曹家沟淤地坝初步设计及概算说明

目录一、自然条件-1 -二、 社会经济条件 -1 -三、工程概况-2 -四、 维修加固方案及工程建设目的意义 -2-五、 水文及气象资料 -3 -六、工程控制面积及沟道，坝址地形地质情况 -4 -八、 水文计算-5 -1、 水位、库容和面积关系的曲线计算。 -5 -2、 设计洪峰流量计算 -5 -3、 设计洪水总量计算 -7 -九、工程设计-7 -1、 设计标准-7 -2、 维修加固工程主要技术参数 -8 -3、坝高确定-8 -4、 坝体断面尺寸-10 -5、基础处理-10 -6、 放水工程设计-11 -十、工程量计算 -12 -十一、工程施工-12 -1、筑坝材料要求-12 -2、施工放线-13 -3、坝体施工-13 -十二、工程管护-13 -1、管护单位-13 -2、管护职责-14 -3、工程防汛-14 -十三、施工组织设计-14 -1、施工条件-14 -2、施工场地布置-15 -3、碾压机具选择-15 -4、施工进度-15 -十四、工程概算-17-（）编制依据-17 -（二）取费标准-17 -靖边县青阳岔乡曹家沟淤地坝维修加固工程初步设计及概算一、自然条件曹家沟淤地坝位于靖边县东南部约65km处的青阳岔镇后街 村境内，在无定河水系大理河一级支流峁子沟，地理坐标为：东径109° 17， 24，北纬 37° 2T 45。流域属黄土丘陵沟壑区第V副区，由于地表土质疏松，抗蚀性差，在外营力的侵蚀作用下，形成了以梁峁为主、沟谷深切、基岩裸露的地貌 特征。地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，梁窄坡陡，梁峁起伏，沟壑纵 横，地形破碎，沟壑密度3.13km/km2,其地理特点是西北高，东南低。地表覆盖 黄土深厚，沟床覆盖淤积土。二、社会经济条件该坝控制区涉及后街村，地处靖边县城东南65公里处，距青阳岔镇7公里，总土地面积7平方公里。后街村辖5个村民小组，共有农业人口 281户，1049人，人口密度56人/km2，主导产业为养殖业 和种植业，2012年人均纯收入7920元。工程控制流域内现有耕地3500亩（其中已打成灌溉深井7眼，发展水浇 地2000亩。主要农作物有玉米、黄豆、谷子、荞麦、洋芋等，2012年粮食总 产110.62万kg，粮食平均单产1100kg/亩，人均粮食1528kg。流域内植被主要以乔木林、灌木林和草本植物为主。乔木树种有杨树、柳 树、榆树等，主要分布在流域村庄附近；灌木品种主要有柠条、紫穗槐、沙 棘等，主要分布在流域阴坡面。草本植物有紫花苜蓿、草苜蓿等，主要分布 于流域的坡面。流域内现有林地1900亩，人工草地1000亩，其他林草地900亩。三、工程概况曹家沟淤地坝位于靖边县青阳岔镇后街村，属于无定河流 域、大理河水系。曹家沟淤地坝修建于上个世纪九十年代，原坝坝顶高8m,长 30m,宽3米。因该坝已运行多年，淤积严重，该坝目前存在的主要问题是已淤积 满，且无放水设施，加之在2013年洪水中坝体左岸被洪水冲开一条宽10m深 4.5m、长15.5m的缺口，存在重大的安全隐患。该坝控制流域面积2.18km2，属典型的黄土丘陵沟壑区，地貌由梁峁、沟 坡、沟床三个单元组成，以沟坡为主，梁峁林立，年侵蚀模数为1.25万吨/km2 年。坝址所在沟道主沟道长 2.8km,沟壑密度3.7km/km2，沟道平均比降4%平 均沟深60m,平均沟底宽45m沟上部宽度350m,岸坡坡度15°-25。左右沟床 及沟岸土质多为黄土，取土场分布在大坝两岸，储量丰富。四、维修加固方案及工程建设目的意义根据该坝控制流域面积，河道比降、侵蚀模数、地质等自然条件，对曹 家沟淤地坝进行加高培厚，加高坝体5m,并布设放水设施。维修加固工程完成后，可增保障下游农田灌溉100亩，人均增加0.2亩，按每亩产粮600公斤计算，可增加粮食产量6万公斤，每公斤以1-2元销售价格计算，年产值7.2万元。同时控制和防治水土流失，充分 利用泥沙资源，是改变黄土高原地区农业生产条件，减少入黄泥沙，促进 退耕还林还草和封山育林，改善生态环境的根本措施。该坝建成10年 后，拦蓄泥沙21.2万m3，可新增坝地3.8hm2,可增加粮食产量1.9万 kg,可促进退耕还林还草280亩，对流域综合治理有显著的促进作用。同时对拦蓄泥沙，防止水土流失作用十分显著。可抬高侵蚀基准点，防治 沟头下切，提高坝系整体的防洪能力，改善当地生态环境，促进流域内的 坡耕地还林还草，实现再造一个山川秀美的黄土高原。五、水文及气象资料曹家沟淤地坝村位于青阳岔镇政府东南7公里处。 地形地貌为典型的梁峁地区，全村总土地面积7平方公里，有307国道经 过。该流域属半干旱内陆性季风气候，冬季长而严寒，雨雪稀少；春季干 燥，多风沙；夏季酷暑，雨量集中；秋季较短，气候凉爽，多年平均气 温7.8 C,极端最高气温36C，极端最低气温-28.5 °C,据青阳岔水文站观测，年最大降雨量为744.6mm （ 1964年），年 最小降雨量为205m（m 1 965年）,多年平均降水440.4mm，且多集中在七、八、九三个月份中,占年降雨量的60%。多年平均径流深为35mm最大冻层深为1.1m，多年平均侵蚀模数1.48万 t/km .a。流域水文气象特征表气温C三10 °积温C温年日照时数（小时）无木目期（天）大风日数（天）年降水量（mm）多年平均暴雨次数（次/年）年最高年最低多年平均最大最小多年平均36-28.57.82700276913015.2744.6205440.46六、'工程控制面积及沟道，坝址地形地质情况该坝控制流域面积2.18km2，属典型的黄土丘陵沟壑区，地貌由梁峁、 沟坡、沟床三个单元组成，以沟坡为主，梁峁林立，年侵蚀模数为1.25万吨 /km2年。坝址所在沟道主沟道长 2.8km,沟壑密度3.7km/km2,沟道平均比 降4%平均沟深60m,平均沟底宽6m,沟上部宽度350m,沟道断面呈“ V” 型。左岸地基为砂岩，适宜布设放水建筑物；左右岸有丰富的黄土，储量能够 满足工程施工和今后加高的需要。根据以上地形地质条件，坝基、坝肩结构完整，无软弱带和裂隙发育， 两岸边坡无冲沟，无倾向下游的滑动面，适宜布设放水工程，坝基可开挖结合 槽，不会引起坝基渗漏。经初步勘测，该坝左岸坡度适宜布置取水渠道及放水 建筑物；所以放水建筑物设在左岸基土上。左右岸土料均很丰富，所以取土场应布置在左、右岸均可。七、编制依据1、水土保持治沟骨干工程暂行技术规范2、陕西省水土保持治沟骨干工程技术手册3、榆林地区实用水文手册4、 水土保持工程概（估）算编制规定水利部（2003）5水土保持工程概算定额水利部（2003）6、碾压坝设计及施工暂行规定八、水文计算1、水位、库容和面积关系的曲线计算。根据实测沟道纵横断高，采用梯形法计算出不同坝高对应的 面积与库容，见下表：从而绘制出水位一库容和面积关系曲线图高程（m）面积(hm2)库容（万m3）1008.00.000.001009.00.020.061010.00.060.271011.00.090.631012.00.121.141013.00.141.79曹家沟坝水位库容、面积关系曲线表表3-12、设计洪峰流量计算曹家沟坝控制流域面积2-18km2，按照水土保持综合台理技术规范的有关规定，洪水计算时按工程实际控制面积计算。根据水土保持综合治理规范和榆林地区实用水文手册中推荐的 公式，结合流域的实际情况，设计洪峰流量计算采用小面积相关法计算。（1）24小时暴雨量计算：H24p=Kp H24p 一式中：H24频率为P的24小时暴雨量（mmKp频率为P的皮尔逊III型曲线模比系数H24p二一多年最大24小时暴雨均值（mm（2）设计洪峰流量计算公式：QW=CNF n式中：QW-重现期为N的洪峰流量（m/s）CN重现期为N的地理参数查有关表知C10=23.9 C20=32.5 C30=44.2n -经验指数n=0.69F -为控制区间面积（km2由工程所在小流域位置，查榆林地区实用水文手册知最大24小时 暴雨均值为51mm变差系数Cv为0.66，偏差系数C s与变差系数C v的比 值C s/C v为3.5,从皮尔逊III型曲线上查得相应频率的模比系数Kp值分别 为 K10=1.84, K20=2.3 , K30=2.51,计算得不同频率的24小时暴雨量和设计洪水总量见表3 1。 3、设计洪水总量计算采用水土保持综合治理技术规范推荐的公式计算：WP=0.1aH24pF式中：wp频率为p的设计洪水总量（万m）a24小时暴雨径流系数F -流域面积H24P频率为P的流域中心点24小时暴雨量（mm由榆林地区实用水文手册查得，不同频率24小时暴雨径流系数分别为a10=0.22, a20=0.26,a30=0.28,计算得不同频率的设计洪水总量见表3 1。表3- 1不同频率24小时暴雨量、洪峰流量和洪水总量表洪水频率P ( %)10203024小时暴雨量(mm)97.84127.42132.51设计洪峰流量(m 3/s)34.4650.7169.4设计洪水总量(万 m3)4.435.946.15九、工程设计1、设计标准按照水土保持综合治理技术规范的规定，曹家沟淤地坝加固后的规模在30万m以下，其设计洪水标准为io年，校核洪水标准 为30年，淤积年限为10年。2、维修加固工程主要技术参数2-1、坝体参数(1)加固后最大坝高5m,坝顶长40 m,坝体内坡比125,外坡比为1:2。2.2、水位及库容坝顶高程"1013.0m，校核洪水位 1012.0m,设计淤泥面高程 1009.4m，拦泥库容21.2万m，滞洪库容6.15万m,总库容27.35万 m3。2. 3、主要工程量及建筑材料（1）主要工程量：机械清基3040 m,坝体回填土方16573m,涵管 基础开挖土方36m, M7.5浆砌青砖26.1m3,C2 0砼现浇13.6m3，预制混 凝土管安装25米。（2）主要材料量材料用量见概算表。3、坝高确定根据曹家沟淤地坝的作用，按照水土保持综合治理技术规范的有关 要求，确定工程为一大件，即坝体工程。坝高H由拦泥坝高HL滞洪坝高HZ和安全超高 H三部分组成，即H=HW HZ+A H（1）拦泥坝高由拦泥库容查水位一一库容曲线确定。拦泥 库容VL用下 式计算：VL=N WS式中：VL -拦泥库容（万m3 ；Ws多年平均输沙量（万m3/a） ； WS=SF/RN -设计淤积年限（a）S - 侵蚀模数（万吨/km2年）R - 泥沙容重（万吨/m3）F控制面积（km2）贝 U： VL-10X 2.18x 1.25 =21.2万m.,查水位库容曲线得相1.35应水位为1011.0m，确定拦泥坝高HL-3