某河开平区段河道治理工程可行性研究报告文档格式.docx
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根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），确定本工程地震动峰值加速度为0.20g（相当于地震基本烈度Ⅷ度）。
根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），堤防工程不进行抗震设计，建筑物按地震烈度Ⅷ度设防。
1.4工程建设内容
本次XX河开平区段河道治理工程包括河道疏浚清淤，开卡清障，拓宽河槽，修筑堤防，护砌边坡等项内容。
为适应河道景观规划要求，河道迎水坡拟采用混凝土六菱板进行全断面护砌。
1.5主要技术经济指标
1.5.1主要技术指标
本工程设计防洪标准按20年一遇，河道设计最大洪峰流量为205m3/s。
1.5.2工程量及投资
本工程估算总投资为7621.47万元。
其中建筑工程费6253.26万元，临时工程费251.77万元，独立费用753.51万元，基本预备费362.93万元。
主要工程量为：
土方开挖678882m3，土方回填535520m3，石方10800m3，混凝土68580m3。
1.5.3工期安排
该工程将分三期建设完成，总工期安排为2年。
施工期计划为2009年～2011年。
1.5.4经济评价指标
经济费用效益分析的结果表明：
经济内部收益率为17.00%，大于社会折现率8%，经济净现值为5072.56万元，大于零，说明建设XX河开平区段河道治理工程在经济上是合理的。
2基本情况
2.1自然地理
开平区位于京津冀经济圈腹地的市，是市中心城区之一。
全区辖6镇、5个街道，总面积251.3km2，总人口24.6万人。
开平自古为商贾重镇，素有"
填不满的开平城"
之说，被誉为“京东四大名镇”之首。
开平区历史悠久。
秦汉属右北平都，唐代为石城县治所，元代由义丰县所辖，明朝永乐元年设在真定府的"
开平中屯卫"
徙于此地，开平由此得名，至今600余年。
开平区是连接东北、华北的重要通道。
205国道横贯境内，市外环路使开平区与路北区、路南区、高新技术开发区和丰南区之间实现快速直达，开平区东侧的市环城高速、东南侧的唐港高速与京沈、唐津、唐曹和沿海高速公路可全部互通，形成四通八达的交通网络。
2.2地形地貌
开平区位于燕山沉陷带，北部地势崛起，构造为东西向，称为开平向斜或后屯向斜。
沿构造方向有褶皱与断层发育，即陡河断层和碑子院断层。
开平区是由第四系间歇继承式的新构造运动和第四系松散沉积物覆盖而形成的现在地貌。
本区属冀东滦河（近期陡河）洪冲积扇堆积而成的山麓平原中部，总的趋势是北高南低，中部隆起，形成东西两个低平。
主要分布为山麓平原，冲积平原、丘陵、人工地貌（塌陷洼地）四种，形成北部丘陵，中部平原，南部洼地的格局。
北部丘陵占总面积的13%，中部平原占69%，南部洼地占18%。
另有沟、谷、河、塘、塌陷坑等复杂地形。
2.3水文气象
本区属东部季风暖温带滨海半湿润气候，四季分明，各具特色，雨热同季，季风显著。
全年日照总时数为2654.1小时，历年日照百分率68%，属北方长日照地区。
年平均气温11.2℃，一月最冷，平均气温-5.4℃，极端最低气温-22.7℃；
七月最热，平均气温25.6℃，极端最高气温39.6℃。
平均无霜期为182天，最长205天，最短170天，平均初霜期在10月17日，最早在10月4日，最晚在10月30日；
终霜期最早在4月8日，最晚在4月28日。
全年最多风向为东风，频率8%；
其次是西风，频率7%。
全年大风日数平均9～14天。
风速年平均2.5m/s，极端最大风速（10级）25m/s。
多年平均降水量636.1mm。
多年平均径流量0.295亿m3。
地下水总储量0.43亿m3。
地表水可利用量0.597亿m3，可开采地下水量0.432亿m3，共计1.029亿m3。
开平区属山丘、平原淡水区，水质矿化度0.5～2.0g/L。
2.4河流水系
境内主要河流有2条，即陡河、XX河。
①陡河
陡河古称封大水、唐溪，位于滦河和蓟运河之间，发源于燕山余脉南侧，流经迁安、丰润、滦县、市区，在丰南区涧河村东注入渤海。
陡河全长（丰润区马庄户～丰南区涧河）121.5km，流域面积1340km2。
陡河由凤山西流入陡河水库，从陡河水库泄洪闸起，向南流经冶里、徐庄子、后屯、后陡河、前陡河、中屈庄，至河北桥入路北区，过胜利桥经路南区入越河乡，在西王盼庄与XX河相汇，经张丁庄、赵田庄等村入丰南区。
陡河市区段的河北桥～胜利桥河段于1992年至1996年进行了全面综合整治，河道设计防洪标准由原来的五十年一遇提高至百年一遇，设计行洪流量达到600m3/s；
该段河道为无堤河道，设计河底宽38m，边坡1：
3，纵坡1/2260，干砌石护脚，15.4m水位以下为浆砌石护坡，以上为混凝土六菱板护坡。
陡河冶里～河北桥、胜利桥～赵田庄的区间河段位于开平区境内，流经开平区4个镇的13个村庄，境内长13.5km，河道上建有桥梁6座。
②XX河
XX河系陡河的一条支流，古称官渠水，发源于古冶区北部的丘陵山地。
XX河流经古冶区的水峪乡、大庄坨乡、习家套乡，开平区洼里镇、开平镇、越河镇等6个乡（镇），河流全长35.8km，流域面积185km2。
XX河由古冶区谢家套村流入开平区娄子庄，至王盼庄村西南汇入陡河，途中流经开平区的3个镇，29个村庄，境内长18km。
河道上建有14座桥、6座闸涵。
XX河担负着开平区3个镇、29个村庄的农田灌溉和防洪任务。
2.5社会经济概况
开平区辖6镇、5个街道，总面积251.3km2。
2007年开平区实现生产总值97.22亿元，人均生产总值达到39499元。
全年完成农业总产值7.14亿元；
完成全部工业增加值62.67亿元，实现利税11.25亿元；
实现社会消费品零售总额5.4亿元；
进出口总额突达到27197万美元；
税收收入完成117137万元。
2007全区总户数为81991户，总人口246131人，其中农业人口108440人，非农业人口137691人。
人口出生率为7.99‰，自然增长率为2.44‰。
城镇居民人均可支配收入11414元，农民人均纯收入5753元。
3工程现状及存在问题
3.1洪涝灾害调查
据调查，自清嘉庆十七年（1812年）至今，XX河流域内共发生洪涝灾害20多次，其中大多发生在上个世纪七十年代以前。
由于流域内降水量年内年际分配不均，表现为有时河水来水量大、流速急、水位变幅大，从而引起河道排水不畅，造成河堤漫溢决口，发生沥涝灾害。
多年来流域内伏涝为最常见形式，一般10年中发生3～4次，并呈现“5年1小涝，10年1大涝”的周期演变规律。
久旱之后突降暴雨致涝成灾是XX河流域的另一种沥涝灾害形式，即由旱转涝。
如1939年和1949年都是由于流域突降暴雨，引发河水漫堤而造成水灾。
1959年7月21日～7月22日境内普降暴雨，历时21小时，发生了XX河自有水文记载以来最大的一次洪水。
据当时记载，1959年7月21日，开平区普降暴雨，平均降水达154mm，夜间又一次出现降雨，20多分钟降水量达40mm，由于田间持水量饱和，山洪骤然而下，河道水位急速上涨。
XX河河堤于22日晨6点30分发生决口，其中一处长约17m，高3m。
这次洪水造成卑家店乡（原称公社）的部分村庄进水，水深近1m，庄稼被淹1480多亩，房屋倒塌27间。
据不完全统计，此次水灾淹没大田1.6万亩，其中绝收0.95万亩，减产0.63万亩；
淹没园田0.1万亩，倒塌房屋488间，畜棚1间，猪圈16间；
冲走商业瓜菜1500kg。
开滦赵各庄矿由于小煤窑及塌陷区漏水，井下全部停产。
矾土矿也因进水致使18个矿井被损坏。
1962年，XX河流域又遭水灾，农田受灾面积为3.7万亩，成灾面积达3万亩。
3.2河道工程现状
XX河开平区段，流经洼里乡、开平镇、越河乡，由西王盼庄村汇入陡河。
洼里乡段东西走向，开平镇至越河乡段东北西南走向。
XX河沿途除汇集雨水外，以附近的煤矿疏干水和生活污水为其主要径流。
河道上建有节制闸6座，蓄水能力320万m3，配套抽水点16处，各种防渗设施6km，受益面积0.033万hm2。
3.3防洪形势分析
XX河作为市中心区城市防洪河道之一曾于1992年对其作出了河道整治规划，但当时仅对XX河上游段即古冶城区段做出了河道防洪整治方案，而对XX河开平区段则由于历史及资金等方面原因未制订防洪规划方案。
目前陡河市区段经过多年整治，河道防洪工程日臻完善，使市基本免除了陡河上游洪水对其的安全威胁；
而XX河开平区段由于多年来未曾进行过全面整治，作为唯一的“问题河道”，XX河当然成为开平城区的最大威胁，因此，XX河河道防洪问题是至关重要且不容忽视的。
由于年久失修，河道淤积情况十分严重，河道逐年变窄、变浅，部分河道断面淤泥深度超过1m，大部分河道仅有7～10m宽，且没有完整的护堤和护坡工程。
一俟发生超标准洪水，由于河道防洪能力严重偏低，洪水无法顺畅下泄，洪水将出槽形成漫流乃至发生溃堤决口，并将形成较长时间滞蓄和淹没，直接威胁城区安全，导致严重的洪涝灾害，给人民的生民财产造成极大损失。
河道防洪工程是百年大计，绝不能掉以轻心，因此，必须尽早落实和实施XX河开平区段河道防洪治理工程。
4水文分析
4.1流域概况
XX河隶属陡河支流，发源于古冶区北部的丘陵山地，至开平区王盼庄村西南汇入陡河。
河流全长35.8km，流域面积185km2。
流域总体地势由东北向西南逐渐降低，由丘陵、山麓平原、冲击平原、人工地貌等主要地形组成，流域高差275.7m。
流域内有耕地1.18万hm2，水浇地0.16万hm2；
人口15.3万人，人口密度为707人/km2。
流域内蕴含丰富的煤炭、石灰岩、陶瓷土、矾土等矿产资源，是国家重要的煤炭基地。
农作物以小麦、玉米、水稻为主产，是市重要的粮食主产区；
经济作物以蔬菜、大豆、果品为代表。
4.2年径流
流域多年平均径流量1885万m3。
丰水年（P=25%）年径流量为2676万m3，枯水年（P=75%）年径流量为763万m3，丰水年为枯水年的3.5倍。
4.3泥沙
依据《市水文手册》，XX河控制流域土壤侵蚀类型为土石山地轻度侵蚀，流域上游为低山丘陵区，植被覆盖良好，综合考虑各方面影响因素，流域多年平均悬移质输沙模数确定为85t/km2。
推移质计算根据附近水文站的推悬比资料确定为4%。
则XX河流域多年平均侵蚀模数为88.4t/km2，多年平均输沙量为1.64万t。
4.4设计洪水
本次设计洪水计算采用单因子经验公式法和多因子经验公式法2种方法。
①单因子公式法洪水计算
计算公式：
Qmp＝Cp·
F0.6
式中：
Qmp———某一频率的洪峰流量（m3/s）；
Cp———某一频率的洪峰模系数，Cp＝Kp·
；
F———流域面积（km2），F=185km2。
洪峰流量变差系数Cv取1.35，Cs=2.5Cv。
由多年平均洪峰流量模系数
等值线图查得，XX河流域
＝3.0。
计算结果如表4-1。
XX河设计洪水计算成果表（单因子公式法）
表4-1
重现期（年）
20
50
100
200
频率（%）
5
2
1
0.5
Kp
3.68
5.34
6.64
8
Cp
11.04
16.02
19.92
24
Qmp（m3/s）
252
366
455
548
②多因子公式法洪水计算
F———流域面积（km2），F＝185km2；
C———经验系数；
C=0.0114;
———某一频率的年最大24h降雨量（mm）；
———流域形状系数，
L———主河道长度（km），L=38.5km；
J———河流比降（‰）。
运用多因子公式法计算得到XX河设计洪水成果，计算结果见表4-2。
XX河设计洪水计算成果表（多因子公式法）
表4-2
频率（%）
（mm）
195
235
265
294
159
205
240
276
③XX河设计洪水成果
综合以上两种计算成果，XX河设计洪水采用上述两种方法计算结果的平均值，见表4-3。
XX河设计洪水计算成果表
表4-3
285
348
412
5工程建设的必要性和目标体系
5.1河道治理工程的必要性
XX河开平区段由于久未治理，年久失修，现状的防洪标准已不足5年一遇，其设防标准既不适应城市安全要求，也不满足流域规划确定的防洪要求。
如遇超标准洪水，开平城区即受到直接威胁，较大洪水势必造成城区发生严重水灾。
因此，为保证开平区社会经济的可持续发展，确保城区安全，必须尽快建立城区的防洪工程体系，把XX河开平区段治理工程早日付诸实施，这是非常紧迫和必要的。
5.2主要目标体系
XX河开平区段河道治理工程的目标体系是：
①提高XX河河道的防洪能力，确保城市防洪安全。
②运用现代新材料、新工艺、新技术，使XX河河道治理工程达到技术的先进性、布局的合理性和工程设计科学化的目标。
③彻底改善XX河河道及其流域周边地区的生态环境。
6工程设计
6.1设计原则
①参照有关法规设计规范，结合实际情况，合理确定防洪标准，为工程设计提供可靠依据。
②按照“清障疏浚、筑堤护砌”的设计方案，分期对河道进行整治，全面提高河道的防洪能力。
③因地制宜，就地取材，在保证工程标准的前提下，尽可能减少投资。
6.2设计依据
6.2.1依据的法律、法规
《中华人民共和国水法》；
《中华人民共和国防洪法》；
《中华人民共和国水土保持法》；
《中华人民共国环境保护法》；
《中华人民共国城市规划法》等国家法律、法规。
6.2.2依据的规范
《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）；
《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）；
《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）；
《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；
与本规划有关的其他规范、规程和标准。
6.2.3依据的资料
《市水文手册》（1997年11月）；
《开平区志》（1997年12月）；
《市城市防洪规划》（1992年11月）。
6.3设计标准
6.3.1防洪标准
依据《市城市防洪规划》，本次XX河开平区段的设计防洪标准采用20年一遇洪水标准。
6.3.2工程等级
按照XX河开平区段的河道防洪工程性质，依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定XX河防洪工程为Ⅳ等工程。
6.3.3抗震标准
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），开平区范围内地震动峰加速度为0.20g（相当于地震基本烈度Ⅷ度）。
根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203－97），堤防工程不进行抗震设计，建筑物按地震烈度Ⅷ度设防。
6.4工程任务
本工程以实现人水和谐为核心理念，以确保开平区城区安全为出发点，以完善防洪保安体系为主要目标，对XX河开平区段实施全面整治，使河道的防洪标准由现状的5年一遇提高至20年一遇。
6.5工程总体布置
本工程治理范围为XX河娄子庄～王盼庄的区间河段，治理河段总长18.0km。
本工程依据XX河现状河道流程，将对治理河段实施全面整治。
河道断面形式设计为梯形，迎水坡坡比采用1：
2.5，背水坡坡比1：
3，堤顶宽5m。
迎水坡面采取全断面护砌方案，护坡材料采用混凝土六菱板。
堤顶根据需要布置交通道路，堤顶两侧拟布置绿化带，具体方案待下一阶段进行绿化设计时再做详述。
6.6河道治理方案设计
6.6.1技术路线
6.6.1.1河道水力计算
采用明渠均匀流公式进行河道断面的水力计算。
计算公式如下：
式中：
——设计最大过水流量（m3/s）
——过水面积（m2）
——湿周（m）
——水力半径（m）
——谢才系数
——流量模数（m3/s）
——渠道底坡
——粗糙系数
6.6.1.2设计堤顶高程计算
堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定。
堤顶超高计算公式如下：
——堤顶超高（m）
——设计波浪爬高（m）
——设计风壅增水高度（m）
——安全加高（m），依据规范查表确定。
①风浪要素计算
风浪要素按下列公式计算确定：
——平均波高（m）
——平均波周期（s）
——计算风速（m/s）
——风区长度（m）
——水域的平均水深（m）
——重力加速度（m/s2），g＝9.81m/s2
——风浪达到稳定状态时的最小风时（s）
据平均波周期
和设计水深可查表求得波长
。
②设计风壅增水高度
计算
风壅水面高度在有限风区的情况下，按下式计算：
e——计算点的风壅水面高度（m）
Ｋ——综合摩阻系数，取Ｋ＝3.6×
10-6。
V——设计风速，按计算波浪的风速确定。
Ｆ——由计算点逆风向量到对岸的距离（m）
d——水域的平均水深（m）
β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角（度）
③波浪爬高
在风的直接作用下，正向来波在单一斜坡上的波浪爬高可按下列方法确定：
⑴当m＝1.5～5.0时，按下式计算：
——累积频率为P的波浪爬高（m）
——斜坡的糙率及渗透性系数
——经验系数，可根据风速V（m/s）、堤前水深d（m）、重力加速度g（m/s2）组成的无维量
查表确定。
——爬高累积频率换算系数，可查表确定。
对于不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%；
对于允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取13%。
——堤前波浪的平均波高（m）
——斜坡坡率，
，
为斜坡坡角（度）。
——堤前波浪的波长（m）
⑵当m≤1.25时，按下式计算：
——无风情况下，光滑不透水护面（K△=1）、
=1m时的爬高（m），可查表确定。
⑶当1.25<
m<
1.5时，可由m＝1.5和m＝1.25的计算值按内插法确定。
6.6.2河道断面设计原则
河道断面设计以现状河道为基础，河道走向仍遵循河道主河势。
河道底宽、水深、边坡、纵坡的设计原则以尽可能减少工程量、占地和投资为出发点，并尽可能满足不冲不淤流速的要求。
河道过水断面为梯形，按明渠均匀流公式进行计算和设计。
河道两侧按设计要求，修筑堤防。
堤防设计以保证堤防安全为主，同时考虑与沿河城区道路的高程衔接，此外还应兼顾绿化和景观设计需要。
6.6.3河道水力设计指标计算
采用明渠均匀流公式进行XX河河道断面的过水能力计算，河道设计指标计算成果见表6-1。
XX河开平区段水力设计指标计算成果表
表6-1
河段长度
（m）
最大洪峰流量
（m3/s）
边坡
河底宽度
水深
纵坡
河底高程
18000
1：
2.5
15.0
3.25
1/1270
21.49～7.32
6.6.4设计堤顶宽度确定及超高计算
堤顶宽度依据防汛、管理、交通等要求确定，一般3级以下堤防堤顶宽3～6m，本次堤顶宽度取5.0m。
计算成果如表6-2。
XX河开平区段设计堤顶超高计算成果表
表6-4单位：
m
河段名称
设计波浪
爬高
设计风壅
增水高度
安全
加高
堤顶超高
计算值
采用值
XX河开平区段
0.0001
0.4406
0.30
0.7407
0.75
据上述计算成果，计算出治理河段各断面设计指标，详见表6-5。
XX河横断图、纵断图详见附图。
6.6.5河道断面结构设计
XX河开平区段河道设计纵坡为1/1270，断面形式为梯形，设计底宽15m，边坡1：
2.5，水深3.25m，堤顶超高0.75m。
为体现景观河道设计要求以及防止风浪作用对堤防的淘刷，本工程采取全断面护砌方案，护坡材料采用六菱形
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