某北方地区中小流域治理初步设计报告.doc

1 综合说明1.1 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42.24km，东西宽33.5km。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23.2km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0+270）上游270m处，终点为郑二庄闸（桩号33+390）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23.1万人口、耕地26.03万亩。本次治理（桩号0+000至34+100）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。1.2 水文1.2.1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34.1km，境内控制面积257.395km2。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59.576km，底宽为11.045.0m，水深为1.82.5m，边坡1：2。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35.3km，总控制面积75.1km2，设计标准均为5年一遇。1.2.2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13.5，极端最高气温为41.1，极端最低气温为-19.8，多年平均无霜期为213天，冻结到解冻35天，最大冻土层厚度0.447m，最大积雪深度0.107m。年蒸发量1042.8mm，干旱指数为2.01。本区多年平均降雨量550.7mm，夏季(69月)降水量占年降水量的66.5%，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。1.2.3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i0-3区和i1-6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1-1。 魏大馆排干各控制断面设计流量计算成果表 表1-1 序号干渠治理桩号控制断面流域面积f（km2）不同重现期的设计流量（m3/s）20年10年5年10+000临、魏交界143.4 46.8 33.4 21.5 20+270江村沟以上断面144.7 47.1 33.7 21.7 32+300新后屯沟以上断面169.2 53.4 38.1 24.4 43+600民有六分干穿渠倒虹吸178.2 55.7 39.7 25.5 55+200高潮渠以上断面185.5 57.5 41.0 26.3 611+900柴曲排水渠以上断面228.7 68.0 48.5 31.1 712+100沙窝排水渠以上断面231.6 68.7 48.9 31.4 818+100西红庙村桥274.7 78.7 56.1 35.9 920+000民有二排支以上断面283.6 80.8 57.6 36.8 1020+337宁魏公路313.1 87.3 62.1 39.7 1124+070东风渠330.4 91.0 64.4 41.4 1225+030生熟疃橡胶坝335.8 91.8 64.9 41.7 1328+984陈小屯闸357.9 94.7 66.8 42.4 1429+795沙口集东村桥362.5 95.3 67.1 42.5 1532+420邯大公路桥377.2 97.4 68.4 43.2 1633+390郑二庄闸386.2 100.2 69.043.5 1734+100魏县、大名交界390.5 100.469.1 43.6 魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量表1-2 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）10+270江村沟153.5722+300新后屯沟30.9935+200高潮渠122.99411+900柴曲排水渠2.10.74512+100沙窝排水渠153.57620+000民有二排支285.891.2.4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1-2。施工期设计洪水成果表表1-3 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3.131.3 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45.3556.54m，魏大馆排干河底高程为40.9653.22m，河底坡降为1:2857。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0.15g。依据查表计算，场地20m以上等效剪切波速为211.86m/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1:1000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（al q4）粘土、粉质壤土、砂壤土；第四系全新统人工堆积（r q4）的河道堤防。1.4 工程任务和规模1.4.1 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1+6951+957、桩号3+0343+394、桩号4+0514+134、桩号22+74222+859、桩号22+94523+027、桩号30+19130+442范围处，左堤主要在桩号0+5560+734、桩号15+12115+250、桩号17+65017+728范围处；（2） 部分渠段渠底淤积较严重，其中桩号0+0004+4+100之间淤积深度为1m左右，桩号4+3009+200之间淤积深度在1.5m2.2m左右，桩号12+70022+700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30+342、桩号32+696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。1.4.2 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0+270）上游270m处。因此本次治理段（桩号0+000至34+100）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。1.4.3 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【gb50288-99】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。1.5 工程布置及主要建筑物1.5.1 工程等别及建筑物等级根据灌溉与排水工程设计规范【gb50288-99】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0.15g（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。1.5.2 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0+270）上游270m（魏县与临漳县交界）至郑二庄闸（桩号33+390）下游700m，治理段总长34.1km；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1：25001：4480，河道设计断面为：底宽11m30m，左右两侧边坡为1：2 ，5年一遇最大设计流量为43.6m3/s，设计水深2.06m1.66m，设计流速为0.96 m/s0.72m/s。主要设计指标见下表。主要设计指标表 表1-4桩号设计流量（m3/s设计纵坡设计渠底宽（m）设计边坡0+0005+20026.31/2500111/25+20012+00031.41/3000121/212+00020+00036.81/3500191/220+00022+50039.71/3500231/222+50024+07041.41/3500261/224+07025+03041.71/3500261/225+03033+39043.51/4440291/233+39034+10043.61/4480301/2在桩号30+342及桩号32+696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2.5m,护坡厚度上部0.3m，下部0.4m,下设10cm厚碎石垫层，在渠道底设护齿深1.0m。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2.5m,护坡厚度上部0.3m，下部0.4m,下设10cm厚碎石垫层，在渠道底设护齿深1.0m。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0.3m，下部0.4m,下设10cm碎石垫层。护底厚0.3m，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【gb50288-99】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4.0m，右堤顶宽度取2.0m，左右大堤内、外坡比均为1：2。依据水面线推求成果，在桩号1+6951+957、桩号3+0343+394、桩号4+0514+134、桩号22+74222+859、桩号22+94523+027、桩号30+19130+442处现状右侧渠顶高程及桩号0+5560+734、桩号15+12115+250、桩号17+65017+728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0+270、2+300、5+200、11+900、12+100、20+000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0.5m1.92m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1：2，防护段护坡采用上部0.3m，下部0.4m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1.0m。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34.1km，拟采用泥结碎石结构，路面厚0.2m、路面宽3.0m，路基宽4.0m。1.6 金属结构与电气本节无。 1.7 消防设计本节无。1.8 施工组织设计1.8.1 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。1.8.2 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1 m3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5.0m，坡度1：15。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0.8 m3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3-5cm，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。1.8.3 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。1.9 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12.88万元。其中环境监测费5.1万元，环境保护临时措施费5.15万元，独立费用2.02万元，基本预备费0.61万元。1.10 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32.97万元，其中工程措施投资1.22万元，植物措施投资18.9万元，临时措施投资4.9万元，独立费用6.38万元，基本预备费1.57万元。1.11 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。 1.12 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。1.13 工程概算（1）本工程总投资为2931.43万元。（2）主要工程量为：混凝土714.62 m3，土方开挖950121.74m3，土方填筑33097.95 m3，浆砌石14562.09 m3，模板977.08 m2，钢筋制安106.5t，灌注桩497.07m。（3）主要材料用量：水泥1719.21t,钢筋112.37t，汽油1.48t,柴油787.55 t，砂子5945.71m3，碎石29515.82m3 ，块石15727.06 m3。（4）工程总用工：416932.90工时。1.14 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59.66万元，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10.55%，大于社会折现率8%，经济净现值为413.74万元，大于零，效益费用比1.12，大于1。项目具有抗风险能力，在经济上合理可行。1.15 工程特性表工程特性表见表1-52 水文2.1 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34.1km，境内控制面积257.395km2。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59.576km，底宽11.045.0m，水深1.82.5m，边坡1：2。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23.2km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35.3km，总控制面积75.1km2，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2-1。972.2 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13.5，极端最高气温为41.1，极端最低气温为-19.8；多年平均日照时数为2407.3h，日照率为54.0%；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550.7mm，降水总量4.6865亿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（e-601）的蒸发量资料统计，多年平均水面蒸发量为1042.8mm。其中，春季（35月）蒸发量为336.9mm，占全面蒸发量的32.3%；夏季（68月）蒸发量为421.6mm，占全面蒸发量的40.4%；秋季（911月）蒸发量为214.3mm，占全面蒸发量的20.6%；冬季（122月）蒸发量为70.1mm，占全面蒸发量的6.7%。2.3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。2.4洪（涝）水2.4.1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。2.4.2设计沥水2.4.2.1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。2.4.2.2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2.128km2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i0-3区和i1-6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2-2。魏大馆排干各控制断面设计流量（方法一）表2-2序号干渠治理桩号控制断面流域面积f（km2）不同重现期的设计流量（m3/s）20年10年5年10+000临、魏交界143.447 33 2120+270江村沟以上断面144.749 34 2132+300新后屯沟以上断面169.256 39 2443+600民有六分干穿渠倒虹吸178.258 41 2655+200高潮渠以上断面185.562 43 27611+900柴曲排水渠以上断面228.771 49 31712+100沙窝排水渠以上断面231.671 50 32818+100西红庙村桥274.780 55 36920+000民有二排支以上断面283.684 58 361020+337宁魏公路313.190 63 401124+070东风渠330.494 66 421225+030生熟疃橡胶坝335.895 66 421328+984陈小屯闸357.997 67 431429+795沙口集东村桥362.598 68 431532+420邯大公路桥377.298 69 431633+390郑二庄闸386.298 69 431734+100魏县、大名交界390.598 69 43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cs=3.5 cv，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： pa1=0.96pa；第二次雨量（最大24小时）的前期影响雨量pa2为：pa2=0.96（pa1+0.2p3-r1）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： q = 0.022r0.92f0.80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（p+ par）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p+pa，并分别查p+ par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i0-3区和i1-6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2-3，魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量见表2-4。魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量表2-4 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）10+270江村沟153.5722+300新后屯沟30.9935+200高潮渠122.99411+900柴曲排水渠2.10.74512+100沙窝排水渠153.57620+000民有二排支285.892.4.3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2-3。2.4.4 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：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2-5。 2.5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2-6。施工期设计洪水成果表表2-6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3.133 工程地质3.1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0+270）上游270m处，终点为郑二庄闸（桩号33+390）下游700m处.本次治理（桩号0+000至34+100）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。3.2地质概况3.2.1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45.3556.54m，魏大馆排干河底高程为40.9653.22m，河底坡降为1:2857。3.2.2地层岩性根据1:1000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（al q4）粘土、粉质壤土、砂壤土；第四系全新统人工堆积（r q4）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（al q4）: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14+80026+300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3+4009+300和26+30030+800之间该层壤土直接出露在地表，在桩号0+0003+400和9+30014+800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0+0003+400和9+30014+800之间直接出露在地表，在桩号30+80034+000段分布在粘土和壤土层之下。（2）第四系全新统人工堆积（r q4）：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0.40.5m,局部厚度为1.0m。3.2.3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7.5级，震中烈度为度；1966年3月8日和22日的邢台地震，震级为6.8和7.2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0.15g，相当于地震基本烈度度区。3.2.4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。3.2.5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0.150.25m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0.30m 。3.3河道工程地质条件及评价本次治理的河道长度为34 .1km，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。3.3.1桩号0+0003+400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3.106.80m，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0.6110.873，土层为中密状态，饱和粘聚力为11.6kpa，内摩擦角为22.0度，渗透系数为2.0010-5cm/s，为弱透水层，下部的壤土饱和粘聚力为18.8 kpa ，内摩擦角为19.0度，渗透系数为1.5710-6cm/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0.52.0m，需要对河道进行挖深，以保证正常过水。桩号1+7201+949、桩号3+0383+386之间的右河口被人工取土挖开，桩号0+5880+716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1+800、1+200和3+200附近有部分堤防，堤防高度为一般为0.50m，该段堤防为壤土，干密度为1.571.65g/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。3.3.2桩号3+4009+300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0.712，饱和粘聚力为16.0 kpa ，饱和内摩擦角为19.0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1.502.20m，最大淤积厚度在3.00m，需要对河道进行挖深，以保证正常过水。桩号4+0534+133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4+200和5+200附近有部分堤防，堤防高度一般为0.300.50m，干密度为1.61g/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。3.3.3桩号9+30014+800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8.00m，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0.5800.846，土层为中密状态，饱和粘聚力为10.0kpa，内摩擦角为22.0度，渗透系数为2.2010-5cm/s，为弱透水层，下部的壤土饱和粘聚力为17.0 kpa ，内摩擦角为16.0度，渗透系数为7.7510-6cm/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1.50m，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9+800附近、11+80012+400和13+80014+800之间存在河道的堤防，堤防高度一般在0.50m，该段堤防土的干密度为1.60g/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。3.3.4桩号14+80026+300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0.765，饱和粘聚力为30.0 kpa ，饱和内摩擦角为11.0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0.50m，局部地段淤积厚度达到1.50m，需要对淤积严重的河段进行挖深，以保证正常过水。桩号22+74222+859、桩号22+94523+027之间的右河口被人工取土挖开，桩号15+12115+250、桩号17+65017+728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。3.3.5桩号26+30030+800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26+30026+700之间为砂壤土和粘土双层结构，上部为砂壤土，揭露厚度为2.30m，下部为粘土。河道边坡为砂壤土，河底为粘土。桩号26+70027+700砂壤土和壤土双层结构，上部为砂壤土，最大揭露厚度为7.70m，下部为壤土。河道边坡和河底均为砂壤土。桩号27+70029+200之间为均一土层，勘察揭露为壤土，地质条件较好。桩号29+20030+800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0.50m。桩号30+19130+442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28+400附近有部分堤防，堤防高度为一般为0.50m，堤防土质为壤土，干密度为1.58/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。3.3.6桩号30+80034+100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30+80032+300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2.202.50m，中部为壤土，揭露厚度为1.803.10m，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32+30034+100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0.50m。在桩号32+60034+000段河道两岸有部分堤防，堤防高度为一般为0.50m，最大堤防高度为1.00m，该段堤防土为粉质粘土，干密度