阿乙亥小流域中下游片坝系工程建设可行性研究报告书(建设可行性研究报告书).doc

前 言党的“十六大”提出了全面建设小康社会的宏伟建设目标，并强调在西部大开发中，要重点抓好基础设施和生态环境建设。淤地坝在黄土高原地区已有400多年发展历史，多年的水土保持实践证明，在黄土高原地区建设淤地坝，对有效控制水土流失、减少入黄泥沙、提高水资源利用率、促进农村产业结构调整、确保退耕还林还草成果及实施荒山封育具有重要的作用，同时也是实施西部大开发战略、保证粮食生产与生态安全、确保黄河长治久安、全面建设小康社会的需要，受到当地群众和地方政府的欢迎，显示出强大的生命力。近年来，淤地坝建设得到了国家的高度重视，根据水利部黄土高原淤地坝建设规划，到2020年在黄土高原地区建设3万余座骨干坝和13万余座中小型淤地坝。为确保黄土高原淤地坝建设快速、高质量地完成，以小流域为单位开展坝系建设是十分必要和迫切的。阿乙亥小流域位于青海省海南州共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，系黄河流域恰卜恰河的一级支流，地处黄土高原西部边缘、属黄土丘陵沟壑区第四副区。流域总面积196.23km2，阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（以下简称项目区）面积为91.74km2，其中项目区水土流失面积81.15km2，多年平均降水量314.3mm，沟壑密度2.80km/km2，年侵蚀模数达5500t/km2。长期以来，环境恶劣、群众贫困，截止2005年底，该流域片共完成各类水土保持治理措施面积648.56hm2，治理程度仅为7.99%，虽然也取得了一定经济效益和社会效益，但该区域内水土流失严重，水资源利用率低，流域内现无淤地坝。因此，加快坝系建设，提高坝系防治水土流失能力和综合兴利功效，改善生态环境，迫在眉睫，势在必行。根据水利部黄委会关于开展黄土高原淤地坝坝系建设的有关要求，受共和县水务局委托，按照水利部水土保持工程可行性研究报告编制暂行规定和黄委会小流域坝系工程建设可行性研究报告编制暂行规定等有关规定，黄委会黄河水利科学研究院于2006年5月组织技术人员深入实地，调查收集了流域自然和社会经济情况、径流泥沙特征、水文气象等资料，对拟建工程坝址进行了实地踏勘，对淤地坝坝址断面进行了测量，对选定的典型坝测绘出坝址地形图，对流域沟道特征、建坝资源条件、工程建设的临时道路、沟道筑坝土料和砂石料分布、交通、水电等情况进行了现场调查，在此基础上，技术人员通过认真分析，反复论证，针对阿乙亥小流域土地利用现状与经济发展方向，并充分征求各级政府、水行政主管部门和当地群众的意见，提出了阿乙亥小流域中下游片坝系建设目标，确定了阿乙亥流域中下游片坝系工程建设的两个备选方案，并通过大量、详细的技术经济指标计算、建设条件分析、水沙利用分析、防洪保收能力分析、拦泥淤地数量面积分析及投资估算与效益分析等进行方案比选，确定出较优的坝系工程建设方案，最后对选定方案进行了工程建设年度安排，于2006年7月底编制完成了青海省共和县阿乙亥小流域中下游片坝系工程可行性研究报告（送审稿）及附件。本次可行性研究工作，得到了青海省水土保持局，特别是共和县水利水务局的大力支持，在此表示衷心的感谢。143目 录1 综合说明12 基本情况72.1 自然概况72.2 社会经济状况272.3 水土流失状况293 淤地坝工程现状与分析333.1 水土保持生态建设现状333.2 淤地坝建设现状343.3 坝系建设的必要性及可行性344 坝系建设目标374.1 指导思想374.2 编制依据374.3 建设原则384.4 建设目标395 总体布局与规模415.1 坝系单元划分415.2 单元坝系内中型淤地坝配置455.3 单元坝系以外工程数量确定475.4 坝系总体布局与规模确定475.5 方案对比分析525.6 方案推荐566 坝系工程设计596.1 设计标准596.2 骨干坝设计596.3 中型淤地坝设计817 监测设施建设827.1 监测内容827.2 监测站点布设原则847.3 监测站点建设857.4 监测实施方案858 施工组织设计878.1 建设时序分析878.2 工程建设进度888.3 施工条件888.4 施工方法909 工程建设与运行管理1019.1 建设管理1019.2 运行管理10310 投资估算10510.1 工程概况10510.2 编制依据10510.3 编制方法10510.4 工程总投资10810.5 资金筹措11011 经济评价11211.1 经济评价的依据和方法11211.2 效益分析11211.3 经济评价11611.4 环境影响评价11912 结论12012.1 综合评价12012.2 结论122附图一：阿乙亥小流域中下游片坝系工程骨干坝及中型淤地坝坝高库容曲线、坝高淤地面积曲线、坝址横断面图。附图二：1 阿乙亥小流域沟道组成结构图2 阿乙亥小流域土壤侵蚀现状图3 阿乙亥小流域土地利用现状图4 阿乙亥小流域中下游片坝系工程总体布局图（方案一）5 阿乙亥小流域中下游片坝系工程总体布局图（方案二）附件：1 阿乙亥小流域中下游片坝系工程投资估算报告2 阿乙亥小流域中下游片坝系工程典型设计报告1 综合说明阿乙亥小流域位于共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，系黄河流域恰卜恰河的一级支流，属黄土丘陵沟壑区第副区。地处东经100101012，北纬36043619之间，总面积196.23km2。阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（简称项目区）面积为91.74km2，其水土流失面积为81.15km2。项目区海拔高程在24763060m之间，多年平均降水量314.3mm，土壤侵蚀模数5500t/km2a，项目区年均输沙量44.63万t。项目区交通较为方便，距共和县恰卜恰镇约10km，且在流域上中游有214国道穿过。项目区涉及龙羊镇的阿乙亥行政村，地面组成物质以风沙土、淡栗钙土为主，区内林草覆盖率为25.67。现有居民190户，总人口862人，人口密度9人/km2，农业劳动力421个；人均收入1534.78元，农业生产基础条件较差，农业人均占有土地10.64hm2，总耕地面积106.60hm2，人均耕地0.12hm2，农业生产以放牧为主，基础条件较差，生产力水平低下。阿乙亥小流域中下游片共规划建设骨干坝8座，中型淤地坝6座，建设期末项目区内工程总数达到14座，骨干坝与中型淤地坝配置比例为1:0.75。工程总控制面积38.64km2，占项目区面积的42.12。项目区骨干工程主要布设在项目区内各较大支沟，中型淤地坝布设在较小的支毛沟。工程总库容603.12万m3，新增滞洪库容253.98万m3，新增拦泥库容349.14万m3。新增淤地面积51.90hm2。工程总投资2412.89万元，其中工程措施费2078.83万元，独立费用197.48万元，预备费136.58万元。总投资中中央投资1507.66万元，占总投资的62.48；地方匹配资金905.23万元，占总投资的37.52。其中骨干坝投资2008.06万元，占总投资的83.22%；中型淤地坝投资404.83万元，占总投资的16.78%。资金筹措方案详见表11。表11 阿乙亥小流域中下游片坝系工程资金筹措表项目名称总投资中央投资中央投资（）地方匹配骨干坝2008.061305.2465702.82中型坝404.83202.4250202.41合计2412.891507.6662.48905.23坝系工程建设期3年，建设时段为2007年2009年。2007年建设骨干坝3座，中型坝2座，投资795.26万元；2008年建设骨干坝3座，中型坝2座，投资1065.67万元；2009年建设骨干坝2座，中型坝2座，投资551.96万元。分年度投资计划详见表12。表12 阿乙亥小流域中下游片坝系工程分年度投资进度表 单位：万元项目2007年2008年2009年小计骨干坝633.36948.82425.872008.05中型坝161.90116.85126.09404.84合计795.261065.67551.962412.89阿乙亥小流域中下游片坝系工程的建设单位为共和县水务局。工程竣工验收后，骨干坝的运行管理原则上由工程所在的镇人民政府负责，中型淤地坝由工程所在的村委会负责。共和县水务局负责淤地坝运行管护的监督检查工作。淤地坝的防汛工作纳入当地防汛管理体系，实行行政首长负责制，分级管理，落实责任。共和县水务局负责淤地坝防汛工作的技术指导和监督检查，督促运行管护责任主体搞好淤地坝设施的日常管理和维护。阿乙亥小流域中下游片坝系工程在淤积年限内可拦截泥沙425.06万t，工程淤满后可新增坝地面积51.90hm2，经济计算期内，项目总经济效益4790.34万元，净现值2.03万元，内部收益率7.01%，效益费用比1.15，建设期末流域内人均坝地将增加0.035hm2，通过坝系建设，增加农民就业机会，促进流域内退耕还林还草，改善当地生态环境及群众生产生活条件，社会效益及生态效益得到明显提高。阿乙亥小流域中下游片坝系工程特性表见表13。表13 阿乙亥流域中下游片坝系工程特性表小 流 域 名 称阿乙亥流域中下游片项目单位数量建 设 地 点青海省共和县工程规模淤地坝骨干坝座8建 设 期3年中型坝座6项目单位数量小型坝座/流域概况流域面积km291.74骨干坝控制面积km235.27流域人口人862坝系总库容万m3603.12劳动力个421坝系拦泥库容万m3349.14林草覆盖率%21.8设计淤地面积hm251.90水土流失面积km281.15工程量土方万m3132.8土壤侵蚀模数t/km2a5500石方m315849.27治理面积km26.49混凝土方m31810.37治理程度7.99钢筋混凝土方m3748.05多年平均降水量mm314.3主要材料用量水泥t837.3沟道常流水流量m3/s/钢材t32.77多年平均径流量万m3697.22沙子32494.83多年平均输沙量万t50.46柴油t794.15工程现状数量水库座/碎石32884.17骨干坝座/卵石314643.7中型坝座/块石1205.57小型坝座/混凝土管根445指标骨干坝控制面积km2/总库容万m3/用工万时75.74拦泥库容万m3/投资总投资万元2412.89剩余库容万m3/其中中央万元1507.66可淤地面积hm2/地方万元905.23已淤地面积hm2/效益年拦泥能力万t21.25设计指标淤积年限骨干坝年20可灌溉面积hm299.5中型坝坝系单元外年20年可增产粮食万kg38.36单元内年10经济指标单位库容投资元/m34.00小型坝年/单位拦泥投资元/m36.91洪水重现期骨干坝四级设计/校核30/300经济净现值万元2.03五级设计/校核20/200效益费用比1.15中型坝设计/校核20/50内部收益率7.01小型坝设计/校核/投资回收年限年14.522 基本情况2.1 自然概况2.1.1 地理位置阿乙亥小流域位于青海省海南州共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，地处东经100101012，北纬36043619之间，总面积196.23km2。阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（以下简称项目区）面积为91.74km2，其中项目区水土流失面积81.15km2。项目区距共和县恰卜恰镇约10km。阿乙亥小流域涉及龙羊镇的克才、阿乙亥、次汗土亥三个行政村。项目区主要涉及阿乙亥村。2.1.2 地貌地质阿乙亥小流域位于黄土高原西部边缘、属于黄土丘陵沟壑第四副区，海拔高程在24763060m之间，南北相对高差584m，该流域地貌发育尚属幼年期，沟谷下切和两岸崩塌十分强烈，由于土质疏松，容易遭受侵蚀，河谷中下游呈“U”字型，谷底宽40m160m，两岸斜坡陡峭不一，一般在2540左右。斜坡上遍布崩坡积物，河谷、滩地均为第四系沉积地层。流域内基岩为浅海相泥沙质沉积夹火山岩沉积建造，下亚群为砂板岩、粉沙岩互层夹不纯灰岩、细砾岩和少量板状变流纹岩，厚度大于4844m，上亚群为中中酸性火山岩，厚度大于3534m，上覆第四纪黄土和洪积物。项目区土地面积91.74km2，小于5的土地面积为336.7hm2，占总土地面积的3.67；515的土地面积为1070.6hm2，占总土地面积的11.67；1525的土地面积为2108.2hm2，占总土地面积的22.98；2535的土地面积为4553.1hm2，占总土地面积的49.63；大于35的土地面积为1105.5hm2，占总土地面积的12.05。土地坡度组成见表21。表21 阿乙亥小流域与项目区土地坡度组成对比表总面积(hm2)土地坡度组成结构35面积比例面积比例面积比例面积比例面积比例hm2%hm2%hm2%hm2%hm2%阿乙亥小流域196231126.35.743561.618.155394.427.495967.430.413573.318.21项目区9174336.703.671070.611.672108.222.984553.149.631105.512.052.1.3 土壤植被阿乙亥流域内主要以风沙土、淡栗钙土为主，有少量盐土。母质多为河流冲积物、洪积物，土壤质地多壤土，土体中含有砂石。风沙土有机质含量为0.421%；淡栗钙土有机质含量为0.84%，N、P、K速效养分储量低，土层贫瘠。流域内林草面积5851.87hm2，项目区内林草面积2354.43hm2,上游地区林草覆盖较中下游项目区好，整个流域平均林草覆盖率35.68,项目区林草覆盖率只有25.67%。流域以天然植被为主，主要分布在沟道两岸的坡地和山顶，草种有针茅、披碱草、芨芨草等。人工林主要有杨树、沙棘、枸杞，也主要分布在阿乙亥流域的上游。2.1.4 气象水文1、气象特征阿乙亥小流域位于共和县盆地，具有显著的高原大陆性气候特征，光照充足，日辐射强烈，干旱少雨，降水少，多风沙，冬寒夏凉，冷期长，日较差大。水源缺乏，沙化、水土流失严重。全年日照时数32902794.8h，全年平均气温在4、极端最低气温-27.7、极端最高气温33.7，年总蒸发量1900 mm2100mm，无霜期为115天，农作物及牧草生长期为180天200天。区内平均风速在1.8m/s，最大风速34m/s，大风日数平均为30天85天，沙尘暴年平均16次21次。流域内土壤每年10月底封冻，次年5月解冻。根据19762005年共和气象站数据，30年平均特征值见表22。表22 气象特征值表气象站名气温（）年日照数（h）无霜期（d）大风日数（d）平均风速（m/s）观测年限（年）年最高年最低年平均共和33.7-27.74.02907.8115561.8302、降雨特征多年平均降水量314.3mm，降水在季节上分配极不均匀，全年平均降水集中59月份，占全年降水量的5073。项目区降水特征值见表23。表23 降水特征表雨量站年降水量多年平均汛期降水量（mm）多年平均暴雨次数（次）最大最小多年平均量年份量年份共和522.51967221.21977314.3220.123、径流、泥沙特征根据青海省水文手册和当地收集的资料，阿乙亥流域洪水具有历时短、暴涨暴落、峰高量大的特点；流域多年平均径流量为697.22万m3，径流深为76mm，径流主要来源于汛期暴雨产生的洪水，汛期径流量占全年径流总量的70左右，约为488.05万m3；项目区内无泥沙观测资料，参考遥感普查资料，及阿乙亥小流域上游索尔加水库和东巴水库的调查资料，阿乙亥流域中下游片年平均输沙模数为5500t/km2a左右。径流泥沙特征见表24。表24 径流泥沙特征表项目区面积(km2)年径流量（万m3）多年平均汛期径流量(万m3)多年平均洪水次数(次)年输沙量(万t)输沙模数(t/km2a)最大最小多年平均量年份量年份91.74697.22488.05250.4655004、洪水阿乙亥小流域中下游片属于黄土丘陵沟壑区第四副区，由于小流域内无水文观测资料，根据沟道的实际情况，和当地提供的调查资料，本次坝系可研中水文计算采用青海省水文手册中提供的推理公式法进行计算，并根据当地提供的资料和水文手册中提供的其他计算方法进行比较修正。 设计洪峰流量计算根据青海省水文手册，结合流域的实际情况，不同频率洪峰流量采用24h暴雨用推理公式法求解。其公式为: （21）全面汇流条件下： （22）部分汇流条件下： （23）其中： （24） （25） （26）式中：不同频率对应的洪峰流量，m3/s；洪峰径流系数;习惯上称频率为P的“雨力”，或年最大一小时降雨量，mm；汇流时间，h；当洪峰径流系数，时的流域汇流时间；暴雨递减指数；工程控制流域面积，km2；自分水岭沿主河道至工程点的流程，km；沿L的加权平均纵比降；汇流参数；产流历时，h；产流历时内地面平均入渗率，mm/h；0.278单位换算系数；S雨力（mm）,S=A+BlgN,（A、B为暴雨参数，参照青海省水文手册取A=10,B=12）。洪峰模数和洪量模数的确定根据推理公式法计算结果,并与经验公式法计算结果和青海省水利水电勘测设计研究院编制的青海省共和县沟后水库、夏拉水库修复工程初步设计报告中的计算成果(该报告中东巴水库和索尔加水库位于本次可研小流域的上游,因此成果具有可比性)进行对比分析,最终确定。不同设计频率洪峰流量模数见表25。表25 不同设计频率洪峰流量模数表洪水重现期（年）10203050100200300洪峰流量模数(m3/s.km2)3.624.224.575.005.606.196.54 不同频率净雨量计算根据青海省水文手册提供的计算公式计算： （27）式中：不同频率净雨深，mm;其他符号意义同前。表26 不同频率净雨量计算表暴雨频率P（%）1053.33210.50.33净雨量(mm)23.7630.0233.9139.0546.4154.2158.97 不同频率洪水总量根据青海省水文手册，不同频率洪水总量按下式计算： （28）式中：不同频率对应的洪水总量，万m3；相当于tc时段不同频率的净雨，mm，见表26；流域控制面积，km2；其他符号意义同前。阿乙亥小流域不同设计频率洪量模数见表27。表27 不同设计频率洪量模数表洪水重现期（年）10203050100200300洪量模数(万m3/km2a)2.383.003.393.904.645.425.90 不同频率洪水过程线不同频率洪水过程线采用概化三角形法计算。根据水土保持治沟骨干工程技术规范洪水总历时计算公式为： （29）式中：洪水总历时，h；其它符号意义同前。涨水历时公式为： （210）式中：涨水历时，h；涨水历时系数，一般为0.10.5，这里取0.14。2.1.5 沟道特征分析1、沟道分级本次可研采用A.N.strahler沟道分级原理，取最小等级沟长300m对沟道进行分级分析。量算各沟道的集水面积、沟长、比降、沟床宽等特征值，进行分级分类统计，分级结果见表28。表28 阿乙亥小流域沟道特征值分析表沟道标号集水面积（km2）平均沟长（m）平均沟道宽(m)平均比降(%)高差沟道断面形状I10.11459.1212.0019.6090VI20.12455.4712.0819.7690VI30.952159.6518.8914.12305VI40.41434.6319.9630.67440VI50.13691.7610.0010.1270VI61.212136.0914.377.49160VI71.012064.7616.926.78140UI80.151421.9928.344.9270UI90.22716.8826.106.2845VI100.521526.8222.736.2295VI110.33634.1216.617.8850VI122.052459.4229.458.34205VI132.422433.3314.448.42205VI141.271121.4625.188.92100UI151.07497.2323.8718.1090UI161.03475.3917.5815.1572UI171.152265.6515.067.50170VI181.421857.1914.265.92110VI191.321047.2415.664.7750VI200.761737.8818.396.44112VI211.242539.8923.646.38162UI222.732025.6326.873.3668VI231.641185.8229.565.4865VI240.351189.1126.228.41100VI251.682342.3317.405.12120VI260.36835.5915.394.7940UI270.63620.6715.413.8724UI281.632002.7721.219.84197VI290.98848.4917.7311.4397VI300.591159.5313.6811.64135VI311.931238.8026.9810.49130VI320.81704.7916.9712.0685UI331.32890.5412.7911.23100V续表28 阿乙亥小流域沟道特征值分析表沟道标号集水面积（km2）平均沟长（m）平均沟道宽(m)平均比降(%)高差沟道断面形状I341.171502.715.47.99120VI351.31427.7413.327100VI360.791762.569.465.2292VI370.11417.8711.57.6632UI380.86569.8511.425.6232VI390.571245.3714.745.4668VI400.941555.249.748.87138VI410.42637.7214.969.4160VI420.19772.9912.4310.3580VI431.733181.7310.657.73246VI440.75493.079.8110.1450VI451.3615.3814.88.1350VI464.982226.3714.385.39120UI470.211169.3821.810.26120VI480.971835.2314.918.83162VI490.28810.6513.4615.17123VI500.39524.688.82842VI510.32969.59.559.4992VI520.69955.839.438.5882VI530.991021.579.017.9381VI541.021090.6713.325.9665VI550.21864.899.769.8385VI560.38763.6313.265.6343VI570.611346.5612.966.2484VI581.352325.18165.38125VI591.261715.9912.044.984UI600.641150.1915.167.384UI610.55990.118.416.2662VI620.33985.1611.516.665UI630.32845.0624.178.471VI641.982327.2210.624.34101VI650.56840.9213.387.1460V续表28 阿乙亥小流域沟道特征值分析表沟道标号集水面积（km2）平均沟长（m）平均沟道宽(m)平均比降(%)高差沟道断面形状I661.111544.7711.995.1880VI670.12831.3322.277.2260VI680.21133.4916.968.3895UI690.19904.6613.727.5268UI700.09345.5115.1114.4750VI710.16435.439.7311.4850VI720.17509.7912.411.7760VI730.08357.0413.6811.240VI740.05523.2812.510.5155UI750.85656.5915.694.5730VI760.871460.4918.74.7970VI770.23589.0813.247.6445VI780.26461.9611.4811.0451VI790.18414.4118.4610.6244UI800.17772.4110.939.0670VI810.06471.1610.3110.1948VI820.21884.115.945.6650VI830.16761.2811.128.867VI840.711716.6415.635.2490VI850.19879.1611.427.3965VI860.07538.9718.265.5730VI870.06333.6810.1410.4935VI880.05350.797.1912.5444VI890.15660.1714.06533VI901.64909.7812.284.5141VI911.251762.2722.992.1638UI921.021404.1120.822.7138UI931.051030.4522.773.435UI940.37609.5327.563.6122VI950.23642.9223.613.4222VI960.03469.5412.2310.6550VI970.621134.1613.935.3861V续表28 阿乙亥小流域沟道特征值分析表沟道标号集水面积（km2）平均沟长（m）平均沟道宽(m)平均比降(%)高差沟道断面形状I980.31745.8813.7110.4678VI990.29789.0613.4412.0495VI1000.37701.3524.610.5574UI1010.39736.9112.659.7772VI1020.05448.5912.9913.8262VI1030.09442.869.9311.7452VI1040.15609.8115.0313.1280VI1050.1673012.87.5355VI1060.15487.2220.2411.2955VI1070.22617.6114.46.4840UI1080.09634.229.36.3140UI1090.2758.0516.18.7166VI1100.13687.2410.5511.7981VI1110.361495.0710.36.89103VI1120.39836.3116.5312.08101VI1130.13481.0526.357.6937UI1140.46353.0813.045.6620VI1150.36333.910.028.9830VI1160.34820.9631.147.3160UI1170.19458.3927.5310.9150U小计0.681049.4715.848.5682.9II115.529139.9830.617.29666UII21.67367.459.849.2534VII34.042816.0413.515.5155VII416.419953.3236.684.75473VII520.2214715.340.175.42798VII65.542118.0927.353.472VII75.47736.9435.684.0730UII84.333350.8925.551.9465VII96.944269.6731.696.46276UII107.74813.1729.376.5313UII114.693019.22168.475.4163U续表28 阿乙亥