沂河橡胶坝建设可行性研究报告.doc

. 1 沂河橡胶坝建设可行性沂河橡胶坝建设可行性 研究报告研究报告 . 2 目目 录录 第一章第一章 综合说明综合说明 11 第一节第一节 工程兴建缘由及编制依据工程兴建缘由及编制依据11 一、兴建缘由.11 二、编制依据.13 三、设计依据及采用规范规程.13 第二节第二节 自然概况自然概况14 一、水文气象.14 二、地形地貌.15 三、社会经济概况.15 第三节第三节 工程任务和规模工程任务和规模16 一、工程建设的任务和作用.16 二、工程等级.17 三、规划标准.17 第四节第四节 工程总布置及主要工程量工程总布置及主要工程量17 第五节 投资概算.17 第六节 经济评价.18 第七节 结论.18 . 3 第二章第二章 水文气象及水文计算水文气象及水文计算 19 第一节第一节 工程区域水文、气象概况工程区域水文、气象概况19 第二节第二节 设计洪水计算设计洪水计算 20 一、计算情况的选择.20 二、流域面积及主支流平均坡度.20 三、区间及水库上游来水计算.21 四、设计断面的洪水过程.24 第三节第三节 来水量计算来水量计算25 1、来水量.25 2、损失水量.30 第四节第四节 需水量计算需水量计算 31 1、灌溉制度.31 2、兴利调节计算.32 第三章第三章 工程地质工程地质 33 第一节第一节 区域地质概况区域地质概况 33 一、地形地貌及地质构造.33 三、水文地质.35 . 4 第二节第二节 灌区工程地质条件灌区工程地质条件35 第三节第三节 建筑物工程地质条件建筑物工程地质条件 37 一、沂河橡胶坝.37 二、蒋沟河橡胶坝.41 第四章第四章 工程设计工程设计 45 第一节第一节 工程等级及标准工程等级及标准 45 第二节第二节 工程布置和方案比较工程布置和方案比较45 一、工程布置方案.45 二、坝型方案比较.46 第三节第三节 河道堤防工程设计河道堤防工程设计 46 一、堤顶高程设计.47 二、堤防稳定计算.50 第四节第四节 橡胶坝工程设计橡胶坝工程设计53 一、工程任务.53 二、工程总体布置.53 第五节第五节 涵闸工程设计涵闸工程设计 72 一、涵洞断面设计.72 二、过流能力计算.73 三、防冲消能计算.73 四、涵闸稳定计算.73 五、闸门.77 六、机架桥及排架.77 . 5 第六节第六节 灌区建筑物及渠系布置灌区建筑物及渠系布置77 第七节第七节 景观设计景观设计77 一、堤顶布置.77 二、滩地景观.78 三、绿化景段.78 第五章第五章 施工组织设计施工组织设计 79 第一节第一节 施工条件施工条件79 1、工程位置及施工场地.79 2、交通条件.79 3、工程内容.79 4、水电供应条件.80 5、水文气象条件.80 6、资源供应条件.80 第二节第二节 施工导流及排水施工导流及排水81 一、导流标准.81 二、导流方式.81 三、导流建筑物设计.82 四、导流工程施工.83 五、基坑排水.83 第三节第三节 主体工程施工主体工程施工 83 一、土方工程施工.84 二、建筑物工程施工.84 三、土方平衡.85 . 6 第四节第四节 施工总布置施工总布置 85 2、场内交通.85 第五节第五节 施工进度安排施工进度安排86 第六节第六节 施工组织施工组织 80 第六章第六章 迁占补偿迁占补偿81 第一节第一节 迁占补偿的范围迁占补偿的范围81 第二节第二节 迁占补偿标准迁占补偿标准81 第七章第七章 工程管理工程管理 82 第一节第一节 管理机构和人员编制管理机构和人员编制 82 一、管理机构.82 二、人员编制.82 . 7 第二节第二节 管理范围及任务管理范围及任务82 第八章第八章 水土保持方案水土保持方案 84 第一节第一节 编制目的编制目的84 第二节第二节 编制依据编制依据84 一、法律法规.84 二、省、部、委条例与规定.84 三、规范标准.85 第三节第三节 项目区自然地理概况及水土流失现状项目区自然地理概况及水土流失现状85 一、地形地貌.85 二、植被.85 三、水土流失现状.86 第四节第四节 水土流失预测水土流失预测 86 一、水土流失预测时段的划分.86 二、损坏水土保持设施预测.86 三、可能造成的水土流失数量预测.87 第五节第五节 主体工程水土保持措施主体工程水土保持措施 89 一、河道治理主体工程中的防治措施.89 二、建筑物工程中的防治措施.90 三、施工组织设计评价.90 第六节第六节 效益分析效益分析90 一、生态效益.90 二、社会效益.91 . 8 第九章第九章 环境影响评价环境影响评价 92 第一节第一节 环境现状环境现状92 一、水质.92 二、生产生活环境.92 第二节第二节 环境影响预测评价环境影响预测评价93 一、有利影响.93 二、不利影响.93 第三节第三节 环保措施环保措施 94 一、施工期环境保护措施.94 二、环保投资95 第四节 评价结论 .95 第十章第十章 工程投资概算工程投资概算96 一、编制说明一、编制说明 96 二、编制依据及编制说明二、编制依据及编制说明96 三、定额采用三、定额采用 97 四、基础单价四、基础单价 97 （一）人工费97 . 9 （二）材料费97 五、其他直接费五、其他直接费98 六、现场经费六、现场经费 98 七、间接费七、间接费 99 八、计划利润八、计划利润 99 九、税金九、税金99 十、临时工程十、临时工程 99 （一）施工导流、交通、供电工程99 （二）临时房屋建筑工程99 （三）其它大中型临时工程99 十一、预备费十一、预备费 99 （一）基本预备费：按一至五部分投资合计数的 5 估列。99 . 10 十二、其它费用十二、其它费用100 （一）建设管理费.100 （二） 、生产及管理单位准备费.100 （三）科研勘测咨询费.100 （四） 、其它.101 第十一章第十一章 经济效益评价经济效益评价 102 第一节第一节 概述概述102 第二节第二节 主要参数和计算条件主要参数和计算条件 102 第三节第三节 国民经济评价国民经济评价 103 第四节第四节 财务评财务评价价 109 . 11 第一章第一章 综合说明综合说明 第一节第一节 工程兴建缘由及编制依据工程兴建缘由及编制依据 一、兴建一、兴建缘由缘由 沂河（曲阜本地延续古代称谓。按流域划分应称小沂河，区别于山东 临沂的沂河）是泗河最大的支流，流域面积 621.6 km2。属于较大的 季节性山洪河道，源短流急。其上游有尼山大型水库一座，小（一） 型胡二东水库一座，小（二）型水库 7 座。尼山水库流域面积 264.1km2 ，下游区间流域面积 357.km2。该河有蓼河、蒋沟河、沙河、 洙水河 4 条主要支流。沂河堤防修筑于 1957 年，标准低，因常年失 修，防洪标准已不足 10 年一遇，部分堤段堤防残缺不全，汛期洪水 多次漫溢，冲毁堤防、桥涵、农田。主河槽淤积严重，无力承受尼山 水库正常年份的泄洪量。且尼山水库现有蓄水利用不足，每年都有大 量的水资源白白流失，造成水资源浪费。而尼山水库以下区域平水年 地表水资源量 4175 万立米，现状地表水资源利用率不足 10%。由于城 市人口增加和工农业生产的发展，导致水资源供需日益紧张，地下水 位持续下降，难以为工农业持续发展提供可靠的水资源保障。环境用 水更是难以保障，使城区段的沂河，蒋沟河河底淤泥裸露，绿化减少， 严重影响了旅游业的进一步发展。制约着沿河农业生产发展和人民群 众生活水平的改善。 . 12 因此，建堤拦蓄，加固治理，可提高沂河防洪标准，开发利用沂 河，同时分水注入已无防洪任务的蒋沟河，拦蓄地表水，充分利用其 水资源扩大灌溉面积，大幅度提高灌溉保证率。而且还可回灌地下水、 发展渔业养殖。拦蓄后的尾水进入城区作为环境用水。沂河张曲桥橡 胶坝与下游城南已建橡胶坝两坝可形成 6 公里长的大面积水面，对当 地小气候的改善和维护生态平衡，改善生态环境、旅游环境具有积极 的意义。通过配套设施的建设将在沂河两岸形成近 6 公里的绿化带， 成为市民和旅游者娱乐休闲的又一景点。而且向上游的延展，将使规 划的沿河堤曲尼旅游专线成为现实，促进孔子出生地尼山夫子庙 的旅游开发。对于促进该区农村经济的发展，增加农民收入，具有十 分重要的经济和社会效益。 . 13 二、编制依据二、编制依据 1、水利部规计农、水利部规计农【1998】71 号文关于印发号文关于印发农业综合开发水利骨干农业综合开发水利骨干 工程可行性研究报告编制提纲工程可行性研究报告编制提纲的通知；的通知； 2、2005 年中央年中央 1 号文。号文。 三、设计依据及采用规范规程三、设计依据及采用规范规程 1、1：10000 地形资料；地形资料； 2、 水利水电工程等级划分及洪水标准水利水电工程等级划分及洪水标准 （sl2522000） ； 3、 山东省水文图集山东省水文图集 ； 4、 曲阜水利志曲阜水利志 ； 5、 山东省南四湖湖东地区设计洪水计算方法山东省南四湖湖东地区设计洪水计算方法 ； 6、 橡胶坝技术规范橡胶坝技术规范 （sl22798） ； 7、 水闸设计规范水闸设计规范 （sl265-2001） ； . 14 8、 堤防设计规范堤防设计规范 ； 9、 水利水电工程施工组织设计规范水利水电工程施工组织设计规范 （sdj338189） ； 10、 水利建设项目经济评价规范水利建设项目经济评价规范 （sl7294） ； 11、 水利工程管理设计规范水利工程管理设计规范 （sl10696） ； 12、曲阜市鼎力勘察设计有限公司、曲阜市鼎力勘察设计有限公司曲阜市沂河综合治理工程张曲桥曲阜市沂河综合治理工程张曲桥 橡胶坝岩土工程勘察报告橡胶坝岩土工程勘察报告 （2005.3.28） 。 第二节第二节 自然概况自然概况 一、水文气象一、水文气象 曲阜市年平均降雨量 695.4 毫米，各季降雨量很不均匀，夏季 （69 月）最多，平均 481.28 毫米，占全年降雨量的 72%；冬季 （121 月）最少，仅占全年降雨量的 4%，水资源量受降雨影响年际 变化较大，偏丰年与枯水年相差 3.5 倍。 沂河系泗河的一级支流，是曲阜境内第二大河流，发源于邹城市 城前镇凤凰山北，于曲阜东南部向西北流经南辛、息陬、小雪、鲁城 街道办事处、陵城、时庄六个乡镇一个街道办事处。穿越兖石铁路、 京福高速公路、日东高速公路、104 国道及曲阜城区，于金口坝汇入 . 15 泗河，干流长度 58km，总流域面积 621.6km2，其中曲阜段 39km，该 区域多年平均降雨量 695.4 毫米，来水量较为充沛。 二、地形地貌二、地形地貌 曲阜市位于山东省西南部，总面积 896 平方公里，地势是东北高， 西南低，属泰、沂、蒙山前冲积扇上部。北、东、南三面环山，丘陵 起伏，中西部是泗、沂河冲积平原。东北部为低山丘陵区，占总面积 的 22.6%，西、南部为冲积平原，占总面积的 77.4%，总耕地面积 65.14 万亩。 项目区位于曲阜市区东南部，属山前冲积平原。 工程区域内 的第四纪全新统土层广泛分布，受沂河改道、局部地层砂层透镜体分 布较多，受断层影响，第三系红色泥岩和奥陶系角砾岩、灰岩在底部 广泛分布，其中第三系红色泥岩主要分布在河套、葛庄、苗孔、南泉 埋藏深度在 50 米以下，厚度较大，约在 80-200 米之间，主要以沂河 为界，可分为南北两大地质构造区域。 三、社会经济概况三、社会经济概况 2003 年曲阜市国内生产总值 101.21 亿元，其中：第一产业 9.27 亿元，第二产业 48.32 亿元，第三产业 43.62 亿元。全社会 固定资产投资 17 亿元，社会消费品零售总额 27.5 亿元。全市财 政总收入 6.02 亿元，其中地方财政收入 3.9 亿元。农民人均纯收 入 3416 元。 . 16 曲阜市总耕地面积 65.14 万亩，其中粮食作物种植 45 万亩， 占总耕地面积的 69.1 %，棉花等经济类作物种植 20.14 万亩， 占总耕地面积的 30.9 %。农作物亩产值为 1120 元/亩。 工程项目涉及息陬、防山、小雪及鲁城街道办事处四个乡镇， 26 个行政村，总人口 3.5 万人。总面积 24 平方公里，总耕地面 积为 2.2 万亩，人均耕地面积 1.215 亩。灌区经济以农业为主， 主要粮食作物是小麦和玉米，经济作物有棉花、蔬菜等，复种指数 为 1.90，2003 年粮食总产量为 9752.2 万公斤。 项目区交通发达，曲尼公路与 104 国道相通，各乡镇都有公 路连接，良好的运输条件，为项目的实施创造了非常有利的条件。 第三节第三节 工程任务和规模工程任务和规模 一、工程建设的任务和作用一、工程建设的任务和作用 工程建设的主要任务是对沂河桩号 16+30018+800 段河槽开挖 整治，加宽加固大堤，护砌岸坡；对蒋沟河及连于蒋沟河上的两处低 洼地实施整治；分别在沂河 16+300 处、蒋沟河 104 国道下游侧各建 一座橡胶坝，并在沂河橡胶坝上游右岸建一进水涵闸。工程建成后曲 阜新城区、京福、日荷高速公路、104 国道、兖石铁路等在沂河发生 设计标准内洪水时不遭受洪水灾害，同时还可增加灌溉面积 2.2 万亩， 对地下水进行回灌。橡胶坝蓄水后对于改善当地生态环境，控制水土 流失也将发挥极大作用。 . 17 二、工程等级二、工程等级 根据水利水电工程等级规划及洪水标准 （sl2522000） ，规 划沂河、蒋沟河拦水橡胶坝工程等别为 iii 等，主要建筑物为 3 级， 次要建筑物为 4 级，临时建筑物为 5 级，工程规模为中型。 三、规划标准三、规划标准 河道治理标准按 20 年一遇设计洪水进行设计。 来水计算采用尼山水库资料，能保证规划区灌溉用水；设计灌溉 保证率为 50%。 第四节第四节 工程总布置及主要工程量工程总布置及主要工程量 沂河综合治理工程设两处拦水橡胶坝，一处位于城区东南沂河桩 号 16+300 米处，另一处位于蒋沟河中游 104 国道下游侧。灌区主要 分布防山乡、息陬乡、小雪镇及鲁城街道办事处四个乡镇办事处，涉 及 26 个行政村，灌溉耕地面积 2.2 万亩，工程位置见曲阜市沂河综 合治理工程位置图 。 本期工程完成后，共需完成土方 83.3 万方，砌石 0.78 万方，混 凝土及钢筋混凝土 0.56 万方，永久占地 40 亩，临时占地 800 亩。 第五节第五节 投资概算投资概算 本工程投资概算按照山东省水利厅鲁水定字20001 号文关于发 布山东省水利水电工程预算定额 、 水利工程施工机械台班费定额 . 18 及山东省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准编 ； 国家计委、建设部“关于发布工程勘察设计收费管理规定的通知 编制的。 工程总投资 2863.77 万元。 第六节第六节 经济评价经济评价 本工程为综合治理工程，实施后可提高治理段防洪能力，使河道 防洪标准由原来的不足十年一遇提高到二十年一遇，能有效地保护沿 河两岸人民群众生命财产安全，保障“三孔”文物和铁路、高速公路、 工矿企业安全，扩大两岸农田灌溉面积，补充地下水源。改善区域生 态环境、旅游环境，使项目区的经济可持续发展。有着十分显著的经 济和社会效益。 经计算，工程总净效益值 2822.73 万元，经济效益费用比 1.9，经 济内部收益率 29%，投资回收年限 5.4 年。治理工程在经济上合理， 项目建设效益明显。 第七节第七节 结论结论 本工程是沂河总体规划治理的一部分，充分利用原废弃蒋沟河内 自然形成的南泉湖和河道上南泉砌石坝拦蓄形成的葛于湖进行蓄水。 永久占地主要是沂河左岸无堤段复堤。工程的主要建筑物是两个橡胶 坝。目前橡胶坝在曲阜已有成功的经验，在技术上可行。 本工程总投资 2863.77 万元，计划国家投资 50，地方自筹 . 19 50。 本工程治理完成后，将对防护区的社会经济和社会环境产生积极 的影响，既减少洪灾损失，还增加灌溉面积，同时增加城市环境用水。 具有显著的经济、社会、和环境效益。 通过本可研报告的分析论证，本工程经济效益是显著的，在技术 上是可行的。 第二章第二章 水文气象及水文计算水文气象及水文计算 第一节第一节 工程区域水文、气象概况工程区域水文、气象概况 曲阜市属于暖温带季风大陆性气候，年平均气温13.6， 极端最高气温 40.3，极端最低气温 -18，无霜期平均 199 天， 多年平均降雨 695.4 毫米。降水季节分布不均。春季（ 3 月 31 日 5 月 28 日）降水为 70.6 毫米，占全年降水量的 9.6%。夏季 （5 月 29 日9 月 15 日）降水 529.2 毫米，占全年降水的 72%， 秋季（9 月 1611 月 2 日）降雨 67.6 毫米，占全年降水的 9.2%。由于降水集中在 78 月份，就造成春旱、夏涝、晚秋又旱 的特点。同时年际降水量变化大，降雨量最大的1979 年为 1194.5 毫米，是降水最少的 1988 年 305 毫米的 3.9 倍。由于降 雨变率大，丰枯悬殊，降水的年内分布与作物的生长期供需不一致， 给农业生产带来一定的影响。如小麦一生耗水量为517 毫米，但 整个生育期间仅降水 170 毫米，只是小麦耗水量的 33%，尤其是 . 20 35 月份正是小麦拔节灌浆期，而多数年份此期降水少，满足不了 小麦对水份的要求，对产量影响较大。 78 月份降水集中，阴雨 连绵，对作物生长不利，晚秋又旱亦影响产量和品质，不利秋播。 项目区风向多变，主导风向偏北，常年平均风力二级 （1.6 3.3m/s)，最大积雪厚度 14cm，最大冻土厚度 38cm，最大结冰厚 度 20cm。 第二节第二节 设计洪水计算设计洪水计算 沂河设计洪水计算方法按省湖东区设计洪水计算方法。尼山水库 上游来水及区间洪水按湖东规划洪水设计办法进行计算，水库下泄过 程与区间洪水过程迭加，求出设计洪峰流量，其具体方法如下： 一、计算情况的选择一、计算情况的选择 根据湖东规划，河道设计按暴雨中心落在尼山水库以下、设计断 面以上区间进行计算。设计断面选择蒋沟河入口断面进行设计。 二、流域面积及主支流平均坡度二、流域面积及主支流平均坡度 本次规划流域面积及主流平均坡度系根据实测万分之一地形图重 新量算，规划断面以上总流域面积为 391.6 平方公里。 主支流平均坡度的计算：断面均按大于总流域面积的 5%的支流 加入计算，其成果见表 3-1。 . 21 表 2-1 流域面积、主支流平均坡度计算成果表 流域面积（平方公里） 断面名称 区间水库合计 主支流平均坡度 沙河入口以上52264.1316.10.00214 蒋沟河入口以上127.5264.1391.60.00332 三、区间及水库上游来水计算三、区间及水库上游来水计算 1、根据暴雨中心位置，查全国水文拼图等值线图，求出多年平均最、根据暴雨中心位置，查全国水文拼图等值线图，求出多年平均最 大大 24 小时的小时的 p24点雨量及变差系数点雨量及变差系数 cv值。经查算小沂河各设计断面值。经查算小沂河各设计断面 以上以上 p24=102.1 毫米，毫米，cv=0.6。 其一日、三日点雨量按下式计算： pt=0.9p24t0.3rp 式中：pt为一日、三日点雨量， t时间（一日、三日） ， rp变率，由皮尔逊三型曲线查得。 五十年一遇 rp=2.76；二十年一遇 rp=2.20。 2、求面雨量：、求面雨量： （1）根据设计断面以上总流域面积，查山东水文图集表中的山 东省暴雨点面雨量换算系数表，求出一日、三日面雨量。 （2）区间面雨量计算 雨量计算成果见表 3-2。 . 22 表 2-2 设计断面以上面雨量计算成果表（mm） 1/501/20 断面 名称 雨量类别 pip3p1p3 点雨量 p24253.6352.6202.2281.1 面雨量 p全237.6337.9189.4269.4 面雨量 p区253.6352.6202.2281.1 沙河入 口以上 面雨量 p库234.4335.0206.9267.1 点雨量 p24253.6352.6202.2281.1 面雨量 p全233.7335.3186.4267.3 面雨量 p区249.7348.1199.1277.5 蒋沟河 入口以 上 面雨量 p库226.0329.1180.6261.4 3、净雨计算、净雨计算 根据湖东水文计算办法，前期影响 pa=40 毫米，由三日雨量 p3 日 +pa查降雨径流关系求出净雨深。根据湖东水文计算办法中平原、丘 岭、山区的划分规定，小沂河的蒋沟河入口，尼山水库主支流比降大 于 0.0025 为山区，小沂河的辽河入口和入泗河口主支流比降大于 0.0015，属于丘岭区。据此，各设计断面净面深计算成果见表 2-3、2- 4。 表 2-3 设计断面以上净雨成果表 （单位：mm） 五十年一遇二十年一遇 断面名称 一日三日一日三日 沙河入口以上216300160229 蒋沟河入口以上212296161225 表 2-4 设计断面以上水库净雨计算成果表 (单位：mm) 五十年一遇二十年一遇 断面位置 一日三日一日三日 . 23 沙河入口以上： 尼山 198283150215 蒋沟河入口以上： 尼山 19877144210 4、净雨分配（其成果见表、净雨分配（其成果见表 2-5） 表 2-5 设计断面以上净雨分配成果表 单位:mm 日次123 时段次序123412341234 雨量分配0001/2(r3-r1)0001/2(r3-r1)0.7r10.3r100 五十年一遇0004200042151.264.800 沙 河 入 口 二十年一遇0003200032115.549.500 五十年一遇0004200042148.463.600 蒋 沟 河 入 口 二十年一遇0003200032112.748.300 5、峰量关系：按下式计算洪峰流量、峰量关系：按下式计算洪峰流量 75. 05 . 0 3rfsqm 主支 式中：s主支主支流平均坡度； f流域面积； r各时段（六小时）分配的净雨深。 其各时段断面洪峰流量如下表： 表 2-6 单位：秒立米 123 断面 日次 时段次 序 1 2 3 41234123 4 . 24 1/50 112. 9 112. 9 466.3 174. 1沙河 入口 1/208686310.4 133. 0 1/50 375. 5 375. 5 973.3 417. 1 蒋沟 河入 口 1/20 209. 9 209. 9 739.2 316. 8 6、径流历时、径流历时 t 按下式计算：按下式计算： 5 . 025 . 0 / )34 . 0 ( 主支 st 其各断面径流历时成果如下： 小沙河入口上 t=20 小时，蒋沟河入口以上 t=20 小时。 7、径流过程。根据历时 t 按湖东水文附表迭用。将各时段净雨 产生的径流过程迭加，即得所求断面和洪峰流量，其计算成果见表 2- 7。 表 2-7 径流过程断面和洪峰流量计算成果表 单位:m3/s 设计断面1/501/20 沂河入口427.8326.7 蒋沟河入口1025.7779.2 四、设计断面的洪水过程四、设计断面的洪水过程 设计断面洪水包含区间来水和尼山水库泄量，尼山水库的防洪控 制方案是按照鲁水勘 92（23）号文的批复来进行的。其泄流量过程按 照尼山水库管理局的资料进行计算。 . 25 1、尼山水库泄流至设计断面的径流历时。根据河道的平均断面和平、尼山水库泄流至设计断面的径流历时。根据河道的平均断面和平 均底坡求出平均流速，用平均流速除该河道长度，即可求出设计断面均底坡求出平均流速，用平均流速除该河道长度，即可求出设计断面 的径流历时，的径流历时，t=4h。 2、根据水库泄流和区间来水错时迭加，可得设计断面洪水过程，计、根据水库泄流和区间来水错时迭加，可得设计断面洪水过程，计 算成果见表算成果见表 2-8、2-9。 q2%=1603.4m3/s，q5%=940.2m3/s 第三节第三节 来水量计算来水量计算 根据曲阜市沂河规划，规划在沂河上游 80m 桩号位于 16+300 处 修建橡胶坝 1 座，同时将河水引入蒋沟河。在蒋沟河 104 国道下游侧 建橡胶坝 1 座，待沂河橡胶坝蓄满后，将余水导入蒋沟河二湖（即葛 于湖、南泉湖） ，故进行联合运行演算。即尼山水库的弃水、渗漏与 区间来水，为沂河橡胶坝的来水量，蒋沟河橡胶坝的来水量为沂河的 导入流量。 1、来水量、来水量 由于工程的来水量主要为尼山水库的弃水、渗漏与区间来水，故 须对尼山水库进行分析。由于尼山水库自 1961-1994 年渗漏严重，属 带病运行。自 1992 年保安全工程开始实施，到 1994 年就停止使用。 保安全工程 2002 年完成后，其渗漏条件基本改变。因此本次来水计 算利 . 26 用长系列用水时历法还原计算的基础不再存在。因此我们选用典型年 的方法来进行计算。具体方法为选取水文年的降雨频率为 50的典型 年来进行区间来水计算。然后根据选取的典型年年份，利用尼山水库 保安全工程结束后的水位渗透关系曲线，反求渗漏量。对于尼山水 表 2-8 50 年一遇设计断面洪水过程 单位:m3/s 时间q区q尼qqm 1.180 20107.5107.5 22275.5275.5 24140.5573.5714 2.280.7576.3657 450.4575625.4 635.8230.9266.7 824.8150.1174.9 1016.597.7114.2 128.353.261.5 14035.535.5 160 180 20107.5107.5 22275.5275.5 24140.5573.5714 3.2462.3576.31038.6 41025.7577.71603.41603.4 6532.2593.31125.6 8479.5717.91197.4 10618.5848.21466.7 12347.5882.21229.7 14212.7948.71161.4 16137.7977114.7 1883.4934.61018 2037.5868905.5 . 27 2225797.2822.2 2412.5725725 4.20 431 6 表 2-9 20 年一遇设计断面洪水过程 单位:m3/s 时间q区q尼qqm 1.1800 2081.981.9 22209.9209.9 24107.0159.6266.6 2.263160.6223.6 440161201 627.3157.1184.4 818.940.959.8 1012.626.439 126.314.620.9 1409.69.6 1600 1800 2081.981.9 22209.9209.9 24107.0159.6266.6 3.2351.2160.1511.3 4779.2161940.25940.25 6404.3162.6566.9 8364.3190.9555.2 10469.9222.2692.1 12264.0231.3495.3 14161.5248.5410 16104.6256.6361.2 . 28 1863.4245.9309.3 2028.5230.8259.3 2219213.6232.6 249.5196.0205.5 4.20181.8181.8 40170.2170.2 60161.1161.1 库弃水量的计算，采用逐月多年平均法。 典型年的选取典型年的选取 利用 19561994 年水文年 39 年来的资料进行频率计算。经计算 得 x=693.2mm，cv=0.25，经配线 cs=3.5 cv较为理想。由 k50=0.96 得 x50=665.5mm，经对比，19771978 年为 672.6mm，故选取 19771978 年水文年作为典型年来进行计算。 水库逐月渗漏量水库逐月渗漏量 经查 19771978 水文年的逐月水库库容，利用水位渗漏量曲 线推算渗漏量。根据尼山水库管理局调查其浅层渗漏量为总量的 40，深层为 60。本计算只取浅层计算。 表 2-10 尼山水库多年平均渗漏量表 单位：万 m3 月份789101112123456全年 水位 120. 48 120. 01 119. 45 120. 75 120. 64 120. 37 119. 99 119. 77 119. 51 117. 66 116. 19 116. 66 渗漏 量 64.1 60.2 55.8 66.365.463.160.158.356.343.134.236.9 663.8 . 29 弃水量弃水量 由于尼山水库为大型多年调节水库，其弃水量随调度而定。根据 对以往资料分析，平均每 45 年弃水一次，且每次数量较大。因此 对弃水量直接采用多年逐月平均计算。 表 2-11 尼山水库多年平均弃水量表 单位：万 m3 月份789101112123456全年 弃水 量 82.1611.3 156. 5 1.300000000851.2 区间来水量区间来水量 本次坝址至尼山水库的区间来水。由于本区多为山区、丘陵地带， 与尼山水库上游区域相临近。因此直接采用尼山水库上游的径流深计 算成果。其 50的年径流深为 211mm。由逐月径流深、区间面积直接 推求区间逐月来水量。 表 2-12 区间来水量计算表 单位：万 m3 月份789101112123456全年 径流深51.264.46.85.91.21.101.22.33.14.68.0211 来水量 652. 8 821. 1 86775.215.314015.329.339.558.71022690 工程来水量工程来水量 q50q渗q弃q区 q5050典型年总来水量 q渗水库渗水量 q区区间来水量 . 30 q弃水库弃水量 表 2-13 工程逐月来水汇总表 单位：万 m3 月份789101112123456全年 渗漏 量 64.160.255.866.365.463.160.158.356.343.134.236.9745 弃水 量 52.1611.3156.51.3851.2 区间 来水 652.8821.186775.215.314015.329.339.558.71022690 合 计 7991492. 6 1079.3 142. 8 80.777.160.173.685.682.692.9138.94175 附：水位库容水面面积关系图表 2、损失水量、损失水量 （1）蒸发损失 沂河流域多年陆上水面蒸发深为 1034mm，多年平均降水量为 695.4mm。来水系列，可依据各工程水面月平均计算蒸发量。 表 2-14 多年平均蒸发量表 单位：万 m3 月份123456789101112合计 分配比1.72.65.911.116.515.615.312.18.14.84.32.0100 （2）渗漏损失 闸坝拦蓄外的渗漏水量由两部分组成，一是侧向渗流；二是向闸 下游的渗流。按达西公式计算 w=k.i.a 其中：k含水层渗透系数，两岸为亚粘土，取 0.1m/d； j水力坡度； a过水断面含水层面积。 . 31 多年平均渗漏量 36.50 万 m3。 第四节第四节 需水量计算需水量计算 1、灌溉制度、灌溉制度 典型年的选取典型年的选取 按来水计算中 p50的频率计算结果选取 1978 年作为典型年来 分析计算。 农作物的选取农作物的选取 根据本工程所涵盖的范围，由于大部分村庄条件较好，集中播、 收，故种植作物大致为冬小麦，夏玉米。复种指数选为 2.0。 亩净灌水定额计算亩净灌水定额计算 利用水量平衡公式 w1w0= p+n1e 计算灌水定额 式中：w1、w0分别为时段初、末的土壤计划层的含水量，mm p保存在土壤计划层中的有效降雨，mm n1时段内的灌水量，mm e时段内的作用需水量，mm . 32 亩灌水量计算亩灌水量计算 通过调查本工程涵盖灌水范围及渠道和灌水方式情况，灌溉水利 用系数选用 0.8，从而计算亩灌水量。年亩灌水量 283.4m3。分配见表 亩灌水量计算表 月份789101112123456合计 小 麦 406086.7186.7 作物净 灌水定 额 玉 米 4040 综合净 灌水定 额（立 米/亩） 406086.740226.7 综合毛 灌水定 额（立 米/亩） 5075 108. 4 50283.4 2、兴利调节计算、兴利调节计算 采用典型年法来计算进行兴利调节计算，根据典型年的逐月末水 量，代入农业灌溉面积，计算出农业用水量和损失水量，得出月末库 容（其中死库容为 38.3 万 m3）从而得出 50保证率的灌溉面积。 经计算，规划工程建成后，拦蓄工程在满足 50保证率的情况下 可增加灌溉面积 2.2 万亩，年增加效益水量 623.48 万 m3。 兴利调节计算表 月份来水月初库容渗漏用水量蒸发量月末库容 7799200.463.14.0200.46 81492.6200.463.13.2200.46 . 33 91079.3200.463.12.4200.46 10142.8200.463.11101.4200.46 1180.7200.463.11.3200.46 1277.1200.463.10.7200.46 160.1200.463.10.6200.46 273.6200.463.10.9200.46 385.6200.463.01651.6116.46 482.6116.463.03.0193.06 592.9193.062.8238.484.340.38 6138.940.382.91104.162.28 第三章第三章 工程地质工程地质 第一节第一节 区域地质概况区域地质概况 一、地形地貌及地质构造一、地形地貌及地质构造 曲阜市位于鲁中山区的边缘，属太沂冲积扇的中上部。东南北 三面环山，地形特征是：东高西低，北高南低，东部和南部多为水 成岩，以石灰岩为主，火成岩点片分布，北部多为火成岩以片麻岩、 花岗岩为主。地层从老到新主要有：太古界前震旦系，元古界震旦 系下古生界寒武系、奥陶系，上古生界石炭2 叠系，中生界侏罗 系，新生界第三、第四系。 东部最高地面高程 334 米，西部最低地面高程 50.6 米，相 . 34 对高差 273.4 米，从东北到西南长 39 公里，自然坡降为 1/650。 全市最高点在与泰安地区交界的凤凰山，顶峰高程548.1 米，最 低点在陵城镇西程庄一带，地面高程50 米，南北相对高差为 498.1 米。中部为泗、沂河的冲积平原，市区中心地面高程60.5 米， 大部分地面高程 55100 米之间。 项目区位于曲阜市区东南部，属山前冲积平原。 工程区域内 的第四纪全新统土层广泛分布，受沂河改道、局部地层砂层透镜体分 布较多，受断层影响，第三系红色泥岩和奥陶系角砾岩、灰岩在底部 广泛分布，其中第三系红色泥岩主要分布在河套、葛庄、苗孔、南泉 埋藏深度在 50 米以下，厚度较大，约在 80-200 米之间，主要以沂河 为界，可分为南北两大地质构造区域。 1、沂河以南、沂河以南 土层自上而下分布为：第四系全新统、更新统、奥陶系豹皮状灰 岩，其中，全新统地层为黄色、褐黄色粉土、粉质粘土、砂层部存在 灰黄色淤泥质土、粘土和砂层透镜体，中部为更新统黑黄色粉质粘土、 砂，局部存在灰白色胶结物，主要成份为高岭土、钙质结核，厚度一 般在 30 米-70 米之间，下部为奥陶系中统豹皮状灰岩，岩溶裂隙发育、 破碎。 2、蒋沟河以北、蒋沟河以北 土层自上而下分布为第四系全新统、更新统、第三系红色泥岩、角砾 . 35 岩，其中全新统土质为黄色、褐黄色粉土、粉质粘土、粘土厚度一般 在 8 米-40 米之间，更新统土质为粉质粘土、钙质核碎石层，褐黄色 粘土及钙质胶结物，厚度在 10 米-60 米之间，第三系红色泥岩，质密 坚硬，上部覆盖硬壳，局部较软，为天然的隔水层，在河套村、葛庄 村、苗孔村局部存在角砾岩层，成分为泥岩和灰岩的胶结物，坚硬。 二、地震烈度：根据 中国地震动参数区划图 gb18306-2001 新 规定，本项目区地震烈度为 6 度，地震反应普特征周期为 0.45s，地震动峰値加速度为 0.05g。 三、水文地质三、水文地质 灌区属山前冲积平原，沂河冲积扇含水层以中粗砂为主，并含 有较多的砾石，透水性强，给水度大，按埋藏条件可分为上层 滞水潜水承压水；按含水层性质可分为 孔隙水裂隙水 岩溶水。 平原地区多为潜水、承压水。 本项目区地下水经水样分析结果，其矿化程序为0.474 克/ 升，ph 值 7.4，游离 co24.22 毫克/升，依据工业与民用建筑工 程地质勘察规范 （tj21-77）环境水对砼的侵蚀性的判定方法及 标准，项目区内地下水对砼无侵蚀性。 第二节第二节 灌区工程地质条件灌区工程地质条件 灌区主要地层是新生界第三、第四系，尼山断层贯穿东西。地 . 36 貌单元为山前冲积物沉积而成，岩性以粉土、粉质粘土、中细砂为 主，根据钻孔揭露土层，自上而下共分12 层： 1、层素填土，灰色 黄色可塑，含云母片，植物根系，虫孔。 2、层粉土，灰色 黄色可塑，含粉粒，虫孔，云母片，属中 等压缩性土。 3、层粉质粘土， 0.3-1.0 米，灰黑色-灰黄色，可塑，含铁 斑，本层土取原状土 11 件，标准贯入 4 次，标准贯入 4 击，属 中等压缩性土。 4、层粘土， 0.3-1.0 米，灰黑色-灰黄色，可塑，含铁斑，白 色砂粒。本层土取原状土 12 件，标准贯入 4 次，标准贯入 5 击， 属中等压缩性土。 5、层粉质粘土，层厚 2-3 米，黄色，可塑，含砂粒、灰斑、 贝壳。本层土取原状土 14 件，标准贯入 11 次，标准贯入 4 击， 属中等压缩性土。该层顶板部分孔隙比较大，土质较软，承载力可 适当折减为 fk=140kpa。 6、层粉质粘土，层厚 1-2.5 米，褐黄色，可塑，含姜石 5-8%， 最大粒径 4.6cm，本层土取原状土 6 件，标准贯入 7 次，平均贯 入 7 次，属中等压缩性土。 7、中细砂，层厚 1.2-1.8 米，棕黄色，稍密、湿，以石英、 长石为主，标准贯入 12 击。 8、中粗砂，层厚 2-3 米，褐黄色，中密，局部园砾，以石英 . 37 长石为主，标准贯入 15 击。 9、中细砂，层厚 1-2 米，局部圆砾，黄色、中密，以石英、 长石为主，标准贯入 16 击。 10、层粘土，层厚 6.5 米左右，上部粘性较轻，属粉质粘土， 底部粘性较重，棕黄 -黄色，可塑 -硬塑，内含灰斑、贝壳、僵石， 标准贯入 8 击。 11、中细砂，层厚 2.5 米，黄色、中密，以石英、长石为主， 标准贯入 15 击。 12、中粗砂，未穿透色杂，中密，排列均匀，以石英、长石为主， 标准贯入 18 击。 第三节第三节 建筑物工程地质条件建筑物工程地质条件 一、沂河橡胶坝一、沂河橡胶坝 1、场地地貌及地下水、场地地貌及地下水 （1）地形地貌: 场地位于沂河东部，场地所处地貌类型为山前冲洪积平原。 （2） 地下水: 场地地下水为第四系孔隙潜水，勘察期间稳定水位 62.646m。 . 38 根据临近场地资料表明，地下水对混凝土无腐蚀性。 2、工程地质条件、工程地质条件 根据勘察揭露地层为第四系洪冲积地层，岩性以壤土、砂壤土、 及砂组成，在勘察深度范围内，地基土自上而下分为如下 7 层。 （1）层壤土: 黄褐色，可硬塑，局部夹粉细砂。稍有光泽，摇振反应无，干 强度低，韧性中等，场区普遍分布，厚度:0.20-7.50m，平均 3.26m； 层底标高:62.08-62.76m，平均 62.45m；层底埋深:0.20-7.50m，平均 3.26m。 （2）层壤土: 灰色灰黑色，可塑，局部硬塑，含腐殖物，蚀孔，局部含贝壳 碎片，稍有光泽，摇振反应无，干强度低，韧性中等。河道中部缺失， 厚度:0.40-0.90m，平均 0.69m；层底标高:61.38-62.09m，平均 61.80m；层底埋深:0.60-8.20m，平均 4.77m。 土工试验指标平均值如下：含水率 w29.3，重度 18.8kn/m3，孔隙比 e0.840，液性指数 il0.54，压缩模量 es4.68mpa，内聚力 c23kpa，内摩擦角 11.0 度。 （3）层壤土: 黄色，可塑，含氧化铁斑，砂粒，偶含贝壳碎片，局部夹细砂， 稍有光泽，摇振反应无，干强度低，韧性中等。场区普遍分布，厚度: 1.40-2.80m，平均 2.27m；层底标高:59.16-60.17m，平均 59.65m； . 39 层底埋深:2.50-10.40m，平均 6.06m。 土工试验指标平均值如下：含水率 w21.3，重度 19.9kn/m3，孔隙比 e0.622，液性指数 il0.48，压缩模量 es5.13mpa，凝聚力 c55kpa，内摩擦角 7.8 度。 （4）层中粗砂: 浅黄色，稍密，饱和，含大量粘粒，分选性差，颗粒不匀。局部 缺失（4#孔处） ，厚度:0.50-1.10m，平均 0.83m；层底标高:58.66- 59.08m，平均 58.86m；层底埋深:10.20-10.40m，平 均 10.30m。 （5）层砂壤土: 黄灰色，局部灰绿色，湿，密实，含贝壳碎片，铁斑，局部夹细 砂，摇振反应中等，无光泽，干强度低，韧性低。场区普遍分布，厚 度:0.60-2.80m，平均 1.75m；层底标高:56.05-58.63m，平均 57.21m；层底埋深:11.00-13.00m，平均 12.08m。 土工试验指标平均值如下：含水率 w20.4，重度 19.5kn/m3，孔隙比 e0.634，液性指数 il0.27，压缩模量 es4.00mpa，凝聚力 c10kpa，内摩擦角 12.5 度。 （6）层中粗砂: 黄色，稍中密，饱和，成分为石英长石及暗色矿物，极配良好。 场区普遍分布，厚度:0.90-2.30m，平均 1.65m；层底标高:53.75- 57.43m，平 均 55.56m；层底埋深:12.20-15.30m，平均 13.73m。 （7）层壤土: 黄褐色，硬塑，含姜石，夹褐斑。稍有光泽，摇振反应无，干强 . 40 度低，韧性中等。 土工试验指标平均值如下：含水率 w24.5，重度 19.7kn/m3，孔隙比 e0.700，液性指数 il0.22，压缩模量 es7.10mpa，凝聚力 c70kpa，内摩擦角 2