断密涧河市区段初步设计样本.doc

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设计证号: 161029—sy

河南省三门峡市宏农涧河支流断密涧河
灵宝市区段治理工程

初步设计报告

中国水电十一局郑州科研设计有限公司
( 原中国水利水电第十一工程局勘测设计院)
12月

前言
宏农涧河属黄河一级支流, 发源于灵宝市南部小秦岭南麓, 经灵宝市区注入黄河, 流域面积2068km2, 干流长度88km。其主要支流有: 董家埝河、 麻家河、 断密涧河和坝底河。
断密涧流域面积172km2, 河道全长47.59km, 河道平均比降1.4%。断密涧河流域, 地势南高北低, 中、 上游为中低山区, 分水岭海拔高程为1320m, 山高林密, 植被较好; 下游为黄土原及黄河阶地地貌, 海拔高程在400m左右, 海拔高差900m。
气候属暖温带大陆型季风气候区, 受季风影响, 每年10月至次年5月, 受北方南下的寒冷干燥气流的影响, 降水次数少, 强度小。6～9月从太平洋进入本区的暖湿气流与北方的冷气交汇, 造成大量降雨, 降雨量占全年60%, 暴雨具有集中、 强度大、 历时长等特点。
由于特殊的地理气候条件, 洪涝灾害十分严重。
党中央、 国务院高度重视中小流域治理工作, 《中共中央国务院关于切实加强农业基础建设进一步促进农业发展农民增收的若干意见》( 中发[ ]1号, 以下简称《意见》) 中明确提出”加快编制重点地区中小河流治理规划, 增加建设投入”, 为贯彻落实 中央1号文件精神和全国水利厅局长会议的要求, 切实做好重点地区中小河流治理规划编制工作, 推进重点中小河流治理, 7月, 水利部办公厅以办规计[ ]211号下发了《关于做好重点地区中小河流治理规划编制工作的通知》( 以下简称《通知》) , 《通知》确定了中小河流治理规划的总体思路、 原则、 任务和要求。
为落实《意见》和《通知》的精神, 加快中小河流规划治理, 三门峡市水利局于 12月编制完成了《河南省三门峡市黄河流域宏农涧河近期治理规划报告》。
本初设为《规划报告》 宏农涧河支流断密涧河灵宝市区段治理工程, 总长8.711km。
9月, 灵宝水利局委托中国水利水电第十一工程局勘测设计院编制完成了《三门峡市灵宝( 市) 断密涧河市区段河道治理项目可行性研究报告》, 防洪标准为50年一遇, 治理长度8.711m。工程总投资2985万元。三门峡市发革委以三发改农经【 】407号文予以批复, 并上报河南省发改委。
11月, 灵宝市水利局委托我院编制《三门峡市宏农涧河支流断密涧河灵宝市区段河道治理工程初步设计》。初步设计结合《河南省三门峡市黄河流域宏农涧河近期治理规划报告》及前期编制《三门峡市宏农涧河支流断密涧河灵宝市区段河道治理工程可行性研究报告》, 在此基础上对灵宝市区南段进行河道地形、 纵横断面测量, 工程地质、 建筑材料勘察及试验等大量细致工作。
初设断密涧河治理段位于灵宝市区, 总长8.711km, 治理河段全部疏浚, 新修堤防2×6.211km, 防洪标准为50年一遇, 规划治理河道宽度56.8---230m, 堤高2.8—4.6m, 采用M7.5浆砌石护堤, 防冲基础埋深2m; 堤外为规划城市绿化带、 交通道路。
工程量砂卵石开挖71.59万m3, 砂卵石回填28.75万m3, 砂卵石推运57.3万m3, 河道疏浚36.0万m3, 砌石工程5.67万m3。
治理工程总投资2969.12万元, 其中建筑工程2522.54万元, 临时工程89.31万元, 独立费用212.08万元, 预备费141.20万元。
经过河道治理将使本段河道防洪标准由原来不设防状态提高到50年一遇, 保障灵宝市22万人、 30余家工矿企业及公共设施安全。
本次治理仅就断密涧河市区段进行治理, 但河流上游没有得到系统治理, 整条河流防洪标准仍很低或不设防, 建议国家加大投资力度和规模, 使河流整体防洪能力得到提高, 保障人民生命财产安全, 促进和谐社会建设。
工 程 特 性 表 表1 -1
序号
名 称
单位
数量
备 注
1
水文

1.1
流域面积( 治理段以上)
km2
172

1.2
年径流量( 50%频率)
万m3
2144.5

1.3
代表性流量

多年平均流量
m3/s
0.68

设计洪峰流量( 2%)
m3/s
790

1.4
泥沙
万m3/ a
25.8
多年平均输沙量
2
工程规模

2.1
保护人口
万人
22

2.2
保护企业
家
30

3
主要建筑物
3.1
堤防
堤防型式

浆砌石防洪堤
治理长度
km
8.711
堤防2×6211m
堤距
m
56.8~230

堤顶宽度
m
0.6

迊水侧坡比

1: 0.4

基础埋深
m
2.0~2.5

堤防高度
m
2.8~4.0

3.2
防汛道路
利用城市道路
3.3
桥梁

桥梁座数
座
5

桥长
m
62

桥面宽
m
3.5~36

上部结构

预应心板
下部结构

灌注桩
4
工程占地

永久占地
亩
89.36
灵宝市负责补偿
临时占地
亩
33.45
灵宝市负责补偿
5
工程量

土石方开挖
万m3
47.20

土石方回填
万m3
16.76

浆砌石方
万m3
9.35

6
主要建筑材料

水泥
万m3
8.39

块石
万m3
10.09

砂
万m3
3.57

7
工期
年
1.0

8
工程概算

8.1
项目总投资
万元
2983.63

8.2
工程总投资
万元
2983.63

8.2.1
工程静态总投资
万元
2983.63

8.2.2
建筑工程
万元
2535.13

8.2.3
临时工程
万元
90.46

8.2.4
独立费用
万元
212.15

8.2.5
基本预备费
万元
141.89

8.3
单列费用

8.3.1
建设项目水土保持总费用
万元
2

8.3.2
建设项目环境影响总费用
万元
2

9
经济指标

9.1
经济净现值
万元
574

9.2
经济内部收益率( EIRR)

14.89

9.3
投资回收年限
年
15.45

9.4
效益费用比
1.22
＞1.0

1综合说明
1.1 基本情况
宏农涧河属黄河一级支流, 发源于小秦岭南麓, 经灵宝市区注入黄河, 流域面积2068km2, 干流长度88km, 干流平均比降1.1%, 多年平均流量10.052m3/s, 多年平均径流量3.16亿m3。其主要一级支流有: 董家埝河、 麻家河、 断密涧河和坝底河。
断密涧河属宏农涧河一级支流, 发源于卢氏县杜关镇石桥沟村, 流经卢氏县杜关镇、 灵宝苏村乡、 尹庄镇, 横穿灵宝市区汇入宏农涧河, 流域面积172km2, 河道全长47.59km, 河道平均比降1.4%。断密涧河从涧口村~断密涧河入宏农涧河口为灵宝市区段, 长6211m。
灵宝市位于豫、 晋、 陕三省交界处的河南省西部, 北濒黄河, 分别与陕西省洛南县、 潼关县, 山西省芮城县、 平陆县, 河南省陕县、 洛宁县、 卢氏县接壤。地理位置处在东经110°21′~111°11′、 北纬34°44′~34°71′, 东西长76km, 南北宽69km, 总面积3011km2; 末, 全市人口73.495万人, 市区人口22万人; 陇海铁路、 310国道、 209国道、 郑西客运专线及连霍高速公路穿境而过, 交通网络四通八达。
断密涧河穿越规划灵宝市区段长6211m, 由于没有得到有效治理, 洪水灾害频繁, 洪水一直威胁着灵宝市区安全。为提高断密涧河灵宝市区段河道防洪能力, 保障灵宝市区22万人、 30余家工矿企业及公共设施安全, 对断密涧河市区段河道进行治理以迫在眉睫。
本次治理起点为灵宝市区 ---2020年规划市区南端开方口村, 终点为断密涧河与宏农涧河交汇处, 长8711m。治理末端以上控制流域面积172 km2, 干流长度47.59km, 河道平均比降1.4％。
1.2 水文气象
1.2.1径流
径流计算以宏农涧河干流上游窄口水文站作为参证站, 窄口水文站1973年建站, 测验项目有水位、 流量、 降水量、 蒸发、 水温、 墒情、 水质。参照河南省水利勘测设计研究有限公司编制的《河南省窄口水库除险加固工程初步设计报告》( 1月) 按照水文比拟法进行计算, 采用面积比计算方法。断密涧河流域多年平均降水量640mm, 多年平均径流深150mm, 多年平均径流量为0.68 m3/s, 年径流总量为2144.5万m3。
1.2.2设计洪水
根据《防洪标准》( GB50201-94) , 灵宝市区防洪标准应为50-1 一遇。
根据河南省人民政府豫政文[ ]164号文《关于灵宝市城市总体规划( ~2020年) 的批复》, 灵宝市区规划防洪标准为50年一遇。
治理段河道设计防洪标准采用50年一遇设计洪水。
该流域无实测资料, 设计洪峰流量根据《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》小流域推理公式法推算, 治理末端以上50年一遇设计洪峰流量为790m3/s。
1.2.3 泥沙
断密涧河没有实测泥沙资料, 根据河南省水文总站1984年编制的《河南省地表水资源附图》, 工程所在位置年侵蚀模数1500t/km2, 年输沙量25.8万t。
1.3工程地质
本次治理工程地质勘察工作, 收集了 8月河南省郑州地质工程勘察院编制的《灵宝市城市规划工程地质勘察报告》( 总体规划阶段) 在该治理段钻孔资料, 我院又进行工程地质测绘1.6km2, 探井14个, 单井深度3 ~ 5m, 取河道砂卵石样9组, 进行物理力学性质试验。
治理段河道出露的地层为新生界第四系全新统地层, 岩性主要为二个工程地质层组成, 从上而下描述如下:
( 1) 杂填土( Q4a1) : 灰色, 灰褐色, 稍湿, 稍密, 结构不均, 包含砖块和植物根。该层分布地表, 层厚0.2~1.50m, 平均厚度0.53m, 该层局部为耕土。
( 2) 卵石( Q4a1) : 灰黄色, 杂色, 稍湿~湿, 中密, 一般粒径2~25cm最大粒径30cm, 个别探井中分布有粉土透镜体, 该层厚度13.60~15.38m, 平均厚度14.49m。
第( 1) 层杂填土, 地基承载能力低, 高压缩性, 不宜作为堤防基础应全部清除。第( 2) 层, 地基承载能力300KPa, 变形模量为30~40MPa, 低压缩性, 可做为浆砌石堤防基础, 由于其结构松散, 其抗冲刷能力较低, 基础必须采取防冲措施。
工程所在区地下水水位埋藏较深, 探井中未见地下水, 根据《灵宝市城市规划工程地质勘察报告》在该河段钻孔资料, 本区地下水位埋深在20m以下, 含水层由砂卵石、 漂砾、 粗砂、 细砂组成, 厚度大于45m, 渗透系数为9.259×10-1~1.157×10-2, 单位涌水量一般1.5~3.0m3/h.m, 强富水性。地下水化学类型为HCO3—Ca型。地下水对工程施工无影响, 地表水及地下水对混凝土无腐蚀性。
宏农涧河流域位于汾渭地震带东部边缘地带, 根据《中国地震动参数区划图》( GB18306- ) , 地震动峰值加速度为0.15g, 相应地震基本烈度为Ⅶ度。
1.4工程任务及规模
1.4.1工程任务
经过河道治理保障灵宝市22万人、 30余家工矿企业及公共设施安全。
1.4.2工程规模
根据工程任务, 采取修筑堤防、 疏浚河道方式。
修筑堤防: 入宏农涧河口至上游涧口村2×6211m。
疏浚河道: 为使治理段上下游与治理后河道平顺衔接, 满足洪水下泄要求, 提高河道防洪能力, 对治理段河道进行全部疏浚, 长8.711km。
根据《防洪标准》( GB50201-94) 及河南省人民政府豫政文[ ]164号文《关于灵宝市城市总体规划( ~2020年) 的批复》, 确定本治理河段防洪标准为50年一遇。

1.5工程设计
河道治理断面为矩形, 上段4394m( 涧口村~周家巷村) 河底宽56.8m, 下段1817m结合城市规划, 河底宽为60~230m。堤防采用M7.5浆砌石重力式挡墙, 墙后人行步道; 河道过水断面为矩形, 堤高2.8~4.0m, 堤顶宽0.6m, 临水面边坡1: 0.4; 堤基防冲基础采用矩形断面, M7.5浆砌石砌筑, 直线段防冲基础埋深2.0m, 转弯段埋深2.5m。
浆砌石堤及基础每隔15m设一沉降缝, 沉降缝宽3--5cm, 缝内填沥青砂。堤身设1排排水孔, 间距5.0m, 为直径75mmUPVC管, 埋入端包裹两层400g/m2土工布, 排水管向河道内倾斜, 坡度2%。
1.6工程施工
1.6.1施工道路水、 电
断密涧河治理工程位于灵宝市区, 交通便利, 长安路彩虹桥、 陇海铁路桥横跨治理段, 310国道、 乡村道路沿河分布, 无需修建施工道路。
施工用电从市内10KV线路接引, 安装360KVA变压器2台, 变压后再分送到各施工工作面。
施工用水可利用河内水, 块石料从相距11km的石料场购运, 混凝土骨料从宏农涧河砂石场购运, 水泥、 钢材等建筑材料从灵宝市内购运。
1.6.2施工导流
施工安排于非汛期施工, 施工导流按5年一遇枯水期洪水设计, 洪峰流量为8m3/s, 采用导流槽导流, 宽3.0 m, 深1.5m。
1.6.3工程施工
1.6.3.1施工放线
首先对施工区内控制点进行复测、 检验, 确认无误后根据设计方提供堤防边线控制坐标点, 准确在实地放出各控制点位置, 并打桩、 标记桩号、 撒灰线。设计河底高程可采用水准仪实测各桩号挖深、 填高, 并标注。
1.6.3.2堤防施工
( 1) 场地清理: 首先清除治理段河道内附着物, 对耕地耕作土层要集中堆放, 作为后期堤外绿化覆土利用。
( 2) 河道开挖及河底碾压: 河道开挖采用75kw推土机将临河堤附近位置砂卵石推至堤外, 并推至设计河底高程, 然后采用挖掘机开挖防冲齿墙基础, 砌筑齿墙基础及浆砌石挡墙, 防洪墙砌筑过程中随着墙体高度上升进行墙后砂卵石填筑。河道砂卵石开挖, 采用挖掘机开挖, 自卸汽车运输, 堤后砂卵石碾压采用压路机碾压, 压实相对密实度大于0.65。
( 3) 浆砌石施工: 首先块石应选用新鲜、 坚硬、 不易风化的块石, 其抗压强度不得小于30MPa, 抗水性、 抗冻性都必须满足设计要求, 按《砌体工程施工质量验收规范》GB50203- 要求进行施工。
1.6.3.3施工工期
施工工期安排 1月至12月底, 工期1年。
1.7工程占地及拆迁
由于体河道治理工程位于灵宝市市区内, 工程占地及拆迁补偿, 均由灵宝市政府负责赔偿。
1.8环境影响
1.8.1环境保护设计
( 1) 水质保护设计
施工机械检修、 冲洗产生的含油污废水应集中回收, 净化处理达标后后排放。
( 2) 空气保护设计
施工场地位于灵宝市区, 施工运输车辆必须安装尾气净化器, 严禁超载运行, 确保车辆尾气达标排放; 运土、 砂、 石子车箱顶必须加盖遮篷, 定期对施工区和运输路面进行清扫、 洒水, 减轻施工产生的粉尘和交通运输产生的扬尘。
( 3) 噪声防护设计
对噪声的控制主要采用强化工程施工管理, 控制高噪声设备的运行时间; 对于汽车运输产生的交通噪声, 主要是控制超载、 禁止乱鸣嗽叭和限速, 重型运输车辆安装消声器。
1.8.2 环境保护监测
监测水质断面设于治理末端下游200 m的河道内。监测项目为SS、 PH和油类, 监测时间为1.0年, 每个项目检测3次, 施工期内每3个月1次。
大气污染监测点选择河堤、 职工宿舍2个监测点, 监测项目为TSP、 CO、 NOx, 监测时间为1.0年, 每3个月一次, 每次连续采样3天。
噪声监测点设置样点2个, 样点具体位置要求与大气一致, 监测时间为1年, 每3个月一次, 每次连续采样3天, 每天测9h。
环境保护投资共2万元。
1.9劳动安全与卫生
本河道治理工程, 全长8.711km, 均在地面施工, 没有高空作业。在施工中, 坚决贯彻执行”安全第一, 预防为主”的安全生产方针, 杜绝重大伤亡、 火灾、 交通及机械设备等重大事故的发生, 使事故发生频率控制在最低限度; 实行项目五大员及特殊工种实行持证上岗, 保证施工现场安全达标率达到100％。
逐级建立安全生产责任制, 使每个人都明确自己在安全生产工作中所应承担的安全责任。采取机械施工安全技术措施, 持证上岗。蛙式打夯机, 操作人员必须戴绝缘手套和穿绝缘胶鞋; 加强安全用电管理, 施工现场所有线路按TN—S系统敷设。电源引入后按三级配电形式配置, 即总配电箱---分配电箱---开关箱---用电设备、 动力箱、 照明箱分别接至各动力设备及照明回路。
汛期设立24小时防汛值班室, 密切关注天气变化情况, 加强与县市防汛防汛部门联系, 编制防汛预案编制防汛预案, 落实好抢险队伍及防汛物资, 进行防汛演练, 时刻准备防大汛抢大险。施工中及时对施工河段疏浚, 撒离河道中的施工机械, 保证洪水畅泄。
加强卫生管理, 保持建筑工地食堂、 饮用水、 宿舍卫生, 要密切关注从业人员的健康状况, 一旦发现传染病病人、 疑似病人, 及时送医院就诊并立即上报工地所辖区的卫生行政主管部门。
1.10水土保持设计
1.10.1水土流失现状
河道治理工程位于断密涧河滩地, 地表主要第四系砂卵石层, 少部分杂填土层, 水土流失以水力侵蚀为主, 特别是汛期洪水期间, 水土流失更加严重, 侵蚀模数约1200t.km2/a, 土壤侵蚀强度为轻度。
1.10.2工程建设水土流失预测
本次河道治理, 开挖、 回填土方( 砂卵石) 疏浚等达110万 m3, 扰动地表面积达53.3hm2, 施工期为1年。施工期如不采取水土保持措施, 地面侵蚀将加剧, 类比其它同类工程, 施工期土壤侵蚀模数将达3200t.km2/a, 新增水土流失量0.1066万t。
1.10.3水土流失防治标准、 原则
( 1) 水土流失防治标准
根据《中华人民共和国水利部关于划分国家级水土流失重点防治区的公告》( 第2号) 该项目建设区位于国家级水土流失重点治理区。水土流失防治标准执行Ⅰ级标准。

水土流失防治量化指标 表1.10-1
名称
扰动土地整治率
( %)
水土流失治理度( %)
土壤流失控制比
拦渣率( %)
林草植被恢复率( %)
林草覆盖率( %)
设计水平年
( )
＞95
＞91
1
＞98
＞98
＞26
( 2) 水土保持防治原则
1) 预防为主、 全面规划、 综合防治、 因地制宜、 加强管理、 注重效益”的水土保持方针。
2) 坚持防治结合、 恢复为主、 生态优先、 经济实用的原则。
3) 坚持”三同时”原则。
1.10.4水土保持防治措施设计
水土保持防治措施包括工程措施、 植物措施。
1.10.4.1工程措施
河道在治理过程中应采取以下工程措施:
( 1) 场地清理阶段将耕地表土集中堆放, 并采取编织袋装土拦挡, 拦挡高度1m, 工程后期堤外绿化采用此表土进行两岸绿化。
( 2) 施工期应注意开挖砂卵石堆放时间, 做到挖、 填、 压工序紧密结合, 避免虚土暴露时间, 雨季采取临时拦挡措施。
河道在治理过程中应采取以下植物措施:
施工后期两岸规划绿化带进行表土覆盖, 覆土厚度0.5m, 根据规划栽植乔、 灌、 花、 草, 达到美化环境, 防止水土流失作用。
1.10.4.2监理、 监测措施
( 1) 水土保持监理
河道治理工程应与其水土保持工程同时施工, 必须实行监理制, 对水土保持工程的质量、 进度及投资等进行控制, 确保工程如期完成, 提高水土保持工程的施工质量。
( 2) 水土保持监测
根据《水土保持监测技术规范》( SL277－ ) 监测内容包括: 侵蚀因子监测、 土壤侵蚀状况监测、 土壤侵蚀防治效果监测。
水土保持投资2万元。
1.11节能设计
根据《中华人民共和国节约能源法》等法律、 法规, 以国内先进能耗水平或国际先进水平作为设计依据, 控制设计工艺、 施工工艺、 设备用能、 主要产品能源单耗。本工程节能措施从以下三部分实施:
( 1) 工程勘察设计中要优化设计方案。
( 2) 施工期根据工程量的多少、 负荷的大小分别使用功率不同的施工机械, 避免空载、 空负荷运转等情况, 减少能源的浪费。
( 3) 运行期不再有耗能设备。
1.12工程管理设计
1.12.1管理体制、 机构设置
河道治理工程批复后, 由灵宝市水利局组成项目法人, 并负责工程的招投标及河道施工管理。施工结束后由灵宝市水利局河道管理所进行运行管理。
1.12.2工程管理范围和保护范围
根据《堤防工程管理设计规范》( SL171-96) 规定, 本工程管理范围主要包括堤身、 堤内及堤外护堤地、 附属工程设施、 护岸工程、 生活区、 治理河道内的水域、 滩地、 防洪工程等; 河道管理范围为治理段长8.711km。
根据《河南省<河道管理条例>实施办法》的规定, 确定宏农涧河堤防保护范围为: 临河堤脚外3m, 背河堤脚外5m。
1.13投资概算
工程概算总投资2983.63万元, 其中建筑工程2535.13万元, 临时工程90.46万元, 独立费用212.15万元, 预备费141.89万元, 水土保持及环境保护工程费用4万元。
该工程总工程量101万m3, 其中土方开挖工程47.2万m3, 土方回填工程16.8万m3, 土方外运工程27.6万m3, 砌石工程9.35万m3。
工程需要总工日13.4万个, 需要材料量: 水泥8392t, 砂子3.6万m3, 块石10.1万m3, 柴油231t, 沥青111t。
1.14工程招投标
工程项目将根据《中华人民共和国招标投标法》的规定和要求组织招投标。工程建设监理作为一个单独的标段提前招标。建设施工划分为4个标段进行招标, 每个标段长度约2km。根据国家及有关部门的规定确定建设项目的施工、 监理的资质等级。参加施工投标的单位的资质要求为具有主营水利水电工程三级以上( 含三级) 施工资质。
1.15经济评价
经济净现值ENPV为574万元, 经济效益费用比EBCR为1.22, 经济内部收益率( EIRR) 为14.89%, 投资回收年限, 动态: Td=15.45年。经济净现值大于0, 经济内部收益率大于12%, 经济效益费用比大于1.0, 国民经济评价指标良好, 在经济上合理可行。
1.16问题与建议
( 1) 项目存在的问题
本次治理仅就断密涧河急需治理段进行治理, 没有使河流上下游系统治理, 整条河流防洪标准仍很低或不设防, 洪涝灾害仍不断对上下游河道造成危害。
( 2) 建议
建议国家加大投资力度和规模, 使河流整体防洪能力得到提高, 保障人民生命财产安全, 促进和谐社会建设。

2气象水文
2.1流域概况
2.1.1地理位置、 地形、 地貌
断密涧河位于河南省三门峡市灵宝( 市) , 全流域面积172km2, 地理坐标为东经110°58’～110°59’, 北纬34°26’～34°27’之间。
断密涧河流域, 地势南高北低, 中、 上游为中山地貌, 分水岭海拔高程为1320m, 植被较好, 多林木草被; 下游为黄土原及黄河阶地地貌, 海拔高程为在400~600m之间, 林木稀少, 是农业耕作区, 水土流失为轻度。
2.1.2河流水系
断密涧河位于河南省三门峡市灵宝境内, 属宏农涧河一级支流, 发源于卢氏县杜关镇石桥沟村, 流经卢氏县杜关镇、 灵宝苏村乡、 尹庄镇, 横穿灵宝市区汇入宏农涧河, 流域面积172km2, 河道全长47.59km, 河道平均比降1.4%, 流域多年平均降水量640mm, 多年平均径流深150mm。
该流域已建成水库有石门水库, 拟建的白虎潭水库位于苏村乡坂里村。该流域水库工程特性见表2.1-1。

水利工程特性表 表2.1-1
河流
编号
水库名称
位 置
流域面积( km2)
库容( 万m3)
坝 型
坝高( m)
防洪标准
水库类型
总库容
兴利
设计
校核
断密涧河
1
石 门
尹庄镇
5
49.5
27
均质土坝
27.6
20
300
小型Ⅱ类
2
白虎潭
苏村乡
116
1813

碾压混凝土重力坝
91.2
50
500
中型
2.2河道概况
断密涧河干流自70年来, 先后治理23km, 均为浆砌石结构, 矩形断面, 堤防间距30m, 历经多年洪水, 现存堤防累计长度仅有4826 m, 60%的堤防被冲毁, 其中两岸均有地方的河段930 m, 长安路彩虹桥以下( 3+038~6+211) 河段堤防全部冲毁。河道中建筑垃圾和生活垃圾随意倾倒, 河道内有多座漫水桥以及部分违法建筑抬高河底造成河道淤积, 河底抬高, 部分河段已被於平。
河道治理段上游段主河槽宽度在30~50m之间, 长安路彩虹桥以下主河槽宽度在50~120m之间, 主河槽左右两侧均分布有一级阶地, 一级阶地高于河床2.0m, 阶面地形比较平坦。阶地上主要为肥沃的农田和果园。
2.3气象、 水文特征
2.3.1气候特征
工程区属暖温带大陆型季风气候区, 受季风影响, 四季温度和风向变化显著, 冬春严寒少雨, 夏秋酷热潮湿。其气候主要特点, 6～9月从太平洋进入本区的暖湿气流水汽充沛, 往往与北方的冷气流交汇, 造成大量降雨。10月至次年5月, 受北方南下的寒冷干燥气流的影响, 降水次数少, 强度小。
本区多年平均气温为13.9℃, 极端最高气温42.7℃, 极端最低气温达-17℃。多年平均降雨量657.2mm, 最小降雨量为384mm( 1997年) , 最大降雨量为997.6mm( 1964年) , 降雨量特点是年际变化大, 年内分配很不均匀, 6～9月降雨量占全年降雨的60%以上。多年平均水面蒸发量为994.9mm, 全年无霜期为215天, 多年平均日照时数为2293小时, 多年平均最大风速20m/s。
2.3.2暴雨特征
宏农涧河流域属暖温带大陆型季风气候, 受季风影响, 10月至次年5月之间受北方南下的寒冷干燥气流的影响, 降水次数少, 强度小。6～9月从太平洋进入本区的暖湿气流水汽充沛, 与北方的冷气流交汇, 造成大量降雨, 暴雨具有集中、 强度大、 历时长等特点。
2.3.3洪水特性
宏农涧河流域上游为海拔较高秦岭、 崤山山脉, 地面多为基岩, 山高坡陡, 降雨不易下渗, 具有较好的产流条件, 造成源短流急, 洪水暴涨暴落。
流域内洪水由暴雨形成, 特大洪水几乎都发生在7月上旬至8月下旬, 据《历代水旱灾害年表》统计, 自1368年至 , 发生的大洪水175次, 平均2.79年出现1次。
2.4设计流量和水位
2.4.1防洪标准
根据河南省人民政府豫政文[ ]164号关于《灵宝市城市总体规划( ~2020年) 》的批复, 对断密涧河灵宝市市区段行规划治理, 防洪标准50年一遇。
2.4.2设计洪峰流量计算
该流域无实测资料, 且流域面积小于200km2, 根据《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》, 设计洪峰流量采用小流域推理公式法推算。在1/5万地形图上量算, 干流比降采用加权平均计算, 流域特征值见表2.4-1。
陇海铁路桥处流域特征值 表2.4-1
名 称
流域面积
F(km2)
干流长度
L(km)
干流比降
J(%)
备注
断密涧河
172
47.59
1.40

根据小流域推理公式:

式中: Qp——设计洪峰流量, m3/s;
ψ——洪峰径流系数;
τ——洪峰汇流时间, h;
F——流域面积, 172 km2;
L——干流长度, 47.59 km;
J——干流平均比降, 1.4%;
SP——设计频率最大1小时雨量平均强度, mm/h;
n——设计暴雨递减指数。
μ——平均入渗率。
θ——采用公式 计算得;
m——汇流参数, 由省图集26中θ～m相关线查得。
设计洪峰流量依据河南省水利勘测设计院1984年10月编《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》以下简称《84图集》采用推理公式法计算, 水文分区为第Ⅴ区。
由于该流域面积大于50 km2, 设计面雨量计算考虑点面折减系数。在《84图集》上直接查得: 年最大10min、 1h、 6h、 24h点雨量均值、 变差系数Cv、 点面折减系数α、 汇流参数m。
第Ⅴ区平均入渗率μ取5~8mm/h, 该流域处于山区, 植被一般, 接近第Ⅳ区, 因此μ=5mm/h。
暴雨递减指数n计算见下式:

式中n1、 n2、 n3为不同时段设计暴雨递减指数, H10p、 H1p、 H6p、 H24p分别为同一设计频率年最大10分钟、 1、 6、 24小时点雨量, α为暴雨点面折减系数。
当汇流时间τ<1时, n=n1; 当τ=1～6时, n=n2; 当τ=6～24时, n=n3;
设计暴雨成果见表2.4-2, 设计洪峰流量计算成果见表2.4-3。
设计暴雨成果表 表2.4-2
历时
10min
1h
6h
24h
点雨量( mm)
12.5
30
47
60
Cv
0.47
0.57
0.56
0.5
Cs/Cv
3.5
3.5
3.5
3.5
模比系数
Kp
2%
2.32
2.66
2.62
2.42
5%
1.93
2.14
2.12
1.99
点面折减系数
1
0.855
0.880
0.905
设计面雨量
( mm)
2%
29
68.23
108.36
131.41
5%
24.12
54.89
87.68
108.06
设计洪峰流量成果表 表2.4-3
设计频率
P=2%
P=5%
备注
设计雨力SP(mm/h)
68.23
54.89

暴雨指数
n1
0.523
0.541

n2
0.742
0.739

n3
0.383
0.407

入渗率μ(mm/h)
5
5

汇流参数m
1.98
1.98

径流系数ψ
0.772
0.695

汇流历时τ(h)
4.617
5.628

洪峰流量Qp(m3/s)
790
513

同上述方法, 根据《05图集》进行洪水计算, 设计暴雨成果见表2.4-4, 设计洪峰流量计算成果见表2.4-5。

设计暴雨成果表 表2.4-4
历时
10min
1h
6h
24h
点雨量( mm)
12
30
45
63
Cv
0.45
0.55
0.48
0.46
Cs/Cv
3.5
3.5
3.5
3.5
模比系数
Kp
2%
2.25
2.58
2.35
2.28
5%
1.88
2.10
1.95
1.90
点面折减系数
1
0.885
0.907
0.930
设计面雨量
( mm)
2%
27
68.5
95.92
133.59
5%
22.56
55.76
79.59
111.32
设计洪峰流量成果表 表2.4-5
设计频率
P=2%
P=5%
备注
设计雨力SP(mm/h)
68.5
55.76

暴雨指数
n1
0.467
0.480

n2
0.822
0.812

n3
0.311
0.328

入渗率μ(mm/h)
5
5

汇流参数m
1.98
1.98

径流系数ψ
0.775
0.698

汇流历时τ(h)
4.64
5.85

洪峰流量Qp(m3/s)
765
482

2.4.3洪水成果合理性分析
采用推理公式法计算设计洪水, 《84图集》计算洪峰流量比《05图集》计算大3%~6%, 为了安全, 设计洪峰流量采用《84图集》计算成果, 50年一遇洪峰流量790 m3/s。

3工程地质
3.1工程地质勘察的任务与要求
本工程为初步设计阶段, 相应的工程地质勘察工作深度亦为初步设计勘察深度阶段, 具体要求是:
1、 查明堤基地层结构、 各层分布深度、 厚度及垂直、 水平方向的变化规律及其渗透性。
2、 确定堤( 墙) 基各土( 岩) 层的物理力学性质参数;
3、 对堤基进行工程地质评价;
4、 进行天然建筑材料勘察。
3.2勘察工作方法及工作量
本次治理段工程地质勘察是在收集了 8月河南省郑州地质工程勘察院编制的《灵宝市城市规划工程地质勘察报告》( 总体规划阶段) 该治理段钻孔资料基础上, 采用探井、 岩土试验等方法, 共完成工程地质测绘1.9km2, 探井14个, 深度3 ~ 5m, 总进尺68.2m, 取河道砂卵石样9组, 进行物理力学性质试验。
3.3区域工程地质条件及评价
3.3.1地形地貌
断密涧河市区段河道治理工程位于断密涧河下游, 两岸均为山前冲积平原, 地面高程在382~460m, 地形平坦而开阔。治理河段河谷宽30~105m, 主河槽左右两侧均分布有一级阶地。一级阶地高于河床1.8m~2.5m, 阶面平坦, 阶地上为农田。
3.3.2地层岩性
在勘察揭露深度内为新生界第四系全新统地层, 岩性分别为杂填土、 卵石夹黄土状粉土透镜体。根据探井、 结合区域地址资料, 该场地从上至下共划分为2个工程地质层, 描述如下:
①杂填土( Q4a1) : 灰褐色, 稍湿, 稍密, 结构不均, 包含植物根和砖块。该层分布地表, 层厚0.2~1.50m, 平均厚度0.53m。
②卵石( Q4a1) : 灰黄色, 杂色, 稍湿~湿, 中密, 次圆状, 泥砂充填。一般粒径2~15cm最大粒径30cm, 该层厚度2.7~10.8m, 平均厚度5.94m。该层中偶夹黄土状粉土透镜体, 灰褐色, 浅红棕色, 稍湿~湿, 可塑~硬塑, 土质不均, 厚度一般小于0.50m。
3.3.3地质构造与地震
工程所在区位于汾渭裂谷地震带东部边缘的灵宝断陷盆地内。根据《中国地