某北方地区中小流域治理初步设计报告

1综合说明11绪言魏县位于河北省南部，冀鲁豫三省交界处。北与广平县接壤，西与成安县、临漳县毗邻，东与大名县相连，南与河南省内黄县、清丰县、南乐县相接。县境南北长4224KM，东西宽335KM。总面积862KM2，耕地面积97万亩，总人口90万，是河北省第一人口大县，国家扶贫开发工作重点县，中国鸭梨之乡。地势平坦，西高东低。邯（郸）大（名）公路和安（阳）聊（城）公路过境，交通网络四通八达。魏大馆排干始建于1954年，渠首在魏县德政村东，当时底宽2M，上口宽7M，标准较低。1957年为扩大控制面积，第一次扩挖，将上游延伸到临漳县境内。因年久失修，淤塞严重，1965年初，由临漳、魏县两县对东风渠以西232KM段，按3年一遇排涝标准，进行第二次扩挖。1969年冬季，为提高标准，按5年一遇排涝标准，进行第三次扩挖。魏大馆排干主要解决民有干渠以南，漳河以北各支斗渠退水及灌区内的沥水,是魏县乃至邯郸市境内的一条重要排沥渠道。2011年7月，受魏县水利局委托，我院在充分征求当地水行政主管部门的意见基础上，通过现场查勘、调查及综合分析后，进行魏县魏大馆排干治理工程设计工作。本次渠道治理范围为魏大馆排干魏县段，起点位于江村沟支渠口（桩号0270）上游270M处，终点为郑二庄闸（桩号33390）下游700M处，具体地理坐标为北纬361448，东经1144357至北纬361920，东经1150403，保护231万人口、耕地2603万亩。本次治理（桩号0000至34100）主要内容为对渠道进行清淤疏浚，险工段作防护等，治理后达到五年一遇排沥标准。12水文121流域概况魏大馆排水系统东南至漳河北大堤，北以民有渠总干、东风一排支及红花大堤为界，控制面积580KM。其中魏县境内段起自南坡头，终于郑二庄村南，长约341KM，境内控制面积257395KM2。魏大馆排干上起临漳县前齐庄村东，自西而东，沿漳河北侧流经临漳、魏县、大名、馆陶4县，在馆陶县刘齐固村东入漳河，总长59576KM，底宽为110450M，水深为1825M，边坡12。魏大馆排干魏县境内的支渠（沟）从上游至下游依次有江村沟、新后屯沟、高潮渠、柴曲排水渠、沙窝排水渠、民有二排支等6条排水渠汇入，总长度353KM，总控制面积751KM2，设计标准均为5年一遇。122水文气象建设项目所在区域属温暖带大陆性季风气候，四季分明，温差较大，境内多年平均气温为135，极端最高气温为411，极端最低气温为198，多年平均无霜期为213天，冻结到解冻35天，最大冻土层厚度0447M，最大积雪深度0107M。年蒸发量10428MM，干旱指数为201。本区多年平均降雨量5507MM，夏季69月降水量占年降水量的665，因夏季降水量大，降水集中而形成暴雨，又常常因排水不畅造成内涝。123设计沥水本次治理段起点位于江村沟支渠口上游270M处，由河北省平原地区水文分区图可知，魏大馆排干的控制面积跨I03区和I16区两个产流分区，需分别计算出各分区最大排水流量，再按面积加权计算全流域面积的最大水流量。按上述方法，计算得魏大馆排干各控制断面的设计流量见表11。魏大馆排干各控制断面设计流量计算成果表表11不同重现期的设计流量（M3/S）序号干渠治理桩号控制断面流域面积F（KM2）20年10年5年10000临、魏交界143446833421520270江村沟以上断面144747133721732300新后屯沟以上断面169253438124443600民有六分干穿渠倒虹吸178255739725555200高潮渠以上断面1855575410263611900柴曲排水渠以上断面2287680485311712100沙窝排水渠以上断面2316687489314818100西红庙村桥2747787561359920000民有二排支以上断面28368085763681020337宁魏公路31318736213971124070东风渠33049106444141225030生熟疃橡胶坝33589186494171328984陈小屯闸35799476684241429795沙口集东村桥36259536714251532420邯大公路桥37729746844321633390郑二庄闸386210026904351734100魏县、大名交界39051004691436魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量表12序号干渠治理桩号控制断面流域面积F（KM2）5年一遇设计流量（M3/S）10270江村沟1535722300新后屯沟309935200高潮渠12299411900柴曲排水渠21074512100沙窝排水有二排支28589124施工期洪（沥）水本工程施工期安排在2013年2月初至11月底，总工期10个月，其中建筑物工程安排在非汛期施工,避开汛期（69月）。因魏大馆排干无实测流量资料，非汛期施工期洪水通过实测暴雨按平原除涝方法计算，计算结果见表12。施工期设计洪水成果表表13单位M3/S重现期施工期非汛期洪峰流量（M3/S）5年一遇2月至11月31313地质本次魏大馆排干治理段位于魏县境内，为河流冲积地貌，地势平坦，地面标高为45355654M，魏大馆排干河底高程为40965322M，河底坡降为12857。场地抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度015G。依据查表计算，场地20M以上等效剪切波速为21186M/S，根据附近水井资料，场地覆盖层厚度大于50M，建筑场地类别为类。根据11000地质测绘和勘探资料表明，工程区地表出露及钻探揭露的地层岩性主要为第四系全新统冲积（ALQ4）粘土、粉质壤土、砂壤土；第四系全新统人工堆积（RQ4）的河道堤防。14工程任务和规模141工程建设必要性魏大馆排干始建于1954年，是用于排涝的人工河道，是魏县乃至邯郸市境内的一条重要排洪河道。目前工程存在的主要问题为（1）部分渠段堤顶超高不满足规范要求，其中右堤主要集中在桩号16951957、桩号30343394、桩号40514134、桩号2274222859、桩号2294523027、桩号3019130442范围处，左堤主要在桩号05560734、桩号1512115250、桩号1765017728范围处；（2）部分渠段渠底淤积较严重，其中桩号000044100之间淤积深度为1M左右，桩号43009200之间淤积深度在15M22M左右，桩号1270022700之间淤积深度平均在80CM以上，其余渠段淤积深度大都在80CM以内；（3）由于两岸农田灌溉和雨水冲刷，部分渠段出现险工段，主要险工位置集中各在穿村段及桩号30342、桩号32696处；（4）运行四十多年来，管理与维护不足的问题日益突出，致使工程老化失修、拦河设障、倾倒垃圾、堆放秸秆等侵占河道的现象日渐增多，直至今日此类现象豪无改善。142工程任务根据渠道的淤积情况和农田人口分布特点，渠道淤积严重，人口、村庄、耕地分布较密集的情况，本次渠道治理范围为魏大馆排干魏县段，起点位于江村沟支渠口（桩号0270）上游270M处。因此本次治理段（桩号0000至34100）主要对渠道进行清淤疏浚，左右岸堤顶加高、险工段防护等。通过对魏县魏大馆排干的疏浚整治，使境内魏大馆排干达到设计排沥标准。143工程规模本次魏大馆魏县段治理工程设计标准仍维持原规划标准，魏大馆排干按5年一遇洪水设计并满足两岸排沥要求，两岸沥水缓排。根据灌溉与排水工程设计规范【GB5028899】的划分，确定魏县魏大馆治理工程等别为等，建筑物级别为5级。15工程布置及主要建筑物151工程等别及建筑物等级根据灌溉与排水工程设计规范【GB5028899】的划分，确定魏县魏大馆治理工程等别为等，建筑物级别为5级。根据中国地震动参数区划图（GB183062001，魏县地震动峰值加速度为015G（相当于地震基本烈度7度），沿线建筑物按地震烈度7度设防。152工程布置与设计本次渠道治理工程范围具体包括自江村沟支渠口（桩号0270）上游270M（魏县与临漳县交界）至郑二庄闸（桩号33390）下游700M，治理段总长341KM；渠道按5年一遇涝水标准恢复原断面。（1）渠道设计以生熟疃橡胶坝及郑二庄闸进口底板高程为高程控制点，渠道设计纵坡1250014480，河道设计断面为底宽11M30M，左右两侧边坡为12，5年一遇最大设计流量为436M3/S，设计水深206M166M，设计流速为096M/S072M/S。主要设计指标见下表。主要设计指标表表14桩号设计流量（M3/S设计纵坡设计渠底宽（M）设计边坡000052002631/2500111/25200120003141/3000121/212000200003681/3500191/220000225003971/3500231/222500240704141/3500261/224070250304171/3500261/225030333904351/4440291/233390341004361/4480301/2在桩号30342及桩号32696处为渠道拐弯点，河道夹角分别为102度和108度，为防止渠道冲刷在渠道拐弯处迎水坡作M10浆砌石防护，护坡高度25M,护坡厚度上部03M，下部04M,下设10CM厚碎石垫层，在渠道底设护齿深10M。护砌范围为在渠道转弯点上下游各50M，一共100M。魏大馆排干魏县段自西向东依次穿过孙庄街、东康疃、北皋南街、杨柴曲、后柴曲、栗柴曲、仕南村、西红庙、冯红庙、陈小屯、沙口集等10余个村庄，部分过村段渠道距居民房屋较近，为保护房屋安全，在渠道两岸边坡作M10浆砌石进行防护，护坡高度25M,护坡厚度上部03M，下部04M,下设10CM厚碎石垫层，在渠道底设护齿深10M。依据实际情况护砌长度依次为孙庄街100M，东康疃75M，北皋南街300M，杨柴曲100M，后柴曲70M，栗柴曲110M，仕南村120M，西红庙80M，冯红庙80M，陈小屯50M、沙口集130M。本次设计对渠底清淤的同时还需对沿线生产桥底及上下游渠道进行防护设计，从而保护桥梁基础安全。魏县魏大馆排干沿线生产桥上下游全断面护砌各5M。护坡断面护砌厚度上部03M，下部04M,下设10CM碎石垫层。护底厚03M，下设10CM碎石垫层。每隔10M设分缝，缝宽20MM，缝内用沥青木板填充。（2）堤防设计根据灌溉与排水工程设计规范【GB5028899】的划分，魏大馆排干属于四级渠道。本次设计结合防汛管理及当地交通需要，左堤顶宽度取40M，右堤顶宽度取20M，左右大堤内、外坡比均为12。依据水面线推求成果，在桩号16951957、桩号30343394、桩号40514134、桩号2274222859、桩号2294523027、桩号3019130442处现状右侧渠顶高程及桩号05560734、桩号1512115250、桩号1765017728处现状左侧渠顶高程均低于设计堤顶高程，在这些地方需要进行筑堤至设计堤顶高程。（3）支渠口防护设计魏大馆排干魏县段在桩号0270、2300、5200、11900、12100、20000等分别有江村沟、新后屯沟、高潮渠、柴曲排水渠、沙窝排水渠、民有二排支等支渠汇入，由于支渠汇入口比渠道底高05M192M不等，为保证河道不被冲刷，在支渠汇入口处局部作防护处理，本次设计渠道防护断面按原梯形断面形式，边坡12，防护段护坡采用上部03M，下部04M厚浆砌石进行护砌，下设10CM厚碎石砂垫层，渠底设浆砌石护齿深10M。护坡防护高度为设计水位以上50CM，防护范围为支渠入口及左右两侧魏大馆排干各5M。护底采用40CM厚浆砌石进行护砌，下设10CM厚碎石砂垫层。（4）堤顶防汛路设计拟在魏大馆排干左侧渠顶新建一条堤顶防汛路，沿渠道布置。新建堤顶路设计全长341KM，拟采用泥结碎石结构，路面厚02M、路面宽30M，路基宽40M。16金属结构与电气本节无。17消防设计本节无。18施工组织设计181施工条件本项目位于魏县境内，自西向东贯穿魏县全境。魏县是邯郸市下辖县区之一，交通便利，省道魏磁线S316通过临漳县直达磁县连通106国道和107国道，并延伸到山西省主干道，定（州）魏（县）线，邯（郸）大（名）二汽专用线横穿县境北部，安（阳）聊（城）路穿越县境南端，宁魏路纵贯南北，县级公路四通八达，乡村公路相互连接，交通非常便利。本工程用电量不大，施工用电由施工单位自备柴油发电机发电，施工和生活用水可向邻近村庄购买。182施工方法清基采用74KW推运，土料就近堆放，待回填使用。土方开挖采用1M3挖掘机开挖装8T自卸汽车运输，弃土场位于施工区沿线，平均运距2KM，计划每隔5KM为一施工区，修筑16个临时施工坡道，方便弃土外运及建筑材料的运输，坡道宽50M，坡度115。土方填筑采用推土机摊铺，振动碾分层碾压，每层厚度30CM40CM。填方土料的含水率及压实度须满足设计要求，具体碾压参数由现场碾压实验确定。填筑土料优先利用河道开挖土料。砌石结构主要为护坡和护底，石料应选未风华的新鲜岩石，砌筑前应在砌体外将石料上的泥垢冲洗干净，砌筑时保持砌石表面湿润。砌石用水泥砂浆拌制采用08M3强制式拌合机进行拌和，采用胶轮车进行运输，应保证砌石中砂浆质量，采用坐浆法分层砌筑，铺浆厚度宜在35CM，随铺浆随砌石，砌缝需用砂浆填充饱满，不得无浆直接贴靠，砌缝内砂浆应采用扁铁插捣密实，严禁先堆砌石块再用砂浆灌缝。砌筑砂浆采用M10，要求拌制砂浆指标符合设计要求，砌体质量按规范要求验收。183进度安排工程安排在2013年2月初开始施工准备工作，主要进行场地平整、生活区建设、场内外道路修筑、混凝土拌合系统、综合加工厂及水、电通讯设施的建设。3月开始进行主体工程施工，至当年11月底工程全部完工，土方工程分段与险工段及沿线桥梁防护、过村段防护同时施工，防护工程安排在非汛期进行。19环境保护渠道治理工程是改善水利基础建设和提高区域防洪能力，确保人民生命财产免受洪水危害的造福工程，对稳定居民生活、推动该地区的经济建设和社会发展具有重要意义。工程建设对环境的影响利远大于弊，有利影响将长期发挥作用；但工程施工期“三废”排放及噪声均会对环境产生一定的不利影响，不利影响可通过相应的环保措施予以制约。本项目有利影响占主导地位，在环境方面没有制约工程的决定因素。从环境角度看工程建设是可行的。工程环境保护投资包括环境监测费、环境保护临时措施费、独立费用及预备费等四部分。环境保护投资为1288万元。其中环境监测费51万元，环境保护临时措施费515万元，独立费用202万元，基本预备费061万元。110水土保持本工程为渠道治理工程，涉及到的区域为渠道及沿线两岸，工程区属于冲积平原区，为河北省水土流失一般防治区。根据工程布局、施工工艺及工程施工分区的特点等，对本工程进行水土保持防治分区，初步确定为渠道建设区、建筑物施工区、施工临时场地区、弃土场区。本工程布局较为单一，主要为渠道整修清淤、堤防工程、险工段防护及桥梁重建工程。在水土保持措施总体布局上，根据各防治分区特点，采取针对性较强的工程措施、生物措施与临时措施，通过综合治理，使魏大馆排水渠（魏县段）治理工程建设产生的新增水土流失得到有效控制，避免产生新的环境问题，充分发挥工程措施的速效性和植物措施的观赏性和后效性，实现水土流失防治由被动控制到开发治理的转变。本工程水土保持措施总投资为3297万元，其中工程措施投资122万元，植物措施投资189万元，临时措施投资49万元，独立费用638万元，基本预备费157万元。111节能设计节能设计应遵循“开发与节约并举、节约优先”和“节能与发展相互促进”的方针，优先采用节能型的施工工艺和高性能用能设备，提高能源利用效率和效益，减少对环境的影响。112工程管理工程完工后由魏县水利局全面负责防汛调度以及日常工程管理维护等工作。下设魏县魏大馆排干治理工程建设管理处，项目法人为魏县水利局。管理范围左、右岸大堤外坡脚10M以内区域。管理内容渠道、堤防工程的管理维护。113工程概算（1）本工程总投资为293143万元。（2）主要工程量为混凝土71462M3，土方开挖95012174M3，土方填筑3309795M3，浆砌石1456209M3，模板97708M2，钢筋制安1065T，灌注桩49707M。（3）主要材料用量水泥171921T,钢筋11237T，汽油148T,柴油78755T，砂子594571M3，碎石2951582M3，块石1572706M3。（4）工程总用工41693290工时。114经济评价本工程主要是以防洪为主的公益性项目，不再进行财务评价，根据有关规定，工程维持正常运行所需的年运行管理费用为5966万元，本着谁受益谁负担的原则，由魏县财政负担。该工程采用8的社会折现率进行评价。经济计算期取建设期为1年，运行期按30年。经济内部收益率EIRR为1055，大于社会折现率8，经济净现值为41374万元，大于零，效益费用比112，大于1。项目具有抗风险能力，在经济上合理可行。115工程特性表工程特性表见表152水文21流域概况魏大馆排水系统东南至漳河北大堤，北以民有渠总干、东风一排支及红花大堤为界，控制面积580KM。其中魏县境内段起自南坡头，终于郑二庄村南，长约341KM，境内控制面积257395KM2。魏大馆排干上起临漳县前齐庄村东，自西而东，沿漳河北侧流经临漳、魏县、大名、馆陶4县，在馆陶县刘齐固村东入漳河，总长59576KM，底宽110450M，水深1825M，边坡12。魏大馆排干始建于1954年，渠首在魏县德政村东，当时底宽2M，上口宽7M，标准较低。1957年为扩大控制面积，第一次扩挖，将上游延伸到临漳县境内。因年久失修，淤塞严重，1965年初，由临漳、魏县两县对东风渠以西232KM段，按3年一遇排涝标准，进行第二次扩挖。1969年冬季，为提高标准，按5年一遇排涝标准，进行第三次扩挖。魏大馆排干主要解决民有干渠以南，漳河以北各支斗渠退水及灌区内的沥水。魏大馆排干魏县境内的支渠（沟）情况从上游至下游依次有江村沟、新后屯沟、高潮渠、柴曲排水渠、沙窝排水渠、民有二排支等6条排水渠汇入，总长度353KM，总控制面积751KM2，原设计标准均为20年一遇。魏大馆排干魏县境内支渠（沟）情况见表21。魏大馆排干魏县境内支渠（沟）情况统计表表21支渠（沟）名称起止位置长度（KM）控制面积（KM2）底宽（M）上口宽（M）设计水深（M）边坡纵坡原设计标准设计流量（M3/S）江村沟西坡头至南坡头村151521425121/4020年一遇8新后屯沟小凹至西康疃村3331525121/35020年一遇10高潮渠蒲潭营至北皋51251425151/4020年一遇12柴曲排水渠陈岗至栗柴曲村822131225151/3020年一遇9沙窝排水渠六座楼至泊儿村45152125151/3020年一遇8民有二排支杨三家至浅疃132882025121/3020年一遇2022气象魏县属暖温带半湿润半干旱大陆性季风季候区，四季分明，雨热同期。一般情况下，春季冷暖气团活动频繁，气温回升较快，降水量小，蒸发量大，干旱多风；夏季受太平洋副热带高压和印度洋低压影响，天气炎热多雨；秋季受北方冷气团南下控制，昼暖夜凉，天高气爽，温度适中；冬季受西伯利亚气候控制，多西北风，天气干燥寒冷。据魏县19702000年气象资料统计，该县多年日平均气温为135，极端最高气温为411，极端最低气温为198；多年平均日照时数为24073H，日照率为540；多年平均无霜期为213D，初霜期一般出现在10月25日，终霜期一般出现在3月26日至4月1日。根据魏县19562005年系列降水资料统计，全县多年平均降水量为5507MM，降水总量46865亿M3。降水量时空分布不均，年际变化悬殊是其主要特征。全年降水量的7080集中在汛期的69月份，其中又主要集中在7月中下旬和8月上旬的30余日内。根据魏县气象站19812005年（E601）的蒸发量资料统计，多年平均水面蒸发量为10428MM。其中，春季（35月）蒸发量为3369MM，占全面蒸发量的323；夏季（68月）蒸发量为4216MM，占全面蒸发量的404；秋季（911月）蒸发量为2143MM，占全面蒸发量的206；冬季（122月）蒸发量为701MM，占全面蒸发量的67。23水文基本资料魏大馆流域魏县境内有北皋雨量站、魏县气象站等水文测站。其中北皋雨量站仅有510月的雨量资料。24洪（涝）水241平原排水渠暴雨洪水特性（1）暴雨特性工程所在区域属平原区，暴雨特性受太行山地形影响，时空分布很不均匀，对于长历时暴雨，则具有降雨强度大、持续时间长、笼罩范围广的特点。（2）洪涝水特性该流域为平原易涝区域，本地区的洪涝灾害主要为本流域降水产生的涝灾。平原地区的涝水具有以下特点平原排水区域及排水河道坡度平缓，涝水表现形式为峰小量大，持续时间长；涝水造成的灾害主要表现为耕地受淹以及由此造成的地下水位抬高和耕地的盐渍化；平原除涝标准较低；受人类活动影响较大，排水河道开挖前后，同样的暴雨，造成的流量相差很大；水文测站较少，测验资料年限较短，且测验成果易受人类活动影响。242设计沥水2421计算标准本次设计沥水计算了魏大馆排干各控制断面20年、10年、5年一遇3个标准的设计流量。漳卫河流域防洪规划报告中“根据新的除涝水文成果对漳卫河平原排水工程重新治理规划，排涝标准为5年一遇，小引河为10年一遇”，据此，本次中小流域治理魏大馆排干魏县段治理标准为5年一遇。为更好的分析本次魏大馆排干治理的必要性，本次设计沥水也相应计算了各支渠（沟）末端5年一遇设计流量。2422计算方法关于河北省平原地区设计涝水的计算，由于实测资料短缺，大多采用由暴雨按经验公式途径推求。我省平原地区中小面积除涝水文计算一般采用“手册法”和河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告（2002年）中的方法两种方法进行推求。需要说明的是，因汇入魏大馆排干的各支渠（沟）集水面积在2128KM2之间，集水面积较小，“手册法”无法查出或查出的设计流量值误差很大，所以，魏大馆排干各分干渠的设计流量采用河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告（2002年）中的方法计算得出。方法一“手册法”河北省平原地区中小面积除涝水文手册（2000年修订版）附有河北省平原地区各水文分区的最大排水流量图，根据设计流域所处的地理位置，在河北省平原地区水文分区图中查出设计流域所属分区，然后在该分区最大排水流量图中可查出3年、5年、10年、20年4个设计标准的最大设计流量。魏大馆排干的控制面积跨I03区和I16区两个产流分区，需分别查出各分区最大排水流量，再按面积加权计算全流域面积的最大排水流量，计算结果见表22。魏大馆排干各控制断面设计流量（方法一）表22不同重现期的设计流量（M3/S）序号干渠治理桩号控制断面流域面积F（KM2）20年10年5年10000临、魏交界143447332120270江村沟以上断面144749342132300新后屯沟以上断面169256392443600民有六分干穿渠倒虹吸178258412655200高潮渠以上断面1855624327611900柴曲排水渠以上断面2287714931712100沙窝排水渠以上断面2316715032818100西红庙村桥2747805536920000民有二排支以上断面28368458361020337宁魏公路31319063401124070东风渠33049466421225030生熟疃橡胶坝33589566421328984陈小屯闸35799767431429795沙口集东村桥36259868431532420邯大公路桥37729869431633390郑二庄闸38629869431734100魏县、大名交界3905986943方法二根据河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告（2002年）中的方法推求。主要环节简述如下（1）设计暴雨设计暴雨时段采用年最大三日雨期控制。设计雨型为三日雨量分二次计算，一次为年最大24小时雨量，位于第三日，占年最大三日雨量的80；一次为年最大三日雨量的20，两次间隔12小时。设计点雨量计算，采用河北省水利厅1993年12月出版的河北省平原地区设计暴雨图集中“年最大三日暴雨多年平均值等值线图”与“年最大三日暴雨变差系数（CV）等值线图”。由等值线图中查得各区年最大三日点平均雨量均值和CV值，采用CS35CV，按P型频率曲线即可计算各区不同频率的年最大三日点雨量。点面折减系数，根据流域面积，从“河北省平原地区点面折减系数表”中查取。流域平均面雨量，通过点雨量与点面折减系数计算得出。（2）前期影响雨量PA根据设计雨型，第一次雨量的前期影响雨量PA1为PA1096PA；第二次雨量（最大24小时）的前期影响雨量PA2为PA2096（PA102P3R1）式中PA1第一次雨量的前期影响雨量（MM）；PA设计前期影响雨量（MM）；P3设计三日降雨量（MM）；R1第一次降雨产生的径流深（MM）；PA2第二次雨量的前期影响雨量（MM）；（3）最大排水流量一般平原区Q0022R092F080式中Q最大排水流量（M3/S）；R设计径流深（MM）；F计算面积（KM2）。设计径流深R，由设计暴雨通过次暴雨径流关系（PPAR）推求，以前期影响雨量PA为主要影响因素。计算时，应把三日雨量按设计雨型划分为二次暴雨，分别计算PPA，并分别查PPAR关系线推求径流深R。由河北省平原地区水文分区图可知，魏大馆排干的控制面积跨I03区和I16区两个产流分区，需分别计算出各分区最大排水流量，再按面积加权计算全流域面积的最大排水流量。按上述方法，计算得魏大馆排干各控制断面的设计流量见表23，魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量见表24。魏大馆排干各控制断面设计流量（方法二）表23不同重现期的设计流量（M3/S）序号干渠治理桩号控制断面流域面积F（KM2）20年10年5年100临、魏交界14344683421520270江村沟以上断面147471372173230新后屯沟以上断面1692534381244360民有六分干穿渠倒虹吸178257397255520高潮渠以上断面1855754102636190柴曲排水渠以上断面2876804853171210沙窝排水渠以上断面231668748931481810西红庙村桥27477875613599200民有二排支以上断面2836808576368102037宁魏公路31187362139712407东风渠30491064414122503生熟疃橡胶坝3589186494171328984陈小屯闸3579947684241429795沙口集东村桥36259536714251532420邯大公路桥372974684432163390郑二庄闸3862102690435173410魏县、大名交界3905104691436魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量表24序号干渠治理桩号控制断面流域面积F（KM2）5年一遇设计流量（M3/S）10270江村沟1535722300新后屯沟309935200高潮渠12299411900柴曲排水渠21074512100沙窝排水有二排支28589243设计涝水成果的合理性分析经对比分析，上述两种方法的涝水计算结果基本一致，同一重现期的设计流量值相差在7以内，说明此次设计涝水成果是比较合理的，基本上能反映本流域平原地区现状条件下涝水产汇流的实际情况。从偏于工程安全角度考虑，采用方法二的计算结果，即魏大馆排干各控制断面的设计流量成果见表23。244魏大馆排干各支渠（沟）设计水位魏大馆排干各支渠（沟）均系人工开挖的渠道，渠道较为顺直，纵、横断面变化不大，水位采用曼宁公式进行估算。曼宁公式如下50321IRNQ式中，过水断面面积（M2）；R水力半径（M）；I渠道底坡；N糙率。魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计水位见表25。魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计水位成果表表25序号干渠桩号分干渠名称控制面积（KM2）设计流量（M3/S）设计水深（M）设计水位（M）10270江村沟1535713854092230新后屯沟30906053423520高潮渠122909352584190柴曲排水渠21074050504551210沙窝排水渠1535713850566200民有二排支28589096481325施工洪水本工程施工期安排在2013年2月初至11月底，总工期10个月，其中建筑物工程安排在非汛期施工,避开汛期（69月）。因魏大馆排干无实测流量资料，施工期洪水通过实测暴雨按平原除涝方法计算，计算结果见表26。施工期设计洪水成果表表26重现期施工期非汛期洪峰流量（M3/S）5年一遇12月至次年5月3133工程地质31概述本次渠道治理范围为魏大馆排干魏县段，起点位于江村沟支渠口（桩号0270）上游270M处，终点为郑二庄闸（桩号33390）下游700M处本次治理（桩号0000至34100）主要内容为对渠道进行清淤疏浚，左右岸局部加高、险工段作防护等，治理后达到五年一遇排沥标准。本次勘察阶段为初步设计阶段勘察。勘察的主要任务为查明治理段河道沿线的地层分布情况，地层的渗透性和物理力学性质指标，为初步设计阶段提供地质依据。本次外业勘察工作于2011年9月10日开始，至2011年9月26日结束。通过本次工程地质勘察工作，查明了河道沿线和拟建桥址处的工程地质条件和水文地质条件以及土层的物理力学性质指标，为河道治理和建筑物的设计提供了可靠的依据。32地质概况321地形地貌本次魏大馆排干治理段位于魏县境内，为河流冲积地貌，地势平坦，地面标高为45355654M，魏大馆排干河底高程为40965322M，河底坡降为12857。322地层岩性根据11000地质测绘和勘探资料表明，工程区地表出露及钻探揭露的地层岩性主要为第四系全新统冲积（ALQ4）粘土、粉质壤土、砂壤土；第四系全新统人工堆积（RQ4）的河道堤防。根据时代的不同和沉积的由老至新的顺序对地层分述如下。（1）第四系全新统冲积（ALQ4）粘土棕黄，可塑，饱和，韧性较高，干强度高，该层主要分布在桩号1480026300之间，其它地段有少量揭露。壤土棕黄，褐黄，可塑，湿，韧性中等，干强度中等，在桩号34009300和2630030800之间该层壤土直接出露在地表，在桩号00003400和930014800之间该层壤土分布在砂壤土之下，其它地段有部分出露。砂壤土褐黄色，稍密，中密，稍湿，湿，干强度较低，摇震析水反应迅速，层中含砂粒，含水量较大时钻探易缩径，该层在桩号00003400和930014800之间直接出露在地表，在桩号3080034000段分布在粘土和壤土层之下。（2）第四系全新统人工堆积（RQ4）该层土为河道的堤防，褐黄色，稍密，中密，稍湿，干，主要为壤土、粘土等组成，由于人为的开挖损坏，该层土分布很少，本次治理段河道两岸局部有少量分布，大部分厚度为0405M,局部厚度为10M。323地质构造工程区位于中朝地台东部，基底隆起，华北平原沉降带的南部，为新生代的强烈拗陷区。区内第三系、第四系地层厚达千米，基底构造以断裂为主，主要可分为北北东向和北西向两组，地震分布与基底断裂构造有关。该区域发育有较多断裂构造，邢台安阳深断裂，北东10度左右，为继承性正断层，形成于晚侏罗世末期；沧州大名断裂为平原区的一条重要隐伏断裂，走向北东30度左右，为中、新生代继承性活动的正断层；临漳魏县隐伏断裂，走向北东70度左右，为中、新生代继承性活动的正断层。主要的历史强震有1830年的磁县彭城地震，震级为75级，震中烈度为度；1966年3月8日和22日的邢台地震，震级为68和72级，震中烈度为度，地震可能产生的破坏形式主要是地裂缝、涌砂和河岸滑坡等。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），该工程所在的魏县地震动峰值加速度为015G，相当于地震基本烈度度区。324水文地质条件工程区内地层主要为河流冲积形成的松散堆积物，地表水径流较少，地下水持续多年的超采导致了多年平均水位持续下降，地下含水层主要为砂壤土和砂层的孔隙水，潜水稳定地下水位深度在2540米之间，在靠近渠道和河流附近可揭露有少量的上层滞水，地下水主要以人工开采的方式排泄。本区水化学类型较复杂，有重碳酸钠型水，重碳酸钠镁型水和重碳酸氯钠镁型水。本次勘察时在陈小屯桥址处取1组河水样和1组地下水样，根据水质分析判定渠道内的地表水具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性，对钢结构为中等腐蚀性。钻孔内的地下水，具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。325物理地质现象本次勘察的河道沿线主要发育的物理现象为小冲沟和人工取土坑，河道边坡由于多年的失修，受雨水冲蚀产生了深度在015025M的小冲沟；在靠近村庄的河段由于人工取土造成了规模大小不等的取土坑，部分取土坑破坏了河道的堤防和边坡。勘察区季节性冻土深度为030M。33河道工程地质条件及评价本次治理的河道长度为341KM，根据地质测绘和钻探揭露的地层，将河道沿线划为5段进行描述。331桩号00003400工程地质条件及评价（1）地层结构该段河道勘察揭露的地层主要为砂壤土和壤土，为双层地层结构，上部的砂壤土揭露厚度为310680M，下部的壤土层未穿透。河道边坡和河底均为砂壤土，该层砂壤土孔隙比为06110873，土层为中密状态，饱和粘聚力为116KPA，内摩擦角为220度，渗透系数为200105CM/S，为弱透水层，下部的壤土饱和粘聚力为188KPA，内摩擦角为190度，渗透系数为157106CM/S，为微透水层。河道边坡建议为1/2。（2）工程地质评价该段河道淤积严重，大部分地段淤积厚度在0520M，需要对河道进行挖深，以保证正常过水。桩号17201949、桩号30383386之间的右河口被人工取土挖开，桩号05880716之间的左河口北人工取土挖开，应对被破坏的河岸进行堤防加固，以保证河道过水时的安全。由于堤防填筑所需的土方量较少，所以应优先考虑使用河道的开挖弃土。该段河道大部分地段没有堤防，在桩号1800、1200和3200附近有部分堤防，堤防高度为一般为050M，该段堤防为壤土，干密度为157165G/CM3，满足堤防填筑要求。该段河道的边坡和河底为砂壤土，该层砂壤土为中密状态，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。332桩号34009300工程地质条件及评价（1）地层结构该段桩号之间揭露的地层主要为壤土，河道浅部为均一地层结构，该层壤土为棕黄色，褐黄色，可塑状态，湿，饱和，孔隙比为0712，饱和粘聚力为160KPA，饱和内摩擦角为190度，地层为弱透水层，地质条件较好。（2）工程地质评价该段河道淤积严重，大部分地段淤积厚度在150220M，最大淤积厚度在300M，需要对河道进行挖深，以保证正常过水。桩号40534133之间的右河口被人工取土挖开，应对被破坏的河岸进行堤防加固，以保证河道过水时的安全。由于堤防填筑所需的土方量较少，所以应优先考虑使用河道的开挖弃土。该段河道大部分地段没有堤防，在桩号4200和5200附近有部分堤防，堤防高度一般为030050M，干密度为161G/CM3，满足堤防填筑要求。该段河道的边坡和河底为壤土，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。333桩号930014800工程地质条件及评价（1）地层结构该段河道勘察揭露的地层主要为砂壤土和壤土，为双层地层结构，上部的砂壤土最大揭露厚度为800M，下部的壤土层未穿透。河道边坡和河底均为砂壤土，该层砂壤土孔隙比为05800846，土层为中密状态，饱和粘聚力为100KPA，内摩擦角为220度，渗透系数为220105CM/S，为弱透水层，下部的壤土饱和粘聚力为170KPA，内摩擦角为160度，渗透系数为775106CM/S，为微透水层。河道边坡建议为1/2。（2）工程地质评价该段河道淤积较少，最大淤积厚度在150M，需要对淤积段河道进行挖深和扩挖，以保证正常过水。在桩号9800附近、1180012400和1380014800之间存在河道的堤防，堤防高度一般在050M，该段堤防土的干密度为160G/CM3，满足堤防填筑要求。该段河道的边坡和河底为砂壤土，该层砂壤土为中密状态，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。334桩号1480026300工程地质条件及评价（1）地层结构该段桩号之间揭露的地层主要为粘土，河道浅部为均一地层结构，该层粘土为棕黄色，可塑状态，湿，饱和，孔隙比为0765，饱和粘聚力为300KPA，饱和内摩擦角为110度，地层为极微透水层，地质条件较好。（2）工程地质评价该段河道淤积较少，大部分地段淤积厚度在050M，局部地段淤积厚度达到150M，需要对淤积严重的河段进行挖深，以保证正常过水。桩号2274222859、桩号2294523027之间的右河口被人工取土挖开，桩号1512115250、桩号1765017728之间的左河口被人工取土挖开，应对被破坏的河岸进行堤防加固，以保证河道过水时的安全。由于堤防填筑所需的土方量较少，所以应优先考虑使用河道的开挖弃土。该段河道的边坡和河底为粘土，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。335桩号2630030800工程地质条件及评价（1）地层结构该段桩号之间揭露有砂壤土、壤土和粘土，在桩号2630026700之间为砂壤土和粘土双层结构，上部为砂壤土，揭露厚度为230M，下部为粘土。河道边坡为砂壤土，河底为粘土。桩号2670027700砂壤土和壤土双层结构，上部为砂壤土，最大揭露厚度为770M，下部为壤土。河道边坡和河底均为砂壤土。桩号2770029200之间为均一土层，勘察揭露为壤土，地质条件较好。桩号2920030800之间为砂壤土和壤土双层结构地层，上部砂壤土，下部为壤土，上游砂壤土较薄，下游砂壤土揭露较厚。（2）工程地质评价该段河道淤积较少，大部分地段淤积厚度小于050M。桩号3019130442之间的右河口被人工取土挖开，应对被破坏的河岸进行堤防加固，以保证河道过水时的安全。由于堤防填筑所需的土方量较少，所以应优先考虑使用河道的开挖弃土。在桩号28400附近有部分堤防，堤防高度为一般为050M，堤防土质为壤土，干密度为158/CM3，满足堤防填筑要求。该段河道的边坡和河底为壤土和砂壤土，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。336桩号3080034100工程地质条件及评价（1）地层结构该段桩号之间揭露有粘土、壤土和砂壤土，在桩号3080032300之间为多层结构地层，揭露有粘土、壤土和砂壤土，上部为粘土，揭露厚度为220250M，中部为壤土，揭露厚度为180310M，底部揭露有砂壤土，该段河道边坡为粘土和壤土，河底为砂壤土。桩号3230034100之间为均一结构地层，勘察揭露的土层为壤土。河道边坡和河底均为壤土。地质条件较好，不宜所产生渗漏。（2）工程地质评价该段河道淤积较少，大部分地段淤积厚度小于050M。在桩号3260034000段河道两岸有部分堤防，堤防高度为一般为050M，最大堤防高度为100M，该段堤防土为粉质粘土，干密度为160G/CM3，满足堤防填筑要求。该段河道的边坡和河底为壤土和粘土，建议河道开挖后边坡坡比为1/2，以保证边坡的稳定。34建筑物工程地质条件及评价341陈小屯桥工程地质条件及评价（1）地层结构根据地质测绘和钻探揭露的地层反应，建筑物区为第四系冲积形成的壤土和粘土层，根据时代和岩性不同分为3层。第1层壤土（ALQ42）褐黄，棕黄，松散，稍密，湿，很湿，干强度低，韧性中等，无光泽，含少量粉砂和砂壤土，该层厚度为1210M。第2层粘土（ALQ42）褐灰，灰褐，可塑，饱和，干强度较高，稍有光泽，含零星姜石及贝壳碎片，层中夹粉质壤土，该层厚度为450M。第3层壤土（ALQ41）褐黄色，棕黄色，可塑，密实，饱和，韧性低中等，干强度中等，含较多姜石，姜石直径25CM较多，该层未钻透。勘察时河道内有水，河水位高程为4410M，勘察揭露地下水埋深为610M，地下水位标高为4241M，河水补给地下水。（2）工程地质评价1）场地适宜性评价勘察揭露的地层为壤土和粘土，地层较均一，无特殊性岩土和不良地质作用。适宜建筑物的兴建。2）液化评价根据水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）判定场地土的液化性。第一层壤土粘粒含量为185253，初判为非液化土层，第二层粘土初判为非液化土层，第三层壤土粘粒含量为192289，初判为非液化土层。所以场地无液化土层。3）河道冲刷评价河道边坡和河底土层为壤土，液性指数为045，建议根据水流条件计算河道的冲刷深度。4）地下水腐蚀性评价渠道内的地表水具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性，对钢结构为中等腐蚀性。钻孔内的地下水，具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。所以建议对建筑物采取合理的抗腐蚀性处理，以保证建筑物结构的安全。5）桩基参数按照公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD632007）给出了钻孔桩的桩基参数建议值表341。桩基参数建议值表表341地层孔隙比液性指数桩侧土摩阻力标准值（KPA）承载力基本容许值（KPA）第1层壤土076804540110第2层粘土081503960135第3层壤土072903465160342沙口集桥工程地质条件及评价（1）地层结构根据地质测绘和钻探揭露的地层反应，建筑物区为第四系冲积形成的壤土和粘土层，根据时代和岩性不同分为3层。第1层壤土（ALQ42）褐黄，棕黄，松散，稍密，湿，饱和，干强度低，韧性中等，无光泽，含少量粉砂和砂壤土，该层厚度为1215M，层底标高为35513570M。第2层粘土（ALQ42）褐灰，灰褐，可塑，饱和，干强度较高，稍有光泽，含零星姜石及贝壳碎片，层中夹粉质壤土，该层厚度为545M，层底标高为30113020M。第3层壤土（ALQ41）褐黄色，棕黄色，可塑，密实，饱和，韧性低中等，干强度中等，含较多姜石，姜石直径24CM较多，该层未钻透。勘察时河道内有水，河水位高程为4350M，勘察揭露地下水埋深为610620M，地下水位标高为4160M，河水补给地下水。（2）工程地质评价1）场地适宜性评价勘察揭露的地层为壤土和粘土，地层较均一，无特殊性岩土和不良地质作用。适宜建筑物的兴建。2）液化评价根据水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）判定场地土的液化性。第一层壤土粘粒含量为174279，初判为非液化土层，第二层粘土初判为非液化土层，第三层壤土粘粒含量为177268，初判为非液化土层。所以场地无液化土层。3）河道冲刷评价河道边坡和河底土层为壤土，液性指数为046，建议根据水流条件计算河道的冲刷深度。4）地下水腐蚀性评价渠道内的地表水具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性，对钢结构为中等腐蚀性。钻孔内的地下水，具有硫酸盐型弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构