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1、科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计1 塘坝典型设计1.1 基本情况本次塘坝典型设计采用科左后旗莲花吐塘坝作为典型设计。设计中 P 设 =20%，P 校 =10%。1.1.1 工程位置莲花吐塘坝位于科左后旗甘旗卡镇莲花吐村东南 2 公里处，属于柳河流域小青沟支流，沟内长年流水。1.1.2 社会经济情况莲花吐村总人口 585 人，147 户，劳动力 283 人，大小畜 1200 头（只），人口自然增长率 12.5，人均纯收入 970 元。现有耕地 5880 亩，主要农作物为玉米、水稻。1.1.3 工程自然地理条件该沟道发育由北向南倾斜，进入辽宁
2、省境内，沟深 5070 米、沟宽 80120 米。沟道比降 1/200，多年平均侵蚀模数为 3850t/km2年。工程所在地属于半干旱大陆性季风气候区，多年平均降雨量为 431.35mm，平均气温 为 5.8。1.2 水文1.2.1 流域自然概况莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，流域面积为 7.55km2，河道 长度 15.0km，河道平均坡降 1/200。1.2.2 气象科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32莲花吐塘坝的气象资料，采用邻近甘旗卡气象站的实测资料。1.2.3 降雨莲花吐塘坝属于柳河流域，具有半干旱大陆性季风型气候特征。根据甘旗卡站观测资料，多年平均降雨量为43
3、1.35mm，降水年内分配极不均匀，年际变化大，春季 45月份平均降水量在 2070mm 之间，占全年降水量的 516%，夏季降水集中，78 月份平均降水 150250mm，占全年降水的 4060%，入秋以后降水减少，9 月份降水 3080mm，占全年的 718%，冬季降水极少。1.2.4 蒸发本区多年平均蒸发量为 1950mm（20cm 蒸发皿）。1.2.5 风本区是大风出现较多的地区，多年平均风速 4.0m/s，多年平均最大风速为 17m/s。1.2.6 气温本区干旱少雨，天气多晴朗，日照时间较长，夏季炎热，冬季寒冷，该区多年平均气温 5.8，年极端最高气温 36.2，最低气温-32.2
4、，一月平均气温-14.0，七月份平均气温23.2。1.2.7 冰冻本区多年平均最大冻土深 1.2m 左右，最大冻土深达科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计321.5m。水库水面冰冻厚度一般在 0.70.8m。1.3 水文基本资料1.3.1 水文测站情况莲花吐塘坝是柳河流域小青沟上的一座拦河塘坝，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有年径流观测资料。1.3.2 关于参证站的选择莲花吐塘坝位于小青沟中游，其邻近流域有东五家子水库、三刀水库、大青沟水文站等均有观测资料，上述三个有观测资料的站点，大青沟位于柳河流域与莲花吐塘坝最近，因此本次莲花吐塘坝年径流量参证站采用大青沟水文站
5、。大青沟水文站与莲花吐塘坝流域特征见表 1-1。表 1-1 大青沟水文站与莲花吐塘坝流域基本情况对比表项 目 大青沟水文站 莲花吐塘坝河 长 km 48 15入库河长 km 32 9地 段 坨甸相向 坨甸相向植 被 草 地 草 地土 壤 沙 土 沙 土流域宽度 km 3.75 2.2比 降 1/300 1/200流 域 形 状 长方椭圆形 长方椭圆形科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计321.4 径流1.4.1 计算方法本次莲花吐塘坝年径流计算采用直接移值大青沟水文站的径流成果，按径流深换算到莲花吐塘坝，C v、Cs 均与大青沟水文站相同。1.4.2 径流莲花吐塘坝以上流域面积为 7.5
6、5 km2。按照大青沟水文站多年平均径流深为 53.7mm，将其值 直接移到莲花吐塘坝，则该塘坝多年平均径流量为 40.52 万 m3，Cv 与 C s值均采用大青沟水文站的特征值，C v=0.52，C s=2.5 Cv，其成果见表 1-2。表 1-2 年径流频率计算成果表CV P(%)名称 均值(万 m3) 计算 采用CS/CV 20 50 75 90莲花吐塘坝40.52 0.55 0.52 2.5 55.63 36.10 25 18.07根据灌溉要求，按设计年径流 P75% 的情况来选择，考虑月分配因素选择作为 P75%设计年的典型年，按其年内分配所占百分数，计算该水库 P75% 时各月入
7、库水量。见表 1-3。表 1-3 莲花吐塘坝入库水量表 单位：万 m3月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计P 75% 0.1 0.2 3.4 1.3 2.05 3.35 6.05 6.1 2.1 0.2 0.15 0 25科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32入 库 水 量1.4.3 成果合理性分析（1）Cv值按照后旗坨甸相向地貌的特征，三刀、东五家子水库以及大青沟水文站，其 Cv 均在 0.70.3 之间，因此本次采用的 Cv=0.52 是符合地区特点的。（2）Cs值，三刀、 东五家子水库以及大青沟水文站以及邻近地区均在 Cs=2.0 Cv、Cs=2.5 C
8、v 之间，所以本次采用 Cs=2.5 Cv 是合理的。以上分析，认为莲花吐塘坝年径流成果是合理的。1.5 设计洪水莲花吐塘坝无实测洪水资料，故本次设计采用吉林省水文图集中的地区经验公式法推求设计洪水。1.5.1 地区经验公式法根据吉林省水文图集计算设计洪水，洪峰及洪量采用以下公式进行计算:（1）洪峰流量计算公式为：（2）洪量计算公式为：pmPnKQFCWKFBpm1.0科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32式中： 洪峰流量均值（m 3/s）洪峰均值参数 0.5F流域面积为 7.55km2Kp模比系数，根据该水文图集，洪峰Cv1.4Cs2.5C v，由此可得不同频率 kp值QP各频 率洪
9、峰流量（ m3/s）洪量均值（万 m3）洪量均 值参数， 19.5BBWp各频 率洪量（万 m3）m面积指数，m0.6。计算成果见表 1-4。表 1-4 设计洪水计算成果表（地区经验公式法） 项 目 Cv Cs P=2% P=5% P=10% P=20%洪峰（m3/s） 1.4 2.5 Cv 9.28 6.32 4.27 2.44洪量（万 m3） 1.4 2.5 Cv 36.2 24.7 16.7 9.51.6 塘坝水位、库容关系计算根据塘坝库区内实测资料，计算塘坝水位、库容、面积关系，计算成果见表 1-5，塘坝水位、面积，水位、库容关系曲线见图 21、22。QC科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划
10、典型工程设计32表 1-5 水位库容曲线表水 位（m） 水库面积（m2）平均面积（m2）水 层 厚（m）水层容积（m3）累积库容（m3）110 0 0111 2000 1000 1 1000 1000112 3000 2500 1 2500 3500113 16000 9500 1 9500 13000114 23400 19700 1 19700 32700115 40500 31950 1 31950 64650116 54200 47350 1 47350 112000117 72000 63100 1 63100 175100118 93200 82600 1 82600 257700
11、119 130000 111600 1 111600 369300120 16300 146500 1 146500 515800121 17500 169000 1 169000 684800122 190000 182500 1 182500 867300图 2-1 莲 花 吐 塘 坝 水 位 、 面 积 曲 线1101121141161181201220 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20面 积 （ 万 m2）高 程 （ m）科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32图 2-2 莲 花 吐 塘 坝 水 位 、 库 容 关 系 曲 线110112114116118120
12、1220 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50库 容 （ 万 m3）高 程 （ m）1.7 工程等级和设计标准1.7.1 工程等级和设计标准该工程为小塘坝，正常运行和非常运行洪水重现期分别为 10 年一遇设计和 20 年一遇校核。1.7.2 死库容及死水位的确定本次确定塘坝死水位主要考虑以下两个因素：一是要满足除险加固 30 年后泥沙淤积要求；二是要满足塘坝养鱼要求及冰冻要求。由于塘坝上游植被较好，泥沙淤积总量不大，认为泥沙全部淤积在死库容里。同时考虑冰厚以及养鱼过冬需水的水深为 1.5m 左右，故确定死水位为 111.5m，相应死库容为0.225 万 m3，满足淤 积与养
13、鱼、冰冻要求。1.8 兴利调节1.8.1 灌溉用水科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32莲花吐塘坝灌溉设计面积为 0.06 万亩，主要种植作物为玉米。灌溉制度依据通辽市水科所汇编的西辽河平原区主要农作物灌溉模式研究成果，灌溉制度及用水量见表 1-6。表 1-6 各 月 用 水 量月 项 目 3 7 8 合计毛灌水定额(m 3/亩) 116.7 83.3 83.3 283.3用水量(万 m3) 7.00 5.00 5.00 17.00灌 溉面积(万亩) 0.06 0.06 0.06 0.061.8.2 兴利调节计算根据塘坝的库容曲线、来水过程和用水过程及蒸发、渗漏损失进行兴利调节计算，调
14、节原则为以洪定需，调节方式为年调节。设计灌溉保证率采用 P=75%。计算成果见表 1-7。科左后旗莲花吐塘坝农田建设规划典型工程设计32表 1-7 莲花吐塘坝 P=75%（ 计入损失）兴利调节计算表水库 总用水月末 库容月平均 库容平均 面积 渗漏量蒸发 损失量水库 损失量 月末 库容月水库 来水水库 用水来水 - 用水 不计损失 万 m3 Km2 万 m3 万 m3 万 m3 万 m3来水 - 用水 万 m311.525 6.16 1 0.1 0.1 11.625 11.575 0.04 0.11575 0.38 0.49 0.49 -0.39 5.77 2 0.2 0.2 11.825 1
15、1.725 0.041 0.11725 0.41 0.53 0.53 -0.33 5.44 3 3.4 7 -3.6 0.225 6.025 0.024 0.06025 0.32 0.38 7.38 -3.98 0.2254 1.3 1.3 1.525 0.875 0.017 0.00875 0.29 0.30 0.30 1.00 1.22 5 2.05 2.05 3.575 2.55 0.019 0.0255 0.54 0.57 0.57 1.48 2.71 6 3.35 3.35 6.925 5.25 0.029 0.0525 0.86 0.92 0.92 2.43 5.14 7 6.05 5 1.05 7.975 7.45 0.033 0.0745 0.94 1.02 6.02 0.03 5.17 8 6.1 5 1.1 9.075 8.525 0.032 0.08525 0.88 0.96 5.96 0.14 5.31 9 2.1 2.1 11.175 10.125 0.035 0.10125 0.35 0.45 0.45 1.65 6.96 10 0.2
