北大河堤防工程初步设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除北大河堤防工程（清嘉高速公路新312国道桥段）初步设计 2.水文2.1流域概况 讨赖河地处河西走廊中部，发源于祁连山区讨赖南山的东段，出山口冰沟以上，地势高亢，气候寒冷，海拔在30005000m之间，常年积雪，有现代冰川分布,年降水量约300m，径流补给以冰雪融水和降水为主，是讨赖河的产流区，出山口冰沟站多年平均径流量6.4亿m3，控制流域面积6883km2。 冰沟至鸳鸯池水库为讨赖河中游段，区间流域面积5556km2，地势平坦，光热资源充足，但干旱极其严重，年降水量85.3mm，蒸发量2148.8mm，干旱指数大于25，是典型干旱地区的灌溉农业经济区，也是径流的主要效益区。讨赖河自冰沟出山后又称北大河，在嘉峪关渠首处转向东流，绕酒泉市肃州区城关横穿绿洲灌区，在西下坝有临水河、清水河汇入，流经夹山后进入鸳鸯池水库。值得提出的是：在酒泉市肃州区西南，发源于祁连山文殊山口以上和山前冲洪积扇形成的季节性文殊沙河洪水，对肃州城区威胁极大，经整治现修建有一条排洪沟，将洪水导向距市区上游5km的北大河，文殊沙河洪水的加入对下游两岸的防洪增加了较大的压力，特别是对工程区河段防洪压力增加较大。2.2工程段河道特征工程区河道长5.5km，位于酒泉市肃州区城北312公路大桥以上，平均比降8.1，河道受人类活动的影响，床面宽从上游1.6km至下游312公路大桥逐渐缩窄为410m，河床质为砾卵石组成，床面平整较顺直，水流通畅，左岸地势较高，为建成的鸳鸯输水渠和新312公路，右岸较平坦，分布有不连续的间断砂砾土堤堤，一般小水期主流偏向右岸，大中水主流摆动不定，新312公路大桥净跨380m，对上游水流有一定控制作用，但遇大水时，两岸防洪压力大。2.3气象讨赖河上游地势高峻，气候阴湿寒冷，属高寒半干旱气候。冰沟至鸳鸯池水库为中游走廊平原区，光热充足，干旱严重，属温带干旱气候，具有冬季寒冷，夏季炎热，干旱少雨，春季多大风的特点。根据酒泉气象站资料统计：工程区多年平均气温7.3，极端最高气温38.4，极端最低气温-31.6，降水量85.3mm，主要集中在69月，占年降水量的69%，蒸发量2148.8mm，日照时数3033.4h，平均风速2.4m/s，最大风速21m/s，风向多西北，无霜期130d，最大冻土深1.32m。春季沙尘暴，夏季干热风，是本区的主要灾害天气。有关气候要素见表21。精品文档酒泉市气象站地面气候要素表表21项目单位一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月 十二月全年历年各月平均气温-9.7 -5.91.89.415.120.121.820.7157.4-1.2-7.97.3历年各月最高气温-2.31.69.517.222.927.228.72822.615.46-0.814.7历年各月最低气温-15.1-12.1-4.42.38.212.614.5148.51.2-6.5-13.31历年各月极端最高气温10.7 15.223.330.233.636.138.437.532.22917.917.338.4历年各月极端最低气温-28.6-31.6-20.7-10.6-3.42.47.76.4-3.6-9.4-24.2-27.4-31.6历年各月降水量mm1.62.435.39.110.720.617.110.51.81.91.385.3历年各月蒸发量mm34.357.3146.4256.9316.7312.5292.7273.3207.514570.435.92148.8历年各月日照时数h218.2207.7235.8258290.3291.3281.3283.5267.4267.8223.9208.33033.4历年各月最大冻土深度cm125130132964000094082132历年各月平均风速m/s22.32.73.22.72.62.22.12.12.12.322.4历年各月最大风速m/s20202120151414141816181821最大积雪深度cm9147400000510914相对湿度%554940353542525047444957462.4水文基本资料讨赖河流域的讨赖河、洪水河、丰乐河出山口均设有水文站至今，是本次水文分析的依据站，所用资料止于2000年，基本情况详见表22。讨赖河流域水文测站一览表表22河名站名流域面积（km2）设站年月资料年限讨赖河冰沟68831947.9至今洪水河新地15811947.8至今丰乐河丰乐河5681966.6至今2.5洪水分析2.5.1洪水特性讨赖河流域的河流洪水主要由山区暴雨形成。此据讨赖河冰沟站19482000年、洪水河新地站19482000年、丰乐河站19672000年洪水资料分析，洪水一般出现在6月下旬至9月上旬，以7月、8月份出现最多，而且多为单峰型，峰高量集中，破坏性较强，以讨赖河洪水为例，主峰靠前，一场洪水历时一般可持续34天。2.5.2测站设计洪水根据讨赖河、洪水河、丰乐河三站实测历年最大洪峰流量系列资料和甘肃省洪水调查整编成果，讨赖河、洪水河、丰乐河均调查有1937年历史洪水，洪峰流量分别为1420m3/s、622m3/s、443 m3/s，均为历史特大洪水，经考证分析，重现期确定为100年。经加入洪水系列计算，适线得不同重现期设计洪水见表23。讨赖河流域三站设计洪水成果表表23站名均值（m3/s）CvCv/ Cs不同重现期设计洪水流量（m3/s）P=2%P=5%P=10%P=20%冰沟2101.241040665421230新地1540.754518385290203丰乐河850.9243392371691072.5.3工程设计洪水根据堤防工程设计规范（GB5028998），结合城市发展对防洪的需求，工程点堤防设计标准按50年一遇洪水设计。设计洪峰流量考虑上游文殊沙河360km2冲洪积扇产生暴雨洪水的加入组合，因缺少实测资料，故设计洪峰流量采用讨赖河流域三河站设计洪水成果，绘制QP（%）F关系图，查取北大河工程点处不同重现期的设计洪峰流量，成果列表24。 北大河工程点设计洪水成果表表24工程点位置控制面积（m3/s）不同重现期设计洪水流量（m3/s）P=2%P=5%P=10%P=20%文殊沙河汇口下724011007505103252.5.4施工洪水根据讨赖河（又称北大河）水情分析，主汛期6月下旬至9月上旬河流水量较大，5年一遇施工洪水洪峰流量325m3/s，施工可避开此时段，其余月份水量较小，考虑河床较宽，只要在施工区上游适当推筑砂砾导流堤，即可安全施工，不会对施工造成威胁。2.5.5泥沙北大河泥沙主要来自上游讨赖河，上游山区下垫面条件较好，水土流失轻微，根据冰沟站实测资料分析：出山口多年平均悬移质输沙率21.2kg/s，年输沙量66.5万t，年侵蚀模数96.7t/km2，河床砾卵石受洪水的挟带作用，向下游逐步推进。3.工程地质3.1区域地质概况3.1.1地貌拟建的北大河防洪堤坝工程位于酒泉市肃州区北大河桥上游两侧，沿河便漫滩向上游延伸4km。该断河流由西向东流，现河床开阔平塘，宽400800m，两岸为市区，属河漫滩地，地形平坦开阔，河岸一般高出河床13m。3.1.2地层岩性工程区主要为第四系全新统砂卵砾石层，在局部河漫滩表层有细粉砂，在I级阶地表面有厚12.5m的粉质壤土。砂砾卵石层（Q4pl_al）；为洪冲积，颗粒组成以卵砾石为主，卵砾石约占7075，蛮石（150mm）约占510，其间充填中细砂，约占2025，卵砾石的岩石组成主要为砂岩、花岗岩、灰岩及深色变质岩石等，磨圆度较好，多呈椭圆及扁平状，该层结构松散，无胶结。略有分选，在砂砾石层中分布有厚1025cm的中细砂及砂层透镜体，层厚1030cm.3.1.3水文地质北大河来源于祁连山，水质清澈透明，该工程沿线均为砂卵石层，属河床及滩地。地下水为孔隙性潜水，储存和运移在砂卵砾石层中，受河水及大气降水补给，向北大河及下游地区排泄，岸坡内地下水埋深24m，河边漫滩处地下水埋深0.52m。地下水类型与河水相同，为HCO3-、SO42-、Ca22-、K+、Na+、Mg2+型，PH值78，属淡水，对砼无侵蚀性。3.1.4地质构造及地震河西走廊区是祁连山和走廊北山之间的狭长地带，由于文殊山、榆木山、大黄山横向隆起的叠加而分割为酒西盆地、酒东盆地、张掖盆地及武威盆地。工程区处在酒东盆地区域，本区域自下第三纪渐新世以来，受喜马拉雅运动及祁连山北麓大断裂复合构造运动的影响，造成南北山区剧烈上升，盆地区相对沉降。至中更新世末期，区内新构造运动的表现逐渐减弱。依据前人资料，区内的上更新统（Q3）及全新统（Q4）地层未发现断裂迹象，其差异性的升降运动，仍是本工程所在区域的新构造运动的主要表现。根据1992年国际发布的1/400万中国地震烈度区划图（1990），本工程区地震基本烈度属度区。3.2防洪堤线路工程地质条件该工程处在新312国道北大河桥两侧向上游各延伸6km，其基础座落在第四系全新统（Q4pl_al）洪冲积砂卵石层上，该层主要由卵砾石和砂及少量蛮石组成。卵砾石（15050mm）占7075，蛮石（150mm）占510，其间充填中细砂占2025结构松散，无胶结，略具层理，层中夹有1025cm的中细砂及透镜体。其主要物理力学性质参数；天然干密度22.1g/cm3,孔隙率3035，渗透系数510102cm/s，内磨擦角2535，允许承载力0.30.4Mpa。3.3天然建筑材料堤防工程沿线河床及漫滩上的砂卵砾石层，均可作为该工程的砼料，经试验对比，其主要技术指标参数如下；砾石料：粒径大于150mm的蛮石占6.8，1505mm级的占71.5，砂石占21.7。比重2.76，粒度模数56.5，干松混合密度16g/c