某段堤防工程可行性研究报告

某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制11综合说明1.1概况某河是黄河的一级支流，位于某省东南部，发源于甘、川、青交界处海拔4260m的西倾山北麓。干流在某省境内流经碌曲、临潭、合作、卓尼、岷县、渭源、临某、康乐、广河、东乡、永靖等十一个县，在永靖县茅龙峡汇入黄河某水库。某河流域面积25527km2，干流全长673.1km，干流在岷县境内全长75km。河道平均比降2.8‰，干流多年天然平均径流量52.35亿m3，多年平均流量163m3/s，多年平均含沙量5.48kg/m3，多年平均输沙量2920万t，侵蚀模数1081t/m2。某河在岷县正西方西寨乡冷地村进入岷县，于西北方向维新乡武旗村流入渭源。某河流域暴雨频繁，洪水暴涨暴落，主流左右摆动，侧向侵蚀严重，致使两岸人民生命财产受到严重威胁。本次建议治理河段是在某河干流左岸某镇某村，拟配合已有的河道堤防工程，修建河堤1.35km，进、退水闸各一座。1.2工程建设的必要性近年来，随着岷县当地经济发展，城市规模增大，城区用地日益紧张，某河流域暴雨频繁，洪水暴涨暴落，主流左右摆动，侧向侵蚀严重，致使两岸人民生命财产受到严重威胁，而某河干流沿岸河道开阔（昀宽处达560m以上），河漫滩有大片林地，又是岷县开发建设的黄金地段。该段现已建有若干堤防工程，为了保护某镇某村居民和农田的安全，在保证某河行洪宽度（250m）的前提下，拟规划设计某镇某村段堤防工程，可增加开发土地面积12hm2，可作为城镇建设的一部分进行开发建设，对缓解当地土地紧缺状况，发展地方经济，以及对岷县城郊防洪、促进当地特色旅游产业的发展、改善岷县投资环境等将起到良好作用。新的堤防工程与已有的堤防工程配合发挥社会经济效益，发展前景及经济效益极为可观，因此修建该堤防工程是十分必要的。1.3工程布置受岷县县政府的委托，我中心组织技术人员对该段河道进行了现场勘测某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制2及规划设计，本次治理段河道中心线长1.48km，堤防工程位于已修河堤对岸，布量总长1.35km，同时布量进、退水闸各一座。1.4工程规模及效益某河干流左岸某镇某村段河堤工程总长1.35km，总投资163.81万元，其中单位长度河堤投资121.00万元/km。工程建成后可保护某镇某村900人、990亩农田的安全，新增土地12hm2,还可保护沿线公路1.35km。该段堤防工程建设所需劳力1.52万工日。需水泥1123t，钢材0.34t,木材38.73m3，铅丝20.25t。通过国民经济分析评价，内部经济回收率15.6%，净效益现值63.79万元，经济效益费用比1.27，各项指标均满足《水利经济计算规范》（SD139—85）要求，所以本项目在经济上是合理可行的，建议早日动工兴建。1.5工程特性工程特性见表1—1。工程特性表表1－1某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制3序号项目单位指标备注一工程概况1工程名称某镇某村段堤防工程2建设地点某镇某村二河流特性1河流名称某河2流域面积km2143503河流比降‰3.0864多年平均洪峰流量m3/s6305二十年一遇洪峰流量m3/s1465三工程效益1保护村庄个12保护人口人9003保护公路km1.354保护耕地亩9905新增土地亩180四河堤1型式铅丝网砼护坡2长度km1.353进、退水闸座2工程特性表续表1－1某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制4序号项目单位指标备注五工程量1开挖砂砾石m3146482夯填砂砾石m3130413现浇砼m34311六材料1水泥t11232钢材t0.343铅丝t20.254木材m338.73七劳动力工日1总劳力工日15204八投资1总投资万元149.852单位长度河堤投资万元/km111.00九经济效益1效益费用比1.272经济收益率%15.63经济净现值万元63.794投资回收年限年11.62水文某河在岷县境内全长75km，本治理河段以上流域面积14350km2。洪水计某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制5算采用上述成果，见表2—1。设计洪峰流量计算成果表表3—1各频率设计洪峰流量（m3/s）流域面积(km2)多年平均洪峰流量（m3/s）CvCsP=1%P=2%P=5%P=10%143506300.663.5Cv2193187714651159某河干流左岸某镇某村段河堤工程二十年一遇设计洪峰流量采用1465m3/s。3工程地质3.1地质概况某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制6某河干流岷县地处祁吕贺山字形构造体系中部、贺兰山褶皱带南端、六盘山褶皱带西翼、鄂尔多斯台地南端。第四纪以来，受新构造运动、垂直升降运行影响，某河干流区发育成河谷盆地，盆地上游岷县境内均被第四系地层覆盖，干流流经区未发现有大型断裂及大型地质构造发育，区域岩体、构造相对稳定。3.2地层岩性及工程地质条件岷山乡某镇某村段某河河堤工程全长1.35km，在本河段内某河分叉多，河漫滩宽，昀宽处大于350m，而且主流游荡不定，因而形成了对两岸阶地地坎的淘刷。河床、漫滩砂砾石厚4.5～6.0m。漫滩局部地段表层上覆粉细砂、砂壤土，厚0.2～1.0m，下为砂砾石层。漫滩高出河床0.5～1.5m不等。河床漫滩砂砾石物理力学指标：天然密度1.8～2.28t/m3，干松密度1.65～2.0t/m3，比重2.6～2.78t/m3，天然休止角24～320，渗透系数K=20～100m/d，允许承载力[R]=0.3～0.4Mpa。某河防洪堤堤基为冲积卵砾石层，其承载力完全可以满足本工程的要求。建议水下开挖边坡1：1.5。根据左岸下段的山麓出露地层及产状推测，本段地层为三迭系（T）泥质砂岩、泥质岩、黑色板岩夹粉砂岩组成。以上岩石均较破碎。产状；倾向北东，倾角20～40°。根据近年来对岸新建河堤工程基础开挖深度推测，本段基岩埋深4.5～6.0m之间，设计中应将河堤基础埋置于昀大冲刷深度以下。根据紧临某镇岷峰村段堤防工程地下水水质化验，地下水无任何腐蚀性。河床砂砾石平均粒径d50=27mm。在冲刷深度计算中堤坡脚处土壤计算粒径大于15%（按重量计）的筛孔直径为0.53cm的级配，卵石含量为57.4%，砾砂33.4%，砂子9.9%；在一般水深条件下，根据河床物质，按其加权平均值求得河床物质的允许不冲流速为1.36m/s。河床质平均粒径参照过去试验值，d50采用25mm。某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制7根据某省地震烈度区划图（50年超越概率10%），本工程区地震基本烈度为七度。3.3河谷地貌某河干流两岸普遍发育Ⅰ、Ⅱ级阶地，Ⅲ级以上阶地零星分布，Ⅱ级阶地为河谷内昀发育，宽阔、连续展布，为重点农业保护区。多数Ⅰ级阶地与现代河床、漫滩地无明显陡坎和分界。现代河床较宽，河床受下伏基岩体及河床砂卵石层控制，河床较稳定。3.4天然建筑材料工程用砼粗骨料从当地河床筛选使用，但必须按要求控制好级配及含泥量，本工程所在区段河床砂砾层经取样试验，粗骨料成品率为45～60%，质量良好可满足工程需要。细骨料成品率仅为15～20%，且含泥量较大，并缺少中粗料，故细骨料从距工地14.3km某河上游的迭马某河漫滩拉运，该产地砂为粗中砂，质量、数量均满足要求。块石从位于某河下游9.5km处的茶埠沟拉运，该产地块石为新鲜石英砂岩，开采率70%。施工用水从当地河床直接取用。4河堤规划布置4.1河道演变分析某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制8采用1/2500地形图和现场踏勘对治理区1.5km河段调查分析，河道形态为：河床宽浅，滩槽高差小，河床比降大，主河槽随着每次洪峰涨落过程中的冲淤变化特征为涨水冲刷，落水淤积。主河槽位置也相应摆动。岸边抗冲能力差，河势变化剧烈，造成河床多滩心，弯顶位置多变，主河床左右游荡，形成250～450m宽的河漫滩。4.2河相关系4.2.1稳定河宽冲积河流通过自动调整作用，作为较长时期的平均情况，有可能处于相对平衡状态，这种平衡状态内含有几个定量关系。本次设计采用阿尔图宁公式：B=AQ0.5/J0.2对稳定河宽进行计算。式中：Q—造床流量，430m3/sJ—河床比降，以实测河床比降3.08%计A—稳定河宽系数，取A=1.6经计算得稳定河宽B=106m。某省水利水电勘测设计研究院完成的《某省防洪规划报告（黄河流域）》中为110m，建议河宽为200～250m。览于该河段上游已建成河堤距基本按250m控制实施，因此，该河段堤距仍按250m设计。4.2.2造床流量确定造床流量的方法多为经验方法，此河段造床流量直接采用某省水利水电勘测设计研究院完成的《某省防洪规划报告（黄河流域）》成果，造床流量为430m3/s。4.3堤线布置4.3.1堤线宽度遵循新旧河堤统一规划，两岸兼顾，因势利导，大弯就势，小弯就直的原则；满足安全、通畅泄洪的要求；堤线宽度不小于造床流量下的稳定河宽。堤线确定的依据：现状河道摆幅大，右岸河堤已建成投入运行，左岸无河堤控制段，河势某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制9向左岸扩展。治理段上从上到下基本控制在250m，以稳定河宽结合河势布置。4.3.2治理段工程整体布置本次某河治理段内右岸已建成河堤是治导线布置的重要控制节点。为了兼顾左右岸利益，又尊重已成的既成事实，本次设计以对岸河堤作为控制点布置，以保证昀窄处河宽不小于稳定河宽。河堤线共由四段组成：0＋000～0＋350段,0＋350～0＋700段,0＋700～1＋200段,1＋200～1＋350段。4.4河堤交叉建筑物布置为便于保护区内农田及发展园林灌溉引取某河水，在0＋100处布置进水涵闸1座，1＋350处布置退水涵闸1座。5工程设计5.1堤防级别及防洪标准根据《防洪标准》GB50201—94、《堤防工程设计规范》GB50286—98，某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制本工程属Ⅳ等小（1）型工程，河堤工程按时完成级建筑物设计，防洪标准按二十年一遇洪水设计，设计洪峰流量1465m3/s。5.2河槽断面设计本河段为游荡性河流，主河槽洪水冲刷后左右摆动，河槽呈宽浅式断面，河床质为砾卵石，河床内砂滩密布，河床糙率n取0.035，河宽B按250m计，坡降i实测为1/324，计算公式采用Q=Bh5/3i1/2/n，河槽水力计算见表5—1。堤顶超高:Y=R+e+A，式中：R—设计波浪爬高(m)；e—设计风壅水面高度(m)；A—安全加高(取0.5m)；R=(/0KwK21m+)λhe=(βcos)2/106.326HgDW−×，其值很小忽列不计；0K—坡面粗糙系数,取0.90，—查表C.3.1—2；wKH—设计水深(m)；β=90°；λ—浪长,λ=；3/1389.0WDh—浪高，采用h=；3/14/50166.0DWV—昀大风速，取V=16m/s，设计风速W=1.5V；D—吹程，按规划河宽计，250m；波浪爬高计算结果见表5-1。洪水河槽断面水力计算成果表表5—1设计频率（%）洪峰流量（m3/s）河床坡降河宽（m）水深（m）流速（m/s）波浪爬高(m)备注514651/3242502.192.680.555.3冲刷深度计算5.3.1一般冲刷深度计算水流平行于岸坡产生的冲刷深度hB按下式计算:10某段堤防工程可行性研究报告经发工程咨询中心编制hB=HP+[（Vcp/V允）n－1]，（《堤防工程设计规范》D.2.2—1）式中:hB—一般冲刷深度(m)，从水面算起；HP—冲刷处的水深(m),以近似设计水位昀大深度代替，取3.19m；Vcp—平均流速，2.68m/s；V允—河床面上允许不冲流速，根据河床平均粒径查表,取1.36m/s；n—与护坡在平面上的形状有关，取n=1/4；一般冲刷深度计算结果见表5—2。Bh5.3.2局部冲刷深度计算phΔ水流斜冲岸坡产生的冲刷深度phΔ按下式计算:()()dmgVatghp301/2/2322−+=Δ，（《堤防工程设计规范》D.2.2—2）式中:—从河底算起的局部冲深(m),从河底算起；phΔ—水流流向与岸坡交角，a=32a0；m—防护建筑物迎水面边坡系