河闸枢纽修复工程可行性分析报告.docx

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河闸枢纽修复工程可行性分析报告

河闸枢纽修复工程可行性分析报告

一、综合说明

1.1绪言

1.1.1工程位置

克孜尔河引水枢纽位于**县克孜尔河中下游，克孜尔乡一大队偏东大约一公里河道处，距**县城68km，距克孜尔水库26km。

该枢纽工程是克孜尔水库移民搬迁的主要项目之一。

主要是为了解决克孜尔乡、克孜尔水库移民区和赛里木乡的农业灌溉和人畜饮水问题。

根据86年6月14日自治区水利厅新水总办字（86）032号文“关于《克孜尔水库淹没移民区引水规划设计任务书》的批复”，同意在克孜尔河修建一座永久性引水渠首，并沿灌区修建一条长17公里的引水干渠。

克孜尔干渠已于90年竣工。

克孜尔河灌区水土资源十分丰富，是一个自然条件较为理想的农业耕作区。

灌区现有克孜尔乡13个大队和赛里木乡部分农田、草场。

灌区现有灌溉面积4万余亩，规划发展为8.5万亩。

随着灌区内部配套工程的完善,渠道防渗措施的实施,灌溉方法的改进,管理水平的提高,灌溉定额的逐渐下降,灌区还可发展灌溉面积6.0万亩.

2002年7月23日，克孜尔河发生特大洪水，最大洪峰流量达1520m3/s,（设计流量Q=580m3/s）超设计流量940m3/s，致使闸枢纽上下游导流堤、护岸冲毁，河流主河床方向改变。

为了保证灌区的农业生产、生活需要，应尽快恢复水毁工程。

1.1.2工程现状及存在的主要问题

1、工程现状

克孜尔河是该灌区的重要水源，现有克孜尔河引水工程为拦河式闸枢纽，拦河闸由左、右底栏栅进水闸，右岸进水渠道和克孜尔干渠进水闸及冲砂闸，左岸干渠进水闸和冲砂闸，中间4×8.0m的泄洪冲砂闸,上下游导流堤、护岸等部分组成。

2002年7月23日，克孜尔河发生特大洪水，最大洪峰达1520m3/s,致使枢纽的上下游整治段、导流堤及左岸进水闸已大部分被冲毁,右岸克孜尔干渠引水困难。

2、工程存在的主要问题

该工程建于1995年，由于受当时条件所限，水文资料系列较短，规划设计不尽合理，建设标准偏低，闸枢纽行洪能力不足，致使“大洪水大灾，小洪水小灾”，人民群众生命财产安全得不到确实保证。

1.1.3工程建设的必要性和可行性

克孜尔河灌区是典型的灌溉农业，克孜尔河是灌区目前唯一的水源，引水枢纽工程是灌区赖以生存与发展的生命线。

工程修复后有以下的显著效益：

⑴灌区是**县的重要农业区，有着得天独厚的发展农业的条件，工程修复后，不但可满足灌区目前农业需要，还为灌区今后的发展创造了条件。

⑵可大大提高灌溉保证率，为农业高产、稳产创造必要条件。

⑶可大大减少河道泥沙进入干渠，提高引水质量，保证灌区按需取水。

⑷工程修复有利于发展生产，提高人民生活水平，使人民安居乐业，加强民族团结，有利于稳定边疆地区。

1.1.4编制依据

1.《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000

2.《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021—93

3.《水闸设计规范》SL265—2001

4.《水利水电工程钢闸门设计规范》DL/T5039—95

5.《水工建筑物抗震设计规范》SDJ10—78

1.2水文气象

1.2.1气象

克孜尔河位于天山南坡，整个河床自上而下的特性为气温逐渐升高，降水量减少，蒸发量增大。

冬季严寒，夏季气温比平原地区偏低。

1.气温：

历年平均气温7.40C，历年最低气温-32.00C

2.降雨:

历年平均降雨量88.32mm,历年最高月雨量54.2mm（1971年7月）

3.风速:

历年平均风速1.0m/s,最大风速22m/s

4.风向:

历年最多大风向SE

5.冻土深度:

最大冻土深度89cm

6.积雪深度:

最大积雪深度41cm

1.2.2水文

1、克孜尔河引水枢纽上游13公里处设有克孜尔河水文站,此站有1959年—2001年的水文资料,从这43年的水文资料分析得出：

克孜尔河多年平均径流量3.14亿m3，多年平均流量9.757m3/s，实测最大流量1520m3/s（2002年7月23日），最小流量0.76立方米/秒（1961年2月18日）。

2、径流补给：

以冰雪融水及降雨为主，年均径流量3.14亿m3，径流量年内分配极不均匀，夏季水量占全年水量60%以上，而春季仅占全年15%左右，径流分配不均是造成该灌区春旱夏洪的根本原因。

3、洪水成因：

克孜尔河常年以天山融雪水为主，洪水以暴雨和消冰融雪水迭加形成混合型洪水为主。

洪水多发生在6~8月，洪峰峰型尖、历时短，有时为单峰型，有时为双峰型。

4、泥沙：

根据克孜尔河水文站10年实测悬移质泥沙资料计算结果，该河河水多年平均含沙量3.52kg/m3,实测月平均最大含沙量3.52kg/m3,输沙量102.39万吨/年,推移质9.29万吨/年.

5、冰情：

克孜尔河11月开始流冰封冻，封冻期最大冰厚0.8m,次年2月解冻,水温在00C以下天数约100天。

1.3工程地质

1、概况

克孜尔河位于**县东北部，东经82°-83°,北纬41.7°-42.6°的天山南麓,**盆地东南边缘的山前洪冲积平原前缘地带，克孜尔河属渭干河水系支流,发源于天山山脉的哈尔克它乌山汗腾格里峰的冰大板.克孜尔河北高南低,从西北向东南以10°—15°的坡度倾斜,河道纵坡约1/100左右,河床为第四纪砂砾石覆盖层。

2、工程地质

克孜尔河闸枢纽修复工程位于克孜尔河下游山区丘陵的边缘，地势较平坦，河床开阔，上游左右岸呈一级对称阶地，河床左岸平坦，右岸有一阶坎，高出河床约8m。

河床右高左低，河道主槽位于右岸，在主槽左侧约150m处还有一条付河槽。

1985年，由阿克苏地区水利水电设计院对工程所在区域进行了地质勘探。

探孔结果为:

3.5m深度内以直径10-30cm卵石为主,最大直径约60cm,中间填充小碎石及中粗砂，3.5-15.2m范围内以直径3-8cm砂砾石为主，很少有大卵石出现,并含有0.3-1.5cm直径小碎石及中粗砂，夹有粘性土，在闸址河床上、下游有充足的沙石骨料。

因河床是偏粗的砂砾石覆盖层，经过土工试验，颗粒分析属于不良级配，地下水渗透量大，K=50米/昼夜。

本区地震裂度为7-8度。

地震动峰值加速度0.15g，地震动反应谱特征周期0.4s。

1.4工程任务和规模

1.4.1灌区自然社经概况

克孜尔灌区是**县开发较早的老灌区，灌区水资源充足，土壤肥沃，自然条件优越，适宜发展粮、油、牧、林多种生产,是**县粮油生产的重要基地。

1.4.2工程任务和规模

克孜尔河渠首工程的首要任是确保灌区灌溉用水和人畜用水。

工程修复后可改善引水条件，增加引水量，提高灌溉保证率，减少泥沙进入灌溉渠道，方便管理，同时有效保证枢纽及下游人民群众的生命安全，大力促进灌区水资源的可持续开发和利用。

2003年1月初，由我院组织专家、主要技术人员召开克孜尔河渠首方案论证会，确定了克孜尔河渠首的洪水规模1233m3/s，保持原设计右岸引水流量8.0m3/s，加大引水10.0m3/s，左岸引水流量2.0m3/s。

1.5工程布置及建筑物

1.5.1工程等级及建筑物级别

根据规范《水利水电工程等级划分及设计标准》SL252—2000规定，过闸流量1233m3/s,该工程应属二等大

（2）型。

永久性建筑物防洪设计标准为：

正常洪水标准重现期30-50年，其相应设计洪水流量为1233m3/s（保证率P=3.3%）。

校核洪水重现期100-200年，相应降低取100年，校核洪水流量1840m3/s。

1.5.2工程布置

1、工程方案选择

经方案比较：

（1）拦河闸和溃坝结合方案：

在原闸枢纽左岸扩建4孔×8.0m泄洪,使过闸流量达到Q=1233m3/s（三十年一遇）,上游120米处修建一长70米的溃坝，高度4.5m,用于渲泄超设计洪水。

拦河闸保证一般正常洪水可安全通过，特大洪水则需要靠溃坝泄洪。

此方案可有效的减少投资。

（2）拦河闸方案：

在原闸址处，利用原闸枢纽，在左岸扩建6孔泄洪，重新修建左岸进水口，增大泄洪能力。

扩建拦河闸工程量较大，工程造价较高。

同时由于引水比较小，工程建成后，效益不是十分明显，但维修费用较低，安全有较大保证。

（3）溃坝方案：

在原闸址左岸上游200米处，修建一长120m的溃坝，溃坝分成3段，每段长40m，溃坝下游右岸堤坝浆砌块石护砌。

当洪水超原闸枢纽设计流量580m3/s时，溃坝开始溃决。

本方案保证率较低，溃坝被冲毁机率较大，因此维修费用也较大。

故推荐方案

（1）拦河闸+溃坝方案

2、工程型式与布置

克孜尔河具有洪水流速大，洪水历时短，来势较猛，且夹砂量大，故设计时须特别重视排砂效果。

本工程位于河流主河道，拦河闸左、右侧底栏栅引水，中间冲砂、泄洪。

进水闸前设г型导砂坎，高度1.5m。

闸上带宽3.5m交通桥。

1.6电工及金属结构

1.6.1电工

本工程负荷主要是闸门启闭机和照明及管理用电,负荷不大。

现须新增100KVA变压器一台，线路约1.5公里须更新,工程改建后负荷增加主要为启闭机增加所致。

施工用电主要是搅拌机、振动棒及打夯机。

1.6.2金属结构

本工程的金属结构主要为钢闸门以及相应的门槽埋件和起吊设备等组成。

1.7施工组织

1.7.1施工条件

本工程施工条件较好，交通、用水、用电均十分方便，工程以砼、浆砌卵石、土方为主，砼施工亦属常规施工。

枢纽主体工程位于主河槽，施工场地开阔，有利于施工及临时设施的布置。

从工程所在地通过1.5km的简易便道于黑英山的农村公路相连接,经8.5km路程于拜库公路相交,距**县68km。

本工程所须钢材、木材、水泥由阿克苏拉运，运距240KM，砼骨料就地取材，其中砂子由**县砂石料场拉运。

施工用电已架设220V线路至工程所在地。

每年11月—翌年3月为封冻期，每年10月—翌年5月为枯水期，大洪水多发生在7月—8月，历时2-3天。

1.7.2施工导流与基坑排水

导流工程为临时性Ⅳ级建筑物，根据主体建筑物在2003年6月底前完工，达到主体工程闸枢纽可开闸安全泄洪的要求，施工导流堤设计标准采用克孜尔河水文分析结果P=10%的洪水Q=647m3/s。

导流采取围堰挡水明渠导流的方式。

导流渠利用闸枢纽左侧原付河槽，修建导流堤长度约200m，导流堤顶宽3.0m,顶高程1250.0进口位于基坑上游围堰上方，用块石铅丝笼防护。

为保证大洪水时能顺利通过,提高导流堤防洪能力,须对付河槽进行局部整治、疏导。

基坑排水采用排水沟明排与集水坑结合，抽水排入下游河道。

1.7.3主体工程施工及场地布置

土石方工程：

包括上下游导流堤填筑、碾压，闸枢纽基础开挖，付河槽疏导等，以机械施工为主。

干砌、浆砌块石工程：

包括上下游河道整治工程，拦河闸闸室、铺盖、护坦、消能段等工程，施工以人工为主，砌石砂浆、细石砼由机械集中拌和。

闸墩钢筋混凝土工程：

为半机械化施工。

机械拌和振捣，人工运输都属一般常规施工。

施工时应确保闸门埋件位置正确和面流消能下深齿墙两测回填质量。

施工场地布置于闸枢纽左侧滩地上，并应布置在高程1249.5m（此高程为2003年元月初实测最高洪水位）以上,以满足渡汛洪水位的要求。

砼拌和站设2台0.3m3搅拌机。

水泥库房、砼骨料场，钢筋加工场地均布置于左侧滩地高处。

施工人员驻地布置于原水闸管理所附近。

1.7.4施工期及施工进度

本工程施工期一年，自2003年3月开始，2003年3月底全部竣工，历时12个月。

为保证安全渡汛，6月上旬基本完成主体工程的水下部分，达到安全简易渡汛要求。

施工进度安排：

以泄洪闸、施工导流堤为重点，集中力量施工，争取5月底前完成水下部分，力求汛期可安全泄洪。

其次，以上游左侧导流堤，进水闸上游挡土墙、底板、进水闸为主，应在7月初完工，其它项目作为调剂，可在施工强度相对较弱时完成。

1.8工程占地

本工程系在原有闸枢纽的基础上修复水毁工程，同时扩建闸枢纽，提高过洪能力。

且工程均在**县所属辖区，不存在占用土地补偿等问题。

1.9环境影