县城水系建设工程初步设计 终稿.docx
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县城水系建设工程初步设计终稿
前言
清徐县位于山西省中部，太原市南端。
四周与榆次市（东）、太谷县（东南）、祁县（南）、文水县（西南）、交城县（西）、古交市（西北）、太原市小店和晋源两区（北）接壤。
县城清源镇距省会太原35公里。
清徐县素有“葡乡醋乡鱼米之乡，泉城湖城文化古城”之美称，改革开放以来，城镇建设取得了前所未有的成就，特别是建设部将清徐县列为全国乡村城市化试点县，这为清徐县城的发展提供了新的机遇。
但由于经济的发展给城市带来了一些负面的影响，特别是县城水系污染较重，生态环境遭到了一定程度的破坏，威胁到了居民的生活质量和身体健康。
按照县城总体规划和清徐县建设生态示范县规划的要求，清徐县将对县城现有的白石河、东湖、七莲池进行综合治理。
鉴于以上情况，清徐县住房和城乡建设局委托我院进行清徐县县城水系建设工程初步设计。
我院设计人员根据省发改委批复的《清徐县县城水系建设工程可行性研究报告》，经现场认真踏勘，收集了大量详实的资料，在清徐县有关部门的大力协助下，编制了本工程设计。
1概述
1.1设计依据
1.1.1有关文件
1、《清徐县县城水系建设工程可行性研究报告》，山西省城乡规划设计研究院，2009；
2、山西小城镇发展中心编制的《清徐县县城总体规划》（2002—2020）；
3、《清徐县水系规划》；
4、其他相关技术规范；
5、《关于清徐县县城水系建设工程可行性研究报告的批复》主要内容如下：
（1）建设工程包括：
白石河城区段蓄水工程，东湖、七莲池整治及水系连通工程；白石河城区段景观工程、东湖（环东湖地区及北岸地区）七莲池周边地区景观工程。
（2）项目总投资15752.28万元，其中蓄水和水系连通工程投资1466.49万元，景观工程投资11859.9万元。
投资总额中，工程投资13326.39万元，移民安置费用1667.79万元，机构能力建设费用210万元，建设期贷款利息548.1万元。
总投资中，亚行贷款1160万美元（折合人民币8120万元），国内配套资金7632.28万元，由清徐县财政筹措解决。
1.1.2基础资料
1、场地1:
1000地形图；
2、园林绿化树种；
3、工程地质勘探报告。
1.1.3采用的主要标准及规范
（1）《防洪标准》（GB50201-94）；
（2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
（3）《水工建筑物荷载设计规范》（DL/T5077-97）
（4）《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5077-97）
（5）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；
（6）《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；
（7）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
（8）《泵站设计规范》（GB/T50265-2001）；
（9）《水工挡土墙设计规范》（SL379－2007）；
（10）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
（11）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；
（12）《给水排水工程水池结构设计规范》（CECS138:
2002）；
（13）《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-98）；
（14）《渠道防渗工程技术规范》（SL18-2004）；
（15）《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T5353-2006）；
（16）《堤防工程施工规范》（SL260-98）；
（17）《聚乙烯土工膜防渗工程技术规范》（SL/T231-98）；
（18）《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）；
（19）《砌体工程施工及验收规范》（GB50203-98）；
（20）《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）；
（21）《水利水电建设工程验收规程》（SL223-1999）；
（22）《堤防工程施工质量评定与验收规程（试行）》（SL239-1999）;
（23）《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）；
（24）《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；
（25）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》；
（26）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
（27）《水利水电工程施工质量评定规程》（SL176-96）；
（28）《室外给水设计规范》GB50013-2006；
（29）《室外排水设计规范》GB50014-2006；
（30）《供配电系统设计规范》（GB50052－95）；
（31）《低压配电设计规范》（GB50054－95）。
1.2设计原则
1、严格执行国家有关设计规范；
2、贯彻节能减排方针，选用节能设备，尽量降低运行费用；
3、科学合理规划设计县城白石河水利工程和白石河两岸、东湖及莲花池水系景观工程，以提高县城水系防洪能力，改善县城水系环境，充分发挥其生态、社会效益；
4、设计中充分考虑城市的防洪，治理后河道的行洪能力超过原河道行洪，且不低于《防洪标准》。
5、适地适树原则，选择绿化树种应能适应当地土壤环境。
6、以经济、实用、美观为原则，选用当地建材和苗木，尽量降低工程造价。
7、在不断总结科研和生产实践经验的基础上，积极采用经过鉴定的、行之有效的新技术、新工艺、新材料、新设备。
1.3设计范围、内容
本项目设计内容从工程类别分主要包括水利建设工程和水系景观建设工程两大部分。
其中：
水利建设工程包括白石河蓄水建设工程、东湖、七莲池扩建工程以及水系连通工程；水系景观建设工程包括白石河滨水景观带的建设工程、东湖周边以及北岸地区景观建设工程、七莲池景观建设工程。
1.3.1水利工程
主要包括两部分：
1、白石河蓄水建设工程
即在已建工程的基础上向东西延伸，在白石河已建四座拦河闸的基础上新增二座拦河闸，分别布置于白石河已建工程的上下游，治理河道长度为3.503km。
过水标准达到五十年一遇洪水标准280m3/s，使治理段的过洪能力大大高于治理以前的过洪能力。
工程内容包括：
县城水系河道整治、主河槽堤防工程、挡水工程，蓄水段防渗工程等。
初步设计的主要工作：
（1）进行县城水系水利工程总平面布置，结合水力学计算，完成冶理工程的纵、横断面设计；
（2）确定挡水坝型式，进行蓄水段的布置等内容的设计。
（3）确定河岸护坡、挡墙的平面布置、竖向设计、定位放线及相关详细做法；
2、东湖、七莲池扩建工程以及水系连通工程
东湖扩建工程内容主要包括：
新建水面面积1.82公顷，新建湖堤、岸线1578米，填挖方工程62.5万方。
其中，湖堤岸线采用生态护堤的方式处理。
七莲池扩建工程主要包括：
对现有莲池清淤，修复水岸岸线1650米，连通七莲池与东湖，七莲池的填挖方工程量为5.2万立方。
水系联通重点是将清泉湖与东湖及七莲池相连通，利用它们之间地形及蓄水位的高差，通过工程措施实现各湖之间水量的互补，从而使它们都能在正常蓄水位下运行。
1.3.2水系景观工程
主要包括三部分：
1、白石河滨水景观带的建设工程
指沿白石河形成的滨水景观带。
西起白石河沟口的八一路，东至滨河西路。
总用地为50.92公顷，其中水面面积为28.8公顷。
景观区东西全长为5500米，南北平均宽为120米。
其要改造建设的面积为10.67公顷，还包括对新的蓄水段的规划滨河两路之间的区域进行绿化美化，面积为7.89公顷。
形成城市一条重要的河流景观廊道。
2、东湖周边以及北岸地区景观建设工程
主要包括环东湖周边地区以及东湖北岸地区。
东湖周边地区目前大部分已经建成，本次景观建设范围主要对西部的增加和改造，同时增加北岸地区的绿化景观，通过景观绿化的增加，加强了城市核心景观区的建设，该区域集中了老城区、县政府、商业中心等，是展现清徐厚重的历史文化，体现城市历史风貌和标志性景观的主要景观展示区。
东湖北岸地区规划面积为11.2公顷,其中水面面积为1.82公顷，广场1.37公顷，道路0.96公顷，绿化面积为7.05公顷。
3、七莲池景观建设工程
主要是对水利工程建设的五个莲池与现状建筑之间的区域的绿化美化，与五个莲池周边形成的滨水景观区。
也是城市的核心景观区，主要以恢复水面景观为主，并对周边的环境进行整治。
规划面积为8.496公顷，其绿化美化的面积为3.92公顷。
景观工程内容包括规划范围内的滩地绿化、景观绿地、道路等，初步设计的主要工作有：
（1）确定各景点的平面布置、竖向设计、定位放线及相关详细做法；
（2）确定园路平面布置、竖向设计、定位放线及相关详细做法；
（3）确定绿化种植平面布置及定位。
2项目背景
2.1城市概况
2.1.1地理位置
清徐县位于山西省中部，太原市南端。
四周与榆次市（东）、太谷县（东南）、祁县（南）、文水县（西南）、交城县（西）、古交市（西北）、太原市小店和晋源两区（北）接壤。
县城清源镇距省会太原35公里。
县境北起马峪乡安家沟，南至杨房乡韩武堡，南北宽约35.8公里；东自集义乡大常村，西迄东于镇南岭村，东西长约40.5公里。
地理坐标东经112°10′—112°38′，北纬37°28′—37°47′，总面积609.13平方公里。
境内地势西北高、东南低。
西北山区的庙前山为全县最高点，海拔1865米；南部边境柳杜乡常丰村一带为全境最低洼处，海拔753米。
2.1.2自然条件
1、地形地貌
本县地层出露较为单一，山区地表裸露地层主要为二迭系石盒子统和石千峰统的砂岩、页岩，据钻孔揭示，上伏地层有石炭系煤系地层和奥陶系石灰岩地层。
平原地区为太原断陷盆地的一部分，沉积了一整套巨厚新生界地层，其中，第四系厚达410米左右。
全县钻孔揭露的地层由老到新有奥陶系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系。
本县地貌呈西北高东南低地势，由西北而东南，依次分成山区、洪积扇区和冲积平原区三大地貌单元。
山区海拔在800米以上，山势绵延起伏，峰峦不够高峻。
沟壑纵横，山石裸露，荆棘丛生，植被较差。
气候较冷，降水较大，全区总土地面积为238826.86亩，合159.22平方公里，占全县总土地面积的26.2%，包括清源、马峪、东于三个乡镇的56个自然村。
区内有大、小山峰14座，均属吕梁山脉中的连拔山系。
洪积扇区海拔在765-800米之间，全区总面积为107242.68亩，合71.5平方公里，占全县总土地面积的11.7%，包括清源、东于、马峪三个乡镇的27个自然村。
该区向阳背风，阳光充足，地下水丰富。
洪积区上部土壤质地较轻，多为砂土和砂壤，结构松散，透气性好，宜种植葡萄、果树，洪积区下部土壤质地较重，结构较松，宜种植蔬菜。
冲积平原区洪积扇以下皆为平川一级阶地，海拔在750-781米之间，地势平缓，落差不大。
平原东西两面地势较高，海拔780米左右，中部汾河一线较低，最低点在常丰村汾河出境处，海拔753米，东西两面的河流均汇流于中部的汾河内，向南流去。
全区总面积为567620.34亩，合378.41平方公里，占全县总土地面积的62.1%。
包括柳杜、西谷、王答、清源、孟封、徐沟、集义7个乡镇和清源镇的西木庄、陈家庄、罗家庄、小北村等共128个自然村。
2、气候
清徐县属暖温带大陆性气候，春、夏、秋、冬四季分明。
冬季漫长寒冷少雪，春季干旱多风，夏季炎热雨量集中，秋季短暂而天晴气爽。
据本县气象站1960年至1990年的资料，用候（5天为一候）平均气温来区分四季，即候平均气温低于10℃为冬季，高于22℃为夏季，10℃－20℃为春、秋季。
本县的四季时期大体为4月10日到6月5日为春季，共57天；6月6日到8月18日为夏季，共74天；8月19日到10月20日为秋季，共63天；10月21日到4月9日为冬季，共171天。
2.1.3社会经济
2009年全县总人口34.4万人，县城人口为9.3万人，全县国内生产总值完成71.55亿元，第一产业11.61亿元，第二产业40.57亿元，第三产业19.37亿元。
财政收入：
12.46亿元；城市居民人均收入：
14607元；
建成区面积：
10.6km2。
2.2水文
2.2.1县城水资源现状
本县水资源总量，平水年为18356万立方米，丰水年为22049万立方米，中等干旱年为16406万立方米。
多年平均地表径流量平水年为960.1万立方米，中等丰水年为1444.2万立方米，中等干旱年为604万立方米。
地下水总补给量为10394.3万立方米。
2.2.2白石河流域概况
白石河：
源于本县庙前山，流经迎南风、李家楼、仁义、平泉、北营、西关、迎宪等村，由二坝南入汾河，流域面积62.9平方公里，是境内的最大沟河。
长20.08公里，宽60—125米，最大流量136立方米/秒。
冬春无水，夏秋两季常发生洪水，为防洪水灾害，沟口建有拦洪石坝。
白石河支流平时只有季节性的径流汇入汾河，汛期遇暴雨，形成的洪水一般峰高流急，并挟带大量泥沙。
白石河上游核心功能为生态涵养。
白石河下游核心功能为河道行洪，同时具有景观游憩功能和生态调节功能。
2.2.2.1洪峰流量经验公式计算洪水
白石河流域没有水文测站，属于无资料地区。
洪水计算采用《山西省暴雨洪水计算实用手册》（1991年6月）洪峰流量经验公式：
Qp=CpH1,pf0.3FN
式中：
Qp——设计频率洪峰流量（m3/s）；
H1，p——设计流域形心处，设计频率一小时点雨量（mm）；
F——计算断面控制流域面积（km2）；
N——综合面积指数，由下面的指数式求得：
N=αpF-np；
Cp，αp，np——经验参数，按照变质岩以外的裸露山丘区，晋西疏林区考虑；
f——f=B/L，流域形状系数，B为流域平均宽度，L为流域长度；
经验公式计算参数表
F
L
B
P1
Cv
Kp
H1，P
CP
ap
np
Km2
Km
Km
mm
mm
白石河5年
62.90
20.08
3.13
30.00
0.60
1.35
40.50
0.40
0.75
0.06
白石河20年
62.90
20.08
3.13
30.00
0.60
2.20
66.00
0.44
0.77
0.06
白石河50年
62.90
20.08
3.13
30.00
0.60
2.76
82.80
0.48
0.79
0.06
白石河100年
62.90
20.08
3.13
30.00
0.60
3.20
96.00
0.52
0.80
0.06
白石河洪水计算表（山西省洪峰流量经验公式）单位：
m3/s
河流
流量Q20%
流量Q5%
流量Q2%
流量Q1%
白石河
103
196
286
367
2.2.2.2推理公式计算洪水
1、流域特征资料
白石河控制流域面积62.9km2，流域主河道长度20.08km，平均纵坡21‰，流域其它特征值计算如下：
θ=L/J1/3F1/4=45.0/（23.01/3×4631/4）=2.58
B=F/L=463/45.0=3.13km
2、设计暴雨
本流域暴雨分区属中区，由《手册》附图查得各控制历时的点暴雨量均值及Cv，计算各频率下的点暴雨量，并计算设计频率下各历时的点面折减系数，计算面暴雨量，结果见下表。
各历时设计暴雨计算成果表
历时
点暴雨
均值
（mm）
Cv
P=20%
P=5%
P=2%
P=1%
点雨量
（mm）
面雨量
（mm）
点雨量
（mm）
面雨量
（mm）
点雨量
（mm）
面雨量
（mm）
点雨量
（mm）
面雨量
（mm）
10min
15
0.55
22.2
22.2
20.1
20.1
31.5
31.5
44.4
44.4
60min
30
0.6
51.9
40.5
40.5
37.5
66.0
62.1
96.0
89.2
6h
45
0.65
81.9
67.4
68.0
64.0
103.5
100.4
103.5
102.3
24h
65
0.6
111.8
96.8
87.8
85.8
143.0
138.1
208.0
200.5
3d
80
0.6
141.6
130.0
108.0
107.0
176.0
172.2
256.0
250.1
根据《手册》主雨日雨量时程分配表和三日雨型日程分配表进行时程雨型设计，其结果见下表。
雨型设计表单位：
mm
频率
日程
（一）
（二）（主雨日）
（三）
主雨峰雨强序号t
1
2
3
4
20%
时程
起
19:
00
7:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
7:
00
时分
迄
24:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
19:
00
9:
00
逐时雨量
19.9
29.4
4.7
6.0
8.8
40.5
7.4
13.3
5%
时程
起
19:
00
7:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
7:
00
时分
迄
24:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
19:
00
9:
00
逐时雨量
12.7
33.2
4.7
5.9
8.6
37.5
8.3
8.5
2%
时程
起
19:
00
7:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
7:
00
时分
迄
24:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
19:
00
9:
00
逐时雨量
20.5
42.7
6.7
8.6
12.7
62.1
10.7
13.7
1%
时程
起
19:
00
7:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
7:
00
时分
迄
24:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
19:
00
9:
00
逐时雨量
29.8
13.7
2.2
3.0
4.9
89.2
3.4
19.8
3、产流计算
本流域位于半干旱区中区，全部为采矿踏陷强漏水土石山区（8号），产流地类属于“非饱和产流”模式。
各时段累计产流深用《手册》（式3－1）计算
产流计算结果见下表。
P=20%产流计算成果表单位：
mm
分
段
时程
（时:
分）
分段
雨量
分段累积
雨量
历时
8分区
产流深
损失
产流深
平均
逐时
一
19:
00～24:
00
12.7
12.73
5
96.15
0.07
0.07
0.01
二
7:
00～13:
00
54.12
54.12
7
118.24
3.49
3.49
0.50
13:
00～14:
00
7.2
61.27
8
127.39
4.33
4.33
0.84
14:
00～15:
00
8.77
70.05
9
135.54
5.63
5.63
1.31
15:
00～16:
00
12.1
82.10
10
142.86
7.99
7.99
2.35
三
16:
00～17:
00
37.53
37.53
1
26.60
13.92
13.92
13.92
四
17:
00～19:
00
13.5
13.53
2
48.54
0.34
0.34
0.17
五
7:
00～9:
00
8.49
8.49
2
48.54
0.09
0.09
0.04
P=5%产流计算成果表单位：
mm
分
段
时程
（时:
分）
分段
雨量
分段累积
雨量
历时
8分区
产流深
损失
产流深
平均
逐时
一
19:
00～24:
00
12.7
12.73
5
96.15
0.07
0.07
0.01
二
7:
00～13:
00
33.23
33.23
7
88.05
1.49
1.49
0.21
13:
00～14:
00
4.7
37.89
8
95.24
1.88
1.88
0.39
14:
00～15:
00
5.93
43.82
9
101.69
2.52
2.52
0.64
15:
00～16:
00
8.6
52.43
10
107.53
3.79
3.79
1.27
三
16:
00～17:
00
37.53
37.53
1
19.05
19.21
19.21
19.21
四
17:
00～19:
00
8.3
8.31
2
35.09
0.15
0.15
0.08
五
7:
00～9:
00
8.49
8.49
2
35.09
0.16
0.16
0.08
P=2%产流计算成果表单位：
mm
分
段
时程
（时:
分）
分段
雨量
分段累积
雨量
历时
8分区
产流深
损失
产流深
平均
逐时
一
19:
00～24:
00
20.5
20.49
5
96.15
0.30
0.30
0.06
二
7:
00～13:
00
42.66
42.66
7
118.24
1.76
1.76
0.25
13:
00～14:
00
6.7
49.35
8
127.39
2.33
2.33
0.57
14:
00～15:
00
8.59
57.94
9
135.54
3.29
3.29
0.96
15:
00～16:
00
12.7
70.63
10
142.86
5.24
5.24
1.95
三
16:
00～17:
00
62.11
62.11
1
26.60
36.01
36.01
36.01
四
17:
00～19:
00
10.7
10.67
2
48.54
0.17
0.17
0.08
五
7:
00～9:
00
13.66
13.66
2
48.54
0.35
0.35
0.17
P=1%产流计算成果表单位：
mm
分
段
时程
（时:
分）
分段
雨量
分段累积
雨量
历时
8分区
产流深
损失
产流深
平均
逐时
一
19:
00～24:
00
29.8
29.76
5
96.15
0.91
0.91
0.18
二
7:
00～13:
00
13.74
13.74
7
118.24
0.06
0.06
0.01
13:
00～14:
00
2.2
15.90
8
127.39
0.08
0.08
0.02
14:
00～15:
00
2.96
18.86
9
135.54
0.12
0.12
0.04
15:
00～16:
00
4.9
23.71
10
142.86
0.22
0.22
0.09
三
16:
00～17:
00
89.22
89.22
1
26.60
62.69
62.69
62.69
四
17:
00～19:
00
3.4
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