甘浚镇高家庄塘坝工程初步设计报告.doc

甘肃省张掖市甘州区甘浚镇高家庄塘坝工程初步设计报告张掖市甘州水利水电勘测设计院二O一二年四月职责批准：陈敏俭核定：张国斌审查：王立清报告编写：陈海龙 任冬梅墨冬梅目 录1综合说明11.1 项目概况及背景11.2 项目区基本情况11.3 工程建设的任务和规模21.4工程建设标准及设计成果31.5 工程施工组织设计41.6 水土保持与环境影响评价71.7 工程管理71.8 工程投资概算及资金筹措71.9 效益分析及综合评价81.10 结论82 项目区概况92.1 基本情况92.2 水文气象92.3 工程地质及水文地质142.4 经济社会情况162.5 水利工程现状及存在的问题173 工程建设任务及规模193.1 工程建设的必要性193.2 现状水资源供需平衡分析203.3 工程任务和规模254 工程总体布置275 工程设计285.1 工程设计依据285.2 工程等级及标准285.3 工程设计295.4 主要工程量416 机电及金属结构设计426.1 设计依据426.2 金属结构设计426.3 主要工程量437 工程施工组织设计447.1 施工条件447.2施工导流457.3 建筑材料457.4 主体工程施工467.5 施工交通运输477.6 施工总布置477.7 施工总进度488 水土保持设计498.1 防治责任范围498.2 可能造成的水土流失危害498.3 水土保持分区508.4 防治措施总体布局508.5 监测内容和方法518.6 水土保持投资概算529 环境保护设计549.1 环境现状549.2 工程分析及环境影响评价569.3 环境保护措施579.4 环境管理规划589.5 环境保护投资概算619.6 综合评价结论6110 工程管理6210.1 工程建设管理6210.2 工程运行管理6310.2.1 管理机构及编制6311 工程招标6511.1 招标范围的确定6511.2 招标形式6511.3 招标组织形式6512 工程投资概算及资金筹措6712.1 工程概况6712.2 投资主要指标6712.3 编制依据6712.4 编制办法6812.5 工程投资7012.6 概算表7013 经济评价和效益分析8113.1 工程概况8113.2 主要评价依据、方法及参数8113.3 经济评价821 综合说明1.1 项目概况及背景甘浚镇高家庄七、八社位于甘州区以西35km处的大磁窑河东岸，南依肃南县，西靠大磁窑河，是甘浚灌区的非黑河灌溉区，区内的唯一灌溉水源为大磁窑河。由于项目区与肃南县共用大磁窑河来水，在1980年1月22日至28日，原张掖地区水利局在甘浚乡主持召开了原张掖县、肃南县相关负责人参加的座谈会，就大磁窑河有关工程建设和分水时间达成了“定时不定量”的80分水方案。受此分水协议限制，高家庄七、八社灌水轮期固定，每个轮期灌水时间为69小时，引水量只与引水时段的来水量有关，不能根据作物需水量确定，所以一直存在区内的750亩农田无法得到适时、适量的科学灌溉的问题。对项目区水资源供需平衡分析，现状水平年项目区可供水总量满足灌溉需求，但因无调蓄工程，弃水较多，水资源浪费严重，在当地修建蓄水工程来调节来水和需水的不一致是十分必要的。为切实解决当地的灌溉问题，受甘州区水务局委托，甘州水利水电勘测设计院在经过对拟建的高家庄塘坝坝址进行了勘察、测绘工作，于2012年3月组织了专业技术人员进行了高家庄塘坝工程的初步设计工作，完成了甘肃省张掖市甘州区甘浚镇高家庄塘坝工程初步设计报告。1.2 项目区基本情况甘浚镇高家庄隶属于甘浚灌区，高家庄七、八社位于甘州区以西35km处的大磁窑河东岸，南依肃南县，西靠大磁窑河，东距黑河13km，北距高家庄村委会约5km。该区属祁连山前洪积扇，地势西南高、东北低，地面坡度约为1/35，海拔高程介于17551698m之间。高家庄七、八社南北长约2km，东西宽约1.8km，总土地面积约5400亩。项目区现有农户60户、总人口260人，以种植业为主，主要种植作物有玉米、小麦、胡麻及豆类等，其中玉米制种约500亩左右，占实种面积的54%。据统计，2011年项目区农民人均年纯收入达到5233元。受地理条件限制，该两社为非黑河灌溉区，其农田灌溉依靠从大磁窑河引水灌溉，引水渠道为大磁窑二支渠，属大磁窑河流域范围。1.3 工程建设的任务和规模项目区存在的问题河源来水时空分布不均，不能保证作物适时灌溉。该项目区灌溉唯一水源依靠大磁窑河径流，但由于大磁窑河径流主要依靠降雨和融雪补给，河源来水量在各时段分布不均匀，年内径流量变化很大（最大月平均径流，最小月平均径流）。项目区尚无调蓄工程，现状灌溉制度依据甘州区和肃南县的分水协议制定，灌水轮期固定，实际灌溉引水量只与分配引水时段的来水量有关，不能完全根据作物需水量确定，来水量大于灌溉需水量时，多余水不能引用而泄入河道，来水量小于灌溉需水量时，种植作物因缺水而受旱减产，加之无调蓄工程，导致作物需水时间与实际灌溉时间难以一致，无法保证750亩农田得到适时、适量的科学灌溉。骨干渠道及田间工程的配套不完善造成水资源的利用率不高。项目区仅有的骨干渠道大磁窑二支二分支0000km建于1986年，年久失修，大部分渠底冲刷破损严重，完好率不足65%，渠道渗漏损失大。同时，由于受地理条件限制，项目区的耕地除部分集中外，其余大部分布置较为分散，田间斗农渠道分布较多，共有00条00km。受投资建设所限，田间工程配套率不高，现有高标准衬砌斗农渠00条00km，衬砌率不足00%，其余田间工程均为土沟输水，灌水效率低下，灌溉水利用系数仅为0.48，造成有限的水资源浪费严重，利用率不高。根据项目区现状水平年存在的主要问题，本次工程的主要任务为新建塘坝一座，用来存蓄不能适时灌溉的弃水，解决项目区水资源时段性短缺和不能适时供给灌溉的问题。工程建设任务及规模现状水平年项目区综合净灌溉定额为420.6m3/亩，灌溉水利用系数为0.48，通过计算，灌溉需水量为65.72万m3，河源可供水量为194.72万m3，平衡分析：现状水平年项目区可供水总量满足灌溉需求，但因无调蓄工程，弃水较多，水资源浪费严重，且五月份缺水4.08万m3，10月份缺水3.62万m3，11月份缺水4.59万m3。拟建塘坝的库容满足设计灌溉面积750亩的一轮灌溉用水。项目区亩均一轮灌溉净用水量为65m3，规划水平年灌溉水利用系数为0.59，则750亩的一轮灌溉用水为8.26万m3，考虑到塘坝的水量损失，按需水量的1%折算，塘坝拟建库容应达到8.36万m3，因此，设计塘坝库容为8.4万m3。引水渠设计流量为2m3/s，输水洞和输水渠的设计流量均为0.5m3/s。1.4 工程建设标准及设计成果1.4.1 工程建设标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)，本次设计甘浚镇高家庄塘坝库容为8.4万m3，设计有效灌溉面积2000亩，该工程等别为等小（2）型工程。依据灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99)的规定，蓄水、引水建筑物及灌溉渠道均按5级设计。经查中国地震动参数区划图（2001年版），项目区地震动峰值加速度0.15g，特征周期0.4s，各场区相应基本地震烈度为度。1.4.2 工程主要设计成果塘坝工程高家庄塘坝布置在高家庄八社以西约500m，大瓷窑河东岸滩地上。总库容8.4万m3。塘坝工程主要有：进水口、大坝、输水洞三部分组成。大坝根据地形地质资料，大坝宜采用梯形断面碾压式土石坝，设计塘坝坝轴线总长575m，坝顶宽5m，迎水面坡比1:2.5，背水面坡比1:2.0，坝顶高程1708.10m，正常蓄水位1706.94m，上游库底高程1703.25m，下游库底高程1702.14m。大坝防渗采用复合土工膜，复合土工膜防渗体结构由铺膜基面（下垫层）、复合土工膜防渗层、上垫层、防护层共四层组成。设计土工膜铺设深度为上游坝坡法向深度0.5m的位置，下垫层为15cm厚的砂，上垫层为15cm厚的砂和20cm厚的砂砾料，防护层为30cm厚的干砌块石坝坡。进水口进水口布置在塘坝上游上肩，为宽顶溢流堰进水口，分为沉砂池、进水口段、斜坡段、消力池四部分组成。沉砂池设置在进水口前，为矩形断面，池长20m，池宽20m,池深1.2m，厚度0.3m，全断面为C25钢筋砼结构。进水口段长5m，为矩形断面，净宽2.5m，净高0.8m，厚度0.3m，全断面为C25钢筋砼结构。斜坡段为矩形明槽，坡比1:2.5（同塘坝坝坡），明槽净宽2.5m，净深0.8m，设计为C25钢筋砼结构，厚度0.3m。消力池设计长3.0m，净宽2.5m，净深1.0m，设计为C25钢筋砼结构，厚度0.5m。输水洞输水洞布置在下坝，为坝下埋管式，分为进水口、压力洞段、竖井、无压洞段、输水渠五部分组成，洞身长（包括喇叭口和竖井）35m，洞身为矩形断面，净宽0.8m，净高1.2m，全断面为C25钢筋砼结构。八字墙进水口长4.5m，宽由2.5m渐变为0.8m；压力洞身长10m，净宽0.8m，净高1.2m；竖井闸室长4.0m，由平板钢闸门控制，一扇工作闸门和一扇检修闸门；闸后无压洞段长16.5m，与输水渠良好衔接。渠道工程在满足塘坝蓄水，需从大磁窑二支渠末端分水闸新建长250m引水渠；在塘坝下游新建输水渠长610m将水引入高家庄斗渠分水闸；改建星光斗渠380m。本次新建引水渠和改建星光斗渠设计流量采用原渠道设计流量为2.0m3/s；新建输水渠设计流量采用输水洞设计流量0.5m3/s。经计算，设计引水渠道纵坡为1/25，输水渠纵坡为1/300，改建星光斗渠纵坡为1/31。渠道断面均采用弧形坡脚梯形断面，渠道衬砌厚度渠底为12cm，渠坡为从坡10cm渐变到底12cm，岸顶宽度为2.0m(不含封顶)，根据地质勘察资料，本次设计的渠道渠床座落在第四系上更新统（Q3）洪积砂卵砾石层上，厚度大，地下水埋深100m左右，对渠基与建筑物地基无影响，地基稳定可靠。砂卵砾石层为非冻胀性土，因此本工程不需采取防冻胀措施。本次设计新建各类渠系建筑物共5座，其中：水闸3座，车桥2座。1.5 工程施工组织设计1.5.1 施工条件工程位于甘州区以西35km处的大磁窑河东岸，南依肃南县，西靠大磁窑河，东距黑河15km，该区属祁连山前洪积扇，地势西南高、东北低，地面坡度约为1/35，海拔高程介于17551698m之间。施工现场设有简易道路，工程所需外来材料均可有公路运输到现场，施工条件比较方便。在施工现场修建蓄水池蓄水，灌溉期可在大磁窑二支渠二斗取水，其余均由汽车或拖拉机从附近水源抽取运送至施工现场。本工程地处张掖市甘浚镇南部区，距离甘浚镇农网系统约46km不能保证本工程的施工用电需要，需在施工现场需配置50kw的柴油发电机组，自发电作为电源。1.5.2 施工导流根据工程所处地的实际情况，以及适宜施工的季节考虑，塘坝工程在4月下旬到5月底，安排在雨水较少的季节，因此塘坝工程不考虑施工导流。1.5.3 天然建筑材料本工程距离黑河西岸35km，黑河是天然的砂石料场,各种砂石料级配合理,储量丰富,物理性能均能满足施工要求,砼粗细骨料可在黑河滩内的料场购买，土工膜支持层所用中细砂道开挖选用，坝体砌筑用大卵石人工在大瓷窑河拣集，坝体填筑料在坝体开挖的砂石料中分选。1.5.4 主体工程施工（1）砂砾石开挖、回填工程施工砂砾石开挖工程采用挖掘机开挖，库区内先用机械揭去草皮及两边的黄土，用载重汽车拉运到库区外附近料场坑槽弃置，运距约0.5-1km，其余砂砾石用于坝体夯填土。先粗挖成型，然后挂线精确整修成型。建筑物土方开挖亦采用人工开挖，严格控制开挖深度及边坡。砂砾石回填采用74kw推土机推运回填，机械压实。推运距离50m。砂砾石堤身填筑利用基础开挖出的砂砾石直接上堤，用载重汽车把从塘坝库区内开挖出的砂砾运至坝址处,剔除直径大于40cm的块卵石，石料拉运至坝址处，用推土机将砂石料分层铺设，采用18t20t振动碾分层压实，每层厚度不大于50cm，碾压36次，压实相对密度不低于0.6。（2）混凝土工程施工本工程施工场地较集中，且建筑物工程量小，故采用0.4m3移动式混凝土拌和机布设于各施工现场进行拌制混凝土。机动斗车配溜槽入仓，插入式振捣器振捣，人工抹面。平均运距0.5km。（3）细粒混凝土砌石工程施工细粒混凝土砌石只用于拦沙槛工程，采用0.4m3混凝土拌和机拌制，细粒混凝土和卵石料由斗车或架子车运至施工点，人工砌筑。（4）土工膜工程施工先在一布一膜复合土工膜下铺设15厚的中细砂作为支持层，干密度不得小于1.4t/m3，均匀误差不可超过10%；再在一布一膜复合土工膜布上铺15厚中砂，然后在上面铺20厚砂砾石作为保护层，在保护层上再砌30干砌石；铺筑土工膜时布在上,膜在下；室外施工宜在5以上，风力4级以下并无雨、无雪天气进行；焊接时基底表面应干燥，含水量宜在15%以下，膜面应用干砂布擦干净；铺设一布一膜复合土工膜时，应适当放松，并避免人为硬折和损伤，膜间形成的结点，应为T字型，不得形成十字型。1.5.5 施工总体布置本工程为塘坝工程，施工作业面集中，地形较平坦、开阔，交通方便，施工期短，施工总布置应本着有利生产、方便生活、易于管理、节约用地、安全可靠和因地制宜的原则，施工用材料库、生产生活用房，采用集中布置。根据本工程施工战线较长的特点，管理单位、施工营地就近设在大瓷窑河滩内，共布置施工营地3处，营地内生产生活用房、堆料场、小型综合加工厂和零星材料库设在一起，工程共需修建临时房屋150m2，机械维修厂150m2，施工仓库100m2。1.5.6 施工总进度根据本项目工程的施工条件及工程规模，并结合灌区的实际情况，对本次设计的工程进度做到如下安排。本项目总工期为2个月，从2011年4月份开始工程前期准备工作，包括临时房屋、施工营地建设、施工道路拓建、砼骨料及垫层采集拉运等，5月30日完成土建主体工程的施工，6月30日进行工程扫尾工作。1.6 水土保持与环境影响评价（1）工程建设对环境的不利影响主要集中在施工期，运行期对地表水与地下水产生一定的影响，可能会减少局部区域的地下水补给量。（2）工程施工期对水、气、声环境的影响是暂时的，且影响很小。综合分析认为，工程建设是可行的，没有制约工程建设的环境。从本工程用地情况分析，本工程水土保持防治责任范围主要包括主体工程及管理区、取料场和施工工厂及生活区等。工程建设产生水土流失的因素主要是基础开挖、料场、以及机械碾压等造成的地表扰动，植被破坏，引起的水土流失。这些水土流失主要发生在建设期，工程运行期，随着工程各项措施的落实，水土流失将减少。工程永久占地主要是防洪堤占地。工程永久占地主要是塘坝、渠道及建筑物占地。工程开挖土方全部用于大坝填筑，不会产生弃料，不会产生水土流失。施工临时占地包括施工踏压区、生产生活区和施工道路占地。地貌依然以砂砾石为主，该区应在施工结束后，恢复自然原貌。本工程环境保护总投资为6.48万元，水土保持总投资为5.45万元，1.7 工程管理本项目由甘州区甘浚水管所成立“甘州区高家庄塘坝工程建设管理处”作为项目法人，全面负责工程的立项、筹资、建设全过程负责。主要管理职责是负责筹集建设资金，落实所需外部配套条件，做好各项前期工作；负责组织工程设计、监理、设备采购和施工的招标工作，审定招标方案，对投标单位的资质进行全面审查，综合评选，择优选择中标单位；负责项目建设及组织验收和办理竣工决算、建后评价等工作。工程完成后拟建高家庄塘坝管理站管理，属甘浚甘浚水管所直接领导。高家庄塘坝管理主要范围包括引水渠、大坝、库区、生产生活区以及工程周边保护区；管理的主要内容包括工程的检查、观测以及工程的养护修理等。1.8 工程投资概算及资金筹措高家庄塘坝工程概算总投资306万元，其中：工程部分投资294.07万元；移民和环境保护部分投资11.93万元。工程部分投资中，建筑工程投资228.22万元，金属结构设备及安装施7.54万元，工临时工程投资12.45万元，其他费用投资31.87万元，预备费14.00万元。移民和环境保护部分投资中，环境保护工程费6.48万元，水土保持工程费5.45万元。1.9 效益分析及综合评价本工程实施后，改善项目区灌溉条件后产生的效益主要为种植效益。项目区现状灌水条件下有250亩面积不能保证灌溉，塘坝建成后，能保证250亩耕地的灌溉。250亩地的灌溉净效益为18.2万元。该工程的实施后，可以节约部分劳动力，节约劳力参与农副产品加工业。年增净效益为13.5万元。以上项合计，共计增加灌溉净效益31.7万元。本项目经济内部收益率7.52%，高于社会折现率7%；经济净现值为16.22万元，大于零；经济效益费用比为1.03大于1，经济评价指标满足规范要求，因此，本项目在经济上是合理可行的。1.10 结论高家庄塘坝布置在高家庄八社以西约500m，大瓷窑河东岸滩地上。主体所占地尽管为荒地，但在肃南县的地界上，因此，工程的建设仍需要甘州区与肃南县协议商定为前提。另一方面，塘坝工程的建成只能解决当地灌溉时间受限制的问题，而当地灌溉水利用率较低的现状仍然存在，为了使塘坝工程蓄节的水量能被有效地利用，建议在塘坝工程建成后，在当地发展节水灌溉工程，切实解决当地水资源短缺的问题。862 项目区概况2.1 基本情况张掖市甘浚灌区地处河西走廊中部，黑河中游左岸，位于甘州区西端，距城区35km处。灌区西南靠祁连山，北靠临泽倪家营乡，东靠四角墩滩，土地面积达345km2。灌区内绿洲与戈壁相间，地势由西南向东北倾斜，海拔高度在15001700m之间，属祁连山前冲洪积平原区。甘浚镇高家庄隶属于甘浚灌区，高家庄七、八社位于甘州区以西35km处的大磁窑河东岸，南依肃南县，西靠大磁窑河，东距黑河13km，北距高家庄村委会约5km。该区属祁连山前洪积扇，地势西南高、东北低，地面坡度约为1/35，海拔高程介于17551698m之间。高家庄七、八社南北长约2km，东西宽约1.8km，总土地面积约5400亩，现有耕地面积1500亩，实际灌溉面积750亩，该区耕地土层厚度为30110cm，主要种植作物有玉米、小麦、胡麻及豆类等，其中玉米制种约500亩左右，占实种面积的54%。受地理条件限制，该两社为非黑河灌溉区，其农田灌溉依靠从大磁窑河引水灌溉，引水渠道为大磁窑二支二分支渠，属大磁窑河流域范围。2.2 水文气象2.2.1 流域概况甘浚高家庄塘坝水源为大磁窑河，属黑河水系的一级支流，发源于祁连山浅山区的肃南裕固族自治县境内拉格梁，南与黑河支流长干河分水，东邻黑河，西邻梨园河，由小瓷窑、盘道、干沟门、大草滩等十余条沟岔汇集而成，源地海拔高程3700m，干流平均坡降39，至出山口河长40km，流域面积261.3km2。距张掖城区约40km，地理位置为东经10006、北纬3854。上游植被稀疏，主要植物有珍珠、合头草、红砂、戈壁针茅等，一般发育不良，总覆盖率约为6.5%。中下游多为土石山，遇有暴雨或大雨水土流失严重。流域内土壤为山地灰棕漠土，土层薄厚不一，局部基岩裸露，含土甚少。出山口以下地势较为平坦，西南高东北低，海拔高程在1700m左右，因地处祁连山前冲洪积扇前缘，地表第四系松散土层颗粒较粗，主要为砂砾石和砂壤土组成。砂砾石区域透水性较强，难以保存植物生长所需水分，形成戈壁荒滩，砂壤土区域保水性稍好，靠引水灌溉形成灌区耕地和生态林草地。大瓷窑河位置见图21。2.2.2 气象项目区大陆性温带干旱气候，冬夏较长，春秋较短，春季多风少雨，冬季较为寒冷。根据张掖市气象站资料统计分析，区内多年平均气温8.6，极端最低气温-28，最高气温38.5，多年平均降水量160mm，多年平均蒸发量2291mm，蒸发量远大于降水量，属典型的内陆干旱气候。年日照总小时数达3106h，年太阳辐射148.12kcal/cm2，属太阳辐射高值区，多年平均冻土深度120cm，年无霜期148d。具有日照时间长，太阳辐射高，昼夜温差大，降雨稀少,蒸发强烈，光热资源丰富的特点，适宜种植多种作物。2.2.3 径流2.2.3.1径流特性大瓷窑河径流主要来源于大气降水和冰雪融水形成，径流量年内分配极不均匀。全年可分为45月春汛期，由上游冰雪融水和降雨补给；69月为夏秋洪水期，以大面积降水补给为主；1012月为秋季平水期，以地下水补给及河槽储蓄量为主；次年13月为冬季枯水期，以地下水补给为主，水量小而稳定。径流年内分配59月占全年径流量的比例大约为89%左右。2.2.3.2径流计算大瓷窑河属无实测径流资料地区，年径流量采用以下方法确定：（1）利用多年平均径流深等值线图来推求：从甘肃省地表水资源查得大瓷窑河多年平均径流深为50mm，根据 W = FR10的公式推求年径流量，式中：W为年径流量（万m3）F为流域面积（km2）R为多年平均径流深（mm）经计算大瓷窑河多年平均径流量为1307万m3。(2)利用年径流系数等值线图和流域面雨量推求：从甘肃省地表水资源中查得大瓷窑河年径流系数为0.23，出山口以上流域重心多年平均降水量221mm，图2-1 大瓷窑河位置图根据W = FP10的公式推求年径流量，式中：W为年径流量（万m3）F为流域面积（km2）为径流系数P为多年平均降水量（mm）经计算大瓷窑河多年平均径流量为1328万m3。 (3)利用已有评价成果确定大瓷窑河多年平均径流量根据甘肃省水文总站1984年编制的甘肃省地表水资源评价成果，查得大瓷窑河多年平均径流量为1360万m3，资料统计系列是从19561979年，本评价成果是水资源评价方面资料翔实、结论可靠、应用广泛的成果。根据以上分析，结合内陆河流域近年来水量偏丰的状况，综合确定大瓷窑河多年平均径流量为1360万m3。2.2.3.3 年内分配过程大瓷窑河流域与梨园河流域虽然流域面积相差较大，但大瓷窑河是梨园河的一级支流，径流成因基本一致，均由降水和冰雪融水形成，来水过程相近，两河流降水、径流都集中在59月。大瓷窑河无实测径流资料，其年内分配过程以梨园堡水文站实测水文系列资料的年内分配比列进行推算。根据梨园堡水文站19542006年（19902006年资料为插补延长值）53年系列资料作频率分析，得到梨园堡站不同频率下的年径流量，利用大瓷窑河与梨园河的相似性，移用梨园堡站的CV、CS值，对大瓷窑河年径流量进行频率计算，即得大瓷窑河不同频率的年径流量，频率P25%时大瓷窑河径流量为1556万m3，P50%时为1336万m3，P75%时为1138万m3，大瓷窑河不同频率下年径流量见表2-1。表2-1 大瓷窑河不同频率径流量 单位：万m3统计参数P（%）CvCs/Cv25507513600.242155613361130从最不利于灌溉的原则出发，在梨园河系列资料中挑选不同频率下的典型年，利用同倍比缩放的方法推算得到梨园河不同频率下径流量年内分配过程，利用大瓷窑河与梨园河的相似性，将梨园河不同频率下的径流量年内分配所占比列移用到大瓷窑河，即得大瓷窑河不同频率的年径流量及月分配过程。59月径流量占年量的89.5%，当年10月至次年4月径流量占年量的10.5%。78月径流量占年量的55%。不同频率下地表径流量月分配见表2-2。根据大磁窑河不同频率下地表径流量月分配见表，可以得出大磁窑河不同频率下地表径流月平均流量表见表2-3频率一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年25%8.418 7.749 6.862 29.24 228.3 220.9 429.1 423.9 126.6 39.82 23.26 11.84 1556 50%6.016.8421.2650.7673.40188.71497.99320.3396.9742.0222.718.951336 75%15.28 7.659 15.61 15.60 30.57 96.00 280.1 380.8 215.5 41.38 16.89 15.61 1130 表2-2 大瓷窑河不同频率下年径流量月分配表 单位：(万m3）表2-3 大瓷窑河不同频率月平均流量表 单位：(m3/s）频率一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月25%0.031 0.032 0.026 0.113 0.852 0.852 1.602 1.583 0.488 0.149 0.090 0.044 50%0.022 0.028 0.079 0.196 0.274 0.728 1.859 1.196 0.374 0.157 0.088 0.033 75%0.057 0.032 0.058 0.060 0.114 0.370 1.046 1.422 0.831 0.154 0.065 0.058 2.2.4 水文资料可靠性分析大瓷窑河流域除具有康乐雨量站雨量资料外，再无其它实测水文资料，因此，分析计算时，采用临近流域莺落峡、鹦鸽咀水文站降水量和梨园堡水文站径流量相关统计参数推算大瓷窑河流域有关成果。康乐雨量站位于大瓷窑河流域上游，莺落峡和鹦鸽咀水文站虽不在该流域内，但地理位置、气候条件、纬度与大瓷窑中下游较为相近，计算流域面雨量时，采用的康乐雨量站、莺落峡和鹦鸽咀水文站的降水量资料，都具有较好的代表性、一致性和可靠性。大瓷窑河流域与梨园河流域虽然流域面积相差较大，但流域特性比较相似，径流成因一致，径流过程相近，因此，方案中大瓷窑流域有关径流量的分析计算成果，根据流域相似性原理，均参照梨园堡水文站相关参数和年径流过程进行推算。梨园堡水文站水文资料系列长，包含了丰、平、枯不同情况，代表性较好；部分资料通过插补延长连续，一致性较好，资料可靠性强。因此，各项计算成果可靠。2.3 工程地质及水文地质2.3.1 工程地质2.3.1.1区域地质地形地貌高家庄塘坝工程位于甘州区城西35km处甘浚镇境内的祁连山北麓，大磁窑河出山口3km处，南靠祁连山，西北与临泽县相临。工程位于河西走廊凹陷带张掖盆地的南部地带，祁连山前冲洪积扇的扇顶及中部地带。整体地势西南高东北低，西南面以祁连山山前为界，向东北面地势渐低，由山麓的冲洪积扇顶部的砾石戈壁区逐渐过渡到扇中及扇缘地带的细土平原区，地形坡降1/251/80，从顶部向扇缘坡度由陡变缓，海拔14142200。地貌类型主要为山麓裙状洪积扇组成的山前倾斜平原，地势平坦，但地表受雨水洪流的冲蚀作用，细部地形较为复杂。地层岩性工程位于祁连山与龙首山之间的河西走廊内，以祁连山和龙首山山前大断裂为界，形成了张掖盆地的基本地貌形态。张掖盆地自中、新生代以来，由于祁连山和龙首山断块上升，盆地相对凹陷，在流水作用下，盆地内沉积了巨厚的新生代地层。据区域地质资料显示，第四系地层厚度一般400-600m，项目区第四系厚度更是厚达900左右，岩性以砾卵石、砂砾卵石、亚粘土、亚砂土为主。中部和南部为上更新统（Q3）砂砾石，砾卵石层，颗粒粗大，北部为中上更新统（Q3+2）亚砂土，砂砾石，中粗砂等，50m以下分布有（Q2）砂砾石，中细砂，亚沙土等，岩层颗粒由南向北逐渐变细。据物探测量，灌区内第四系厚度4001000m，有西南厚，东北薄的分布规律，南部厚度8001000m，中部张肃公路一带大于1000m，北部400600m。区内第四系分布与岩性特征如表（2-4）。地质构造及地震工程位于祁吕贺兰山字型构造体系一祁吕弧形褶带西翼；河西构造体系。构造格架为临泽、甘州槽地及一系列断裂的组合。槽地位于祁连山与龙首山之间，展布方向为北西向，槽地内极大部分面积覆盖着第四纪沉积物。断裂分布于槽地两侧均为冲断层，走向与槽地展布方向相同。据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.4s。对应地震基本烈度为度。表2-4 第四系分布与岩性特征表 地层成因分布岩性特征全新统（Q4）冲洪积（al-Pl）湖沼积（l-h）风积（eol）各河（沟）谷的现代河床、漫滩及级阶地砂砾卵石，阶地上部为亚砂土、亚粘土，厚度230m。上更新统（Q3）冲洪积（al-Pl）洪积（Pl）分布于区内广大平原和河谷、级阶地上部为亚砂土，下部为松散的砂砾卵石。中更新统（Q2）冰水洪积（fgl-Pl）洪积（Pl）分布于山前台地，伏于盆地3070m之下。以微胶结的砾卵石，砂砾石为主。 下更新统（Q1）冰水洪积（fgl-Pl）洪积（Pl）出露于南北山前，呈现丘陵台地基座，伏于盆地中上更新统之下。厚层状砾岩、砂砾岩夹砂岩。泥钙质胶结，局部为砂砾卵石，受新构造运动影响地层有一定倾斜。2.3.1.2库、坝区工程地质条件及评价经布置探坑勘探，库区、坝址区地层岩性主要为第四系全新统冲洪积砂卵砾石层，经探坑勘探揭露，该层厚度35m，沿河道向下游逐渐变厚，青灰色，结构松散稍密，卵砾石成份为变质砂岩、硅质岩、石英岩、砾岩等，分选性和磨圆度较差，呈次棱角次圆状。经取样试验(3组平均值)：颗粒组成为：20080mm含量14.3，8020mm含量48.4，2010mm含量13.3，102mm含量10.4，20.5mm含量5.6，0.50.25mm含量4.2，0.250.075mm含量3.5，0.075mm含量0.3，岩性按颗分定名为卵石混合土，不均匀系数61.6，曲率系数4.97，天然干密度2.04g/cm3，紧密干密度2.16g/cm3，松散干密度1.75g/cm3，相对密度0.35，含泥量1.8，抗剪强度：非饱和内摩擦角28030,饱和内摩擦角26031，渗透系数210-1cm/s（类比），具强透水性，临界水力坡降0.35（类比），允许水力坡降0.23。地下水埋深较深，对工程不产生影响。依据上述试验资料确定的地基允许承载力值为250300kpa，变形模量25Mpa。地层承载性能好，是理想的坝基础持力层，不存在地基稳定和沉降变形问题。2.3.1.3建筑物工程地质条件及评价本次工程的建筑物为进水口和输水洞，进水口布置在塘坝上游上肩，为宽顶溢流堰进水口，输水洞布置在下坝，为坝下埋管式，其工程地质条件与库、坝区的地质条件一致。基础承载性能好。2.3.1.4天然建筑材料为降低工程造价，筑坝用天然建筑材料确定在库区内就地取材，其开采运输均方便，运距短，储量与质量均满足要求；块石料可在库区开挖的含漂石砂卵砾石中拣集，储量和质量均满足要求；混凝土粗、细骨料和土工模保护层砂料，选在黑河滩料场，储量与质量均满足要求，平均运距约35km.2.3.2 水文地质工程区分布于河西走廊南部区，受构造和地貌条件的制约，含水岩层总的规律是自山前至盆地内部，含水层渐厚，地下水埋藏渐浅，颗粒渐细，由单一的潜水含水层渐变为多层的潜水承压水含水综合体。项目区内地下水位埋深200150m。含水层岩性由南向北颗粒逐渐变细，由单一的潜水变成多层结构的潜水承压水。地下水水位位于工程基础以下，对工程建设无影响。地下水水质良好，矿化度一般小于1g/L，水化学类型属HCO3SO42Ca2+Mg2+型水，对砼无侵蚀作用。2.4 经济社会情况项目区现有耕地面积1500亩，实际耕种面积在1000亩左右，灌溉配水面积为750亩。项目区现有60户、260口人。项目区以种植业为主，粮食作物主要有小麦、玉米，经济作物主要有胡麻、玉米制种等。其中玉米制种约500亩左右，占实种面积的54%。近年来国家西部大开发政策使项目区经济产业得到了很大发展，随着农业节水灌溉和节水型社会建设等项目的顺利实施，使项目区水利工程建设力度加大，步伐加快，水利基础设施明显改善，经济保持稳定的发展势头，农业生产获得全面丰收，农村经济得到全面发展，基础设施建设增速显著，人民生活水平不断提高，据统计，2011年项目区农民人均年纯收入达到5233元。2.5 水利工程现状及存在的问题2.5.1 水利工程现状项目区现有甘浚镇高家庄七、八两社，总人口260人，灌溉配水面积为750亩。项目区的灌溉水源为大磁窑河，现有水利工程如下：项目区现有支渠一条，为大磁窑二支二分支，全长1.78km，从大磁窑二支引水。渠道始建于1986年，经过多年运行，渠坡、渠底冲刷破损严重，完好率不足65%；项目区现有斗渠2条，总长3.2km，其中总衬砌1.8km；现有农渠3条，总长3.7km，其中总衬砌1km。除以上渠道外，项目区无其他水源、灌溉工程。受地理条件限制，项目区的一半以上耕地分散，不能集中成片，田间工程除以上斗农渠外，输水均采用田间土沟，因此，灌溉水利用率较低。根据项目区所属的甘浚水管所测算提供，项目区的灌溉水利用系数仅为0.48。2.5.2 项目区灌溉现状大瓷窑河出山口建成无坝取水口一处，建成大磁窑总干渠2.8km，大磁窑一支4km，大磁窑二支1.8km，灌溉总面积为5605亩，主要灌溉肃南县东西牛毛村、肃南康乐林场和甘州区甘浚镇五个村的部分农田。根据甘州区、肃南县就大磁窑河达成的“定时不定量”的协议，大瓷窑河灌溉水资源的水权分配方式为：每一灌溉轮期19天，其中肃南5天灌溉水权，甘州区14天灌溉水权（含肃南康乐林场）。甘州区14天灌溉水权期内分配给高家庄七、八社的灌溉时间为69小时（约3天）。各村社灌溉面积及每一轮期灌水时长见表2-5。表2-5 大磁窑河受益村社灌溉面积及灌溉轮期内灌水时长表受益单位配水面积（亩）灌水时长所在渠道小时天甘浚镇东寺村