阿乙亥小流域中下游片坝系工程可行性研究报告可研报告.docx
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阿乙亥小流域中下游片坝系工程可行性研究报告可研报告
前言
党的“十六大”提出了全面建设小康社会的宏伟建设目标，并强调在西部大开发中，要重点抓好基础设施和生态环境建设。
淤地坝在黄土高原地区已有400多年发展历史，多年的水土保持实践证明，在黄土高原地区建设淤地坝，对有效控制水土流失、减少入黄泥沙、提高水资源利用率、促进农村产业结构调整、确保退耕还林还草成果及实施荒山封育具有重要的作用，同时也是实施西部大开发战略、保证粮食生产与生态安全、确保黄河长治久安、全面建设小康社会的需要，受到当地群众和地方政府的欢迎，显示出强大的生命力。
近年来，淤地坝建设得到了国家的高度重视，根据水利部《黄土高原淤地坝建设规划》，到2020年在黄土高原地区建设3万余座骨干坝和13万余座中小型淤地坝。
为确保黄土高原淤地坝建设快速、高质量地完成，以小流域为单位开展坝系建设是十分必要和迫切的。
阿乙亥小流域位于青海省海南州共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，系黄河流域恰卜恰河的一级支流，地处黄土高原西部边缘、属黄土丘陵沟壑区第四副区。
流域总面积196.23km2，阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（以下简称项目区）面积为91.74km2，其中项目区水土流失面积81.15km2，多年平均降水量314.3mm，沟壑密度2.80km/km2，年侵蚀模数达5500t/km2。
长期以来，环境恶劣、群众贫困，截止2005年底，该流域片共完成各类水土保持治理措施面积648.56hm2，治理程度仅为7.99%，虽然也取得了一定经济效益和社会效益，但该区域内水土流失严重，水资源利用率低，流域内现无淤地坝。
因此，加快坝系建设，提高坝系防治水土流失能力和综合兴利功效，改善生态环境，迫在眉睫，势在必行。
根据水利部黄委会关于开展黄土高原淤地坝坝系建设的有关要求，受共和县水务局委托，按照水利部《水土保持工程可行性研究报告编制暂行规定》和黄委会《小流域坝系工程建设可行性研究报告编制暂行规定》等有关规定，黄委会黄河水利科学研究院于2006年5月组织技术人员深入实地，调查收集了流域自然和社会经济情况、径流泥沙特征、水文气象等资料，对拟建工程坝址进行了实地踏勘，对淤地坝坝址断面进行了测量，对选定的典型坝测绘出坝址地形图，对流域沟道特征、建坝资源条件、工程建设的临时道路、沟道筑坝土料和砂石料分布、交通、水电等情况进行了现场调查，在此基础上，技术人员通过认真分析，反复论证，针对阿乙亥小流域土地利用现状与经济发展方向，并充分征求各级政府、水行政主管部门和当地群众的意见，提出了阿乙亥小流域中下游片坝系建设目标，确定了阿乙亥流域中下游片坝系工程建设的两个备选方案，并通过大量、详细的技术经济指标计算、建设条件分析、水沙利用分析、防洪保收能力分析、拦泥淤地数量面积分析及投资估算与效益分析等进行方案比选，确定出较优的坝系工程建设方案，最后对选定方案进行了工程建设年度安排，于2006年7月底编制完成了《青海省共和县阿乙亥小流域中下游片坝系工程可行性研究报告》（送审稿）及附件。
本次可行性研究工作，得到了青海省水土保持局，特别是共和县水利水务局的大力支持，在此表示衷心的感谢。
附图一：
阿乙亥小流域中下游片坝系工程骨干坝及中型淤地坝坝高～库容曲线、坝高～淤地面积曲线、坝址横断面图。
附图二：
1阿乙亥小流域沟道组成结构图
2阿乙亥小流域土壤侵蚀现状图
3阿乙亥小流域土地利用现状图
4阿乙亥小流域中下游片坝系工程总体布局图（方案一）
5阿乙亥小流域中下游片坝系工程总体布局图（方案二）
附件：
1《阿乙亥小流域中下游片坝系工程投资估算报告》
2《阿乙亥小流域中下游片坝系工程典型设计报告》
1综合说明
阿乙亥小流域位于共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，系黄河流域恰卜恰河的一级支流，属黄土丘陵沟壑区第Ⅳ副区。
地处东经100°10´～101°2´，北纬36°04´～36°19´之间，总面积196.23km2。
阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（简称项目区）面积为91.74km2，其水土流失面积为81.15km2。
项目区海拔高程在2476～3060m之间，多年平均降水量314.3mm，土壤侵蚀模数5500t/km2·a，项目区年均输沙量44.63万t。
项目区交通较为方便，距共和县恰卜恰镇约10km，且在流域上中游有214国道穿过。
项目区涉及龙羊镇的阿乙亥行政村，地面组成物质以风沙土、淡栗钙土为主，区内林草覆盖率为25.67％。
现有居民190户，总人口862人，人口密度9人/km2，农业劳动力421个；人均收入1534.78元，农业生产基础条件较差，农业人均占有土地10.64hm2，总耕地面积106.60hm2，人均耕地0.12hm2，农业生产以放牧为主，基础条件较差，生产力水平低下。
阿乙亥小流域中下游片共规划建设骨干坝8座，中型淤地坝6座，建设期末项目区内工程总数达到14座，骨干坝与中型淤地坝配置比例为1:
0.75。
工程总控制面积38.64km2，占项目区面积的42.12％。
项目区骨干工程主要布设在项目区内各较大支沟，中型淤地坝布设在较小的支毛沟。
工程总库容603.12万m3，新增滞洪库容253.98万m3，新增拦泥库容349.14万m3。
新增淤地面积51.90hm2。
工程总投资2412.89万元，其中工程措施费2078.83万元，独立费用197.48万元，预备费136.58万元。
总投资中中央投资1507.66万元，占总投资的62.48％；地方匹配资金905.23万元，占总投资的37.52％。
其中骨干坝投资2008.06万元，占总投资的83.22%；中型淤地坝投资404.83万元，占总投资的16.78%。
资金筹措方案详见表1—1。
表1—1阿乙亥小流域中下游片坝系工程资金筹措表
项目名称
总投资
中央投资
中央投资（％）
地方匹配
骨干坝
2008.06
1305.24
65
702.82
中型坝
404.83
202.42
50
202.41
合计
2412.89
1507.66
62.48
905.23
坝系工程建设期3年，建设时段为2007年～2009年。
2007年建设骨干坝3座，中型坝2座，投资795.26万元；2008年建设骨干坝3座，中型坝2座，投资1065.67万元；2009年建设骨干坝2座，中型坝2座，投资551.96万元。
分年度投资计划详见表1—2。
表1—2阿乙亥小流域中下游片坝系工程分年度投资进度表单位：
万元
项目
2007年
2008年
2009年
小计
骨干坝
633.36
948.82
425.87
2008.05
中型坝
161.90
116.85
126.09
404.84
合计
795.26
1065.67
551.96
2412.89
阿乙亥小流域中下游片坝系工程的建设单位为共和县水务局。
工程竣工验收后，骨干坝的运行管理原则上由工程所在的镇人民政府负责，中型淤地坝由工程所在的村委会负责。
共和县水务局负责淤地坝运行管护的监督检查工作。
淤地坝的防汛工作纳入当地防汛管理体系，实行行政首长负责制，分级管理，落实责任。
共和县水务局负责淤地坝防汛工作的技术指导和监督检查，督促运行管护责任主体搞好淤地坝设施的日常管理和维护。
阿乙亥小流域中下游片坝系工程在淤积年限内可拦截泥沙425.06万t，工程淤满后可新增坝地面积51.90hm2，经济计算期内，项目总经济效益4790.34万元，净现值2.03万元，内部收益率7.01%，效益费用比1.15，建设期末流域内人均坝地将增加0.035hm2，通过坝系建设，增加农民就业机会，促进流域内退耕还林还草，改善当地生态环境及群众生产生活条件，社会效益及生态效益得到明显提高。
阿乙亥小流域中下游片坝系工程特性表见表1—3。
表1—3阿乙亥流域中下游片坝系工程特性表
小流域名称
阿乙亥流域中下游片
项目
单位
数量
建设地点
青海省共和县
工
程
规
模
淤地坝
骨干坝
座
8
建设期
3年
中型坝
座
6
项目
单位
数量
小型坝
座
/
流域
概况
流域面积
km2
91.74
骨干坝控制面积
km2
35.27
流域人口
人
862
坝系总库容
万m3
603.12
劳动力
个
421
坝系拦泥库容
万m3
349.14
林草覆盖率
%
21.8
设计淤地面积
hm2
51.90
水土流失面积
km2
81.15
工程量
土方
万m3
132.8
土壤侵蚀模数
t/km2·a
5500
石方
m3
15849.27
治理面积
km2
6.49
混凝土方
m3
1810.37
治理程度
％
7.99
钢筋混凝土方
m3
748.05
多年平均降水量
mm
314.3
主要材料用量
水泥
t
837.3
沟道常流水流量
m3/s
/
钢材
t
32.77
多年平均径流量
万m3
697.22
沙子
ｍ3
2494.83
多年平均输沙量
万t
50.46
柴油
t
794.15
工程
现状
数量
水库
座
/
碎石
ｍ3
2884.17
骨干坝
座
/
卵石
ｍ3
14643.7
中型坝
座
/
块石
ｍ
1205.57
小型坝
座
/
混凝土管
根
445
指
标
骨干坝控制面积
km2
/
总库容
万m3
/
用工
万时
75.74
拦泥库容
万m3
/
投资
总投资
万元
2412.89
剩余库容
万m3
/
其中
中央
万元
1507.66
可淤地面积
hm2
/
地方
万元
905.23
已淤地面积
hm2
/
效益
年拦泥能力
万t
21.25
设计指标
淤
积
年
限
骨干坝
年
20
可灌溉面积
hm2
99.5
中型坝
坝系单元外
年
20
年可增产粮食
万kg
38.36
单元内
年
10
经济指标
单位库容投资
元/m3
4.00
小型坝
年
/
单位拦泥投资
元/m3
6.91
洪水重现期
骨干坝
四级
设计/校核
30/300
经济净现值
万元
2.03
五级
设计/校核
20/200
效益费用比
1.15
中型坝
设计/校核
20/50
内部收益率
％
7.01
小型坝
设计/校核
/
投资回收年限
年
14.52
2基本情况
2.1自然概况
2.1.1地理位置
阿乙亥小流域位于青海省海南州共和县龙羊镇境内，共和盆地南缘，地处东经100°10´～101°2´，北纬36°04´～36°19´之间，总面积196.23km2。
阿乙亥小流域中下游片，即规划坝系建设区（以下简称项目区）面积为91.74km2，其中项目区水土流失面积81.15km2。
项目区距共和县恰卜恰镇约10km。
阿乙亥小流域涉及龙羊镇的克才、阿乙亥、次汗土亥三个行政村。
项目区主要涉及阿乙亥村。
2.1.2地貌地质
阿乙亥小流域位于黄土高原西部边缘、属于黄土丘陵沟壑第四副区，海拔高程在2476～3060m之间，南北相对高差584m，该流域地貌发育尚属幼年期，沟谷下切和两岸崩塌十分强烈，由于土质疏松，容易遭受侵蚀，河谷中下游呈“U”字型，谷底宽40m~160m，两岸斜坡陡峭不一，一般在25°～40°左右。
斜坡上遍布崩坡积物，河谷、滩地均为第四系沉积地层。
流域内基岩为浅海相泥沙质沉积夹火山岩沉积建造，下亚群为砂板岩、粉沙岩互层夹不纯灰岩、细砾岩和少量板状变流纹岩，厚度大于4844m，上亚群为中—中酸性火山岩，厚度大于3534m，上覆第四纪黄土和洪积物。
项目区土地面积91.74km2，小于5°的土地面积为336.7hm2，占总土地面积的3.67％；5°～15°的土地面积为1070.6hm2，占总土地面积的11.67％；15°～25°的土地面积为2108.2hm2，占总土地面积的22.98％；25°～35°的土地面积为4553.1hm2，占总土地面积的49.63％；大于35°的土地面积为1105.5hm2，占总土地面积的12.05％。
土地坡度组成见表2—1。
表2—1阿乙亥小流域与项目区土地坡度组成对比表
总面积
（hm2）
土地坡度组成结构
<5°
5°~15°
15°~25°
25°~35°
>35°
面积
比例
面积
比例
面积
比例
面积
比例
面积
比例
hm2
%
hm2
%
hm2
%
hm2
%
hm2
%
阿乙亥
小流域
19623
1126.3
5.74
3561.6
18.15
5394.4
27.49
5967.4
30.41
3573.3
18.21
项目区
9174
336.70
3.67
1070.6
11.67
2108.2
22.98
4553.1
49.63
1105.5
12.05
2.1.3土壤植被
阿乙亥流域内主要以风沙土、淡栗钙土为主，有少量盐土。
母质多为河流冲积物、洪积物，土壤质地多壤土，土体中含有砂石。
风沙土有机质含量为0.421%；淡栗钙土有机质含量为0.84%，N、P、K速效养分储量低，土层贫瘠。
流域内林草面积5851.87hm2，项目区内林草面积2354.43hm2,上游地区林草覆盖较中下游项目区好，整个流域平均林草覆盖率35.68％,项目区林草覆盖率只有25.67%。
流域以天然植被为主，主要分布在沟道两岸的坡地和山顶，草种有针茅、披碱草、芨芨草等。
人工林主要有杨树、沙棘、枸杞，也主要分布在阿乙亥流域的上游。
2.1.4气象水文
1、气象特征
阿乙亥小流域位于共和县盆地，具有显著的高原大陆性气候特征，光照充足，日辐射强烈，干旱少雨，降水少，多风沙，冬寒夏凉，冷期长，日较差大。
水源缺乏，沙化、水土流失严重。
全年日照时数3290～2794.8h，全年平均气温在4℃、极端最低气温-27.7℃、极端最高气温33.7℃，年总蒸发量1900mm～2100mm，无霜期为115天，农作物及牧草生长期为180天～200天。
区内平均风速在1.8m/s，最大风速34m/s，大风日数平均为30天～85天，沙尘暴年平均16次～21次。
流域内土壤每年10月底封冻，次年5月解冻。
根据1976～2005年共和气象站数据，30年平均特征值见表2—2。
表2—2气象特征值表
气象
站名
气温（℃）
年日
照数（h）
无霜期（d）
大风
日数（d）
平均
风速（m/s）
观测年限（年）
年最高
年最低
年平均
共和
33.7
-27.7
4.0
2907.8
115
56
1.8
30
2、降雨特征
多年平均降水量314.3mm，降水在季节上分配极不均匀，全年平均降水集中5～9月份，占全年降水量的50％～73％。
项目区降水特征值见表2—3。
表2—3降水特征表
雨量站
年降水量
多年平均
汛期降水量（mm）
多年平均
暴雨次数
（次）
最大
最小
多年平均
量
年份
量
年份
共和
522.5
1967
221.2
1977
314.3
220.1
2
3、径流、泥沙特征
根据《青海省水文手册》和当地收集的资料，阿乙亥流域洪水具有历时短、暴涨暴落、峰高量大的特点；流域多年平均径流量为697.22万m3，径流深为76mm，径流主要来源于汛期暴雨产生的洪水，汛期径流量占全年径流总量的70％左右，约为488.05万m3；项目区内无泥沙观测资料，参考遥感普查资料，及阿乙亥小流域上游索尔加水库和东巴水库的调查资料，阿乙亥流域中下游片年平均输沙模数为5500t/km2·a左右。
径流泥沙特征见表2—4。
表2—4径流泥沙特征表
项目区
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）
年输沙量（万t）
输沙模数（t/km2·a）
最大
最小
多年
平均
量
年份
量
年份
91.74
697.22
488.05
2
50.46
5500
4、洪水
阿乙亥小流域中下游片属于黄土丘陵沟壑区第四副区，由于小流域内无水文观测资料，根据沟道的实际情况，和当地提供的调查资料，本次坝系可研中
水文计算采用《青海省水文手册》中提供的推理公式法进行计算，并根据当地提供的资料和水文手册中提供的其他计算方法进行比较修正。
设计洪峰流量计算
根据《青海省水文手册》，结合流域的实际情况，不同频率洪峰流量采用24h暴雨用推理公式法求解。
其公式为:
（2—1）
全面汇流条件下：
（2—2）
部分汇流条件下：
（2—3）
其中：
（2—4）
（2—5）
（2—6）
式中：
—不同频率对应的洪峰流量，m3/s；
—洪峰径流系数;
—习惯上称频率为P的“雨力”，或年最大一小时降雨量，mm；
—汇流时间，h；
—当洪峰径流系数，
时的流域汇流时间；
—暴雨递减指数；
—工程控制流域面积，km2；
—自分水岭沿主河道至工程点的流程，km；
—沿L的加权平均纵比降；
—汇流参数；
—产流历时，h；
—产流历时内地面平均入渗率，mm/h；
0.278—单位换算系数；
S—雨力（mm）,S=A+BlgN,（A、B为暴雨参数，参照《青海省水文手册》取A=10,B=12）。
洪峰模数和洪量模数的确定根据推理公式法计算结果,并与经验公式法计算结果和青海省水利水电勘测设计研究院编制的《青海省共和县沟后水库、夏拉水库修复工程初步设计报告》中的计算成果（该报告中东巴水库和索尔加水库位于本次可研小流域的上游,因此成果具有可比性）进行对比分析,最终确定。
不同设计频率洪峰流量模数见表2—5。
表2—5不同设计频率洪峰流量模数表
洪水重现期（年）
10
20
30
50
100
200
300
洪峰流量模数（m3/s.km2）
3.62
4.22
4.57
5.00
5.60
6.19
6.54
不同频率净雨量
计算
根据《青海省水文手册》提供的计算公式计算：
（2—7）
式中：
—不同频率净雨深，mm;
其他符号意义同前。
表2—6不同频率净雨量计算表
暴雨频率P（%）
10
5
3.33
2
1
0.5
0.33
净雨量
（mm）
23.76
30.02
33.91
39.05
46.41
54.21
58.97
不同频率洪水总量
根据《青海省水文手册》，不同频率洪水总量按下式计算：
（2—8）
式中：
—不同频率对应的洪水总量，万m3；
—相当于tc时段不同频率的净雨，mm，见表2—6；
—流域控制面积，km2；
其他符号意义同前。
阿乙亥小流域不同设计频率洪量模数见表2—7。
表2—7不同设计频率洪量模数表
洪水重现期（年）
10
20
30
50
100
200
300
洪量模数（万m3/km2·a）
2.38
3.00
3.39
3.90
4.64
5.42
5.90
不同频率洪水过程线
不同频率洪水过程线采用概化三角形法计算。
根据《水土保持治沟骨干工程技术规范》洪水总历时计算公式为：
（2—9）
式中：
—洪水总历时，h；
其它符号意义同前。
涨水历时公式为：
（2—10）
式中：
—涨水历时，h；
—涨水历时系数，一般为0.1~0.5，这里取0.14。
2.1.5沟道特征分析
1、沟道分级
本次可研采用A.N.strahler沟道分级原理，取最小等级沟长≥300m对沟道进行分级分析。
量算各沟道的集水面积、沟长、比降、沟床宽等特征值，进行分级分类统计，分级结果见表2－8。
表2—8阿乙亥小流域沟道特征值分析表
沟道
标号
集水面积
（km2）
平均沟长
（m）
平均沟道宽
（m）
平均比降
（%）
高差
沟道
断面形状
I1
0.11
459.12
12.00
19.60
90
V
I2
0.12
455.47
12.08
19.76
90
V
I3
0.95
2159.65
18.89
14.12
305
V
I4
0.4
1434.63
19.96
30.67
440
V
I5
0.13
691.76
10.00
10.12
70
V
I6
1.21
2136.09
14.37
7.49
160
V
I7
1.01
2064.76
16.92
6.78
140
U
I8
0.15
1421.99
28.34
4.92
70
U
I9
0.22
716.88
26.10
6.28
45
V
I10
0.52
1526.82
22.73
6.22
95
V
I11
0.33
634.12
16.61
7.88
50
V
I12
2.05
2459.42
29.45
8.34
205
V
I13
2.42
2433.33
14.44
8.42
205
V
I14
1.27
1121.46
25.18
8.92
100
U
I15
1.07
497.23
23.87
18.10
90
U
I16
1.03
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15.15
72
U
I17
1.15
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15.06
7.50
170
V
I18
1.42
1857.19
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5.92
110
V
I19
1.32
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50
V
I20
0.76
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6.44
112
V
I21
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162
U
I22
2.73
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68
V
I23
1.64
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V
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100
V
I25
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V
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U
I27
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U
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V
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V
I30
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135
V
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