安徽某泵站更新改造项目可行性研究报告.doc

霍邱县汲东泵站更新改造工程 可可行行性性研研究究报报告告 六安市水利水电规划设计院 二 0 一 0 年三月 1 批 准张功义 审 查陈宏生 项目负责人饶会祥 林 胜 规 划饶会祥 杨双全 水 工 饶会祥 林 胜 李昌友 张劲松 张朝海 屠 伋 蒋兆义 李 宁 机电、金结饶会祥 张朝海 陈宏生 杨胜军 施工、估算屠 伋 黄从启 “未加盖设计图纸专用章者无效” 目 录 第一章第一章 综合说明综合说明1 1.1 概述.1 1.2 水文.3 1.3 地质.3 1.4 工程任务与规模.4 1.5 工程布置及主要建筑物设计.5 1.6 水力机械与金属结构.5 1.7 电气设计.6 1.8 施工组织设计.6 1.9 工程征地及拆迁补偿.7 1.10 环境保护设计.7 1.11 水土保持设计.8 1.12 节能设计.8 1.13 工程管理.8 1.14 工程投资估算.9 1.15 经济评价.9 第二章第二章 水文水文10 2.1 灌区概况.10 2.2 气象.11 2.3 降雨、蒸发.12 2.4 径流.13 第三章第三章 工程地质工程地质15 3.1 地质概况.15 3.2 工程地质条件.16 第四章第四章 工程任务与规模工程任务与规模22 4.1 汲东泵站现状及工程建设的必要性.22 4.2 工程检测及安全鉴定.25 4.3 泵站更新改造原则和标准.26 4.4 工程规模与主要设计参数.27 第五章第五章 工程布置及主要建筑物工程布置及主要建筑物31 5.1 设计依据.31 5.2 泵站建筑物现状及安全鉴定结论.34 5.3 建筑物总体布置.35 5.4 水力计算.38 5.5 稳定计算与分析.39 5.6 地基处理设计.45 第六章第六章 水力机械及辅助设备水力机械及辅助设备48 6.1 设计依据及设计原则.48 6.2 水泵及附属设备现状.49 6.3 检测结论.50 6.4 安全鉴定结论.54 6.5 水力机械.55 第七章第七章 电气设计电气设计64 7.1 设计依据及原则.64 7.2 电气设计.64 7.3 电气主接线.66 7.4 主要电气设备选择.68 7.5 防雷及接地.74 7.6 照明与通信.74 7.7 电气二次.74 7.8 电工实验中心.75 第八章第八章 金属结构金属结构77 8.1 金属结构综述.77 8.2 闸门及启闭设备设计.77 8.3 拦污栅设计.78 第九章第九章 消防设计消防设计79 第十第十 施工组织设计施工组织设计81 10.1 施工条件.81 10.2 自然条件.82 10.3 施工围堰及排水.84 10.4 砂、石料场.85 10.5 主体工程施工.85 10.6 施工交通运输.87 10.7 施工总布置.89 10.8 施工总进度.89 第十一章第十一章 工程占地及拆迁补偿工程占地及拆迁补偿94 第十二章第十二章 环境保护设计环境保护设计95 12.2 环境影响预测及评价.95 12.3 环境保护措施.96 12.4 环境保护工程投资.98 第十三章第十三章 水土保持设计水土保持设计100 13.1 设计依据.100 13.2 工程概况.100 13.3 工程项目区水土流失及水土保持现状.101 13.4 水土流失预测.101 13.5 水土保持方案措施.103 13.6 水土保持保投资估算.105 第十四章第十四章 节能设计节能设计108 14.1 节能原则.108 14.2 节能措施.108 第十五章第十五章 工程管理工程管理109 15.1 管理机构.109 15.2 工程管理范围和保护范围.110 15.3 管理设施.110 15.4 工程管理运用.111 15.5 灌溉管理.112 15.6 灌区防汛.112 15.7 工程运行管理费.112 第十六章第十六章 工程投资估算工程投资估算113 16.1 编制说明.113 16.2 投资估算表(另装成册) 116 第十七章第十七章 经济评价经济评价117 17.1 概述.117 17.2 国民经济评价.117 17.3 抗风险能力分析.119 附件： 1、安徽省霍邱县汲东泵站更新改造工程可行性研究报告投资估算； 2、安徽省霍邱县汲东泵站更新改造工程可行性研究报告附图； 3、安徽省霍邱县汲东泵站更新改造工程地质勘察报告； 4、汲东泵站现场安全检测报告； 5、安全复核计算分析报告； 6、安全鉴定报告。 1 第一章第一章 综合说明综合说明 1.11.1 概述概述 汲东干渠属安徽省淠史杭灌区史河灌区的三大干渠之一，设计灌溉面积 103.41 万亩，渠道全长 117.25 km（含退水渠 4.69 km），渠首设计流量 51.50m/s。灌溉范围包括金寨县、裕安区及霍邱县。灌区农业生产以水稻为主，其 次为小麦、油菜、棉、麻、杂粮等。汲东干渠自建成以来，在灌溉及城乡供水等方 面效益显著。但经 40 多年的运行，干渠渠道及渠系配套建筑物老损严重，已直接 影响了灌区应有效益的发挥。灌区虽于 2002 年利用国债进行了部分建筑物的续建 配套，灌溉条件得到初步改善，但由于投入资金不足、续建配套工程不完善，汲东 干渠上段的险工险段基本未处理，工程设施老化、失修严重，灌溉效益日见萎缩。 一遇干旱年份，桂庙流量站便断流，汲东片农田灌溉只有依赖从城东湖、汲河、淠 河等提水以解燃眉之急。同时，随着国民经济快速发展，灌区水资源供需矛盾不断 加剧。为满足灌区灌溉需要，增加灌区供水量，在灌区尾部先后兴建了以孟集一站、 刘李一站、刘李二站等为主的汲东泵站补给站。 汲东泵站共有 29 座站组成，总装机 86 台10093kw，设计流量 47.5 m3/s，其 中设计灌溉面积 37.59 万亩，灌溉流量 37.22 m3/s；设计排涝面积 7.14 万亩，排 涝流量 15.45 m3/s。汲东泵站自建成并投入运行以来，对改善当地农业灌溉条件， 发挥了显著的工程效益。但由于泵站建设时间较早，受当时设计施工水平限制，建 设标准较低，加之运行管理投入经费严重不足，造成泵站现有的工程及机电设备已 严重超期服役，土建及机泵设备老损严重，不少泵站现已无法运行，已严重制约了 当地农业及农村经济的发展。汲东泵站现状情况表详见 1.1-1。 2 表表 1.1-1 霍邱县汲东泵站现状基本情况表霍邱县汲东泵站现状基本情况表 特征水位(m) 序 号 泵站名称 本期需更 新改造泵 站 建成 年份 装机容量 (kw/台) 设计流量 (m3/s) 防洪 水位 设计进 水位 设计出 水位 29 汲东泵站汲东泵站410093/8647.50 1刘李一站 刘李站 一机房 刘李一站19981250/54.7225.5018.2035.00 2刘李二站 刘李二站19981120/43.8834.7053.50 3花园一站 花园站 一机房 199155/10.31425.5018.2028.50 4花园二站 1991110/20.43851.0066.54 5花园三站 1991110/20.43851.0066.54 6花园四站 199160/20.3050.0058.50 7花园五站 199875/10.4525.5019.0024.50 8花园六站 1988275/53.025.5020.0025.50 9孟集一站 孟集站 一机房 20073000/125.425.5018.5053.00 10孟集二站 199155/10.31425.5018.5029.00 11孟集三站 199074/20.43825.5018.5029.00 12孟集四站 199130/10.19525.5018.0026.50 13孟集五站 1990220/41.8025.5020.0025.50 14王圩一站 王圩站 一机房 199630/10.19525.5017.0026.50 15王圩二站 199630/10.19525.5017.0026.50 16王圩三站 199630/10.19525.5017.0026.50 17王圩四站 196974/20.625.5017.0026.50 18王圩五站 1969165/31.3525.5017.0026.50 19王圩六站 1969110/20.925.5017.0026.50 20王圩七站 1969110/20.925.5017.0026.50 21潘集一站 潘集站 一机房 1994485/52.02725.5018.0031.50 22潘集二站 1994445/52.0531.4044.50 23冯瓴一站 冯瓴站 一机房 1998370/20.7227.4520.5051.30 24冯瓴二站 1990150/20.749.5063.00 25冯瓴三站 冯瓴三站1995900/93.09/9.2727.4519.8025.00 26彭塔一站 彭塔站 一机房 彭塔一站1991600/62.06/6.1830.4622.525.70 27彭塔二站 199055/10.21951.0065.40 28彭塔三站 199030/10.1551.0057.00 29彭塔四站 199775/10.1321.0057.00 3 2008 年 11 月，霍邱县汲东泵站被列入全国大型泵站更新更造计划，同年 11 月 18 日，霍邱县水务局上报了汲东泵站更新改造编制基本情况及报表。2009 年 12 月，汲东泵站管理单位霍邱县汲东分局提供了汲东泵站现状调查报告，同年 2 月 17 日，受霍邱县水务局委托，水利部泵站测试中心对汲东泵站土建、机电和金属结构 进行了全面检测。根据现状调查报告和安全检测报告所提出的问题，受霍邱县水务 局委托，安徽省六安市水利水电规划设计院对该站进行了工程复核计算。2009 年 3 月 9 日，安徽省江淮泵站安全鉴定中心受安徽省水利厅委托，组织有关泵站工程专 家对霍邱县汲东泵站进行了安全鉴定。2009 年 3 月 31 日，水利部组织有关专家对 汲东泵站进行了现场核查，确定了汲东泵站本期急需更新改造为 4 座主要站，分别 为刘李一站、刘李二站、冯瓴三站、彭塔一站。2010 年 1 月 28 日，水利部组织有 关专家在北京召开了对汲东泵站 4 座主要站安全鉴定结果审查复核会，基本同意了 安徽省对汲东泵站 4 座主要站安全鉴定结果，并提出了部分修改意见。 受霍邱县水务局委托，按照水利部安全鉴定复核结果，依据泵站设计规范 （gb/t50265-97）、泵站技术改造规程（sl254-2000）、水利水电工程可行 性研究报告编制规程（dl5020-93）等有关规范和规程，我院特编制汲东泵站 4 座主要泵站更新改造工程可行性研究报告。 1.21.2 水文水文 史河灌区位于我省江淮之间，处在亚热带的北部边缘。经统计多年平均降水量 989.8mm，降水的年际变化大，最大年降水量 1335.3mm（1983 年）是最小降水量 472.4mm(1978 年)的 2.83 倍。年内降水分配也不均，降水量主要分布在 59 月份， 总量为 655.5mm，夏季降水最集中的约为 458.9mm,春季为 211.0mm,秋季为 242.2mm，冬季仅有 77.9mm。降水规律为 17 月份逐渐增加，812 月份逐渐减 少。年降水相对变律为 19，各月降水变律为 40以上。由于降雨不平衡，故易发 生旱涝灾害，一般情况下，以旱灾为主，尤其是近几年灌区更是少雨，旱灾尤为严 重。 汲东泵站 4 座主要站提水水源为城东湖、汲河及淠河；排水区为冯瓴乡的民生 圩和彭塔乡的隐贤圩。 1.31.3 地质地质 4 通过可研阶段的地质勘探，已基本探明刘李一站、刘李二站、冯瓴三站、彭塔 一站 4 座泵站建筑物所处的地基情况。各站的地质有较大不同，刘李一站、刘李二 站地层自上而下分别为素填土（q4ml）和粉质粘土（q3al）。站房及防洪闸闸址外地 层以第(2)层粉质粘土层（q3al）为主，允许承载力达到 240260kpa，各项物理力 学指标较好，可作为建筑物基础持力层。 冯瓴站三站在钻孔控制深度范围内地层自上而下分别为素填土（q4ml）、 粉质粘土（q4ml）、淤泥质粉质粘土（q4ml）、粉质粘土（q4ml）细砂 （q4ml+pl）和粉质粘土（q3al+pl）。素填土层厚 0.308.30m，层底高程 19.6020.29m。粉质粘土层层厚 1.902.80m，层底高程 17.2518.77m。淤泥 质粉质粘土层层厚 1.704.00m，层底高程 13.9916.22m。粉质粘土层层厚 2.104.10m，层底高程 11.1513.42m，物理力学性质指标较好，可作为本工程地 基持力层使用。细砂层层顶高程 11.1514.77m，埋藏较深，可作为本工程的地 基持力层使用。粉质粘土层在场区内普遍存在，物理力学性质指标较好。层顶高 程 5.877.35m，是深基础较为理想的地基持力层。 彭塔一站在钻孔控制深度范围内地层自上而下分别为素填土(q4ml)和细砂(q4al)。 素填土(q4ml)层厚为 1.40 1.70m，层底标高一般在 22.7824.11m；细砂层(q4al)揭 露最大厚度为 7.60m，具中等渗透性，允许承载力 0=110(kpa)。土层力学指标一 般。 1.4 工程任务与规模工程任务与规模 汲东泵站现有 29 座站组成，总装机 86 台10093kw，设计流量 47.5 m3/s，其 中设计灌溉面积 37.59 万亩，灌溉流量 37.22 m3/s；设计排涝面积 7.14 万亩，排 涝流量 15.45 m3/s。抽水水源为城东湖、汲河、淠河，排水区为冯瓴乡的民生圩和 彭塔乡的隐贤圩。 汲东泵站本期规划更新改造为 4 座主要泵站，分别为刘李一站、刘李二站、冯 瓴三站、彭塔一站，改选后总装机 26 台 4250kw，设计提灌流量 13.85 m3/s，设计 排涝流量 15.45 m3/s，设计灌溉面积 13.80 万亩，设计排涝面积 7.14 万亩。4 座站 的主要任务就是在干旱年份，抽引城东湖、汲河、淠河水补给汲东灌区，使灌区的 灌溉保证率提高到 80%，冯瓴三站及彭塔一站同时还承担冯瓴乡民生圩和彭塔乡隐 贤圩两圩区汛期排涝任务。 5 1.5 工程布置及主要建筑物设计工程布置及主要建筑物设计 霍邱县汲东泵站系淠史杭灌区汲东干渠的重要灌溉补给站，规模为大（二）型 泵站，分布在潘集、孟集、花园、冯瓴、彭塔等 5 个乡镇，通过提引城东湖、淠河、 汲河等自然河道及汲东干渠水进行灌溉。汲东泵站本期更新改造共有 4 座站，总装 机 26 台 4250kw，设计提灌流量 13.85 m3/s，设计排涝流量 15.45 m3/s，设计灌溉面 积 13.80 万亩，设计排涝面积 7.14 万亩。根据泵站设计规范（gb/t50265- 97）规定，确定刘李一站、刘李二站工程等别为等，主要建筑物（泵房、防洪闸 和进出水池等）为 3 级建筑物，次要建筑物级别为 4 级；冯瓴三站及彭塔一站工程 等别为等，主要建筑物（泵房、压力水箱、穿堤涵洞和进出水池等）为 4 级建筑 物，次要建筑物级别为 5 级。 各泵站均由进水渠、拦污检修闸、泵房及其附属建筑物、出水管道及出水渠等 组成。刘李一站、彭塔一站泵房为分层分基型，上层为配电间，下层为泵室；刘李 二站、冯瓴三站为单层分基型，配电间和泵室均布置在同层。前池为正池进水，出 水建筑物采用开敞式出水池和压力水箱两种形式。 本阶段对 4 座站的主要工程建筑物进行了不同工况下的整体稳定和地基应力计 算。结果表明，各建筑物的整体稳定安全系数均满足规范之规定。冯瓴三站出水涵 洞基底应力大于该层的地基承载力，经方案比选后，采用水泥搅拌桩进行处理。 1.6 水力机械与金属结构水力机械与金属结构 针对汲东泵站各站水力机械现状，根据汲东泵站安全鉴定报告书鉴定结论， 按照本阶段工程规划条件，对各站的水力机械处理如下：对安全鉴定为三类设备的， 因其技术状态较差，设备的主要部件有损坏，存在影响运行的缺陷或事故隐患，拟 对该设备进行维修。对安全鉴定为四类设备的，或因设备已严重损坏，或因制造、 安装等原因造成设备本身有严重缺陷，或国家或行业已明令淘汰，或虽未列入淘汰 产品,但技术已明显落后，耗能高，效率低，技术状态差的产品和设备，拟对该设备 进行更新。 本次对汲东泵站列入更新改造的 4 座站的金属结构更新改造主要内容有：对刘 李一站、彭塔一站现有防洪设施拆除重建，更新砼（铸铁）闸门为平面钢闸门，配 6 备相应的手电两用启闭设备；增设冯瓴三站的防洪闸门和启闭设备；增设各站的拦 污设施。 1.7 电气设计电气设计 汲东泵站电源来自霍邱城关 110kv 变电所，以单回路 35kv 分别向孟集、左王 2 处变电所供电，输电线路长度约为 23.5km、22km，其中刘李一站直供长度 36.5km，刘李二站直供长度 34km，其余两站由 2 处变电所降压后以 10kv 单回路供 电，单线长度在 10km 以内，导线规格分别为 lgj-35、lgj-70。 刘李一、二站维修利用各自 2 台主变，容量分别为 1000kva、630kva，800kva、630kva，各带 6、5 台机运行，0.4kv 低压侧采用单母 线接线，主变高、低压侧均设断路器，电机起动方式采用软起动。 冯瓴三站更新原两台主变为 1 台 s11-1250/10、彭塔一站对原 1 台主变进行扩 容为 s11-1000/10。两站主接线采用单母线不分段，电机起动方式也采用软起动。 1.8 施工组织设计施工组织设计 霍邱县汲东泵站更新改造工程规模为大（二）型，枢纽由进水渠、拦污检修闸、 泵房及其附属建筑物、出水管道及出水渠等组成。施工对外交通条件较为便利，施 工设备及外购材料主要陆运至施工现场。工程施工以机械为主，回填土方利用挖方， 拆除的建筑弃渣就近弃于建筑物附近或渠道两侧护堤地。主要工程量见表 1.8-1。 表 18-1 霍邱县汲东泵站更新改造工程量汇总表 工程项目 土方 开挖 (m) 土方 回填 (m) 浆砌石 (m) 碎石 垫层 (m) 砼及钢 筋砼 (m) 钢筋 (t) 模板 (m2) 水泥 搅拌桩 (m) 刘李一站14516.0411544.51229.3.31956.7122.31173.70 刘李二站1012.42419.5851.9488.3220 冯瓴三站9737.26537.31231.62081.768.92228.2870.10 彭塔一站3515.62961.2663.4587.926.91072.4 合计28781.2621462.52746.95114.6218.14694.3870.1 该项目施工总工期计划安排 10 个月，从第一年的 9 月初施工准备到第二年 6 月底竣工验收结束。施工准备期 1 个月，进行场内施工道路、临时建房及水电管路 铺设等准备。主体工程施工期 8 个月，施工控制性进度要求为：第一年 11 月底以 前完成进出水建筑物工程施工；次年 2 月下旬完成四类泵站的拆除、重建站的基础 7 开挖及砼浇筑；次年 2 月中旬完成水泵机组安装；次年 3 月下旬完成电气设备安装； 次年 4 月完成变电站安装工程；次年 6 月工程完工、准备验收。 此次更新改造工程施工总工日 196 个，施工期平均上工人数 500 个，高峰人数 800 个。主要建筑材料需用量见表 1.8-2。 表 1.8-2 主要建筑材料表 名称水泥(t)钢筋(t)板枋材(m)块石(m)碎石(m)黄砂(m) 1713243.725.6280331693077 1.9 工程征地及拆迁补偿工程征地及拆迁补偿 工程占地分永久和临时占地。永久占地包括引水渠道占地、泵站厂房占地和管 理区占地以及出水渠占地等。临时占地包括弃土区占地和施工临时用地等。 该项目系更新改造工程，工程占地主要发生在原站区管理范围内，不存在征地。 1.10 环境保护设计环境保护设计 1.10.11.10.1 环境影响综合评价环境影响综合评价 该项目实施解决了当地的干旱缺水矛盾，为灌区农作物的高产稳产和农村人畜 用水提供了水源，对本区的经济发展、社会稳定起到了积极的作用。工程建设对环 境的影响主要是施工期的影响，随着施工期的结束及采取一定的对策措施以后，影 响将随之消失。因此，从环境角度看，不存在制约工程兴建的因素。 1.10.21.10.2 环境保护措施环境保护措施 该项工程共修建隔油池 4 个、沉淀池 4 个、化粪池 4 个分别对施工机械维护冲 洗含油废水和施工人员生活污水进行处理。建筑垃圾用于修筑道路和填筑场地，多 余部分用于填塘或就近集中填埋。严格按水土保持设计方案，恢复植被，减少水土 流失量，组织施工人员定期体检、保证饮饮用水卫生和仪器卫生、保证生活区环境 卫生以保障施工人员人群健康。 8 1.10.21.10.2 施工期环境监测措施施工期环境监测措施 施工期间对施工人员生活饮用水、施工机械维护冲洗含油废水、施工噪声等进 行监测。 1.10.31.10.3 环境保护投资环境保护投资 该项工程环境保护总投资为 35.69 万元。 1.11 水土保持设计水土保持设计 本项目为泵站更新改造工程，基本上是在原有建筑物基础上拆除重建或维修加 固，根据该项工程的特点，工程的施工期为水土流失的主要预防期，施工造成新的 水土流失项目主要包括建筑物基础土方开挖、土料场开挖、弃土弃渣及废弃物堆放、 施工临时区等。 根据工程建设区地形、地质、土壤条件及区域水土流失状况，结合施工特点、 施工布置和建设区近远期发展规划，以及所产生的水土流失影响和防治目标，统筹 制定水土保持措施。按照工程措施和植物措施相结合、重点治理和一般防护相结合、 治理水土流失和恢复、提高土地生产力相结合原则，对建设区水土流失进行系统、 全面设计，形成完整的水土流失防治体系。 该项工程新增水土保持投资 75.16 万元，其中水土流失治理费 69.44 万元，预 备费 4.17 万元，水土保持设施补偿费 1.55 万元。 1.12 节能设计节能设计 该项工程主要能耗种类为电、水。本次设计的门窗采取严格的密封措施，避免 冷热空气的频繁对流，使用空调过程中，应根据当地的气候条件，合理调节室温和 使用时间，以降低能耗；施工方面采用合理紧凑的布置方案，尽量少占耕地，采用 高效的施工机械和合理的施工顺序来节约能源。 1.13 工程管理工程管理 为了保证工程正常运用、工程安全和充分发挥工程效益，促进工程管理工作的 正规化、制度化、规范化，不断提高管理水平，按照相关规范的管理要求，并结合 9 该项工程的管理实际，制定管理措施，完善管理机构、人员配备和管理设施，明确 工程管理范围和保护范围。 本期汲东泵站 4 座主要站更新改造后，仍交由霍邱县水务局汲东分局管理，继 续负责整个汲东泵站工程的日常维修养护、抽水灌溉与管理等。根据水利部、财政 部水利工程管理单位定岗标准（试点）（水办2004307 号）并结合实际情况， 汲东泵站共需配备人员 58 人，本次进行改造 4 座站共配备 40 人，其中刘李一站 16 人、刘李二站 10 人、冯瓴三站 8 人、彭塔一站 6 人，所配备人员可从汲东分局现 有富余人员中合理调配。生产、管理区建设本着有利管理、方便生活、经济适用的 原则，根据有关规定，办公用房按 12m2/人，对现有的刘李一站、刘李二站、冯瓴 三站、彭塔一站管理房计 408m2进行重建，另增设车库、仓库等，共需建管理用房 1080 m2。另外，为了方便职工生活，拟新建水井 4 眼、水箱 4 座，同时配备一些必 需的交通工具、通讯设施、办公设备、工程观测设施等。 1.14 工程投资估算工程投资估算 汲东泵站 4 座站更新改造工程总投资为 3200.03 万元。其中基本预备费 280.83 万元，水土保持措施投资 75.16 万元，环境保护措施投资 35.69 万元。 该项工程主要工程量分别为：引水渠清淤土方 63800m3，泵站土方 48193m3， 砌石（砖）3889.3m3（含拆除量），砼及钢筋砼 5114.6m3（含拆除量），模板 4694.4m2，水泥搅拌桩基础 870.1m3。 建筑工程主要材料用量为：块石 2802.5m3，碎石 3168.5m3，黄砂 3077.4m3，砖 157.7 千块，水泥 1712.5t，钢筋 243.7t，板枋材 25.6m3，汽油 4.06t，柴油 26.4t，钢模板 3.44t。 1.15 经济评价经济评价 该项工程经济内部收益率 16.29%，大于 8%的社会折现率，经济净现值 2445.59 万元，大于零，经济效益费用比 1.54，静态投资回收期 3.26 年，说明该 项工程在经济上是合理的。从敏感性分析成果可知，在投资增加 20%(irr=12.46%) 或效益减小 20%(irr=11.67%)、或投资增加 15%同时运行费用减少 15%( irr=10.18%)的 情况下，该项工程经济内部收益率均大于社会折现率 8%，经济净现值均大于 0，经 济效益费用比均大于 1，表明该项工程具有较强的抗风险能力。 10 工程的实施将有力地促进本地区社会经济的发展，具有很好的经济效益和社会 效益，经济上是合理的。 11 第二章第二章 水文水文 2.1 灌区概况灌区概况 本次拟建的霍邱县汲东泵站位于淠史杭灌区西部史河灌区的汲东干渠范围内。 安徽省史河灌区总土地面积 3526km2，取水主要由梅山水库泄水通过红石嘴渠 首枢纽进水闸入史河总干渠，设计引水流量 145m/s，设计灌溉面积 285 万亩（另 河南省 98 万亩由南干渠进水闸引水，引水流量 45m/s）。目前灌区内已建成红石 嘴渠首枢纽工程，史河总干渠，汲东、沣东、沣西等 3 条干渠形成史河灌区。 史河灌区境内或边缘有城西湖、城东湖。城西湖、城东湖在干旱年份为史河灌 区沣西、沣东、汲东干渠尾部提供补给水源。城东湖、城西湖的集水面积分别为 1774 km2和 2170 km2，兴利库容分别为 1.0 亿 m和 3.0 亿 m，两湖均与淮河相通， 水资源相对较丰富。 史河灌区历史上自然灾害频繁。建国前的 500 年间，平均 23 年有一次水灾 或旱灾发生，而本区的特点是旱多于涝。易旱的原因主要是雨量分布不均衡。从地 形上看，史河发源于大别山区，水资源丰富，但灌区大部分是岗丘冲洼，河道低于 农田，很难利用河水来自灌，每年雨季，大雨以后，山水泄入天然河道，而 80%的 岗丘地带却求水不得。从地域上看，灌区外的西部山区雨多而耕地少，灌区内的丘 陵区降雨偏少而耕地集中，北部沿淮地区降雨量更少。从时间上看，年降雨量分布 不均，一般夏季雨丰，而夏秋之交农作物需水高峰期却雨量稀少。另外，本地区农 作物以水稻为主，盛夏期间正是水稻打苞抽穗的关键时节，而气温高、蒸发量大， 立秋前后若不下透雨或无雨，便极易形成干旱。 汲东干渠属安徽省淠史杭灌区史河灌区的三大干渠之一，设计灌溉面积 103.41 万亩，渠道全长 117.25 km（含退水渠 4.69 km），渠首设计流量 51.50m/s。灌溉 范围包括金寨县、裕安区及霍邱县。汲东干渠霍邱段渠道长 63.75km（含退水渠 4.69 km），灌溉面积 45.3 万亩（含提水灌区 31.5 万亩），共分为两段：一段自裤 档叉至裕安区的资圣寺（0+00016+680），长 16.68 km，属霍邱县水务局史河总 干分局管理；另一段自赵咀子至徐院墙（70+180112+560），长 42.38km（不含 徐院墙至渠尾刘岗跌水长 4.69km 的退水渠），属霍邱县水务局汲东水务分局管理。 12 汲东干渠兴建于 1958 年，1962 年开始通水灌溉，部分受益，1965 年干渠全线 通水，汲东干渠霍邱段自建成以来，在灌溉及城乡供水等方面效益显著。但经 40 多年的运行，干渠渠道及渠系配套建筑物老损严重，已直接影响了灌区应有效益的 发挥。灌区虽于 2002 年利用国债进行了部分建筑物的续建配套，灌溉条件得到初 步改善，但由于投入资金不足、续建配套工程不完善，汲东干渠上段的险工险段基 本未处理，加之经济上长期入不敷出，造成工程设施老化、失修严重，灌溉效益日 见萎缩。一遇干旱年份，桂庙流量站便断流，汲东片农田灌溉只有依赖从城东湖、 汲河、淠河等提水以解燃眉之急。 霍邱县城东湖位于淮河右岸、霍邱县城东部，由南北向不均匀升降运动，经淮 河泛滥淤积、洼地积水形成。湖区范围：东起罗家岗，向南经汪咀子、黄泊渡、胡 家埠、孟集，然后向西越汲河至三流集，再向北经曹墩子、滕桥、茅桥、赵咀子至 唐家冲。地形狭长，东西平均宽度 56km，南北平均长度 30km，面积约 180 km2。 汲河流域范围为东界淠河，西邻沣河，北抵淮河，南依丘陵。流域面积 2170 km2，其中丘陵区占 63.2，山区占 10.1，平原区占 12.6，湖泊占 14.1。河 道全长 160km，基本东北向流，平均比降 1.91。淠史杭灌区开发后，流域内西承 沣东干渠以东来水，东纳汲东干渠以西来水，南与西淠河分水界相邻，北部抵淮河， 流域南北狭长，平均长约 95km，宽约 23km。 淠河在两河口以上分两支，西支称西淠河，东支称东淠河；两河口以下至正阳 关入淮，称淠河，其上以东淠河为主源。流域范围：东界东淝河，西邻汲河，南依 大别山脉北麓，北达淮河。流域面积 6000km2，其中山区占 70.4，丘陵区占 23.2，平原区占 6.4；河道总长度 260km，其中两河口以上 130km，两河口以下 130km，平均比降 1.46。 2.22.2 气象气象 .史河灌区位于我省江淮之间，处在亚热带的北部边缘。经统计多年平均降水量 989.8mm，降水的年际变化大，最大年降水量 1335.3mm（1983 年）是最小降水量 472.4mm(1978 年)的 2.83 倍。年内降水分配也不均，降水量主要分布在 59 月份， 总量为 655.5mm，夏季降水最集中的约为 458.9mm,春季为 211.0mm,秋季为 242.2mm，冬季仅有 77.9mm。降水规律为 17 月份逐渐增加，812 月份逐渐减 13 少。年降水相对变律为 19，各月降水变律为 40以上。由于降雨不平衡，故易发 生旱涝灾害，一般情况下，以旱灾为主，尤其是近几年灌区更是少雨，旱灾尤为严 重。 2.3 降雨、蒸发降雨、蒸发 根据六安、正阳关、固始 3 站 1951 年1998 年共 48 年降雨、蒸发量资料，按 自述平均值计算的史河灌区多年平均降雨量为 1006mm，多年平均蒸发量为 1113mm（80cm 口径蒸发皿的蒸发量），见表 2.3-1。灌区历年降水量丰、枯变化较 大，建国以来，1954 年和 1978 年是灌区最大的洪水年份和最严重的干旱年份。 1954 年降水量是多年平均值的 1.57 倍，1978 年降水量是多年平均值的一半，丰水 年和枯水年的比值为 3：1。史河灌区降雨、蒸发量见表 2.3-1。 表 2.3-1 史河灌区降雨、蒸发量统计表 年份降雨(mm)蒸发(mm)年份降雨(mm)蒸发(mm) 1951855101319751373907 1952103089019767361085 19538461063197710841033 1954158390619785381286 1955941105619799341132 195612801092198011481049 1957906110019818381286 19588721219198211071084 19599361302198312011086 19601307109119849541067 1961814118619851280951 19621125114919868051142 196310761090198712821061 19641087113419888971124 19658451276198911411100 1966549142719908921268 19676611355199115131095 1968998128119928151273 19691163114719931082899 1970109410391994820987 1971936116419957551013 19721102109519961102972 14 1973915106119978031144 19749691200199812861063 平均 10061113 15 2.42.4 径流径流 史河灌区总土地面积 3526km2，多年平均降雨量为 1006mm，多年平均径流深 331mm，多年平均径流量 11.2 亿 m，灌区径流系列及其特征值见表 2.4-1。灌区历 年地表径流量丰、枯变化也较大，1991 年径流量是多年平均值的 3.04 倍，1978 年 径流量是多年平均值的 0.23 倍，丰水年和枯水年的比值达 13：1。 史河灌区位于江淮分水岭北侧丘岗地带，属波状平原裂隙孔贫水区，无良好的 含水层，地下水资源贫乏。河谷两侧和平畈区虽有地下水，但埋藏较深，出水量甚 少，只能作为农村生活用水的补充。史河灌区当地径流见表 2.4-1。 16 表 2.4-1 史河灌区当地径流成果表 年份径流深(mm)径流量(mm)年份径流深(mm)径流量(mm) 19511866.61978752.6 19522348.319792418.5 19531906.7198035912.7 195466323.419812348.3 19552468.7198236612.9 195645516198342014.8 19572619.2198428910.2 19582328.2198540814.4 19592237.919862177.7 196036512.9198739213.8 19611565.5198829610.4 196231511.11989612.521.6 196333311.71990333.511.8 196432511.51991966.534.1 19652117.4199233811.9 1966893.11993480.516.9 19671003.51994326.511.5 196833711.91995221.57.8 196934312.1199659821.1 197030810.91997435.815.4 197129510.4199870224.8 197232811.6 19732047.2 平均 330.711.2 19742559 最大 966.534.1 197545616.1 最小 752.6 19761425cv0.50.5 197731211cs1.511.51 17 第三章第三章 工程地质工程地质 3.1 地质概况地质概况 3.1.13.1.1 地形地貌地形地貌 汲东灌区泵站位于江淮丘陵的西、北部，泵站主要分布于城东湖的东、南侧及 淠河西侧丘陵地区，地势起伏较大，呈南高北低向城东湖倾斜之势，所处地貌单元 为江淮低山堆积丘陵。灌区泵站补水主要由城东湖、汲河、淠河。 3.1.23.1.2 地层岩性地层岩性 汲东灌区泵站地处扬子地层区、大别山地层分区、六安地层小区。泵站区内为 第四纪地层所覆盖，厚度一般为 20m 左右，主要发育有上更新统(q3)粘土、全新统 (q4)粉质粘土、砂土、在河床及阶地一般具二元结构。下伏为第三系（e）红色砂岩， 厚度大于 100m，第三系红色砂岩一般为弱胶结，较松散，易风化，易软化。 3.1.33.1.3 地质构造地质构造 据安徽省区域地质资料，汲东灌区泵站位于合肥断陷盆地西北部，主要受断块 构造作用控制，大多活动于燕山期至喜马拉雅早期，自石炭纪以来一直受下降运行 的控制，到白垩纪沉降规模巨大，达 4000m，区内普遍发育了巨厚的第三纪和第四 纪的沉积地层。 区内构造主要由近东西向的断裂、坳陷和褶皱组成，它们对中新生代地层的 发育与分布均起着一定的控制作用。自新生代以来区内新构造运动的明显的间歇性 沉降，不均匀抬升为主，运动强度小，振荡性显著，继承性明显。 根据区域地质资料，汲东灌区泵站区内岩浆岩不发育，断裂构造不发育。 3.1.43.1.4 地震动参数地震动参数 根据中国地震动参数区划图(gb18306-2001)该区地震动峰值加速度为 0.05g，相应地震基本烈度为度。根据有关规定汲东泵站建筑物可不进行抗震复核。 中国地震动参数区划图见图 3.1-1。 18 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15 0.05 绘制 2008年5月 霍邱县汲东泵站灌区工程位置 图 3.1-1 中国地震动参数区划图 3.2 工程地质条件工程地质条件 3.2.13.2.1 刘李一站地质条件刘李一站地质条件 刘李站一站在钻孔控制深度范围内地层自上而下分别为素填土(q4ml)和粉质粘 土(q3al)： 19 1、 素填土(q4ml) 地质条件：素填土(q4ml)：颜色以褐黄色为主，密实度为松散稍密，湿度为 湿很湿。主要成分为粉质粘土，层内夹有碎石、块石等。层厚为 0.801.10m， 层底标高一般在 18.6219.24m。 地质评价：该层主要分布在泵房附近低洼处。地层含水量较大，结构呈松散 稍密状。标准贯入 n=45 击，比贯入阻力 ps=0.70mpa，允许承载力 0=60kpa。土 层力学指标较差。 2、 粉质粘土层(q3al) 地质条件：粉质粘土层(q3al)：颜色以褐黄为主，稠度呈可硬塑状，湿度为 湿。层内夹有少量铁锰质结核。本次勘察时揭露最大厚度为 10m。 地质评价：该层在场区内普遍存在。土层的压缩系数 e0=0.110.17mpa-1。土 体具中压缩性；土层的垂直渗透系数（室内试验）k=5.2210-51.1210-6cm/s， 具弱微渗透性，土层的标贯 n=717.7 击，比贯入阻力 ps=4.69mpa，允许承载力 0=260kpa。土层力学指标较好。 表 3.2-1 物理力学指标一览表 土 名 含水率 (%) 干密度 d (g/cm) 孔隙比 e 粘聚力 c (kpa) 内摩 擦角 () 压缩 模量 es (mpa) 标准 贯入 n63. 击/30cm 容许承载 力 0 (kpa) 素填土 4.560 粉质粘土 26.91.560.74732.420.611.415260 3.2.23.2.2 刘李二站地质条件刘李二站地质条件 刘李二站在钻孔控制深度范围内地层自上而下分别为素填土(q4ml)和粉质粘土 (q3al)： 1、素填土(q4ml) 20 地质条件：素填土(q4ml)：颜色以褐黄色为主，密实度为松散稍密，湿度为 湿很湿。主要成分为粉质粘土，层内夹有碎石、块石等。层厚为 0.401.10m， 层底标高一般在 35.5636.46m。 地质评价：该层主要分布在泵房附近低洼处。地层含水量较大，结构呈松散 稍密状。标准贯入 n=5.0(击)，比贯入阻力 ps=0.85mpa，允许承载力 0=80kpa。 土层力学指标较差。 2、粉质粘土层(q3al) 地质条件：粉质粘土层(q3al)：颜色以褐黄为主，稠度呈可硬塑状，湿度为 湿。层内夹有少量铁锰质结核。本次勘察时揭露最大厚度为 9.60m。 地质评价：该层在场区内普遍存在。土层的压缩系数 e0=0.110.17mpa-1。土 体具中压缩性；土层的垂直渗透系数(室内试验)k=6.2410-51.2910-6cm/s，具 弱微渗透性，土层的标贯 n=1221 击，比贯入阻力 ps=5.16mpa，允许承载力 0=240kpa。土层力学指标较好。 表 3.2-2 物理力学指标一览表 土 名 含水率 (%) 干密度 d (g/cm) 孔隙比 e 粘聚力 c (kpa) 内摩 擦角 压缩 模量 es mpa 标准贯 入 n63. 击 /30cm 容许承载力 0 (kpa) 素填土 580 粉质粘土 26.91.570.73131.123.411.215.9240 3.2.33.2.3 冯瓴三站地质条件冯瓴三站地质条件 冯瓴三站在钻孔控制深度范围内地层自上而下分别为素填土（q4ml）、粉 质粘土（q4ml）、淤泥质粉质粘土（q4ml）、粉质粘土（q4ml）细砂（q4ml+pl） 和粉质粘土（q3al+pl）： 1、 素填土(q4ml) 地质条件：素填土(q4ml)：颜色以褐黄、灰、灰黄色为主，密实度为松散稍 密，湿度为稍湿很湿。该层为人工筑堤时堆积而成，主要为粉质粘土，含少量铁 锰质结核，表层含植物根系，局部夹粉土、腐殖质成分。层厚 0.308.30m，层底 高程 19.6020.29m。 21 地质评价：该层在整个场区沿堤线分布，在钻孔 zk1、zk2、zk3、zk4出现，钻 孔最大揭露厚度为 8.30m，压缩系数为 1-2=0.180.36mpa-1,为中等压缩性土。标 贯击数为 n63.5=6.4 击(标准值)，压缩模量 es=5.55mpa(标准值)，力学指标一般。 饱和慢剪试验粘聚力 c=14.4kpa（标准值），内摩擦角 =11.5o（标准值），抗剪 能力一般。层底高程 19.6020.29m，根据该项工程特点，该层不考虑作为该项工 程的地基持力层使用。 2、粉质粘土层（q4ml）： 地质条件：粉质粘土层（q4ml）：颜色以黄、黄灰为主，稠度呈流可塑状， 湿度为很湿饱和。主要由粉质粘土组成，局部夹粉土、铁锰质结核，在钻孔 zk5、zk6表层含植物根系。层厚 1.902.80m，层底高程 17.2518.77m。 地质评价：该层在场区内普遍存在，稠度呈软可塑状，局部为流塑状，压缩 系数为 1-2=0.300.55mpa-1，为中高等压缩性土。标贯 n63.5=5.1 击(标准值)， 压缩模量 es=4.58mpa(标准值)，物理力学性质指标一般，层底高程 17.2518.77m。根据该项工程特点不能直接作为地基持力层使用。 3、 淤泥质粉质粘土层（q4ml）： 地质条件：淤泥质粉质粘土层（q4ml）：颜色以灰色为主，稠度呈流软塑状， 湿度为饱和。以淤泥质粉质粘土为主，局部夹淤泥质粉土，土体夹腐殖质成分。层 厚 1.704.00m，层底高程 13.9916.22m。 地质评价：该层在场区内普遍存在，稠度呈流塑状，压缩系数为 1- 2=0.480.64mpa-1，为中高等压缩性土。标贯 n63.5=3.2 击(标准值)，压缩模 量 es=3.16mpa(平均值)，物理力学性质指标差，根据该项工程特点不能作为该项工 程地基持力层使用。 4、 粉质粘土层（q4ml） 地质条件：粉质粘土层（q4ml）：颜色以灰、灰黄色为主，稠度呈可塑状，湿 度为湿。土体局部薄层细砂成分，土体内夹铁锰质结核。该层在 zk5 号钻孔处缺失， 层厚 2.104.10m，层底高程 11.1513.42m。 地质评价：该层在场区内仅在 zk5 钻孔缺