人员12 人。 1.14 经济评价 余月水库工程经济内部收益率为 11.65%，经济净现值为 4688 万元，效益费用 比 1.35。各项指标均满足工程经济合理性的要求，因此，余月水库工程经济上是合 理可行的。 工程完工后，下游河道的防洪标准由现状不足 20 年一遇，提高到 20 年一遇， 同时增加灌溉面积 2000 亩，项目不仅具有较好的经济效益，而且具有显著的社会 效益和环境效益，建议尽快付诸实施。 - 9 - 图 1.1 余月水库工程位置图 10 2 水文 2.1 流域概况 庐江县位于安徽省中南部，地处长江以北，西依大别山余脉，与桐城、舒 城县毗邻，北抵肥西县，东与巢湖市、无为县接壤，南以枞阳县为邻。县域界 于东经 1170111734,北纬 30573133，属长江流域。县境 南北长 62km，东西宽 52km，总面积 2348km2。 庐江县城座落于县域中部，又称庐城，系庐江县人民政府所在地，是庐江 县的政治、经济和文化中心，北距合肥市 69km，东距巢湖市 76km、无为县 70km，南距枞阳县 89km，西距舒城军埠 30km。地处东经 11717，北纬 3115。 庐江县属长江下游丘陵区，境内地形复杂，西部属大别山余脉，层峦叠嶂， 绵延而南。东北部为沃野平原，河网交错，中部丘陵起伏，沟渠纵横，圩畈相 连。 庐江县境内主要河流属长江流域巢湖水系。巢湖流域属长江下游左岸水系， 流域面积 13486km2，跨巢湖市、合肥市、六安市以及安庆市等 13 个县、市的 部分地区。巢湖闸以上流域面积 9153km2，闸上主要支流有丰乐河、杭埠河、 南淝河、派河、白石天河、柘皋河及兆河。巢湖闸以下裕溪河水系流域面积 3929km2，主要支流有清溪河和西河。铜城闸以下牛屯河流域面积 404 km2。 庐江县境内主要河流有杭埠河、马槽河、白石天河、金牛河、罗埠河、县 河（包括苏家河、中塘河和东大河） 、失槽河、兆河、西河、罗昌河、黄泥河、 瓦洋河、柯坦河和界河共 14 条。各河随地形分布如枝，分别注入巢湖、枞阳县 境的白荡湖及桐城县境的菜子湖等水系而入长江。 流经庐江县城区内的河流有苏家河、中塘河，两河交汇后称县河，县河在 城东排水站下游纳东大河后汇入黄陂湖。黄陂湖的出口分为两支，一支向北流 经兆河后入巢湖，另一支流经西河干流、裕溪河连通巢湖和长江。 11 图图 2.3-12.3-1 庐江县县河及支流水系图庐江县县河及支流水系图 12 县河及其支流苏家河、中塘河、东大河和东西撇洪沟为庐城内的主要防洪 除涝河道，见附图 2.3-1。各河流域面积在 0.9163.2km2之间，河道干支流长 度在 1.118.7km 之间，总长度为 52.1km，其中规划的外环线以内河道总长 33.8km。 东大河是县河的一条主要支流，发源于冶父山南麓，途经冶父山、庐城两 个镇，在庐城城南县船厂附近汇入县河。流域面积 36.2km2，河道长度 3.73km。塔山东部河湾以上分两个支流，分别为东大河左支及右支，长度分别 为 0.53km 及 0.92km。 东、西撇洪沟，1992 年开挖而成，用以拦截东北部低山丘区的山洪，避开 城区直接入县河，以避免山洪危及城区安全。东撇洪沟自胡庄至三里，长 1.1km，将城区东侧流域面积 0.92km2的山洪截流经东大河排入县河。 西撇洪沟自莲花泊公园至中塘河，长 1.1km，将城区以北塔山、河大山约 4.73km2的山洪经中塘河排入县河。随着城区向北扩展，根据 2006 年安徽省 庐江县城市防洪规划安排，西撇洪沟在莲花泊公园向北延长左右两条暗涵至 内环北路，在内环北路北侧修建内环北路撇洪沟，将城区北部的洪水汇流进入 西撇洪沟左右暗涵后，经西撇洪沟汇入中塘河。 表表 2.1-1 东大河、县河流域情况东大河、县河流域情况 河流名称流域面积（km2） 河流长度 （km） 城区河流（km） 移湖水库以下2.622.62 苏家河 移湖水库以上 35.6 2.842.84 干流6.34.27 中塘河 右支 23.6 3.83.8 县河163.218.73.5 干流3.733.73 左支0.530.53东大河 右支 36.2 0.920.92 东撇洪沟0.921.11.1 西撇洪沟干沟4.731.11.1 13 左暗涵0.810.81 右暗涵0.5940.594 湖光河3.42.3 合计52.1 33.8 2.2 气象、水文 流域地处北亚热带湿润季风气候区，由于地理位置、季风环流、地形差别 的相互影响，该区气候的主要特点是：季风明显，四季分明，气候温和，雨量 适中，春温多变，梅雨显著，夏雨集中，秋高气爽，冬季干冷，日照充足，无 霜期长。 流域多年平均气温 15.8，根端最高气温 38.8（1961 年 7 月 20、23 日） ， 极端最低气温-16.5(1969 年 2 月 5 日)。初霜期常出现于 11 月中旬，终霜期在 翌年 3 月中旬，平均无霜期 240d 左右。多年平均日照时数 2105h，稳定通过 10和 20的天数分别为 221d 和 123d。区域内年均相对湿度为 78.5%，主要 风向为东风，频率为 14%。冬季盛行西北风，夏季多为西南风。多年平均风速 为 3.3m/s，最大极值风速可达 22m/s。 本流域年平均降水量为 1220.59 毫米。降水量年际变化较大，年际间降水 相对变率约为 13.9%。据庐江站 1952-2007 年 56 年降雨资料统计分析（详见表 3-1） ，降雨分配不均匀，最多的 1991 年为 2176.9 毫米，最少的 1978 年为 631.3 毫米，降雨量年际丰枯变率为 3.4 倍。降水的年内分配亦很不均匀，暴雨多集 中在 58 月，约占全年的 55%，尤以 6、7 月份最为集中，约占全年的 30%。 最大一、三、七日、月降雨量分别为：449.9、660.5、778.5、985.5 毫米。多年 平均蒸发量 1310.7 毫米。 据相邻流域内缺口水位站历年实测资料统计，最大洪峰流量多发生在 68 月，尤以 7 月份居多；枯水流量一般在 89 月间出现。 表 2-1 庐江站历年长、短历时暴雨量统计表 降雨量(mm) 年份 1d3d7d15d30d年降雨 195274.298.1156.8215.12311283.3 1953207.9303.7382.3427.9463.51229.9 14 表 2-1 庐江站历年长、短历时暴雨量统计表 年份 降雨量(mm) 1d3d7d15d30d年降雨 1954156.4195.4230.7451.2715.52024.9 195559.9123.9133.9227.9280.9906.9 1956112.8145.6157.2171.8302.51358.5 1957145.1149.4200.7307.9263.61216.1 195894.4103.8135.3209.6232.8998.4 195961.679.5146.6160.9162.21048.5 1960113.5117.7132.6201.3220.11129.5 196161.1100.5102.9142.4198.2825.8 196271.9123.4102.9193.1279.21274.1 196359.3122136.9206.33521178.4 1964101243.4269.62873431336.3 196597.2125.4140.8170.9191.5953.1 196673.174.1139.5198.9225.2775.5 196762.785.386103.8159.9826.1 196882.4121.4162.8167.6221.5846.3 1969449.9660.5778.5954.4985.41771.8 1970107.3109.3213.2292.6376.71286.9 1971108.7151.3156.7262.2343.51396.7 197283.5120.7171.3216.4291.91436.3 197382.6119.7156.5190.5330.61165.1 1974115.6151.8214.2245.6346.81315.5 1975104.4167.8198.3268.7341.31426.8 197672.376.980.6120193.4694.8 197780.7123.6188.6293.23661528.1 197834.35157.978.7119.3631.3 1979171.4243.9279.3305.1412.71277.9 198098.5189.7208.7265.1391.11342.8 19818291.7175.9237.5319.11227.4 198267.6135.1169.4245.4279.71024.4 1983151.6205.1331.3437.46301699.7 198498.9188.3214.6260.2476.11533 198596.9119.3162.8248.9282.71276.4 1986111.1135.6173.7242.4291.1980.6 198798.3182241.5313.83591621.9 1988123.2151.3151.9200.42751088.8 1989891651702223511376.6 1990961051301381831103.3 19912043264217449042176.9 15 表 2-1 庐江站历年长、短历时暴雨量统计表 年份 降雨量(mm) 1d3d7d15d30d年降雨 199288132144183244854.7 199388981421822951613.3 19947583106122178914.8 19952062683153784091036.4 1996871321812984891287.1 19976894116195215986.8 1998621322072933681307.6 19991802804124826631464.2 2000791031342262561067.1 200152100121128141840.4 200256821201752411275.9 20031201892835176031551.3 20041441492082673441118.7 2005871721801902671131.7 2006811061731873261052.6 200779.81141782103371255.7 多年平均105.6 152.1 194.3 261.8 340.5 1220.6 2.3 洪水 2.3.1 暴雨洪水特性 流域是一个山区、丘陵平畈区和圩区多地类并存地区。受地形、气候和人 类活动等的影响，洪涝灾害频繁。流域暴雨类型主要有锋面型暴雨、低压型暴 雨、台风外围型暴雨和对流单体型暴雨，以锋面型和低压型暴雨居多，一般 6 月上旬及其以前出现的暴雨多为锋面型暴雨，6 月中旬至 7 月上旬出现的暴雨 多为低压型暴雨。 暴雨多集中在 58 月，约占全年的 55%，尤以 6、7 月份最为集中，占全 年的 32%。兆河闸水文站历年实测最大 24h 暴雨量为 435mm（1969 年 7 月 15 日） ，最大洪峰流量多发生在 68 月，尤以 7 月份居多。 本区洪水主要来自降水。由于降雨的年际变化大，年内变化亦不均匀，并 且流域洪水受长江水位控制，极易形成洪涝灾害。 16 2.3.2 设计洪水 计算办法 余月水库坝址附近没有水文站，无实测洪水资料，采用安徽省暴雨参数 等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法进 行洪水计算，计算结果见表 2.3-1。 基本参数 余月水库坝址以上流域特征值根据 1：10000 地形图量算，流域面积 F=10.8km2，河道平均坡度 J=3.5，流域平均宽度 B=1.8km，在安徽省暴雨 参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法 的附图上查得：H1=44mm，H24=106mm，CV1=0.55，CV24=0.6。 17 表 2.3-1 余月水库入库洪水过程线 流量（m3/s）时段 （t=0.5 小时） 20 年一遇50 年一遇1000 年一遇 1111 2122 3235 4358 53611 64714 75917 861020 961122 1071224 1181326 1291427 13101629 14111732 15121935 16172238 17253241 18434953 19688580 2083132125 2183140219 2283140284 2369118284 245385240 254058154 26294090 27222853 28172136 29141830 30121629 31111529 32101529 33101529 3491429 3591428 3691427 3791326 3881325 3981224 4081222 411121 4221 4320 18 3 工程地质 3.1 场地工程地质条件综述 3.1.1 位置与地形地貌 庐江县位于安徽省中部，隶属合肥市，东临巢湖，南近长江。县域面积 2348 平方公里，属北亚热带季风性气候区，气候温和湿润，四季分明，光照充 足，雨量充沛。境内多为丘陵地貌，其中森林面积 37789 公顷，耕地面积 92230 公顷。一般海拔为 2040 米，形成西南高、东北低的地势。 拟建工程位于庐江县，其第四纪地貌单元属江淮丘陵岗地及坳沟交错的微 地貌单元。沿线主要分布有农田、低山及房屋，地形高差较大，各勘探孔孔口 标高 11.6626.69m，最大高差达 15.03m，高程系统采自建设单位提供的坐标 图。 3.1.2 地基岩土构成及岩性特征 据钻探揭露、土工试验及原位测试数据综合分析，拟建场地地层自上而下 为： 层填土(Qml) 层厚一般为 0.300.40m，层底标高 11.3626.39m。 该层成分主要为粘性土，湿稍湿，软塑可塑状态而以软塑为主。该层在农 田分布区域主要是耕填土，含植物根茎，在村庄及道路附近含碎砖石等杂填土， 部分地段下部为淤泥。 1层粉质粘土(Q4al+pl)该层局部分布，层厚一般为 1.703.00m，层 底标高 9.7212.88m。灰黄色、褐黄色，可塑状态，湿，稍有光泽，无摇振反 应，干强度中等，韧性中等，含氧化铁、高岭土等，河道边部分孔含有少量石 英、粉砂及砾石。其标准贯入试验实测击数一般为 810 击/30cm，平均为 9 击/30cm。 层粘土 (Q4al+pl)该层局部缺失。层厚一般为 3.0012.90m，层底标 高 8.5913.49m。灰黄色、褐黄色，硬塑可塑状态，湿，稍有光泽，无摇振 19 反应，干强度中等，韧性较低，含有机质、高岭土、铁锰结核等，局部夹粉土。 其标准贯入试验实测击数一般为 1016 击/30cm，平均为 13.5 击/30cm。 层粉质粘土（闪长岩全风化）(Q4al+pl)层厚一般为 1.107.40m，层 底标高 5.1112.09m。灰、灰白色，硬塑或中密密实，湿稍湿，稍有光泽， 无摇振反应，干强度较高，韧性较高，原岩组织大部分破坏，呈粉砂状，含褐 铁矿氧化物、少量细角砾。 其标准贯入试验实测击数一般为 1562 击/30cm， 平均为 27 击/30cm。 1层强风化闪长岩(K)揭穿部分层厚为 1.005.40m，层底标高 0.2823.53m。灰褐色等，密实(坚硬)状态。表部已风化成土状，含石英、褐铁 矿等矿物。重型动力触探试验实测击数 N63.5为 1035 击/10cm，平均为 22 击 /10cm。 2层中风化闪长岩(K)本层未揭穿，灰褐色等。含石英、褐铁矿等矿物， 岩质较坚硬，岩芯较完整，需采用合金回水钻进，此层未钻穿。属较软岩，岩体 表部较破碎，其岩石基本质量等级为级。该岩层岩质较坚硬。 2层中风化闪长岩饱和状态单轴抗压强度(R)及天然重度 指 标子样数一般值平均值标准差变异系数标准值 (KN/m3)12 24.224.8 24.520.190.0124.42 R(MPa)11 15.519.2 17.221.190.0716.56 3.1.3 水文地质条件 东大河为天然河道，水体较清澈，勘察时水深约 0.31.2 米。受大气降 水等因素影响，河水水位变化较大。本次勘察共取地下水 5 组，试验数据见所 附水质分析报告，依据岩土工程勘察规范判别，其腐蚀等级见表 3.1-1。 场地地下水主要为埋藏于层中和1、层表部的上层滞水以及赋存于 1、2层中的基岩裂隙水，受大气降水和地表水渗入补给，并与河流有一定 的水力联系。勘察期间测得钻孔内地下水的静止水位埋深一般为 0.43.5m， 水面标高为 10.8223.24m。 20 根据本次所取水样测试结果并结合环境水文地质条件分析，拟建场地场地 地下水、地表水及土壤对混凝土结构及混凝土中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构 具有弱腐蚀性。 表 3.1-1 编号水体位置 对混凝土结 构的腐蚀性 对混凝土结构 中钢筋的腐蚀 性 对钢结构的腐 蚀性 1#3#孔微微弱 2#5#孔微微弱 3#7#孔微微弱 4#9#孔微微弱 5#11#孔微微弱 表 3.1-2 、1层土注水试验成果 试验孔 3#7#11# 时间 (min) 流量(吨)时间(min) 流量(吨) 时间(min) 流量(吨) 20.00020.00020.000 80.00080.00180.000 200.001200.001200.001 300.0015300.0015300.0015 600.002600.002600.002 渗透系 数 K(cm/s) 2.310-76.010-61.810-6 表 3.1-3 层土注水试验成果 试验孔 3#7#11# 时间 (min) 流量(吨)时间(min) 流量(吨) 时间(min) 流量 (吨) 20.00020.00020.000 80.00180.00180.001 200.003200.003200.003 300.004300.004300.004 600.007600.008600.006 21 渗透系 数 K(cm/s) 8.010-61.1610-59.010-6 场地内各土层的渗透系数（经验值）及分级见表 3.1-4： 表 3.1-4 层 号渗透系数k(cm/s)渗透性等级 层填土 510-4 弱透水 1层粉质粘土 5.010-6 微透水 层粘土 4.010-7 微透水 层粉质粘土（闪长岩全风 化） 1.010-5 微透水 1层强风化砂岩2.010-4中等透水 2层中风化砂岩2.010-7微透水 3.2 场地岩土工程条件综合评价 3.2.1 场地和地基地震效应评价 庐江地区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g(第一组)。 拟建场地内中风化岩埋深约 1.517.1m，覆盖层厚度范围内场地土属中 硬土，故判定拟建场地类别为类建筑场地，为抗震有利地段。 拟建场地的特征周期 Tg0.35s。 3.2.2 场地及地基的稳定性与均匀性 通过区域地质资料与本次勘探结果综合分析，拟建场地未发现有影响建 筑场地稳定性的断裂构造，拟建场地属稳定的建筑场地，适宜建设坝址和料场。 拟建场地有较大面积、较厚的软弱粘性土以及填土分布，且部分地段上 部地层变化较大，相邻钻孔的岩土层界面坡度10 度，属不均匀地基。 22 3.2.3 天然地基设计参数 根据现场钻探、原位测试、结合室内岩土试验成果资料分析，该场地内 各层土的地基承载力特征值 fak、压缩模量 Es 可按表 3.2-1 取值： 表 3.2-1 层号fak（kPa）ES1-2（MPa） 层填土未经处理，不宜利用 1层粉质粘土 1506.0 层粘土 25012.0 层粉质粘土（闪长岩全风化） 24012.0 1层强风化闪长岩 35020.0 2层中风化闪长岩 2000 压缩性微小 3.2.4 岸坡稳定性评价 根据勘察期间的现场观察，河道沿线岸坡一般坡度较缓，未发现岸坡失稳 现象，河道沿线岸坡的现状基本稳定，但河道部分地段岸坡较陡、较高，部分 地段填土较厚，可能导致局部发生岸坡失稳现象。 3.3 结论及建议 1.在填筑坝基(堤身)时宜将填土清除后再分层碾压填筑。 2.根据区域地质资料，层粘土（粉质粘土） 具有弱膨胀潜势， 设计时应 按规范中有关膨胀土的条款对其进行处理，建议按膨胀土的有关规定对边坡进 行防护。 3.河道堤防和其它建筑、构筑物基础埋置深度应大于河道冲刷深度，并做 好坡脚的防护。 4.拟采用的料场，场地较开阔、平整，现状为农田，其工程地质条件较好， 为良好的料场用地。 5.在开挖时应采取必要的支护措施确保施工安全。有关支护参数 (重度 、 土的内摩擦角标准值 k、内聚力标准值 Ck的以及土对挡墙底的摩擦系数 ) 可按下表取值： 23 层 号 参 数 1 (KN/m3)19.019.719.420.1 Ck(kPa)102844.842.4 k()101414.018.5 /0.260.300.30 4 工程任务和规模 4.1 项目区工程现状及存在的主要问题 4.1.1 工程现状 东大河位于庐江县城关镇境内，河道全长 8.6km,流域面积 36.2km2。规划 城区内河道长度为 5.33km。是县河最大的支流，流经庐江县城区内的县河在城 东排水站下游汇入县河纳入黄陂湖。 东大河河道上口宽 2745m。文昌坝以下段河底高程为 4.04.8m，河底纵 坡为 1/1900，底宽 812m，右堤为城东防洪堤，堤顶高程 11.512.5m，堤顶 宽 57.5m，无左堤；文昌坝以上段河底高程为 7.26.8m，河底纵坡为 1/3450，底宽 1229m，右堤为城东防洪堤，堤顶高程 12.112.5m，堤顶宽 5.16.0m，无左堤。堤防内坡 1：3，外坡 1：2。河道上现有 4 座跨河桥梁。 1992 年至 1995 年，对下游段从观音桥至县船厂共 2690m 河段进行整治。根据 庐城防洪、河道引水灌溉及环碧公园冲污用水等要求，修建了城东防洪墙，公 园进水闸和文昌坝。城东防洪墙：墙高 1.5m，顶宽 0.5m，背水坡 1：0.35，为 浆砌石重力式挡土墙。公园进水闸：设计流量 2.0 m3/s，洞身为 1.51.5m 的钢 筋混凝土箱涵。文昌坝：设计流量为 230.4m3/s，闸坝净宽 30m，总长 43.5m。 以堤防现状顶高程作为控制，在满足超高 0.50m 情况下，汛期可强迫行洪流量 为 141m3/s，与 20 年一遇洪水设计流量基本相同。河道现状过流能力不足 20 年一遇的洪水标准。 24 4.1.2 存在的主要问题 东大河流域是一个丘陵平畈区和圩区多地类并存地区，受地形、气候和人 类活动等影响，本地区既直接承受来自上游山丘区洪水的压力，也受到下游巢 湖和长江洪水的顶托，加之现有河道断面小，河道泄洪能力低，排洪不畅，东 大圩河流域洪涝灾害在巢湖流域水系中又最为严重，自 1886 至今，较大洪水年 份有 1901、1909、1911、1931、1953、1954、1956、1964、1969、1975、1980、198 3、1984、1991、1996、1998、1999、2003、2008 等 19 年，其中 1931、1954、1969、1991、1999 和 2003 年损失惨重。特殊的地形条件和复杂 的气候因素，导致水旱灾害频繁发生。 “十五”期间，尽管庐江县对该项目区水 利建设进行一定投入，但与经济社会的快速发展相比，水利的支撑作用和保障 能力仍然不足，水利建设还存在不少问题，主要表现在： （1）现状河道断面小，泄洪不畅 东大河在满足超高 0.50m 情况下，汛期可强迫行洪流量为 230350m3/s， 与 20 年一遇洪水设计流量基本相同。河道现状过流能力不足 20 年一遇的洪水 标准。支流河道现状过流能力一般为 510 一遇。 （2）山丘区面积较大，蓄洪作用不明显 东大河流域山丘区面积约为 30.61km2，占总面积 90%以上，现状流域内水 库主要有冶山水库。冶山水库库容较小，溢洪道较宽，基本没有防洪作用。由 于山丘区面积大对东大河的压力较大，加重了庐城、县河的防汛负担和洪灾损 失。 （3）防洪工程设施不完善 城区内堤防按设计标准没有到位，东大河堤顶高程较设计低 0.51.0m。东 大河局部堤段房屋密集，造成防汛通道缺乏，另外穿堤建筑物老损较为严重。 此外，现在城区多数河道存在乱堆垃圾现象，既影响城区景观，又影响河 道行洪。 （4）河道部分桥梁阻水严重。 城区内河道现有跨河桥梁 4 座，这些桥梁均不同程度地壅高了河道水位。 25 目前东大河东门新大桥、东大河东门老大桥、东大河观音桥，现状梁底高程低 于设计水位 0.51.3m，行洪时桥梁闷孔阻水，壅高上游水位，影响行洪安全。 （5）水环境问题突出 东大河及其东撇洪沟 6.43km 为城区河道，随着城市的发展,对河道不断侵 蚀,水土流失的不断加剧，导致生态失调，环境逐渐恶化，严重制约了城市工农 业生产的发展，尤其是给经济建设带来了很大的危害，已成为经济发展的重要 制约因素，直接影响到人民的生产和生活。 4.2 工程建设的必要性 东大河及东撇洪沟为庐城内的主要防洪除涝河道，又是城市水源通道，对 庐城发展起到了至关重要的作用。 建国后近 60 年来，在国家的大力支持下，全县人民自力更生、励精图治、 艰苦奋斗、大兴水利，水利基础设施建设有了很大的发展。目前，巢湖流域洪 水出路问题已得到较大程度的缓解，东大河得到了一些初步治理，使得城区防 洪标准有了进一步提高，防洪能力也有有了显著提高。但尚存在不少问题，主 要表现为防洪标准低，防洪能力不足 20 年一遇，东大河局部堤段房屋密集，造 成防汛通道缺乏、行洪不畅，城区河道部分桥梁阻水严重，管理设施落后，穿 堤建筑物存在安全隐患等。东大河的治理力度已不能适应庐江城区经济社会的 发展要求，而且，一定程度上制约了城市经济社会的可持续发展。 加快东大河河全面治理，对减轻洪涝灾害、改善河道水质、促进区域发展 有积极作用，也符合庐城的总体规划和城区经济社会的发展要求，为适应建设 资源节约型和环境友好型社会对水利的要求，以区域水资源可持续利用支撑经 济社会可持续发展，立足于区域自然条件和经济社会发展水平，依据水资源和 水环境承载能力，合理进行水土资源配置和水利工程布局，综合考虑防治水旱 灾害、水资源节约保护、防洪、排水、蓄、引、水环境整治和生态建设等方面 工作，是十分必要的。新建余月水库工程，一方面可以调蓄洪水，减轻东大河 下游城区段河道防洪压力，另外，可满足灌溉、供水等要求。 26 4.3 洪水标准 根据庐江县东大河、县河综合治理工程初步设计报告 ，余月水库设计洪 水标准采用 50 年一遇，校核标准采用 1000 年一遇。 4.4 水库防洪 4.4.1 起调水位 根据庐江县东大河、县河综合治理工程初步设计报告 ，余月水库考虑 10 万 m3 的死库容，53 万 m3 的兴利库容，则设计死水位为 15.3m，正常蓄水 位为 18.5m，汛限水位设计为 18.5m，起调水位采用 18.5m。 4.4.2 水库水位库容关系曲线 根据余月水库库区 1:10000 及 1:1000 地形图进行量算，水库水位库容曲 线见表 4.3-1。 表 4.3-1 水位 H（m）库容 V（万 m3） H(m)15.318.520212222.24 V(104m3)1063146216280300 4.4.3 水库下泄流量库水位关系曲线 余月水库溢洪道顶高程 18.5m，采用闸门控制，3 孔，每孔宽度 5m。水库 下泄流量与库水位关系见表 4.3-2。 表 4.3-2 溢洪道下泄流量与库水位 Hq 关系表 水位 H（m） 15.318.5 20212222.24 下泄流量 （m3/s） 0.00 44.6896.13159.24175.89 27 4.4.4 水库防洪调度原则及调度运行方式 根据庐江县东大河、县河综合治理工程初步设计报告 ，东大河右支河道 安全泄量为 56.6m3/s。因此，水库防洪调度原则为遇 50 年一遇以下洪水时，控 制溢洪道闸门开启度，保证水库下泄流量不超过下游河道安全泄量；当洪水标 准超过 50 年一遇时，为保证水库自身安全，开闸敞泄。具体洪水调度方式根据 调洪演算计算成果确定，见表 4.3-3。 表 4.3-3 洪水调度方式表 标 准泄洪方式 下泄流 （m3/s） 保护对象 5%以下溢洪道，敞泄 38 下游城区河道 5%2%溢洪道，闸门控制 56.6 下游城区河道 2%以上溢洪道，敞泄 138 大坝 根据调洪演算成果，在遭遇 20 年一遇以下洪水，库水位在 19.79m 以下时， 由于水库下泄流量为 38m3/s，未超过下游河道的安全泄量 56.6m3/s，水库溢洪 道开闸敞泄；当洪水标准在 2050 年一遇之间，库水位超过 19.79m 时，控制 闸门开启度，保证下泄流量不超过河道的安全泄量 56.6m3/s；当洪水标准超过 50 年一遇，库水位超过 20.41m 时，为保证水库自身安全，开闸敞泄。 4.4.5 调洪计算成果 通过调洪演算得 50 年一遇设计洪水位为 20.41m，1000 年一遇校核洪水位 为 21.66m，调洪计算见表 4.3-44.3-6，成果见表 4.3-7。 表 4.3-7 余月水库调洪演算成果表 洪水频率 来水流量 （m3/s） 泄流量 （m3/s） 蓄水库容 （万 m3） 坝上水位 （m） 20 年一遇 833813419.79 50 年一遇 14056.617420.41 28 1000 年一遇 28413825821.66 4.5 灌溉供水及其他 余月水库新建工程为县河综合治理工程中的主要内容之一，其主要任务是 防洪，同时兼顾兴利。为充分发挥水库枢纽工程的综合作用，特别是灌溉作用， 其正常蓄水位为 18.5m，兴利库容 53 万 m3。 水库设计灌溉面积 2000 亩，灌溉范围为余月水库下游的冶父山镇。灌区内 主要农作物为水稻，另有 20%的经济作物。 表 4.3-4 余月水库 20 年一遇洪水调节计算表 - 时 序 入库流量 水库水位 库 容 下泄流量 区间+泄流过程 (t= .5 h) (m3/s) ( m ) (万 m3) (m3/s) (m3/s) - 1 1 18.50 63 0.0 2 1 18.50 63 0.1 3 2 18.51 63 0.3 4 3 18.52 64 0.5 5 3 18.52 64 0.7 6 4 18.53 65 1.0 7 5 18.54 65 1.3 8 6 18.56 66 1.7 9 6 18.57 67 2.1 10 7 18.58 68 2.5 11 8 18.60 68 3.0 12 9 18.62 69 3.5 13 10 18.64 70 4.0 14 11 18.66 72 4.6 15 12 18.68 73 5.3 16 17 18.71 74 6.1 17 25 18.75 77 7.5 18 43 18.83 81 9.9 19 68 18.98 89 14.1 20 83 19.17 100 19.8 21 83 19.36 111 25.7 22 83 1