排涝站改建项目可行性研究报告.docx
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排涝站改建项目可行性研究报告
排涝站改建项目
可行性研究报告
1综合说明
1.1圩口概况
某镇某村地处某、某、庐江三县交界，西与大兴村、东北与三河相邻，地理位置优越。
耕地面积685.26亩，人口1197人，360户，形成四个自然片，13个村民小组，2007年人均收入达到3000元。
项目建设地点——某镇总面积80km2，辖1个街道社区，26个行政村，382个村民组，人口15091户、51628人。
由于该镇四面环水，地势低洼，地面高程在8米左右，因此易旱易涝，内涝较为突出。
自上个世纪60-70年代开始，陆续兴建了大大小小机电排灌站25座，大部分年久失修，设备老化严重，配件难以购置。
尤其是某村位于某大圩的最低处，是某大圩的“锅底”。
而某排涝站，使用的还是离心式水泵，卧式电动机，机房简陋不堪已属危房，装置效益低、设备能耗高、运行费用大，增加了农业生产成本，加重了群众负担。
某大圩位于某河下游右岸，北临丰乐河，东部以丰乐河和某县三河镇小南河（丰乐河支流）为界，西部以钱大山河（丰乐河支流）与本县千人桥镇为伴。
原由三个万亩圩口即河南圩、某圩和舒三圩联并而成。
圩区总面积79.2km2，其中某村面积1.2km2。
某圩行政区划属某镇（28个行政村）及某县三河镇（1个行政村）。
圩内总耕地面积6.21万亩，人口5.66万人，其中农业人口5.31万人。
圩内以种植水稻为主，兼有部分油菜和其他经济作物。
某圩是某县经济发达地区之一，合界高速、合九铁路南北纵穿本圩，六舒三公路贯穿东西，镇村道路四通八达，光缆通讯及供电线路遍及各村。
某圩地形总趋势西高东低，西北部局部地势较高，东南部地势最低。
圩内地面高程一般为8.0～12.0m（吴淞基面，下同），局部最高14.2m以上，某村最低为7.7m。
某圩四周环水，东界距巢湖13.5km，外河水位常年高于圩内。
根据安徽省人民政府皖政秘[2000]77号“关于巢湖流域防洪规划的批复”及长江水利委员会“《巢湖流域防洪规划报告》的审查意见”，巢湖设计洪水位12.5m，汛期限制水位8.0~8.5m，这样即使在正常情况下巢湖水位也要高出某村地面（最低处）1.5m左右。
1.2水文
根据某县气象站实测降雨资料统计分析，某圩最大3d暴雨多年平均值为127.1mm，历年最大3d暴雨最大值为298.4mm，发生在1969年，1991年次之，为276.8mm。
5年一遇与10年一遇最大3d暴雨分别为170mm和224.4mm。
最大24h暴雨多年平均值为87.5mm，历年最大24h暴雨最大值为160.0mm，发生在1969年，最小值出现在1965年，为40.0mm。
10年一遇最大24h暴雨为176mm。
1.3工程地质
某站址位于某圩南部某河左岸，堤内地面高程约7.7~9.0m，堤顶高程约16.1m左右。
根据勘探揭示，某站基础坐落在第②层—细砂层上，该层松散，承载力低，且其下0.2m处即为淤泥质土层，该层土质松软，含水量大，具有强度低，压缩性大等特性，基础也须加固处理。
场地地下水主要为第四系松散沉积层中的孔隙水，分为孔隙潜水和孔隙承压水两类。
孔隙潜水主要贮存于上部粘壤性土层中，孔隙承压水则贮存于极细砂层。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.10g，相应的地震基本烈度为7度。
1.4工程任务和规模
某站工程主要任务是：
当某河水位较低时，通过自排涵自排涝水，当某河水位较高不能自排时，通过某二站抽排涝水，将某圩排涝标准提高到10年一遇。
新建的某站设计排涝流量0.64m3/s，泵站进水池设计水位7.8m，最低运行水位7.3m，最高运行水位8.3m；出水池设计水位13.4m，最低运行水位8.9m，最高运行水位14.2m；泵站设计净扬程5.6m，最高净扬程6.9m。
1.5工程布置与建筑物设计
某站装机容量55kW，其排涝出水涵穿越某河河堤。
根据《防洪标准》（GB50201—94）、《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）及《泵站设计规范》（GB/T50265—97）的规定，确定本枢纽工程等别为Ⅴ等，泵站规模为小型，泵房、压力水箱级别为5级，穿堤涵及出口防洪闸为5级，进水闸、进水前池等次要建筑物级别为5级，临时建筑物级别为5级。
某站用于抽排某村洪涝水，排水出路是某河。
在原泵房西边改建装机容量55千瓦轴流泵站1座，机房2间，保留东边期中1台55千瓦旧机组，以作备用。
建成后将提高排水区的排涝标准，为农作物的高产稳产提供了可靠保证，对本区的经济发展、社会稳定起到积极作用。
同时大大提高了排涝保证率和装置效益，增加除涝面积60亩，改善除涝面积1200亩。
主要建筑物有：
拦污检修闸、前池、泵房、变电站、穿堤出水涵、出口防洪闸等。
某站采用堤后式布置，湿室型厂房，安装1台立式轴流泵，装机容量55kW，设计排涝流量0.64m3/s。
泵站进水室底板高程5.70m，水泵出水管中心高程8.23m，水泵层楼面高程7.23m，电机层、安装间及副厂房地面高程均为11.00m。
主厂房平面尺寸3.3m×6.0m（长×宽），安装间平面尺寸2.7m×6.0m（长×宽）。
副厂房位于主厂房出水侧，平面尺寸6.0m×4.5m（长×宽）。
泵站出水管后部接压力水箱，水流由压力水箱汇集后经穿堤箱涵排入某河。
压力水箱底板高程7.23m。
穿堤箱涵为单孔，长48.0m，过水断面1.0m×1.5m（宽×高），出口段设置控制闸门，闸顶设启闭机排架。
拦污检修闸布置于前池进口，进水侧布置拦污栅，前池侧布置检修闸，均为单孔，孔口净宽1.20m，底板高程5.7m，检修平台高程10.8m。
前池底板高程5.70m，平面上分两部分，前部长5.0m，浆砌石护底，底宽由1.2m扩散至2.1m，后部（泵房侧）长5.0m，宽2.1m，采用钢筋混凝土护坦，护坦上布置排水孔和反滤。
前池两侧布置浆砌石重力式挡土墙。
枢纽工程及主要建筑物特性见表1-1。
表1-1某排涝站工程特性表
序号
名称
单位
数量
一
水文特征
1
排涝面积
km2
1.2
2
排涝流量
m3/s
0.64
3
水
位
进
水
池
设计水位
m
7.8
最高运行水位
m
8.3
最低运行水位
m
7.3
防洪水位
m
10.5
出
水
池
设计水位
m
13.4
最高运行水位
m
14.2
最低运行水位
m
8.9
防洪水位
m
14.6
4
净
扬
程
设计净扬程
m
5.6
最高净扬程
m
6.9
最低净扬程
m
0.6
二
主要建筑物及设备
1
站
身
主厂房尺寸（长×宽×高）
m
3.3×6.0×7.1
副厂房尺寸（长×宽×高）
m
3.3×4.5×4.5
底板高程
m
5.7
水泵安装高程
m
7.23
电机层高程
m
11.0
水泵台套
台
1
配套功率（JSL-14-12）
kW
55
续表1-1某排涝站工程特性表
序号
名称
单位
数量
2
设计水位
闸上
m
7.9
拦污检修闸
闸下
m
7.8
检修水位
闸上
m
7.3
闸下
m
5.7
孔数
1
孔口宽度
m
1.2
底板高程
m
5.7
闸门重
t
2.32×1
启闭机
台
1
3
出水涵洞
孔数
孔
1
孔径（宽×高）
m
1.2×1.6
洞长（单节长×节数）
m
8.0×6
闸门重
t
2.6×1
启闭机
台
1
结构尺寸
顶板厚
m
0.35
底板厚
m
0.4
侧/中墩厚
m
0.35
4
开关站型式
开敞式
面积（长×宽）
m×m
8×6.5
5
主要机电设备
水泵台数
台
1
型号
20ZLB-70
最大轴功率
kW
50
额定转速
r/min
980
淹没深度
m
1.205
最大工作扬程
m
7.13
最小工作扬程
m
1.6
额定扬程
m
5.90
额定抽水量
m3/s
0.64
电动机台数
台
1
型号
JSL—11—8
单机容量
kW
55
续表1-1某排涝站工程特性表
序号
名称
单位
数量
5
功率因数
0.79
额定电压
kV
0.38
主变压器型号
S9—160/10
起重设备型号
3T手动葫芦
6
输电线
电压
kV
10
回路数
回路
1
输电目的地
钱大山变电所
“T”接距离
km
三
主要工程数量
主
要
工
程
量
土方开挖
万m3
0.39
土方回填
万m3
0.19
砌石工程
m3
273
砼及钢筋砼
m3
442
钢筋
t
38
粉喷桩
m
金属结构（不含启闭机）
t
7.4
四
主要建筑材料
1
水泥
t
624
2
钢筋
t
19
五
经济指标
1
基本预备费
万元
5.01
2
工程总投资
万元
107.3
1.6水利机械及辅助设备
某站设计流量0.64m3/s，设计净扬程5.6m；选用1台500ZLB-70型立式轴流泵，水泵设计流量0.64m3/s，设计扬程6.39m，转速980/min，配套电机功率55kW、电压380V。
机组为立式布置，湿式型泵房，经90°弯管、水平扩散管和浮箱拍门出水。
厂内起重设备为3t电动葫芦。
各层高程分别为：
进水流道底板高程5.7m
水泵层高程7.23m
出水管中心高程8.23m
电机层高程11.0m
行车轨顶高程17.50m
1.7电气
某排涝站装机为1台55kW、~380V的低压电机，利用原站一台容量为160kVA的主变。
某站高压侧选用跌落式熔断器，电动机电压侧均采用单母线接线，电动机采用全压直接起动，无功补偿采用集中自动补偿方式。
变压器由高压侧跌落式熔断器对其进行短路、过负荷等保护。
电动机保护采用电动机馈电回路的空气开关对其进行短路、过负荷及缺相等保护。
1.8金属结构
根据水工布置某站进水口设拦污闸一孔。
拦污闸上游侧设倾斜式拦污栅1扇，临时措施启吊；拦污栅和进水池之间设检修闸门，门型为露顶式平面滑动铸铁闸门，配置手电两用螺杆式启闭机操作。
泵站涵洞出口处设防洪门，孔径（宽x高）1.0mx1.5m，1孔，兼作泵站事故闸门。
启闭机采用手电两用螺杆式启闭机，闸门动水启闭，且具备事故条件下闸门快速动水关闭的条件，闭门时间约1分钟。
某站工程共配置2扇闸门、1扇拦污栅和1孔埋件，1台手电两用卷扬式启闭机，1台手电两用螺杆式启闭机，总工程量：
金属结构6.5t。
1.9施工组织设计
本工程规模小型，多为常规施工，以机械作业为主、人工施工为辅，某站各主要工种高峰施工强度为：
土方开挖0.2万m3/月，土方回填0.2万m3/月，砼浇筑0.01万m3/月。
某站计划安排总工期8个月，即从第一年10月到次年5月底。
施工总工日0.49万个，施工期平均上工人数20人，高峰人数30人。
1.10水土保持与环境保护
本工程建成后，将提高某圩排涝标准，减少涝灾发生的频率，涝水及时排除能改善区内人群的生活质量，减少传染性疾病的发生率，对区域的经济和社会发展起到积极的作用。
工程建设对环境的影响主要是施工期影响，在采取一定的对策措施和施工结束以后，影响将随之消失。
因此，本工程从环境角度来说是可行的。
1.11工程管理
拟在现有老某管理站基础上设立某排涝管理站，隶属某县水利局，负责整个某圩调度与管理。
为满足工程管理需要，需新增生产、管理人员1人；新建管理用房总面积50m2；绿地面积100m2。
为保障防汛、排涝及日常管理工作能正常，某排涝管理站需新建通讯设施，配置程控电话1部。
此外，为提高通讯信息传递及收集有关工程资料，在管理站配备计算机1台套。
1.12投资估算
本泵站投资估算根据现行水利部及安徽省有关规定、标准进行编制，具体有：
水利部水总[2002]116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》及《可行性研究投资估算》（以下简称《116号文》）、《116号文》颁发的《水利建筑工程概算定额》和《水利工程施工机械台时费定额》、水利部水建管[1999]523号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》。
某站工程静态总投资为107.3万元（含基本预备费5.01万元），单位千瓦投资指标为19509元。
本投资估算的价格水平为2011年12月。
1.13经济评价
工程多年平均排涝效益21.6万元，工程经济内部收益率19.72%，经济效益费用比1.42，经济净现值60万元。
根据敏感性分析，允许投资增加的临界点是55.5%，允许效益减小的临界点是29.8%，表明本工程经济指标较好，具有一定的抗风险能力，经济上是合理的。
本工程的实施将有力地促进本地区社会经济的健康发展，具有显著的社会效益。
2水文
2.1圩口概况
某圩位于某县县城东部，四面环水，北临丰乐河，东部以丰乐河和某县三河镇小南河（丰乐河支流）为界，西部以钱大山河（丰乐河支流）与本县千人桥镇为伴。
原由三个万亩圩口联并而成。
圩区总面积79.2km2。
某圩行政区划属某镇（28个行政村）及某县三河镇（1个行政村）。
圩内总耕地面积6.21万亩，人口5.66万，其中农业人口5.3万。
圩内以种植水稻为主，兼有部分油菜和其他经济作物。
某圩是某县经济发达地区之一，合界高速、合九铁路南北纵穿本圩，六舒三公路贯穿东西，镇村道路四通八达，光缆通讯及供电线路遍及各村。
某圩地形总趋势西高东低，西北部局部地势较高，东南部地势最低。
圩内地面高程一般为8.0～12.0m（吴淞基面，下同），局部最高14.4m以上，最低为7.7m。
某圩高程～面积～容积关系见表2-1与图2-2。
某圩内水网交错相连，排灌渠畅通，水田率50%，沟塘率8%，旱荒地42%。
近年来沟港淤塞严重，滞蓄能力较差。
圩内主要排涝大沟有：
民主河、老某河等，大排涝沟断面底宽3～10m，面宽8～20m；小排涝沟断面底宽2～3m，面宽5～6m。
某圩四面环水，东、北面为丰乐河，堤防长度20.5km（其中某县小南河长度2.8km）；南部为某河，堤防长度为13.5km；西面为钱大山河（丰乐河支流），堤防长度为10.6km。
1977年某河下游将军宕至巢湖口河段进行了整治和截弯取直，扩大了泄洪流量。
1981～2004年，某县自筹资金，对县内河堤进行了加固，使某圩的防洪能力大大提高。
表2-1某圩高程～面积～容积关系表（吴淞高程）
高程（m）
面积（km2）
容积（102万m3）
7.7
0.10
0.10
8.0
0.66
0.24
8.5
16.30
3.57
9.0
29.45
11.51
9.5
42.27
23.83
10.0
52.33
40.02
10.5
57.68
58.81
11.0
63.05
79.43
11.5
66.21
101.50
12.0
68.37
124.47
12.5
69.62
148.03
13.0
70.44
171.94
13.5
71.10
196.10
14.4
72.50
220.62
2.2气象
某圩处于丰乐河下游，属亚热带季风性湿润性气候区，具有气候温和，雨量充市，降水季节性强，霜期短，日照时间长等特点。
该区年平均气温15.6°C，年极端最高气温42°C（1961年）,年极端最低气温-13.2°C（1980年）。
多年平均降水量1016.3mm，降水的年内年际变化大。
年内降水以汛期5～9月份最多，约占全年降水量的60%。
最大年降水量为1683.3mm（1991年），最小年降水量为703.9mm（1978年）。
该区多年平均无霜期223d，最长259d（1967年），最短189d（1979年），多年平均蒸发量793mm，日照时数1969h。
该区季风气候明显，冬季多偏北风，夏季多偏南风，春秋两季多偏东风。
年平均风速3.2m/s，最大风速16m/s。
2.3水文测站及基本资料
某圩内无雨量站，附近设有某县城雨量站，具有1962年以来的雨量资料。
拟建的某站位于某河，位于巢湖某河入口上游约14.70km的某河上。
2.4设计暴雨
根据某圩附近雨量站分布与资料情况，确定某二站排水区抽排设计暴雨采用某县某站实测资料计算，并利用安徽省水利设计院1995年编制的《安徽省长短历时年最大暴雨参数等值线图》进行复核。
自排设计暴雨直接采用某县某站非汛期雨量计算。
根据实测资料统计分析，某圩最大3d暴雨多年平均值为127.1mm，最大1d雨量均值87.5mm.。
用P-Ⅲ型曲线适线分析计算，10年一遇最大3d雨量为224.4mm，最大1d雨量为154.4mm。
某县某站历年最大1d、3d暴雨见表2-2和2-3。
采用《安徽省长短历时年最大暴雨参数等值线图》查算，某二站址处最大24h、3d雨量均值为100mm和125mm。
Cv采用0.59，Cs/Cv为3.5，某站址处10年一遇最大24h、最大3d暴雨分别为176mm和220mm。
对比某县某站雨量计算结果和等值线图查算结果可知，最大3d雨量计算结果基本相同，最大24h雨量等值线图查算结果较大，原因是某县站缺乏时段雨量观测资料，采用了最大1d代替最大24h雨量计算。
等值线图对面上的各雨量站情况进行了平衡，利用其计算的设计暴雨成果较为合理。
因此，本次抽排设计暴雨采用查等值线图计算成果。
表2-2某县某站历年最大1d暴雨统计表
年份
降雨量（mm）
年份
降雨量（mm）
1962
88.8
1984
143.4
1963
102.9
1985
82.9
1964
136.0
1986
69.7
1965
40.0
1987
75.1
1966
45.3
1988
100.2
1967
76.3
1989
72.0
1968
40.6
1990
73.8
1969
160.0
1991
155.8
1970
104.3
1992
76
1971
104.9
1993
84
1972
71.0
1994
68
1973
66.8
1995
160
1974
113.4
1996
86
1975
78.1
1997
62
1976
74.8
1998
97
1977
76.8
1999
145
1978
70.6
2000
54
1979
71.7
2001
51
1980
71.7
1981
96.3
1982
67.3
1983
93.0
平均
分析某县某站历年10~4月最大1d雨量资料，非汛期最大1d暴雨均值为36.1mm，用P-Ⅲ型曲线适线计算，某县某站非汛期10年一遇雨量为66.5mm.。
某站抽排、自排设计暴雨见表2-4。
表2-3某县某站历年最大3d暴雨统计表
年份
降雨量（mm）
年份
降雨量（mm）
1962
107.4
1984
256.7
1963
121.4
1985
139.3
1964
168.8
1986
88.9
1965
63.3
1987
133.9
1966
58.4
1988
100.2
1967
76.5
1989
98.6
1968
67.1
1990
98.0
1969
298.4
1991
276.8
1970
137.4
1992
96
1971
134.3
1993
103
1972
112.6
1994
115
1973
69.7
1995
184
1974
161.9
1996
153
1975
105.1
1997
88
1976
95.7
1998
158
1977
122.8
1999
181
1978
89.6
2000
134
1979
135.6
2001
66
1980
82.0
1981
165.0
1982
127.0
1983
121.7
平均
表2-4某站设计暴雨表单位：
mm
标准
最大24h
最大3d
非汛期最大1d
10年一遇
176
220
66.5
2.5主排涝期外水位分析
根据水文站分布情况，拟建的某站出水池水位采用《某河流域水利规划报告》中的水位资料。
为满足各排涝站规划需要，需分析的水位包括桃溪水位站、巢湖忠庙水位站历年主排涝期最高3d平均水位与最低水位等。
根据《安徽省沿江圩区排涝泵站可行性研究报告》分析成果，主排涝期选用6月下旬～7月中旬。
某站站址处某河主排涝期最高3d平均水位及最低平均水位见表2-5。
表2-5主排涝期最高3d平均及最低水位平均分析结果单位:
m
位置
最高3d平均水位
最低平均
5年一遇
10年一遇
20年一遇
某站
13.4
14.2
8.9
3工程地质
3.1区域地质概况
某排涝站位于安徽省某镇东南。
本区地形呈南高北低的地势，由南向北，至西向东，呈大别山分区丘陵地形向巢湖湖沼平原过渡，工程区内未发现基岩出露。
堤内地面高程一般8.0～10.0m；堤外滩地分布不均，最宽处滩地约500m，局部则无滩地，地面高程与堤内相近。
工程区属大别山区六安分区，区内地层自上而下，大致为第四系全新统（Q4）黄色、褐黄、灰黄色壤土、粘土及浅黄、褐黄、灰色砂、砂壤土或砂砾等，第四系上更新统（Q3）黄、褐黄色含铁锰质结核粉质粘土、壤土，局部含钙质结核及褐黄、灰色砂、砂壤土、砂砾等。
工程区位于某隆起和金霍复向斜的复合部位。
主要分布有东西走向的六安深断裂和北北东走向的五合深断裂。
根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，工程区地震动峰值加速度为0.10g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。
3.2工程地质条件
3.2.1地层分布及其物理力学性质
根据2003年4月六安市水利勘测队《安徽省某县某站工程地质报告》，某站站址地层分布及工程地质特性如下：
现场钻孔揭示，某站址处的土层自上而下分别为素填土层～细砂层～淤泥质土层～壤土层～细砂层～细砂夹砾石层。
①素填土层：
颜色以黄色为主，结构松散，湿度为湿。
该层土主要由壤土和砂壤土组成，局部地段夹有碎石和细砂薄层，厚度为2.2—8.7m，层底标高一般在5.4m高程以上。
②细砂层：
颜色以灰色为主，密实度为松散，湿度为饱和。
该层厚度为0.9～2.5m，层底标高一般在4.1m高程以上。
③淤泥质土层：
颜色以灰色为主，稠度呈流塑状，湿度为湿。
该土层内夹有植物根系，并有臭味，层厚为0.8～0.9m，层底标高一般在2.3
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