县山塘维修实施方案解析.doc

综合说明
×××县新池村甘坪寨山塘维修工程位于县城西面的新池村，交通较便利，有紫云至八角洞公路，八角洞至新池村级公路通过。
该山塘修建于1958年，因年旧失修，淤积和渗漏严重，经现场察勘，原坝体已被2008年特大洪水冲击损毁，缺口长达20米宽，无法蓄水，对大坝进行整治加固。工程修复运用后可解决新池村甘坪寨村民组420亩田地保灌。当地人民群众也强烈要求修复该山塘。为响应党中央提出的建设社会主义新农村，服务“三农”号召，我县水利水电勘测设计队派出工程技术人员到现场进行勘测，做出修复方案上报上级有关部门。
甘坪寨山塘原大坝为土坝，坝顶长70米，坝顶宽8米，溢洪道宽3.5米，迎水面坝高由于淤积严重，现高1.2米，背水面坝高4.0米，为砌石直墙填实土坝，迎水面无坡比，现有一1.0米×1.0米放水孔，放水孔完好，现状山塘因特大洪水冲击损毁缺口长达20米宽无法蓄水，溢洪道冲毁段长10米，处于空库运行状态，对下游水田无法保灌，因此当地群众强烈要求对该山塘进行修复处理，以保证其口粮田有水可灌。
经现场踏勘和技术讨论，拟对甘坪寨山塘进行整治修复。整治方案：原坝体冲毁处已处于松散堆积状态，因此，拟对原坝体拆除50米，坝轴线上游坝体用M7.5浆砌石重新砌筑一个新坝，坝轴线下游坝体回填土料保持原坝顶宽度8米，坝体迎水面设30cm混凝土防渗，基础开挖至基岩并嵌入基岩0.5m，大坝坝高5.5米，坝顶宽3米，底宽6米，迎水面为直墙，背水面1000.0～1001.5米高程为直墙，1000.0米高程以下坡比1：0.75，坝顶高程保持现状，坝顶防浪墙高1.2m，右岸溢洪道恢复冲毁10米，下泄采用开敞式自由溢流，溢洪道顶设钢筋混凝土人行桥，便于当地村民通行。坝左岸放水涵洞出口接已建的灌溉引水渠道。
主要工程量：M7.5浆砌石1160ｍ3，土方开挖520ｍ3，淤泥清除10000ｍ3，土方回填750ｍ3，砼151.1ｍ3，M10砂浆勾缝215ｍ2。
大坝维修工程总投资43.52万元，建筑工程投资40.87万元，其它费用2.65万元。工程总投资其中：国补40.00万元，地方投劳折资3.52万元。
山塘维修后有效蓄水量可达2.5万m3，新增水田旱地浇灌420亩。工程实施后将带来良好的社会效益及经济效益，对促进项目区农业经济的发展将做出巨大的贡献。

1 项目区概况
1.1概述
白石岩甘坪寨山塘维修工程位于紫云县城西面新池村，有紫云至白石岩八角洞公路，八角洞至新池村级公路通过。交通较便利。甘坪寨山塘位于田坝上游，经修复蓄水后可保障下游420亩田地灌溉。
1.2山塘维修的必要性和可行性
（一）、山塘维修的必要性
该山塘位于村寨田坝上游，该工程实施后，对搞好农村水利基础设施建设，保障农村生产生活用水，改善种植条件，促进当地经济发展，增加农民收入，发展区域经济都是十分必要的。
（二）、山塘维修的可行性
山塘维修工程蓄水有保障，交通较便利，施工方便，建成后便于管理，具有长久的经济效益。项目区农户对加强该山塘维修工程，调节蓄水保障下游农田灌溉要求十分迫切，积极性高，因此，在项目区进行山塘维修各方面条件都已具备，切实可行。
2 水文复核
2.1 设计依据
甘坪寨山塘维修工程设计严格按省、部标准，其设计依据及参考文献有：
1、参照《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（水利工程部分）的有关规定。
2、《防洪标准》（GB50201-94）；
3、《节水灌溉技术规范》（SL207-98）；
4、《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-91）；
5、《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；
6、《贵州省暴雨洪水计算实用手册》（修订本）
7、《建设项目经济评价方法与参数》（第三版），国家计委、建设部颁发；
8、其它相关规范、文件及技术参考书等。
2.2 山塘洪水及复核
1、流域概况
甘坪寨山塘位于紫云县城西面新池村，有紫云至八角洞公路，八角洞至新池村级公路通过,交通较便利。该山塘修建于1958年，无原始资料数据记载。该山塘位于甘坪寨上游部位的一条支流，源头位于长沙田水库下游，河源高程1078m，在万分之一图上量得自分水岭起算的主河道长5.8km，加权平均坡降9.6‰，整个支流流域集雨面积9.27km2，坝址以上主河道长3.4km，坝址以上集雨面积9.27km2。产汇流区域地形地貌为丘山间谷坝，植被一般。
本次设计我勘测设计队对坝址处河床和坝的两岸进行简易的地质分析，两岸和河床均为岩基，但河床堆积物较厚（厚3～5m）；对坝址的地形进行了简易测量。
2、气象
气象资料参照紫云气象站实测资料,并结合有关等值线图确定。经计算，工程处多年平均降水量1332mm，灌溉期（5～8）月降水量965mm，占全年降水量的72.4%,降水分配不均，尤其是夏季灌溉季节突出；多年平均气温15.2℃,极端最高气温33.8℃,极端最低气温-7.3℃；最高月平均气温（七月）23.2℃,最低月平均气温（1月）3.0℃。地面平均温度15.8℃, 极端最高地面温度67.0℃,极端最低地面温度-13.0℃；最高月（7月）平均地面温度27.4℃,最低月（1月）平均地面温度4.3℃。年平均相对湿度79%，多年平均日照1470h。年平均风速2.2m/s，最大风速15m/s，以NE风为主。
3、设计洪水标准复核
甘坪寨山塘是一座以灌溉为主的水利工程，大坝为浆砌石坝。按《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000），工程等级为Ⅴ级工程，主要永久水工建筑物级别为5级，最大坝高小于15m，挡水高度小于10m，洪水标准按10年一遇设计，20年一遇校核。
⑴暴雨与洪水特征
流域内暴雨多产生在夏秋两季。根据紫云县气象部门提供的1959年至2007年共49年的日最大暴雨资料分析，日最大暴雨大于100mm以上的有16次，日最大暴雨大于150mm以上的有1次（1991年6月8日151.1mm），最小暴雨56.6mm(1985年6月15日)。由紫云气象站1980-1998年实测资料分析，年最大1h暴雨均值48.3mm，主要发生在5—9月。
⑵设计暴雨复核
根据×××县气象站1980--2007年观察资料计算，1h暴雨均值H(--)1h=49.3mm, Cv=0.24，查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》得：H(--)1h=44mm, Cv=0.4。经比较，1小时暴雨均值H(--)1h值相近，变差系数Cv值相差较大，由于1小时暴雨观察年限较少，故1小时暴雨值按两资料进行综合取值，取H(--)1h=50mm, 变差系数按《贵州省暴雨洪水计算实用手册》查得结果Cv=0.40，Cs=3.5Cv。
根据×××县气象站1959--2007年观察资料计算，最大24小时暴雨均值H(--)24h=94.6mm, Cv=0.33，查《贵州省暴雨洪水计算实用手册》相应等值线图，确定24小时暴雨统计参数为： H(--)24h=100mm, 变Cv=0.45，Cs=3.5Cv。
⑶洪峰、洪量计算
《贵州省暴雨洪水计算实用手册》洪峰流量计算的标准式适用范围为25<F<=300km2和300<＝F<1000km2，而洪峰流量计算的简化式（二）、简化式（三）适用范围为10<F<=30km2。
根据万分之一图量算的结果，甘坪寨山塘复核流域几何特征值为：集雨面积F=9.27km2，主河道长L=3.4km，流域几何特征值θ=L/J1/3.F1/4=96，f=F/L2=0.2,河床平均比降J=9.6‰，均在简化式的适用范围之内，因此，本山塘洪峰计算可采简化式（二）：
Qp.n=0.011[H24p-32]1.23.F0.94
式中：
Qp.n ---相应频率的洪峰流量，m3/s
F---汇流面积，km2　
H24P---频率P的24小时雨量，mm，通过下式确定：
H24p=KpH(--)24h
Kp—相应频率的模比系数，由附录II查得。
由以上参数计算得各频率洪峰、洪量值见下表1：
表1 甘坪寨山塘各频率洪峰、洪量成果表
频率P(%)
Qpn（m3/s）
F（km2）
H24p(mm)
Kp
H(--)24h (mm)
20
25.4
9.27
131
1.31
100
10
34.9
9.27
160
1.6
100
5
44.5
9.27
188
1.88
100
2
57.8
9.27
225
2.25
100
洪水过程线根据手册上的概化过程线推求。由于山塘区库容系数小，对洪水的削峰小，洪水调节计算中最大泄量出现时间远远小于24h，最大三日洪量主要出现在洪水退水段，对洪水调节计算成果几乎无影响，因此水库采用最大一日洪量成果进行洪水调节计算。
⑷调洪演算
①起调水位及溢流方式
甘坪寨山塘现状溢洪方式为溢洪道溢流，溢洪道长18米，溢洪道有效溢流宽度3.5m，为自由溢流，堰型为WES实用堰，堰顶高程1000.0m（放水涵洞不参与泄洪）。无规定防洪限制水位，因此，起调水位为堰顶高程1000.0m。
②水库水位-面积-库容面积曲线
由于无原设计资料，甘坪寨山塘由实测1：10000库区地形图量算的水库库容面积曲线，其绘制精度较高，本次洪水调节计算复核采用该水位-库容曲线，其成果见表2。
表2 甘坪寨山塘水位Z、库容V、面积A曲线表
水位Z(m)
998
999
1000
1001
1001.5
面积A(万m2)
0
0.512
1.08
1.65
1.98
库容V(万m3)
0
0.512
1.32
2.25
2.95
③水位与泄流关系
甘坪寨山塘溢洪方式为溢洪道溢流，为实用堰，采用下式计算下泄流量：
即Q=MBH03/2
式中：Q—水库下泄流量（m3/s）。
m—流量系数m=0.42
M—综合流量系数M=2.0
B—溢流净宽B1=3.5m
—侧收缩系数，=0.987
—淹没系数，=1.0
H0—行近水头H+（/2g），H=Z水库-Z堰（即库水位—堰顶高程）计算中忽略行近流速水头（/2g）。
由入库洪水过程线、溢流堰下泄流量曲线和库容曲线，根据水量平衡原理作水库调洪演算。调洪计算汇总成果见表4。
表4 甘坪寨山塘洪水调节计算成果汇总表
频率(%)
2
5
10
20
备注
项目
防洪标准

校核
　设计

溢洪道净宽3.5m，，为实用堰，综合流量系数M=2.0；溢洪道堰顶高程1000m，为水库起调水位
起调水位
1000
1000
1000
1000
来水峰值(m3/s)
57.8
44.5
34.9
25.4
起调库容(万m3)
1.32
1.32
1.32
1.32
最高水位(m)
1001.5
1001.3
1001.0
1000.8
最大库容(万m3)
2.95　
　2.52
2.25　
1.53　
最大泄流(m3/s)
57.8
44.5
34.9
25.4
堰上水头(m)
1..45
1.15
1.05
0.95
3水文地质及工程地质
3.1区域地质
3.1.1地形、地貌
新池村甘坪寨山塘位于位于县城西面新池村，山谷为一狭长山谷，两边山顶水平距离约1km，山谷总长2.6km，谷底坡降平缓，加权平均坡降9.6‰，坝址以上集水面积9.27km2。
区内地貌以溶蚀剥蚀地貌为主，其组合形态为缓丘洼地，从总地势来看，西高东低，海拨高程1000～1200m。大部分高差在50～80m之间。
3.1.2地层岩性
山塘区域出露地层主要为三迭系下统罗楼组（T1L）青灰色薄层、中厚层灰岩，杂色泥质灰岩夹泥页岩，非可溶岩所占比重较高，透水性弱，厚度约200m；第四系残坡积层（Qdel）黄褐色粘土、亚粘土不连续分布，厚度0.5～2.0m。
3.1.3地质构造及地震
区域构造主要处于南北向构造带内，古羊向斜北西翼。水域范围内无断层通过，岩层产状变化较小。
测区所属构造单元为扬子准地台（Pt）黔南台陷贵定南北向构造变形区（I2A1），构造形迹以南北向为主。查《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），场区地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，区域构造稳定性好。
3.2库区工程地质
3.2.1地形、地貌
山塘所在山谷为一窄深形的长条状山谷，两岸山顶高程约1200m，谷底高程约1000m，谷底宽50～80m，山顶间距离约1～1.5km，山塘利用在山谷入口处筑坝挡水形成，蓄水区域呈南北向条带分布，谷底地形平缓，两岸地形较陡，地形坡度30～40°，局部地形陡峻，坡度达50°以上，为走向谷，基岩出露较多。两岸山体植被较好，为灌木林，几乎无耕地。山塘左岸分布有村寨，下游为水田耕地。
3.2.2地层岩性
山塘区域出露地层主要为三迭系下统罗楼组（T1L）青灰色薄层、中厚层灰岩，杂色泥质灰岩夹泥页岩，非可溶岩所占比重较高，透水性弱，厚度约200m；第四系残坡积层（Qdel）黄褐色粘土、亚粘土不连续分布，厚度0.5～2.0m。
3.2.3地质构造
区域构造主要处于南北向构造带内，古羊向斜北西翼。水域范围内无断层通过，山谷为走向谷，岩层产状N10°W∠20°，倾向上游偏右岸，产状变化较小。
3.2.4山塘区水文地质条件
山塘所在山谷处于可溶岩与非可溶岩相间分布区，可溶岩岩溶弱发育，两岸山体雄厚，为走向谷，周围无低邻谷，裂隙水横向补给山谷。山塘范围未发现溶洞。山塘总体上处于弱岩溶区内，无渗漏条件，蓄水条件良好。
3.2.5库岩稳定和水库淤积
山塘库盆及库岸均匀为T1L地层，岩层较平缓，倾角20°，走向与山谷轴线小角度相交，约10°，两岸地形较陡，为岩质边坡，地形坡度，无滑坡等不良物理地质现象存在，库岸稳定性好。
山塘区内出露地层为为T1L地层，粘土岩所占比重较大，风化严重，第四系覆盖其上，但多为亚粘土夹风化残屑片。两岸地表植被较好。大雨、暴雨会将残积亚粘土及母岩风化颗粒冲刷带入库内，本山塘于1958年建成，运行至今已50年，目前库底淤积厚度约2.5m。总之库内泥沙较多，淤积严重。由于山谷集雨面积较小，利用水流冲淤很难凑效，为延长山塘使用寿命，定期采用人工清淤。
3.3坝址工程地质
3.3.1地形地貌
坝址位于山谷入口部位，山谷为较为对称的U型谷，走向近南北向，与岩层走向基本一致。谷底地形平缓，无跌坎、深槽等，谷底地面高程1000m～1050m左右，两岸地形坡度较陡，约50°，基岸岩出露。
3.3.2地层岩性
坝址区域出露地层主要为三迭系下统罗楼组（T1L）青灰色薄层、中厚层灰岩，杂色泥质灰岩夹泥页岩，岩石节理裂隙发育，表层风化严重，强化层厚1～2m，岩石风化多呈松散颗粒状、片状堆积，遇水易软化。岩层倾角较平缓，倾角10～20°，两岸产状在体一致，岩层产状N10°W∠20°，倾向上游偏右岸，产状变化较小。第四系残坡积层（Qdel）黄褐色粘土、亚粘土不连续分布，坝址位置覆盖层厚度2m。
坝基岩性为灰岩，产状N10°W∠20°，倾向上游偏左岸，强度较高，表层节理裂隙发育一般。
4 工程修复设计
4.1工程规模及建筑物等级
甘坪寨山塘是一座以灌溉为主的水利工程，大坝为砌石重力坝。按《水利水电工程等级划分及防洪标准》（SL252-2000），工程等级为Ⅴ级工程，大坝、溢洪道、放水涵洞等主要永久水工建筑物级别为5级，最大坝高小于15m，挡水高度小于10m，洪水标准按10年一遇设计，20年一遇校核。
4.2工程总布置
经现场踏勘，原体水毁严重，几乎已经成为松散堆积体状态，无法加固，因此考虑拆除重建。坝址仍在原土坝位置。
根据现场地形条件，以及当地村民的要求和本工程功能要求，枢纽建筑物包括挡水坝、溢洪道、左岸设放水涵洞，放水涵洞进口设置取水口，溢洪道顶设人行桥。
4.3枢纽设计
4.3.1坝型选择
原坝体为土坝，高约5m，厚约6m，上游面铅直，下游面坡比约为1：1。
根据坝址地形地质条件，坝肩及坝基均为灰岩基础，强度、稳定性都较好，满足建坝的要求。
两坝肩基岸出露，层面走向与水流方向几乎一致，为保证坝端与坝肩岩体的有效结合，需要有一定的嵌入深度。
砌筑石料可以就地取材，从节约投资方面考虑，推荐筑坝材料为浆砌块石。
4.3.2 挡水及泄水建筑物
根据地形地质条件，坝轴线选择在原坝址处。
根据坝址位置地形、地质条件、施工条件及天然建筑材料分布情况，结合建筑物的使用功能，拦河坝型采用M7.5浆砌块石重力坝，坝基置于强风化基岩中下部，嵌入基岩0.5m深，建基面高程996m，坝顶高程1001.5m，最大坝高5.5m，坝轴线长70m，坝顶宽3m，上游坝面铅直，下游坝面1000m高程以上铅直，以下1：0.75放坡。上游坝面设0.3m厚C15混凝土防渗面板，坝顶上游面设1.2m浆砌石防浪墙，厚0.6m。
根据水力计算，要求溢洪道河床消力池长9.0m，池深0.75m，因此，设计消力池底板高程995m，消力池末端设浆砌块石消力坎，消力坎顶高程995.75m，顶宽1m。
应当地村民要求，溢洪道顶设人行桥，桥面宽3m，C25钢筋混凝土结构，由溢洪道墙身支撑。
4.3.3取水建筑物
取水口设置于左非溢流坝段坝前，取水口后接放水涵洞。本工程放水涵洞断面尺寸为1.0m×1.0m（宽×高），城门洞型，由浆砌块石砌筑而成，洞底设0.4×0.4m放水沟。工程取水口及放水涵完好本次不考虑。
4.4坝基防渗处理
目前坝基不存在浅层裂隙渗漏，坝基开挖后检查坝基裂隙发育情况，如有局部裂隙，再用水泥砂浆塞缝的方法进行处理。
5 投资估算及资金筹措
5.1编制依据
1、本概算执行黔水建[1999]110号《贵州省水利水电工程设计概(估)算费用构成及标准》和原水电部“88”定额及水利部1994《水利水电工程建筑补充预算定额》。
2、工程量计算以设计文件、图纸为依据。
5.2基本预算单价
1、人工预算单价按黔水建［1999］109号通知规定，民工工资8.00元/工日，技工工资12.96元/工日。
2根据本工程施工具体情况对人工预算单价作如下调整：
项目名称
土石方工程
砌石工程
砼
设备安装及机械费
技术工比例
0
40%
60%
100%
民工比例
100%
60%
40%
0
人工预算单价(元)
8.00
9.98
10.98
12.96
3、材料预算单价：以×××县物资部门的单价为准，并结合本县建筑材料行情综合考虑，砂、石料采用现场自采，现场加工。
4、风、水、电单价：风0.12元/m3，水0.60元/m3，电0.60元/kw·h。
5.3取费标准
(1)其他直接费：取直接费的1.5%；
(2)现场经费费率：取直接费的土石方工程的5%， 砼及其他的3% ；
(3)间接费费率：取直接工程费的6％；
(4)计划利润：取直接工程费和间接费之和的7％；
(5)三税税金：取直接工程费、间接费和计划利润三项之和的３.22%；
(6)建设单位管理费：取建筑工程造价的3.0％；
(7)勘测设计费：取建筑工工程造价的2.5％
(8)生产安全费：取建筑工程造价的1.0%。
5.4主要工程技术指标
1、工程量：开挖土方520m3，淤泥清除10000m3，M7.5浆砌石1160m3，M10砂浆勾缝215m2，砼151.1m3，土石回填750 m3。
2、劳动力及材料耗量：劳动力0.75万工日，水泥128吨，炸药535kg。
5.5工程总投资
工程总投资43.52万元，建筑工程投资40.87万元，其它费用2.65万元。工程总投资中：国补资金40.00万元，地方配套3.52万元。
5.6建设工期6个月。
6 项目实施机构及组织管理
6.1施工组织机构
为了确保工程的顺利进行，全面完成本工程建设，本工程以紫云水利局为主要实施管理单位。
6.2工程管理
为使本工程按期保质，保量完工早日发挥效益，在工程建设中，要按基本建设程序执行，实行工程项目法人制、施工合同制，加强工程质量管理。严格按照国家颁布的《工程建设管理办法》的有关规定，择优选择技术精湛的施工队伍，确保工程质量达到国家规范要求。
7 运行管理
7.1管理体制
工程竣工后，移交新池村委员会管理，新池村民委员会要明确专人管理，按照产权清晰、权责明确、科学管理、报酬合理的原则，做到自主管理、自我约束、使项目工程走向自我良性循环的发展之道。
7.2管理人员工作职责
（1） 制订运行维修计划，组织人力、物力对项目工程进行检修、维护。
（2） 建立和健全各项规章制度。

8 效益评价
山塘维修后整修后有效蓄水量可达2.5万m3，可补充水田旱地灌溉420亩。工程实施后将带来良好的社会效益及经济效益，对促进项目区农业经济的发展将做出巨大的贡献。
×××县白石岩新池村甘坪寨山塘维修工程建成后，蓄水补充水田旱地灌溉420亩。耕地蓄水增产，水稻等农作物满栽满种，社会效益显著，只做定性描述，蓄水增加产量效益见计算成果表。
甘坪寨山塘维修工程种植增产效益表
灌溉面积
(亩)
单位面积产量
耕地总产量
单价 (元/kg)
总效益(万元)
(kg/亩)
(104ｔ)
改造前
改造后
改造前
改造后
增产
保灌水田面积
420
100
450
4.2
18.9
14.7
1.5
22.05
年运行费＝总效益的20%＝22.05×20%＝4.41万元。
净效益＝总效益－年运行费＝22.05－4.10＝17.64万元
还本年限＝总投资/净效益＝42.8÷17.64＝2.42年
不确定性分析，如投资增加２０％，效益减少３０％的情况下，还本年限＝（总投资＋总投资×２０％）／（净效益－净效益×３０％）＝4.16年
由此可见，该项目设计合理，措施得当，效益显著，切实可行。
9 结 论
通过本项目实施，有利于保水增收及优化种植结构，为该村脱贫致富奔小康起示范、引导作用，为农业持续发展奠定较好的基础。
总之，本项目建设方案技术可行、经济评价可行、环境评价可行。因此，项目建设是可行的。
附件：
1、×××县新池村甘坪寨山塘维修概算说明书　
2、×××县新池村甘坪寨山塘维修平面布置图
3、大坝设计图

新池村甘坪寨山塘维修工程

实

施

方

案

×××县水利水电勘测设计队
二00九年十二月
目　　录
综合说明 1
1 项目区概况 3
1.1概述 3
1.2山塘维修的必要性和可行性 3
2 水文复核 4
2.1 设计依据 4
2.2 山塘洪水及复核 4
3水文地质及工程地质 9
3.1区域地质 9
3.2库区工程地质 10
3.3坝址工程地质 11
4 工程修复设计 13
4.1工程规模及建筑物等级 13
4.2工程总布置 13
4.3枢纽设计 13
5 投资估算及资金筹措 15
5.1编制依据 15
5.2基本预算单价 15
5.3取费标准 15
5.4主要工程技术指标 16
5.5工程总投资 16
5.6建设工期 16
6 项目实施机构及组织管理 17
6.1施工组织机构 17
6.2工程管理 17
7 运行管理 18
7.1管理体制 18
7.2管理人员工作职责 18
8 效益评价 19
9 结 论 20

附件：
1、×××县新池村甘坪寨山塘维修概算说明书　
2、×××县新池村甘坪寨山塘维修平面布置图
3、大坝设计图