XX河XX段堤防工程初步设计报告.doc

- 1 - 目目 录录 1 1 综合说明综合说明1 1.1 绪言1 1.2 水文2 1.3 地质4 1.4 工程任务和规模5 1.5 工程设计及主要建筑物6 1.6 工程施工7 1.7 工程管理8 1.8 环境保护9 1.9 节能分析10 1.10 投资概算 10 1.11 经济评价 10 1.12 工程特性 11 2 2 水文水文13 2.1 水文气象13 2.2 流域概况13 2.3 设计洪水标准14 2.4 设计洪峰流量14 2.5 洪峰流量分析计算20 2.6 施工期洪水22 - 2 - 3 3 工程地质工程地质23 3.1 概述23 3.2 区域地质概况23 3.3 堤防工程地质条件25 3.4 天然建筑材料26 4 4 工程任务和规模工程任务和规模28 4.1 社会经济发展概况28 4.2 工程建设的必要性28 4.3 工程任务31 4.4 工程规模32 5 5 河堤布置及建筑物河堤布置及建筑物33 5.1 河道演变分析33 5.2 河床稳定和河相关系34 5.3 造床流量及稳定河宽36 5.4 堤线布置38 5.5 其它建筑物布置44 6 6 工程设计工程设计46 6.1 设计依据及标准46 6.2 河槽断面设计46 6.3 堤防设计55 6.4 建筑物的设计58 - 3 - 6.5 设计计算59 7 7 施工组织设计施工组织设计64 7.1 施工条件64 7.2 天然建筑材料65 7.3 施工导流及渡汛66 7.4 主体工程施工67 7.5 总体施工计划69 7.6 主要技术供应70 8 8 建设管理及运营管理建设管理及运营管理72 8.1 项目法人组建72 8.2 项目建设管理72 8.3 工程招标方案74 8.4 运营管理75 9 9 环境保护设计环境保护设计80 9.1 防洪工程对环境的主要不利影响80 9.2 防洪工程对环境的主要有利影响80 9.3 环境保护设计81 9.4 结论81 1010 节能分析节能分析83 10.1 节能分析编制依据83 10.2 节能规划83 - 4 - 10.3 节能分析85 1111 投资概算投资概算87 11.1 编制依据87 11.2 工程概算指标90 1212 经济评价经济评价100 12.1 经济评价依据及原则100 12.2 工程投资及费用计算100 12.3 防洪效益计算101 12.4 国民经济评价指标103 12.5 国民经济综合评价分析104 - 1 - 1 1 综合说明综合说明 1.1 绪言 (1) 工程背景 2009 年10 月，水利部、财政部联合印发了 全国重点地 区中小河流近期治理建设规划 ，规划确定的试点项目分3 年 实施，今年将启动部分试点项目。 xxxx 河堤防工程列入第一 批试点项目，按照水利部关于做好2009 年全国重点地区中 小河流近期治理项目有关工作的通知 以及省水利厅甘水发 2009675 号文甘肃省水利厅关于做好我省重点地区中小河 流近期治理项目有关工作的紧急通知 的精神，规划2010 年 xx 河治理任务为新建堤防7.95km。 受 xx 水务局委托，我院对 xx 河 xx 至 xx 段 4.2km 的 范围进行了规划治理，于 2009 年 11 月完成了xxxx 河 xx 镇 xx 段堤防工程初步设计报告 ，本设计共布置河堤 7.95km，其中左岸布置 3.77km，右岸布置 4.18km。工程总 投资 960 万元。 (2) 工程概况 xxxx 镇 xx 堤防工程区域位于 xxxx 镇西部，xx 河流域 中上游，xx 河为渭河一级支流散渡河通渭段，发源于通渭、 定西、陇西交界处海拔 2521m 的牛营大山东麓，流经通渭 马营、xx、xx、碧玉，流入甘谷境内为散渡河，散渡河流 - 2 - 经甘谷县安远、在 xx 镇流入渭河。xx 河与西河交汇处以上 集水面积为 279.1km2,主河道长 46.1km，河道平均坡降 10.2，多年平均洪峰流量 150m3/s，多年平均含沙量 5.48kg/m3，年平均侵蚀模数 200010000t/km2。 xx 河流域地处黄土高原的渭河和祖厉河分水岭（华家 岭）以东，流域内地表植被稀少，沟壑纵横，具有明显的 山区河流的水文特征：洪水暴涨暴落，次数频繁而历时短 暂，流量及水位的变幅较大。由于流域内气候特征，年降 雨 70%以上多以暴雨形式集中出现，极易产生较大洪水。治 理段均为土质岸坡，河床横向极不稳定，河岸受洪水冲刷 比较严重，部分地段已形成了垂直陡坎，高达 415m，部 分地段塌岸已逼近居民区，xx 河城区段有 2007 年批复建设 xxxx 河 xx 段堤防工程 5.43km，已发挥防洪效益，而本治 理段两岸均无任何防洪工程，对河道两岸农田及村民造成 严重灾害。 1.2 水文 本设计从 xx 始，到 xx 结束，治理河长 4.2 km，xx 河 在西河河口以上集水面积 279.1km2，河道平均坡降 10.21，河床宽 32m 至 56m，平均宽度 42m，多年平均洪 峰流量 150m3/s。堤防工程区干旱少雨，多年平均降雨量 392.3，平均蒸发量 884，多年平均气温 6.8，稳定 - 3 - 通过 0活动积温 2990，10积温 2370，堤防保护区 内具有发展农林生产的热量条件。多年平均日照时数 2240h，无霜期 131 天，历年最大冻土深 101cm，最大风速 16m/s。 xx 河上游建有 xx 水库，坝址以上控制集水面积 191km2；库区上游有 xx 水文站，控制集水面积 103km2，本 次治理段以上集水面积 297.1km2，本次洪水计算主要以上 游 xx 水文站实测资料推求，并以甘肃省中小河流暴雨洪 水研究报告中暴雨公式加以参考验证。 根据实测资料代表站和地区经验公式法对比来看计算结 果相差不大，经验公式只是在无资料情况下用来求小流域 设计洪水，在有资料时尽量选用第一手资料进行计算，在 此次计算中只作为校验参考；本地区上游有 xx 水文站，该 站有较长的径流资料，代表性较好，所以选用代表站法计 算成果作为设计洪峰流量，即多年平均洪峰流量为 70 m3/s，10 年一遇洪峰流量为 169m3/s。 由于河堤上游 18.8km 处的 xx 水库对河堤断面处洪峰流 量有调蓄作用，经分析计算，水库大坝至河堤断面上游 xx 河段区间流域集水面积 88.05km2，根据 xx 水文站实测资料 推算法值，多年洪峰流量 70m3/s。根据省水电设计院完成 的xxxx 水库除险加固设计报告 ，10 年一遇水库汛限起 调水位为 2019.00m，水库入库洪峰流量为 283m3/s，相应最 - 4 - 大下泄流量 228m3/s，考虑区间河段洪水波传播过程中的展 开和扭曲作用，再加上区间洪水与下泄洪水的错峰作用， 按照上游同频区间相加原则，将水库相应的 10 年一遇的最 大下泄流量与区间多年洪峰流量叠加值作为治理段堤防断 面 10 年一遇的洪峰流量，即治理段堤防断面设计洪峰流量 为 70+228=298m3/s。 施工期设防标准按 xx 水库至治理堤防断面区间 5 年一 遇洪水设防，设计洪峰流量为 105 m3/s。 1.3 地质 拟建堤防堤防位于 xx 河与西河汇合口上游。堤防段所 涉及的地貌为 xx 河形成的 i、ii 级阶地、河漫滩、河床。 i、ii 级阶地为内迭阶地，其中以 ii 级阶地较为发育，ii 级阶地宽 0.61.0km，阶面宽广、平缓、连续，为村舍农 田所在地。i 级阶地断续分布,阶地面宽 4071m，而且 i 级阶地与河漫滩高差较小,河滩较为发育,阶段性河床位移 较快, 致使洪水泛滥容易成灾。该工程的主旨在保护 i、ii 级阶地勉受洪水的侧向侵蚀破坏,以确保地上附着物的防洪 安全。 治理区域位于 xx 河 xx 至 xx,大部分治导线布置于河床 及河漫滩上，局部地段直接与级阶地前缘相接靠，堤防 地基的地层岩性无大的差异，除级阶地表层有 12m 的 - 5 - 砂壤土及级阶地上部有 1.210m 中粉质壤土外,其余段 均为砂砾石, 砂砾石百分含量的差异主要是由于取样深度 不同而致。平均卵石含量 1.7%,砾石含量 70.2%、砂含量 25.4%、粉粒含量 2.7%。xx 河地下水位在河床埋深 0.31.0m，因地下水位受河水位控制，并随地形地貌、季 节的变化而变化。地表水（河水）对混凝土结构具硫酸盐 弱腐蚀性，堤基河水位以下部分砌石砌筑砂浆要求采用抗 酸酸水泥。 1.4 工程任务和规模 工程建设的主要任务是：在 xxxx 至 xx 段 4.2km 河道范 围内修建防洪工程，保护河道两岸居民的生命财产安全和 沿岸的农田免受洪水侵害。本设计两岸均进行全线防护， 从 xx 开始，至西河汇合口结束，布置河堤 7.95km，其中左 岸布置 3.77km，右岸布置 4.18km。 该堤防工程在 4.2km 河道范围内，布置堤线长度 7.95km,防护人口 9050 人，耕地 782 亩，根据防洪标准 (gb50201-94)规定，确定保护对象等级为等；按堤防 工程设计规范 （gb50286-98）规定，xxxx 河 xx 镇 xx 堤防 工程级别为 5 级，防洪标准按 10 年一遇洪水设计，设计洪 峰流量为 298m3/s。根据中国地震动参数区划图 （gb18306- 2001） ，工程区地震动峰值加速度为 0.2g，地震反映谱特征 - 6 - 值为 0.45s，工程地震设防烈度为度。 1.5 工程设计及主要建筑物 本设计针对治理段现状和防护范围，根据河道的地形、 地质条件，水文泥沙特性，河床演变特点，冲刷变化规律 等自然因素，和两岸的居民区、村庄、农田等社会因素进 行综合分析，上下游、左右岸统筹兼顾整体布置河堤。设 计治理段以防护村庄、耕地为主，共布置河堤 7.95km。其 中两岸均进行全线防护从 xx，即河道中心桩 1+230 处开始， 至西河汇合口河道中心桩 5+400 处结束，左岸布置河堤 3.77km，右岸布置河堤 4.18km。 治理段河堤形式通过技术经济比较，确定采用坡式护岸， 堤防工程材料的选用浆砌石砌筑；通过计算治理段得各断 面最大水深为 2.693.98m，波浪爬高为 0.4m，安全超高 为 0.5m，设计堤高为 3.594.88m；治理河段基础埋深平 冲段按 1.7m，斜冲段按 2.6m 设计。平冲段与斜冲段的衔接， 采用 10m 渐变段，由斜冲深度过度到平冲深度。堤防段河 堤迎水面和背水面边坡均采用 11.25。碾压砂堤及回填河 床砂砾石须夯填密实，其相对密度要求不小于 0.6。设计护 面层厚度从顶部 0.3m 渐变到底部 0.4m；齿槽深 1m,宽 0.5m。由于 xx 河地表水和地下水受温泉水排泄水影响对普 通混凝土具有腐蚀性,因此,对堤底至地表水位以上 0.5m 范 - 7 - 围内的护面层采用抗酸水泥砂浆砌筑。堤防纵向每隔 10m 设三毡四油伸缩缝一道。 xx 河治理段有已建过水路面 2 处，其中一处为张家庄 至李家沟的跨河交通要道，另一处为潘家大庄通往县城公 路的跨河要道，与 xx 河段河堤左岸 2+133 和右岸 2+332 处 相交，相交处需布置堤路交叉建筑物；区域内有穿河乡村 农路，为了便与两岸交通，需布置堤路交叉建筑物，本设 计布置 5 处堤路交叉建筑物；考虑到两岸居民的排污和排 洪问题，河堤设有排洪涵管 12 座。 1.6 工程施工 工程区域内公路沿线有 10kv 输电线路通过，村镇均有 容量充足的变电设备，接线距离不超过 1.0km，可作为本工 程施工用电电源；施工用水可组织车辆从各自然村自来水 供水点拉运,水源充足，水质良好，符合施工要求；工程所 需的砂子,可到义陇河拉运，所需的石子需从碧玉峡人工碎 石场购运，所需块石料,可就近在碧玉峡开采,均以自卸汽 车运至施工现场堆放保管；水泥从高崖和永登水泥厂购买， 工程所需三材，计划从县物资供应部门购买，均以汽车运 至施工现场料库堆放备用。 导流围堰为临时性工程，建筑物级别为 5 级，采用区 间流域 5 年一遇的洪水设防标准，治理河段区间 5 年一遇 - 8 - 设计洪峰流量 105m3/s。导流采用分段围堰法，在施工时根 据具体地形和水流趋势拟定围堰的修建形式和位置，而导 流时段为 1012 月份、36 月份。施工围堰采用土石围堰， 围堰由基础开挖堆置而成。 技术供应主要包括各种建筑材料、各种施工机械和运 输机械及水、电等各类设备的计划、采购和供应。各施工 单位应按施工进度计划作好采购、调运和供应，保证工程 施工的需要，工程所需主要外来建筑材料及技术指标如下； r32.5#水泥 2048t，抗酸水泥 1410t，砂子11379m3 ， 块 石 3.18 万 m3。工期为 1 年；劳动力为 6.96 万工日，其中 普工 5.57 万工日。 1.71.7 工程管理工程管理 根据水利工程建设的有关规定，堤防工程建设实行统 一规划与分级管理相结合的管理体制。由 xx 水务局牵头组 建项目法人，抽调技术骨干强化管理，靠实工作责任，并 成立河道治理领导小组和项目办公室，对所承担工程建设 的全过程负责。严格建设程序全面实行“四制” ，一是推 行项目法人责任制；二是实行招标投标制；三是实行建设 监理制；四是实行质量终身责任制。 管理机构应以精简高效为原则，合理设置职能机构或 - 9 - 管理岗位，尽量减少非生产人员。工程建成后，成立 xx 河 堤防工程管理所，隶属于 xx 水务局。工程管理人员编制为 6 人，其中生产人员 4 人，管理人员 2 人。工程的管理范围 和保护范围, 堤防工程保护范围横向宽度在背水侧从护堤 地边界线以外算起,按宽度 20m 划定为工程保护范围,临水 侧的保护范围按国务院颁发的河道管理条例有关规定 进行执行。 1.81.8 环境环境保护保护 在工程施工过程中建筑材料开挖过程中产生的废渣， 必须运往指定地点集中堆放并做淤渣堤处理，施工结束后 及时进行场地清理，采取水土保持措施，绿化并恢复开挖 面；对生活垃圾应设固定垃圾站，定时运出施工区，并进 行卫生填埋；基础开挖产生的泥沙尽量集中堆放，不使其 流入河道；机动车辆产生的流动噪音，控制措施是减少其 高音鸣笛，对重型机车安装噪音消声器；对施工人员做好 保护工作，一线工作人员轮换作业，采取防噪措施，避免 施工人员长时间处在强噪声环境中；尽量避免夜间施工， 减少机械噪音。 该工程建成后可保护人口9050 人，耕地 782 亩，对减 免洪水灾害带来的社会经济损失、稳定社会经济发展有重要 意义，其社会、经济、生态效益十分显著。该工程施工期间 - 10 - 对环境有不同程度的影响、但不利影响是短暂的、轻微的， 工程施工结束后，不利影响将消除，其工程效益远大于不利 因素。因此，从环境保护的角度分析，该工程的建设是可行 的。 1.9 节能分析 xxxx 河 xx 镇 xx 堤防工程能源消耗主要包括施工期的 油料消耗、电能消耗和水资源消耗，该工程建成运行过程 中基本无能源消耗，节能主要从水、电、燃料三方面分析。 该工程共计消耗柴油 95t，汽油 245t，电能 0.58 万 kw.h， 耗水 1.13 万 t。 1.10 投资概算 根据省水利厅、省发改委、省物价局甘水发2009424 号文甘肃省水利水电工程设计概（估）算编制规定进 行编制。 经概算，该项目总投资 960.0 万元。其中，建筑工程 投资 862.21 万元，占一至三部分的 94.3%；临时工程投资 14.88 万元，占一至三部分的 1.6%；其他费用 37.2 万元， 占一至三部分的 4.1%；基本预备费 45.71 万元。 1.11 经济评价 从国民经济评价指标来看，按动态投资计算时，项目 - 11 - 经济内部回收率 9.86%，高于社会折现率 8%，经济净收益 现值(当=8%时)为 169.02 万元，经济效益费用比 1.12， 大于 1.0。 本项目实施后，将在防洪、综合经营管理等方面取得 较大的经济效益，而且对改善当地生态环境具有良好的社 会效益。因此应尽快兴建，及早发挥效益。 1.12 工程特性 工程特性见表 1-1。 表 1-1 工程特性表工程特性表 序号项 目单位指 标备注 一工程概况 1 工程名称 xxxx 河 xx 镇 xx 堤防 工程 2 建设地点 xx 河段 xx 至西河河口 二河流特性 1 河流名称 xx 河 2 流域面积 km2279.1 3 河流比降 10.2 4 多年平均洪峰流量 m3/s242 5 设计洪峰流量(10%) m3/s460 三工程效益 - 12 - 1 保护居民人/村 9050/8 2 保护耕地亩 782 3 新增土地亩 212 工程特性表工程特性表 续表 1-1 序号项 目单位指 标备注 四河堤 1 护坡型式 m10浆砌石坡式护坡 2 河堤长度 km7.95 左岸 km4.10 右岸 km3.85 五主要工程量 1 开挖土方万 m3 3.24 2 开挖砂砾石万 m3 3.9 3 回填砂砾石及土方万 m3 7.37 4 浆砌块石万 m3 2.7 六主要材料 1 水泥 t3459 2 块石万 m3 3.18 3 砂子 m311379 4 钢筋砼管 m114 七劳动力 1 总劳力万工日 6.96 普工万工日 5.57 八工期年 1 九总投资万元 960 - 13 - 十经济指标 1 益本比 1.12 2 内部收益率 %9.86 3 净效益现值(当=8%时)万元 169.02 2 2 水文水文 2.1 水文气象 本设计从 xx 开始，到 xx 结束，治理河长 4.2 km，xx 河在西河河口以上集水面积 279.1km2，河道平均坡降 10.21，河床宽 32m 至 56m，平均宽度 42m，多年平均洪 峰流量 150m3/s。根据 xx 气象站资料堤防工程区干旱少雨， 多年平均降雨量 392.3，平均蒸发量 884，多年平均气 温 6.8，稳定通过 0活动积温 2990，10积温 2370，堤防保护区内具有发展农林生产的热量条件。多 年平均日照时数 2240h，无霜期 131 天，历年最大冻土深 101cm，最大风速 16m/s。 2.2 流域概况 由于 xx 河流域上游建有 xx 水库，受水库调蓄作用的 影响，改变了原河道的天然水文特征，将流域分为受水库 控制的水库流域和不受水库控制的区间流域，流域的特征 在发生变化的同时，洪水的特点也发生了变化。 - 14 - xx 河为渭河一级支流散渡河通渭段，西河河口以上 xx 河集水面积为 279.1 km2， 上游各支流均发源并流经黄土 丘陵沟壑区，由于干旱少雨气候特征，人为破坏等因素水 土流失比较严重，年平均侵蚀模数 200010000t/km2。流 域特征值见表 21。 表21 流流域域特特征征参参数数表表 流域面积河长坡降 流域名称断面名称 （km2）（km）（） xx 河西河河口279.146.110.21 xx 河至 xx 水库 西河河口88.0518.87.004 2.3 设计洪水标准 堤防工程主要保护对象为 xx 镇 xx 河两岸村民及耕地， 保护对象为等。参照防洪标准gb5020194 及堤防 工程设计规范gb5028698 等有关规定，工程级别为 5 级， 主（次）要建筑物均为 5 级，防洪标准采用 10 年一遇。 2.4 设计洪峰流量 由于 xx 河上游设有 xx 水文站，控制集水面积 103km2，现有 31 年实测资料。水文站下游建有 xx 水库，坝 址集水面积 191 km2，规划堤防位于 xx 水库下游，堤防工 程规划断面流域面积 279.05km2。本设计采用两种方法计算 - 15 - 洪峰流量，即 xx 水文站实测资料推算法和甘肃省中小河 流暴雨洪水研究报告介绍的暴雨公式法，在考虑 xx 水库 的调蓄作用后，进行了校核分析。 2.4.1xx2.4.1xx 水文站实测资料推算法水文站实测资料推算法 xx 河上游设有 xx 水文站，与堤防工程断面同属 xx 河流域，水文气象要素相同，可选用 xx 站作为参证站来计 算堤防工程处的洪峰流量。xx 水文站实测各年洪峰流量见 表 2-2。 表22 xx 水文站实测洪峰流量资料水文站实测洪峰流量资料 年份 1978197919801981198219831984198519861987 洪峰流量 (m3/s) 81.463.541911.0 67.9 48.1 11.6 6.15 97.8 7.52 年份 1988198919901991199219931994199519961997 洪峰流量 (m3/s) 42.659.7 31.9 135 10710.6 8.49 135 14.9 119 年份 19981999200020012002200320042005200620072008 洪峰流量 (m3/s) 11729.135160.716.7 106 46.234.67.08 76.4 0.547 资料的审查 资料可靠性审查：现有 xx 水文站 1978-2008 年间 31 年的实测洪峰流量，将特大值 419m3/s 与特小值 0.547m3/s 对水文站工作人员询问调查可知，1980 年的特大值 419m3/s 符合实际，参与计算统计，而 2008 年没有洪水发生，所以 特小值 0.547m3/s 不参与计算。 - 16 - 资料一致性审查：用单累计曲线法检查资料的一致性。 由图一可知该直线误差系数 r2=0.97,呈单一的直线关系。所 以该资料系列的一致性很好。 图一：何家坡水文站单累计曲线示例图 y = 73.591x - 145370 r2 = 0.9702 0 1000 2000 197819881998 年份 累计年降水量 资料代表性分析：用累积平均值过程线法对资料的代 表性进行分析，由图二可知累积平均值接近系列均值 74.93m3/s，所以该系列的代表性较好。 图二：何家坡水文站累计平均值过程线 0 100 200 197819881998 年份 累计平均值 特大洪水的处理 实测系列中 1980 年洪峰流量 419m3/s 与 2000 年洪峰流 - 17 - 量 351m3/s 比一般洪水大得多，作为特大洪水予以处理。又 此次计算没有调查到其它更大洪水，所以将 419m3/s 与 351m3/s 作为大一大二型洪水进行频率计算，其它实测系列 的经验频率仍按连续系列经验频率进行计算。特大洪水经 验频率计算公式为： pm=m/(n+1) pm 实测系列第 m 项的经验频率 m 特大洪水由大致小排列的序号 n 自最远的调查考证年份至今的年数。 据此公式计算得 p11980 年特大洪水频率为 3.23%：p22000 年特大洪水频率为：6.45% 频率曲线推求洪峰流量 总体分布曲线选用皮尔逊型曲线，适线结果见频率曲 线（图三）与频率计算成果表 2-3。 图三 xxp曲线 - 18 - 频频率率曲曲线线 99.99995908070605040302010510.10.0199.99 0 100 200 300 400 500 流量(m3/s) 表23 xx 频率曲线成果表 不同频率洪峰流量（m3/s） 参数m q cvcs/cv 1%2%5%10% 适线结果 77.431.22.5453.7 370.1 263.3 187.4 用矩法初估为 77.43、cv 值分别为 1.21，初次配线 m q 选用 cs/cv 为 3.5，发现频率曲线中段与经验频率点据配合 尚好，但头部和尾部与经验频率相距较远，故减小 cs/cv 值为 2.5，调整 cv 值为 1.2。再次配线绘出频率曲线，该线 与经验点据配合较好，取为最后采用的频率曲线。 设计断面处洪峰流量的推求 因 xx、xx 水库、设计断面同属 xx 河流域，下垫面 - 19 - 情况基本相同，气候条件一致所以用面积比拟法推求设计 断面洪峰流量，计算公式为： q2 = （f2f1）nq1 q2 设计断面洪峰流量 q1 参证站峰流量 f2 设计断面流域面积 f1 参证站流域面积 n 面积折算系数，取 2/3。 计算结果见表 2-4。 表24 设计断面各频率洪峰流量计算成果 不同频率洪峰流量（m3/s） 流域名称断面 f （km2） m q 1%2%5%10%20%50% xx 河 xx10377.4454 370 263 187 116 41.0 xx 河xx 水库 191117685 559 397 283 175 61.9 xx 河 xx279 150882 719 512 364 226 79.8 xx 河至 xx 水 库 xx88.1 69.7409 333 237 169 105 37.0 2.4.22.4.2 暴雨洪水公式法暴雨洪水公式法 甘肃省抗旱防汛指挥部办公室、甘肃省水利工程建设 监理咨询中心编制的甘肃省中小河流暴雨洪水研究报告 中给出了中小河流暴雨洪水计算公式，用该公式所求结果 - 20 - 对代表站法计算成果进行校验。该暴雨洪水公式筛选了流 域面积（f）时段暴雨量（hp）河道平均坡降（j）流域形 状系数（f）4 个因素作为影响洪峰流量的主要因素，建立 起来的洪峰流量经验公式为： qmp = rf hj f n m mp 式中：qmp 某频率最大洪峰流量（m3/s） r 直线斜率 f 流域面积（km2） h 某频率流域平均时段暴雨量（mm） mp j 河流坡度 f 流域形状系数 b 直线截距 n、m、 指数 本堤防建于渭河流域北部通渭段 xx 河上，属型黄土 沟壑区，查甘肃省中小河流暴雨洪水研究报告中附表 15 得相应频率的各参数值见表 2-5。 表 2-5 小流域暴雨洪水公式选用参数 不同频率 r 取值 nm 均值 1%2%5%10%20% 0.60 1.14 0.73 0.60 14.2 23.5 20.9 16.6 16.6 16.6 区间流域面积为 88.05 km2，所以选用年最大 1 小时点 雨量均值进行计算，由甘肃省暴雨洪水图集可知该地 区年最大 1 小时点雨量为 18mm。计算结果见表 2-6。 - 21 - 表 2-6 小小流流域域暴暴雨雨洪洪峰峰流流量量计计算算成成果果 河流 名称 断面 名称 流域面积 （km2） 不同频率洪峰流量（m3/s) xx 河 xx88.05m q 1%2%5%10%20% qm65408 315 192 152 111 2.5 洪峰流量分析计算 由甘肃省中小河流暴雨洪水研究一书中的经验公 式法、xx 水文站实测资料推算法求得的各频率区间洪峰流 量见表 2-7。 表 2-7 区间流域计算成果比较表 保证率均值 1%2%5%10%20% 参证 站法 70 409 333 237 169 105 经验公式 法 67 424 327 200 158 115 两种方法对比来看计算结果相差不大。经验公式只是在 无资料情况下用来求小流域设计洪水，在有资料时尽量选 用第一手资料进行计算，在此次计算中只作为校验参考； 本地区上游有 xx 水文站，该站有较长的径流资料，代表性 较好，所以选用代表站法计算成果作为设计洪峰流量，即 多年平均洪峰流量为 70 m3/s，10 年一遇洪峰流量为 169m3/s。 - 22 - 由于河堤上游 18.8km 处的 xx 水库对河堤断面处洪峰 流量有调蓄作用，经分析计算，水库大坝至河堤断面上游 xx 河段区间流域集水面积 88.05km2，根据 xx 水文站实测资 料推算法值，多年洪峰流量 70m3/s。根据省水电设计院完 成的xxxx 水库除险加固设计报告 ，10 年一遇水库汛限 起调水位为 2019.00m，水库入库洪峰流量为 283m3/s，相应 最大下泄流量 228m3/s，考虑区间河段洪水波传播过程中的 展开和扭曲作用，再加上区间洪水与下泄洪水的错峰作用， 按照上游同频区间相加原则，将水库相应的 10 年一遇的最 大下泄流量与区间多年洪峰流量叠加值作为治理段堤防断 面 10 年一遇的洪峰流量，即治理段堤防断面设计洪峰流量 为 70+228=298m3/s。 河堤两岸布置排污排洪涵洞的洪水流量，采用暴雨洪 水公式计算，防洪标准为 10 年一遇，计算结果见表 2-8。 2-8 排洪涵管洪水流量表排洪涵管洪水流量表 流量流量 （平均）（p10%） 河流 名称 左右岸编号位置f（km2） qm(m3/s)qm (m3/s) 1 0+2450.007 0.51.09 2 1+2300.043 1.53.09 3 1+5180.051 1.63.44 4 2+1180.045 1.53.19 5 2+5350.005 0.40.89 6 3+4150.038 1.42.91 左岸 7 3+7350.048 1.63.32 1 0+4900.013 0.71.56 牛 谷 河 右岸 2 1+2960.053 1.73.5 - 23 - 3 1+9100.043 1.53.12 4 2+3480.049 1.63.36 5 3+5200.056 1.73.64 2.6 施工期洪水 施工期尽可能将基础开挖和砌筑施工安排在非汛期。 施工导流的防洪标准按区间 5 年一遇洪水设防，即施工期 5 年一遇洪峰流量为 105 m3/s。 3 3 工程地质工程地质 3.1 概述 本堤防工程的工程地质勘察工作以本工程区的地质测 绘及踏勘为主导,在借鉴已建堤防工程及现行河道内天然建 筑材料的开采情况下，阐明本堤防工程的基本工程地质条 件。 为了勘探防洪堤地基的岩性及其工程性质,尤其是抗冲 刷性质，对 xx 河堤基覆盖层进行了取样试验工作。在 xx 河左右两岸河床河漫滩取砂砾颗分样 13 组。水样 2 组。水 质分析报告单、试验成果汇总表及颗粒分析曲线图附列于 - 24 - 后。 3.2 区域地质概况 3.2.13.2.1 地形地貌地形地貌 拟建堤防位于 xx 河与西河汇合口上游。堤防段所涉及 的地貌为 xx 河形成的 i、ii 级阶地、河漫滩、河床。 i、ii 级阶地为内迭阶地，其中以 ii 级阶地较为发育，ii 级阶地宽 0.61.0km，阶面宽广、平缓、连续，为村舍 农田所在地。i 级阶地断续分布,阶地面宽 4071m，而且 i 级阶地与河漫滩高差较小,河滩较为发育,阶段性河床位移 较快, 致使洪水泛滥容易成灾。xx 河 xx 镇 xx 堤防工程， 主旨在保护 i、ii 级阶地勉受洪水的侧向侵蚀破坏,以确保 地上附着物的防洪安全。 3.2.23.2.2 地层岩性地层岩性 工程区涉及以下地层岩性。 （1）新第三系（n） ，红色泥岩，构成牛骨河河谷基底。 （2）第四系全新统（q）河流冲洪积级阶地堆积 plal1 4 物，上部为中粉质壤土，厚 1.2-8.0m，下部为砂砾石层厚 3m。 （3）第四系全新统（q）河流冲洪积级阶地堆 plal 2 4 - 25 - 积物，上部为粉土，厚 1.0m，下部为砂砾石层厚 5m。 （4）第四系全新统（q）河流冲洪积河床、河漫滩 plal3 4 堆积物，岩性均为砂砾石层，厚度大于 5m。 3.2.33.2.3 物理地质现象物理地质现象 不良物理地质现象主要为 xx 河级阶地前缘陡坎的塌 岸，xx 河级阶地前缘陡坎多呈直立型，坎高多在 41