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1、. . 省市子洲县马岔乡渠村窑则尚大型淤地坝初步设计报告（报批稿）建设单位：子洲县水务局设计单位：众诚水利工程技术咨询 2014年10月10日1综合说明窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县马岔乡渠村，属无定河水系，河二级支流。该流域为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，以沟为主，梁窄坡陡、沟壑纵横、梁峁起伏、地形破碎。主沟道长2.57km，沟壑密度3.53km/km2，主沟道覆盖土层瘠薄，沟道断面多呈形。窑则尚大型淤地坝控制流域面积1.81km2，由土坝一大件组成，坝高18m，坝顶长62m，现坝顶与淤泥面齐平，可淤积库容28.6万m3，已淤积库容28.6万m3。该坝加高后最大坝
2、高30m，总库容84.76万m3。设计洪水标准取30年，校核洪水标准取100年，设计淤积年限为20年。设计采用两大件，即土坝和涵管。工程建成后，拦泥库容45.59万m3，可淤地6.84hm2；对防治水土流失、抬高沟道侵蚀基准点、减少入黄泥沙、改变当地农业生产条件、增加农民收入、促进退耕还林还草和生态自我修复、调整产业结构、改善生态环境有着重要意义。因此，加固本坝是十分必要的。1.1水文计算及成果1、洪峰流量采用地区实用水文手册中的洪峰流量汇水面积相关法计算，计算公式为： QN=CNF n汇水面积相关法计算的不同频率洪峰流量表频率（%）0.20.3330.5123.333510地理参数CN89.
3、383.275.160.152.744.232.523.9洪峰流量QN(m3/s)134.48 125.29 113.09 90.51 79.36 66.56 48.94 35.99 2、设计洪水量计算采用水土保持治沟骨干工程技术规推荐的公式计算：WP=0.1H24PF不同频率24小时暴雨量、洪水总量表洪水频率P（%）0.20.3330.5123.33351024小时暴雨量(mm)259.95 239.8222.20 194.7165.55141.35128.7101.75洪量径流系数0.340.320.310.30.290.280.260.22设计洪水总量(万m3)16.00 13.89 1
4、2.47 10.57 8.69 7.16 6.06 4.05 3、年输沙量计算采用公式Ws=SF/计算：经计算，坝控流域年输沙量为2.28万m3。1.2工程主要技术参数1.2.1坝体参数1）、最大坝高30m，坝顶长102m，顶宽4.0m。上游坡比为1：2，下游坡比均为1：1.5，下游坡在最大坝高18m处设一道戗台，宽2m。2）、水位及库容：设计淤积高程1027.01m，新增拦泥库容45.59万m3；校核洪水位1028.48m，滞洪库容10.57万m3；总库容84.76万m3（含已淤库容28.6万m3），坝顶高程1030.00m。1.2.2放水工程参数放水工程主要有卧管、涵洞、明渠、陡坡、出口消
5、力池、尾水渠组成，其主要参数为:1)、卧管最低一级进水孔孔底高程1018.00m，最高一级进水孔孔底高程1028.20m；卧管高12m，共18孔，台高0.60m，坡比1:2，矩形陡槽断面尺寸宽高为0.60.6m，消力池为矩形结构，长宽高=310.5m。2)、输水涵洞为管涵，进水口底高程1016.10m，出水口高程1015.50m，涵洞长度为60m，比降1/100，涵洞断面型式为圆型钢筋砼结构。3)、明渠长5m，进口高程1015.50，出口高程1015.45m，矩形断面尺寸宽高为0.80.8m。4）、陡坡长48.86m，进口高程1015.45，出口高程1000.00m，矩形断面尺寸宽高为0.80
6、.8m，比降1/3。5）、出口消力池长3m，宽0.8m，深0.5m。6）、尾水渠矩形断面尺寸宽高为0.80.8m，长4m。1.2.3主要工程量及建筑材料1)、主要工程量计有：开挖土方3.2万m3，碾压土方3.5万m3，现浇C20砼42m3，浆砌块石369.5m3，浆砌料石8.90m3。2)、主要材料用量：需用水泥53.98t，砂子185.62m3，块石399.06m3，料石7.72m3，石子31.65m3，柴油24.11t。1.2.4工程总投资及总工时工程总投资80.09万元，总工时量61761工时。1.2.5工程效益工程建成后可新增拦泥45.59万m3，淤地6.84hm2，增加了当地农民的经
7、济收入，改善了上、下游群众的生产交通条件和周边的生态环境，为当地群众营造了良好的生活、生产环境。2基本情况2.1自然概况2.1.1地理位置窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县西约45km，地处东经1093932，北纬373454。属加固工程，控制流域面积1.81km2。窑则尚大型淤地坝工程是一座以拦蓄洪水径流和泥沙为主、全拦全蓄的工程，上游无淹没损失。该坝涉及马岔乡的渠村，当地群众对建坝具有非常高的认识和积极性。2.1.2地质地貌窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县马岔乡渠村，属无定河水系，该流域为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，以沟为主，梁窄坡陡、沟壑纵横、梁峁起伏、地形破碎，
8、沟壑密度3.53km/km2，主沟道覆盖土层瘠薄，沟道断面多呈形。窑则尚大型淤地坝坝址两岸有丰厚的黄土覆盖，主要为黄绵土，土料为级，坝基坝肩结构完整，无软弱带和裂隙发育，无倾向下游的滑动面，取土场位于坝体左岸，储量能够满足工程的施工需要。根据以上地形地质条件，该坝址处适宜修建均质土坝。2.1.3工程现状窑则尚大型淤地坝原坝高18m，为坝体一大件工程，总库容28.6万m3，已淤积库容28.6万m3，淤地面积为3.67hm2，原坝体左岸土排洪渠道冲毁，现为开口宽为17米，深11米一缺口，土排洪渠冲毁使得洪水冲刷坝脚，坝体外坡坍塌，长约40m，现外坡基本垂直，坝址所在沟道长2.57km，平均比降8.
9、95%。2.1.4工程加固方案该坝上游为坝地，无任何淹没损失，下游为空沟，无生产生活设施。该坝现有坝地55亩，加高坝体后，可使坝地增至102亩，经济效益良好。则该工程加固方案为对坝体进行加高；在坝体右岸新建放水工程设施。2.1.5地震情况工程所在流域地质构造鄂尔多斯向斜的南部，流域地势由北向南倾斜，区地质构造简单，无区域性大断裂分布，岩层产状平缓，裂隙发育不明显，属相对稳定的地区。故设计可不考虑地震影响。2.2社会经济情况一、人口劳力：窑则尚大型淤地坝所在渠村现有总人口705人，其中男女全半劳力350个，人口平均密度为192人/km2，2013年年底人均产粮519公斤，人均纯收入5600元。二
10、、农业：工程所在村总土地面积5500亩，有坝地550亩，梯田500亩，坡耕地2450亩，主要农作物有玉米、谷子、土豆等，其中粮食总产量36.59万kg，平均亩产105kg。三、林业：工程所在村现有草地430亩，林地320亩，流域治理度为32.73%。四、牧业：主要以养羊、养猪为主。2.3坝址上下游沟道工程情况该大型淤地坝为加固坝，上下游无坝。2.4气象水文泥沙2.4.1气象特征该流域属北温带干旱半干旱大陆性季风气候，具有冬季漫长寒冷少雨雪，春季干燥，多风沙；夏季酷署，雨量集中；秋季较短，气候凉爽。据子洲县气象站建站以来资料统计，多年平均气温9.1，极端最高气温38，极端最低气温24.8；年日照
11、时数为2613h，无霜期145天，10积温3342.1。平均风速1.6m/s，最大风速18m/s，最大冻土深度115cm。2.4.2水文根据子洲县气象站建站以来资料统计，及地区实用水文手册资料，流域多年平均降水量428.1mm，多集中在汛期7-9月份，占全年降雨量的67.7%，年最大降雨量655mm，其特点是年际变化大，年分布不均匀，降雨多以暴雨形式出现，历时短，强度高，灾害性大。2.4.3泥沙流域具有典型的黄土丘陵沟壑区第副区径流、泥沙特点。即径流、泥沙年季变化大，年分配集中，径流泥沙主要来源于汛期暴雨洪水。本次设计根据省地区实用水文手册中确定的该流域多年侵蚀模数为1.7万t/ km2a。2
12、.5建筑材料根据实地勘测，选择左岸坝肩以上的土料为碾压筑坝土料，土质为黄土，储量丰富，其粘粒含量为10%15%，塑性指数10，有机质含量3%，水溶盐含量5%，天然干容量为1.43t/m3，从以上数据可以看出，坝址左岸的土料储量和土料性质均满足筑坝要求，按照因地制宜，就地取材的原则，将坝型确定为均质土坝，取土运距为60米之间。水泥、石子、砂子、柴油、汽油、钢材等材料可在县城购买。石料附近村庄开采，运距在20km以。 3水文计算3.1工程等级及建筑物级别依据水土保持综合治理技术规（GB/T16453.32008），设计洪水标准取30年，校核洪水标准取100年，设计淤积年限取20年。3.2水文计算3
13、.2.1设计洪峰流量计算窑则尚大型坝控制流域面积1.81km2，设计洪峰流量采用地区实用水文手册中的洪峰流量汇水面积相关法计算，计算公式为： QN=CNF n式中：QN重现期为N的洪峰流量，m3/s； CN重现期为N的地理参数； n经验指数，n=0.69； F流域面积，F=1.81km2。计算结果见表31。汇水面积相关法计算的不同频率洪峰流量表频率（%）0.20.3330.5123.333510地理参数CN89.383.275.160.152.744.232.523.9洪峰流量QN(m3/s)134.48 125.29 113.09 90.51 79.36 66.56 48.94 35.99
14、3.2.2设计洪水总量计算采用水土保持治沟骨干工程技术规（SL 2892003）推荐推理公式计算：WP=0.1H24PF式中：WP频率为P的设计洪水总量(万m3)； 24小时暴雨径流系数； F流域面积，F=1.81km2。H24P频率为P的24小时暴雨量(mm)，H24P=KP. H24，其中KP为频率为P的皮尔逊型曲线模比系数；H24为多年最大24小时暴雨均值(mm)。由省地区水文手册查得，该坝控流域中心多年最大24小时暴雨均值为56mm，不同频率24小时暴雨径流系数分别为10=0.22，20=0.26，50=0.28，100=0.30，200=0.31，300=0.32，500=0.34。变差系数CV为0.67，偏差系数CV与CS的比值为CV/CS=3.5。经计算不同重现期的暴雨量计算成果见表33不同频率24小时暴雨量、洪水总量表洪水频率P（%）0.20.3330.5123.33351024小时暴雨量(mm)259.95 239.8222.20 194.7165.55141.35128.7
