某中型水闸初设报告资料Word文件下载.docx
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流域范围为漳河故道以北，黄口干渠、安寨支渠以南，民有渠、东风灌区四分干与鲧堤之间地区。
控制流域面积为2622km2，其中东风渠流域面积765km²
，安寨渠汇入口以上总控制面积为1009.8km²
1976年扩挖标准为定雨量250mm，设计流量为247m3/s。
1.2.2洪水
本次分析，需要推求的水文成果主要涉及的是平原沥涝水，因此主要依据1993年12月《河北省平原地区设计暴雨图集》、《河北省平原地区中小面积除涝水文计算修订成果报告》（简称“02手册”）、以及《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44—2006进行计算，计算结果见下表。
老沙河设计流量计算成果表
单位：
m3/s
设计断面
5年一遇
10年一遇
20年一遇
I0-3区
I1-6区
加权后
小屯闸
70.2
118.9
93.7
127.3
192.9
158.9
212.7
286.8
248.4
1.2.3城区沥水
根据魏县、广平县、肥乡县和邱县各县城市总体规划，上述4县城区部分排水范围通过雨水管渠和排水口泄入老沙河排水区域，排沥标准均为1年重现期，城区排沥成果见下表。
4县规划城区设计排沥流量（入老沙河）
排水分区
汇水面积
一年重现期设计流量（m3/s）
备注
（104m2）
魏县
1134
6.52
入东风渠一排支
广平县
1211
6.96
入东风渠
肥乡县
850
4.88
入东风六排支
邱县
220
1.26
入北干渠
1.2.4设计流量
本次老沙河设计洪水由农田涝水和城区沥水两部分组成，两者叠加后得到老沙河新建小屯闸以上控制断面的设计流量，成果见下表。
老沙河各控制断面设计排涝流量计算成果表
控制断面
控制面积
（km2）
不同重现期设计值（m3/s）
新建小屯闸
1555.6
268.0
178.5
113.3
1.3工程地质
拟定场地土层为第四系松散沉积的土层，为冲积而成，在勘探深度范围内土层共分为9层：
①壤土（alQ42），②粉砂（alQ42），③壤土（alQ42），④粘土（alQ42），⑤壤土（alQ42），⑥粉砂（alQ42），⑦中砂（alQ42），⑧粘土（alQ41），⑨细砂（alQ41）。
本水闸闸底板座落在第三层壤土层上,褐黄色，可塑，饱和，韧性中等，干强度中等，主要为中粉质壤土，可见褐色斑块，壤土中含砂壤土和粘土层，该层壤土厚度为1.60-1.70m，层底标高为26.50-26.75m。
1.4工程任务和规模
邱县小屯节制闸是一座以防洪为主兼顾蓄水灌溉的中型水闸，过去曾发挥过良好的社会效益和经济效益。
由于工程现状存在诸多安全隐患，目前已不能满足安全运行要求。
且随着近几年降雨量偏小和农业用水量逐年增多，地下水位逐年下降，水环境逐步恶化，急需利用小屯闸蓄水供给当地农业用水。
因此为满足防洪、排涝同时兼顾蓄水灌溉，拟定在原闸址下游约6.5km处重建。
该重建工程实施后可有效的利用和调配区域水资源，减少本地区地表水的流失与地下水开采量，有利于当地水环境的改善，并且可以回补地下水，改善水资源与环境状况，缓解地下水资源危机，遏止地下水位持续下降的态势。
小屯节制闸设计洪水标准为10年一遇，设计排水流量为178.5m3/s，设计洪水位33.30m；
依据治理后老沙河河道最大过水流量，确定该闸校核标准为不足20年一遇，校核排水流量为247.06m3/s，校核洪水位34.5m，正常蓄水位33.89m，根据《水闸设计规范》SL265－2001规定，该工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。
1.5工程布置和主要建筑物
拟建小屯节制闸位于邱县境内老沙河上，原闸下游约6.5km处，桩号40+450m（安寨闸下游海漫段末端为0+000桩号），控制排水面积1555.6km²
，设计排水流量为178.5m3/s，校核流量247.06m3/s，设计蓄水深4.8m，设计蓄水位33.89m。
闸室上游防护段长35m，底板高程为29.09m，前15m为砌石结构，即5m长干砌石段和10m长M10浆砌石扭坡段，底宽40m，干砌石段边坡1:
5，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，后20m为C25钢筋混凝土结构，边坡1:
3，铺盖厚度为0.5m，护坡厚度为0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。
闸室为C30钢筋混凝土开敞式结构，进口底高程为29.09m，顺水流方向长11m，垂直水流方向长37.4m，总净宽30m，单孔净宽6m，5孔，中间三孔一联,边孔为一孔一联。
边墩厚0.8~1m，中墩厚1m，缝墩厚0.8m，底板厚1m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，中墩及缝墩长度均为9m，墩顶高程为34.89m。
墩顶设C25钢筋混凝土机架桥，机架桥高6.4m，排架柱尺寸为0.6×
0.4m，启闭平台上设启闭机房。
工作闸门为6×
4.8m平面直升式滚轮钢闸门，启闭机选用QP2×
125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机。
闸室下游消能防冲段长64m，由消力池段、海漫段及防冲槽段等部分组成。
消力池段为C25钢筋混凝土结构，长18m，池深1m，底板厚0.6m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，两岸采用C25钢筋混凝土护坡，边坡1:
3，厚0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。
消力池下游接海漫段，长28m，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，边坡为1:
3。
海漫段后接12m长2m深防冲槽，防冲槽段护坡为干砌石扭坡，防冲槽下游接6m长1:
5反坡与原渠道相衔接。
上下游挡墙平面布置均采用圆弧与直线组合式，结构形式主要采用扶壁式和悬臂式C25钢筋混凝土挡墙。
1.6电气及金属结构
1.6.1电气
小屯节制闸用电负荷包括：
5孔工作闸门的启闭设备、启闭机房、管理房的照明设备、检修，并预留备用回路。
本工程选用S11—80KVA—10/0.4KV变压器1台，供电电源由附近10KV高压输电线路引来，长度约为400m，低压侧采用380/220V动力与照明公用中性点接地三相四线制系统。
变压器采用室外杆上安装型式，XL－21动力照明配电箱安装于启闭机机房内。
在10KV输电线路末端（配电变压器的高压进线上）安装高压避雷器一组，型号为HY5WS-17/50型户外式高压式避雷器。
本工程接地型式采用TN-C-S系统。
低压电气设备接地与避雷接地共用一处接地装置，接地网的接地电阻不大于4Ω。
1.6.2金属结构
小屯节制闸共5孔，闸室设5扇工作闸门。
工作闸门启闭机为QP2×
125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机，工作闸门尺寸为6×
4.8m（宽×
高）。
1.7消防设计
根据建筑物消防设计规范的要求，电缆全部采用不燃电缆或阻燃电缆，并采取阻火包、防火隔板、防火涂料、防火堵料等防火措施，配备手提式MFZL4型磷酸铵盐干粉灭火器等灭火器材。
1.8施工组织设计
本工程施工安排在2013年9月初至次年6月底，施工安排在非汛期。
非汛期降雨量较小，基本不产流，同时工程施工时可将原小屯节制闸闸门关闭。
原小屯闸至新闸址区间内几乎不来水，为以防万一，本次施工时可挖一小排水沟将水导向下游。
小屯节制闸重建工程位于老沙河上，原闸址下游约6.5km处，紧邻106国道，交通便利，施工材料及机械可以通过106国道和老沙河堤顶路运至施工现场。
水泥仓库、砂石料场及混凝土拌和站、钢筋加工厂、木材加工厂以及办公室生活及福利设施等均在右岸布置。
该工程施工总工期为10个月，分为工程准备期、主体工程施工期和工程完建期三个阶段。
1.9环境保护设计
小屯节制闸重建工程的实施，可实现汛期排涝，汛后蓄水满足农业灌溉，回补地下水，缓解地下水资源危机。
同时本项目实施有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。
工程建设对环境的影响利远大于弊，有利影响将长期发挥作用，不利影响可通过相应的工程措施和有效的管理手段办法予以制约，对区域社会经济的发展及生态环境的改善产生积极的影响。
本项目有利影响占主导地位，因此，本工程建设符合环境保护要求。
本工程环境保护投资为3.49万元。
其中环境监测费0.7万元，环境保护临时措施费1.22万元，独立费1.4万元，预备费0.17万元。
1.10水土保持设计
本工程建设特点是施工场地集中，施工过程中，因工程开挖、填筑、施工临时道路修建及施工作业活动等易产生水土流失。
通过对本工程进行综合分析，施工期是造成的水土流失的主要时段。
根据工程的布局、施工布置及工程施工分区的特点等，本工程水土保持防治分区为：
建筑物施工区、施工生产生活区、施工临时道路区及弃渣场。
根据本工程的布局、施工特点和水土流失特点，对施工区采取预防保护措施；
施工生产生活区在工程完建后恢复原地貌；
工程建设产生的弃渣及时运至弃渣场堆放，并压实恢复植被；
施工临时道路单侧设临时排水沟，施工结束后，恢复原地貌和植被。
总之，在工程建设过程中工程措施、植物措施、临时措施相结合，以发挥最佳效益。
本工程水土保持措施总投资为3.4万元，其中工程措施投资0.22万元，植物措施投资0.12万元，临时措施投资0.29万元，独立费用2.6万元，基本预备费0.17万元。
1.11工程管理设计
小屯节制闸是老沙河上重要的控制性工程，担负着以防洪为主，兼有蓄水、灌溉等功能。
小屯闸建成后仍维持原管理机构及管理人员不变，管理机构为小屯闸管理所，管理人员为4人。
按照冀水管【2007】7号文件精神，对管理机构定性为准公益性事业单位，人员工资及维修养护经费全部由财政列支。
1.12安全与节能设计
本工程主要工程项目为土建工程、金结机电工程等。
节能设计主要考虑：
在设计中使用节能材料和设备，合理布局节约投资；
在施工中采用合理安排工序，缩短工期和选用节能机械等节能措施。
安全设计包括安全防护设计和安全卫生设计。
安全管理要建立机构、落实人员、建立制度，并注重工程的度汛安全和工程建设中的安全。
安全卫生设计的主要内容为劳动安全与卫生设计，安全卫生设施必须符合国家规定的标准，安全卫生设施与主体工程同时施工、同时投入生产和使用。
1.13设计概算
（1）本工程总投资为838.6万元，其中工程部分投资为831.71万元，新增水土保持工程投资为3.4万元，环境保护工程投资为3.49万元。
（2）主要工程量为：
土方开挖7615.38m3，土方回填18860.00m3，干砌石3540.38m3，浆砌石994.78m3，混凝土3524.86m3，模板3800.80m2，钢筋制安295.10t。
（3）主要材料用量：
水泥1367.18t，钢筋267.60t，木材4.24m3，柴油15.97t，汽油3.12t，砂子2351.94m3，块石5126.54m3，碎石4093.17m3。
（4）工程总用工：
115162.70工时。
（5）工资标准:
按六类地区计，工长为5.4元/工时，高级工为5.05元/工时，中级工为4.37元/工时，初级工为2.32元/工时。
1.14经济评价
社会折现率按《参数》选定为8%。
经济评价指标：
经济内部收益率8.57%，经济效益费用比1.13，经济净现值（is=8%）126.99万元。
从经济内部收益率、经济效益费用比、经济净现值等国民经济评价指标结果看出，该项目经济合理。
工程项目实施后可取得较好的社会效益和经济效益，对农业发展具有促进作用。
工程实施后可有效的利用和调配区域水资源，减少本地区地表水的流失与地下水开采量，降低用水成本；
同时有利于当地水环境的改善；
并且可以回补地下水，改善水资源与环境状况，缓解地下水资源危机。
本项目实施还有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。
2水文
2.1流域概况
拟新建小屯闸以上老沙河共有几条较大的支渠汇入，分别为西支渠、东呈孟渠、沙东干渠、波流固渠、傅辛庄渠、北干渠等，总长度97.86km，总控制面积681.94km²
老沙河主要支渠基本情况见表2-1。
老沙河支渠基本情况统计表
表2-1
支流名称
起止位置
长度
（km）
流域面积
底宽
（m）
边坡
纵坡
原设计流量
（m3/s）
西支渠
东贤店
至西呈孟
17.24
111.35
8～20
1:
2
1/4000
18～72.5
东呈孟渠
西杨固
至东呈孟
8.5
24.93
6
1/3500
29
沙东干渠
邯馆路
至安寨渠
37.02
414.4
7.5～3.5
3～1:
4
1/6000
54.7～165.5
波流固渠
孟固
至波流固
12.1
52.55
6.5
1/5000
17.2
傅辛庄渠
梁二庄
至小临河
11
49.8
13
北干渠
柳辛庄
12
28.91
2.2气象
邱县属北暖温带亚湿润大陆性气候，四季分明。
春季多风少雨，夏季多雨高温，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。
年均气温13.0℃，其中最热月平均气温26.8℃，极端最高气温42.7℃，最冷月平均气温-2.8℃，极端最低气温-20.1℃；
无霜期207天，平均初霜日10月25日左右，年均降雨量524.6mm，多集中在7～8月份，平均终霜日4月5日左右；
年均气压1011.8hpa，室外相对湿度66%，冬季最大积雪度为29cm，夏季最大日降雨量245.9mm；
年主导风向为东南—西北向，夏季多偏南风，冬季多偏北风，平均风速为3.1m/s，平均日照小时为2539.2h。
雨热同季，宜于多种植物生长。
2.3水文基本资料
流域内有肥乡、广平、平固店、邱城、南辛店、邱县等雨量站，无水文测站。
2.4洪水
本次新建小屯闸以上老沙河设计洪水由农田涝水和城区沥水两部分组成，两者叠加后得到老沙河各控制断面的设计流量。
2.4.1平原排水渠暴雨洪水特性
（1）暴雨特性
工程所在区域属平原区，暴雨特性受太行山地形影响，时空分布很不均匀，对于长历时暴雨，则具有降雨强度大、持续时间长、笼罩范围广的特点。
本区域的暴雨特点表现为：
暴雨量值沿区域变化较山区缓慢。
24小时暴雨平原等值线变化范围为80~120mm，三日暴雨平原大部地区等值线值变化范围为110~120mm。
平原不同地区年最大24小时、三日暴雨量的年际变化规律性较强，即年最大暴雨的离势系数Cv变化小，年最大24小时暴雨Cv值在0.6~0.65之间，年最大三日暴雨的Cv值均为0.5。
（2）洪涝水特性
该流域为平原易涝区域，本地区的洪涝灾害主要为本流域降水产生的涝灾。
平原地区的涝水具有以下特点：
平原排水区域及排水河道坡度平缓，涝水表现形式为峰小量大，持续时间长；
涝水造成的灾害主要表现为耕地受淹以及由此造成的地下水位抬高和耕地的盐渍化；
平原除涝标准较低；
受人类活动影响较大，排水河道开挖前后，同样的暴雨，造成的流量相差很大；
水文测站较少，测验资料年限较短，且测验成果易受人类活动影响。
与其它流域相比，本流域涝水的突出特点为：
流域大范围涝灾往往是连续几场大暴雨所致，例如1977年涝灾，是由自7月下旬至8月上旬连续几场大雨造成；
随着水资源利用程度的提高，淡水区地下水位连年下降，同样暴雨造成涝灾有逐渐减少的趋势。
2.4.2平原地区设计涝水计算
拟建小屯闸所在位置位于邱县境内106国道下游约50m处，小屯闸以上老沙河总控制流域面积为1555.6km²
，其中涉及农田除涝面积为1521.51km²
2.4.2.1计算标准
拟建小屯闸设计防洪标准为10年一遇，本次设计沥水共分析计算了5年一遇、10年一遇和20年一遇3个标准。
2.4.2.2计算方法
关于河北省平原地区设计涝水的计算，由于实测资料短缺，大多采用由暴雨按经验公式途径推求。
我省平原地区中小面积除涝水文计算一般采用“手册法”，本次计算采用《河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告》（2002年）中的方法推求。
主要环节简述如下：
（1）设计暴雨
①设计暴雨时段采用年最大三日雨期控制。
设计雨型为三日雨量分二次计算，一次为年最大24小时雨量，位于第三日，占年最大三日雨量的80%；
一次为年最大三日雨量的20%，两次间隔12小时。
②设计点雨量计算，采用河北省水利厅1993年12月出版的《河北省平原地区设计暴雨图集》中“年最大三日暴雨多年平均值等值线图”与“年最大三日暴雨变差系数（Cv）等值线图”。
由等值线图中查得各区年最大三日点平均雨量均值和Cv值，采用Cs=3.5Cv，按P—Ⅲ型频率曲线即可计算各区不同频率的年最大三日点雨量。
③点面折减系数，根据流域面积，从“河北省平原地区点面折减系数表”中查取。
④流域平均面雨量，通过点雨量与点面折减系数计算得出。
设计暴雨计算成果见表2-2。
设计暴雨成果表
表2-2单位：
mm
统计参数
不同重现期设计值
均值
CV
CS/CV
20年
10年
5年
110
0.50
3.5
218.7
182.6
145.8
点雨量
205.6
177.7
137.1
面雨量
（2）前期影响雨量Pa
根据设计雨型，第一次雨量的前期影响雨量Pa1为：
Pa1=0.96Pa；
第二次雨量（最大24小时）的前期影响雨量Pa2为：
Pa2=0.96（Pa1+0.2P3-R1）
式中：
Pa1—第一次雨量的前期影响雨量（mm）；
Pa—设计前期影响雨量（mm）；
P3—设计三日降雨量（mm）；
R1—第一次降雨产生的径流深（mm）；
Pa2—第二次雨量的前期影响雨量（mm）。
（3）暴雨径流关系
根据老沙河控制流域所在位置，在河北省平原地区水文分区图上查的流域位置跨越I0-3和I1-6两个分区，径流深计算时需要分别查I0-3和I1-6两个分区的暴雨径流关系（P+Pa～R）曲线。
（4）最大排水流量
根据平原地区最大排水流量公式（具体公式如下），分别计算出不同分区时最大排水流量，然后在根据面积加权计算出全流域面积的最大排水流量。
面积加权系数见表2-3。
一般平原区：
Q=0.022R0.92F0.80
Q—最大排水流量（m³
/s）；
R—设计径流深（mm）；
F—计算面积（km²
）。
老沙河设计流量面积加权计算表
表2-3
设计
断面
面积
权重
总面积
787.58
733.66
1521.51
0.52
0.48
1.0
2.4.2.3计算成果
计算成果见表2-4。
表2-4单位：
2.4.3设计涝水成果的合理性分析
将本次计算的设计涝水流量与《黑龙港流域防洪除老规划报告》老沙河除涝设计流量（见表2-5）比较，本次计算结果偏小，原因在于本次计算不包含流域内县城城区的排沥面积；
又本次设计排涝流量是按照《河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告》（2002年）中的方法计算的，基本上能反映本流域平原地区现状条件下涝水产汇流的实际情况，故此次设计涝水计算成果是比较合理的。
老沙河除涝设计流量
表2-5
牛寨
2622
278
181
107
2.4.4城区沥水计算
根据魏县、广平县、肥乡县和邱县各县城市总体规划，上述4县城区部分排水范围通过雨水管渠和排水口泄入老沙河排水区域，排沥标准均为1年重现期。
上述4县城区沥水汇入情况见表2-6。
4县城区沥水汇入情况统计表（入老沙河）
表2-6
县城名
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