某北方地区中小流域治理初步设计报告大学学位论文.docx

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某北方地区中小流域治理初步设计报告大学学位论文

1综合说明

1.1绪言

魏县位于河北省南部，冀鲁豫三省交界处。

北与广平县接壤，西与成安县、临漳县毗邻，东与大名县相连，南与河南省内黄县、清丰县、南乐县相接。

县境南北长42.24km，东西宽33.5km。

总面积862km2，耕地面积97万亩，总人口90万，是河北省第一人口大县，国家扶贫开发工作重点县，中国鸭梨之乡。

地势平坦，西高东低。

邯（郸）大（名）公路和安（阳）聊（城）公路过境，交通网络四通八达。

魏大馆排干始建于1954年，渠首在魏县德政村东，当时底宽2m，上口宽7m，标准较低。

1957年为扩大控制面积，第一次扩挖，将上游延伸到临漳县境内。

因年久失修，淤塞严重，1965年初，由临漳、魏县两县对东风渠以西23.2km段，按3年一遇排涝标准，进行第二次扩挖。

1969年冬季，为提高标准，按5年一遇排涝标准，进行第三次扩挖。

魏大馆排干主要解决民有干渠以南，漳河以北各支斗渠退水及灌区内的沥水,是魏县乃至邯郸市境内的一条重要排沥渠道。

2011年7月，受魏县水利局委托，我院在充分征求当地水行政主管部门的意见基础上，通过现场查勘、调查及综合分析后，进行《魏县魏大馆排干治理工程》设计工作。

本次渠道治理范围为魏大馆排干魏县段，起点位于江村沟支渠口（桩号0+270）上游270m处，终点为郑二庄闸（桩号33+390）下游700m处，具体地理坐标为北纬36°14′48″，东经114°43′57″至北纬36°19′20″，东经115°04′03″，保护23.1万人口、耕地26.03万亩。

本次治理（桩号0+000至34+100）主要内容为对渠道进行清淤疏浚，险工段作防护等，治理后达到五年一遇排沥标准。

1.2水文

1.2.1流域概况

魏大馆排水系统东南至漳河北大堤，北以民有渠总干、东风一排支及红花大堤为界，控制面积580km²。

其中魏县境内段起自南坡头，终于郑二庄村南，长约34.1km，境内控制面积257.395km2。

魏大馆排干上起临漳县前齐庄村东，自西而东，沿漳河北侧流经临漳、魏县、大名、馆陶4县，在馆陶县刘齐固村东入漳河，总长59.576km，底宽为11.0～45.0m，水深为1.8～2.5m，边坡1：

2。

魏大馆排干魏县境内的支渠（沟）从上游至下游依次有江村沟、新后屯沟、高潮渠、柴曲排水渠、沙窝排水渠、民有二排支等6条排水渠汇入，总长度35.3km，总控制面积75.1km2，设计标准均为5年一遇。

1.2.2水文气象

建设项目所在区域属温暖带大陆性季风气候，四季分明，温差较大，境内多年平均气温为13.5℃，极端最高气温为41.1℃，极端最低气温为-19.8℃，多年平均无霜期为213天，冻结到解冻35天，最大冻土层厚度0.447m，最大积雪深度0.107m。

年蒸发量1042.8mm，干旱指数为2.01。

本区多年平均降雨量550.7mm，夏季（6—9月）降水量占年降水量的66.5%，因夏季降水量大，降水集中而形成暴雨，又常常因排水不畅造成内涝。

1.2.3设计沥水

本次治理段起点位于江村沟支渠口上游270m处，由河北省平原地区水文分区图可知，魏大馆排干的控制面积跨I0-3区和I1-6区两个产流分区，需分别计算出各分区最大排水流量，再按面积加权计算全流域面积的最大水流量。

按上述方法，计算得魏大馆排干各控制断面的设计流量见表1-1。

魏大馆排干各控制断面设计流量计算成果表

表1-1

序号

干渠治理桩号

控制断面

流域面积F

（km2）

不同重现期的设计流量

（m3/s）

20年

10年

5年

1

0+000

临、魏交界

143.4

46.8

33.4

21.5

2

0+270

江村沟以上断面

144.7

47.1

33.7

21.7

3

2+300

新后屯沟以上断面

169.2

53.4

38.1

24.4

4

3+600

民有六分干穿渠倒虹吸

178.2

55.7

39.7

25.5

5

5+200

高潮渠以上断面

185.5

57.5

41.0

26.3

6

11+900

柴曲排水渠以上断面

228.7

68.0

48.5

31.1

7

12+100

沙窝排水渠以上断面

231.6

68.7

48.9

31.4

8

18+100

西红庙村桥

274.7

78.7

56.1

35.9

9

20+000

民有二排支以上断面

283.6

80.8

57.6

36.8

10

20+337

宁魏公路

313.1

87.3

62.1

39.7

11

24+070

东风渠

330.4

91.0

64.4

41.4

12

25+030

生熟疃橡胶坝

335.8

91.8

64.9

41.7

13

28+984

陈小屯闸

357.9

94.7

66.8

42.4

14

29+795

沙口集东村桥

362.5

95.3

67.1

42.5

15

32+420

邯大公路桥

377.2

97.4

68.4

43.2

16

33+390

郑二庄闸

386.2

100.2

69.0

43.5

17

34+100

魏县、大名交界

390.5

100.4

69.1

43.6

魏大馆排干各支渠（沟）5年一遇设计流量

表1-2

序号

干渠治理桩号

控制断面

流域面积F

（km2）

5年一遇设计流量

（m3/s）

1

0+270

江村沟

15

3.57

2

2+300

新后屯沟

3

0.99

3

5+200

高潮渠

12

2.99

4

11+900

柴曲排水渠

2.1

0.74

5

12+100

沙窝排水渠

15

3.57

6

20+000

民有二排支

28

5.89

1.2.4施工期洪（沥）水

本工程施工期安排在2013年2月初至11月底，总工期10个月，其中建筑物工程安排在非汛期施工,避开汛期（6~9月）。

因魏大馆排干无实测流量资料，非汛期施工期洪水通过实测暴雨按平原除涝方法计算，计算结果见表1-2。

施工期设计洪水成果表

表1-3单位：

m3/s

重现期

施工期

非汛期洪峰流量（m3/s）

5年一遇

2月至11月

3.13

1.3地质

本次魏大馆排干治理段位于魏县境内，为河流冲积地貌，地势平坦，地面标高为45.35～56.54m，魏大馆排干河底高程为40.96～53.22m，河底坡降为1:

2857。

场地抗震设防烈度为7度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度0.15g。

依据查表计算，场地20m以上等效剪切波速为211.86m/s，根据附近水井资料，场地覆盖层厚度大于50m，建筑场地类别为Ⅲ类。

根据1:

1000地质测绘和勘探资料表明，工程区地表出露及钻探揭露的地层岩性主要为第四系全新统冲积（alQ4）粘土、粉质壤土、砂壤土；第四系全新统人工堆积（rQ4）的河道堤防。

1.4工程任务和规模

1.4.1工程建设必要性

魏大馆排干始建于1954年，是用于排涝的人工河道，是魏县乃至邯郸市境内的一条重要排洪河道。

目前工程存在的主要问题为：

（1）部分渠段堤顶超高不满足规范要求，其中右堤主要集中在桩号1+695～1+957、桩号3+034～3+394、桩号4+051～4+134、桩号22+742～22+859、桩号22+945～23+027、桩号30+191～30+442范围处，左堤主要在桩号0+556～0+734、桩号15+121～15+250、桩号17+650～17+728范围处；

（2）部分渠段渠底淤积较严重，其中桩号0+000～4+4+100之间淤积深度为1m左右，桩号4+300～9+200之间淤积深度在1.5m～2.2m左右，桩号12+700～22+700之间淤积深度平均在80cm以上，其余渠段淤积深度大都在80cm以内；

（3）由于两岸农田灌溉和雨水冲刷，部分渠段出现险工段，主要险工位置集中各在穿村段及桩号30+342、桩号32+696处；

（4）运行四十多年来，管理与维护不足的问题日益突出，致使工程老化失修、拦河设障、倾倒垃圾、堆放秸秆等侵占河道的现象日渐增多，直至今日此类现象豪无改善。

1.4.2工程任务

根据渠道的淤积情况和农田人口分布特点，渠道淤积严重，人口、村庄、耕地分布较密集的情况，本次渠道治理范围为魏大馆排干魏县段，起点位于江村沟支渠口（桩号0+270）上游270m处。

因此本次治理段（桩号0+000至34+100）主要对渠道进行清淤疏浚，左右岸堤顶加高、险工段防护等。

通过对魏县魏大馆排干的疏浚整治，使境内魏大馆排干达到设计排沥标准。

1.4.3工程规模

本次魏大馆魏县段治理工程设计标准仍维持原规划标准，魏大馆排干按5年一遇洪水设计并满足两岸排沥要求，两岸沥水缓排。

根据《灌溉与排水工程设计规范》【GB50288-99】的划分，确定魏县魏大馆治理工程等别为Ⅳ等，建筑物级别为5级。

1.5工程布置及主要建筑物

1.5.1工程等别及建筑物等级

根据《灌溉与排水工程设计规范》【GB50288-99】的划分，确定魏县魏大馆治理工程等别为Ⅳ等，建筑物级别为5级。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），魏县地震动峰值加速度为0.15g（相当于地震基本烈度7度），沿线建筑物按地震烈度7度设防。

1.5.2工程布置与设计

本次渠道治理工程范围具体包括：

自江村沟支渠口（桩号0+270）上游270m（魏县与临漳县交界）至郑二庄闸（桩号33+390）下游700m，治理段总长34.1km；渠道按5年一遇涝水标准恢复原断面。

（1）渠道设计

以生熟疃橡胶坝及郑二庄闸进口底板高程为高程控制点，渠道设计纵坡1：

2500～1：

4480，河道设计断面为：

底宽11m～30m，左右两侧边坡为1：

2，5年一遇最大设计流量为43.6m3/s，设计水深2.06m～1.66m，设计流速为0.96m/s～0.72m/s。

主要设计指标见下表。

主要设计指标表表1-4

桩号

设计流量（m3/s

设计纵坡

设计渠底宽（m）

设计边坡

0+000～5+200

26.3

1/2500

11

1/2

5+200～12+000

31.4

1/3000

12

1/2

12+000～20+000

36.8

1/3500

19

1/2

20+000～22+500

39.7

1/3500

23

1/2

22+500～24+070

41.4

1/3500

26

1/2

24+070～25+030

41.7

1/3500

26

1/2

25+030～33+390

43.5

1/4440

29

1/2

33+390～34+100

43.6

1/4480

30

1/2

在桩号30+342及桩号32+696处为渠道拐弯点，河道夹角分别为102度和108度，为防止渠道冲刷在渠道拐弯处迎水坡作M10浆砌石防护，护坡高度2.5m,护坡厚度上部0.3m，下部0.4m,下设10cm厚碎石垫层，在渠道底设护齿深1.0m。

护砌范围为在渠道转弯点上下游各50m，一共100m。

魏大馆排干魏县段自西向东依次穿过孙庄街、东康疃、北皋南街、杨柴曲、后柴曲、栗柴曲、仕南村、西红庙、冯红庙、陈小屯、沙口集等10余个村庄，部分过村段渠道距居民房屋较近，为保护房屋安全，在渠道两岸边坡作M