资源描述
民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计
目 录
1 综合说明 1
1.1 基本情况 1
1.2 水文气象 2
1.3 工程地质 4
1.4 安全鉴定及安全复核结论 5
1.5 除险加固工程设计 9
1.6 金属结构及电气 12
1.7 工程管理 13
1.8 施工组织设计 13
1.9 工程招标 14
1.10 工程占压处理 14
1.11 水土保持与环境影响评价 14
1.12 投资概算 15
1.13 经济评价 15
1.14 节能评估 15
1.15 结论及意见 16
2 水文气象 19
2.1 流域概况 19
2.2 气象 19
2.3 径流 20
2.4 洪水 22
2.5 泥沙 25
2.6 冰情 25
3 工程地质 26
3.1 序言 26
3.2 地质概况 27
3.3 引水枢纽工程地质条件及评价 29
3.4 天然建筑材料 30
3.5 结论与建议 31
4 安全鉴定及安全复核结论 33
4.1 工程现状 33
4.2 安全鉴定结论 34
4.3 安全鉴定核查结论 35
4.4 工程安全复核 36
4.5 工程任务和规模 41
4.6 除险加固建设内容 41
5 除险加固工程设计 43
5.1 工程等别及设计标准 43
5.2 设计依据 43
5.3 工程布置 44
5.4 除险加固工程设计 47
5.5 安全监测设计 60
6 金属结构及电气 62
6.1 金属结构设计 62
6.2 水闸自动测控系统 66
6.3 电气设备 76
7 工程管理 78
7.1 编制依据 78
7.2 工程建设期管理 78
7.3 运行管理 81
7.4 管理设施 82
8 施工组织设计 84
8.1 施工条件 84
8.2 施工导流 86
8.3 料场选择与开采 89
8.4 主体工程施工 89
8.5 施工交通运输 90
8.6 施工总布置 90
8.7 施工进度计划 91
9 工程招标 93
9.1 招标依据 93
9.2 招标范围 93
9.3 招标方式 93
9.4 招标组织形式 93
9.5 标段划分 93
10 工程占压处理 95
10.1 工程占压范围 95
10.2 实物指标 95
10.3 工程占压补偿 95
ll 水土保持与环境影响评价 96
11.1 环境现状 96
11.2 工程分析 97
11.3 环境影响评价 98
11.4 环境保护措施 101
11.5 环境管理规划 103
11.6 环境保护投资概算 105
11.7 综合评价结论 106
12 工程投资概算 107
12.1 工程概况 107
12.2 投资主要指标 107
12.3 编制说明 107
12.4 基础单价 108
12.5 单价费率标准 109
12.6 永久工程设计估算编制 109
12.7 其他费用 109
12.8 预备费 110
12.9 工程总投资及资金筹措 110
12.10 概算附表 110
13 经济评价 112
13.1 概况 112
13.2 国民经济评价 112
14 节能评估 116
14.1 项目区能源供应状况 116
14.2 工程能耗标准、法规及能耗指标 116
14.3 优化设计、实现节能降耗 116
附件：
1.甘肃省民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸工程《水闸安全鉴定报告书》
2.甘肃省民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸安全鉴定成果核查意见
附图:
1.扁堵口渠首引水枢纽水闸平面布置图
2.扁堵口渠首引水枢纽水闸建筑物设计图
-3-
1 综合说明
1.1 基本情况
民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸工程位于民乐县南丰乡以南3km处，座落于童子坝河出山口的扁堵口，距民乐县城33km。工程区毗邻国道227线，交通便利。
扁堵口渠首引水枢纽水闸建成于1969年6月，是一座以灌溉为主的引水工程，现状控制灌溉面积18.91万亩，担负着民乐县南丰、永固、洪水、民联、六坝5个乡（镇）59个行政村及5个机关农林场的灌溉任务。工程从左至右由溢流坝、泄冲闸和进水闸组成。
扁堵口渠首引水枢纽水闸工程现状图
溢流坝为硬壳坝，长50m，高2.5m，为砂砾卵石填腹、浆砌石护面结构。
泄冲闸4孔，单孔宽2.5m，闸室长9.0m，闸墩高4.5m，为素砼现浇结构。闸后无消力池，只设15m长浆砌石短护坦消能。闸墩上部设启闭机工作平台，钢筋砼结构。安装4扇平板钢闸门和4台15t手推螺杆式启闭机。
进水闸引水角46°，闸孔3孔，单孔宽2.5m，闸墩高4.5m，为素砼现浇结构。进水闸底板高程同泄冲闸相同，闸前无拦沙坎，闸后设10m长的渐变段与下游渠道衔接。闸墩上部设启闭机工作平台，钢筋砼结构。安装3扇平板钢闸门和3台15t手推螺杆式启闭机。
扁堵口渠首引水枢纽水闸经过四十年的运行，工程老化失修，已不能安全运行。2008年12月张掖市水务局组织专家，对水闸进行了安全鉴定，鉴定为“三类闸”。该工程列入《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》，按照省市相关部门要求，我院受民乐县水务局的委托，依据《民乐县扁堵口渠首引水工程枢纽水闸安全鉴定报告书》及相关规程、规范，编制完成了《甘肃省民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程初步设计报告（送审稿）》。2012年1月7日甘肃省水利厅在兰州组织会议，对初步设计报告进行了审查，我院根据审查意见，对设计报告进行了修改完善，编制完成了《甘肃省民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程初步设计报告（报批稿）》。
1.2 水文气象
1.2.1 气象
童子坝河发源于祁连山俄博岭北麓，属黑河水系，河流总长113km，扁堵口以上26.5km，集水面积334km²，为童子坝河的主要产流区。工程地处寒冷地区，气象随地形高程变化显著。扁堵口以上祁连山区气温低，年降雨量大，蒸发量小，植被覆盖率高，自南向北随地形高程变化降雨量逐渐减小。累年最冷月平均气温-9.5℃，多年平均气温3.4℃，最大冻土深度180cm。
1.2.2 径流
童子坝径流主要由祁连山区降水和融冰化雪水以及地下水所补给，径流在年内分配极不均匀，绝大部分集中在主汛期7～9月。童子坝河无水文站，流域所属翟寨子水库仅有（1989～2009年）21年实测资料，资料系列短。本次设计采用下垫面相似的邻近流域洪水河双树寺水文站（1958～2009年）径流系列建立相关，相关关系很好。因此将翟寨子水库径流系列延长至1958～2009年共52年径流系列，得翟寨子水库坝址径流。扁堵口渠首引水枢纽水闸位于翟寨子水库上游25km处，区间有石灰窑径流汇入，石灰窑流域面积54km²，多年平均径流0.17m³/s，因此，扁堵口渠首引水枢纽水闸设计年径流成果采用翟寨子水库径流扣除石灰窑沟径流。经计算，扁堵口渠首引水枢纽水闸年径流计算成果见下表。
扁堵口渠首引水枢纽水闸年径流计算成果表
站 名
F（km2）
均值（m3/s）
Cv
Cs/Cv
不同保证率设计值 （m3/s）
25%
50%
75%
扁堵口水闸
334
2.08
0.42
2
2.68
1.98
1.44
1.2.3 洪水
由于童子坝河无水文站，扁堵口渠首引水枢纽水闸洪水分析计算依据洪水河双树寺水文站洪水计算成果，采用水文比拟法推算得出。双树寺水文站水文成果依据1958～2009年52年实测资料，连同1901、1952年洪水调查资料一并加入，组成不连续系列进行频率分析计算，计算成果见下表。
双树寺水文站洪水计算成果表
水文站
均值
F
Cv
Cs/Cv
洪峰流量（m3/s）
（km2）
0.1%
0.2%
1%
2%
5%
10%
双树寺
68.3
578
1.15
4.0
764
658
421
328
213
137
以双树寺为参照，对扁堵口渠首引水枢纽水闸进行比拟计算，扁堵口渠首引水枢纽水闸设计洪水成果见下表。
扁堵口渠首引水枢纽水闸洪峰流量计算成果表
名称
均值
F
Cv
Cs/Cv
洪峰流量（m3/s）
（km2）
0.1%
0.2%
1%
2%
5%
10%
扁堵口水闸
47.0
334
1.15
4
530
456
292
228
148
95
分期施工洪水的分期，根据本流域洪水成因及季节性变化规律，进行了以下分期：11～3月、4月、5月、6～9月、10月。分期划定后利用洪水河双树寺站实测资料，采用不跨期选样建立样本系列，各期样本组成后进行频率分析计算（采用P－Ⅲ型曲线），然后再根据面积比的2/3次方关系，推求出扁堵口渠首引水枢纽水闸分期设计洪水，成果见下表。
扁堵口渠首引水枢纽水闸施工洪水成果表
月份
4
5
6
7-8
9
10
11-3
Q (m3/s)
10
20
25.6
52.2
14.3
7.02
3.09
1.2.4 泥沙
由于童子坝河无实测泥沙资料，故根据《甘肃省悬移质多年平均侵蚀模数图》查得该地区年平均侵蚀模数为70t/km2·a，推算得多年平均悬移质输沙量2.34万t，推悬比按0.25：1考虑，得多年平均推移质输沙量0.58万t，输沙总量2.92万t。
1.2.5 冰情
童子坝河无实测冰情资料，根据流域调查资料统计，童子坝最早结冰开始日期最早为10月2日，最晚为11月7日；开始封冻日期最早为11月15日，最晚为12月12日；最后解冻日期最早为4月7日，最晚为4月22日；全部融冰日期最早为4月15日，最晚5月1日。岸边最大冰厚度为1.0m，河心最大冰厚度为0.65m。封冻天数最长152d，最短120d。
1.3 工程地质
⑴工程区内无断裂构造及褶皱，但第四系以来的童子坝隐伏断裂时有活动，新构造运动形迹较为明显，区域构造稳定性较差。根据《中国地震动参数区划图》（BG 18306－2001），该区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期0.4s，相应地震基本烈度7度。
⑵闸、坝基础均坐落于河床第四系冲洪积砂卵砾石层上，地层岩性单一，地基稳定可靠，工程地质条件良好。建议基础埋设深度应经河床最大冲刷深度计算后确定，并应大于当地最大冻土层深度1.8m；混凝土与砂砾卵石摩擦系数为0.5，地基允许承载力值为300～350kpa；渗透系数3×10-1 cm/s，临界水力坡降0.34，允许水力坡降0.17；基坑开挖边坡系数1:1～1:1.5。
⑶枢纽上、下游防洪堤和护岸基础坐落于河床及阶地上，岩性为砂砾卵石，结构稍密，工程地质条件良好。建议：基础设置深度应经河床最大冲刷深度计算后确定，地基允许承载力值为300～350Kpa。建议开挖边坡系数为1:1～1.5。防洪堤堤身回填砂砾卵石时应碾压夯实，干密度应大于2.23g/cm3。
⑷天然建筑材料：堤坝填筑砂砾卵石料及砼粗、细骨料均可就近开采，筛分并冲洗后使用，平均运距0.5km；块石料可在上游河床捡集使用，平均运距2.5km。其储量与质量均满足工程建设需要。
1.4 安全鉴定及安全复核结论
1.4.1工程存在的问题
⑴土石工程建筑物：上下游浆砌石护坡被水毁、填埋，溢流坝面浆砌石勾缝砂浆全部脱离，坝面砌石脱落、滔刷，坝面不完整，下游护坦及护坡被水毁、滔蚀。
⑵混凝土工程建筑物：砼结构强度不满足现行规范要求，泄洪闸边墩及下游边墙均有水平贯通性裂缝；闸墩冲刷磨蚀及冻胀破坏严重，启闭梁、柱砼出现裂缝、钢筋锈蚀；闸前护坡基础淘空，部分冲毁；溢流坝砌石大部分冲毁脱落，坝面不完整。
⑶金属结构：启闭设施老化失修，启闭力不足，螺杆弯曲变形，闸门锈蚀严重，止水老化、断裂。
⑷电气观测：无电气设备；无自动化监控设施；无观测设施。无外来电源，无备用电源。
⑸其它：无管理设施，无通讯设备。场内交通路面凹凸不平，正常交通要求难以满足，若遇险情，抢险物资难以迅速到达现场。左右岸连接缺少交通工作桥；缺少右岸交通道路；厂区的安全措施和环境的美化均较弱。
1.4.2 安全鉴定结论
2008年12月由张掖市水务局主持，对本工程进行了安全鉴定，其鉴定结论为：
⑴在各种工况下闸室抗滑安全系数满足规范要求，基底应力小于地基允许承载力。
⑵闸室上部启闭机平台梁、板、柱及工作桥等结构原设计年代较早，抗震设防烈度不详，不满足现行规范要求。
⑶原设计在泄冲闸后只设置了15m长、50cm厚的浆砌石护坦，消能工设计不全。现状护坦冲刷严重，末端冲坑深度达到0.8m，下游河床冲刷严重。消能防冲不符合《水闸设计规范》（SL265-2001）规定。
⑷泄冲闸过水能力满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定的防洪标准。
⑸泄洪闸左边墩有水平贯通性裂缝；闸墩冲刷磨蚀及冻胀破坏严重；启闭梁柱砼结构发生锈胀裂缝、钢筋锈蚀；闸前护坡基础淘空，部分冲毁；溢流坝砌石脱落，坝面不完整。主要受力结构混凝土强度达不到《水工混凝土设计规范》（DL/T5057-1996）的有关规定。
⑹启闭设施老化，无电气设备，启闭力不足，螺杆弯曲变形，闸门锈蚀严重，止水橡皮老化、断裂，以上均不满足《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL-T5018-94）、《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）和《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》（SL101-94）的有关规定。
依据《水闸安全鉴定规定》SL214-98、《水闸安全鉴定管理办法》的有关规定，该引水枢纽水闸工程的检测指标无法达到规范标准，存在严重的安全问题，安全鉴定为“三类闸”。
1.4.3 安全鉴定核查结论
2011年6月15日，由省水利厅委托省水利水电勘测设计研究院组成的专家组，对扁堵口渠首引水枢纽水闸进行了安全鉴定核查。专家组通过现场勘察、听取汇报、查阅资料、分析论证、审查报告，形成了书面核查意见，核查结论为：
扁堵口渠首引水枢纽水闸工程安全鉴定程序、鉴定单位资质、安全鉴定专家组成员资格符合《水闸安全鉴定管理办法》的要求，安全鉴定书面成果反映了水闸存在的问题。核查认为三类闸的鉴定结论是准确的。建议初步设计阶段补充完善闸体砼检测内容及结构复核；复核洪水资料，重新计算洪水成果；完善闸门机构及启闭力复核；对防洪堤及坝坡的抗滑稳定、渗流稳定、堤基抗冲刷做进一步复核。补充完善电气设备设计，自动化监控设施设计、必要的观测设施；外来电源，备用电源；场内左右岸交通道路的修整；左右岸连接交通工作桥；厂区安全措施和环境的美化设计；库区淤积的清理等。
1.4.4 工程安全复核结论
本次工程安全复核结论为扁堵口渠首引水枢纽水闸实际过洪能力满足20年一遇洪水设计， 50年一遇洪水校核的规范要求。溢流坝、泄冲闸和进水闸在正常运行情况下和地震情况下抗滑安全系数满足规范要求，但进水闸和泄冲闸在地震工况下闸墩拉应力大于砼强度设计值，砼结构不满足要求。溢流坝渗流稳定，进水闸、泄冲闸渗流不稳定。溢流坝与冲沙闸后消能设施不满足工程要求，消能防冲效果差，护坦底板被冲毁。水闸砼表面多处裂缝、磨损、剥蚀破坏严重，局部地方形成冲刷抗。进水闸前无拦沙坎，大量推移质泥沙进入引水渠道。闸门变形明显，止水不严，滚轮不能正常运行。螺杆弯曲，启闭困难。
本次工程安全复核结论与安全鉴定报告书和核查意见基本一致，不同之处的原因是安全鉴定报告书和核查时进水闸和泄冲闸未进行地震工况下结构应力分析和渗流稳定复核，本次进行了补充分析。
1.4.5 工程任务和规模
扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程的主要任务是将泄冲闸拆除重建，对进水闸和溢流坝进行加固维修。改建后的枢纽水闸要满足灌区农田的引水灌溉要求，并能有效的解决推移质冲排问题。
扁堵口渠首引水枢纽水闸不但承担着灌区18.91万亩耕地的灌溉任务，还承担着向下游翟寨子水库的输水任务。进水闸后童子坝总干渠设计引水流量25m3/s，本次进水闸设计流量与童子坝总干渠设计引水流量相同，也为25m3/s。工程防洪标准达到二十年一遇洪水设计(洪峰流量148m3/s)，五十年一遇洪水校核(洪峰流量228m3/s)，抗震能力达到7度设防要求。
1.4.6 除险加固工程建设内容
根据工程存在的问题，确定引水枢纽水闸除险加固建设的内容如下：
⑴拆除重建泄冲闸，除险加固溢流坝及进水闸。
⑵拆除引水枢纽上下游残留护岸及防洪堤，建设护岸及防洪堤507m，并清除闸前淤积。
⑶更换所有钢闸门及启闭设施。
⑷新建管理房屋336m2，新建管理道路0.52km，维修管理道路3.08km。
⑸架设输电线路，配备备用电源，补充完善自动化监控设施和必要的观测设施。
1.5 除险加固工程设计
1.5.1 工程等别及设计标准
扁堵口渠首引水枢纽水闸灌溉面积18.91万亩，设计引水流量25m³/s,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252--2000)和《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)规定，水闸属中型Ⅲ等工程，主要建筑物按3级设计，次要建筑物按4级设计，临时建筑物按5级设计。水闸按二十年一遇洪水设计，五十年一遇洪水校核，相应洪峰流量分别为148m3/s 和228m3/s。工程区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应地震基本烈度为Ⅶ度，工程抗震能力按7度设防要求设计。
1.5.2 工程布置
⑴布置方案
根据安全鉴定,扁堵口渠首引水枢纽水闸属于三类闸，故除险加固工程位置不变，设计提出拦河闸方案和原闸坝结合方案进行比较,两种方案正常蓄水位相同，校核洪水位相近。
方案一：拦河闸方案
该方案将原泄冲闸和和靠近泄冲闸的25m溢流坝拆除，进水闸除险加固。垂直溢流坝轴线布置泄冲闸，右侧布置进水闸。枢纽建筑物由泄冲闸、进水闸和上下游防洪堤及护岸组成。
①泄冲闸
设计为开敞式水闸，C25钢筋砼结构。为了避免过分束窄水流造成阻水现象，根据泄洪流量和造床流量下的河道宽确定闸孔总净宽25.0m，共计10孔，单孔尺寸2.5×4.5m(宽×高)。泄冲闸底板高程与原河床同高，闸室长8m，中墩厚0.8m,边墩厚1.0m，闸底板厚0.8m。闸前设20m长的C25钢筋砼铺盖，闸后设26m长C25钢筋砼消力池，后接25m长护坦消能防冲，护坦后设梯形防冲槽，槽内回填砼四面体。为了减轻推移质对闸墩的磨损，闸墩下部用10mm厚钢板进行防护,防护高度1.5m。泄冲闸上部布置启闭机工作平台及启闭机房，分别为C25钢筋砼结构和砖混结构。
②进水闸
进水闸3孔，引水角46°设计为开敞式水闸，C25钢筋砼结构。闸底板比泄冲闸抬高1.2m，墩顶与泄冲闸齐平。闸前设置倒“L”型挡沙坎，坎高1.2m。闸孔尺寸2.5×3.3m(宽×高)。闸室长8m，中墩厚0.8m,边墩厚1.0m，闸底板厚1.2m，座落在原进水闸底板上。闸前设20m长的C25钢筋砼铺盖，闸后设29.5m的渐变段与下游渠道连接。进水闸上部布置启闭机工作平台及启闭机房，分别为C25钢筋砼结构和砖混结构。
方案二：闸坝结合方案
该方案保持原枢纽位置和布局不变，将原泄冲闸拆除重建，对老化失修、破损严重的溢流坝和进水闸进行加固维修。枢纽水闸主要建筑物从左至右依次由50m长溢流坝、3孔泄冲闸及3孔进水闸组成。
①溢流坝
溢流坝保持现有位置和50m坝长不变，采用“金包银”型式除险加固，即在原溢流坝面上现浇0.4m厚C25砼和0.2m厚C40抗冲耐磨砼，坝高由原来的2.5m加高到3.1m，坝前增设22m长0.4m厚C25钢筋砼防渗铺盖，坝后增设15m长0.8m厚C25砼护坦防冲，护坦后设防冲槽，回填砼四面体防冲。为便于运行管理,在坝顶增设交通工作桥。
②泄冲闸
泄冲闸拆除重建，为C25钢筋砼结构。闸孔由原4孔变为3孔，总净宽10.5m不变，孔口尺寸为3.5×5.0m(宽×高),底板高程维持现状2831.22m不变。闸底板厚0.8m（其中底层为0.6m厚C25钢筋砼、顶层为0.2m C40抗冲耐磨砼）,中墩厚1.0m,边墩厚1.0m,长8.0m。闸前设20m长0.4m厚C25钢筋砼防渗铺盖，闸后设26m长C25钢筋砼消力池，池后接25m长0.8m厚C20细粒砼砌石护坦消能防冲，护坦后设置防冲槽，回填砼四面体防冲。同时为了减轻推移质对闸底板、消能护坦及闸墩的磨损，闸底板及消能护坦表层浇注0.2m厚C40抗冲耐磨砼，闸墩下部用10mm厚钢板进行防护,防护高度1.5m。上部启闭机工作平为C25钢筋砼结构，增设砖混结构启闭机室。
③进水闸
进水闸闸墩和上部结构拆除，闸底板利用，在原底板上现浇1.2m厚的钢筋砼作为新进水闸的地板。改建后的进水闸为C25钢筋砼结构，保持原孔数3孔和总净宽尺寸7.5m不变，孔口尺寸2.5×3.8m(宽×高)。中墩厚1.0m,边墩厚1.0m，长8.0m，墩顶与泄冲闸齐平。为了减少泥沙入渠，闸前设1.2m高倒“L”型挡沙坎。闸后设29.5m渐变段与下游渠道连接；启闭台、柱均为C25钢筋砼结构，高3.5m，工作平台上布置启闭机房，采用砖混结构。
引水枢纽上下游布置防洪堤和护岸507m，其中上游为护岸168m，下游是防洪堤339m，均为C20砼现浇结构，坡比1:1.5。基座高度0.5m，基础埋深上游为2.5m，下游为3.0m，浇筑厚度从下至上0.25～0.15m。
⑵方案比较
拦河闸方案一的优点是利用拦河闸的部分开启或全部开启泄洪排沙，可以有效地控制河道主槽，汛期能够保持一个相对稳定的闸前调节库容和沉沙、冲沙库容，便于引水。缺点是闸孔数太多，在汛期大洪水时若不能及时开启泄洪，宜造成运行事故；泄冲闸闸门开启频繁，管理要求较高；枢纽施工复杂，土建工程量较大，金属结构较多，工程投资也较大。
方案二的优点是泄冲闸布置在主河槽一侧排沙较集中，溢流坝前於平后宜于在泄冲闸前形成稳定的沉沙、排沙河槽，引水冲沙效果较好；闸门开启频率低，管理方便；溢流坝施工简单，金属结构较少，且投资少于方案一。
综上所述，二种方案各有优缺点，从引水冲沙效果看，方案二优于方案一；从运行管理上看，方案一管理要求较高，方案二管理较方便；从工程投资看，方案一工程投资比方案二大。综合考虑各方面因素，本次设计推荐方案二，即采用闸坝结合方案。
1.6 金属结构及电气
1.6.1 金属结构设计
枢纽水闸除险加固工程三孔进水闸和三孔泄冲闸上共设各类闸门、拦污栅10扇，配设各类启闭机9台（套）。金属结构总重量为67.2t，其中：钢闸门、拦污栅重27.6t，闸、栅槽预埋件重12.3t，启闭机及附件重27.3t。
1.6.2 水闸自动测控系统
为了提高枢纽水闸的管理水平，实现枢纽水闸管理单位对闸门、流量、流速进行自动测控，并对数据加以处理与传输，实现现代化管理水平，本次除险加固工程需设计自动化测控系统。达到自动检测、视频监视、闸门监控、数据存储的目的，完成传递引水、视频以及闸门监控等多种监测信息。
1.6.3 电气设备
枢纽水闸用电电源距枢纽3.5km处的炒面庄村引来，架设3.5km的l0KVLGJ-35钢绞线，在终端安装一台30KVA变压器降压到380V后供给闸室配电。同时配备30kw柴油发电机1台，作为备用电源。
1.7 工程管理
扁堵口渠首引水枢纽水闸属童子坝河灌区，行政划归童子坝河水管处，隶属民乐县水务局。
水闸管理人员编制共10人，扁堵口渠首引水枢纽水闸管理站计划改建管理房屋336m2，管理范围包括枢纽建筑物，用电设施，金属结构及管理房等所有与枢纽有关的设施。同时为方便管理和工程区的安全，新建和改建防汛道路3.6km，工程区设置铁丝围栏和绿化美化。
1.8 施工组织设计
依据《水利水电工程建设工期定额》，按照设计提供的专业工程量计算，确定本工程总工期24个月，进度计划安排如下：
⑴工程准备期：第一年7月～当年9月，利用3个月的时间，主要完成招投标工作和三通一平，为主体工程开工创造条件。
⑵主体工程施工期：结合所拟定的施工导流方案，主体工程拟分两期施工，分别安排在两个枯水期内完建，工期18个月。施工时段划分如下：
第一年10月1日～当年12月底，此时段为枯水期，主要完成的工程项目为：围堰填筑和导流明渠开挖，同时进行原枢纽建筑物拆除、基坑开挖工作及闸基础和闸底板的浇筑。
第二年1月1日～6月30日，此时段为枯水期，主要完成泄冲闸、进水闸施工，同时穿插平行作业进行附属工程施工。
第二年10月1日～第三年的4月30日，主要完成溢流坝和防洪堤及护岸的施工，同时平行进行附属工程施工。
⑵竣工验收准备期
第三年5月～6月进行工程扫尾，整理工程资料，做好竣工验收和交工运行的各项准备工作。
1.9 工程招标
根据水利部第l 4号令《水利工程建设项目招标投标管理规定》的有关规定，本工程应实行招投标。
项目的勘察、设计因业主已选择并委托具有相应资质和丰富经验的专业设计单位完成，不进行招标；主体工程的施工和监理全部进行招标。
招标方式采用公开招标，由业主自行组织招标。
本次项目施工监理设为1个标段，工程施工招标共划分为3个标段，即：
所有土建工程设为1个标段；
金属结构制作及机电设备购安设为1个标段；
监控系统及信息自动化设为1个标段。
1.10 工程占压处理
工程占地分为工程永久占地和施工临时占地。工程永久占地为原枢纽位置，不新增占地，所以不考虑永久占地。临时占地包括施工踏压区、生产生活区和施工道路占地，临时占地不计征地费。
1.11 水土保持与环境影响评价
⑴工程建设对环境的不利影响主要集中在施工期，施工期对水、气、声环境的影响较小，且是暂时的。
⑵施工完成后拆除临时设施，清理、平整临时占地，采取恢复植被等环保措施，可将施工对环境的不利影响减到最小。
⑶工程建设后枯水期能够最大限度的充分利用水资源，减少渗漏损失，提高灌溉效益；汛期能够顺利泄洪，保证水闸和干渠的引水安全。枢纽水闸的建设可提高灌区的引水保证率，对改善生态环境也是十分有利的。
综上所述，工程建设对环境有利影响和灌溉需要是主要的，不利影响是次要的，工程建设是可行的，没有制约工程建设的环境要素。
1.12 投资概算
以2011年第三季度张掖市主要材料价格水平，依据2009年6月颁发的《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》计算，工程总投资1398.34万元。工程部分投资1331.53万元，其中：建筑工程644.39万元，机电设备及安装工程163.49万元，金属结构设备及安装工程141.49万元，临时工程76.84万元，其他费用229.95万元，预备费75.37万元。环境部分投资66.81万元，其中：环境保护工程费36.52万元，水土保持防护工程费30.29万元。
1.13 经济评价
本项目经济内部收益率9.75％，高于社会折现率Is=8％；经济净现值（Is=8％）为230.55万元，大于零；经济效益费用比为1.08，大于1。从敏感性分析计算结果看，各种不确定因素在一定范围内变化时，经济内部收益率都大于社会折现率。综上分析说明，本项目在经济上是合理可行的。
1.14 节能评估
本工程共消耗油309t，耗煤36t，耗电4.13万kw·h，耗水0.12万m3。在水、电、燃料三方面用量较少是节能的，能耗指标均符合《甘肃省水利水电建筑工程定额》标准。
1.15 结论及意见
民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程实施后,在P=50%的保证率情况下,可保证枢纽的灌溉引水量，可使灌区18.91万亩灌溉面积保灌，可使工程防洪标准及抗震要求达到现行设计规范要求，能有效的解决河道中推移质泥砂的排放和减少泥沙入渠，延长渠道使用年限，节省渠道清淤维修费用。
本枢纽改建实施后，将显著改善灌区的农业基本生产条件，促进农、林、牧副业的全面发展，同时，也将对灌区及周边地区的生态环境产生良好的影响。
该枢纽除险加固工程技术上可行，并具有良好的经济、社会和生态环境效益，在目前引水枢纽水闸带病运行的情况下，除险加固，恢复效益，更显的十分必要，非常紧迫，建议尽快实施。
-95-
工程特性表
序号
项 目
单 位
数 量
备 注
一
水文
1
工程地址以上流域面积
km2
334
2
利用水文系列年限
年
52
3
多年平均年径流量
万m3
6559
4
代表性流量
多年平均流量
m3/s
2.08
设计洪水流量（P=2%）
m3/s
148
校核洪水流量（P=5%）
m3/s
228
施工导流流量（P=20%）
m3/s
25.6
5
泥沙
多年平均输沙量
万t
2.34
多年平均输沙率
kg/s
0.74
实测最大含沙量
kg/m3
0.33
二
枢纽水位
1
校核洪水位
m
2835.34
2
设计洪水位
m
2834.83
3
正常挡水位
m
2834.12
三
下泄流量及相应下游水位
1
设计洪水时最大泄量
m3/s
148
2
设计洪水量下游水位
m
2832.33
3
校核洪水时最大泄量
m3/s
228
4
校核洪水时下游水位
m
2832.64
四
灌溉效益
1
有效灌溉总面积
万亩
18.91
2
设计引用流量
m3/s
25
4
枢纽可供引水总量（P＝50％）
万m3
6231
五
主要建筑物及设备
1
工程等别
等
Ⅲ
2
枢纽布置方式
闸坝结合方式
3
地震基本烈度
度
7
4
泄冲闸
型式
开敞式
地基特征
砂卵砾石层
闸孔尺寸（宽×高）
m
3.5×5.0
闸顶高程
m
2836.22
闸底板高程
m
2831.22
工作闸门
扇
3
露顶弧门
检修闸门
扇
1
平板滑门
民乐县扁堵口渠首引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计
工程特性表
序号
项 目
单 位
数 量
备 注
设计泄洪流量
m3/s
118
校核泄洪流量
m3/s
143
消能方式
底流式消能
5
溢流坝
型式
梯形堰
地基特征
砂卵砾石层
堰宽
m
50
堰顶高程
m
2834.32
设计泄洪流量
m3/s
30
校核泄洪流量
m3/s
85
消能方式
底流式消能
6
进水闸
闸孔尺寸（宽×高）
m
2.5×3.8
共3孔
设计引水流量
m3/s
25
闸底板高程
m
2832.42
闸顶高程
m
2836.22
闸门型式及数量
扇
3
平板滑门
六
施工
1
主体工程数量
土石方开挖
万m3
0.35
土石方填筑
万m3
0.35
砌石
万m3
0.061
砼及钢筋砼
万m3
0.71
3
劳动工日
万个
3.76
2
主要材料
水泥
T
2353
砂子
万m3
0.46
石子
万m3
0.63
块石
万m3
0.083
钢筋钢材
T
97.4
（不包含金结）
4
施工导流方式
分期导流
5
施工总工期
月
24
七
经济指标
1
概算总投资
万元
1398.34
⑴
工程部分投资
万元
1331.53
⑵
环境部分费用
万元
66.81
2
综合利用经济指标
⑴
经济效益费用比
1.08
Is=8%
⑵
经济内部收益率
％
9.75
⑶
经济净现值
万元
230.55
Is=8%
2 水文气象
2.1 流域概况
童子坝河发源于祁连山俄博岭北麓，属黑河水系，在民乐县城东南33km的扁堵口出山口。河流自南向北流经南丰、永固、民联三个乡（镇），至北部滩穿越戈壁砂砾地带，在山丹县的东乐乡附近汇入山丹河。童子坝河全长约113km，分四个自然地带：扁堵口以上深山区，河道长26.5km，流域坡降1/30～1/40，海拔高程3000～5027m；扁堵口～翟寨子前山区，河道长25.5km，流域坡降1/40～1/50，海拔高程2350～3000m；翟寨子以下～北部滩灌区，河道长35km，流域坡降1/50～1/60，海拔高程1725～2350m；其下游北部滩至东乐汇入山丹河，河道长约26km，海拔高程1500～1725m，河床不稳定，呈多流并流状。
童子坝河源地海拔5027m，源地终年积雪，山势陡峻巍峨，分布有少量冰川，植被良好，降水颇丰。流域南高北低，主要支流有大东沟、羊胸子、小石壁、大石壁、大羊尕、二道沟、牧户沟等支流，河流总长113km，扁堵口以上26.5km，集水面积334km²，为童子坝河的主要产流区。
2.2 气象
工程地处寒冷地区，气象随地形高程变化显著。扁堵口以上祁连山区气温低，年降雨量大，蒸发量小，植被覆盖率高，自南向北随地形高程变化降雨量逐渐减小。据民乐气象站（1971～2007年）气象要素统计，累年最冷月平均气温-9.5℃，多年平均气温3.4℃，极端最高气温34.2℃，极端最低气温-31.5℃，平均降水量342.6mm，年蒸发量1623mm，年日照时数2959.1h，最多风向为西北风，平均风速3.1m/s，最大风速17m/s，最大积雪深度22cm，最大冻土深度162cm，民乐县气象站气象要素统计见表2－1。项目区气象参照民乐县气象要素成果。
民乐县气象站气象要素统计表
表2－1
项 目
单位
月 份
全年
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
历 年 平
均降水量
mm
2.9
3.9
11.7
19.3
36.4
57.5
74.5
65.9
45.4
16.2
5.9
3.1
342.6
历 年 平
均蒸发量
mm
43.5
55.1
102.3
175.5
245.9
225.1
202.7
189.7
155.5
114.9
65.9
47
1623
历 年 平
均 气 温
℃
-7
-5.3
-1.3
6.5
12.2
15.5
16.2
15.5
11.3
5.2
-1.4
-7.3
4.5
累年最冷月平均气温
℃
-9.5
-8.3
-2.3
4.9
10.7
14.5
15.9
14.8
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