某某河流域防洪初步設計報告(留存版)

　　

【正文】 X 天山北坡經濟帶最大的一條河流，暴雨洪水，融雪洪水時有發生 。對環境無大的不利影響，且造成的不利影響可通過適當的環保措施進行減免。 XX 河屬于一條多沙河流，泥沙來自于降雨溶雪對流域面的侵蝕和水流對河道的沖刷。多年平均蒸發量 (蒸發器為 φ20cm 型 )為 。防洪堤總體上沿著輸水管線靠近河道側布置。 水土保持 （ 1）防治目標：根據自 治區三區劃分公告，項目區處于水土流失重點治理區，依據《開發建設項目水土流失防治標準》（送審稿），本項目水土流失防治標準為 III 級標準。 （ 5）施工期保護施工人員人群健康。 10 2 水文 流域概況 XX 河流域位于天山以北，古 爾班通古特沙漠南緣，流域面積為 26500km2。紅山嘴水文站多年逐月平均氣溫、蒸發量、降水量見表 21。 本次擬建的防洪堤位于紅山嘴斷面下游約 處，因此可以直接采用該斷面觀測資料進行分析。紅山嘴徑流分析成果見表 24。對 40 余條實測過程線分析，一次洪水過程有單 峰、雙峰、多峰、尖瘦型、矮胖型、峰高量大等不同類型，其中雙峰和多峰型占到 65%以上。此次調查到 18 1906 年、 1923 年、 1931 年和 1940 年四次歷史洪水，因調查年代已久，現在只能找到這次調查的部分分析計算成果，無法對其進行全面的復核與核實，但可以知道這次的計算存在著以下問題： (1)從找到的部分分析計算成果中可知，調查指認的洪痕大都在中、下游河段，而 XX 河出山口以下的河段沖淤變化和兩岸沖刷都很嚴重，歷史洪水發生的時間距調查計算年代已近 40年，在推求洪峰流量，沒有 對河床的變化做還原分析。從河源至出山口，泥沙隨高程的遞減而逐漸增加。如1969年 7月 30日紅山嘴站日均懸移質輸沙率為 11200kg/s，相當于 萬 t，占到全年輸沙量的 %。 巴音溝河黑山頭站推沙與懸沙比例值表 表 29 年份 項目 1964 1965 1966 1968 1969 平均 年推移質 (萬噸 ) 年懸移質 (萬噸 ) 198 148 203 112 262 β 從理論上分析，推移質沙量在年際變化和年內分配上，應與懸移質沙量一致。 26 3 工程地質 區域地質概況 地形地貌 XX 河位于天山北麓中段，準噶爾盆地南緣，地形由南向北呈明顯的四個階梯 狀分布 ： (1)中高山區： XX 河上游哈熊溝以南為中高山區，海拔 1500～ 4000m，大多數山峰在 4000m 以上，河谷下切強烈，呈“ V字形， 兩岸多呈 5O176。 ～ 60176。平原區地下水通過扇緣溢出帶向準噶爾沖積平原過渡，為一個基本完整的水文地質單元，平原區巨厚的第四系 松散地層，為地下水的儲存和運移提供了良好的空間。 S04Ca178。 料場儲量 250 萬m3。第四系中更新統沖洪積層（ Q2a+pl）組成 XX 河 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 級河谷階地，在工作區出露于 XX 河 Ⅱ 級階地。 歷史洪水災害 XX 河是 XX 天山北坡最大的河流， 洪水主要集中于 7 月和 8 月的汛期，據水文站實測洪水資料分析，歷年最大洪峰流量發生于七、八月份的占到絕大多數，洪水的成因，以高溫期的冰川及永久性積雪融化為主，以降水補給為輔。 本次修建的堤防段，如果洪災發生，將直接威脅到 XX 河東岸大渠的安全。 （ 2） 因 現狀沒有防洪 堤 ，河道管理范圍 不 明確， 沿線有很多大大小小的砂石料場 ， 致使河道內亂采亂挖現象十分嚴重，嚴重影響了河 道的行洪安全。 線路布置及堤距選擇 （ 1） 堤線布置原則：應與河勢流向相適應，并與大洪水的主流線大致平行。根據確定河道整治寬度 ， 力求與天然河道主河槽相適應，統一規劃，尊重歷史，兼顧左右岸。根據《堤防工程設計規范》 GB50286－ 98中的劃分標準，確定該段堤防工程的級別為 3級。現代河床及河漫灘上，為較松散的卵礫石、砂及低液限 粉土，透水性較強。洪災造成的直接經濟損失達 億元。 XX 河流 域行政區域主要有農八師石河子市、 XX 縣、沙灣縣和克拉 XX依市的小拐鄉等，是 XX重要的糧、棉、糖、油料基地之一。 表35堤身填筑材料質量評價表 34 序號 項目 試驗平均值 指標 評價 1 礫石含量 % 5mm至相當于 3/4填筑層厚的顆粒在 20～ 80％的范圍內 符合 2 緊密密度 ＞ 2t／ m3 符合 3 含泥量 % ＜ 10％ 符合 4 內摩擦角 % ＞ 30 符合 綜上所述，本 料場混凝土用粗、細骨料及堤身填筑料符合質量技術要求，質量可以滿足使用要求。 依據試驗資料，防洪堤堤基及防洪堤填筑材料均為砂卵礫石，小于 的顆粒按重量百分比約占 %~%，屬非凍脹性土，因此不用采取抗凍脹措施。 6′ ″ E） 。 據地礦局資料，準噶爾南緣斷裂活動速率～ ，為一強烈活動斷裂，亦是大震發震斷裂，該 區歷史上曾有過多次中強震記錄，其中就有 19O6年 XX 西南發生過 8 級地震 。 ，總長 240km，屬壓扭性區域深大斷裂。水的類型以 CⅡ Ca為主， PH 值一般為 ，礦化度約 ，歷年平均總硬度在 毫克當量 /升左右。黑山頭站有 5年懸沙和推沙同期觀測資料，見表 29。在這三個月中，特別是 7 月和 8 月，氣溫較高，流域覆蓋層干燥松散，加之暴雨強度較大，河道水量大，易于泥沙的產生和輸送。從表中可以看出，同頻率下是否加入歷史洪水的 結果僅差 1%，因紅山嘴站洪峰流量差積曲線圖1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2021年份∑(K i / k 1 )紅山嘴站洪峰流量逆累進均值過程線01002003004005006001953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2021年份Q(m3/s) 20 此在本次工作中確定采用實測洪水系列的分析結果，即方法一的結果。據統計， XX河歷年最大洪水過程大部分都是這類洪水。洪水均發生于汛期，又多集中于 7月和 8月上旬 ， 占 85%以上。根據《 XX地表水資源》分析，此類大、中型河流，年徑流的 Cv 值變幅在～ 之間， Cs/Cv 一般在 左右。紅山嘴站由河道、涼州渠、青年渠、鐵路渠和電站引水渠等測站組成紅山嘴 (合成 )站。 氣象 XX 河流域屬于典型的大陸性干旱氣候區，其特點是：四季氣溫懸殊，干燥少雨，冬季長而夏季短；氣溫年較差和日較差都很大，并 有春季升溫快、秋季降溫迅速等特點。 本工程總投資 萬元 ， 其中 申請 國家補助資金 400 萬元，建設單位自籌 萬元。滿足《地表水環境質量標準》 GB3838－ 2021。 7 工程主要工程量有： 土方開挖 萬 m3；土石方填筑 萬 m3；砌石 萬 m3。 根據《防洪標準 》 GB5020194 及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL252— 2021，并結合防護對象的工程等別及建筑物級別，確定本次 堤防工程 防洪標準同水源地防洪標準，設計防洪標準為 20年一遇，校核防洪標準為 5O年一遇。根據石河子市環境保護部門對 XX 河肯斯瓦特水文站和紅山嘴水文站水質監測結果，采用內梅洛污染指數法，評價標準為《地表水環境標準》 GB3838－ 2021 第二類標準，評價結果為：水體屬于一級清潔水質，多年水質變化不大，相對比較穩定。冬季水量來源于泉水和地下水潛流補給，水量小而且穩定，持續時間較長。 （ 6）同意管理機構的設置及管理辦法，本工程建設期項目法人為 XX河管理處，工程建成后仍由 XX 河流域管理處進行管理；基本同意工程管理范圍和保護范圍；同意工程采用公開招標的形式，委托招標單位組織進行進行招標工作 。 按照《 XXXX 河防洪規劃》中的指導思想和原則，結合 XX 河洪水特性和防洪工程現狀，經過多方案比較，擬定 XX 河總體規劃方案為：山區水庫與堤防相結合、近期與 遠期相結合的防洪總體方案。 01′～ 86176。沿XX 河兩岸有許多重要的防護對象， 如： XX 河的梯級電站、 河谷水源地工程、 東岸大渠、 XX 縣火電廠、石河子開發區和石河子飛機場等。應補充大洪水的水面線調查，結合調查成果對洪水位進行合理性分析。由于受 2021 年度批復資金的限制， 本工程分期實施， 2021 年具體實施 2+240~6+450 段，共計 。自 1979 年電站引水渠建成后，紅山嘴斷面以下河段冬季基本沒有流水，也就沒有冰情了 。 根據《水工建筑物抗冰凍設計規范》（ SL211－ 98）中對土的凍脹性的判別標準，本次河道段筑堤及堤基均為屬于非凍脹性土，不用采取抗凍脹措施。 防洪堤每隔 500m設置一錯車道。 （ 3）臨時施工區水保措施 臨時施工區主要包括砼拌和站、工區、汽車停放修理場地等一些臨時場地，本工程運料路線不需要修建臨時道路，沿線交通便利。 工程管理 本工程管理單位為自治區水利廳 XX河流域管理處， XX管處的機構設置一直按照國家行業管理，定額定編，尚較完善。40′ ～ 45176。 目前僅存肯斯瓦特站、紅霓溝煤窯站和清水河子站。頻率分析結果見表 23。除個別年份出現較大洪峰外，其它多在 200m3/s～ 400m3/s 之間，紅山嘴站年平均流量差積曲線1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2021年份∑( k i / k 1 )紅山嘴站年平均流量逆累計均值曲線1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2021年份Q(m3/s) 17 平均為 356m3/s。春季如果積雪量大，氣溫回升快，這時中、低山區和丘陵區的積雪融化也能形成較大的春洪。因此，在本次洪水設計中，僅采用 1940 年紅山嘴斷面的較可靠的歷史調查洪水，而且根據調查到歷史洪水的最早年份 —— 1906 年至今從未發生過大于1440m3/s 的洪水，因此在本次工作中，將該次歷史調查洪水的重現期確定為百年一遇。從各區域而言，泥沙主要來源于山區的中下部。 紅山嘴站多年平均逐月懸移質泥沙統計表 表 27 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 22 輸沙率 (kg/s) 12 187 433 輸沙量 (104t) 比例 (%) 月份 8月 9月 10月 11月 12月 年 輸沙率 (kg/s) 317 輸沙量 (104t) 270 比例 (%) 100 1979 年電站引水渠的建成，減少了河道泥沙的量，因此只能采用1979 年以后的觀測資料 (1983年～ 1989 年，其中 1988 年資料不完整，詳見 28)進行分析。計算采用斷面比降法，結果見表 210。上游高山區的古生代地層，巖石堅硬，構造發育，中低山區為中生代和新生代地層，巖層呈東西向條帶狀分布夕低 山丘陵區主要為新生代沉積物，第四系地層主要分布于河谷及兩岸高臺及紅山嘴以北的平原區。 之間，第三系地層向北逆沖于第四系沉積物上，斷裂在 XX 河口切割 I～Ⅳ級階地 ，在Ⅳ級階地上形成高達 7m左右的斷層陡坎。 S04Ca 型水，對鋼筋砼及鋼結構無腐蝕性；溢出帶以北沖積平原區，潛水以垂直交替為主，受蒸發濃縮，水質也隨之變化，礦化度明顯升高，如莫索灣灌區水化學類型為 S04178。 Mg 型，礦化度 右， PH值 ，對混凝土、鋼筋混凝土無腐 蝕性。 料場平均運距 ， 根據料場砂礫石總含量，分別計算各粒徑組礫石含量百分數，繪制出礫石級配曲線，并根據實驗結果對混凝土用粗骨料質量評價，詳見下表。 地表水對混凝土結構、鋼筋混凝土中的鋼筋及鋼結構均無腐蝕性。 據“ XX 河水利志”記載，經歷史洪水調查 1940 年曾發生特大洪水，在 XX河肯斯瓦特大橋下游處最大洪峰達到 1150m3/s。 河道 現狀及存在的主要問題 河道現狀 XX 河近幾十年，因人類活動對河道的影響最為顯著，尤其是夾河子水庫建成后，對整個河床帶來的變化最大，使上游 河道 產生淤積，下游 河道 沖刷、斷流。 ○3改善 生態環境、 防洪減災、興利除害，最大限度的利用好水資源 。本次河道穩定 的最小 寬度計算采用蘇聯學者C178。阿爾圖寧通過整理大量中亞細亞沖積河流資料，所得出的穩定河寬的經驗公式： ? 其中： B－穩定河段水面寬； Q－造床流量，取 30 年一遇的洪峰流量值； A－河岸不穩定系數，分析 XX 河徑流特性， 取 ～ J－天然河床比降 河道穩定寬度計算表 表 4－ 1 河道范圍 造床流量 河岸不穩 定系數 天然河道比 降 穩定 河寬 Q A J B 17+500~16+700 892 892 2 16+700~15+500 892 892 2 15+500~14+900 892 892 2