绿化村小流域治理可行性研究报告

12 伊通满族自治县景台镇 绿化村小流域治理可行性研究报告 伊通满族自治县水利勘测设计院 二 00 六年六月二十六日 2006 6 28 修改后按小流域设计 12 1 项目概要 目背景 1、项目 背景 本流域地处伊通满族自治县西北部， 属大黑山山脉的低山丘陵区，相对高差较大。虽然河流分布较少，但靠天然降雨水利资源比较丰富。而且山上有泉水分布，农业生产多数靠自然灌溉。因此枯水年造成干旱现象很多，而丰水年由于河谷 发 育良好，山高谷深等地理原因，每遇汛期， 洪水来势凶猛，再加上没有拦蓄工程， 不仅 白白的浪费了水利资源 ， 而且还造成水土流失和洪灾 泛 滥。人为的破坏滥砍滥伐等因素，也加重了土壤植被的破坏、土壤砂化等现象的产生。因此为改善生态环境的可持 续 发展 ， 带动区域经济的振兴，确定对景台镇绿化村小流域进行综合开发和治理。 目范围、规模、内容与工期 建设范围：景台镇绿化村、刘家屯村、姚家屯西沟村 、 毯子房等4 个村。 建设规模及内容：建设规模 1 万亩。其中：改造坡耕地种植玉米制 种 7400 亩 ，旱 田改水 田 200 亩。建设塘坝 1 座，修建田间排水沟 5 工期：一年。 资估算和资金筹措 根据吉林省农业 综合开发土地治理项目建设费用构成标准和 12 水利水电工程标准 编制规定。项目总投资 万元 。 其中：国家投资 万元，地方配套 万元 ， 群众自筹 万元。 益： 项目建成后、农业基础设施得到了 明显的改善 ， 农业综合生产能力得到了显著提高。农、副、鱼业效益 将大大增长。农民收入增加，地方财力 增强 。 不但提高了生态效益，也增强了 社会效益 。 生态环境得到了明显的改善，并逐步趋向良性循环。 织领导和管理 为加强对项目的统一领导 和协调， 保证项目建设按计划有序开展，县成立项目领导小组。 组长：王辅（主管农 业副县长） 成员：马新忠（县财政局局长） 王玉琢（ 县水利局局长 ） 黄有杰（县农业局局长） 马杰（县财政局副局长） 王福山（县农业综合开发办公室主任） 李胜（县林业局副局长） 赵 品会（景台镇党委书记） 关海龙（县农业综合开发办副主任） 2 项目区概况 然概况 理位置及范围 12 该项目区位于伊通满族自治县境内，地理坐标为北纬 43 18，东京 125 23。属长白山余脉 大黑山山脉的低山丘陵区。 海拔高程在 227m538m 之间，相对高度在 100m310m 之间。项目区位于景台镇东部，距县城 40省城长春市的乐山镇 仅 4 目区包括绿化村 、 姚家屯 村、 姚家屯西沟 村、西大成号村 4 个村。 文气象 本区属温带大陆性气候。气温高于中东部地区，枯水年降雨较少，大黑山北部易发生干旱。气候特点为： 四季分明，春季干旱风大，夏季炎热，秋季低温早霜，冬季寒冷漫长少雪。 以伊通气象站为参证站，统计各项气象要素，统计系列年限为1958 年 ，近期未发生异常天气。多年平均降水量 640水多集中在 6 月 份，占多年平均降水量的 多年平均水面蒸发量 810 多年平均气温 极端最高气温 1979 年 7 月 18 日），极端最低气温 2001 年 1 月 13 日）。多年平均风速 s，历年最大风速 s（风向 最大冻土深度 霜期在 137 天左右。日照时数为 形、地貌及土壤 本 区属低山剥蚀丘陵地形。自中生代以来连续上升，形成断块地貌，但由于长期剥蚀，山体起伏较小， 大部分丘陵较 平 缓，多为二级夷平面，山体呈浑圆状，山 间谷地较发育。 12 该区土壤种类较多，地形 比较复杂。 但项目区位于比较平缓的河谷地带，主要以灰棕壤和棕壤为主。土层厚度在 25壤质地为壤土。由于土壤中腐殖质含量偏低， 土粘重透水性差，有机质转化率低， 因此为满足生产需要，必须进行全面改土，改 善土壤结构，提高土壤的透水透气性。 资源 项目区内地下水类型为碳酸盐类裂隙溶隙水和花岗岩风化裂隙水。 该区地下水主要以泉水的形式出露地表，泉水最大流量为 秒，最小流量为 /秒 ，通常为 /秒 ， 地下 水量极贫乏。 土保持现状及水土流失情况 土保持现状及水土流失情况 水土保持现状：项目区的领导及广大人民群众高度重视 ， 保护自然资源，多次对侵蚀沟、坡耕地进行治理。由于没有科学的规划及管理 ，边治理边破坏，致使治理成果没得到巩固和有效的保护。项目区仅存的水土保护措施也基本失去了预防水土流失、保护土壤的作用。 土流失情况 1、 水土流失现状 项目区 现有水土流失面积 10000 亩， 占 土地面积的 52%。 2、 水土流失成因 项目区水土流失的成因概括为以下两个方面：自然因素和人为因素。 12 1） 自然因 素： 项目区的造床作用和坡面作用的相互关系不断变化，重力 侵 蚀 对水土流失一直起着决定性的作用。在坡面发展过程中，面蚀和 细沟相对增加，下切和侧向侵蚀也在不断增强。沟壑的加深是溯源性下切侵蚀和水流把侵蚀物质从河床中不断输出的共同活动的结果。沟头、跌水、陡坎在雨中和雨后的周期性坍塌，是造成河道上游堆积的根本原因。随着沟壑的发展，河道总剖面上凸形部分和凹形部分的长度将发生变化。 在沟壑形成过程中，侵蚀作用和坡面作用此强彼弱的变化相互制约，而这种变化又与项目区原始地表的非均质性及其随沟壑本身的发展变化（诸如沟床比降，沟头上 游的集水面积等变化有关） 。 地表地形则是土壤侵蚀过程中起着明显作用的主导因素之一。 特别是地形对侵蚀的影响可表现在许多方面：大气降水的数量和强度，坡地径流量和汇流速度、土壤的含水量和渗透性、地表的热平衡等。 土壤的抗侵蚀稳定性决定于其本身的力学结构与化学成份、物理 化学性质及自然环境状况。并以下列五项指标为基础： （ 1）细沙和粉土（ 级配的含量；（ 2）沙 上的含量；（ 3）腐殖质含量；（ 4）土壤的结构性；（ 5）土壤的透水性。 由于引起了土壤的结构性和透水性的数量级差，扩大了土壤中腐殖质 含量的变幅范围。 植被影响是十分广泛的因素。多须根的作用可提高土壤的团聚性，因而也提高土壤的抗侵蚀能力。在这方面，由于项目区是高度发达的农业生产基地，林木和多年生草类早已不复存在，地表失去了 保护的植被后，土壤 的抗侵蚀能力极低，极其容易受到降水和大风的袭击， 12 产生强烈的水土流失。 2）人为因素 由于林木过量采伐，土壤已无抵御降水和大风的侵蚀能力，人类对自然资源的不合理开发，掠夺式经营，使自然系统遭受到严重的破坏。坡耕地土层越来越薄，导致 “ 越穷越垦 ，越垦越穷” 的恶性循环。过度放牧，破坏植被和土壤，为土壤侵蚀创造条 件， 一方治理多方破坏， 边治理、边破坏的矛盾仍然存在，也是造成生态环境恶化、 可持续发展能力不 足 的主要制约因素。 土流失导致的自然灾害 1、 项目区内的沟壑 使 完整的坡面被分割成小块，沟壑密度加大影响了山地的开发利用，又造成沟道泥沙淤积，压没农田。 2、 淤积河道，抬高河床，降低工程使用寿命。由于植被遭到破坏，坡耕地增加，水土流失加剧，使河道含沙量增加。 3、 我县西北部山区 ， 虽然河流分布较少， 气温相对比中、东部地区高，因此枯水年造成干旱现象很多。但遇 丰水年由于沟谷发育良好、山高谷深等地 理原因，每 至 汛期，洪水来势凶猛，由于没有水库调节，不但白白的浪费了丰沛的水利资源，而且使大面积的农田和村屯受灾的现象屡屡发生。 洪水冲毁道路，压没农田，冲毁房屋等给国家和人民带来了巨大的的经济损失。 会经济状况 项目区所在的景台镇 位于我县西北部山区，距县城 40 公理，幅员面积 方公理，耕地面积 115477 亩，总人口 34118 人。绿化 12 村 姚家村、姚家屯西沟、西大成号村 位于景台镇东部，距省城长春市乐山镇仅 4 公理。 项目区幅员面积 地面积 19246 亩，总人口 5686 人。 础设 施 项目区内水利基础设施一片空白，田间排水沟道淤堵，缺乏小型防洪灌溉措施。 3 项目建设的必要性和可行性 目区农业和农村经济发展的制约因素 由于项目区内沟壑发育 ， 使完整的坡面被侵蚀，沟壑密度加大，影响了山地的开发利用。 严重的水土流失导致坡耕地变薄，肥力减退，有的甚至黄沙裸露，使粮食产量 逐年下降。枯水年遭受旱灾，丰水年遭受洪水侵袭，严重制约着当地经济的发展和生态环境的平衡。 目建设的必要性 生态环境恶化是以水土流失为主要特征的，项目区水土流失严重，主要以水力侵蚀为主。日趋严重的水土流失不 仅导致十分宝贵的水土资源大量流失 ，而且还可引起洪灾泛滥，干旱缺水等现象的发生，使粮食产量降低，地区贫困等各种社会经济问题和生态环境问题不断产生，制约了经济的发展、社会的进步。 建国以来，项目区内的广大干部和群众虽然多次开展了水土流失治理工程，取得了一定成效，但由于人们水土保持意识淡化 ，人为破坏及资金缺乏，项目区生态环境仍日益恶化，给当地群众生产、生活带来了诸多困难。因此为了改善当地的生产、生活条件，促进农村经 12 济的发展， 适应国家提高农业生产力、积极建设小康新农村的政策，开展项目区水土保持生态环境建设项 目是必需的。 目建设的可行性 1、建设条件 （ 1）依据国家综合治理小流域建设，改善生态环境的政策； （ 2）依据国家扶持贫困地区建设社会主义新农村的政策； （ 3）伊通县景台镇政府的高度重视，积极请示上级主管部门和有关业务部门，迫切要求上级领导给予建设项目的早日批复； （ 4）项目区群众想早日改变家乡面貌，改善生产、生活条件，主动投工投劳的高涨热情； （ 5） 县农业综合开发办公室、 伊通县水利局、水利勘测设计院等部门的积极配合和大力支持； （ 6）项目区特殊 的自然地理条件和生态环境条件。 2、 水土保持生态环境建 设有利于可持续发展战略 实施可持续发展战略是 21 世纪的主题，而水土保持与可持续发展紧密联系，水土保持是保护人类生存 的基本资源 水土资源，而我们有限的水土资源却遭受严重的流失，并在不断的退化、减少，如果不及时采 取有效的治理措施，任凭水土流失继续恶化，或等破坏以后再治理，那就 将 会 付 出更沉重的代价，造成不可挽回的重大损失，“土之不存，人将附焉”更何谈可持续发展。 3、 项目建设的技术 支持 在项目区开发治理工作中，依靠科学技术不断地开拓自然资源的 12 利用空间，不断培育新的经济增长点，不断探索科学配套的 管理机制，推进高产、高效、优质的水土保持生态农业和水土保持产业的发展。 4、项目建设是改善生态环境、促进经济发展的需要 项目的实施使项目区内水土资源得到合理的利用和开发，粮食产量和人均收入和劳动生产率有很大提高，有利于促进当地经济的发展，加快农民 脱贫致富奔小康的步伐。 林木植被覆盖率的大幅度提高，减轻了项目区水土流失危害，同时起到了涵养水源、调节小气候、抑制干旱、风沙、洪涝等自然灾害的发生。改善生态环境，促进农、林、副、鱼各业协调持续发展。 综上所述，小流域水土保持综合治理项目无论从政府、群众 的支持上、技术措施上，还是从社会经济生态角度等方面都证明开展此项目是切实可行的。 第四章水资源评价及供需平衡分析 目区水资源概况 项目区水资源为地表水资源 需平衡分区 项目区有农村居民用水、农业用水、林果业用水、渔业用水。年需水量预测 11 万立方米。而天然来水量经水文计算为 10 万立方米，基本趋于平衡。水资源量适合项目发展需要。 目区设计水平年（ P=50%， P=75%）可供水量 、供需水量及预测供需平衡分析 项目区设计水平年水资源供需平衡（保证率 50%）情况 下，可供 12 水量为 10 万立方米 ， 4 月、 5 月份播种和植树期为干旱期，故应建塘坝拦蓄雨水，以保证农业及林果业生长的需要。 第五章 规划设计 导思想 该项目规划设计的指导思想：预防为主，山、水、林、田、路综合治理，治管结合，突出效益； 充分利用水土资源，最大限度地提高土地生产率，发展农村经济，为加快农民脱贫致富奔小康服务。 项原则 以整个项目区为规划对象，以项目区四周分水岭为界，不受行政区划的限制，从分水岭到坡脚，从沟头到沟口，从支沟到干沟， 从上游到下游，全面规划，统筹治理，建成集中连片、完整的防御体系。 根据土地利用规划，在不同利用的土地上分别配置相应的治理措施， 在宜林的荒地上栽种经济林；根据防洪、灌溉需要建设塘坝；在各类沟道配置各项治沟措施。使工程措施、农业措施与林业措施相结合，治理保护与发开发利用相结合。根据各类土地防治水土流失的需要，因害设防地布置各项治理措施，通过这些措施达到 10000 亩作物旱能浇、涝能排。 而各类治理措施的产品又必须满足群众生产、生活需要，并适应市场经济的要求。通过普通玉米改为玉米制种，解决群众粮 食种植结构问题 ，通过营造经济林，解决生态综合治理，防治水土流失和增加农民收入，提高经济效益等问题。并与项目区经济发展规划相结合，建成商品生产基地，发展市场经济，促进群众脱贫致富奔小康，建设社会主义新农村的宏伟目标早日实现。 12 设标准 （ 1）水土保持综合治理技术规范（ （ 2）水利水电项目可行性研究报告编制大纲； （ 3）水利水电工程等级划分及洪水标准（ （ 4）防洪标准（ （ 5）碾压式土石坝设计规范（ （ 6）水工隧洞设计规范（ （ 7）水利水电工程制图标准（ （ 8）四平地区简易水文手册； （ 9） 1980 年版 1:50000 军委图； （ 10）建设项目环境保护设计规定； （ 11）水利部开发建设项目水土保持方案技术规范（ （ 12） 水土保持综合治理规划通则。 设规模和规划布局 根据项目区的地形、地貌特点及水土流失的成因及发展， 以治理水土流失为中心 ，采取工程措施，植物措施和林业措施相结合的方法，从上到下设计水土保持防护体系，以遏制水土流失的继续发展，最大限度地控制水土流失。 规划治理水土流失面积 10000 亩，占项目区总面积的 51%， 治理程度达 100%。 一、坡耕地治理工程：保土耕作，种植优质玉米制种 7400 亩。 二、 旱田改造为水田工程 200 亩。 12 三、 沟道治理工程：修建塘坝一座，设计标准为 10 年一遇洪水设计，20 年一遇洪水校核。 四、小型蓄排引水工程：修建田间排水沟 5 五、林业工程：营造经济林 2400 亩。 6 开发任务和建设内容 发任务 项目区规划以治理荒山、荒坡、沟壑、坡耕地和 疏林地改造为主要方向， 坚持自上而下、先坡后沟的原则进行山、水、林、田、路综合治理，有效地控制水土流失、改善生态环境，增加农民经济收入。 造坡耕地 通过对项目去内坡耕地进行修筑地埂、植物带和采取保土耕作 等措施达到改良土壤、增厚土层。以改变坡耕地的微地形，增加地面植被覆盖度，使之既能蓄水又能便于耕作。减轻水土流失，提高作物产量，增加农民收入。 地开发 针对项目区荒地及蔬林地进行水土保持林业措施规划，以减轻或制止水土流失，改善生态环境。同时发展以林果为主导产品的商品经济，增加当地群众的经济收入。 洪、灌溉 1、防洪 洪水主要是暴雨形成的 。 近几年受亚热带高压、副高压气旋的影响 ， 本地区降水量丰富 。 每至夏季汛期来临，洪水陡涨陡落，又没有 12 具体的防洪措施，很多村屯遭受洪水的灾害 。 大面 积农田被淹，很多房屋、牲畜及村民生命财产受到威胁，通讯线路、供电线路及公路被洪水冲毁，给国家财产造成巨大损失。 因此在此地建塘坝一座，防洪标准为 10 年一遇设计 洪水 ， 20 年一遇 校 核洪水。防洪主要保护对象为景台镇绿化村 及 附近村屯的农田和人民生命财产安全， 以 及通讯线路、供电线路和公路交通 等 的安全。 2、灌溉 塘坝建成后，可扩大灌溉面积 200 亩，塘坝下游将形成以灌溉洞尾水渠为主干渠的灌区，干渠两侧将被开发成水田，土地利用率大大增加，充分利用水利资源，提高灌溉水利用系数。 设内容 利措施 坝设计 1、水文计算 1）径流特征 本地区径流形成主要以降雨形成的地表径流和泉水形成的地表径流为主。多年平均径流深为 150年平均径流量为 2）洪水特性 本流域属低山丘陵区，洪水是由暴雨形成的，造成洪灾主要是夏汛，一般发生在 7 月、 8 月两月份，洪水过程多为单峰，陡涨陡落，历时最长为 3 天，一般为 1 天。 设计年径流量 设计洪水总量为 12 3）设计洪水及水库库容的推求 （ 1）集雨面积 由 1:5 万军委图上量得该塘坝上游集雨面积为 （ 2）水位 面积和水位 库容关系曲线 水位 面积和水位 库容关系曲线表 （ 3） 水库库容推求 12 根据四平地区简易水文手册计算水库库容 。 泄洪灌溉 洞设计流量 式中： 洪峰流量 m3/s; 洪峰流量模数，查表九为 F 集水面积 n 指数取 代入数据得： 。 年径流量计算 正常年径流量（万 =年径流 深（ 集水面积 查表五年径流深为 150入上式得 。 洪水总量 )()( 23 洪水径流系数集水面积暴雨量万洪水总量 查表三暴雨量为 139表四 洪水径流系数 为 。 死库容 死库容 =死库容系数多年平均径流量 死库容系数一般采用 间，本次设计采用 3 7 兴利库 容 兴利库容 =调节系数年径流量 调节系数分多年调节和年调节，本工程为 年 调节，调节系数采用 12 兴利库容 = 共用库容 共用库容一般占兴利库容的 40% 50%，本次采用 40%。 共用库容 =40%= 防洪库容 防洪库容 =3/4（死库容 +兴利库容） =3/4（ = 最大库容 最大库容 =死库容 +兴利库容 +（防洪库容 共用库容） = 4） 水库特性指标 最高洪水位 应库容 死水位 应库容 正常蓄水位 应库容 汛期限制水位 应库容 设计最大坝高 该水库以防洪、灌溉、养鱼等综合利用为主，养鱼 1 万尾，每尾需 1定洞底高程 2 工程规模 设计塘坝等级为 等，主要建筑物级别为 5 级，塘坝主要由 土 坝、 12 泄洪灌溉洞组成。 土 坝为粘土心墙坝，坝长 124 m，最大坝高 顶高程为 324.7 m，坝顶宽 4m。 泄洪灌溉洞设计为钢筋砼结构，进口断面尺寸为 身断面尺寸为 压涵洞。 工程选址 1） 工程等级和设计标准 本工程设计等别为 等，主要建筑物级别为 5 级，设计洪水为 10年一遇，校核洪水位为 20 年一遇。 2） 坝址选择 （ 1）坝址选择在两条山谷之间较狭窄的部位。这样坝线短，工程量小 ； 而且此处两岸坝端有足够的高度，满足建坝高程的需要。 （ 2）由于此处无较大的 地质 构造问题 ，坝基选择在坚实的黄土层上。 （ 3）坝址附近有足够数量的符合设计要求的黄粘土和粉质壤土料场，而且便于开采和运输。 （ 4） 坝址 右端基础满足布置泄洪灌溉洞。 经实地勘查测量， 进行 多方案分析比较， 确定 此方案比较合理。 坝型与工程总体布置 1） 坝型选择 由于附近黄粘土储量丰富，开采运输方便，并且为大坝防渗安全考虑，选择粘土心墙坝较粉质粘土均质坝更为安全合理。 2） 工程总体布置 由于坝址区自然地理条件较好，该工程总体布置较为理想，坝址 12 座落于黄土层，有利于建筑物的安全，泄洪灌溉洞布置在坝右 侧，借助天然河道排水通畅，出口尾水渠即是原天然河道，便于汛期渲泄洪水和水田生长期满足两岸灌溉用水的需要。 主要建筑物方案 1）土坝设计方案 设计坝长 124m，坝顶宽 4m，坝顶高程为 游坡比为 1： 游坡比为 1： 2。 （ 1）粘土心墙设计 为保证大坝安全，坝内设计防渗粘土心墙。心墙采用防渗效果良好的粘性土质，坝基下为倒梯型基础，坝内为与倒梯型基础相连接的正梯型心墙。心墙两侧采用粉质壤土逐层碾压形成坝壳。 粘土心墙基础顶宽 宽 2m，高 2m，边坡比为 1： 粘土心墙顶宽 1m，底宽 坡比为 1： （ 2）护坡设计 采用干砌石护坡，干砌石厚度 设碎石垫层 石垫层下铺一层 400g/ （ 3）大坝抛石镇脚设计 在坝上游坡脚处开挖梯形齿槽做抛石镇脚，以免坝坡下滑。宽 坡比为 1： 1。 2）泄洪灌溉洞设计方案 泄洪灌溉洞是由进口段、闸室段、洞身段、陡坡段、消力池段、海漫段组成。 12 （ 1）进口段：钢筋混凝土八字型翼墙，底板高程 宽由 2m 渐变到 1m，底板厚 墙顶宽 （ 2）闸室段：闸室段长 3m，底板厚 井内部净尺寸为 缘尺寸 台高程 闭机室建筑面积 台面积 5m 5m，闸门孔口 （ 3）洞身段：洞身长 24m，底坡比降 1/50，过水断面 板厚 板厚 壁厚 缩缝止水采用橡皮止水。 （ 4）陡 坡段：钢筋混凝土 U 型槽结构，长 3m，跌差 宽由 散到 2m。墙高 （ 5）消力池：钢筋混凝土 U 型槽结构，长 8m，宽 2m，坎高 （ 6）海漫段：采用梯形断面，干砌石护坡结构，底宽 2 m，长度15m。干砌石厚 0.3 m，垫层厚 0.2 m。 （ 7）工作桥长 宽 T 型梁框架结构。 6 金属结构设备及安装工程 1）配电工程 塘坝配电在附近的绿化村接引高压线路 2配置 20压器及附属设备。 为保证防洪安全和正常管 理需要，配置备用电源 15油发电机组及其附属设备。 2）金属结构 泄洪灌溉洞配置工作闸门和检修闸门各 1 扇，均为 置 5 吨手、电两用螺杆 式 启闭机 1 台。 12 7 主要工程量 该工程综合工程量为