XX小流域坝系工程规划报告.docx
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XX小流域坝系工程规划报告
XX小流域坝系工程规划报告
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1、综合说明
1.1流域基本情况
1.1.1自然概况
XX小流域位于陕西省靖边县新城乡境内，属无定河流域芦河水系西芦河上游右岸一条支流，总面积24.04km2。
流域地貌分区属黄土丘陵沟壑第五副区，白于山脉分水岭区域。
这里地形破碎，沟壑纵横，梁峁起伏，水土流失严重，多年平均侵蚀模数1.0万t/km2·年，年均侵蚀量24万t。
1.1.2社会经济概况
流域内涉及1个行政村，7个村小组，现有人口1100人，劳力386个，人口密度45人/km2。
总耕地334hm2，其中基本农田75hm2，人均耕地0.3hm2，2010年粮食总产540t，经济总收入280万元，人均产粮700kg，人均纯收入4500元。
1.1.3流域治理现状和存在的问题
全流域截止目前保存治理面积1200hm2，治理程度为49.9%。
区内保存淤地坝1座（过去为水库，因库区基本淤满，现不蓄水，2004年被县水利局降为淤地坝管理）。
总库容580万m3，拦泥库容400万m3，已淤地53.4hm2。
由于该坝控制面积较大，工程又不配套，上游一旦来洪水，种植600多亩坝地几乎绝收，保收率较底，群众经常怨声哉道、对该坝地种植积极性不高，利用率较低，使淤地坝效益没有达到充分发挥。
随着乡村经济的进一发展，该流域工程的整体设计能力、防洪标准、坝地利用水平，越来越不能满足工农业生产的需要，为了切实提高综合治理水平，确保工程安全运行，对该流域工程建设进行重新规划完善。
1．2建设目标、任务
在XX原坝址以上新布设骨干工程2座，中型淤地坝1座，加固配套原有淤地坝1座，新修小型淤地坝3座，新建排洪区两道，总长3.5km，库区绿化栽植常绿树1万株。
建设期末流域内淤地坝总数达到7座，骨干工程、中型淤地坝、小型淤地坝配置比例为1：
0.5:
1；，使该流域形成以骨干工程为主的控制体系，拦、蓄、淤、排、种兼乡村道路为一体相结合的工程格局。
XX流域坝系工程建设数量表
表1－1
合计
骨干（大型）
中型
小型
小计
新建
加固
小计
新建
加固
小计
新建
加固
小计
新建
加固
现状
1
1
新建
6
6
1
3
2
1
1
1
3
3
达到
7
6
1
3
2
1
1
1
3
3
1.31工程总投资
工程总投资估算388万元，其中骨干坝投资216万元；中型淤地坝投资55.3万元；小型淤地坝投资14.9万元；排洪渠投资19.5万元；绿化工程投资64万元；工程单位库容投资0.37元/m3；单位拦泥投资0.53元/m3；单位淤地面积投资5.8万元/hm2。
1.4.2年度投资安排
该工程措施建设期限为2年，即2011年至2012年，其中2011年需投资167万元，2012年投资221万元，
1.5建设及运行管理方式
成立由乡政府主管领导为组长，县水利部门配合技术，按照基本建设项目管理程序，对项目实行“三制”管理，严把项目建设各个环节。
工程竣工验收合格，由工程领导小组与工程所在村、组签订《工程交付使用合同书》，明确双方的责、权、利，对工程进行全面管理。
1.5.3产权制度
工程竣工交付当地村委员会后，可实行“工程集体所有，个人承包管护”的经营机制，由当地村委会与承包单位或个人签订合同，明确双方的责、权、利。
以保证工程安全运行，充分发挥工程效益，达到工程的长足发展。
投资0.53元/m3,单位淤地面积投资5.8万元/hm2
1.6工程建设的综合效益
该工程在30年效益计算期内总拦泥量为430万t，共可为下游节省清淤费用3440万元；累计增产粮食600万kg，种植效益408万元，总经济效益为900万元，扣除投入后的净效益642万元，效益费用比为1.40。
小流域名称
XX
项目
单位
数量
建设地点
新城乡
工
程
规
模
骨干坝
座
3
建设期
2011-2012年
淤地坝
中型坝
座
1
项目
单位
数量
小型坝
座
3
流
域
概
况
流域面积
km2
24.04
骨干坝控制面积
km2
24.04
流域人口
人
1100
坝系总库容
万m3
1036.4
劳动力
386个
38666
坝系拦泥库容
万m3
730.6
水土流失面积
km2
24.04
设计淤地面积
hm2
67.43
土壤侵蚀模数
万t/km2·a
1.0
基本农田
hm2
治理面积
km2
12
水保林
hm2
治理程度
%
49.9
牧草
hm2
多年平均降雨量
mm
400.0
工
程
量
土方
万m3
38.74
多年平均径流量
万m3
158
砖方
万m3
0．012
多年平均输沙量
万m3
24
砼方
万m3
0．035
沟道常流水量
m3/s
0.05
工
程
现状
数量
大、骨干坝
座
1
合计
万m3
38．78
中型坝
座
主
要
材料
量
水泥
t
120
小型坝
座
钢材
t
30.3
梯田
hm2
砂子
m3
225
水保林
hm2
碎石
m3
354
经济林
hm3
砼管
m
牧草
hm2
砖方
m3
指标
骨干坝控面积
km2
24.04
柴油
t
64．3
总库容
万m3
580
用工
万工日
1．86
已淤库容
万m3
400
投
资
总投资
万元
388
剩余库容
万m3
180
其中
中央
万元
可淤地面积
hm2
53.3
地方
万元
已淤地面积
hm2
年拦沙能力
万t
24
淤积
年限
四级
骨干坝
年
20.00
效
益
可灌溉面积
hm2
67．43
设
计
指
标
五级
年
20.00
年可增产粮食
万kg
55.96
中型坝
年
10.00
单位库容投资
元／m3
0．37
小型坝
年
5.00
单位拦泥投资
元／m3
0．53
洪水重
现期
校核
四级
骨干坝
年
300.00
经
济
指
标
经济净现值
万元
642
校核
五级
年
300.00
效益费用比
1.4
校核
中型坝
年
50.00
内部回收率
%
12．5
校核
小型坝
年
30.00
投资回收年限
年
8
XX小流域工程特性表
2、基本情况
2.1自然概况
2.1.1地理位置
XX小流域位于陕西省靖边县城南约60公里处，地理座标为东经：
108°38＇45″－108°39＇58″，北纬：
37°12＇28″－37°16＇40″，在黄河中游无定河支流芦河二级支流中上游，涉及新城1行政村，7个自然村，总面积24.04km2。
2.1.2地质地貌
该流域地处黄土丘陵沟壑区第五副区。
属中生代基岩和新生代晚第三纪红土层构成的古地形上，黄土覆盖厚一般在30-100m左右。
其质地疏松，抗蚀性差，易于冲刷侵蚀，经长期水力侵蚀及其它外营力的剥蚀作用，形成了现在的以梁峁为主，地面支离破碎，沟壑纵横，沟谷深切，部分地方基岩裸露的地貌特征。
海拔高程介于1469.2m――1773.3m之间，相对高差304.1米，地势南高北低，整个部位为典型黄土丘陵沟壑白于山分水岭地带。
流域上游多呈“V”型沟道，沟坡坡度一般为30°—50°；中下游主沟道呈“梯”型，坡度为60°-70°，坡面较缓，一般坡度在10º—30º之间。
梁峁坡下有小块涧地或沟台地，地面坡度仅3—5º，是区内主要农耕地区。
2.1.3土壤植被
流域内土壤类型有黄绵土、粉壤土、黑垆土、夹杂有红胶土。
其中以黄棉土面积最大，占75%左右。
流域内植被由人工林和草组成。
人工林中，树种主要有柠条、沙柳、紫穗槐等；乔木林以柳树、杨树、榆树为主，以防护作用为主的灌木林占的比例大，达61%，沟道内乔木生长茂盛，经济林主要有杏、苹果、桃等。
人工草主要有苜蓿、沙打旺等。
2.1.4气象水文
（1）流域区属大陆性温带半干旱季风气候，具有春季多风沙，初夏干旱，秋季阴雨，冬季寒冷干燥的特点。
根据靖边气象站建站以来统计资料，流域区多年平均气温7.8℃，极端最高气温35.9℃，极端最低气温－28.5℃，气温日差大，寒潮霜冻经常发生。
无霜期130天。
日照充足，光热富裕，年内大于等于10℃积温为2700℃，总辐射量13千卡/cm2，年日照时数2769h。
区内多大风，最大风力10级，平均风速3.2m/s，常有沙暴天气。
大风天数15.2天（XX小流域气象特征见表2－1）
XX流域气象特征表
表2－1
气象站
气温
≥10℃积温
无霜期
大风天数
最高
最低
平均
2700℃
130天
15.2天
靖边
36℃
－28.5℃
7.8℃
（2）流域内降雨稀少，年内分配不均，年际变化大。
往往夏末、秋初降雨较多，且多为雷阵雨和局地暴雨。
多年平均降水量400mm，最大年降雨量744.6mm（1964年），最小降雨量205mm（1965年），最大最小之比值为3.6。
降雨的年内分配中夏秋季占70%，冬春占30%。
年蒸发量1700mm，为降雨量的4倍（XX流域降水特征见表2－2）
XX流域降水特征表
表2－2
雨量
站名
面积（km2）
年降水量（mm）
多年平均汛期降水量
（mm）
多年平均暴雨次数
最大
最小
多年平均
量
年份
量
年份
靖边
24.04
744.6
1964
205
1965
400
285.9
3.5
（3）小流域内径流、泥沙、暴雨、洪水根据靖边站实测资料及芦河干支流大中型水库建库以来实际淤积资料推算。
XX小流域径流泥沙的年内变化与降雨年内变化相一致，7-9月份，径流量占全年的50%，泥沙量占全年的90%以上。
流域内产沙主要来源于暴雨冲刷，由于暴雨强度大、历时短，造成产沙过程十分集中。
多年平均径流量252万m3。
流域内主沟道内有长流水，平均流量大约0.05m3/s。
XX流域径流特征表
表2－3
测量站
面积（km2）
年径流量（万m3）
多年平均汛期径流量（万m3）
多年平均洪水次数
（次）
径流模数
（万ｍ3/ｋｍ2a）
年输沙量
（万ｍ3）
输沙模数
（t/ｋｍ2.ａ）
最大
最小
多年平均
量
年份
量
年份
靖边
24.04
158
1964
139
105
126
182
3.5
5.23
24
10000
（4）不同设计频率洪水总量
流域内没有水文记录，属缺水文资料地区，基本资料采用《榆林地区实用水文手册》，《水土保持治沟骨干工程技术规范》中推荐公式：
Wp=0.1αH24pF
式中：
WP—设计频率为P的一次洪水总量万m3
α—洪水径流系数
H24P__频率为P的流域中心点24小时暴雨量，mm
F—流域面积km2
由此计算得出不同重现期洪量模数见表2—4。
XX流域不同重现期洪量模数表
表2-4
频率%
10
5
3.3
2
1
0.5
0.33
0.2
模数
万m3/km2
1.70
2.25
2.59
3.19
3.91
4.65
5.23
5.91
2.1.5沟道特性分析
XX小流域是由主沟和左岸一条大支沟组成的完整小流域，本次规划沟道分级采用A.Nstrahler沟道分级原理，在万分之一地形图上量算各级沟道的沟长、比降等特值，并进行分类统计，将沟道分为五级，五级沟道1条，四级沟道2条，三级沟道4条，二级沟道12条，一级沟道72条。
沟道形状见沟道典型断面图，小流域沟道结构详见XX小流域水系沟道分级图。
（见后图）
XX小流域共有300米以上沟道91条，沟壑密度2.18km/km2。
该流域1条主沟道长为8km，一条大支沟长5.5km。
XX小流域主沟道下游为V级，中下游为IV级，中游为Ⅲ级，上游依次为Ⅱ、Ⅰ级。
Ⅰ级沟道形状为“V”，谷坡土质为黄土性类，沟道窄而陡，平均比降为4.8%,平均沟长0.45km。
Ⅱ级沟道形状多为“U”谷坡土质多为黄土类，少数为红色粘土，沟道平均比降为3.7%，平均沟长0.64km。
Ⅲ级支沟形状为“U”形和“梯”形，，谷坡土质上部为黄土类，中部为红色粘土，下部有基岩出露。
主沟道上Ⅳ级呈梯形，沟道的上游均有长流水，平均流量为0.05m3/s，平均比降1/200,长4km，Ⅴ级形状为梯形，沟床主要为淤积土类，平均沟床宽120米，平均比降为1/500。
该流域在主沟道的下游两岸分布着黄土类型土,中游以上下部为大多为粘土，上部为黄土类型土.在主沟道的上游均有长流水，因此建坝后可通过拦洪和蓄清实行自流灌溉，来实现工程建设的目标。
2.2社会经济条件
2.2.1行政区划
XX流域总面积24.04km2，涉及靖边县新城1个乡，7个自然村，总人口1100人，劳动力386人，人口密度45人/km2。
2.2.2土地利用现状
该小流域土地坡度组成为：
＜5°的面积288hm2，占总面积的12%；5°-15°的为433hm2，占总面积的18%；15°-25°的为649hm2，占面积的27%；25°-35°的为697hm2，占总面积的29%，>35°的为337hm2。
占总面积的14%。
流域区土地资源丰富，人均土地面积2.18hm2，为发展农林牧生产提供了最基本的条件。
区域内土地资源利用结构基本合理，农地面积达334hm2，占总面积的13.9%，但坡耕地较多，基本农田数量较少。
有林地面积1000hm2，占总面积的41.6%；草地面积267hm2，占总面积的11.1%，荒坡面积642hm2，占总面积的26.7%，其它用地161hm2，占总面积的6.7%，农林牧用地比例为1：
1.6：
0.34。
2.2.3经济状况
（1）该流域主要以农业为主，生产基础条件较差，生产水平较低下，农业经济处于维持简单再生产状态，自我发展能力和抗御较大自然灾害能力较低。
近年来，随着农村改革的深入，粮食产量、经济收入都有所增加，群众生活水平有所改善，但幅度不大。
流域内主要粮食作物有糜子、谷子、荞麦、洋芋、、玉米等，经济作物主要是向日葵、小麻、黄介等。
2010年，粮食总产55万kg，人均700kg。
流域内林木主要用于防风固沙，涵养水源，保持水土，同时提供一部分林木产品，发展经济。
流域内现有大家畜300头，猪450头，羊1200只。
近年来，当地实施了舍饲养畜政策，植被得到恢复，同时，引进小尾寒羊并大量养殖，成为当地群众经济收入的主要来源。
（2）流域内工副业生产水平低下，乡镇没有什么大企业，主要是种植业和养殖业，产值较低。
2010年，流域内农、林、牧各业总产值280万元，其中农业产值106.4万元，占总产值的38%；牧业产值68.2万元，占总产值24.4%；林业产值69万元，占总产值的24.6%；副业产值36.4万元，占总产值的13%。
人均产值2545元，人均纯收入4500元。
农林牧副各业产值比例为1：
0.7：
0.5：
0.3。
由此可见，该流域内农村产业结构以农业为主，其它为辅，地方经济较落后。
（XX流域社经现状见表2-9）
表2-9XX流域社经现状
辖区
省（区）
陕西省
县（旗）
靖边县
乡
个
1
村
个
7
人口
户
户口
220
总人口
人
1100
农业人口
人
1100
农业劳力
个
386
人口密度
人/km2
45
社经
指标
总土地面积
km2
24.04
水土流失面积
km2
24.04
人均土地
hm2
2.18
人均耕地
hm2
0.3
人均基本农田
hm2
0.07
产值
总
万元
280
人均
元
2545
收入
总
万元
209
人均
元
1900
2.2.4基础设施（交通、电力、通讯等）
该流域距县城约70km，靖志公路从附近通过，交通较方便。
流域内电力设施齐全，已实现了户户通电的目标。
程控电话线路架设到乡政府及周围村庄，但农村饮水问题没有彻底解决。
（小流域社经现状见后图—01）
3、工程现状与分析
3.1沟道工程建设现状
XX大型淤地坝一九七五年建成，控制面积24.04km2，坝高35m，总库容580万m3，剩余库容180万m3，已淤地53.4hm2，多年来在防洪、拦截泥沙、减轻猪头山水库淤积，解决地方交通道路方面发挥了巨大的作用，为当地群众脱贫致富奠定了一定的基础，目前存在主要问题是：
（1）工程防洪能力不足
XX大型坝已运行30多年，剩余库容180万m3，淤泥面至坝顶2.5m；原泄水建筑物年久失修，工程老化，防洪能力不足，单坝稳定性较差，保收率较低，已不能满足工程建设需要；原坝体背水坡因浸润线提高，出逸点上升，坝体背坡右坡角坡脚处形成长40m，宽20m的流泥区，如不尽快加固改造，一遇超常洪水，必影响下游猪头山水库运行。
宜加高培厚，改造退水，补充完善工程结构已迫在眉睫。
（2）工程布局不合理
一是上游无控制性的骨干工程，工程处于不稳定状态；二是单位面积工程数量少，全流域只有一座控制工程，流域的水沙资源没有得到充分的利用。
（3）原坝顶不能满足新的交通要求
XX淤地坝顶是新城乡通往杨米涧乡及周围3个行政村的重要交通道路，随着近年来油气田的开发，该坝顶道路远不能满足工农业生产发展的要求，加高加宽坝顶已势在必行。
4、工程建设目标
4.1指导思想
以控制水土流失、改善生态环境、提高经济效益、实现可持续发展为宗旨，以建设生态工程与发展地方经济、提高群众生活水平相结合，因地制宜、科学布局、全面规划，减轻猪头山水库泥沙淤积为目标；以坝系为单元，以骨干坝为骨架，中小型坝结合，上下游兼顾，沟坡兼治，最大限度地发挥其滞洪、拦沙、淤地、增产的整体效益，有效开发利用水土资源，建立高标准的示范样本工程。
4.2编制依据
（1）《水土保持治沟骨干工程技术规范》（SL289-2003）;
（2）《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453-1996）;
（3）《水土保持综合治理验收规范》（GB/T15774-1995）;
（4）《水土保持综合治理规划通则》（GB/T15772-1995）;
（5）《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T15774-1995）;
（8）《水利水电工程制图标准.水土保持图》（SL73.6-2001）;
（9）《陕西省水利水电工程预算定额》（陕西省计委项目[2000]1045号）。
4.2.3规范性文件
（1）《小流域工程工程可行性研究报告暂行规定》黄委会2004年。
（2）《水土保持建设项目前期工作暂行规定》水利部2000年。
4.2.4技术文件、资料
（1）《陕西省黄土高原地区水土保持淤地坝建设规划》陕西省水土保持勘测规划研究所2003年；
（2）《陕西省水土保持区划》2003；
（3）《靖边县水土保持区划》；
（4）《榆林地区实用水文手册》；
（5）《陕西省水土保持治沟骨干工程技术手册》；
4.3建设原则
1）坚持工程建设与流域综合治理相结合原则。
2）以建设骨干工程为主体、合理配置淤地坝，大中小、上下游、干支沟、全面规划各级工程自成单元，相互配合，联合运用，调节蓄泄，确保工程安全，防洪保收。
进行山、水、林、路、村的综合治理规划，做到拦、蓄、排、种、养相结合，新建与配套加固相结合，最大限度地发挥工程的防洪、拦泥、淤地、种植、灌溉等多种效益。
3）注重坡面治理，合理布设生物措施，坚持坡面治理与沟道治理相匹配。
4）工程布局设计要充分地考虑骨干工程分期加高，并达到最终坝高的要求，遵循分年度实施，梯级开发推进的建设原则。
5）坚持中央、地方和群众共同筹资，以中央投资为主的原则。
6）坚持新建与加固并重，优先旧坝加固原则。
7）在工程规划中考虑交通道路与坝顶兼用的原则。
4.4建设目标
根据丘陵沟壑区粗沙地带沟道工程布局研究成果，通过对流域实地勘测，沟道淤积状况，该控制流域面积为24.04km2范围内确定共建7座坝，其中新建、加固改建骨干工程3座，中型淤地坝1座，小型淤地坝3座，骨干工程与淤地坝的比例为1：
1.3，骨干工程控制面积24.04km2，使支沟的洪水泥沙基本得到有效控制和利用。
2）、沟道工程的拦泥量目标
XX小流域控制总面积24.04km2,全部为水土流失面积，侵蚀模数为10000T/km2.a。
通过对该流域的沟道情况进行分析，参考本地区其它流域结果及拦泥目标与流域内水土流失状况、淤地坝工程建设现状、淤地坝建设潜力、投资控制等要求，本规划在确定拦泥目标时进行了综合分析论证，确定该工程水沙控制能力可达总面积的80%，拦沙能力WS采用以下公式初步确定：
WS=
式中Ws-----工程拦泥能力万m3
Ms-----流域平均侵蚀模数t/km2·a
F------流域工程拟控制流域面积km2
γ-----泥沙干容重t/m3取γ=1.35T/m3
y------拦泥年限·年。
根据上式计算，XX流域工程建设拦泥目标：
设计年限内拦泥量为316万m3以上。
（3）工程的淤地面积目标
1按拦沙量推算
项目实施后，小流域内工程达到淤积年限，坝地面积（A），用下用公式初步确定：
A=η×∑W/ω
式中：
η-----为小流域的坝地折算系数，其值为已建淤地坝实地调查统计的淤地模数与设计模数之比，取1
∑W-----规划期限内累积拦泥量（m3）前面已计算为万m3
ω-----为该小流域设计淤地模数，即设计单位淤地面积所增的拦泥量，取5.5万m3/hm2，
则A=hm2
总面积达到67.43hm2
②工程相对稳定要求
考虑到工程最低应在20年一遇洪水条件下相对稳定，即：
坝地面积与控制面积之比应大于1/22，新增坝地面积应在67.43hm2以上。
③人均需求坝地
该小流域控制面积范围内现有人口1100人，通过该项目的实施，20年后，人均坝地基本达到1亩，使当地农业生产条件达到大大的改善，对当地的粮食安全、对构建和谐社会发展经济奠定了良好的基础。
（4）防洪目标
根据《水土保持治沟骨干工程技术规范》的规定，确定坝系结构中的骨干工程的防洪标准为300年一遇洪水，设计淤积年限取20年。
考虑流域工程地质条件，该流域骨干坝枢纽由坝体和放水工程两大件组成。
坝系建成后，将形成以骨干为骨架的坝系防洪体系。
骨干工程控制范围的总体防洪能力提高到300一遇洪水标准。
1）满足防洪目标需要的滞洪库容
坝系滞洪能力是坝系拦蓄和削减坝系控制流域面积以内300年一遇的洪水，建设水平年最大新增滞洪能力可采用下式计算：
W滞=W0.33·F
式中：
W滞___坝系新增滞洪能力，万m3；
W0.33___300年一遇洪量模数，
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