北汝河防洪評價

PAGE目錄TOC\o"1-2"\h\z1、概述 11.1項目背景 11.2評價依據(jù) 51.3技術(shù)路線及工作內(nèi)容 62基本情況 92.1建設(shè)項目概況 92.2河道基本情況 172.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況 252.4水利規(guī)劃及實施安排 253河道演變 273.1河道歷史演變概況 273.2河道近代演變分析 283.3河道演變趨勢分析 294、防洪評價計算 304.1水文分析計算 304.2雍水分析計算 314.3橡膠壩塌壩對下游的影響 384.4對橡膠壩下游防沖設(shè)施的復(fù)核 394.5項目建設(shè)對河道沖淤影響分析 424.6河勢影響分析 435、防洪綜合評價 445.1項目建設(shè)與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析 445.2項目建設(shè)是否符合防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)和管理要求 455.3項目建設(shè)對河道泄洪影響分析 465.4項目建設(shè)對河勢穩(wěn)定影響分析 475.5項目建設(shè)對堤防、護岸和其它水利工程及設(shè)施的影響分析 485.6項目建設(shè)對防汛搶險的影響分析 485.7建設(shè)項目防御洪澇的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與措施是否適當(dāng) 495.8項目建設(shè)對第三人合法水事權(quán)益的影響分析 495.9項目建設(shè)對河道水質(zhì)的影響 506結(jié)論與建議 516.1評價結(jié)論 516.2建議 517附圖 53PAGE521、概述1.1項目背景1.1.1工程位置***北汝河城區(qū)段第三級水面工程壩址位于北汝河馬蘭河口下游450m，設(shè)計壩高5.0m、壩底板高程299.50m，設(shè)計河底高程299.10m，回水長度2000m，水面面積108.1hm21.1.2防洪標(biāo)準(zhǔn)按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），***城屬Ⅳ等一般城鎮(zhèn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20～50年，考慮到城市遠期發(fā)展，確定***城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年，相應(yīng)***城區(qū)段北汝河、馬蘭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，堤防工程級別為2級。第三級水面工程水面面積108.1hm2，蓄水量271.0萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000規(guī)定，三級水面工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇。1.1.3河道現(xiàn)狀***北汝河城區(qū)段第三級水面工程位于北汝河河道上，該段北汝河河道深6.0～8.0m，河床寬400～550m，河段左岸堤防高6.0～8.0m，堤身主要由河道內(nèi)的級配不良卵石經(jīng)碾壓組成，堤頂面平整，迎水坡面已進行了混凝土護面，右岸堤防質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低、不連續(xù)。北汝河左岸堤防標(biāo)準(zhǔn)滿足50年一遇設(shè)計洪水要求。馬蘭河兩岸均無堤防工程，漫灘高低不平隨著***城區(qū)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，北汝河及馬蘭河穿城而過，成為城市“內(nèi)河”，為城市的“水文化”發(fā)展提供了天然便利條件。近幾年***已經(jīng)對北汝河左岸堤防進行了治理，并修建了濱河公園，但由于沒有水面工程，北汝河及馬蘭河河灘仍然是凸凹不平、雜草叢生、垃圾遍地，南岸堤防質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，這與縣城總體發(fā)展極不協(xié)調(diào)。為進一步美化城市環(huán)境，提升城市品位，拉大城市框架，搞好沿河兩岸的開發(fā)建設(shè)，對***城區(qū)段河道進行綜合治理是十分必要的。***北汝河城區(qū)段治理采取總體規(guī)劃、分期實施的辦法。北汝河***城區(qū)段長7km，考慮到水面相連的景觀要求，根據(jù)河道縱坡，共規(guī)劃5級水面工程，第一級壩址位于老汝河橋上游600m，壩底板高程309.50m，壩高3.0m；第二級壩址位于老汝河大橋下游600m，壩底板高程305.00m，壩高4.0m；第三級水面工程壩址位于馬蘭河口下游450m，壩底板高程299.50m，壩高5.0m；第四級水面工程壩址位于劉家灣上游200m，壩底板高程296.00m，壩高2.5m；第五級水面工程壩址位于武灣下游500m，壩底板高程292.00m，壩高2.5m。洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司于2012年10月編制完成了《***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程施工圖設(shè)計》，北汝河城區(qū)段治理范圍上游起點為北汝河老橋，終點為馬蘭河口下游500m，河道治理長度為2681.87m；馬蘭河城區(qū)段治理范圍上游起點為馬蘭村，終點為入河口，河道治理長度為2227.96m，目前該工程即將實施。1.1.4工程總體布置河道工程布置***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程包括北汝河及馬蘭河，北汝河城區(qū)段治理范圍上游起點為北汝河老橋，終點為馬蘭河口下游500m，河道治理長度為2681.87m，右岸筑堤長度2241.0m；馬蘭河上城區(qū)段治理范圍上游起點為馬蘭村，終點為入河口，河道治理長度為2227.96m，左岸筑堤長度2197.67m，右岸筑堤長度2346.38m。治理段北汝河左岸堤防目前已建成并已達到50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)要求，右岸堤防標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，馬蘭河口以上北汝河兩岸堤防堤間距為360～450m，馬蘭河口下游北汝河兩岸堤防堤間距500～550m，本次北汝河馬蘭河口以上右岸堤防布置起點接北汝河老橋右岸橋臺，沿老堤向河內(nèi)側(cè)加寬、加高，保證兩岸堤間距不小于360m，并順直布置，馬蘭河口以下采用現(xiàn)狀堤間距布置，左岸河堤仍維持原堤線不變。治理段馬蘭河左岸無堤防，右岸上段有部分堤防（標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差），該段河道上有2座橋梁，樁號MZ0+986.3處為老馬蘭河橋，橋長170m，樁號MZ1+600處為新馬蘭河橋，橋長200m，馬蘭河老橋上游堤防布置保證堤間距不小于150m，兩岸堤防順接橋臺，新老馬蘭河橋之間堤防布置順接橋臺，保證堤間距為170～200m，新馬蘭橋下游至入河口兩岸堤防與北汝河右岸堤防平順連接，堤間距不小于200m。第三級水面工程第三級水面工程壩址位于北汝河馬蘭河口下游450m處，工程布置總長541m，其中橡膠壩段長489m，左岸固定堰長26m，右岸固定堰長26m，左右岸設(shè)控制室，尺寸為11×11m。工程順?biāo)鞣较蜷L68.5m，其中上游鋪蓋長4.0m，底板段長17.5m，陡坡及消力池段長29m，海漫段長18m。橡膠壩底板上游設(shè)4.0m長防滲鋪蓋，寬489m，采用C25鋼筋混凝土，厚0.4m，鋪蓋下設(shè)10cmC15砼墊層。防滲鋪蓋上游設(shè)C20砼防滲墻，成墻厚度0.5m，橫向布置寬541m，墻體28天抗壓強度不小于2.6MPa，抗?jié)B等級W6，滲透系數(shù)小于1×10-7cm/s，允許滲透坡降不大于1/80，深入基巖不小于0.5m。在C20砼混凝土防滲墻上游500m范圍內(nèi)鋪設(shè)粘土鋪蓋，厚度為0.5m，范圍為兩岸親水平臺坡腳以外30m，粘土上設(shè)30cm厚砂卵石保護層。橡膠壩底板為C25鋼筋混凝土平底板結(jié)構(gòu)，底板順?biāo)鞣较蜷L17.5m，垂直水流方向?qū)?89.0m，單跨凈寬80m，共6跨。橡膠壩底板厚1.2m，頂面高程299.50m，上下游端設(shè)齒墻，齒墻深3.0m、寬1.5m，底板下鋪設(shè)C15混凝土墊層厚10cm，墩高5.5m，墩頂高程305.00m，中墩厚1.4m，邊墩厚1.0m。下游消能防沖設(shè)施布置總長度47.0m，寬488.0m。其中陡坡段長8.0m，消力池段長21m，海曼段長18m。陡坡段長8.0m，坡度1:3.6，水平段長21m，深1.5m，底高程297.10m。消力池底板采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.6m。海漫段長15.0m，坡度1:20，1.1.5評價緣由為評價***北汝河城區(qū)段第三級水面工程對北汝河河道行洪造成的影響，我公司受***水利局委托，根據(jù)《***北汝河城區(qū)段第三級水面工程初步設(shè)計報告》，按照《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》（試行）有關(guān)規(guī)定，編制《***北汝河城區(qū)段第三級水面工程防洪評價報告》。1.2評價依據(jù)1.2.1法律、法規(guī)及有關(guān)規(guī)定1.《中華人民共和國水法》；2.《中華人民共和國防洪法》；3.《中華人民共和國河道管理條例》；4.國家計委、水利部《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的有關(guān)規(guī)定》（水政[1992]7號）；5.水利部《關(guān)于進一步加強和規(guī)范河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目審批管理的通知》（水建管[2001]618號）；6.河南省水利廳《關(guān)于加強河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目管理的通知》；7.水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》（試行）的通知（辦建管[2004]109號）。1.2.2規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》（試行）；2.《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）；3.《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）；4.《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》（SL227-98）；5.《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ50-92）；6.《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004）；7.《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）；8.《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》SL44—2006。9.《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265—2001)。1.2.3主要參考文件、資料1.《河南省***北汝河城區(qū)段第三級水面工程初步設(shè)計報告》（洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司2013年4月編）；2.《***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程施工圖設(shè)計》（洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司2012年10月編）；3.《河南省前坪水庫工程項目建議書》（中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司2009年12月編制）；4.《橋位設(shè)計》（公路橋涵設(shè)計手冊）；5.《水工設(shè)計水冊》；6.《水力學(xué)》。1.3技術(shù)路線及工作內(nèi)容1.3.1技術(shù)路線本報告依據(jù)《河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目防洪評價報告編制導(dǎo)則》（試行），利用《河南省***北汝河城區(qū)段第三級水面工程初步設(shè)計報告》、《***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程施工圖設(shè)計》和《河南省前坪水庫工程項目建議書》中有關(guān)成果，根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》、《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》、《水工設(shè)計手冊》、《水力學(xué)》等有關(guān)計算公式進行相應(yīng)的分析計算。工程所處北汝河上下游有婁子溝和紫羅山水文站。歷年來，根據(jù)實測洪水系列進行過多次詳細研究和論述。中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司2009年編制完成了《河南省前坪水庫工程項目建議書》，并經(jīng)過水利部初審。報告中對此河段上、下游各控制斷面，采用了實測流量資料計算設(shè)計洪水，并與流域內(nèi)雨量資料間接分析成果及鄰近流域設(shè)計洪水成果比較等綜合分析，確定了此段河道各控制斷面設(shè)計洪水成果。結(jié)論為：上、下游各控制斷面設(shè)計洪水，可按面積比的0.65次方換算。因此本次水面工程處北汝河設(shè)計洪水采用紫羅山水文站設(shè)計洪水成果按面積比的0.65次方換算：***北汝河城區(qū)段第三級水面工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為4573m3/s；校核防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，相應(yīng)洪峰流量為6630根據(jù)上述水文資料，進行了水文分析計算、壅水分析計算、沖刷與淤積分析計算等，從而對第三級水面工程運行期和施工期對行洪安全、現(xiàn)有防洪工程、防汛搶險等幾方面進行評價分析。1.3.2工作內(nèi)容本次防洪評價的工作內(nèi)容主要包括以下幾個方面：工程概述、工程基本情況、河道演變、防洪評價分析、防洪綜合評價和防洪評價結(jié)論等幾部分內(nèi)容。2基本情況2.1建設(shè)項目概況2.1.1概述***位于河南省西部，東臨汝州，西接嵩縣，南與魯山縣毗鄰，北與伊川縣接壤，地處外方山北麓，北汝河從縣城南部穿過，馬蘭河從縣城東南部云夢山匯入北汝河。***城依山傍水，隨著城區(qū)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，北汝河及馬蘭河穿城而過，成為城市“內(nèi)河”,為城市的“水文化”發(fā)展提供了天然便利條件。近幾年***已經(jīng)對北汝河北岸堤防進行了治理，并修建了濱河公園，但由于沒有水面工程，北汝河及馬蘭河河灘仍然是凸凹不平、雜草叢生、垃圾遍地，南岸堤防質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低，這與縣城總體發(fā)展極不協(xié)調(diào)。為進一步美化城市環(huán)境，提升城市品位，拉大城市框架，搞好沿河兩岸的開發(fā)建設(shè)，對城區(qū)段河道進行綜合治理是十分必要的。***北汝河城區(qū)段治理采取總體規(guī)劃、分期實施的辦法。北汝河***城區(qū)段長7km，考慮到水面相連的景觀要求，根據(jù)河道縱坡，共規(guī)劃5級水面工程，其中第三級水面工程壩址位于馬蘭河口下游450m，壩底板高程299.50m，壩高5.0m。洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司于2012年10月編制完成了《***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程施工圖設(shè)計》，并通過了審查。北汝河城區(qū)段治理范圍上游起點為北汝河老橋，終點為馬蘭河口下游500m，河道治理長度為2681.87m；馬蘭河城區(qū)段治理范圍上游起點為馬蘭村，終點為入河口，河道治理長度為2227.96m，目前該工程即將實施。洛陽水利勘測設(shè)計有限責(zé)任公司于2013年4月編制完成了《***北汝河城區(qū)段第三級水面工程初步設(shè)計報告》，并與2013年4月11日通過評審。***北汝河城區(qū)段第三級水面工程壩址位于北汝河馬蘭河口下游450m，設(shè)計壩高5.0m、壩底板高程299.50m，設(shè)計河底高程299.10m，回水長度2000m，水面面積108.1hm2，蓄水量2.1.2建設(shè)規(guī)模、特性、防洪標(biāo)準(zhǔn)1、建設(shè)規(guī)模北汝河城區(qū)段第三級水面工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。工程回水范圍內(nèi)北汝河、馬蘭河堤防工程級別為2級。2、工程特性第三級水面工程壩址位于馬蘭河口下游450m，設(shè)計壩高5.0m、壩底板高程299.50m，設(shè)計河底高程299.10m，回水長度2000m，水面面積108.1hm2，蓄水量271.0萬m3。工程布置總長541m，其中橡膠壩段長489m，左岸固定堰長26m，右岸固定堰長26m，左右岸均設(shè)控制室，尺寸為11×11m。工程順?biāo)鞣较蜷L68***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程包括北汝河及馬蘭河，北汝河城區(qū)段治理范圍上游起點為北汝河老橋，終點為馬蘭河口下游500m，河道治理長度為2681.87m，右岸筑堤長度2241.0m；馬蘭河上城區(qū)段治理范圍上游起點為馬蘭村，終點為入河口，河道治理長度為2227.96m，左岸筑堤長度2197.67m，右岸筑堤長度2346.38m。3、防洪標(biāo)準(zhǔn)河道防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），***城屬Ⅳ等一般城鎮(zhèn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20～50年，考慮到遠期發(fā)展，確定***城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年，相應(yīng)北汝河、馬蘭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。第三級水面工程蓄水量271.0萬m3，工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級。三級水面工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為4573m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，相應(yīng)洪峰流量為6630導(dǎo)流建筑物按Ⅴ級設(shè)計，相應(yīng)設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期5年一遇，相應(yīng)非汛期洪水流量239m3/s。本工程施工期為2013年10月～2014年62.1.3設(shè)計方案1、蓄水工程第三級水面工程壩址位于北汝河馬蘭河口下游450m處，工程布置總長541m，其中橡膠壩段長489m，橡膠壩布置6跨，單跨長80m，左岸固定堰長26m，右岸固定堰長26m，左右岸均設(shè)控制室，尺寸為11×11m。工程順?biāo)鞣较蜷L68.5m，其中上游鋪蓋長4m橡膠壩底板上游設(shè)4.0m長防滲鋪蓋，寬489.0m，采用C25鋼筋混凝土，厚0.4m，鋪蓋下設(shè)10cm厚C15砼墊層。在鋼筋砼鋪蓋上游設(shè)C20砼防滲墻，成墻厚度0.5m，橫向布置寬541m，墻體28天抗壓強度不小于2.6MPa，抗?jié)B等級W6，滲透系統(tǒng)小于1×10-7cm/s，允許滲透坡降不大于1/80，深入基巖不小于0.5m。在C20砼混凝土防滲墻上游500m范圍內(nèi)鋪設(shè)粘土鋪蓋，厚度為0.5m，范圍為兩岸親水平臺坡腳以外30m，粘土上設(shè)橡膠壩底板為C25鋼筋混凝土平底板結(jié)構(gòu)。底板順?biāo)鞣较蜷L17.5m，垂直水流方向?qū)?89.0m。底板厚1.2m，頂面高程299.50m，上下游端設(shè)齒墻，齒墻深3.0m、寬1.5m下游消能防沖設(shè)施布置總長度47.0m，其中陡坡段長8.0m，消力池段長21m，海曼段長18m。消力池總長29.0m，寬488.0m。陡坡段長8.0m，坡度1:3.6，水平段長20m，深1.5m，底高程297.10m。消力池底板采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.6m，底板下設(shè)10cm厚粗砂墊層、土工反濾布一層、10cm厚C15砼墊層。海漫段長15.0m，坡度1:20，采用格賓墊，底寬506.0左右岸堤坡上各布置1個控制室。控制室寬11.0m，順?biāo)鞣较蜷L11.0m?？刂剖也贾脼槿龑?，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。底層為水泵室，中間層為儲藏室，頂層為管理房。2、堤防工程***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程包括北汝河及馬蘭河，北汝河城區(qū)段治理范圍上游起點為北汝河老橋，終點為馬蘭河口下游500m，河道治理長度為2681.87m，右岸筑堤長度2241.0m；馬蘭河上城區(qū)段治理范圍上游起點為馬蘭村，終點為入河口，河道治理長度為2227.96m，左岸筑堤長度2197.67m，右岸筑堤長度2346.38m。北汝河及馬蘭河堤防頂寬40m，大堤迎水坡親水平臺以下坡比采用1:3，親水平臺以上坡比采用1:2.5，親水平臺寬度7m，背水坡坡比采用1:2.0。堤身采用河槽開挖的土、砂卵石填筑,分層碾壓密實，填筑料為壤土?xí)r壓實度不小于0.92，填筑料為砂卵石時相對密度不小于0.65。3、河道整治工程北汝河河床整治范圍為老北汝河大橋至馬蘭河口下游500m，河道中心長度2681.87m。馬蘭河河床整治范圍為馬蘭村至入河口，河道中心線長2227.86m。北汝河樁號0+000～0+602.4段河底設(shè)計比降為1/200.80，樁號0+602.4～2+681.87段河底設(shè)計比降為1/376，起點河底高程307.5m，末端高程河底298.97m；馬蘭河設(shè)計河底比降為1/165，起點河底高程314.17m，末端高程河底300.67m。河床整治原則是現(xiàn)狀高于設(shè)計河底的開挖，低于設(shè)計河底的維持現(xiàn)狀，北汝河和馬蘭河臨近迎水坡坡腳30m范圍內(nèi)屬筑堤采料禁挖區(qū)，嚴(yán)禁開挖。4、管理設(shè)施及其它配套工程為保證水面工程的安全運用，建議成立隸屬于***水利局的***北汝河水面工程管理處，統(tǒng)一管理大堤工程、護坡工程、河道及水面工程等。橡膠壩兩岸控制室兼水面工程管理處管理辦公之用，建筑面積385.7m水面建成后，要依據(jù)工程檢測情況制定橡膠壩運行管理細則，控制橡膠壩的立壩塌壩及立壩高度。當(dāng)水質(zhì)達不到景觀用水要求或堤外地下水位升高過快對堤外建筑物造成影響時，均應(yīng)塌壩或降低壩高蓄水。依據(jù)第三級水面工程庫區(qū)兩岸地形情況共布置水位觀測孔4個，其中左堤堤外2個；右堤堤外2個。2.1.41、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)施工導(dǎo)流設(shè)計主要考慮攔河橡膠壩的施工，本工程采取土石圍堰，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇。2、導(dǎo)流方式及洪水流量北汝河紫羅山水文站控制流域面積為1800km2，水面工程處流域面積為1720.26km2。工程處非汛期5年一遇洪水流量計算：采用紫羅山水文站的成果，即246m3/s，按面積倍比0.65次方計算非汛期5年一遇洪水流量為239m33、導(dǎo)流建筑物布置及結(jié)構(gòu)型式根據(jù)水面工程施工總體布置，分二期施工。一期圍堰（包括上、下游及縱向圍堰）圍護右岸，利用左岸天然河道導(dǎo)流，先期施工右岸④、⑤、⑥三跨橡膠壩、右岸控制室及固定堰。待右岸施工完畢后，拆除一期圍堰，同時修筑二期圍堰（包括上、下游及縱向圍堰），維護左岸，利用右岸3跨橡膠壩底板導(dǎo)流，施工左岸①、②、③三跨橡膠壩、左岸控制室及固定堰，待左岸施工完畢后，可拆除二期圍堰。一、二期上游橫向圍堰距橡膠壩軸線48.75m，期豎向圍堰距橡膠壩4#墩14.2m，下游橫向圍堰距橡膠壩軸線65.75m。圍堰采用砂卵石圍堰，設(shè)計頂寬5.0m，設(shè)計高度1.8m（二期圍堰高度2.0m），迎水面采用粘土編織袋，頂寬0.5m、底寬4、主要工程施工方法（1）大堤填筑首先應(yīng)進行施工定位放線，經(jīng)監(jiān)理復(fù)核無誤后，方可進行下一步施工。其次應(yīng)進行施工場地和料區(qū)表層清除。應(yīng)將堤基范圍內(nèi)包括利用老堤的堤坡等表層含樹根草皮或垃圾等不符合堤防填筑料要求的所有雜物清除，再將原基夯實作為堤基再行填筑。堤身填筑，用料主要是當(dāng)?shù)睾訛﹥?nèi)的土砂礫石混合料，但在填筑時應(yīng)適當(dāng)選擇，不得將主要含粗粒或細粒的填料填筑在一層或一個橫斷面內(nèi)，也就是說在取料和填筑鋪料時，應(yīng)特別注意將粗細料混合使用。堤身壓實部分填筑應(yīng)分層填筑壓實，填筑層厚度應(yīng)根據(jù)施工單位的壓實機械和方法具體確定，一般控制在20～25cm，壓實后砂礫石的相對密度不低于0.65，粘性土壓實度不小于0.92。（2）橡膠壩工程橡膠壩壩段、控制室段及兩岸連接段基槽開挖均以機械開挖為主，附以人工開挖。圍堰填筑以機械施工為主，采用推土機分層開挖集料，挖掘機或裝載機裝車，自卸汽車運輸。砼工程主要有橡膠壩底板、水泵室和控制室下部以及壩下游防沖工程等。施工時，砼的用料、拌制、運輸、澆筑和鋼筋的用料、加工制作、綁扎等均應(yīng)滿足有關(guān)施工規(guī)范要求，并嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工。5、施工總體布置施工組織可在***水利行政主管部門統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，由“***北汝河城區(qū)段水面工程建管處”負(fù)責(zé)，實行項目法人責(zé)任制，負(fù)責(zé)組織建設(shè)及運行管理。根據(jù)施工布置蓄水工程分二期施工，一期施工右岸④、⑤、⑥三跨橡膠壩、右岸控制室及固定堰。二期施工左岸①、②、③三跨橡膠壩、左岸控制室及固定堰。對外交通，可由北汝河兩岸大堤分別通往城區(qū)干道；內(nèi)部交通可在河灘內(nèi)臨時平整，結(jié)合施工圍堰堰頂作為交通道路。施工用當(dāng)?shù)厣笆?，可在河灘?nèi)就近開采，砂卵石料豐富，但大堤堤腳30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁開采。石料可由堆放在兩岸高灘上。施工用水，生產(chǎn)用水可在河灘內(nèi)挖坑取用河水，取用河水前須先進行水質(zhì)化驗，符合施工水質(zhì)要求方可取用；生活用水直接接附近村莊自來水網(wǎng)。施工用電：用電可從兩岸就近接線，用城區(qū)網(wǎng)電。施工住房及倉庫、加工廠。工地就在縣城區(qū)，施工單位亦可優(yōu)先就近選用，對一些工藝復(fù)雜的設(shè)施可在施工單位加工廠加工，可在左岸堤頂上設(shè)施工管理、生活、生產(chǎn)、倉儲工棚3000m2。施工排水，采用基坑兩邊挖排水溝及集水坑或上游挖截水溝集中機械抽排方式。6、施工進度第三級水面工程，計劃工期10個月。工程從8月份開始籌集工作，在這期間，建設(shè)單位應(yīng)完成、招投標(biāo)合同的簽約，于當(dāng)?shù)馗骷壵块T，協(xié)商有關(guān)施工場地征用以及供水、供電等問題。9月份施工單位也陸續(xù)進場，逐步完善四通一平及備料等臨建設(shè)施。次年6月份前整個工程全部完工。2.2河道基本情況2.2.1基本情況1、自然地理***北汝河城區(qū)段第三級水面工程壩址位于北汝河馬蘭河口下游450m。***位于河南省西部，東臨汝州，西接嵩縣，南與魯山縣毗鄰，北與伊川縣接壤，地處外方山北麓，北汝河從縣城南部穿過，馬蘭河從縣城東南部云夢山匯入北汝河。***城依山傍水，隨著城區(qū)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴大，北汝河及馬蘭河穿城而過，成為城市“內(nèi)河”,為城市的“水文化”發(fā)展提供了天然便利條件。2、河流水系北汝河是淮河流域沙潁河水系的主要支流，西南與沙河毗鄰；西北與伊洛河流域以伏牛山為界；東北與潁河相接。北汝河發(fā)源于伏牛山嵩縣外方山跑馬嶺，流經(jīng)河南省嵩縣、***、汝州市、郟縣、寶豐縣、襄城縣、葉縣等七個縣市，在襄城縣丁營鄉(xiāng)崔莊村岔河口匯入沙河，全長250km，流域總面積6080km2。北汝河在***紫羅山站以上屬山區(qū)河道，地面高程一般為500～1500m，坡度20‰～10‰，河道寬200～1000m，河床質(zhì)為卵石和砂組成，河底比降1%～0.33%；紫羅山至襄城段為淺山區(qū)，河槽驟然變寬，河道最大行洪寬度為1000～2000m，地面高程一般為300～500m，坡度4‰～1.7‰，河床質(zhì)為卵石和砂組成，河底比降0.30%～0.17%；襄城以下為平原區(qū)，河道變窄，最窄處僅有100～200m，地面高程一般為70～280m，坡度1.4‰，河床質(zhì)為砂，河道比降平緩，河身彎曲。整個流域地形地貌明顯劃為山、丘、平、洼四大類。流域內(nèi)荒山禿嶺較多，植被覆蓋率20～40%，水土流失較重。紫羅山以上有10座小型水庫和2座中型水庫，總控制面積為212km3、社會經(jīng)濟***位于河南省西部，***東南部，北汝河上游，縣境呈長條形，東鄰汝州，西接嵩縣，南界魯山，北連伊川，地處東經(jīng)112°8′～112°38′，北緯33°49′～34°21′，距九朝古都***74km，焦（作）枝（城）鐵路從縣境東北部穿境而過?？h域總面積4325km2，人口43萬，轄4鎮(zhèn)9鄉(xiāng)，政府駐城關(guān)鎮(zhèn)。2010年全縣生產(chǎn)總值618180萬元，比上年增長11.4%。其中：第一產(chǎn)業(yè)完成增加值93505萬元，增長4.3%；第二產(chǎn)業(yè)完成增加值338622萬元，增長12.8%；第三產(chǎn)業(yè)完成增加值186053萬元，增長14%。2010年，全縣城鎮(zhèn)居民人均可支配收入11347元，增長8.4%；城鎮(zhèn)居民人均消費支出7634元，實際增長10.7%。農(nóng)民人均純收入3896元，扣除價格因素實際增長1.4%；農(nóng)民人均生活消費支出3795元，實際增長6.9%。2.2.2工程區(qū)河道概況本次北汝河***城區(qū)段第三級水面工程北汝河段自汝河大橋上游852m處至馬蘭河入河口下游新建第三級水面工程（樁號2+630.7）處，全長2.0km；馬蘭河段自樁號1+600至入北汝河河口處，全長628m。工程區(qū)內(nèi)的河道屬順直型河道，北汝河左岸已建束水堤防，堤高6.0～8.0m，迎水坡面已進行了混凝土護面；右岸及馬蘭河兩岸均無堤防工程，以高漫灘束水行洪，漫灘高低不平，存在較大的防洪安全隱患。北汝河2.2.3水文氣象、泥沙1、水文氣象北汝河流域地處溫帶向亞熱帶的過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。流域內(nèi)地形復(fù)雜，冷暖氣團交會頻繁，氣候變化受季風(fēng)以及地形特征影響，冬春干旱少雨，夏季悶熱多雨。據(jù)***氣象站1957年至2005年觀測資料統(tǒng)計，多年平均氣溫14.2℃，極端最高氣溫44℃，出現(xiàn)在1966年；極端最低氣溫零下21℃，出現(xiàn)在1969年。本流域為季風(fēng)區(qū)，冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行西南風(fēng)，多年平均風(fēng)速4.1m/s，多年平均最大風(fēng)速為13.8m/s。多年平均降水量約為761.7mm。多年平均相對濕度為66%；最大積雪深21cm；最大凍土深14cm北汝河流域面積為6080km2，干流長250本次設(shè)計收集的資料有：2009年12月中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司編制完成的《河南省前坪水庫工程項目建議書》及2010年9月編制完成的《北汝河綜合治理工程可行性研究報告》，前者經(jīng)過水利部初審，后者經(jīng)過水利部評審。水面工程壩址以上控制流域面積1720.26km2，上游約18.7km處婁子溝水文站流域面積為1218km2，下游約3.8km處的紫羅山水文站流域面積為1800km2。婁子溝水文站有1954年7月～1955年4月、1970年7月～1984年12月實測徑流系列；紫羅山水文站有1952年～2005年共53年實測徑流系列。中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司，在2009年編制了《河南省前坪水庫工程項目建議書》，并通過水利部初審。報告中詳細論述了此河段上、下游天然徑流，結(jié)論為：上、下游各斷面年徑流按面積比一次方換算。第三級水面工程壩址處設(shè)計年徑流成果見表2-表2-項目婁子溝前坪水庫本工程壩址處紫羅山采用參數(shù)流域面積（km2）121813251720.261800均值（億m3）3.1593.4374.4624.724Cv0.6Cs/Cv2.5各種頻率設(shè)計年徑流量（億m3）5%6.8557.4579.68310.2510%5.6866.1868.0328.50220%4.4694.8626.3096.68350%2.7042.9423.8194.04475%1.771.9252.4992.64680%1.5951.7362.2532.38690%1.2291.3371.7311.83995%1.0131.1031.4321.518工程所處北汝河上、下游有婁子溝和紫羅山水文站。歷年來，根據(jù)實測洪水系列進行過多次詳細研究和論述。中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司2009年編制完成了《河南省前坪水庫工程項目建議書》，并經(jīng)過水利部初審。報告中對此河段上、下游各控制斷面，采用了實測流量資料計算設(shè)計洪水，并與流域內(nèi)雨量資料間接分析成果及鄰近流域設(shè)計洪水成果比較等綜合分析，確定了此段河道各控制斷面設(shè)計洪水成果。結(jié)論為：上、下游各控制斷面設(shè)計洪水，可按面積比的0.65次方換算。因此本次水面工程處設(shè)計洪水采用紫羅山水文站設(shè)計洪水成果按面積比的0.65次方換算，其成果見表2-2-2表2-2-2水面工程處設(shè)計洪水成果表單位：m3名稱流域面積（km2）均值不同頻率設(shè)計洪峰流量Cs/Cv=2.51%2%5%10%20%婁子溝水文站Cv=1.5121889866905280352023101270前坪水庫132594970705580372024401340水面工程處1720.2682636630457331171825紫羅山水文站Cv=1.351800128085106830471032101880第三級水面工程施工期洪水標(biāo)準(zhǔn)為非汛期（10月至次年5月）5年一遇。紫羅山水文站控制流域面積為1800km2，水面工程處流域面積為1720.26km2。工程處非汛期5年一遇洪水流量計算：采用紫羅山水文站的成果，即246m3/s，按面積倍比0.65次方計算非汛期5年一遇洪水流量為239m2、泥沙紫羅山水文站有自1959年～2005年共47年的泥沙資料。根據(jù)實測資料統(tǒng)計，紫羅山站年最大輸沙量為1320萬噸，出現(xiàn)在1982年，年最小輸沙量0.96萬噸，出現(xiàn)在1993年，多年平均懸移質(zhì)輸沙量為141.5萬噸。水面工程處年輸沙量為懸移質(zhì)輸沙量與推移質(zhì)輸沙量之和，則多年平均年輸沙量為162.24萬t。2.2.4地形、地貌、河道地質(zhì)情況1、地形地貌***北汝河城區(qū)段第三級水面工程位于北汝河河道上，北汝河河道深6.0～8.0m，河床寬400～550m，河段僅左岸已建堤防，堤高6.0～8.0m，堤身主要由河道內(nèi)的級配不良卵石經(jīng)碾壓組成，堤頂面平整，迎水坡面已進行了混凝土護面，右岸無堤。馬蘭河兩岸均無堤防工程，漫灘高低不平2、地層巖性工程區(qū)河段上部主要被第四系松散沉積物覆蓋，下伏下第三系地層（E），兩岸山體基巖裸露，為震旦系上統(tǒng)洛峪口組白云質(zhì)灰?guī)r。具體情況由老至新分述如下：①震旦系（Z）上統(tǒng)洛峪口組白云質(zhì)灰?guī)r（Z3ly）：淡紅色，硅質(zhì)膠結(jié)，層狀結(jié)構(gòu)，單斜構(gòu)造，呈中厚～厚層狀，質(zhì)堅性脆，屬硬質(zhì)巖石；常含泥質(zhì)條帶或燧石團塊，其中夾有紫紅色砂質(zhì)頁巖或乳白色白云巖。巖體傾向NW3150～NW3190、傾角350左右，主要出露在兩岸山嶺處。②下第三系（E）粘土巖（E）：棕紅色、棕黃色，主要由粘土質(zhì)構(gòu)成，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較差，含少量灰白、灰綠色團塊，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～中厚層狀，干時堅硬，具少量砂粒及鈣質(zhì)團塊，局部砂粒含量較多，遇水易軟化。粉砂巖（E）：黃紅色，礦物成分主要長石、石英組成，粉細粒結(jié)構(gòu)，中厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較差。粘土巖與粉砂巖呈互層狀分布。下第三系（E）地層呈單斜構(gòu)造，產(chǎn)狀較平緩，傾向SE1570、傾角130左右。主要分布在第四系地層之下，與上覆第四系地層呈不整合接觸關(guān)系。③第四系（Q）中更新統(tǒng)（Q2）低液限粘土（Q2）：主要由低液限粘土組成，紅黃色、紅色，夾卵礫石，最大粒徑約10cm，局部富集成層，厚度達20cm左右。多呈堅硬～硬塑狀，厚度大于5.0m，主要分布在山嶺局部基巖表層兩岸。全新統(tǒng)（Q4）低液限粘土（Q）：深黃色、紅黃色，具大孔性，結(jié)構(gòu)較疏松，含較多植物根，多呈硬塑～可塑狀；夾少量卵礫石，局部富集成層，厚度達20cm左右。主要分布在Ⅱ級階地上。級配不良卵石（Q）：雜色，卵、礫石主要由輝綠巖、石英巖、玄武巖及安山巖組成，粒徑大部分為2～20cm，個別達40cm，磨圓度較好，多呈亞圓形，卵、礫石含量占70％～80％，其余主要由中、細砂充填，部分處泥質(zhì)含量較大，呈松散～稍密狀，厚度8.5～10.5m左右。主要分布在河床及漫灘含細粒土卵石（Q）：雜色，卵、礫石主要由輝綠巖、石英巖、玄武巖及安山巖組成，粒徑大部分為2～15cm，個別達30cm，磨圓度較好，多呈亞圓形，卵、礫石含量占65％～75％，其余主要由泥質(zhì)及細砂充填，呈松散狀，厚度0.8～1.7m左右。主要分布在局部漫灘人工填筑土（北堤Q）：雜色，為左岸束水河堤，主要由卵礫石、砂經(jīng)碾壓組成，土質(zhì)不均勻，成份變化大，由人工填筑而成，呈稍密~中密狀；厚度5～7m左右。建筑垃圾（Q）：以粘性土為主，夾大量磚瓦塊、混凝土塊及卵礫石，局部夾少量生活垃圾，土質(zhì)極不均勻，成份變化大，呈松散狀。主要分布在：右岸樁號0+560～0+860處、左岸樁號1+550下游段堤岸上，厚度1.3～3.5m左右。3、地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)在構(gòu)造單元上位于中朝準(zhǔn)地臺嵩箕中臺隆寶臨陷褶斷束汝陽—平頂山穹斷束的西部。處于華北板塊南緣構(gòu)造帶欒川—確山—固始帶的北部，附近地區(qū)未發(fā)生過大的地震，說明本區(qū)受到局部應(yīng)力場的影響，仍處于相對較弱的活動帶中。斷裂構(gòu)造活動性較弱，對工程無大的影響，區(qū)域穩(wěn)定性屬穩(wěn)定區(qū)域。水面工程河段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)活動斷層分布。4、地震根據(jù)“中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖”（GB18306—2001）查得，治理河段地震動峰值加速度值為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期值為0.35s；相應(yīng)地震基本烈度為2.3現(xiàn)有水利工程及其它設(shè)施情況2.3.1現(xiàn)有水利工程情況項目區(qū)北汝河左岸堤防目前已建成并已達到50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)要求，右岸堤防標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，馬蘭河口以上北汝河兩岸堤防堤間距為360～450m，馬蘭河口下游北汝河兩岸堤防堤間距500～550m，治理段馬蘭河左岸無堤防，右岸上段有部分堤防（標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差）。2.3.2其它設(shè)施情況北汝河樁號BZ0+000處有北汝河老橋，樁號BZ1+184.7處有北汝河新橋，馬蘭河樁號MZ0+986.3處有老馬蘭河橋，樁號MZ1+600處有新馬蘭河橋。本次河床整治在橋墩四周1m寬范圍嚴(yán)禁開挖，并對橋墩進行防護，采用M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，厚度0.5m，底部設(shè)2.0m深齒墻。2.4水利規(guī)劃及實施安排***北汝河城區(qū)段治理采取總體規(guī)劃、分期實施的辦法。北汝河***城區(qū)段長7km，考慮到水面相連的景觀要求，根據(jù)河道縱坡，共規(guī)劃5級水面工程，第一級壩址位于老汝河橋上游600m，壩底板高程309.50m，壩高3.0m；第二級壩址位于老汝河大橋下游600m，壩底板高程305.00m，壩高4.0m；第三級水面工程壩址位于馬蘭河口下游450m，壩底板高程299.50m，壩高5.0m；第四級水面工程壩址位于劉家灣上游200m，壩底板高程296.00m，壩高2.5m；第五級水面工程壩址位于武灣下游500m，壩底板高程292.00m，壩高2.5m。近期先實施北汝河（北汝河老橋～馬蘭河口下游500m）、馬蘭河（河口以上2.23km）段河道治理工程和北汝河城區(qū)段第三級水面工程。3河道演變3.1河道歷史演變概況北汝河屬沙穎河水系，是淮河的二級支流，發(fā)源于嵩山縣車村鎮(zhèn)栗樹街村北分水嶺摞摞溝，流經(jīng)***、汝州市、郟縣、寶豐縣、襄城縣、葉縣六個縣市，在襄城縣丁營鄉(xiāng)匯入沙河。全長250公里，流域總面積6080平方公里。

酈道元《水經(jīng)注》說：“今汝水西出魯陽縣之大盂山黃柏谷，巖鄣深高，山岫邃密，石徑崎嶇，人跡裁交”，“又東屆堯山西嶺下，水流兩分，一水東逕堯山南，為chi水也。即《經(jīng)》所言chi水出堯山矣。一水東北出為汝水，歷蒙柏谷。左右岫壑爭深，山阜競高，夾水層松茂柏，傾山蔭渚，故世人以名也?！比旰颖緛碇挥幸粭l，《荀子》中有“汝潁以為險，江漢以為池”。其中一源沙河發(fā)源于伏牛山區(qū)木達嶺，北源北汝河發(fā)源于嵩縣跑馬嶺，在襄城縣岔河口匯入沙河，沙汝匯合后，古代統(tǒng)稱汝河，亦名隱水。古汝河于郾城縣南流入西平、上蔡、汝南諸縣，“元代至正年間(1341年后)，汝水泛濫，有司自舞陽截斷汝水，約水東注，改道入潁，上源稱北汝，即北汝河。此即“汝水南北截分之始”。南汝經(jīng)過兩次變化之后發(fā)展為洪汝河水系，即今天駐馬店的洪河與汝河水系。其中發(fā)源于泌陽的古瀙水（古汝水支流）成為汝水南源，即今天的南汝河。澺水和潕水（也為古汝水支流）發(fā)展為今天的洪河。古汝水的一下游支流溱水今天稱“溱頭河”(即臻頭河）。古汝水入淮之汝口今天為洪河口。

縱觀汝河，共經(jīng)歷了三次大的變化，即“汝源凡三易”，它的變化正是汝水經(jīng)常泛濫的結(jié)果。給流域人民帶來了深重的災(zāi)難。

《清史稿》中關(guān)于汝源三易的記載：北汝，汝正源。西汝，潕及澺。南汝，瀙。元季，汝溢病蔡，自舞陽堨故瀆，則潕及西平、云莊諸山水擅之。明嘉靖中涸，則遂平灈、瀙擅之。汝源凡三易，今北汝自上蔡合澺，通曰洪河。右合朱馬、馬常，左茅河，逕廟灣鎮(zhèn)，右合荊河，其故道蔡埠河入會。南汝右納黃酉、吳桂橋河，左迤為懸瓠池，右栗渚，側(cè)城東南，右合半截河，納溱水，錯正陽復(fù)入，并入新蔡。3.2河道近代演變分析北汝河在***紫羅山站以上屬山區(qū)河道，地面高程一般為500～1500m，坡度20‰～10‰，河道寬200～1000m，河床質(zhì)為卵石和砂組成，河底比降1%～0.33%。河道演變主要是河床沖淤變化。建國以來由于流域內(nèi)水土流失嚴(yán)重，造成***境內(nèi)北汝河河床逐年淤積抬高，部分河段有成為“地上河”的趨勢，據(jù)相關(guān)資料顯示，自建國以來，北汝河汝陽境內(nèi)部分河段共淤積厚度約2.2m，建國前30年每年平均淤積約3cm，最近30年每年平均淤積約4cm。近年來，北汝河***境內(nèi)河道內(nèi)存在許多砂石廠，河槽下切嚴(yán)重，且宜造成主河槽左右擺動，砂石廠在河道內(nèi)堆積砂石料，改變了河道行洪斷面，汛期存在嚴(yán)重安全隱患。河道采砂屬于人為因素，造成河床降低；河道漲水落水屬于自然因素，漲水時造成河道沖刷下切，落水時河床淤積。根據(jù)北汝河婁子溝水文站和紫羅山水文站測流斷面來看，斷面變化不大，總體來說北汝河***境內(nèi)河床略有淤積。3.3河道演變趨勢分析新中國成立后，共產(chǎn)黨和人民政府堅持除害興利相結(jié)合，通過長期規(guī)劃分期實施，急治其標(biāo)，緩治其本，標(biāo)本兼治，進行水土保持，整治河道和興修各類水利工程等綜合治理。紫羅山以上有10座小型水庫和2座中型水庫，總控制面積為212km2，在防洪、發(fā)電、灌溉、供水、養(yǎng)殖等方面起到了相當(dāng)大的作用。經(jīng)過近年的治理，***城區(qū)段北汝河左岸大堤加高加寬，不僅防洪標(biāo)準(zhǔn)達到50年一遇，同時對堤頂進行園林綠化，形成了游園景觀，美化了城區(qū)環(huán)境，成為居民和游客休閑健身娛樂的理想場所。***北汝河、馬蘭河城區(qū)段治理工程按照河道規(guī)劃線進行河床整治疏浚，加固兩岸堤防，靠兩岸大堤束水，河水歸槽，基本上未改變河勢。另外，結(jié)合歷史、近期河道演變情況，該段河道輸沙量較低，不會造成河道大范圍沖淤。河道近代演變受人類活動影響較大，與人為因素密切相關(guān)，因此在進行河道治理建設(shè)時，應(yīng)兼顧上下游、左右岸利益，順應(yīng)河勢，因勢利導(dǎo)，做好河道總體規(guī)劃，并嚴(yán)格按規(guī)劃實施，固定主流，徹底清障，加固堤防，使河流順暢，安全泄洪，保障安全。4、防洪評價計算4.1水文分析計算4.按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），***城屬Ⅳ等一般城鎮(zhèn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20～50年，考慮到城市遠期發(fā)展，確定***城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年，相應(yīng)北汝河、馬蘭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，堤防工程級別為2級。第三級水面工程蓄水量271.0萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000規(guī)定，三級水面工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，相應(yīng)流量為4573m3／s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，相應(yīng)流量為66304.1北汝河流域面積為6080km2，干流長250本次設(shè)計收集的資料有：2009年12月中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司編制完成的《河南省前坪水庫工程項目建議書》及2010年9月編制完成的《北汝河綜合治理工程可行性研究報告》，前者經(jīng)過水利部初審，后者經(jīng)過水利部評審。第三級水面工程壩址以上控制流域面積1720.26km2，上游約18.7km處婁子溝水文站流域面積為1218km2，下游約3.8km處的紫羅山水文站流域面積為1800km2。工程所處北汝河上、下游有婁子溝和紫羅山水文站。歷年來，根據(jù)實測洪水系列進行過多次詳細研究和論述。中水淮河規(guī)劃設(shè)計研究有限公司2009年編制完成了《河南省前坪水庫工程項目建議書》，并經(jīng)過水利部初審。報告中對此河段上、下游各控制斷面，采用了實測流量資料計算設(shè)計洪水，并與流域內(nèi)雨量資料間接分析成果及鄰近流域設(shè)計洪水成果比較等綜合分析，確定了此段河道各控制斷面設(shè)計洪水成果。結(jié)論為：上、下游各控制斷面設(shè)計洪水，可按面積比的0.65次方換算。因此本次水面工程處設(shè)計洪水采用紫羅山水文站設(shè)計洪水成果按面積比的0.65次方換算，其成果見表4-表4-1-1名稱流域面積（km2）均值不同頻率設(shè)計洪峰流量Cs/Cv=2.51%2%5%10%20%婁子溝水文站Cv=1.5121889866905280352023101270前坪水庫132594970705580372024401340水面工程處1720.2682636630457331171825紫羅山水文站Cv=1.3518001280851068304710321018804.2雍水分析計算4.2.1北汝河設(shè)計洪水位利用紫羅山水文站水位流量關(guān)系曲線,根據(jù)實測河床大斷面計算斷面要素,利用計算機計算反求河床糙率。選定河床糙率后,采用《水利水電計算程序集》中天然河道水面線計算程序，以紫羅山水文站50年一遇洪水位為起始水位，從下游向上游分段計算治理段河道設(shè)計洪水位，洪水推求過程中遇跨河建筑物時，加壅水后作為下一段起始水位繼續(xù)推算，求得各河床大斷面的設(shè)計洪水位。表4-2-1北汝河設(shè)計洪水位成果表（單位m）樁號流量水位BZ0+0005990310.71BZ0+101.9310.31BZ0+202.0309.93BZ0+304.4309.71BZ0+402.2309.21BZ0+502.3308.89BZ0+602.4308.72BZ0+702.5308.28BZ0+802.5308.02BZ0+902.4307.73BZ1+002.5307.44BZ1+102.5307.33BZ1+184.7307.27BZ1+203.08306.92BZ1+303.5306.71BZ1+403.5306.49BZ1+503.5306.27BZ1+603.55306.01BZ1+704.3305.68BZ1+805.5305.31BZ1+905.7305.02BZ2+006.4304.38BZ2+104.1304.13BZ2+197.6304.00BZ2+281.736630303.65BZ2+381.8303.41BZ2+481.8303.24BZ2+581.9303.06BZ2+681.87302.634.橡膠壩壩址位于原河道中心樁號BZ2+630.7，橡膠壩壩址處50年一遇洪水位為302.70m，20年一遇洪水位為301.99橡膠壩在泄洪時塌壩運行，根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》（SL227-98）附錄A，橡膠壩泄洪能力，可按堰流基本公式計算。根據(jù)洪水流量、壩下游水位、堰頂水頭和壩底板高程，采用水力學(xué)寬頂堰流公式計算：式中：Q—洪水流量（m3/s）；b—堰寬（m），本橡膠壩共6跨，總寬480mg—重力加速度；H0—計入行近流速的堰上水頭，（m）；H—堰上水頭（m）；m—流量系數(shù)；ε—側(cè)收縮系數(shù)；v0—行進流速（m/s）。將已知數(shù)據(jù)代入以上公式經(jīng)計算得，壩址處50年一遇洪水位為303.00m，20年一遇洪水位為302.22壅水高度為：50年一遇設(shè)計洪水時：303.00-302.70=0.30m20年一遇設(shè)計洪水時：302.22-301.99=0.234.塌壩泄洪時壩前壅水對河道影響長度參照《橋位設(shè)計》一書中回水長度計算公式計算，其公式如下：式中L：壅水曲線全長（m）；：最大壅水高度（m），50年一遇為0.30m、20年一遇為0.23mi：河道水面比降，其值為1/376。將已知數(shù)據(jù)，代入以上公式計算得：50年一遇洪水情況下，建壩對河道上游的壅水影響長度為225.6m；20年一遇洪水情況下，建壩對河道上游的壅水影響長度為173.04.堤頂高程應(yīng)按設(shè)計洪水位加堤頂超高確定。堤頂超高應(yīng)按下式計算確定。2級堤防的堤頂超高值不應(yīng)小于2m。Y=R+e+AY-堤頂超高（m）；R-設(shè)計波浪爬高（m），可按附錄C計算確定；e-設(shè)計鳳壅增水高度，可按附錄C計算確定；A-安全加高（m），按本規(guī)范表2.2.1確定，2級堤防不允許越浪的堤防安全加高為0.8m。（1）設(shè)計波浪爬高（R）根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）附錄C計算。風(fēng)浪要素可按下列公式計算確定：式中-平均波高（m）；-平均波周期（s）；V-計算風(fēng)速（m/s），采用17.1mF-風(fēng)區(qū)長度（m），采用550md-水域的平均水深（m），采用3.9mg-重力加速度（9.81m/s）；L-平均波長（m）。波浪爬高計算可按下列公式計算：式中：—累計頻率為p的波浪爬高，m；—斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護面類型由表C.3.1-3對于砼預(yù)制塊護坡，取=0.9；—經(jīng)驗系數(shù)，查表C.3.1-2，取=1.19；—斜坡的坡度系數(shù)，取m＝2.5；—爬高累計頻率換算系數(shù)，可按表C.3.1-3確定，對不允許越浪的堤防，爬高累計頻率宜取2%，取=2.07；-堤前波浪的平均波高（m）；L-堤前波浪的波長（m）；計算結(jié)果為：R=0.(2)設(shè)計風(fēng)壅增水高度根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）附錄C計算。式中：—計算點處的風(fēng)壅水面高度，m；—綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；V—設(shè)計風(fēng)速，按計算波浪的風(fēng)速確定；d—水域的平均水深（m）；—風(fēng)向與水域中線的夾角，?。?0°。計算結(jié)果為：e=0.0(3)安全加高根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-98)規(guī)定，2級堤防安全加高值A(chǔ)選為0.8m。(4)堤頂超高根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-98)規(guī)定：Y=R+e+A=0.847+0.007+0.8=1.654m，2級堤防的堤頂超高值不應(yīng)小于2.0m(5)堤頂高程根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-98)規(guī)定：堤頂高程=設(shè)計洪水位+設(shè)計風(fēng)浪爬高+設(shè)計風(fēng)壅增水高度+安全加高=設(shè)計洪水位+2。三級水面工程壩址處河道50年一遇設(shè)計水位303.00m，左岸堤頂高程306.00m，防浪墻頂高程306.50m，右岸堤頂高程306.67m，防浪墻頂高程307.27m，滿足規(guī)范要求。4.2水面工程地基含細粒土卵石及級配不良卵石（Q）屬中等～強透水性，結(jié)構(gòu)松散，滲透性大；下伏的粘土巖、粉砂巖互層屬弱透水性，滲透性小，為相對隔水層。由于級配不良卵石下伏的粘土巖、粉砂巖互層為相對隔水層，庫區(qū)地層滲漏主要表現(xiàn)為側(cè)向滲漏。在自然河道狀態(tài)下，庫區(qū)最大側(cè)向滲漏量1.38萬m3/d，壩基滲漏量2.83萬m3/d，側(cè)向滲漏量及壩基滲漏量之和為4.21萬m3/d。工程設(shè)計在河道兩側(cè)采用粘土鋪蓋防滲，寬度各為30.0m；垂直防滲采用混凝土防滲墻截滲。庫區(qū)采用鋪蓋防滲處理后，最大側(cè)向滲漏量1.14萬m3/d。防滲處理后的庫區(qū)總滲漏量比天然狀態(tài)下庫區(qū)總滲漏量減少了3.07萬m3/d，處理前為處理后總滲漏量的三倍多，防滲處理效果顯著。庫區(qū)滲漏對周圍環(huán)境影響不大。三級水面工程建成運行后，由于蓄水初期補給量過大，使庫周的地下水位普遍上升，將對庫區(qū)周邊地區(qū)產(chǎn)生不利影響，尤其是對兩岸附近的低洼地區(qū)影響較大，為防止這一不利現(xiàn)象發(fā)生，三級水面工程除采取各種相應(yīng)防滲措施外，還應(yīng)在蓄水初期保持低水位運行或間斷運行，并且注意觀測地下水位變化情況。隨著時間推移，庫區(qū)將得到普遍淤積，滲透量減少。當(dāng)淤積層大于0.5m時，補給量將小于開采量，應(yīng)有計劃的采取塌壩放水沖淤及其它措施，增加下滲量，以保證城區(qū)工業(yè)、生活的用水需要。4.3橡膠壩塌壩對下游的影響第三級水面工程橡膠壩共6跨，左、右岸均設(shè)置控制室。左岸控制室控制左側(cè)3跨橡膠壩，緊靠左側(cè)控制室的兩跨橡膠壩做一個單元用一根DN900的充排水管道控制，主河槽中間的一跨用一根DN700的充排水管道單獨控制；右岸控制室控制右側(cè)3跨橡膠壩，控制方式同左側(cè)控制方式。6跨橡膠壩壩袋高5.0m，壩袋內(nèi)壓比1.25，每跨橡膠壩布置4個DN300水帽用于充排水，緊靠左側(cè)控制室的兩跨橡膠壩共用一超壓溢流管，主河槽中間的一跨單獨設(shè)置一超壓溢流管；右側(cè)超壓溢流管設(shè)置同左側(cè)設(shè)置。橡膠壩充排水左右兩側(cè)均相同，左右岸控制室內(nèi)均布置一臺自吸離心泵和一臺排污泵，橡膠壩上游庫區(qū)左右兩側(cè)各設(shè)置一大口井，利用控制閥門、自吸離心泵直接從大口井取水分別給控制的壩袋充壩，達到壩袋設(shè)計壓力時關(guān)閉閥門及水泵，充壩時間單跨為12小時，兩跨同時充壩為24小時，單側(cè)控制的三跨同時充壩為36小時。橡膠壩塌壩通過控制若干閥門自流排水，也可以利用控制閥門和自吸離心泵強行排水。壩袋總排水時間不大于2.5小時。按放空庫區(qū)蓄水量計算，塌壩最大排水流量約為301～752m3/s，流量較小，因此橡膠壩塌壩泄洪對下游安全不會產(chǎn)生威脅。4.4對橡膠壩下游防沖設(shè)施的復(fù)核4.4.1下游消能防沖設(shè)施布置總長度47.0m，其中陡坡段長8.0m，消力池段長21m，海曼段長①消力池消力池總長29.0m，寬506.0m。陡坡段長8.0m，坡度1:3.6，水平段長20m，深1.7m，底高程297.10m。消力池底板采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.6m，底板下設(shè)10cm厚粗砂墊層、土工反濾布一層、10cm厚C15砼墊層。消力池內(nèi)設(shè)PVC排水管，管徑5cm，梅花形布置，間距1.5m②海漫及防沖槽海漫段長15.0m，坡度1:20，采用格賓墊，底寬506.0m，厚0.5m。格賓墊防沖槽長3.0m4.4消能計算應(yīng)滿足橡膠壩在任何泄流情況下發(fā)生淹沒式水躍，消能防沖按《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265-2001)計算。本工程采用挖深式消力池。1、計算工況橡膠壩運行工況有兩種，一是汛期塌壩泄洪；二是枯水期立壩蓄水、形成水面景觀。汛期塌壩運行橡膠壩上、下游水位差小于0.3m，過壩流態(tài)為淹沒流，不存在消能問題；立壩蓄水期上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)水位，此時下游發(fā)生遠驅(qū)式水躍，需設(shè)消能工。根據(jù)橡膠壩控制運用方式，按上游為正常蓄水位，下游為相應(yīng)水位作為消能計算控制條件，分別進行計算，以確定消能最不利工況。2、消力池計算根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265－2001），消力池的深度、長度和底板厚度分別按以下公式計算：（1）求躍前收縮水深hC3－T0hC2+αq2/2gφ2=0(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.1-3)式中：hC—收縮水深(m)；T0—總勢能(m)；α—水流動能校正系數(shù)，取α=1.0；φ—流速系數(shù)，取φ=0.95;q—過閘單寬流量(m3/s.m)。（2）躍后水深計算(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.1-2)式中：hC″—躍后水深(m)；b1—消力池首端寬度(m)；b2—消力池末端寬度(m)；本次取b1＝b2。（3）出池落差計算(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.1-4)式中：ΔZ—出池落差(m)；h'S—出池河床水深(m)。（4）消力池深度計算采用挖深式消力池。d=σ0h∥c－h(huán)'S－ΔZ(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.1-1)式中：σ0－水躍淹沒系數(shù)，取σ0=1.1。（5）消力池長度計算LSJ=LS+βLj(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.2-1)Lj=6.9(hC″-hC)(水閘設(shè)計規(guī)范B.1.2-2)式中：LSj—消力池長度(m)；LS—消力池斜坡段水平投影長度(m)；Lj—水躍長度(m)；β—水躍長度校正系數(shù)，取β=0.75。（6）消力池底板厚度計算消力池內(nèi)設(shè)置排水孔，勿需進行抗浮驗算。因此，消力池底板厚度根據(jù)抗沖要求，按下式計算：抗沖（水閘設(shè)計規(guī)范B.1.3-1）式中t—消力池底板厚度(m)；ΔH'—閘孔泄水時的上、下游水位差(m)；k1—消力池底板厚度計算系數(shù)，取k1=0.2。3、海漫長度計算當(dāng)=1～9，且消能擴散良好時，海漫長度按下式計算：(水閘設(shè)計規(guī)范B.2-1)式中：Lp—海漫長度(m)；Ks—海漫長度計算系數(shù)；q'—消力池末端單寬流量(m3/s.m)。4、河床沖刷深度計算（1）水閘下游海漫末端的河床沖刷深度按下式計算：式中：dm—海漫末端河床沖刷深度（m）；qm—海漫末端單寬流量（m3/s.m）；[v0]—河床土質(zhì)允許不沖流速（m/s），取[v0]＝1.5m/s；hm—海漫末端河床水深（m）。按照以上計算公式和參數(shù)，選取不同下泄流量和閘門開啟孔數(shù)進行組合計算，消能防沖計算成果見表4-5-1表4-5-1上游水位過流流量下游水位消力池尺寸（m）海漫長度(m)河床沖刷深度(m)池長池深底板厚305.00522.90299.737.2640.6840.2337.7630.00305.001496.18300.4211.3320.9300.38012.6690.72305.002839.49301.1114.3291.0390.50316.7652.014.5項目建設(shè)對河道沖淤影響分析***北汝河城區(qū)段第三級水面工程擋水建筑物為橡膠壩，其運行方式為枯水期立壩蓄水形成水面景觀，汛期塌壩泄洪。在蓄水時，會淤積少量泥沙，但汛期洪水來臨時，由于蹋壩泄洪，高于底板泥沙會被洪水帶走，其底板高程以下泥沙會淤積，這個淤積對形成水面沒有影響，且對工程防滲來說是有利的。4.6河勢影響分析通過河道整治工程，將原河道整平，兩岸填筑堤防及親水平臺。河道行洪斷面規(guī)整流暢，橡膠壩運行后底板高程以下泥沙會淤積，現(xiàn)狀河道內(nèi)的深槽將會消失，不會對河勢產(chǎn)生不良影響。5、防洪綜合評價5.1項目建設(shè)與有關(guān)規(guī)劃的關(guān)系及影響分析根據(jù)《***縣城總體規(guī)劃（2009-2020）》，北汝河及馬蘭河穿城而過，成為縣城“內(nèi)河”。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），***城屬Ⅳ等一般城鎮(zhèn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20～50年，考慮到城市遠期發(fā)展，確定***城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年，相應(yīng)城區(qū)段北汝河、馬蘭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。經(jīng)過近幾年的治理北汝河左岸堤防滿足50年一遇設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)，但是北河右岸堤防標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差且不連續(xù)，馬蘭河兩岸基本沒有堤防。北汝河、馬蘭河河道臟亂差嚴(yán)重，河床凹凸不平，阻水嚴(yán)重。根據(jù)縣委、縣政府有關(guān)指示，決定對北汝河、馬蘭河城區(qū)段河道進行治理，使其達到縣城50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。治理段北汝河左岸堤防目前已建成并已達到50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)要求，右岸堤防標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，馬蘭河口以上北汝河兩岸堤防堤間距為360～450m，馬蘭河口下游北汝河兩岸堤防堤間距500～550m，本次北汝河馬蘭河口以上右岸堤防布置起點接北汝河老橋右岸橋臺，沿老堤向河內(nèi)側(cè)加寬、加高，保證兩岸堤間距不小于360m，并順直布置，馬蘭河口以下采用現(xiàn)狀堤間距布置，左岸河堤仍維持原堤線不變。治理段馬蘭河左岸無堤防，右岸上段有部分堤防（標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差），該段河道上有2座橋梁，樁號MZ0+986.3處為老馬蘭河橋，橋長170m，樁號MZ1+600處為新馬蘭河橋，橋長200m，馬蘭河老橋上游堤防布置保證堤間距不小于150m，兩岸堤防順接橋臺，新老馬蘭河橋之間堤防布置順接橋臺，保證堤間距為170～200m，新馬蘭橋下游至入河口兩岸堤防與北汝河右岸堤防平順連接，堤間距不小于200m。北汝河及馬蘭河兩岸堤防布置滿足行洪需要，且與現(xiàn)狀堤岸相結(jié)合是符合要求的。北汝河兩岸堤防工程的興建，將形成寬闊規(guī)整的大堤和平整規(guī)則的復(fù)式斷面河床，中小枯水歸槽，兩岸親水平臺綠化，南、北堤頂寬40m，大堤除了防汛道路和人行道外，其余都可做綠化用地，通過園林綠化，增加綠化面積。第三級水面工程建設(shè)形成水面面積108.1hm2，蓄水量271.0萬m3，平均水面寬500m，以水面覆蓋荒灘，改變河道面貌，改造小環(huán)境，同時利用生態(tài)濕地涵養(yǎng)水源，恢復(fù)生態(tài)平衡，達到水清、岸綠、景美，以創(chuàng)造和諧的人與自然生態(tài)關(guān)系為目標(biāo)，形成綠色休閑地帶，既美化了***城，又給居民提供了休閑娛樂的好去處。第三級水面工程建設(shè)與***5.2項目建設(shè)是否符合防洪標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)和管理要求按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－94），***城屬Ⅳ等一般城鎮(zhèn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為20～50年，考慮到城市遠期發(fā)展，確定***城防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年，相應(yīng)北汝河、馬蘭河防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，堤防工程級別為2級。第三級水面工程壩址位于馬蘭河口下游450m，設(shè)計壩高5.0m、回水長度2000m，水面面積108.1hm2，蓄水量271.0萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000規(guī)定，三級水面工程規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-20003.1.2規(guī)定當(dāng)山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的擋水高度低于15m，且上下游水頭差小于該水面工程及北汝河馬蘭河堤防工程符合防洪標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)的技術(shù)要求。5.3項目建設(shè)對河道泄洪影響分析工程施工導(dǎo)流設(shè)計主要考慮攔河橡膠壩的施工，本工程采取土石圍堰，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇，相應(yīng)洪峰流量為239.0m3根據(jù)施工總體布置，工程分二期施工。一期圍堰（包括上、下游及縱向圍堰）圍護右岸，利用左岸天然河道導(dǎo)流，先期施工右岸④、⑤、⑥三跨橡膠壩右岸控制室、固定堰。待右岸施工完畢后，拆除一期圍堰，同時修筑二期圍堰（包括上、下游及縱向圍堰），維護左岸，利用右岸3跨閘橡膠壩底板導(dǎo)流，施工左岸①、②、③三跨橡膠壩及左岸控制室、固定堰，待左岸施工完畢后，可拆除二期圍堰。一、二期上游橫向圍堰距橡膠壩軸線48.75m，期豎向圍堰距橡膠壩4#墩14.2m，下游橫向圍堰距橡膠壩軸線65.75m。圍堰采用砂卵石圍堰，設(shè)計頂寬5.0m，設(shè)計高度1.8m（二期圍堰高度2.0m），迎水面采用粘土編織袋，頂寬0.5m、底寬1.00m、坡比1:1.5，背水面坡比1:1.