半直立式护岸工程毕业设计说明书Word下载.docx

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建设必要性、建设条件、河床演变与滩险碍航特性、通航标准与营运组织、航道工程。

1.3研究依据和过程

1.3.1编制依据

✧《郓城新河通航工程工程可行性研究报告编制委托书》

✧《山东省内河航道与港口布局规划》，山东省交通运输厅（2012年4月）；

✧《航道建设项目预可行性研究报告和工程可行性研究报告编制办法》，交

✧通运输部（2009年11月）

1.3.2主要规范及参考资料

✧《济宁港总体规划》；

✧《菏泽港总体规划》；

✧《内河通航标准》（GB50139-2014）

✧《运河通航标准》（JTS180-2-2011）

✧《航道工程设计规范》（JTS181－2016）

✧《港口与航道水文规范》（JTS145-2015）

✧《航道整治工程技术规范》（JTJ312-2003）

✧《疏浚与吹填工程设计规范》（JTS181-5-2012）

✧《港口及航道护岸工程设计与施工规范》（JTJ300-2000）

✧《河港工程总体设计规范》（JTJ212-2006）

✧《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）

✧《防洪标准》（GB50201-2014）

✧《京杭运河船型标准化示范工程》

✧《郓城新河复航工程水资源论证报告书》（送审稿，2010年9月）

✧《菏泽市统计年鉴》（2016）

✧《济宁市统计年鉴》（2016）

✧《菏泽市水利志》

✧《济宁市水利志》

1.4主要研究结论

1.4.1建设必要性

1、是加快山东省内河航运发展和综合利用水资源的需要；

2、是充分发挥京杭运河北延工程航运功能的需要；

3、是促进当前社会经济可持续发展的需要，是发展“低碳经济”、“绿色经济”、“节能减排”的必然要求；

4、是促进地区煤炭外运，加强能源水运通道建设的需要；

5、是促进沿线地区经济快速发展的需要。

1.4.2水运量预测

本项目根据项目影响区的生产力布局、社会经济发展对运输的需求、资源特点、能源和原材料及产品的调运量和流向、运输经济合理性等因素的现状和发展趋势进行综合预测。

本次预测基础年：

2015年；

预测水平年：

2020年、2030年、2040年。

预测郓城新河主要货种为煤炭、焦炭、矿建材料及其他货类等，2020年、2030年和2040年货运量分别为：

1010万吨、1130万吨、1430万吨。

1.4.3建设的可行性

1、自然条件

郓城新河是一条排灌河流，河道顺直，断面形状良好，河流泥沙淤积较少，适宜开发通航。

2、外部协作条件

郓城新河通航工程建设条件良好，交通条件、建筑材料来源、施工水电以及其他一些配套条件都已具备，利于工程项目建设的实施。

1.4.4工程建设规模

1、建设标准

（1）航道实施等级为Ⅲ级，船闸、节制闸和跨河桥梁等永久建筑物按满足Ⅲ级通航标准建设；

（2）设计代表船型为1顶2×

1000吨级船队；

（3）航道底宽B＝45m；

（4）设计水深水深不小于3.2m；

（5）弯曲半径R≥480m；

2、主要工程规模

（1）航道

菏泽济宁分界~杨楼桥段（K13+200~K21+590）的航道通航工程，该河段长约8.39km，河道顺直。

1.5问题与建议

1、同步开展沿线码头作业区的建设，使得在项目建设完成后能够尽早的实现经济效益。

2、尽量保证干地施工，能显著提高建设效率和节约建设资金，降低工程成本。

3、航道工程的土方开挖量大，弃土较多，需要较大范围的弃土区，需及时与地方相关单位协调临时征地问题，确保工程建设能够顺利开展。

4、工程施工过程应注重绿色环保，尽量采用经济、绿色的工器具及施工工艺。

第二章建设必要性

2.1水运现状

2.1.1河流概况

郓城新河起点堂店节制闸下至梁济运河河口段全长29.0km，自郓巨河至梁济运河，流经郓城、梁山和嘉祥县境，流域面积225km2，属梁济运河水系。

该河原系小型排水河沟，1960年曾进行了疏浚，1964年按3年一遇除涝的50％、10年一遇防洪标准开挖。

1971年郓巨河开挖后，郓城新河被截为上下两段，下段水系调整后的流域面积，减少三分之二，从而减轻了防洪除涝压力。

郓城新河现状的总体特征以唐楼节制闸（桩号K11+460）为界，分为两段。

起点至唐楼闸河槽宽度及水面宽度较小，水量少，调查水深一般在0.5～1.5m不等，弯道稍多。

唐楼闸下至终点河道宽阔顺直，水流平缓，水深1.6～2.2m。

郓城新河有两条主要支流：

丰收河及琉璃河。

丰收河于唐楼闸上游约400m处汇入郓城新河，其交角约35°

。

现场调查显示，由于节制闸的作用，河口处流速较小，且丰收河的河宽大于郓城新河，两河交汇后河面宽度约为35m，水深1.0m左右。

琉璃河于琉璃井桥上游约1.3km处汇入郓城新河，两河交角为45°

左右。

在琉璃河河口上游约500m处建有节制闸，闸下淤积较为严重。

从调查的情况看，琉璃河目前对郓城新河的径流作用不大。

琉璃井桥附近河道水面宽度约为40m，水深1.2m。

2.1.2航道现状

1、航道自然状况

本次拟通航航道起点为琉璃河上游菏泽济宁交界，航道终点为郓城新河入梁济运河河口处，航道全长共15.8km。

本段河道目前不通航。

琉璃河入河口处河底宽17m，比降1/8583，边坡1：

2.5，内堤距126m。

郓城新河入梁济运河河口处河槽底宽30～40m，底高程30.7～31.7m，河岸高程36.6～36.5m，堤顶高程41.0～41.8m，内堤距160m，平槽泄流能力146m3/s，防洪泄流能力753～732m3/s。

2.1.3水运量现状

2.1.4船舶营运现状

2.1.5现状评价

郓城新河西起与郓巨河交汇处节制闸，流经菏泽市郓城县和济宁市梁山县、嘉祥县，东至梁济运河。

作为一条东西向直接连接京杭运河的河道，对于郓城县、嘉祥县的煤田开发和社会经济的发展具有重要意义。

本次通航工程航道起点为琉璃河上游菏泽济宁交界处，终点连接至梁济运河，航道建成后，直接影响区域主要为济宁市。

目前本段航道河道淤积、河道较窄，水源不足，达不到应有水位，河道不具备航运功能。

建议近期本段按Ⅲ级航道标准开发通航，视经济发展及运输的需要远期开发郓巨河航道并使之与洙水河航道连通，形成局部航道网。

2.2建设的必要性

一、是加快山东省内河航运发展和综合利用水资源的需要

进入“十二五”，国家进一步加大了内河基础设施建设的投入力度，交通运输部把内河航运作为继高速公路、沿海港口之后的交通第三大亮点重点扶持。

2011年国务院下发《国务院关于加快长江等内河水运发展的意见》（国发〔2011〕2号），同年，山东省政府下发《山东省人民政府关于贯彻国发〔2011〕2号文件加快内河水运发展的意见》鲁政发〔2011〕48号），把发展内河航运作为今后港航事业发展的重点，这在山东港航历史上尚属首次。

内河航运是山东省综合交通运输体系的重要组成部分，京杭运河主线及支线已形成省内主要内河航道网，在区域经济社会发展中发挥着重要作用。

目前，京杭运河支线航道大多还未经整治，和主航道不相配套。

航道基础设施落后，等级普遍较低。

航道基础设施建设投入远不能满足经济社会和综合运输协调发展的要求。

郓城新河航道作为京杭运河的一条支线航道，其建设可以提高京杭运河主航道的利用率，完善当地交通运输网络，加快港口与航道配套基础设施建设，促进内河航运事业的大发展。

内河航运是水资源综合利用的重要组成部分，它既能从水资源的综合利用中获益，又能通过自身发展促进水资源的合理开发。

因此在南水北调的同时，郓城新河航道的建设，能进一步完善鲁西南航运通道的建设，大大改善地区的运输结构。

同时通过治理，使现有河道加宽加深，方便了两岸生产及生活用水，提高了河道防洪排涝和蓄水能力，既综合利用了水资源，又改善了水利设施，对加快山东运河航道网建设，促进水资源综合利用都将起到推动作用。

二、是充分发挥京杭运河北延工程航运功能的需要

南四湖～东平湖段输水与航运结合工程是南水北调东线工程和京杭运河建设工程的重要组成部分，是连接胶东输水干线、鲁北输水干线并进而向天津和河北送水的纽带；

是同时打通南四湖～东平湖的航道，实现南四湖～东平湖通航的关键。

因此，南水北调东线一期工程的基本任务是将调入南四湖上级湖的江水逐级提水北送至东平湖，再经东平湖水库调蓄后，输水至山东半岛和鲁北地区以及天津和河北的冀东地区，解决这些地区的水资源紧缺问题，实现济宁～东平湖三级航道通航。

此段输水与航运部分结合工程是由既相对独立又联系紧密的梁济运河输水航道及交叉建筑物工程、柳长河输水航道及交叉建筑物工程、泵站枢纽工程、南四湖湖内疏浚工程、灌区灌溉影响处理工程等五部分组成。

郓城新河航道是梁济运河的一条重要的支线航道。

从郓城新河入梁济运河河口向西深入郓城县腹地。

郓城新河航道是《山东省内河航道与港口布局规划》中规划的Ⅲ级航道。

本段航道的建设将为京杭运河北延工程提供一定的运量支持，是充分发挥京杭运河北延工程航运功能的需要。

三、是促进当前社会经济可持续发展的需要，是发展“低碳经济”、“绿色经济”、“节能减排”的必然要求

发展内河航运对于促进腹地经济发展有着独特的优势，它具有投资省、运费低、运能大、占地少、能耗低、污染小等特点，是现代社会综合运输方式中最符合可持续发展战略要求的运输方式。

内河航运利用天然运输资源，基本不占耕地，节约了大量的土地资源。

发展内河航运既有利于国土资源保护，减少环境污染、节约能源和投资，也有利于降低产品成本，提高市场竞争力，是腹地实现交通运输和经济社会可持续发展的重要战略。

郓城新河航道的通航顺应当前国家经济增长方式转型的趋势，完全符合“低碳经济”、“绿色经济”、“节能减排”的可持续发展思路，对于节约能源、环境及土地资源的保护都将起到积极作用。

四、是促进地区煤炭外运，加强能源水运通道建设的需要

进入21世纪，我国经济持续、快速、稳定增长，重工业快速发展，电力、钢铁这两个行业的耗煤量加大，从而带动煤炭需求增长。

随着经济的发展，长三角地区电力需求量逐年加大，电厂用煤量必将不断增加。

而郓城的煤炭资源丰富，煤质好，与江苏、浙江的煤炭资源匮乏存在较大互补性。

根据煤炭资源分布和生产力布局，“北煤南运”格局必将长期存在。

目前煤炭运输主要有内河水运、铁路、公路、铁海联运四种方式可供选择。

由于近几年煤炭需求量增长迅速，铁路运力全面紧张，南运煤炭能力受客运和其它货物快速发展的影响；

铁海联运由于运输距离长，中转环节多，运输成本较高；

而公路运输对于大宗低价位货物的中长途运输既不经济也不合理。

郓城新河航道深入矿区腹地，直接连通京杭运河与腹地煤矿，集疏运距离短，货物中转环节少，发展水路运输较其他运输方式有着得天独厚的优势。

郓城新河航道沿线煤炭资源丰富，有5对矿井，井田面积达897km2，地质储量33.87亿吨，可采储量9.85亿吨，设计出产能力1020万吨/年，设计生产能力1930万吨/年。

郓城新河航道开通后，腹地煤炭依托干支相通的航道网络，能够实现就近下水，在大大增加地区煤炭产业效益和竞争力的同时，也增加了本地区经京杭运河南下煤炭的外运能力，使京杭运河山东段运量大幅度增加，保证北煤南运的需要，进一步巩固了京杭运河能源通道的地位。

五、是促进沿线地区经济快速发展的需要

本航道所在的郓城县资源丰富，但经济发展水平落后于江苏、山东的发达地区，为了促进经济发展，各地区均加大了招商引资力度，航运是吸引投资的有利条件。

2012年11月17日，国务院以国函〔2012〕194号文正式批复《中原经济区规划》，《规划》在内河航运专篇中明确提出重点建设新万福河、郓城新河、郓巨河航道等内河航运项目，又为本项目的建设提供了强有力的政策支持。

郓城新河航道深入腹地纵深，为腹地内煤炭外运和物资运输提供了便利通道，随着相关规划的逐步实施，本段航道的开通将发挥内河水运对生产、技术、资本、贸易、人口等要素的集聚作用，充分发挥该地区的资源优势，吸引投资，带动区域经济发展，优化区域经济结构，为发达地区的产业、技术、资金等沿航道向腹地转移提供了一条水运通道，为腹地经济社会发展提供强有力的交通保障。

发展内河水运，加强航道整治，还可以盘活旅游资源，改善投资环境，壮大区域经济带，从而有效促进区域经济快速发展。

第三章建设条件

3.1气象

郓城县属于暖温带半湿润东亚季风区大陆性气候。

四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季温和凉爽，冬季干冷，雨雪稀少。

本节对郓城县的气温、降水等气象情况予以记述。

3.1.1气温

郓城县年平均气温为13.5℃，年际间变化较大，最高为14.4℃（1961年），最低为12.4℃（1969年）。

极端最高气温为42.4℃（1966年7月19日），极端最低气温为-18.7℃（1973年1月2日）。

全年以1月份气温最低，平均为-1.8℃，7月份最高，平均为26.8℃，冬夏季月气温变化缓慢，春秋二季升温和降温都很迅速。

3.1.2降水

郓城县年平均降水量为694.7mm，降水量年际变化显著。

多雨的1964年高达1232.5mm，而少雨的1966年仅有405.6mm，多雨年的雨量为少雨年的三倍多，所以旱、涝灾害时有发生。

年内降水分布不均，春季（3月～5月）平均降水量92.9mm，占年降水量的13.4％；

冬季（12月～2月）平均降水量只有24.2mm，占年降水量的3.5％；

秋季（9月～11月）平均降水量135.9mm，占年降水量的19.5％；

夏季（6月～8月）平均降水量441.6mm，占年降水量的63.6％。

降水量主要集中在七、八两个月内，历年平均为361.8mm，占年降水量的50％以上。

年平均降水日数为71.4天，最多年份110天，最少年份仅有52天。

全年各月分布以7月份为最多，平均为13.1天，以1月份为最少，平均为2.1天。

年暴雨日数平均2.4天，最多年份5天（1964年、1963年、1967年），最少年份如1968年未出现暴雨。

暴雨日数虽然不多，但强度较大，1日最大降水量为223.0mm，1小时最大降水量为71.4mm，10分钟最大降水量为16.9mm，容易造成局部内涝。

3.1.3风况

流域内主导风向是南、北两个风向，频率在10%以上。

偏北风，一般为冬季风，偏南风，一般为夏季风，春秋两季则为两主导风向的转换季节，风速累年平均为2.7～3.7m/s。

3.1.4雾况

多年平均雾日为11～14d，多发生于冬季，秋季次之。

3.1.5相对湿度

流域年平均湿度为70%～81%。

年内各月变化不一，月平均相对湿度5月最低，为60%左右，8月最高，为81%左右。

郓城县累年平均相对湿度为69%。

3.2水文、泥沙

南水北调工程实施后，由于梁济运河下挖对各支流影响及新的河道防洪规划尚未进行，缺乏水文、泥沙资料，目前除汛期外，郓城新河河道水量很少，亦无泥沙观测资料。

3.2.1水位

本工程高程设计基准面采用国家85高程基准。

1、设计最高通航水位

《运河通航标准》（JTS180-2-2011）规定，运河设计最高通航水位应采用20年一遇设计洪水位。

《内河通航标准》（GB50139-2014）对开敞运河、设闸运河以及综合利用的通航渠道分别作了规定，开敞运河应采用20年一遇设计洪水位；

设闸运河应根据综合利用的要求，并结合本标准第6.2.1条和第6.2.2条的有关规定确定；

综合利用的通航渠道应根据不同用途采用设计最大灌溉、排涝、排洪或引水流量时的水位作为最高通航水位。

郓城新河航道为受径流影响明显的内河航道，为经渠化的人工运河，同时也是一条集防洪、除涝、灌溉、航运等功能于一体的综合利用的河道，其最高通航水位的确定适用于《内河通航标准》中第6.3.1条关于设闸运河的规定，应根据综合利用的要求综合分析确定。

郓城新河首要任务是防洪，目前河道规划防洪标准为20年一遇。

由于20年一遇防洪水位高于河道滩地高程以及闸门顶高程，即发生20年一遇洪水时，各级节制闸闸门全部开启，河道内漫滩行洪。

根据省内其他航道的运行经验，行洪期间是不允许通航的，因此河道在20年一遇洪水期间不具备通航条件；

并且根据水文站水文统计资料，20年一遇洪水历时很短，最高通航水位采用20年一遇洪水位偏高，不符合河道实际情况。

郓城新河另外一个主要功能是除涝，目前河道除涝标准为5年一遇。

由于5年一遇除涝水位略低于滩地高程，船舶航行时主河槽易于识别，若水位漫滩，船舶航行则存在一定安全隐患。

根据《内河通航标准》第6.3.2条第1款规定，排涝渠道的设计最高通航水位应采用设计最大排涝流量时的相应水位。

综合考虑河道行洪、排涝的主要功能和滩地高程等实际情况，本航道设计最高通航水位采用5年一遇除涝水位。

根据《山东省淮河流域防洪规划报告》，郓城新河如梁济运河河口处5年一遇除涝水位为37.86m。

二、航道设计水位

郓城新河为梁济运河支流，位于长沟站～邓楼站中间，航道最低通航水位与梁济运河长沟～邓楼段一致，取34.20m。

表3.1郓城新河设计水位表

Table3.1DesignWaterLevelMeterofYunchengNewRiver

单位：

m

航道节点

设计最高通航水位

设计最低通航水位

G220—梁济运河河口

37.86

34.20

3.2.2径流

径流主要为降雨地表径流，年径流量的时空变化特点与降雨量基本一致，产流时间多在雨季，年际变化大，年内分配更为不均，冬春季降雨少而强度小，基本上不产生径流，汛期降雨量大，强度大，径流流量集中，约占全年的80%以上。

郓城县多年平均年降水量为694.7mm（面水量），产水量10.59亿m3。

多年平均径流深87.8mm，径流量（地上水）l.38亿m3，径流模数为每平方公里8.78万m3。

地下水（多年平均综合补给量）2.86亿m3，综合补给模数为每平方公里18.18万m3。

3.2.3洪水

流域暴雨成因主要是黄淮气旋，台风及南北切变。

长历时降雨多数由切变线和低涡接连出现造成。

台风主要影响湖东区。

暴雨移动方向由西向东较多。

降雨量年际变化较大，最大年降雨量和最小年降雨量相差达4.5倍。

暴雨过程多，间隔时间短，暴雨强度大，覆盖范围广。

洪水特点范围广、干支流洪水并发，洪水水位高、量级大、持续时间长。

降水时空分布主要受季风影响。

4月份，暖湿气流开始活跃，降水逐渐增多。

4月中下旬，冷暖空气在淮河流域遭遇。

年最大流量出现时间的频次与各月多年平均降雨量的分布基本一致。

雨量集中在6～9月，年最大流量也主要发生在6～9四个月，发生的频次在历年洪水平均占85.2%，其中7月份占41.3%，有的河流高达48%。

6月份出现年最大流量的频次也占5.2%，局部河流高达30%以上。

3.2.4冰情

本区域一般12月下旬至次年2月上旬结冰，最大岸冰厚度7～9cm，最大冻土深度19cm。

据统计，由于冰冻影响船舶航行的时间为15～20天/年。

3.3工程地质

3.3.1区域地质

1、地形地貌

航道所经区域为鲁西南平原区，多由构造运动、剥蚀堆积、黄河泛滥、湖积冲积而成。

由于黄河多次决口、改道和沉积，地表形成一系列高差不大的河道高地和河间洼地，彼此重迭，纵横交错。

在地形的总势上，自东北向西南微倾，比降1/6000～1/10000。

航道所经区域地势平坦，起伏高差较小，为较典型冲积平原地貌。

区域地貌类型主要有下述几种：

（1）河滩高地

系古河道漫滩沉积而成的地势较高的缓岗，局部区域略有起伏，一般较邻近地面高出3～5m，土壤多为粉土，一般无盐化威胁。

（2）沙质河槽地

多系黄河古道，是主要河道急流沉积物，呈河槽状。

土壤偏沙，地势较高，地形复杂，有盐碱危害，雨季短期行洪成灾，但面积较小。

（3）古河床高地

为古河道急流沉积而成，土壤为紧沙土，地势起伏，并有沙丘，局部雨季积水成灾。

（4）缓平坡地

由河流泛滥漫流沉积而成，地势平缓，略有起伏，有零星洼地，土壤多为粉质粘土和粉土，分布较广。

（5）河间浅平洼地

由静水沉积而成，处于黄河两次改道的河间地带，地势平缓而低洼，地形图上，等高线呈封闭状，俗称“漫洼”，土壤多为粉质粘土。

（6）背河槽状洼地

是在古河道两侧有高堤约束的情况下，河床及滩地不断淤高，使两岸堤下相对低洼而形成的带状洼地。

土壤多为粉土及砂层，盐渍化面积大，并有成片的盐碱荒地。

（7）决口扇形地

是黄河决口冲刷淤积下形成的，沿黄河一线分布。

因决口泛滥的时间、地点、范围不同，所以决口扇形地延伸的距离、宽度不一。

表层质地多为粉土及砂层透镜体，间有不同程度的洼溜、沙丘。

其特点是地势高，由黄河向外逐渐倾斜。

潜水埋深2～4m。