小流域水土保持综合治理设计说明书.doc

第一章 综合说明一、基本情况赵家流域位于柳树乡东北部，该流域地形复杂，为半山半丘陵地形。区域内沟壑纵横，土质多为棕壤土，水土流失较严重。该流域面积为29.31平方公里，其中水土流失面积为12.13平方公里。此次该流域设计塘坝1座，干砌石谷芳10座，小河道治理0.5千米，老梯田维修200亩。二、水文气象该地区地处北温带，属半湿润大陆性季风气候，多年平均气候6.9，年内月平均气温23.9，一月份为最低，为-13.1，最高气温36.5，最低气温-29.9，平均日照时数为2867.6小时，4-9月份日照时数为1552小时，平均0以上积温为3668，10以上积温为3283。全年无霜期为151天，初霜期最早出现在9月15日，多年平均降雨量为513.4毫米，多年平均径流深75毫米，最大冻深1.3米。由于降雨量年内分布不均，春秋雨量较少，夏季雨量偏多，经常造成春旱、夏涝、秋吊等气候，影响了农业生产的正常发展。三、土壤地质该地块土壤为壤土，容重为1.45克/立方厘米，在5-10米以下为风化岩，地下水埋藏较深，田间持水量占干土体积的37%，占干土重量的26%。第二章 工程总体布局一、工程位置该工程位于赵家流域，柳树乡三岔公村。二、工程任务该工程计划建塘坝1座，库容为1.9万立方米，土坝长度为100米，最大坝高为6.78米，平均坝高4.5米。溢洪道一座，底宽为2.0米，泄水深度为0.94米。溢洪道形式选择盖板式溢洪道。建干砌石谷坊10座，小河道治理0.5千米，老梯田维修200亩。三、工程概算经预算，该工程修复总投资额为25.4万元。四、工程设计A塘坝设计（一）、土坝设计工程设计一、死水位的推求1、年输沙量计算：采用公式：W悬=MF式中：W悬悬移质质量，吨/年 M侵蚀模数，吨/平方公里/年 取M=150 F集水面积，平方公里 F= 0.6则 W悬=MF=1500.6=90吨/年推移质质量W推=W悬30900.327 吨/年则W=W推W悬9027=117吨/年G=W/R式中:G 输沙体积, 立方米 R沙容重, 吨/立方米 取R=1.4G=W/R=117/1.4=83.6立方米大谷坊使用年限按20年计算则V死= 83.620=1671.4立方米查水位-库容曲线得出,H死= 8.2米。二、兴利库容V兴=V+V损其中：V=W0=Y00F式中：W0来水量，万立方米 Y0调节系数，Y0=0.1 完全年调节兴利库容系数,=0.5 0多年平均径流深,0= 75毫米V=0.10.5750.6=2.25万立方米V损=20%V=0.22.25=0.45万立方米V兴=2.25+0.45=2.7万立方米。经实地勘察,按以上库容,工程量较大,施工难度大,淹没区增大,故取V兴=1.65万立方米,查水位-库容曲线得出,H兴=11.06米。三、防洪库容1、设计洪峰流量QM=0.2789hF式中:QM-洪峰流量,立方米/秒 h-降雨强度,取h35毫米 -径流系数,取=0.5QM=0.2789350. 50.6=2.93立方米/秒2、设计溢洪道尺寸采用公式QM=Q泄Q泄=MBH3/2式中： QM洪峰流量，立方米/秒 Q泄最大泄量，立方米/秒 M流量系数，取M=1.62 B溢洪道宽度,米 H溢洪道水深,米则BH3/2=Q泄/M=2.93/1.62=1.81经试算 当B= 2.0米时,H=0.94米 B= 3.0米时,H=0.7米 查辽宁省水文手册可知：若坝高和溢洪道其中之一由于下游防洪、上游淹没或其它条件限制时，可先确定坝高或溢洪道宽度。根据上述原则，溢洪道泄水深度为0.94米,确定溢洪道宽为2.0米,溢洪道底高程为11.06米(即兴利水位)。3、确定防洪水位H防=11.06+0.94=12米4、土坝高程和最大坝高大坝超高为0.5米,则坝顶高程为H=12+0.5=12.5米因坝址最低处高程为6.55米,所以最大坝高12.5-6.55=5.95米。（1）土坝断面尺寸确定 最大坝高为5.95米,平均坝高为4.5米,坝顶由于稳定要求及便于作业坝顶宽度为4.0米。土坝边坡比：土坝边坡的陡缓与筑坝土料的性质坝身填筑的性质坝高及坝前水位的变化情况等有密切的关系。总的来说，细颗粒的坝坡、填筑性质较差的坝坡、高坡及水位变化快的坝坡应平缓。根据以上原则，确定大坝上游坝坡采用1：2.5 ，下游坡采用1：2。（2）土坝护砌土坝迎水坡采用0. 30米厚的干砌块石护坡,干砌石下部为10厘米厚的砂石垫层,从库底护至12米高 ( 防洪高程)处，背水坡采用马莲护坡10株/米。（3）土坝的施工坝基处理及岸坡连接内容包括：清基挖结合槽和岸坡处理等，以保证坝体与坝基结合紧密，防止集中漏水。清基：一般清基深度0.3至0.5米,采用0.3米。结合槽：为防止在坝与沟底的结和面上透水，使坝体与坝基结合紧密，应沿坝轴线方向从沟底到坡上开挖一条深 1.5米，底宽1米，上开口2米的齿槽，尽力达到不透水层，再用粘土填筑。岸坡处理：为使坝体与坝坡连接紧密，两岸坡应开挖成平顺的正坡，不得留有反坡，也不要开挖成台阶式，否则坝体将因沉陷不均而产生裂缝。筑坝：由于大谷坊修在沟壑中，春季水流少，是施工的大好时机，汛前必须达到防洪高程，填土前坝体底部轮廓线先放样，然后分层填土，夯实或进行碾压，一层填土厚度以30厘米为宜，边填土边收坡。（二）、溢洪道设计断面尺寸为： 溢洪道底宽为2.0米,泄水深度为0.94米,底板高程为11.06米。形式采用盖板式溢洪道。溢洪道基础为土基，夯实，衬砌。具体详见附图。（三）、塘坝的工程量材料及工程概算1、工程量：土方量8200立方米，干砌石量491.25立方米，沙石垫层量为163.75立方米，浆砌石量为218立方米，混凝土6.18立方米。2、材料量（修复）：块石805.29 立方米,砂子102立方米,碎石80.44立方米，水泥25.71吨。3、造价：该塘坝工程建安预算总价为14.00万元，马莲护坡0.12万元。（四）、具体工程量及材料量详见附表附图。B干砌石谷坊设计1、干砌石谷坊的位置选沟底比降大于5%的沟段，系统地布设谷坊群。根据沟底比降图，从下而上初步拟订每座谷坊的位置。下一座谷坊的顶部与上一座谷坊基部等高，谷坊坝址选择“口小肚大”，沟底和岸坡地形、地质状况良好，无孔洞或破碎地层，没有不易清除的乱石和杂物，取用土、石等建筑材料比较方便的地方作为坝址。具体位置详见工程平面布置图。2、谷坊设计设计标准为10年一遇6小时最大降雨（10年一遇6小时最大降雨强度为105.8mm）。干砌石谷坊断面尺寸：在距沟道比降6%，集雨面积10hm2的上游沟道修筑干砌石谷坊，尺寸分别为高2.0m，顶宽1m，迎水坡1：0.2，背水坡1：1，顶中部留2米0.5米的溢流口，谷坊长度为10米。谷坊间距：上下两座谷坊间水平距离按下式计算得出L=H/（ii）=1.5/(6%-0.5%)=27mL谷坊间距H谷坊底到溢口底高度（m），H=1.5mi原沟床比降（%），i=10%i谷坊淤满后的不冲比降，i=0.5%溢洪口设计：干砌石谷坊溢洪口设在谷坊中间,溢洪口尺寸按明渠流公式试算，如：渠底比降i=5/100，溢洪口水深h=0.5m，溢洪口边坡系数P=0，溢洪口底宽b=2.0m。由公式：A=0.52=1x=b+2h(1+P2)1/2=2.0+20.5(1+02)1/2=3R=A/x=1/3=0.33C=（1/n）R1/6=0.211/6/0.25=3.08则： V=C（Ri）1/2=3.08(0.215/100)1/2=0.32Q1=AV=10.32=0.32式中: A溢洪口断面面积（m2）Q1设计洪峰流量（m3/s）X溢洪口断面湿周（m）R水力半径（m）C谢才系数n糙率，n=0.25实际洪峰流量: Q2=278KIF10-6=2780.8105.81010-6=0.24m3/sK径流系数I-10年一遇6h最大降雨强度（mm/h）F沟头以上集雨面积（hm2）Q2Q1，溢洪口满足泄洪要求谷坊高度在2米，迎水坡1：0.2，背水坡1：1，顶宽1.0米，确定顶中部留20.5的溢流口，谷坊长度为10米。3、谷坊的工程量材料及工程概算动用土方47.75立方米，动用石方51.67立方米。该干砌石谷坊工程每座预算总价为4514.24元。本次设计10座干砌石谷坊，工程预算总价为4.51万元。4、干砌石谷坊施工 砌筑：坝应与水流方向垂直，沟岸如为土质坝应插入沟岸5060厘米，砌筑时干砌石面要整齐，石缝应错开，要紧凑不能有通缝，内部石块填筑时，不能有松动的石块。 （1）清基：修谷坊一定要清好基础，它是关系到坝体稳定的重要因素。沟床为土质时，基础清至坚实母质土0.5米，如淤积沙砾沟床，应清至硬底盘下0.5米；石质沟床可清除表面风化岩。（2）根据设计尺寸，要认真挂线砌筑施工，从下向上分层垒砌，按设计要求施工，溢洪口布设在坝身中部。（3）砌石、料石厚度不小于30cm，强度满足设计要求。（4）砌石要求应做到“平、稳、紧、满”，错缝竖砌，靠紧密实，塞垫稳固，大块封边、座角、压顶，砌体要分层进行，层间竖缝要错开，每层以大石块为骨干，大面朝下。不平稳部位应用小石块垫稳，表面平整，不许有松动石块。层面应经常用薄厚不同的石块调整高度，以便始终保持各层呈基本水平上升。（5）坝内腹石要求“满、实、紧”。砌体应表里一致，不得以大块石砌外缘而内填碎石或河卵石；外砌石块要互压1/3以上，并用大块石封顶。设计如图：C老梯田维修改造设计 我县现有梯田大多数是20世纪70年代初修建的，到现在已经30多年了，由于原来的设计标准不够和年久失修、破损严重等原因，已经起不到保水、保土、保肥作用，急需维修和改造。梯田埂以原有老梯田埂位置为准，其余设计同新修梯田。老梯田维修改造原则按照原有坡度设计梯田的优化断面。（1）保持原梯田面便于耕作的宽度。（2）田坎坡度适当，既稳定又少占耕地。根据该项目区实际情况，采用人机结合方法，对老梯田进行维修改造。以41号小斑做典型设计：根据该区内土质情况及对现有老梯田调查，选定田坎外侧坡度为70。根据新修梯田断面要素关系可计算其它断面尺寸。田坎高度： H=B/(ctg-ctg)=10/(ctg8-ctg70)=1.5m田坎占地宽度： b=Hctg=1.5ctg70=0.7m田面毛宽： Bm=B+b=10+0.7=10.7m原斜面宽： Bx=H/sin=1.5sin8=11m每亩土方量取新修梯田土方量的1/3：V=1/383.3H=83.31.5=41.7m3为更好的拦蓄径流，田边需设田埂，田埂顶宽和高度根据拦蓄设计频率的暴雨径流核算而定，其尺寸为田埂顶宽(d)为0.3m，埂高（h）0.3m，内外边坡比为1：1。（断面结构如图所示）设计标准采用20年一遇6h最大降雨为水平梯田的设计防洪标准。恢复原有梯田的减少径流90%，减少泥沙95%以上。老梯田维修改造的施工 老梯田的维修改造施工设计采用人机结合维修改造梯田的方法,原因是该流域外出打工人员较多,在家的劳动力较少,因而采取人机结合维修改造梯田的施工方法是切合实际的，其它施工要求同新修水平梯田。经预算，老梯田维修改造200亩需资金2.50万元（每公顷需1878.35元）。D小河道治理设计本次小河道治理0.5公里，栽植水土保持林，株行距为2米2米，需杨树苗12500株，需资金1.86万元。本流域水土流失区都是水蚀区，水保林的树冠可以截流，枯枝落叶可以在一定程度上减弱雨点对土壤的打击力，延长雨水的渗透时间，根系固持土壤，减少径流和雨水对表土的冲刷，从而减少水土流失。造林密度为2500株/公顷，该小流域水保林株行距为2米2米，树苗品种为速生杨，树坑规格为0.4米0.4米0.4米。如图：水土保持林设计示意图2米 2米水土保持林规格：株距行距2米2米 树坑规格为0.4米0.4米0.4米栽植时应将苗扶正，栽正，根系舒展，深浅适宜，填土时应先填表土，湿土，后填生土干土，分层踩实，在墒情不好时，要浇灌透水，再覆一层虚土，以利保墒。树种要求材质好、价值高、速生丰产的树种。管理：新造幼林要实行封育，及其他不利幼林生长和破坏整地工程的活动。幼林郁闭前，在不影响幼林生长的前提下，在树盘以外可利用的林地空间，种植低杆、簇生的绿肥、蔬菜、药材或其他经济作物。结合耕作管理，兼顾幼林抚育。定株除蘖。根茎萌蘖力强的树种要留好主干及除蘖。修枝整形。用材林修枝应将主干下部三分之一的枝条剪掉。第三章 概算总投资赵家小流域2007年治理工程计划新建塘坝1座，库容为1.9万立方米，土坝长度为100米，最大坝高为6.78米，平均坝高4.5米。溢洪道一座，底宽为2.0米，泄水深度为0.94米。溢洪道形式选择 盖板式溢洪道。建干砌石谷坊10座，小河道治理0.5千米（栽植水保林），老梯田维修200亩。共需资金25.4万元（其中直接概算投资22.87万元，独立费用2.53万元），省投资23万元，自筹2.4万元。施工进度表日期措施 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月小河道治理（栽植乔木水保林）(hm2) 老梯田维修改造（公顷）13.33干砌石谷坊（座） 55塘坝（1座）主要材料价格预算表表1单位：元序号名称及规格单位预算价格其中原价运杂费1块石m358.00 3028.002碎石m3754035.003水泥t340.00 32020.004砂子m375.00 4035.005钢材t365035001506杨树苗（株）1.201.000.206马莲（株）1.201.001.20主要材料单价分析表表2单位：元序号名称及规格单位预算价格其中原价运杂费1块石m358.00 3028.002碎石m3754035.003水泥t340.00 32020.004砂子m375.00 4035.005钢材t365035001506杨树苗（株）1.201.000.206马莲（株）1.201.001.20塘坝建安工程造价表序号项目名称单位单价（元）数量合价（万元）备注一建安工程14.001浆砌石M3146.982183.202干砌石M382.57805.296.653砂石垫层M383.28920.774砼M3232.943.780.095溢流堰板M3347.632.40.086筑坝土方M34.505155.562.327土方开挖M