某河道综合治理水利工程项目可行性研究报告.docx
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某河道综合治理水利工程项目可行性研究报告
某河道综合治理水利工程
项目可行性研究报告
1建设的必要性和紧迫性
某河，古称某水，以壑固险隘而名，是泗河的一级支流。
流域总面积208km2，其中**市境内流域面积172km2，韦庄水库下游区间长17.5km。
其上游群山连绵，岩石裸露，植被较差，源短流急，属于典型的宽浅多弯季节性山洪河道。
在其上游目前建有小
（一）型水库5座，小
（二）型水库25座，塘坝118座，下游段建有拦河砌石坝2座。
某河沿途有5条主要支流汇入。
某河自发挥工程效益以来，一直承担着其上游水库正常年份的泄洪，保护着某河沿岸董庄、王庄乡人民群众的生命财产及历史文化名城**、津浦铁路、104国道、京福高速公路及下游市、乡镇企业等安全，其防护任务十分重要。
某河堤防修筑于1975年，因常年失修，主河槽淤积严重，且河道障碍较多，部分堤段堤防残缺不全，汛期洪水多次漫溢，冲毁堤防、桥涵、农田，现状防洪能力标准低，防洪标准已不足5年一遇，特别是下游其防洪能力更是每况愈下。
某河工程现状已极不适应当地社会与经济的发展要求，治理某河是两岸广大人民群众多年来的迫切愿望和要求。
因此编制某河近期治理建设规划，并在规划指导下加快治理步伐，对于保障某河两岸乡镇和农田的防洪安全，促进**市城乡统筹发展和社会主义新农村建设具有十分重要的意义。
2某河基本情况
2．1基本情况
某河是泗河的一级支流。
东支发源于**市某某县梧桐峪，西支发源于吴村镇九仙山。
流经某某、**两县市，于**市王庄乡孙家道沟村东汇入泗河，流域总面积208km2。
其中**市境内流域面积172km2，韦庄水库下游区间长17.5km。
其上游建有小
（一）型水库5座，小
（二）型水库25座，塘坝118座，沿途还有6条支流汇入。
某河是典型的宽浅多弯季节性山洪河道，上游群山连绵，岩石裸露，植被较差，，源短流急。
进入王庄乡后，河床变缓，但比降仍在1/500～1/600。
每逢汛期，洪水汇集，汹猛异常，流速高达2.5m/s以上。
由于某河流经沿途皆为沙质壤土，极易冲刷，仅王庄乡境内就有大河弯6处。
在王庄村东河槽左岸，有长达1000m大凹腰，右岸淤积成河咀。
北马村处河床明显滚动痕迹不下百米；孙家道沟段河床1957年以来已滚动80m，给沿岸人民生活带来巨大损失。
五十年代初，政府十分注重北部山区的小型水利开发工作，以挖鱼鳞坑、筑围山堰、拦截山沟、修建梯田等零星工程为主，再辅以大面积的封山造林，改善流域内的自然条件，达到蓄水灌溉、保持水土、减少河道下游洪水之目的。
六十年代至七十年代中期，吴村、董庄、陈庄三公社建成粮船石、吴村、梨园、河夹店、韦庄等30座小型水库，从根本上调节了某河洪水汇集。
1975年8月，县革委会组织技术人员在山东省水利机电学校的协助下，对某河进行勘测规划。
1975年冬至1976年春，董庄、陈庄两公社动员1.5万人，裁弯取直韦庄水库至林程店、仙家店至泗河两大段。
设计上游河槽底宽80m~100m，下游河槽底宽100m~120m，边坡比为1：
2。
左侧地势较高、无堤；右堤高1.3m，顶宽2.0m，内外边坡均为1：
2。
8000m某河改道，共完成土方19万m3，投工日32万个，使河槽保持顺直，提高了河道抗洪能力。
从1974年董庄公社石泉庄拦截某河潜流，提水灌溉1500亩农田开始，某河两侧丁家庄、大西庄、董庄、朱家洼等相继于上游挖河填土，截取潜流，灌溉附近农田2000亩，取得较好经济效益。
在水利部门的协助下，还在朱家洼、董庄北村、南村和孙家道沟的主要交通路口，兴建漫水桥4座，促进了两岸的经济繁荣的社会交往。
2．2自然概况
2．2．1水文
**市属淮河流域，南四湖水系。
河流多发源于东、北部山区，由东、北流向西南，注入泗河汇入南四湖，属雨源型山溪性河流。
全市共有大小河流14条，总长256.4km，流域面积在100km2以上的河流有4条，流域面积在20-100km2的河流有3条，均为山洪河道类型。
河流流量主要集中在汛期，又以7、8月份最大，其余时期径流量较小，多年平均径流量的70-75%集中在汛期，枯季只占25-30%。
目前某河上游共建有大、小型水库30座，其中小
（一）型水库5座，小
（二）型水库25座，另建有塘坝118座。
由于上游拦蓄提引工程的兴建，河道径流量减少，河道的断流期越来越长，
2．2．2气象
**市属于暖温带季风大陆性气候，四季分明，其特点是春季多风，雨少易旱，夏季湿热，多雨易涝；秋季天高气爽，旱涝相间；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。
多年平均气温13.6℃，极端最高气温40.3℃，极端最低气温-18℃，无霜期平均199天，年平均降雨量695.4mm，各季降雨量很不均匀，夏季（6~9月）最多，平均500mm，占全年降雨量的72%；冬季（12~1月）最少，仅占全年降雨量的4%，水资源量受降雨影响年际变化较大，偏丰年与枯水年相差3.5倍；年均日照时数2478.3h，多年平均空气相对湿度为68%，多年平均水面蒸发量1033.9mm，该区属华北季风区，夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，多年平均风速2.6m/s，最大积雪厚度14cm，最大冻土厚度38cm，最大结冰厚度20cm。
2．2．3地形地貌及地质构造
**市位于鲁中山区的边缘，属泰沂冲积扇的中上部。
东南北三面环山，地形特征是：
东高西低，北高南低，东部和南部多为水成岩，以石灰岩为主，火成岩呈点片分布，北部多为火成岩以片麻岩、花岗岩为主。
地层从老到新主要有：
太古界前震旦系，元古界震旦系，下古生界寒武系、奥陶系，上古生界石炭2叠系，中生界侏罗系，新生界第三、第四系。
东部最高地面高程334m，西部最低地面高程50.6m，相对高差273.4m，从东北到西南长39km，自然坡降为1/650。
全市最高点在与**地区交界的凤凰山，顶峰高程548.1m，最低点在陵城镇西程庄一带，地面高程50m，南北相对高差为498.1m。
中部为泗、某河的冲积平原，市区中心地面高程60.5m，大部分地面高程55～100m之间。
项目区位于**市北部，地貌类型为山前冲积平原。
工程区域内的第四纪全新统土层广泛分布，受某河改道、局部地层砂层透镜体分布较多，受断层影响，第三系红色泥岩和奥陶系角砾岩、灰岩在底部广泛分布，其中第三系红色泥岩埋藏深度在50m以下，厚度较大，约在80-200m之间。
2．2．4水文地质
项目区属山前冲积平原，第四系松散堆积物较厚，发育有较好的含水砂层，地下水主要为第四系松散层孔隙裂隙水。
含水层岩性主要为细、中粗砂层、壤土夹姜石层，含水层以中粗砂为主，并含有较多的砾石，透水性强，给水度大，按埋藏条件可分为上层滞水、潜水；按含水层性质可分为孔隙水、裂隙水。
平原地区多为潜水。
本项目区地下水经水样分析结果，其矿化度为0.474克/升，PH值7.4，游离CO24.22毫克/升，依据《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ21－77）环境水对砼的侵蚀性的判定方法及标准，项目区内地下水对砼无侵蚀性。
2．3社会经济概况
**市总耕地面积64.29万亩，其中粮食作物种植44.6万亩，占总耕地面积的69.3%，棉花等经济类作物种植19.69万亩，占总耕地面积的30.7%。
2007年**市国内生产总值180.6亿元，三产业比例为7.7∶46.7∶45.6，其中：
第一产业13.90亿元，第二产业84.34亿元，第三产业82.35亿元。
全社会固定资产投资42.83亿元，社会消费品零售总额58.2亿元。
全市财政总收入11.8亿元，其中地方财政收入7.71亿元。
城镇居民收入9677元，农民人均纯收入5443元。
工程项目区涉及王庄、董庄2个乡镇62个行政村，总人口11.87万人。
耕地面积为19.59万亩，人均耕地面积1.65亩。
灌区经济以农业为主，主要粮食作物是小麦和玉米，经济作物有棉花、蔬菜等，复种指数为1.80，2007年粮食总产量为9819.2万公斤。
2．4灾害程度及成因分析
2．4．1灾害程度
某河作为季节性山洪河道，源短流急，因其堤防工程修筑于1975年，经过33年的运行，部分堤段堤防残缺不全，防洪标准低；又因常年失修，且河道障碍较多，主河槽淤积严重。
目前某河防洪标准已不足5年一遇，排涝标准不足3年，已无力承受正常年份的泄洪量，每年都有大量水资源白白流失，造成水资源浪费。
干旱季节，地下水位急剧下降，农田灌溉用水量不足，农作物产量低而不稳，社会综合效益差，严重阻碍了农业产业结构调整，制约了某河两岸农业生产发展和人民生活水平的改善，某河地表水资源利用率仅为11%。
汛期更是多次洪水漫溢，冲毁堤防、桥涵、农田。
某河目前的工程现状已极不适应当地社会与经济发展。
2．4．2成因分析
一、河床抬升、河道纵比降变缓。
某河堤防工程自1975年发挥效益以来，下游累积淤积泥沙约250万m3，大量的泥沙淤积造成某河下游河床大幅度抬升，2007年汛前下游河床平均高程分别较1957年抬升1～2m，某河河段洪水位比降、全断面平均河床比降由于泥沙淤积量的增加河床比降已达到0.0058，为建国以来最小值。
出现这一情况的原因，主要是某河下游段淤积比上游段严重的结果。
河道比降的变缓，致使洪水演进速度缓慢，历时变长。
二、主河槽萎缩，河槽过洪能力小。
现状防洪标准不足5年一遇。
由于主河槽过洪能力减小和河道比降减缓的影响，20世纪90年代初以来洪水期同流量断面平均流速不断减小。
2．5河流现状及已有防洪工程情况
某河作为泗河的一级支流，流域总面积208km2，属于较大的季节性山洪河道。
某河自发挥工程效益以来，一直承担着正常年份的泄洪，但由于堤防修筑于1975年，因常年失修，主河槽淤积严重，且河道障碍较多，部分堤段堤防残缺不全，汛期洪水多次漫溢，冲毁堤防、桥涵、农田，现状防洪能力标准低，防洪标准已不足5年一遇，特别是下游其防洪能力更差。
某河工程现状已极不适应当地社会与经济的发展要求。
2．6存在问题及主要经验教训
经过多年的连续治理，某河在遭遇到近年较大的洪涝灾害时，某河工程在抗灾减灾发方面挥了重要的作用，但从总体来看某河的河道淤积比较严重、防洪标准较低、建筑物不配套等问题以及因洪致涝的矛盾仍十分突出，主要表现在：
一是防洪基础设施较为薄弱，河道萎缩严重。
某河属较大的季节性山洪河道，河流流域面积较大，上游来水量大。
随着经济的发展，一方面不合理的采砂以及拦河设障、向河道倾倒垃圾、违章建筑等侵占河道的现象日渐增多，加之某河上游水土流失日益严重，下泄泥沙增多，多年来一直未实施彻底清淤，致使河床抬高，河道萎缩严重，行洪能力逐步降低；另一方面修建于1975年的堤防，常年失修，部分堤段的堤防早已残缺不全，甚至处于不设防状态，每逢汛期，河水因洪致涝、因涝成灾的现象时有发生。
二是投入严重不足，问题日益突出。
长期以来，某河的治理缺乏投资机制和渠道，治理资金严重不足。
特别是近年来，有关“两工”政策取消，群众投劳农田水利投入机制和组织方式发生了很大变化，难以组织群众投工投劳，某河沿岸大部分河段基本处于不设防状态，对某河治理的投入日趋减少，导致了某河目前面临的防洪和排涝问题日益突出。
三是工程管理不到位，养护工作跟不上。
自某河工程建成已来，**市一直未设立管理单位，工程管理一直是影响某河长期发挥效益的薄弱环节。
管理的滞后性在很大程度上缩短了河道运行寿命，加快了工程老化速度，影响了防洪能力。
河道功能不仅仅是水利要求的泄洪、行洪和乡村建设要求的景观性，它还是乡村地下水源的重要补给。
生态化建设的根本是我们乡村依托的生态环境，而环境的根本就是水。
水生态是生态环境的生命之源，没有水的生态，所谓生态环境只是无源之水，无本之木。
河道是水生态环境的重要载体，河道整治要从生态、经济、人文、社会效应和全面建设小康社会等多方面来考虑，既要恢复自然河道的功能，又要满足人类依赖生存的要求，以“回归自然”与“以人为本”相结合为河道治理思路。
“回归自然”是恢复河道原有的自然功能，满足行洪、蓄水、水生态等要求，具有水资源可持续发展的特性；“以人为本”是满足人类活动的需求，处理好人水和谐相处的环境，具有亲水、安全的特性。
2．7规划及前期工作状况
本次某河近期治理建设规划是在前几次治理的基础上对某河从总体上进行治理工程规划，以满足乡村发展及防洪排涝的需要。
3近期治理的重点
3．1基本思路
从某河现状出发，结合**市今后的发展实际，在学习借鉴先进地区河流成功治理经验的基础上，认真分析某河目前存在的突出问题，提出了某河近期治理建设的基本思路是：
以科学发展观为指导，以《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国环境保护法》为依据，按照“政府组织、属地负责，乡村企联动、群众参与，因地制宜、全面推进”的思路，坚持“谁设障、谁清除，谁污染、谁治理”的原则，以防洪排涝为中心，以河道整治、堤防加固、险工护岸为重点，建设与管理并重，全力推进河道综合治理工作。
力争3年内完成某河的整治工作，实现某河水变清、两岸绿树成荫的目标。
3．2确定依据和理由
3．2．1设计洪水计算
本工程位于某河入泗河口以上，设计洪水按20年一遇进行设计，50年一遇洪水进行校核。
一、设计暴雨
查用1978年全国拼图成果，该流域多年平均24h降雨量
24=100mm，cv=0.6，cs=3.5cv。
皮尔逊Ⅲ型曲线1/5的变率kp=1.35；1/20的变率kp=2.20。
1、点雨量计算
不同频率一日、三日点雨量计算
1/5一日点雨量121.5mm
三日点雨量168.93mm
1/20一日点雨量198mm
三日点雨量275.3mm
2、面雨量计算
根据设计断面以上流域面积查《山东省水文图集》“山东省暴雨点面雨量换算系数表”，求得点面折减系数，乘点雨量，可求出某河入泗河口设计断面以上总流域面积的一日、三日的面雨量见表3-1
表3-1设计断面一日、三日面雨量成果表
断面
流域面积
（km2）
折减系数
1/5
1/20
一日
三日
点雨121.5
一日
点雨168.93三日
点雨198
一日
点雨275.3三日
某河入泗河口
208
0.97554
0.98277
118.53
166.02
193.16
270.56
3、净雨计算
某河入泗河口断面以上区间流域面积为山丘区和平原区的混合区，其混合区的净雨深计算：
K值计算见表3-2。
表3-2k值计算表
断面
区间面积（km2）
其中平原面积（km2）
平原面积占（%）
K
某河入泗河口
172.3
86.15
50
0.3
平原面积占全面积大于20%，从所在地区线号查出R山、R平，用系数k，算出R混。
根据《山东省水文图集》，“山东省暴雨径流关系使用范围表”，南四湖湖东区小于300km2的山丘区使用4号线，Pa=40mm；平原区使用12号线，Pa=50mm。
因此，查图集《山东省暴雨径流关系表》，可计算出该断面的R混值。
根据上式和山东水文图集《山东省暴雨径流关系表》，求出三日净雨深、一日净雨深。
根据以上方法计算的净雨成果见表3-3。
表3-3净雨成果表
断面
项目
1/5
1/20
一日
三日
一日
三日
某河入泗河口
区间
84.2
153.5
117.9
215.0
4、净雨分配
净雨分配按湖东规划分析的雨型，选用6h降雨时段，径流过程再叠加后得设计洪水过程洪峰流量，6h降雨设计雨型采用《南四湖湖东地区设计洪水计算方法》的雨型，最大一天暴雨产生在第三天，最大6h降雨量在第三天的第一时段，雨量为最大一天的70%，各时段分配的雨型见表3-4、3-5。
表3-4
日次
1
2
3
时段次
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
雨量分配
0
0
0
1-2（R3-R1）
0
0
0
1-2（R3-R1）
0
0
0
1-2（R3-R1）
表3-5各时段分配的净雨量
频率
日次
时段次
项目
断面
1/5
1/20
1
2
3
1
2
3
4
4
1
2
4
4
1
2
某河入泗河口
区间
16.86
16.86
58.92
25.25
30.75
30.75
107.43
46.04
二、设计洪水过程计算
1、洪峰流量计算
各时段的洪峰流量计算成果见表3-6。
表3-6各时段洪峰流量计算表
频率
日次
时段次
项目
断面
1/5
1/20
1
2
3
1
2
3
4
4
1
2
4
4
1
2
某河入泗河口
区间
530.9
530.9
1765.5
755.4
668.1
668.1
2216.2
949.5
2、径流历时
各断面径流历及主支坡度见表3-7。
表3-7各断面径流历及主支坡度表
断面
流域面积
主支坡度
径流历时
（km2）
S主支
（h）
某河入泗河口
172.3
0.0058
16
3、径流过程
根据历时T，按湖东水文计算方法，选用相应的概化过程线，再根据各时段的洪峰流量计算相应的洪水过程，各时段的洪水过程线同时叠加，即得该断面的洪水过程，其结果见表3-8、3-9。
表3-8某河入泗河口断面径流过程计算成果表
时间
1/5
1/20
时间
1/5
1/20
1.18
0.00
0.00
8
610.12
1112.50
20
18.34
33.44
10
614.02
1119.68
22
50.13
91.41
12
545.68
995.00
24
111.27
202.89
14
462.36
843.07
2.2
152.23
277.58
16
382.70
697.82
4
141.84
258.63
18
278.02
506.95
6
99.04
180.60
20
188.61
343.91
8
59.91
109.25
22
139.02
253.48
10
43.41
79.15
24
106.05
193.38
12
33.01
60.20
4.2
80.42
146.63
14
25.07
45.71
4
60.12
109.62
16
18.65
34.00
6
43.94
80.13
18
14.37
26.20
8
28.68
52.30
20
23.54
42.92
10
17.55
31.99
22
59.00
107.58
12
9.61
17.53
24
117.69
214.60
14
5.04
9.18
3.2
198.32
361.62
16
1.83
3.34
4
318.22
580.25
18
0.00
0.00
6
487.32
889.49
表3-9某河入泗河口断面洪峰流量成果表
断面
频率
某河入泗河口设计流量（m3/s）
1/5
614
1/20
1120
3．2．2堤顶高程的确定
根据《堤防工程设计规范》规定，设计堤顶高程按二十年一遇设计洪水位加堤顶超高确定。
一、堤顶超高确定
坝顶超高按《堤防工程设计规范》中式（6.3.1）确定：
Y=R+e+A（3—5）
式中：
Y—堤顶超高（m）；
R—设计波浪爬高（m）；
e—设计风雍增水高度（m）；
A—安全加高（m）。
1、波浪爬高计算
（1）平均波高和波周期计算
平均波高和波周期采用莆田实验站公式计算：
（3—6）
（3—7）
式中：
—平均波高，m；
—平均波周期，s；
V—计算风速，m/s；为
F—风区长度；采用等效风区长度计算，F=220m。
d—水域的平均水深（m）；取4m。
g—重力加速度，取g=9.81m/s2。
经计算：
=0.29m
=2.41。
（2）平均波长计算
（3—8）
式中：
L—平均波长,m；
经计算：
L=8.82m。
（3）最大波浪爬高计算
（3—9）
式中：
RP—累计频率为P的波浪爬高（m）；
K△—斜坡的糙率及渗透系数，按《堤防工程设计规范》表C.3.1-1，K△取0.85；
Kv—经验系数，按《堤防工程设计规范》表由
=4.15，查《堤防工程设计规范》表C.3.1-2,KV取1.28；
Kp—爬高频率换算系数，按《堤防工程设计规范》表C.3.1-3，Kp取2.07；
m—单坡的坡度系数，m=3；
经计算：
=0.69m。
2、风壅水面高度计算
计算公式：
（3—10）
式中：
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；
β—风向与垂直于堤轴线的法线夹角，取0°。
经计算：
=0.01m。
3、堤顶安全加高
某河堤防工程级别为3级，按《堤防工程设计规范》规定，安全加高取0.6m。
4、堤顶超高
Y＝Rp+e+A＝1.3m（3—11）
考虑到某河堤防的远期治理，确定某河超高1.5m。
二、堤顶高程的确定
堤顶高程的确定方法：
（1）现状堤顶高程低于设计堤顶高程，采用本次设计堤顶高程，即二十年一遇设计洪水位加堤顶超高。
（2）现状堤顶高程高于设计堤顶高程，本次设计采取在现状堤顶清基后加宽至设计断面，设计堤顶高程为原堤顶高程减去清基厚度0.3m。
新筑堤防堤顶高程见表3—10。
表3—10某河近期治理建设规划设计成果表
桩号
原河底高程（米）
原左岸堤顶高程（米）
原右岸堤顶高程（米）
设计河底高程（米）
设计堤顶高程（米）
设计水面线（米）
0+000
67.40
69.50
72.00
67.40
71.70
70.70
0+380
68.00
71.80
71.80
67.71
71.80
70.80
0+680
68.40
72.30
72.00
67.96
71.87
70.87
0+930
69.30
72.55
73.20
68.17
71.94
70.94
1+230
68.20
70.60
71.80
68.41
72.01
71.01
1+580
68.90
71.40
71.80
68.70
72.10
71.10
1+880
68.90
72.90
73.80
68.90
72.40
71.65
2+180
69.40
73.85
73.80
68.40
72.90
72.20
2+480
69.90
72.90
73.20
69.90
73.30
72.75
2+780
70.20
72.90
72.80
70.30
73.70
73.30
3+080
70.80
73.60
75.40
70.70
74.20
73.85
3+380
71.30
73.90
75.20
71.30
74.80
74.
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