沙河城区段综合治理工程初步设计报告(编辑修改稿)

沙河城区段综合治理工程初步设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

； 2020 年 4 月～ 2020 年 7 月，主要进行左右岸堤身填筑，右岸护坡及左岸防洪墙工程； 2020 年 8 月～ 2020 年 11 月，主要进行左岸台地以上护坡，堤顶施工。 工程完建 期： 2020 年 11 月～ 2020 年 1 月，主体工程完工，并完成附属工程，临时工程拆除，水土保持工作完毕。 工程用地处理 该工程主要在河道内施工，占用河床滩地和部分河滩林地，需对林地进行赔付，经实物指标调查共占用林地 1473 亩、河滩地（青苗） 138 亩。 在施工过程中，临时占用部分耕地，需进行青苗赔偿，经调查需对 25 亩进行青苗赔偿。 投资概算 工程总投资为 万元，其中建筑工程为 万元，机电设备及安装工程 万元，金属结构设备及安装工程 万元，临时工程 万元，其他费用 万元，基本预备费 万元。 主体工程主要工程量：土砂方开挖 万 m3，土砂方回填 万 m3，砼及钢筋砼 万 m3，砌石。 主要材料用量：水泥 39447t，钢筋 1965t，钢材 ，板枋材 m3，汽油 ，柴油 2244t，块石 万 m3，碎石 万 m3，砂 万 m3。 主体工程总工日 万个。 一期工程总投资为 万元，其中建筑工程为 万元，临时工程 万元 ，其他费用 万元，基本预备费 万元。 一期主体工程主要工程量：土砂方开挖 万 m3，土砂方回填 万 m3，砼及钢筋砼 万 m3，砌石 万 m3。 主要材料用量：水泥 16489t，钢材 ，柴油 1990t，块石 万 m3，碎石 万 m3，砂 m3。 主体工程总工日 万个。 5 2 水文 流域概况 自然地理、河流水系 沙颍河是淮河最大支流，发源于伏牛山东麓，沙颍河水系由沙河、颍河汇流而成，以沙河为主干。 沙河发源于豫西鲁 山县伏牛山东鹿的石人山，主峰向西延伸是本水系与黄河流域伊洛河水系的分水岭；主峰向东南延伸是本水系与长江流域唐白河水系的分水岭。 昭平台水库以上全部为深山区，山峰重叠，地势陡峻，一般坡面比降约 1/5。 河流穿行于两山之间，河床质为砾石和卵石，比降由上往下约 1/100～1/350，两岸支流密集，均源短流急。 昭白区间为浅山丘陵区，地势逐渐开阔，两岸山岭低，坡面比降 1/20，树木稀少，植被不良。 河道流入冲积台地，由宽浅渐变窄深，比降较缓，约 1/800～ /1200，河床质为小碎石及沙，河身弯曲，迁移不定。 沙河在鲁山县境 内全长 ，控制流域面积 ，其中流域面积 以上的支流 6 条， 以上的支流 13 条， km2 以下具有名称的沟河 28 条。 在该河道上从昭平台水库溢洪道尾水渠至白龟山水库淹没区河段，全长，昭平台水库溢洪道尾水渠至鲁山县楼张村西区间流域面积 km2（与南水北调中线总干渠与沙河交叉断面相近）。 该河段少堤无岸，属宽浅式平原河道，河面宽的地方有 ，最窄的有 ，平均宽度约。 沿该河段两岸有鲁山县县城一座， 有董周、库区、张店、马楼、让河、辛集六个乡（镇）、 38 个行政村，涉及 万余人， 万余亩耕地。 气象水文 本地区属于亚热带季风型大陆性气候，气象变化受季风进退影响。 夏季六月以后，由于热带暖湿气团内移，受到西部和南部高山的屏障，故极易造成暴雨，是全省暴雨中心地区。 年平均降雨量约 900mm， 60%集中在汛期六、七、八三个月，年际变化也相当大，最大最小值可差 5 倍。 平均气温约 14176。 C，极端最低温度为－ 18176。 C，极端最高温度为 42176。 C。 本地区主要为雨洪径流，由于暴雨和地形条件所致，洪水暴涨暴 落，极易造成灾害。 水利工程 鲁山下游 处为 1966 年建成的白龟山大型水库，控制流域面积，总库容 亿 m3。 “ ”大洪水后，进行汛后加固， 1999 年又开始 6 对水库进行全面除险加固，现正在进行中，水库加固完成后，设计标准 100 年一遇，校核标准 2020 年一遇，总库容 亿 m3。 鲁山上游 处，于 1959 年建成昭平台大型水库，控制流域面积，总库容 亿 m3。 “ ”大洪水后，进行了续建加固， 2020 年又开始对水库进行除 险加固，加固工程已于 2020 年竣工，目前该水库达到 100 年一遇洪水设计， 5000 年一遇洪水校核，总库容 亿 m3。 白龟山水库以上自 1958 年以来共修建中小型水库 35 座，其中昭白间 22 座，昭平台以上 13 座。 按类型分：中型水库 2 座，小 I 类水库 4 座，小 II 类水库 29 座，总控制面积 ，总库容 亿 m3，其中兴利库容 亿 m3。 中小型水库对设计洪水有一定影响。 设计洪水 基本资料 雨量资料 鲁山断面以上从 1951 年起，陆续设立了二郎庙、鲁山、下汤、白草坪 、鸡冢、瓦屋、曹楼、昭平台等 16 个雨量站，其中大部分观测至今，小部分中途撤销。 各雨量站历年资料均已整编成册。 水位、流量资料 昭平台水库上游 处有下汤水文站，控制流域面积 ， 1951 年设立，因受昭平台水库回水影响， 1961 年迁移到中汤，控制流域面积 ，观测至今；主要支流荡泽河上 1952 年设立曹楼水文站，仍因受昭平台水库回水影响，1960 年上迁到下孤山，观测至今，两站控制流域面积分别为 ；1962 年在支流太山庙上设有 鸡冢径流实验站，集流面积 ，观测至今；交叉断面上游 处有 1956 年设立的白草坪汛期水位站， 1959 年昭平台水库建成后，迁至昭平台水库，改为水库水文站，观测至今。 各站历年观测资料均已整编刊印成册。 设计洪水 洪水地区组成 鲁山断面至昭平台水库区间，在支流七里河上， 1963 年建成米湾中型水库，控制流域面积 ，占区间总面积 ％，总库容 1270 万 m3，由 7 于水库控制面积小，距鲁山断面较远，故不考虑米湾中型水库调蓄对鲁山断面洪 水影响。 鲁山断面上游昭平台水库控制流域面积 ，占鲁山断面控制流域面积 的 75％，因此鲁山断面设计洪水按两种洪水地区组成，即昭平台水库与鲁山断面同频率，昭平台至鲁山断面（下称昭鲁区间）相应；昭鲁区间与鲁山断面同频率，昭平台水库相应，分别计算三个区片的设计和昭平台水库以上、昭鲁区间的相应洪水。 分区设计洪水 ①昭平台水库设计洪水 1979 年 12 月，河南省水利勘测设计院编制了《昭平台、白龟山水库加固设计水文复核报告》，并经水电部水规设字（ 019）号文批准。 复核 报告设计洪水，采用1951～ 1977 年共 27 年流量资料和雨量资料及区域综合法计算，经分析比较后，选用了根据流量资料推求的成果。 1998 年编制除险加固报告时又将资料系列延长到1998 年，长短系列洪峰、洪量均值相差在 10％允许误差范围以内，故仍采用经过水电部规划总院审查批准的成果。 水库设计洪水过程线，以 1955 年实测过程为典型，各时段洪量以同频率相包，分段控制放大。 ②昭鲁区间设计洪水 昭鲁区间面积 ，占下汤至昭平台区间（下称下昭区间）面积 的 80％，两区间自然地理条件基本相似， 故昭鲁区间设计洪水采用下昭区间设计洪水，洪峰按面积比的 次方，洪量按面积比的一次方缩放。 昭鲁区间设计洪水过程线，根据 1955 年实测暴雨及时程分配，通过降雨径流关系和淮上综合单位线进行产汇流计算求得。 采用各时段洪量同频率相包、分段控制放大的方法，计算各种频率的设计洪水过程线。 ③昭平台水库、昭鲁区间相应洪水 昭平台水库以上各时段相应洪量，由鲁山断面以上设计洪量减昭鲁区间设计洪量而得；昭鲁区间 24 小时、 3 天相应洪量，由鲁山断面以上设计洪量减昭平台水库设计洪量而得。 沙河鲁山断面位于昭平台水库和白龟山水库之 间，各时段设计洪量，采用昭平台和白龟山以上设计洪量按面积比一次方缩放后的平均值，作为鲁山断面以上设计洪量。 昭平台水库以上相应洪峰流量，由 24 小时相应洪量，通过设计洪峰流量与 24 8 小时洪量相关线查得；昭鲁区间相应洪峰流量，由 24 小时相应洪量通过设计洪峰流量与 24 小时洪量相关线查得。 昭平台水库相应洪水过程线，采用昭平台 1955 年实测典型洪水过程线峰量同频率放大；昭鲁区间相应洪水过程线，采用上述昭鲁区间 1955 年典型过程线同频率放大。 鲁山断面设计洪水 昭平台水库设计或相应洪水下泄流量过程线，根 据 2020 年水库除险加固工程竣工以后调整的调度运用方式进行调洪演算求得。 水库调度运用方式：汛期限制水位，当库水位在 ～ （ 10 年一遇洪水位）时，控制最大泄流量；当库水位超过 时，尧沟溢洪道全开；超过 杨家岭溢洪道全开。 按上述调度运用方式，分别对昭平台水库设计和相应洪水进行调洪演算，求得水库设计和相应出库流量过程线。 鲁山断面设计洪水过程线，按照两种洪水地区组成，即昭平台设计洪水出库流量过程或相应洪水出库流量过程，考虑 2 小时传播至 鲁山断面，与昭鲁区间相应或设计洪水过程线叠加，即得两种洪水组合的鲁山断面设计洪水。 选用对工程不利的昭鲁区间与鲁山断面同频率，昭平台水库以上相应的设计洪水成果。 鲁山断面采用设计洪水成果见表 21。 表 21 沙河鲁山断面设计洪水计算成果表 方案 分 区 各重现期（年）设计洪水 5 10 20 50 昭 鲁 区 间设计 昭平台 水库相应 昭 平 台 水 库 入 库 Qm（ m3/s） 4800 6800 9000 11700 W1（亿 m3） W3 (亿 m3) 出 库 Qm（ m3/s） 300 300 2383 2628 W1（亿 m3） W3 (亿 m3) 昭 鲁 区间 Qm（ m3/s） 2020 2920 3850 5120 W1（亿 m3） W3 (亿 m3) 鲁山 断面 以上 Qm（ m3/s） 2310 3220 4150 5140 W1（亿 m3） W3 (亿 m3) 9 3 工程地质 地形地貌 工程区属山前冲洪积平原，地面高程 ，相对高差 左右。 受区内多条河流控制，切割冲积形成冲洪积平原。 侵蚀堆积地层主要为沿沙河两岸较为对称发育的漫滩及阶地，根据区域地质普查资料与工程区地质普查资料，河 漫滩及 I～II 级阶地，厚度大于。 河床一般宽约 1000m，平均比降 1/600，河流较直，堤防多处在 I 级阶地及河漫滩上。 地层岩性 堤防地段河流两岸 地层主要为第四系覆盖层，岩性特征 描述如下： 第四系覆盖层（ Q4）主要由河流冲积层、坡积残积层及人工堆积层组成。 其岩性特征： (1) 杂填土：由块石建筑及生活垃圾组成，零星堆积于岸坡坡脚，结构较松散，厚度 左右。 (2) 粉土夹砾碎石：粉土为主，夹有砾砂，碎卵石混合物，砾径 ～ cm，含量 %～ %，结构 呈透镜体状产出。 (3) 块砾石夹壤土：紫褐色、褐黄色壤土或砂壤土，夹砾石碎块，块石含量不均，不同地段变化较大。 结构松散～稍密。 主要分布于斜坡或坡脚一带，厚度一般 ～，局部段厚达 ～。 (4) 漂卵石夹壤土：主要由砾卵石夹或砂壤土、壤土组成，钙泥质胶结为主，含少量砾砂。 卵石成分以石灰岩和砂岩为主，磨圆度较好，一般砾径 ～ 居多，结构松散～稍密。 局部有架空现象，透水性中等～强，河漫滩后缘表层或岸坡坡脚，厚度均大于。 (5) 漂卵石夹砂：灰紫色，砾石大 小不等，一般 ～ ，最大达 以上。 多呈椭圆状或半浑圆状，分选性较好，成分较杂，主要为 石灰岩，砂岩等，含少量铁、钙和泥质。 局部充填砾石呈中胶状态，主要分布在现代河床内，透水性较强。 地质构造 本区域内岩层总体走向北西，一般为近东西向，沙河总体走向近东西，河流岸 10 坡度一般为 176。 左右 ，平缓，区域内未见明显大的断裂构造。 地震 根据我国 2020 年发布的 1:400 万中国地震动参数区划图：地震动峰值加速度为 ；反映谱特征周期为 0 35s；基本烈度为Ⅵ度。 物理地质现象 区内物理地质现象主要表现为冲洪积现象。 该区域地下水主要为第四系松散堆积层中孔隙水，第四系孔隙水主要分布于第四系覆盖层内（冲洪积混合堆积层、现代河床漂卵砾石层）。 河床漂卵砾石层属强透水层，富含地下水。 冲洪积混合堆积层含亚粘土、砂壤土等成分，该层含水量主要受大气降水、地表下渗水、含水量较高。 第四系覆盖层中的孔隙潜水具有就地补给。 据水化学资料分析资料，工程区地表水与地下水化学类型均为淡水，根据环境水腐蚀性标准，区内地表水和地下水对砼无腐蚀性。 评价 各岩（土）层主要物理力学条件 根据邻近工程区的地质钻探成果和流域已建工程资料，结合工程区堤防地基的工程地质条件， 提出有关岩体物理力学参数建议值见表 31。 表 32 边坡开挖坡度建议值 岩土类别 开挖边坡 临时边坡 临时边坡 漂卵砾石夹砂 1:1（水上）， 1:（水下） 1: 漂卵砾石夹壤土 1: 1: 块碎石夹壤土 1: 1:1 粉土夹砾碎砾石 1:1 1: 各岩（土）层物 理力学性质评价 左岸防洪。