生态河道治理施工组织设计

目录 第 1 章 综合说明 2 1 1 绪言 2 1 1 1 项目来源 2 1 1 2 自然 地理概况 2 1 1 3 河流规划情况 5 1 1 4 防洪标准确定 5 1 1 5 治理段河道现状 6 第 2 章 水文 8 2 1 概况 8 2 1 1 气象 8 2 1 2 基本任务 8 2 1 3 设计洪水分析 8 2 1 4 施工洪水 11 2 1 5 水位流量关系 12 2 1 6 泥沙 12 2 1 7 流域内人类活动情况 13 2 2 枯期设计洪水 14 2 2 1 枯期时段划分 14 2 2 2 依据站枯期设计洪水推求 14 2 2 3 治枯期设计洪水推求 14 第 3 章 工程地质 16 3 1 工程地质 16 3 1 1 地形地貌特征 16 3 1 2 治理河段 16 3 2 堤基和堤岸 17 3 2 1 堤基分段 17 3 2 2 堤基持力层 17 3 2 3 岸坡稳定性 17 3 2 4 天然建筑材料 18 3 3 建筑物基础地质评价 18 3 3 1 取水口 18 3 3 2 农用桥 19 第 4 章 工程任务和规模 20 4 1 概况 20 4 1 1 自然地理概况 20 4 1 2 社会经济概况 20 4 2 规划成果主要结论 21 4 3 河道现状及存在的问题 21 4 3 1 河道特性及河势分析 21 4 3 2 现状防洪能力分析 25 4 3 3 存在的主要问题 26 4 4 工程建设的必要性及任务 26 4 4 1 工程建设的必要性 26 4 4 2 工程建设任务 27 4 5 治理方案 28 4 5 1 指导思想和基本原则 28 4 5 2 防洪标准 28 4 5 3 治理范围 28 4 5 4 治理方案与治理任务分析 28 4 6 工程规模 29 4 6 1 治导线和堤距 29 4 6 2 设计水面线 30 4 7 排涝规划 34 4 7 1 排涝规划范围和排涝标准 34 4 7 2 基本原则 34 4 7 3 排涝分区及排涝流量 34 4 7 4 排涝工程规划 36 第 5 章 工程布置及主要建筑物 40 5 1 设计依据 40 5 1 1 工程等级及建筑物级别 40 5 1 2 设计基本资料 40 5 2 工程总布置 44 5 2 1 堤线布置原则 44 5 2 2 堤线布置 45 5 2 3 堤距确定 45 5 2 4 排涝布置 45 5 3 治理方案选择 45 5 3 1 工程分段 45 5 3 2 堤型方案比较 46 5 3 2 1 堤型方案 46 5 3 2 2 堤型方案比较 48 5 3 2 3 堤型方案选择 48 5 3 2 4 护坡 护脚方案选择 49 5 4 堤防工程设计 49 5 4 1 堤顶高程确定 49 5 4 1 1 堤顶超高 49 5 4 1 2 防洪堤堤顶高程 49 5 4 2 基础埋置深度确定 50 5 4 2 1 基础埋置深度要求 50 5 4 2 2 平行河道冲刷深度计算 50 5 4 2 3 水流斜冲冲刷深度计算 52 5 4 2 4 基础埋置深度确定 52 5 4 3 堤型 护坡结构设计 53 5 4 3 1 断面拟定 53 5 4 3 2 生态措施 53 5 4 3 3 稳定及应力分析 53 5 4 3 4 堤基处理 55 5 5 其他建筑物 55 5 5 1 取水口改造设计 55 5 5 1 1 壅水高度计算 55 5 5 1 2 丁坝冲刷深度确定 57 5 5 1 3 丁坝稳定计算 58 5 5 1 4 丁坝过流能力计算 59 5 5 1 5 丁坝取水效果复核 60 5 5 2 农用桥设计 61 5 5 2 1 农用桥设计 61 5 5 2 2 农用桥结构计算 61 5 5 2 3 桥梁基础处理设计 67 5 5 3 河道疏浚工程 67 5 5 4 亲水平台设计 68 5 6 工程量 70 参考文献 72 致谢 73 1 云南省中小河流治理建设实施项目情况表云南省中小河流治理建设实施项目情况表 项目名称云南省丘北县石葵河治理工程 所在河流石葵河所在水系珠江流域 所在县级行政区丘北县项目分类中小河流治理 项目 基本 情况 项目所在地流域面积 km 283 01前期工作深度初设 保护人口 万人 4 5保护面积 万亩 1 2 受益面积 万亩 1 2建筑物级别5 工程 基本 情况 治理标准 10 年一 遇 工程综合治理长度 km 7 791 河长 治理长度 km 7 791土方开挖 万 m 3 94 相应投资 万元 1639 64 土方填筑 万 m 9 23 生物措施 km 12 99草坪护坡 62997 衬砌 km 12 99干砌块石 万 m 1 57 加 固 堤 防 单位长度投资 万元 km 126 22 综合方量单位投资 万元 m 0 011 治理长度 km 5 29土方开挖 万 m 5 88 相应投资 万元 96 04石方 万 m 0 工 程 量 河 道 疏 浚 单位长度投资 万元 km 18 16 综合方量单位投资 万元 m 0 0016 各项治理河长总和与综合 治理河长之比 1 0工程总投资 万元 2505 96 人均保护投资 元 人 556 88保护面积亩均投资 元 亩 420 45 受益面积亩均投资 元 亩 2088 3 综合河长每延米填筑工程量 m m 375 45 指 标 综合方量单位投资 元 m 121 57 综合河长单位投资 万元 km 321 65 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 2 第 1 章 综合说明 1 1 绪言 1 1 1 项目来源 根据 全国重点地区中小河流近期治理规划 及云南省水利厅 关于抓紧开展重 点地区中小河流治理项目初步设计报告编制工作的通知 的要求 云南省丘北县石葵 河工程被列为近期规划治理项目 丘北县属国家扶持的贫困县 项目位于丘北县温浏 乡境内区 工程建设类型为保护基本农田防洪治理工程 1 1 2 自然 地理概况 丘北县位于云南省东南部 地理坐标 东经 103 34 104 45 北纬 23 45 24 28 东隔清水江与广南县毗邻 南与砚山县 开远市接壤 西隔南盘江 同弥勒 泸西两县相望 北与师宗县 广西壮族自治区西林县衔接 县境内东西宽 100km 南北长 70 5km 总面积 4997k 境内居住着汉 壮 苗 彝 瑶 白 回 等七种民族 少数民族人口共 28 7 万人 占总人口的 62 52 县人民政府驻锦屏镇 海拔 1452 米 距省会昆明市 280km 距文山州府 118km 对外交通较为便利 石葵河 流经丘北县的双龙营镇和温浏乡 本项目仅对下游温浏乡境内的 7 791 公里的河道进行 治理 其自然 地理概况具体如下 1 温浏乡自然 地理概况 温浏乡位于丘北县境东北部 地处东经 104 25 45 北纬 24 17 16 乡政府 所在地距丘北县城 70 余公里 现在的温浏乡由原来的温浏乡和羊街乡组成 地处三省 云 桂 黔 五县 丘北 广南 西林 兴义 师宗 交界处 国土面积 522 64 平 方公里 东隔清水江河与广南县者太乡相望 南与平寨乡接壤 西与双龙营镇相连 北靠师宗县高梁乡 广西西林县古障镇 辖温浏 花交 干石洞 石别 坝稿 令冲 石葵 羊街 革羊 坝达 10 个村委会 119 个自然村 主要居住着汉 壮 苗 瑶等四 个民族 截止 2011 年底 全乡共有 38658 人 辖区内居住着汉 壮 苗 瑶等民族 少数民族人口 20046 人 占总人口的 51 85 农业人口 38126 人 占总人口的 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 3 98 6 属于典型的农业大乡 全乡有耕地面积 34453 亩 其中 其中田 7641 亩 地 26813 亩 人均耕地面积 0 9 亩 粮食作物以玉米 水稻 小麦为主 经济作物以烤烟 花生 油菜等为主 全乡耕地有效灌溉面积为 2272 亩 有效灌溉率为 6 59 全乡年均积温 5700 日均气温 16 年降雨量 1223 毫米 平均相对湿度 76 无霜期 270 天 日照 2060 小时 温浏乡山川纵横 地势高低不平 立体气候明显 居于低热河谷区的石别 坝稿 坝达等五个村委会大部分村寨具有热资源优势 适宜种植冬早蔬菜 茶叶等 森林覆 盖率为 49 矿产资源较为丰富 主要有铜 铁 锰 金等矿藏 灌区属亚热带高原季风气候 5 10 月为雨季 受西南 东南暖湿气流控制 水汽 充沛 降水占全年降水的 80 以上 11 4 月为旱季 受来自西北的干冷气流控制 空气干燥 降水稀少 降水仅占年降水的 20 以下 区内干湿两季分明的特点 导致 径流的年内分配不均 春旱突出 项目区为山区 主要土壤类型为红壤 石灰岩土 黄棕壤 水稻土和棕土 土壤 中有机质含量 2 3 ph 值 5 6 7 5 土壤质地疏松 肥力一般 通气 透水性好 适合种植水稻 玉米 烤烟 冬早蔬菜等农作物 3 项目区自然 地理概况 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 4 图图 1 11 1 丘北县石葵河治理工程地理位置图丘北县石葵河治理工程地理位置图 石葵河位于丘北县境内东北部 北纬 24 15 51 至 24 13 58 东经 104 14 40 至 104 30 41 具体见丘北县石葵河治理工程地理位置图 石葵河属珠江 流域西江水系清水江支流 石葵河流域西高东低 西部分水岭高程在 1849 1772m 之 间 东部分水岭高程在 1458m 左右 石葵河河长 44km 发源于双龙营镇文告村民委 龙尾村 河流发源点高程 1590m 流经龙营镇和温浏乡的文告 石葵 普乐 令冲 坝稿 石别 在石别村注入清水江 交汇清水江处高程为 964m 总落差 536m 径流 面积 283 07km 径流量 1 512 亿立方米 最枯流量 0 496m s 沿河灌溉面积 1 2 万亩 河道上 下游河床平缓 淤积严重 水灾频繁 中游段河床坡降大 石葵河流域年降 水量为 1050mm 年径流深 450mm 河床坡降 12 18 平均落差 12 13m km 由于石葵河流经地段地势平缓 河道弯曲 河堤低矮 加上河道上取水 跨河建 筑物较多 阻水严重 每年因洪涝灾害造成的经济损失达千万元 给沿河两岸的村民 及农业发展带来严重影响 防洪排涝形势严峻 为减轻洪涝灾害造成的损失 保障区 域人民群众的生命财产安全 降低洪涝灾害风险 为乡镇发展及沿河两岸的群众创造 和谐的生存环境 本次河道治理根据 全国重点地区中小河流近期治理规划 及云南 石葵河整治段 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 5 省水利厅 关于抓紧开展重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制工作的通知 的要求 由于资金有限 本次设计石葵河治理河道分为 2 段 上段 下段 其中 上 段从从蚌格 0 0 000 3 821 000 至坝达 长 3 821km 下段从普乐 12 632 000 至石别 16 602 000 长 3 97km 设计治理总长 7 791m 而此次毕业 设计我分到的是下段 13 957 5 14 739 9 长 782 4m 工程建设以保护沿岸群众生命财产 安全及农田防洪排涝为目的 建设项目为拆除拦河坝 10 座 修建河道护堤 12 99km 改造取水口 5 座 新建农用桥 3 座 工程实施后 根据丘北县乡镇发展规划 防洪保 护面积 21 642km 保护人口 4 5 万人 保护农田 1 2 万亩及沿河两岸的公路 桥梁 灌渠和民用设施 设计概算总投资 2505 96 万元 1 1 3 河流规划情况 为加强中小河流治理作为国家公共服务重点工程防洪减灾的重要内容和水利建设 的主要任务 以保障人民群众生命财产的安全为根本 以提高城乡防洪减灾能力为目 的 以河道疏浚 堤岸防护等工程措施和防洪非工程措施为手段 通过加强重点地区 中小河流的治理 提高防洪能力 保障区域防洪安全 促进人水和谐 支撑区域经济 社会可持续发展 根据 丘北县中小河流防洪规划 通过本项目的实施 使石葵河沿河两岸的村民 和基本农田防洪能力得到提高 免遭洪水侵袭 减少洪灾损失 保障城镇公益设施 农田 交通道路 公共民用建筑 人民生命财产安全 通过项目的实施 使沿河地区 得到有效保护 排除了洪涝灾害的影响 对当地社会经济的和谐发展起到积极的促进 作用 1 1 4 防洪标准确定 根据防洪保护区内经济发展情况 参照国家 防洪标准 GB50201 94 的有关规 定 考虑政治 经济 社会等多方面因素 综合选定治理标准 丘北县石葵河防洪工程主要防洪保护对象为温浏乡石葵小型灌区的农田 沿河村 庄及河流流经的基本农田 根据 丘北县中小河流防洪规划 河流治理拟定分为二段 第一段从上蚌格 0 000 至坝达 3 821 000 段止 根据 丘北县温浏乡土地利 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 6 用总体规划 2010 2020 年 和 丘北县温浏乡城镇规划 2010 2025 年 该段 是以农田和村庄保护为主 根据 防洪标准 GB50201 94 的有关规定 综合确定该 段防洪标准为 10 年一遇 第二段从普乐 12 632 000 至石别 16 602 000 段止 根据 丘北县温浏乡土 地利用总体规划 2010 2020 年 和 丘北县温浏乡城镇规划 2010 2025 年 该段是以农田和村庄保护为主 根据 防洪标准 GB50201 94 的有关规定 综合确 定该段防洪标准为 10 年一遇 1 1 5 治理段河道现状 石葵河上游区 地表植被覆盖率一般 水土流失严重 经调查 流域内土壤侵蚀 模数 500t km a 大量泥沙淤积河床 还有一个很重要的原因是由于河道沿岸的温浏 乡的农田灌溉用水完全依赖石葵河取水 两岸居住的农民按自然村在河道上随意修筑 拦河坝 10 座 每到汛期 溪河洪水携带大量泥沙冲向下游坝区 沉积于河道内 造成 河道淤积 河床抬高 有效行洪断面变窄 洪水极易漫堤成灾 图图 1 1 2 2 淤积严重的河滩淤积严重的河滩 图图 1 31 3 拦河坝阻塞河道拦河坝阻塞河道 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 7 图图 1 41 4 拦河坝抬高河床拦河坝抬高河床 1 1 图图 1 51 5 拦河坝抬高河床拦河坝抬高河床 2 2 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 8 各治理段现状分述如下 第一段从上蚌格 0 000 至坝达 3 821 000 段止 河流从坝区穿过 地势平 坦 开阔 现状河道平均坡降 6 自然河堤高度 1 5 2 0m 河床宽度 14 24m 相当 于 2 年一遇洪水标准 第二段从普乐 12 632 000 至石别 16 602 000 段止 河流从坝区穿过 地 势平坦 开阔 现状河道平均坡降 5 9 自然河堤高度 2 0m 河床宽度 19 24m 据现场勘测 石葵河流经地段为山区 两岸均为自然土堤 河堤局部低矮 淤积 严重 防洪标准低 决堤 漫堤现象十分普遍 设计治理段地方经济欠发达 无财力 投入河道治理 现状仍属于原始自然河道状态 未实施过河堤护岸设施 经水文复核 石葵河大部份河段防洪标准不足 5 年一遇 多数为 1 2 年 每到汛 期 洪水漫堤 河流两岸大片农田耕地被水淹沙盖 灾害造成粮食减产 农田地绝收 道路毁坏 通讯终断 渠道水毁 房屋倒塌 据统计 特大洪灾造成的直接经济损失 可达 1 千万元右 灾害极为严重 石葵河洪灾统计见表 4 1 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 9 第 2 章 水文 2 1 概况 2 1 1 气象 丘北县属低纬度亚热带高原气候 气候温和湿润 雨量丰沛 区内水汽主要来自 西南和东南暖湿气流 降水量具有明显的季节性 多集中于 5 10 月份 占全年降水 量的 84 2 11 4 月为旱季 受来自西北的干冷气流控制 空气干燥 降水稀少 降 水仅占年降水的 20 以下 区内干湿两季分明的特点 导致径流的年内分配不均 春 旱突出 石葵河流域多年平均降水量为 1050mm 由于受地形影响 降水量在全县分布随地 形升高而增大规律明显 红旗水库坝址以上流域多年平均降水量为 1274 0mm 普者黑 以上为 1203 8mm 下游清水江段为 1000mm 清水江流域地形变化复杂 气候随海拔高程呈明显的垂直变化 在 2000m 以上的 山地 气温较低 海拔在 1400 1700m 的地区 气候温和 低于 1300 m 的地区 气 温较高 据丘北县气象站历年实测资料统计 多年平均气温 16 3 极端最高气温 35 7 极端最低气温 7 6 多年平均日照 2046 小时 最热月为 7 月 平均气温达 26 8 最冷月为 1 月 平均气温为 3 2 年无霜期 275 天 年降水变化在 670 9 1467 5mm 之间 多年平均降水量为 1178 2mm 2 1 2 基本任务 云南省丘北县石葵河丘北治理工程的治理标准为 10 年一遇 P 10 因此要求 分析 P 10 P 20 频率的设计洪水 2 1 3 设计洪水分析 1 基本资料 文山水文水资源分局先后在清水江流域设置了北桥水文站 格雷水文站 红旗水 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 10 库专用站三个水文站 云南省气象局设立了丘北气象站 其站点资料可作为本次设计 的依据 本次收集的水文气象资料概况见表 2 1 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 11 表表 2 12 1 水文气象资料概况表水文气象资料概况表 资料年限 站 名 集水面积 km2 观测项目 起 止N 年 北桥水文站 626 水 流 降 1959 1969 1976 197 9 15 格雷水文站 3186 水 流 降 蒸1970 4 2005 12 36 清水江水文站 4156 水 流 降 蒸2006 1 2011 12 6 红旗水库专用站 151 水 流 降1961 1 2011 12 51 丘北气象站气象要素1957 1 2011 12 55 2 设计洪水计算 鉴于本流域实际资料条件 设计流域洪峰流量采用以下两种方法计算 经对比分 析后选用 格雷水文站 北桥水文站 红旗水库专用站洪峰流量实测值 插补延 长值 和历史调查洪水 经地区综合后推求设计流域各防洪控制断面设计洪水 以下简称 地区综合法 见表 2 2 表表 2 22 2 石葵河治理段设计洪峰流量成果表 地区综合法 采用 石葵河治理段设计洪峰流量成果表 地区综合法 采用 洪峰流量 s 序号断面名称 集水面积 km2 5 10 20 50 位置 10 000185 5 100 80 1 60 7 38 4 中段治理起点 21 239196 7 103 82 3 62 4 39 5 1 取水坝 31 257196 8 103 82 3 62 4 39 5 拟建 1 桥 42 221201 3 104 83 1 63 0 40 0 拟建 2 桥 52 702201 9 104 83 3 63 1 40 0 2 取水坝 63 821209 2 106 84 6 64 2 40 7 中段治理终点 712 633239 5 113 90 1 68 4 43 5 下段治理起点 814 045251 1 115 92 1 70 0 44 5 3 取水坝 914 804256 6 116 93 0 70 7 44 9 拟建 3 桥 1015 900264 0 118 94 3 71 7 45 6 4 取水坝 1116 523270 2 119 95 3 72 4 46 1 5 取水坝 1216 602270 8 119 95 4 72 5 46 1 下段治理终点 此次设计调查的石葵河历史洪水推求设计洪水 以下简称 历史洪水 法 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 12 此次设计选用成果见表 2 3 表表 2 32 3 石葵河治理段设计洪峰流量成果表 历史洪水法 石葵河治理段设计洪峰流量成果表 历史洪水法 表表 2 42 4 两种方法两种方法 P 10 P 10 各控制断面设计洪峰流量成果对比表各控制断面设计洪峰流量成果对比表 P 10 洪峰流量 m3 s 序号断面名称 地区综合法历史洪水法 相对误差 位置 10 00080 1 67 8 15 4中段治理起点 21 23982 3 70 5 14 31 取水坝 31 25782 3 70 5 14 3拟建 1 桥 42 22183 1 71 6 13 8拟建 2 桥 52 70283 3 71 7 13 92 取水坝 63 82184 6 73 4 13 2中段治理终点 712 63390 1 80 3 10 9下段治理起点 814 04592 1 82 9 10 03 取水坝 914 80493 0 84 1 9 6已建 3 桥 1015 90094 3 85 7 9 14 取水坝 1116 52395 3 87 1 8 65 取水坝 1216 60295 4 87 2 8 6下段治理终点 序号断面名称 集水面积 km2 洪峰流量 m3 s 位置 5 10 20 50 10 000185 5 87 4 67 8 49 7 30 3 中段治理起点 21 239196 7 90 8 70 5 51 7 31 5 1 取水坝 31 257196 8 90 9 70 5 51 7 31 5 拟建 1 桥 42 221201 3 92 3 71 6 52 5 32 0 拟建 2 桥 52 702201 9 92 4 71 7 52 6 32 0 2 取水坝 63 821209 2 94 6 73 4 53 8 32 8 中段治理终点 712 633239 5 104 80 3 58 9 35 9 下段治理起点 814 045251 1 107 82 9 60 8 37 0 3 取水坝 914 804256 6 108 84 1 61 7 37 6 已建 3 桥 1015 900264 0 111 85 7 62 9 38 3 4 取水坝 1116 523270 2 112 87 1 63 8 38 9 5 取水坝 1216 602270 8 112 87 2 63 9 38 9 下段治理终点 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 13 2 1 4 施工洪水 鉴于本流域实际资料条件 采用红旗水库专用站枯汛设计洪峰流量比值 移置到 设计流域 推求设计流域枯期洪水 根据确定的分期时段 将红旗水库专用站实测枯期年最大洪峰流量系列进行经验 频率计算 矩法初估统计参数 以 P 型线型适线法确定统计参数 频率曲线见图 2 1 结果见表 2 4 本次设计采用的成果见表 2 5 表表 2 52 5 石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表 年洪峰流量 s 枯期 12 4 月 洪峰流量 s 序号断面 5 10 20 5 10 20 10 0 0010080 160 725 420 315 3 21 23910382 362 426 120 915 7 31 25710382 362 426 120 915 7 42 22110483 163 026 421 115 8 52 70210483 363 126 421 115 9 63 82110684 664 226 921 516 1 712 63311390 168 428 722 917 2 814 04511592 170 029 223 417 6 914 80411693 070 729 423 617 8 1015 90011894 371 730 023 918 0 1116 52311995 372 430 224 218 2 1216 60211995 472 530 224 218 2 表表 2 62 6 红旗水库专用站年及枯期设计洪峰流量成果表红旗水库专用站年及枯期设计洪峰流量成果表 统计参数设计值 m3 s 时段 均值 m3 s CvCs Cv5 10 20 年洪水 14 70 56531 224 718 5 枯期 12 4 月 洪水 2 350 66 3 57 92 6 26 4 65 枯期洪水与年洪水的比值 0 160 0 254 0 254 0 251 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 14 图图 2 12 1 红旗水库专用站枯期洪峰流量频率曲线图红旗水库专用站枯期洪峰流量频率曲线图 2 1 5 水位流量关系 因治理河段部分河道较浅 一部分河段为一边傍山 而另一边地势开阔 一部分 河段两边地势均开阔 当洪峰流量较大时会漫滩 故无法对现状水面线作定量分析 在可推求水面曲线的河段 采用水面曲线修订 2 1 6 泥沙 石葵河无实测泥沙资料 泥沙特征值根据由云南省水利厅 云南省水利水电科学 研究院于 2006 年 2 月完成并出版的 云南省 2004 年土壤侵蚀现状遥感调查报告 中 的图集查算 从 云南省 2004 年土壤侵蚀现状遥感调查报告 图中可看出 治理河段以上均为 微度水土流失区 侵蚀模数小于 500t km a 根据流域森林植被 流域坡度 人类 活动影响以及以后发展等多方面考虑 侵蚀模数取上限 为 500t km a 推移质按一般地区情况考虑 多年平均推移质输沙量占多年平均悬移质输沙量的 比例 取为 0 2 按一般情况取悬移质泥沙密度为 1 3t m 推移质泥沙密度为 1 6t 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 15 m 由此可计算出治理河段各控制断面泥沙值 成果见表 2 7 表表 2 72 7 各控制断面泥沙成果表各控制断面泥沙成果表 含支流泥沙量 多年平均输沙量 万 t 多年平均输沙体积 万 m 序号 断面名 称 位置 悬移质 输沙量 推移质 输沙量 总输沙 量 悬移质输 沙体积 推移质 输沙体 积 总输沙 体积 10 0 00中段治理起点7 731 559 285 950 976 91 21 2391 取水口8 201 649 846 301 027 33 31 257拟建 1 桥8 201 649 846 311 037 33 42 221拟建 2 桥8 391 6810 076 451 057 50 52 7022 取水口8 411 6810 106 471 057 52 63 821中段治理终点8 721 7410 466 711 097 79 712 633下段治理起点9 982 0011 987 681 258 92 814 0453 取水口10 462 0912 568 051 319 36 914 804已建 3 桥10 692 1412 838 221 349 56 1015 9004 取水口11 002 2013 208 461 389 84 1116 5235 取水口11 262 2513 518 661 4110 07 1216 603下段治理终点11 282 2613 548 681 4110 09 2 1 7流域内人类活动情况 河流沿途有几个小村落分布于河道两旁及半山腰 人类活动一般 流域内植被较 好 水土流失现象不严重 近年来 经封山育林及采取综合水土保持措施 植被覆盖 率得到一定提高 使水土流失进一步减轻 治理河段上游未建有水库等大的蓄水 引 水 提水建筑物 但沿途分布有一些拦河坝和桥梁 河流虽穿过了一些村寨 但村寨 面积所占治理河段流域面积的比例较小 其产汇流机制与山区河流相似 因此 本次 洪水计算按山区河流计算方法计算 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 16 2 2 枯期设计洪水 2 2 1枯期时段划分 洪水分期的确定 首先遵循工期及清水江洪水季节的变化特性 结合工程设计施 工要求划分 根据以上水文气象特征分析 清水江流域气候特点是干湿季节分明 雨 季 5 月至 11 月的降水量占年降水量的 90 降水时空分布极不均匀 从洪水季节看 洪水与降水分布密切相关 一般发生在汛期 5 月中旬 11 月下旬 考虑工程设计施工 需要 分期不宜过细 把全年划分为汛期和枯期 故确定枯期洪水时段为 12 月 1 日 次年 4 月 30 日 2 2 2依据站枯期设计洪水推求 鉴于本流域实际资料条件 采用红旗水库专用站枯汛设计洪峰流量比值 移置到 设计流域 推求设计流域枯期洪水 根据确定的分期时段 将红旗水库专用站实测枯期年最大洪峰流量系列进行经验 频率计算 矩法初估统计参数 以 P 型线型适线法确定统计参数 频率曲线见图 2 1 结果见表 2 6 2 2 3治枯期设计洪水推求 将该站枯期洪水占年洪水的比值移至设计流域 成果见表 2 8 表 2 8 石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表 年洪峰流量 m3 s 枯期 12 4 月 洪峰流量 m3 s 序号断面 5 10 20 5 10 20 10 0 0010080 160 725 420 315 3 21 23910382 362 426 120 915 7 31 25710382 362 426 120 915 7 42 22110483 163 026 421 115 8 52 70210483 363 126 421 115 9 63 82110684 664 226 921 516 1 712 63311390 168 428 722 917 2 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 17 表 2 8 石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表 年洪峰流量 m3 s 枯期 12 4 月 洪峰流量 m3 s 序号断面 5 10 20 5 10 20 814 04511592 170 029 223 417 6 914 80411693 070 729 423 617 8 1015 90011894 371 730 023 918 0 1116 52311995 372 430 224 218 2 1216 60211995 472 530 224 218 2 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 18 第 3 章 工程地质 3 1 工程地质 3 1 1 地形地貌特征 于云南省文山壮族苗族自治州丘北县 丘北县处于云南省东南部 位于东经 103 34 104 45 北纬 23 45 24 28 之间 石葵河在丘北县东北部 属珠江流 域西江水系清水江一级支流 发源于丘北县双龙营镇文告村民委员会龙尾村 流经丘 北县温浏乡石葵 令冲 坝稿 石别 在石别村注入清水江 河长 44km 径流面 283 07km2 河道上 下游河床相对平缓 中游段河床坡降相对大 石葵河流域西高东 低 河流发源点高程 1500m 末端在石别村交汇于清水江 高程为 964m 平均落差 12 13m km 总落差 536m 河道平均坡降 11 16 3 1 2 治理河段 石葵河上游段流域面积小 且规划了位单水库调洪削峰 洪水危害情况相对中下 游轻 因此 从保护石葵河两岸农田及生命财产角度和从方便河两岸百姓进出考虑 对中 下游河段上蚌格 坝达 普乐 石别段进行治理 具体位置分布 上蚌格 0 000m 至坝达 3 821m 长 3 821km 为治理的上段 普乐 12 632m 至石 别 16 602m 长 3 970km 为治理的下段 合计治理长度 7 791km 同时涉及 5 个 取水口的改造 3 座农用农用桥的建设或改造 在治理的上段与下段间里程 3 821 12 632m 段河道狭窄 沿线分布农田及居住 百姓少 洪水的危害及损失小 本次不作治理考虑 其中在治理段范围内 上段左岸里程 2 045m 2 220m 右岸里程 0 531 0 646m 1 217 1 262m 1 760 1 832m 段 计 746m 下段左岸里程 13 545m 14 084m 右岸里程 13 240 13 476m 14 376 14 803m 15 153 15 932m 段 计 1981m 河边已冲刷出强至弱风化砂岩基岩 抗冲刷性较好 堤岸边田少 堤岸具 有一定的抗冲刷性 淹没 冲刷危害小 不考虑处理 合计长 2727m 实际治理长度 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 19 段左岸长 3646m 右岸 3126m 下段左岸 3431m 右岸长 2528m 上 下段两岸治理 河堤段合计总长 12990m 3 2 堤基和堤岸 3 2 1 堤基分段 河道位于石葵河流域山间小坝子中部低洼处 为山前的冲洪积漂卵砾石砂堆积 厚度一般在 2m 以上 强透水 表层 0 3 0 6m 松散至中密 抗冲刷性差 河道坡降 陡 下切冲刷 淘蚀堤基 致使两岸河堤产生倾覆 倒塌 可能产生的情况较普遍 堤基为地质条件较差 C 类 包括上蚌格 0 000 至坝达 3 821m 段 普乐 12 632m 至石别 16 602 m 段河堤 具体 左岸上蚌格至坝达段 里程 0 000 2 045m 2 220 3 821m 长 3646m 普乐至石别段 12 632 13 545m 14 084 16 602m 段 长 3431m 总长 7077m 右岸上蚌格至坝达段 里程 0 000 0 531m 0 646 1 760m 1 832 3 697m 长 3510m 普乐至石别段 右岸 12 710 13 240m 13 476 14 376m 14 803 15 153m 15 932 16 602m 长 2450m 总长 5960m 表部一般有 0 3 0 6m 的沙壤土耕植土层 漂卵砾石砂厚度一般 2m 以上 下伏基岩 河堤堤基为双层结构 治理建议 对未衬砌段的堤基防止河水冲刷 淘脚倒塌 建议堤身采用抗冲刷 淘蚀稳定 的重力式低挡墙 且埋入堤基深度 0 5 1 0m 以上 对冲刷凹岸堤基可适当加深 对堤基在压缩性差异较大的两层土体中存在基础不均匀沉降问题 如粘性土与 漂卵砾石砂层 在结合部位应设置沉降缝 3 2 2 堤基持力层 整个治理河段左 右岸河堤堤基持力层为漂卵砾石砂 允许堤基承载力 R 0 28 0 32MPa 地基承载力能满足设计要求 堤基以下漂砂卵砾石层厚度变化不大 建议堤基置于冲刷深度以下 0 5 1m 总体来说漂砂卵砾石层作为持力层基本不存在堤 基不均匀沉降变形问题 施工时若在漂卵砾砂层中局部夹有透镜状粘土层和粉砂质粘 土层透镜体时 建议采取漂石 碎石或卵砾石置换压实处理 提高密实性及其地基承 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 20 载力 3 2 3 岸坡稳定性 在本次治理段均为自然河道 河堤坎低 雨季河堤与漫滩基本齐平 河道局部段 仍冲刷摆动大 除河边靠山脚地段冲刷出砂泥基岩外 其余均为冲洪积漂卵砾石砂 结构松散 抗冲刷能力较差 岸坡稳定性较差 需选择合适的堤型固定河道 及衬砌 形式 提高河堤的防冲性和洪水标准 基岩岸坡段主要靠山坡脚 冲刷出强至弱风化砂泥岩基岩 具有一定的抗冲刷性 堤岸相对稳定 原则上不考虑进行治理 3 2 4 天然建筑材料 粘土料 选择了 号粘土料场 为 T2la 砂泥岩风化的残坡积褐红色土砂质粘 土层 质量满足要求 储量分别为 13 5 12 万 m 现有交通路经过 较方便 回填风化料 在 号粘土料场开采下部强风化的砂泥岩地层 厚度一般 20 35m 质量满足要求 储量分别为 90 96 万 m 交通情况同粘土料 回填河滩砂砾石料 河道治理堤基开挖及清淤过程中 挖出大量的河滩砂砾石料 数量达在 10 8 万 m 可以充分利用作为堤身的回填垫层料 尽量做到治理段弃渣与回 填料间挖填平衡 降低水保压力和工程投资 混凝土砂石料 由于开采石料需要办理采矿产证等手续 比较麻烦 工程采用直 接从附近现有的石料场外购解决 工程选择了 号石料场供上 下游段采购拉运 料场岩性为灰岩层 质量好 料场储量分别大于 5 10 万 m 有一定的开采规模 河 滩砂砾料获得率低 含泥量偏高 质量偏差 需筛洗后使用 储量估计 0 75 万 m 3 3 建筑物基础地质评价 3 3 1 取水口 根据河道两岸农灌分布情况 治理河段涉及 5 个取水口 坝 需改造保留 其中 3 号口位置及地质条件分述如下 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 21 3 号取水口 位于治理里程 14 045m 河道转弯处 为浆砌石圬工衬砌 浅坝挡水 坝高约 1m 左岸为冲刷凹岸 河岸地形坡较陡 冲刷出强至弱风化砂岩基岩 右岸为 淤积凸岸 堆积大量的冲洪积物漂卵砾石砂堆积 厚度在 2m 以上 现取水坝基本运行 正常 维持现况 结合右岸保护农田河堤治理挡墙 使之兼有右坝肩导水墙之功能 取水口 坝 主要物理力学指标推荐值如下 河床冲洪积砂卵砾石层 i 1 1 5 1 2 1 8 2 1 g cm3 C 0 28 30 R 0 28 0 32MPa 强至弱风化砂岩夹泥岩 i 1 0 5 1 0 75 2 1 2 3g cm3 C 0 10 0 15Mpa 28 30 K 1 5 1 8 R 1 1 5MPa 3 3 2 农用桥 根据河道两岸农灌分布情况 治理河段涉及 3 个机耕桥需新建或改造 3 号桥位 置和地址条件分述如下 3 号桥 位于治理里程 14 804m 处 现有石拱桥老桥 宽度窄 通过荷载低 不满 足桥右侧坝稿村的机械车辆进出要求 需在原址重建农用桥 此河段较顺直 河道内 均为第四系冲洪积砂卵砾石层 堆积较密实 厚度 3m 以上 产生地震液化的可能性不 大 处理建议 新建桥基也仍落在卵砾石砂层 防止河水冲刷 桥基基础埋置深度 1m 以上 承载力 f 280KPa 机耕桥地基岩土层主要物理力学指标推荐值如下 河床冲洪积砂卵砾石层 i 1 1 5 1 2 1 8 2 1g cm3 C 0 28 30 R 0 28 0 32MPa 强至弱风化砂岩夹泥岩 i 1 0 5 1 0 75 2 1 2 3g cm3 C 0 08 0 15Mpa 28 30 K 1 5 1 8 R 1 1 5MPa 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 22 第 4 章 工程任务和规模 4 1 概况 4 1 1 自然地理概况 丘北县位于云南省东南部 地理坐标 东经 103 34 104 45 北纬 23 45 24 28 东隔清水江与广南县毗邻 南与砚山县 开远市接壤 西隔南盘江 同弥勒 泸西两县相望 北与师宗县 广西壮族自治区西林县衔接 县境内东西宽 100km 南北长 70 5km 总面积 4997 平方 km 07 年末 全县总人口 45 9 万人 境内 居住着汉 壮 苗 彝 瑶 白 回等七种民族 少数民族人口共 28 7 万人 占总人 口的 62 52 县人民政府驻锦屏镇 海拔 1452 米 距省会昆明市 280km 距文山州府 114km 4 1 2 社会经济概况 丘北县辖锦屏镇 八道哨彝族乡 双龙营镇 曰者镇 腻脚彝族乡 新店 原冲头 彝 族乡 舍得彝族乡 树皮彝族乡 官寨乡 平寨乡 天星乡 温浏乡共 3 镇 9 乡 下 设 99 个村 居 民委员会 1251 个自然村 全县总人口 45 9 万人 境内居住着汉 壮 苗 彝 瑶 白 回等七种民族 少数民族人口共 28 7 万人 占总人口的 62 52 全县耕地面积 58 05 万亩 其中 水田 10 6 万亩 含雷响田 3 02 万亩 旱地 47 45 万亩 适宜种植粮食作物和烤烟 辣椒 莲藕 葡萄 薯蓣 三七等经济作物 2012 年 丘北县实现粮食产量 2 2 亿公斤 收购烟叶 37 万担 烟农收入 3 9 亿元 种植辣椒 45 万亩 产值 12 亿元 种植万寿菊 3 5 万亩 产值 6200 万元 三七 蔬菜 水产养殖等产业发展迅速 肥猪出栏 90 万头 肉牛出栏 11 万头 实现农业总产值 29 4 亿元 工业总产值 20 2 亿元 普者黑旅游接待游客 158 万人 次 旅游综合收 入 7 5 亿元 实现外贸出口 2323 5 万美元 建设小水窖 12470 口 解决了 5 48 万人 1 87 万头大牲畜饮水安全问题 村庄规 划 529 个 实现了村庄规划全覆盖 实现 农转城 13518 人 公益林建设 4 万亩 陡 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 23 坡地生态治理 1 万亩 小流域治理 35 14 平方公里 普者黑生态环境得到保护治理 核心景区内垃圾统一收集处理 污水处理厂及配套管网建设基本完成 广播 电视覆 盖率分别提高到 92 6 和 94 人口自然增长率控制在 6 7 以内 新增农村劳动力转 移 2 5 万人 城镇登记失业率 4 4 2 规划成果主要结论 按照 水利部关于印发中小河流治理工程初步设计指导意见的通知 水规计 2011 277 号 和 云南省水利水利厅关于强化重点中小河流治理前期工作管理要求 的通知 云水规计 2012 108 号 要求 根据 文山州重点地区中小河流近期治理 建设规划报告 云南省水利厅文件 云南省水利厅关于进一步加快规划内中小河流整 治项目全期工作的通知 云水规计 2013 6 号 云南省丘北县石葵河治理工程一 期列入全国重点地区中小河流近期治理建设规划中小河流名录表中 本工程为乡镇防 洪 防洪标准为 10 年一遇 治理河段长 7 3km 实施年限为 2013 2014 年 计划总投 资为 2506 万元 4 3 河道现状及存在的问题 4 3 1 河道特性及河势分析 河道平面演变特性 根据中国人民解放军总参谋部测绘局 1964 年航测的 1 50000 地形图 云南省测绘局 1982 年出版的 1 10000 地形图 大理州水利电力勘察设计院 2012 年 9 月份实测的 1 1000 河道带状地形图 经分析比较 2001 年以前河道的平面 变形主要为人工裁弯改直 河道天然平面形态变化不大 主要为凹岸的冲刷淘蚀和支 流汇口处的淤积 2000 年以后由于石葵河两岸的农田依赖石葵河取水灌溉 取水坝都 为沿岸村庄根据各村的需要建设拦河坝取水 取水口缺乏技术指导 布置凌乱 最小 的灌溉面积仅为 100 亩左右 拦河坝随意布设 加之上游水土流失严重 大量泥沙淤 积河床 取水坝上游淤积严重 大多拦河坝 4 5 年就因淤积失效而加高 因此 河床 也随之淤积抬高 群众私自建设的拦河坝成为了石葵河溃堤 冲刷两岸农田的主要因 素 河道纵横向演变分析 套绘丘北县水务局 1986 年 3 月实测的河道纵 横断面图 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 24 4 个断面 和 2012 年 9 月实测的河道纵 横断面图 12 个横断面 从以上各断 面特征值对比分析 可得出如下结论 石葵河河道平面形态基本稳定 纵 横向河道 演变趋势为淤积和局部冲刷 受灾非常严重 石葵河洪灾统计资料详见表 4 1 云南农业大学水利水电工程专业 2010 级本科生毕业设计 论文 25 表表 4 14 1 石葵河河温浏乡河段洪灾统计资料表石葵河河温浏乡河段洪灾统计资料表 洪灾面积 亩 年份 受灾成灾 受灾人口 人 死亡人口 人 倒