沧河治理工程初设报告.doc

i 河河南南省省卫卫辉辉市市沧沧河河治治理理工工程程 初初 步步 设设 计计 报报 告告 ii 目 录 前前 言言 .1 1综综合合说说明明.2 1.1基本情况2 1.2工程建设的必要性3 1.3水文5 1.4工程地质6 1.5工程任务与规模6 1.6工程设计7 1.7工程管理设计8 1.8水土保持设计8 1.9环境保护设计8 1.10施工组织设计8 1.11节能设计9 1.12设计概算10 1.13经济评价10 2水文水文.11 2.1流域概况11 2.2气象、水文特征.11 2.3流域特征值12 2.4年降雨量12 2.5设计洪水13 2.5.1计算依据.13 2.5.2设计暴雨计算.13 2.5.3洪水总量.20 2.5.4洪峰流量.21 2.5.5设计雨型及洪水过程线.24 2.6洪水调节和防洪特征水位25 2.6.1防洪标准的确定.25 2.6.2调洪演算的条件.26 2.6.3塔岗水库水位、面积、库容关系26 2.6.4溢洪道水位流量关系.26 iii 2.6.5塔岗水库调洪演算.27 2.6.6塔岗水库调洪演算成果.28 2.7河道泥沙37 2.8施工期洪水导流计算37 3工程地工程地质质.40 3.1区域工程地质条件及评价40 3.1.1地形地貌.40 3.1.2地层岩性.40 3.1.2.1 片麻岩（z）.40 3.1.2.2 上更新统（alplq3）：.41 3.1.2.3 全新统（alq 4）41 3.1.3地质构造与地震.41 3.1.3.1 地质构造 .41 3.1.3.2 地震 .42 3.1.4水文地质条件.42 3.1.4.1 地下水类型 .43 3.1.4.2 各土层及卵石层的渗透性 .43 3.1.4.3 水化学特征 .43 3.2河道工程地质条件及评价46 3.2.1地质结构.46 3.2.1.1 右岸 .46 3.2.1.2 河床 .46 3.2.1.3 左岸 .46 3.2.2土体的物理力学性质.46 3.3主要工程地质问题及评价52 3.3.1基坑临时边坡稳定问题.52 3.3.2施工排水问题.52 3.3.3黄土状土的湿陷问题.52 3.4建筑物工程地质条件及评价52 3.4.1口头排水沟渡槽.52 3.4.2江山桥.52 3.4.3薛湾村桥.53 iv 3.4.4秦窑村桥.54 3.4.5三皇庄桥.55 3.5天然建筑材料55 3.5.1土料.56 3.5.2砂砾料.57 3.5.3石料.61 3.6结语63 4工程任工程任务务与与规规模模.63 4.1工程现状及存在的问题65 4.1.1工程现状.65 4.1.2存在问题.71 4.2工程任务71 4.3工程规模72 4.3.1治理范围.72 4.3.2治理目标.72 5工程工程设计设计.73 5.1工程等别73 5.2设计依据73 5.2.1法律法规.73 5.2.2主要规范规程.74 5.2.3有关文件和资料.74 5.3设计原则74 5.4工程设计75 5.4.1河道工程设计.75 5.4.2建筑物工程设计.84 6工程管理工程管理设计设计.89 6.1管理现状89 6.2管理体制和管理机构89 6.3管理设施89 6.4管理办法89 7水土保持水土保持设计设计.90 v 7.1编制依据90 7.2水土流失现状及防治情况90 7.3工程建设水土流失预测91 7.4水土流失防治设计93 7.4.1防治目标及责任范围.93 7.4.2水土保持防治措施.93 7.5水土保持监理与监测94 7.6水土保持措施实施进度安排94 7.7水土保持投资94 8环环境保境保护设计护设计.94 8.1环境现状94 8.1.1自然环境现状.94 8.1.2社会环境现状.94 8.2工程对环境的影响94 8.2.1主要有利影响.94 8.2.2主要不利影响.94 8.3环境影响预测94 8.4环境保护设计94 8.5施工期环境监测94 8.5.1水质监测.94 8.5.2噪音监测.94 8.6环境保护管理94 8.7环境保护投资94 9施工施工组织设计组织设计.94 9.1施工条件94 9.1.1工程条件.94 9.1.2自然条件.94 9.1.3对外交通条件.94 9.2施工导流94 9.3主体工程施工94 9.3.1施工特点.94 9.3.2施工程序与施工方法.94 vi 9.3.3进度安排.94 9.3.4对外交通.94 9.3.5场内交通.94 9.4施工布置94 9.5施工总进度94 9.6主要建筑材料94 10节节能能设计设计.94 10.1节能设计依据和设计原则94 10.1.1设计依据.94 10.1.2设计原则.94 10.2节能措施综述94 10.3工程节能设计94 10.4节能效果分析94 11设计设计概算概算.94 11.1工程概况94 11.2投资主要指标94 11.3编制依据94 四、四、设计设计概算概算编编制制说说明明.94 （一）、基（一）、基础单础单价价.错误！未定义书签。 （二）、取（二）、取费标费标准准.错误！未定义书签。 （三）、施工（三）、施工临时临时工程工程.错误！未定义书签。 （四）、独立（四）、独立费费用用.错误！未定义书签。 （五）、（五）、预备费预备费.错误！未定义书签。 11.4主要投资指标94 12经济评经济评价价.94 12.1评价依据及准则94 12.2费用计算94 12.3效益计算94 12.4国民经济评价指标计算94 13问题问题与建与建议议.94 vii 13.1存在问题94 13.2建议94 附件： ： 1）河南省卫辉市沧河治理工程初步设计概算书（另册） 2）河南省卫辉市沧河治理工程初步设计附图（另册） 3）河南省卫辉市沧河治理工程地质勘察报告（另册） - 1 - 前 言 由于特殊的地理气候条件，我国江河洪涝灾害十分严重。目前我国许多 中小河流治理相对滞后，主要存在防洪基础设施薄弱、河道淤积萎缩严重、 缺乏规划指导、治理投入不足等突出问题，中小河流洪水灾害以及山洪、泥 石流等山地灾害伤亡人数占全国水灾伤亡总人数的 2/3 以上。河南省地处 中原，跨淮河、长江、黄河、海河四大流域，同时由于人口多、经济相对落后 等因素，使我省的中小河流洪涝问题更加突出。 依据有关文件精神，2008年12月新乡市水利勘测设计院按照省水利厅、 市水利局的安排和部署，根据沧河的实际情况，以防洪保安全为主要目标， 以河道疏浚与加固堤防，提高防洪标准为重点，编制完成了河南省新乡市 海河流域重点地区中小河流（沧河）治理规划报告。据此，新乡市水利勘测 设计院受卫辉市水利局委托，积极组织编制并完成了河南省卫辉市沧河治 理工程初步设计报告。 - 2 - 1综合说明 1.1基本情况 沧河为一条古老的山区河流。上游因水源出苍峪山故名苍河，中游因河 面皆石故名石河，下游因河水经中游砂卵石过滤，在下游溢出地表时水质清 澈透明故名清水河。1952 年原新乡专署根据惯例，将过去以山定名的“苍” 字改为以水定名的“沧”字，并从上至下全流域统称为沧河。 沧河属海河流域卫河支流，发源于林州市石崖水和辉县市横岭村，在卫 辉市狮豹头乡西拴马村汇合，经龙卧岩、正面、狮豹头、塔岗到安都乡口头 村出山潜入地下，下游复出地表，在顿坊店乡境内分别流入共产主义渠。从 西拴马村向东 16km 为卫辉市正面水库大坝，从此拐向南 7km 是卫辉市狮 豹头水库大坝，继续向南 13km 是卫辉市塔岗水库大坝，也是沧河出山口处， 向下进入山前丘陵区后，继续蜿蜒向东南 10km 相继穿越南水北调中线总 干渠、107 国道、京广铁路和京珠高速公路后汇入共产主义渠。 沧河全长 70 km，流域面积 370 km2，其中深山区面积 234 km2，占全流 域面积的 63%。有较大支沟五条。在山丘区河道纵坡 1/401/110，坡陡流急。 从西拴马村至山口（口头村）河床宽度变化较小，坡度较大，至口头村急转弯 向东南，在转弯处冲刷边坡、河床形成积水深潭。 沧河出山口后蜿蜒向东南，河道宽度由 60400m 逐渐变窄，坡度亦变 小。穿越 107 国道和京广铁路后至顿坊店乡小双村东北后分为两条支流分 别注入共产主义渠。 由于建水库后多年未下泄大流量洪水，故从小双村以下河床均已开垦 种植，滩地种有成行的大树，现场只能大致看出河道形状。 历史上沧河流域多次发生山洪灾害，自 1958 年后先后在沧河干流修建 了塔岗、狮豹头、正面三座中型水库后，山洪灾害发生频率大为降低，灾害 损失大幅度减少。 - 3 - 1.2工程建设的必要性 沧河流域面积 370km2，占卫辉市土地总面积的 42.9%。 沧河上中游地处山区峡谷，坡陡流急，河床基岩出露，河道宽度较小。 由于建水库后多年未下泄大流量洪水，故从小双村以下河床均已开垦 种植，滩地种有成行的大树，现场只能大致看出河道形状。 由于多年来河道未确定边界，卫辉市沧河管理处亦无强制执法权，导致 管理困难。下游河道内挖砂、取土、开采河卵石制砂及围河造田情况严重， 屡禁不止。导致河床变化很大，大部分河床被侵占。据现场勘查，下游大部 分河段河床严重萎缩，不能满足泄洪、排涝需要。 由于在河道内开采河卵石制砂情况严重，且废弃粉尘、废渣未处理，而 是直接排放至河道内，导致现有的河床淤积严重。现场查勘可以看到，下游 的河床类似于黄河的游荡型河道，河床无规则形状，河势不顺，未护砌部分 的田埂、岸坡屡有坍塌现象。 河道右岸保存有部分不完整的防护堤防，工程形式为浆砌石重力墙式 护岸。由于建设年代久远，大部分堤防老化，部分已坍塌、毁坏。 经查阅历史资料，沧河历史上多次爆发洪水造成严重洪灾。 建国后发生的较大洪水有： 1956 年 7 月 20 日降雨 800 mm，塔岗站测得洪峰流量 2400 m3/s，历时 36 分钟，塔岗村半个村庄被冲毁，上游山丘区塌房 43l 间，死伤 37 人，毁梯 田 3000 余亩。牲畜、家具被冲走不计其数。 1970 年 7 月 27 至 31 日，卫辉市西北部山区连降大雨、暴雨，香泉河、 十里河、沧河、卫河水位急剧上涨。顿坊店、上乐村、唐庄、城郊等公社的 62 个大队被洪水围困，塌房 2734 间，损坏粮食 17.5 万公斤，浸坏其它物品数 万件，死 4 人，淹秋苗 17.5 万亩，其中绝收 15 万亩。 1982 年 7 月末至 8 月初，豫北普降大雨。8 月 5 日，沧河 3 座水库溢洪。 塔岗水库最大溢洪量达 217m3/s，副坝发生横向裂缝。共产主义渠黄土岗测 水站测得最高水位为 70.51 米，最大流量 536 m3/s。汲县动员 5 万人上堤防 - 4 - 守。 在下游入共产主义渠口段，由于地势低洼，加之受共产主义渠水顶托， 排水不畅，经常出现涝灾。 为了充分利用沧河水资源，减轻洪水威胁，从 20 世纪 50 年代后期开始 对沧河进行梯级水库综合开发，先后于 1958 年、1967 年、1973 年建成了塔 岗、狮豹头、正面三座中型水库，控制山洪灾害的发生频率和灾害损失的严 重性。 总体来说，沧河治理的主要任务为：上中游以防洪为主，下游以除涝为 主。 沧河流域上、中游属太行山低山丘陵区，土层较薄，土壤通透性好，肥 力中等，主要种植作物为小麦、玉米，间种谷子、红薯等杂粮。下游地处卫河 冲积平原区，土层深厚，土壤肥力中等偏上，适宜种植多种作物，是卫辉市 的粮棉主产区之一，主要种植作物为优质小麦、玉米、棉花等。 塔岗水库向下进入山前丘陵区，由于自然条件的限制，该区耕地资源稀 缺，人多地少矛盾突出，加之沧河从建水库以来多年未下泄大流量洪水，故 河道沿岸群众在河滩内开垦了大面积的耕地，增加了粮食产量增加了群众 收入。但另一方面也侵占了河道，影响到了河道的行洪能力。沧河在塔岗水 库至三皇庄段的右岸建有部分不完整的防洪墙，保护了数千亩耕地。但是由 于河道行洪断面不足，历年来汛期洪水经常通过防护堤防缺口淹没、冲毁耕 地，造成较大的经济损失。据统计，近年来仅在安都乡三皇庄以上河段沿岸， 就曾经冲毁、淹没农田 850 公顷，造成农作物减产或绝收。 沧河在桩号 1+500 段河道行洪断面宽度严重不足，成为沧河行洪的卡 脖子工程，该段河道右岸为省道 s226 线，在现状情况下若发生设计标准的 洪水将淹没省道和道路西侧的大片耕地。 沧河下游有南水北调中线总干渠、京广铁路和 107 国道以及京珠高速 公路、京珠高速铁路等和卫辉市区。沧河的防洪安全关系着下游顿坊店、安 都乡等乡镇 8 万多人 12.6 万亩耕地及南水北调中线总干渠、京广铁路、京 - 5 - 珠高速等国家重要基础设施的防洪保安任务，位置十分重要。因此，沧河的 防洪除涝治理是十分必要的。 本次设计治理的河段为从塔岗水库溢洪道向下至安都乡君子村，桩号 从 0+0007+314，因该段紧接塔岗水库泄洪口，经常发生洪水冲毁耕地及 水利设施、淹没农田，河道行洪断面存在卡脖子工程，且沿岸村庄地势较低， 发生较大洪水的情况下将威胁到沿岸村庄群众生命财产安全。 现有薛湾村桥、秦窑村桥、三皇庄村桥三座桥梁因陋就简建设标准低， 均为漫水桥。 江山村桥现状基本完好，但由于桥位处河道行洪断面严重不足，需拓宽 河道，故以上四座桥梁均需重建。 口头村排水干沟与塔岗水库干渠和一条支渠平交，干渠渠墙阻水不能 保证正常洪水下泄，且有可能冲毁干渠，急需配套交叉建筑物。 口头村东北拦河坝由于为群众自发修建的，没有修建消能防冲设施，现 拦河坝下游有较深的冲刷坑，需修建消能防冲设施。 河道右岸现有部分不完整的防护堤防为群众性工程。修建年代久远，建 设标准低下。砌筑用砂浆饱满度很低，类似蜂窝状，强度也很低。墙面卵石 剥落、脱落严重，且有多处裂缝，部分堤段倒塌，急需维修加固。 从上枣庄向东有一条支沟穿过马胡同村后在右岸注入沧河，由于该支 沟沟底纵坡较大，洪水下泄流速很大，对河道冲刷严重，须在该支沟汇入沧 河处进行护砌。 沧河下游规划进行清淤和修建防护堤防、桥梁涵闸等建筑物，按照总体 规划，分阶段实施，不在本次设计治理范围。 1.3水文 该区域属暖温带大陆性季风气候，季节分明，干湿悬殊较大。冬春两季 雨水稀少，风多干冷，蒸发量大；夏秋两季水汽充沛，雨量集中，降雨量占全 年的 70%左右。多年平均降雨量 658mm，年际变化大，最大年降雨量（1963 - 6 - 年）达 1225mm，最小年降雨量（1920 年）仅 287mm。多年平均气温 13.9c， 最高气温 42.5c，最低温度-18.4c。最大风力 8 级，风向偏北或偏南，一般 夏秋多偏南风，冬春多偏北风。冰冻期 12 月2 月，无霜期 4 月10 月。 由于沧河流域没有水文观测站点，水文计算以“84”水文图集和“05”暴 雨图集为依据。经计算，3年一遇设计流量为303.14m3/s；5年一遇设计流量为 483.7m3/s；10年一遇设计流量为939.01m3/s；20年一遇设计流量为 1842.07m3/s。施工期洪水经分析计算为21.72 m3/s。经分析项目区河道平均 每年承担的泥沙约计1.8万吨。 1.4工程地质 沧河治理项目区位于沧河中游出山口处，低山丘陵区平原区过度地 带。工程区地形较平坦，场地开阔，交通便利。 工程区位于华北准地台黄淮海拗陷的西部边缘。新构造分区属华北断 陷隆起区的太行山隆起分区和河北断陷分区交接部位。区域构造稳定性差， 地震活动频度高、强度大，工程区地震动峰值加速度值为 0.20g，相当于地 震基本裂度为度。 工程区地下水以第四系松散土类孔隙潜水为主。水化学类型为 hco3- ca-mg 型。对混凝土不具腐蚀性。工程区地层具粘砾双层结构，第四系卵石 及粘性土呈互层状展布。各建筑物地层均为第四系全新统卵石，地基承载力 较高。 土料可就地取材，砂石料采用段庄料场、块石料可采用卫辉后沟石料场。 1.5工程任务与规模 卫辉市沧河治理工程从卫辉市塔岗水库溢洪道下游至安都乡君子村的 河道干流，河道长7.314km。该工程控制流域面积234km2，设计 10年一遇设 计防洪流量939m3/s，保障卫辉市西北部12.63万亩耕地、8.1万人口及南水北 - 7 - 调中线总干渠、京广铁路、京珠高速公路等国家重要基础设施的防洪安全和 粮食生产安全。按规范规定，工程等别为等，属小（1）型工程。 主要工程内容为： 1）沧河干流总长7.314km的清淤疏浚； 2）1140m河槽凹岸护砌及新建、复建防洪墙1514m；拆除重建防洪墙 2307m；维修加固防洪墙799m。 3）配套口头排水沟泄洪槽的建设； 4）沧河干流4座阻水桥的重建。 5）口头拦河坝消能防冲工程建设。 6）下枣庄排水沟入沧河口处护砌。 7）水土保持、环境保护、节能等。 1.6工程设计 本工程等别为等，永久性主要建筑物为4级。因本河段上游紧邻控制 性工程塔岗水库，并综合考虑河道现状及治理工程量等因素，确定本工 程治理标准防洪为10年一遇，设计防洪流量为939m3/s；堤防级别为5级。 桥梁工程：沧河干流治理段内现有的4座桥，建设标准过低且阻水严重， 河道底宽扩宽、河道整治后必须重建。生产桥按公路级折减计算，采用 定型设计，下部墩基，上部砼矩形预应力板。涉及重建桥梁4座，桥面总宽均 为6m，桥长分别为48m、26m。 护砌工程：分防洪墙和河槽护砌。主河槽凹岸水流顶冲段护砌采用浆砌 块石护坡，厚度400mm。防洪墙采用浆砌块石挡土墙型式。原有防洪墙维修 加固根据具体情况分别采用加高或拆除重建等相应的处理措施。 本工程共设计河槽凹岸护砌1140m；新建、复建防洪墙1514m；拆除重建 防洪墙2307m；维修加固防洪墙799m。新建口头坝后消力池1座，口头排水沟 泄洪槽1座，重建桥梁4座。主要工程量为：土石方开挖30.95万m3，土石方填 筑23961m3，混凝土浇筑805m3，浆砌石筑砌48939m3，钢筋制作安装73.21t。 - 8 - 1.7工程管理设计 沧河由卫辉市水利局沧河管理处实施管理。本工程建成后要建立一套 完善的规章制度，提出管理工作的任务和目标。卫辉市水利局作为水行政主 管部门，负责监督检查沧河工程的管理养护和安全运行，卫辉市水利局沧河 管理处具体负责沧河工程的管理、运行和维护，保证工程安全和发挥效益。 1.8水土保持设计 本工程水保内容主要是弃土弃渣10926t，约合6300m3的处理和防护，以 及建成后堤防迎、背坡的植树、种草，临时道路、场地的恢复植被等，分工程 措施、植物措施和临时措施。工程概算水土保持投资12.25万元。 1.9环境保护设计 环境保护的内容： 1）水环境保护 2）环境空气质量保护 3）噪声防护 4）固体废弃物处理 5）对人群健康的保护 加强水质监测工作，加强噪音监测工作，加强环境保护管理工作。环境 保护总投资10.0万元。 1.10 施工组织设计 施工前应作好准备工作：作好路通、电通、水通；作好导流工程； 作好施工场地布置；安排好工程施工顺序；作好控制工程质量检测 的准备工作；安排好施工力量。 施工的具体工程内容有： - 9 - 一、主河槽开挖疏浚； 二、主河槽护砌工程； 三、防洪墙工程； 四、桥梁、消力池及泄洪槽工程等 五、环境保护、水土保持等工程 本次河道治理工程计划工期为一年，2011年3月进行施工准备，4月6 月安排河道疏浚、河道平整、护砌、河道护砌、防洪墙工程等设计洪水位以 下护砌工程部分，912月安排防洪墙、桥梁等建筑物，12月扫尾工程及竣 工验收。环保、水保等工程在整个施工期内同时进行。 1.11 节能设计 本工程节能措施分以下部分： 1）工程勘察设计中要优化设计方案，根据勘探资料选取最优方案，降低 能源的使用量、消耗量。 2）施工期施工机械需要用汽油、柴油、机油，施工中根据工程量的多 少、负荷的大小分别使用功率不同的施工机械，避免空载、空负荷运转等情 况，减少能源的浪费。 3）提高供配电系统的功率因数，减少损耗； 4）照明的节能设计； 、充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一。 、照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密 度等等。 、使用低能耗性能优的光源用电附件。 、改进灯具控制方式。 通过采取各种节能措施，通风、照明等，总能耗较常规设计减少 20%左 右，节能效果明显。 1.12 设计概算 - 10 - 工程总投资为 2763.76 万元。其中主体工程部分投资为 2741.51 万元， 水土保持工程投资为 12.25 万元，环境保护工程投资为 10 万元。 主体工程部分总投资 2741.51 万元，其中建筑工程 1717.55 万元，临时 工程 82.65 万元，独立费用 810.76 万元，基本预备费 130.55 万元。 沧河治理工程主要建设内容包括：主河槽开挖疏浚开挖、主河槽凹岸水 流顶冲段护砌、防洪墙整修、交通桥重建等。主要工程量为：土石方开挖 30.95 万 m3，土石方填筑 23961m3，混凝土浇筑 805m3，浆砌石筑砌 48939m3。主要材料用量：水泥 4736.55t，钢筋 73.21t，砂子 19158m3，石子 693m3，块石 53854m3，汽油 1.22t，柴油 557.67t，工程总投工时 89.24 万个。 1.13 经济评价 工程完成后，沧河干流（治理段）防洪标准提高到10年一遇，提高了防洪 除涝能力，减轻了流域内洪涝灾害损失。依据sl7294水利建设项目经济 评价规范及建设项目经济评价方法与参数（第三版），计算经济内部收益 率eirr=9.06%，大于社会折现率8%；当社会折现率取8%时，经济净现值 enpv=247.88万元0，经济效益费用比ebcr=1.091.0。各项经济指标符合 有关规定，经济效益、社会效益显著，建议尽快列入计划实施兴建。 - 11 - 2水文 2.1流域概况 沧河属海河流域卫河支流，发源于辉县市拍石头乡北部的玉水池村，临 近林州、辉县、卫辉三市边界的交界处。向东流 20km 是卫辉市的正面水库 大坝，继续向南偏东 7km 是狮豹头水库大坝，再向南 13km 是塔岗水库大坝， 也是沧河的出山口。之后进入平原，向南 10km 相继穿过南水北调中线总干 渠、g107 国道、京广铁路和京珠高速公路，最后汇入共产主义渠。 沧河全长 70km，流域面积 370km2，其中深山区面积 234km2，占全流域 面积的 63%。流域形状像横着的桑叶，没有较大支流，十余条支沟相继从左 右侧汇入。流域属太行山区，植被覆盖差，断层发育，沟壑纵横，地形陡峭， 岗峦叠嶂，河道纵坡 1/401/200，雨季多山洪，坡陡流急。1956 年 7 月 21 日降雨 300mm，塔岗站测得洪峰流量 2400m3/s，历时 20 分钟，相当于 50 年 一遇洪水，仅塔岗村就死伤 11 人，淹地千余亩，冲断京广铁路，国家交通干 线被迫停运数天。为了充分利用沧河水利资源，减轻洪水威胁，从 20 世纪 50 年代后期开始对沧河进行梯级开发，先后于 1958 年、1967 年、1973 年建 成了塔岗、狮豹头、正面三座中型水库，均在卫辉市境内。水库的兴建，兴利 除害作用显著，尤其近些年，水库已经成为下游村镇及卫辉市区工农业生产 用水及居民生活用水的主要水源地。 2.2气象、水文特征 该区域属暖温带大陆性季风气候，季节分明，干湿悬殊较大。冬春两季 雨水稀少，风多干冷，蒸发量大；夏秋两季水汽充沛，雨量集中，降雨量占全 年的 70%左右。多年平均降雨量 658mm，年际变化大，最大年降雨量（1963 年）达 1225mm，最小年降雨量（1920 年）仅 287mm。多年平均气温 13.9c， 最高气温 42.5c，最低温度-18.4c。最大风力 8 级，风向偏北或偏南，一般 - 12 - 夏秋多偏南风，冬春偏北风。冰冻期 12 月2 月，无霜期 4 月10 月。 沧河流域没有水文观测站点，故没有河道径流资料。上游的东拴马、正 面水库、狮豹头水库及塔岗水库，有不连续的雨量资料。 2.3流域特征值 1、流域特征值 各区段流域、干流特征值如下表： 表 21 位 置 流域面积 f （km2） 干流长度 l （km） 干流平均坡降 j 正面88.519.980.01517 正、狮区间71.517.350.01726 狮豹头160.031.490.01010 狮、塔区间74.018.320.01356 塔岗234.043.880.00984 2、水库水位库容曲线 塔岗三水库的水位面积库容关系数据见表 214。 3、溢洪道水位泄量关系 按各水库治理后溢洪道的水位泄量关系进行计算。 2.4年降雨量 年降雨量收集二个方面的资料，进行验算对比。 1、以流域重心查 2005 年版河南省暴雨参数图集（以下简称05 图集 ）中的“多年平均年降水量等值线图”，平均年降雨量为 695mm，查“年降水 量离差系数图”cv 值为 0.35，采用 cs2.0cv，计算设计频率 p=50%、p=75%、p=90%的设计年降水量。 2、塔岗水库 1960 年至 1975 年，有十六年实测年降水量资料，移置正 面水库 1976 年至 2000 年二十五年降水量资料，共四十一年资料作频率分 - 13 - 析，选用以 cv 值为 0.35，采用 cs2.0cv 的计算结果。 两个方面资料计算的结果见表 22，各频率年降水量设计值相差最大 者为 5.43%，可以认为大体上是一致的。本次初设采用05 图集数据。 各频率年降水量成果表 表 22 2.5设 计洪水 2.5.1计算依据 1、 水利水电工程设计洪水计算规范sl442006； 2、 防洪标准gb50201-94；水利水电工程等级划分及洪水标准sl252- 2000； 3、1984 年版河南省中小流域设计暴雨洪水图集（简称“洪水图集”或 “84 图集”）： 4、2005 年 12 月省水文水资源局编河南省暴雨参数图集（以下称“05 图集”）； 由于本次沧河治理段（长度约 6km）紧邻塔岗水库下游，该段汇入支流 极少，其流域面积按塔岗水库控制流域面积计算，流量及洪量亦按塔岗水库 调洪泄量计算。 2.5.2设计暴雨计算 1、年最大点雨量均值 按各水库、区间承雨面积重心处，查“05 图集”可以得到：年最大 24h 点 雨量均值、年最大 6h 点雨量均值、年最大 1h 点雨量均值及年最24h6h1h 大 10min 点雨量均值，见表 23表 27“xxx 设计暴雨、暴雨递减指 10h 数计算成果表”。 2、年最大点雨量变差系数 cv 值 年降水量（mm）项目均值 （mm） cvcs/cv 50% 05 图集6950.352.0667.2005 图集695 实测降水资料657.70.352.0631实测降水资料657.7 - 14 - 同样依各水库、区间承雨面积重心处查“05 图集”得：10min、1h、6h、24h 时段的雨量变差系数 cv 值。数值见表 23表 27。 3、设计点雨量 htphtkp 式中：htpt 时段设计频率为 p 的点雨量； ht t 时段点雨量均值； kp 频率为 p 的模比系数。由雨量变差系数 cv、偏态系数 cs=3.5cv 查“84 图集”皮型曲线 kp值表求得。 4、设计面雨量 设计点雨量乘以点面折减系数即得设计面雨量。 流域所在水文分区为区，按各流域面积查“84 图集”中短历时暴雨时 面深（tf）关系图，得暴雨点面折减系数 （其中 10min 的按 1h 计）。计 算结果见表 23表 27。 5、暴雨递减指数 n 考虑不同时段雨量变差系数及暴雨点面关系的影响，采用下式计算： 1h 以下 p p p h h n 10 1 1 lg285 . 1 1 16h p p p h h n 1 6 2 lg285 . 1 1 624h p6 p24 p3 h h lg661 . 1 1n 式中：n1p、n2p、n3p三种时段设计暴雨递减指数； h10p、h1p、h6p、h24p同一设计频率 p 下年最大 10min、1h、6h、24h 点雨量； 暴雨点面折减系数。 - 15 - 正面水库设计暴雨、暴雨递减指数计算成果表 表 23 水库流域暴雨递减指数重现期（年）设计时段 t 点雨量均 值 he 变差系数 cv 模比系数 kp 设计点雨 量 htp点面折减系数 设计面雨量 hp n1n2n3 10min16.20 0.455 1.122 18.18 0.853 15.50 0.45 1h43.50 0.553 1.117 48.59 0.853 41.45 6h86.50 0.670 1.098 94.98 0.875 83.10 0.61 3 年一遇 24h135.00 0.720 1.091 147.29 0.895 131.82 0.67 10min16.20 0.455 1.310 21.22 0.853 18.10 0.43 1h43.50 0.553 1.343 58.42 0.853 49.83 6h86.50 0.670 1.360 117.64 0.875 102.94 0.60 5 年一遇 24h135.00 0.720 1.370 184.95 0.895 165.53 0.66 10min16.20 0.455 1.605 26.00 0.853 22.18 0.41 1h43.50 0.553 1.723 74.95 0.853 63.93 6h86.50 0.670 1.850 160.03 0.875 140.02 0.56 10 年一遇 24h135.00 0.720 1.900 256.50 0.895 229.57 0.64 10min16.20 0.455 1.890 30.62 0.853 26.12 0.39 1h43.50 0.553 2.106 91.61 0.853 78.14 6h86.50 0.670 2.340 202.41 0.875 177.11 0.54 20 年一遇 24h135.00 0.720 2.450 330.75 0.895 296.02 0.63 - 16 - 正面、狮豹头水库区间设计暴雨、暴雨递减指数计算成果表 表 24 水库流域暴雨递减指数重现期（年）设计时段 t 点雨量均 值 he 变差系数 cv 模比系数 kp 设计点雨 量 htp点面折减系数 设计面雨量 hp n1n2n3 10min16.30 0.450 1.124 18.32 0.885 16.21 0.44 1h45.00 0.545 1.118 50.31 0.885 44.52 6h84.00 0.650 1.103 92.65 0.910 84.31 0.64 3 年一遇 24h132.00 0.680 1.094 144.41 0.930 134.30 0.66 10min16.30 0.450 1.310 21.35 0.885 18.90 0.42 1h45.00 0.545 1.340 60.30 0.885 53.37 6h84.00 0.650 1.360 114.24 0.910 103.96 0.63 5 年一遇 24h132.00 0.680 1.360 179.52 0.930 166.95 0.66 10min16.30 0.450 1.600 26.08 0.885 23.08 0.39 1h45.00 0.545 1.715 77.18 0.885 68.30 6h84.00 0.650 1.830 153.72 0.910 139.89 0.60 10 年一遇 24h132.00 0.680 1.860 245.52 0.930 228.33 0.65 10min16.30 0.450 1.880 30.64 0.885 27.12 0.38 1h45.00 0.545 2.085 93.83 0.885 83.04 6h84.00 0.650 2.300 193.20 0.910 175.81 0.58 20 年一遇 24h132.00 0.680 2.360 311.52 0.930 289.71 0.64 - 17 - 狮豹头水库设计暴雨、暴雨递减指数计算成果表 表 25 水库流域暴雨递减指数重现期（年）设计时段 t 点雨量均 值 he 变差系数 cv 模比系数 kp 设计点雨 量 htp点面折减系数 设计面雨量 hp n1n2n3 10min16.25 0.453 1.122 18.23 0.802 14.62 0.45 1h44.00 0.551 1.101 48.44 0.802 38.85 6h85.50 0.660 1.103 94.31 0.817 77.05 0.62 3 年一遇 24h134.00 0.710 1.093 146.46 0.843 123.47 0.66 10min16.25 0.453 1.310 21.29 0.802 17.07 0.44 1h44.00 0.551 1.310 57.64 0.802 46.23 6h85.50 0.660 1.360 116.28 0.817 95.00 0.60 5 年一遇 24h134.00 0.710 1.370 183.58 0.843 154.76 0.65 10min16.25 0.453 1.603 26.05 0.802 20.89 0.40 1h44.00 0.551 1.721 75.72 0.802 60.73 6h85.50 0.660 1.840 157.32 0.817 128.53 0.58 10 年一遇 24h134.00 0.710 1.890 253.26 0.843 213.50 0.63 10min16.25 0.453 1.883 30.60 0.802 24.54 0.38 1h44.00 0.551 2.102 92.49 0.802 74.18 6h85.50 0.660 2.320 198.36 0.817 162.06 0.56 20 年一遇 24h134.00 0.710 2.430 325.62 0.843 274.50 0.62 - 18 - 狮豹头、塔岗水库区间设计暴雨、暴雨递减指数计算成果表 表 26 水库流域暴雨递减指数重现期（年）设计时段 t 点雨量均 值 he 变差系数 cv 模比系数 kp 设计点雨 量 htp点面折减系数 设计面雨量 hp n1n2n3 10min16.32 0.440 1.118 18.25 0.883 16.11 0.43 1h45.00 0.542 1.118 50.31 0.883 44.42 6h82.00 0.650 1.103 90.45 0.900 81.40 0.66 3 年一遇 24h125.00 0.660 1.103 137.88 0.922 127.12 0.68 10min16.32 0.440 1.300 21.22 0.883 18.73 0.42 1h45.00 0.542 1.340 60.30 0.883 53.24 6h82.00 0.650 1.360 111.52 0.900 100.37 0.65 5 年一遇 24h125.00 0.660 1.360 170.00 0.922 156.74 0.68 10min16.32 0.440 1.590 25.95 0.883 22.91 0.39 1h45.00 0.542 1.712 77.04 0.883 68.03 6h82.00 0.650 1.830 150.06 0.900 135.05 0.62 10 年一遇 24h125.00 0.660 1.840 230.00 0.922 212.06 0.67 10min16.32 0.440 1.860 30.36 0.883 26.80 0.37 1h45.00 0.542 2.076 93.42 0.883 82.49 6h82.00 0.650 2.300 188.60 0.900 169.74 0.60 20 年一遇 24h125.00 0.660 2.320 290.00 0.922 267.38 0.67 - 19 - 塔岗水库设计暴雨、暴雨递减指数计算成果表 表 27 水库流域暴雨递减指数重现期（年）设计时段 t 点雨量均 值 he 变差系数 cv 模比系数 kp 设计点雨 量 htp点面折减系数 设计面雨量 hp n1n2n3 10min16.30 0.452 1.123 18.30 0.765 14.00 0.44 1h45.00 0.548 1.118 50.31 0.765 38.49 6h85.00 0.650 1.103 93.76 0.785 73.60 0.64 3 年一遇 24h132.00 0.680 1.094 144.41 0.815 117.69 0.66 10min16.30 0.452 1.310 21.35 0.765 16.34 0.42 1h45.00 0.548 1.340 60.30 0.765 46.13 6h85.00 0.650 1.360 115.60 0.785 90.75 0.62 5 年一遇 24h132.00 0.680 1.360 179.52 0.815 146.31 0.66 10min16.30 0.452 1.602 26.11 0.765 19.98 0.39 1h45.00 0.548 1.718 77.31 0.765 59.14 6h85.00 0.650 1.830 155.55 0.785 122.11 0.60 10 年一遇 24h132.00 0.680 1.860 245.52 0.815 200.10 0.64 10min16.30 0.452 1.884 30.71 0.765 23.49 0.37 1h45.00 0.548 2.094 94.23 0.765 72.09 6h85.00 0.650 2.300 195.50 0.785 153.47 0.58 20 年一遇 24h132.00 0.680 2.360 311.52 0.815 253.89 0.64 - 20 - 2.5.3洪水总量 洪水总量用 24h 降雨量查“84 图集”中山丘区次降雨径流关系 p+par 曲线得到。p 为 24h 设计面雨量，pa为设计前期影响雨量，50 年一遇以上暴 雨 paimax，35 年一遇 pa imax，1020 年一遇 paimax，imax60mm。 3 1 3 2 查降雨径流关系 p+par 豫北山区1 曲线，得净雨深成果，见表 2 8表 212。 24h 设计洪水总量用式： 计算。式中 r 为 24h 净雨深frw1000 24 （mm），f 为流域面积（km2）。计算成果见表 28表 212 “xxx 各频率 24h 设计洪水总量计算表”。 正面水库各频率 24h 设计洪水总量计算表 表 28 重现期设计面雨 量 p（mm） 前期影响 雨量 pa（mm） p+pa（m m） 净雨深 r（mm） 流域面 积 f（km2） 洪水总 量 w（万 m3） 入渗率 （mm/h） 3 年一遇132 20152 55.0 88.5486.75 3.20 5 年一遇166 20186 79.0 88.5699.15 3.61 10 年一遇230 40270 143.0 88.51265.55 3.61 20 年一遇296 40336 201.0 88.51778.85 3.96 正、狮区间各频率 24h 设计洪水总量计算表 表 29 重现期设计面雨 量 p（mm） 前期影响 雨量 pa（mm） p+pa（m m） 净雨深 r（mm） 流域面 积 f（km2） 洪水总 量 w（万 m3） 入渗率 （mm/h） 3 年一遇134 20154 56.0 71.5400.40 3.26 5 年一遇167 20187 80.0 71.5572.00 3.62 10 年一遇228 40268 142.0 71.51015.30 3.60 20 年一遇290 40330 195.0 71.51394.25 3.95 - 21 - 狮豹头水库各频率 24h 设计洪水总量计算表 表 210 重现期设计面雨 量 p（mm） 前期影响 雨量 pa（mm） p+pa（m m） 净雨深 r（mm） 流域面 积 f（km2） 洪水总 量 w（万 m3） 入渗率 （mm/h） 3 年一遇123 20143 50.0 160800.00 3.06 5 年一遇155 20175 71.0 1601136.00 3.49 10 年一遇213 40253 130.0 1602080.00 3.48 20 年一遇274 40314 182.0 1602912.00 3.85 狮、塔区间各频率 24h 设计洪水总量计算表 表 211 重现期设计面雨 量 p（mm） 前期影响 雨量 pa（mm） p+pa（m m） 净雨深 r（mm） 流域面 积 f（km2） 洪水总 量 w（万 m3） 入渗率 （mm/h） 3 年一遇127 20147 52.0 74384.80 3.13 5 年一遇157 20177 73.0 74540.20 3.49 10 年一遇212 40252 130.0 74962.00 3.42 20 年一遇267 40307 176.0 741302.40 3.81 塔岗水库各频率 24h 设计洪水总量计算表 表 212 重现期设计面雨 量 p（mm） 前期影响 雨量 pa（mm） p+pa（m m） 净雨深 r（mm） 流域面 积 f（km2） 洪水总 量 w（万 m3） 入渗率 （mm/h） 3 年一遇118 20138 46.0 2341076.40 2.99 5 年一遇146 20166 65.0 2341521.00 3.39 10 年一遇200 40240 120.0 2342808.00 3.34 20 年一遇254 40294 165.0 2343861.00 3.70 2.5.4洪峰流量 按原水科院 1958 年推荐公式计算，参数按“84 图集”选用。计算公式为： - 22 - )( qjm l 278 . 0 s 1 )(f s 278 . 0 q 4/1 3/1 n n m 小小 小小小 式中：qm设计洪峰流量（m3/s）； 洪峰径流系数； 洪峰汇流时间（h）； 平均入渗率（mm/h），可按