灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程可研報告

灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程可研報告 7 8 55 58 85 206 211 221 221 第一章綜合說明1.1.1工程地理位置××灌區(qū)位于××市××縣東部，南臨黃河與xx縣對岸相望，北界xx與xx縣為鄰，東與xx市xx縣相鄰，西至××縣城的官路溝。××灌區(qū)建設(shè)于20世紀80年代，總面積354.33km2，其中耕地面積37.2萬畝，現(xiàn)狀年有效灌溉面積30萬畝，為××省重要的糧食生產(chǎn)基地。多年來，通過引黃灌溉，灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件顯著改善，有效促進了當?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展。當時由于受投資限制，工程標建設(shè)標準低、配套差，且已運行20多年，存在渠系建筑物損毀老化、渠道滲漏、以及工程管理粗放、灌水技術(shù)落后等問題，灌溉水利用系數(shù)低，造成水資源的嚴重浪費。另一方面，近年來受黃河限時、限量引水影響，××灌區(qū)實際引水量比原分配引黃指標大量減小，同時隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，工業(yè)用水和城鎮(zhèn)用水大幅度增加，水資源供需矛盾日趨緊張。自2003年以來，先后對東干渠、西干渠上游等進行了續(xù)建配套與節(jié)水改造，收到了顯著的效果，但大部分支渠還沒有進行節(jié)水改造。為進一步提高灌溉水利用率，有效節(jié)約水資源，解決水資源供需矛盾，促進灌區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，實施支渠續(xù)建配套與節(jié)水改造是非常必要和迫切的。4.《××縣國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》（2005.121.2工程自然條件1.2.1工程地形、地貌灌區(qū)屬黃泛沖積平原，地勢西南高，東北低，地面高程在28m到36.0m（黃海）之間，地面自然坡降為1/7000左右。灌區(qū)地貌類型以淺平洼地為主，主要分布在趙牛河與中心河上游兩岸，河灘高地和緩平坡地在灌區(qū)內(nèi)相間分布。1.2.2水文、氣象灌區(qū)屬暖溫帶半干旱季風氣候區(qū)，溫度適宜，光照充足，四季分明，且具有春旱多風，夏熱多雨，秋旱少雨，冬寒少雪的特點。多年平均降雨量609.2mm，其中6～9月份降水442mm，占全年的72.6%。灌區(qū)多年平均氣溫13.4oC，最高氣溫40.9oC，最低氣溫-20.3oC；主導風向為東南和東北，年平均風速為3.4-3.9m/s，最大瞬時風速35m/s。該區(qū)地表土層的凍結(jié)厚度一般為0.50m左右。全年無霜期178～268天，平均212天；多年平均蒸發(fā)量為1183mm，是降水量的1.94倍。自然地理與氣候條件是造成該地區(qū)旱澇堿災(zāi)害頻繁發(fā)生的主要原因。灌區(qū)內(nèi)主要骨干排水河道有趙牛新河、中心河、巴公河。其中大于100km2的2條，30～100km2的7條。上世紀70年代對主要排水河道按“64年雨型”排澇，“61年雨型”防洪標準進行了擴大治理。上世紀90年代，對與德州市的邊界河道趙牛河、中心河、新巴公河按照“64年雨型”除澇標準進行了治理，其它小型排水河溝也不同程度地進行了整治。灌區(qū)內(nèi)現(xiàn)有田間排水溝（流域面積小于3km2）74條，總長度177km，擔負著灌區(qū)除澇及防止土壤次生鹽堿化的雙重功能，灌區(qū)內(nèi)形成了一個比較完整的排水工程體系。1.3工程地質(zhì)工程區(qū)位于黃河沖積扇平原與沖積平原交接部位，陶城鋪以下屬黃河沖積平原，隔河相對右岸為泰山山地及山前沖洪積傾斜平原，故該段黃河沖積平原又屬山前沖積平原。場區(qū)地震分區(qū)屬華北地震區(qū)邢臺～河間地震帶,屬地震活動中等的地震區(qū)。震源深度一般為5～30km，為淺源地震。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001工程區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，對應(yīng)地震烈度為7度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s。在勘探深度內(nèi)，各渠道分布地層主要為人工填土（Q4s）、第四系全新統(tǒng)河流沖積層（Q4al按成因及巖性的不同自上而下共分為5層:①層人工填土；②層壤土；③層砂壤土3-1）層粘土（3-2）層壤土3-3）層粉砂；④層粘土4-1）層壤土4-2）層砂壤土：⑤層壤土5-1）層砂壤土。場區(qū)主要含水層為③層砂壤土，勘探期間地下水位一般在高程28.8~30.0m。工程地質(zhì)的主要結(jié)論：1.場區(qū)地下水水化學類型為重碳酸鹽鈣鎂型，pH值為7.50；地表水水化學類型為硫酸鹽鈣鈉鎂型，pH值為8.18。地下水對混凝土無腐蝕性，地表水對混凝土具有弱結(jié)晶類腐蝕性。3.場區(qū)（2-2）層、③層砂壤土為可能液化地層。4.場區(qū)地基土為粘土時，閘基與地基土之間的摩擦系數(shù)宜取0.20；地基土為壤土時，摩擦系數(shù)宜取0.25；地基土為砂壤土和粉砂時，摩擦系數(shù)宜取0.35。5.因本次孔距較大，渠道建筑物未能全部勘察，初步設(shè)計時應(yīng)加大鉆孔密度，綜合其它勘察方法，對渠道建筑物進一步進行詳細勘察。1.4工程任務(wù)及規(guī)模進一步完善灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，對西干渠下游段5.0Km、東干渠四條支渠長24.6Km、西干渠六條支渠長32.1Km進行襯砌、配套重（新）建生產(chǎn)橋、引（分）水閘及鋪筑改造道路61.8km。提高灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)，節(jié)約水資源，擴大灌區(qū)灌溉面積，促進灌區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展。1.工程等別和建筑物級別根據(jù)《灌溉與排水設(shè)計規(guī)范》(GB50288—99)，××灌區(qū)工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等。依據(jù)支（斗渠）設(shè)計流量，確定襯砌渠道工程、其上涵閘工程級別為5級。干渠、支渠橋梁按公路等級四級。2.設(shè)計標準確定2007年為基準年，規(guī)劃水平年近期為2015、遠期2025年。灌溉設(shè)計保證率為50％。××灌區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，相應(yīng)地震基本烈度為7度,地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s。依據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》（DL5073-2000）確定工程抗震設(shè)防類別為丁級，地震設(shè)防烈度為7度。骨干排水工程按“64年雨型”（45天面雨量400mm）除澇、“61年雨型”（45天面雨量600mm）防洪。從改堿、防堿的要求，田間排水工程以滿足每年春季控制地下水位在臨界深度以下的要求為標準。3.工程規(guī)?！痢凉鄥^(qū)渠道設(shè)計流量25.5m3/s，設(shè)計年引水能力為7800萬m3（現(xiàn)省分配給××灌區(qū)引黃定額為4800萬m3/年），設(shè)計灌溉面積37.2萬畝，有效灌溉面積30萬畝。本次設(shè)計襯砌渠道為西干渠下游及10條支渠，西干渠下游設(shè)計流量4.185m3/s，其他支渠設(shè)計流量均小于3.0m3/s，總襯砌長度61.8km。1.5工程總體布置1.5.1灌區(qū)現(xiàn)狀總體布置××引黃灌區(qū)從××引黃閘至東、西沉沙池為總干渠，總干渠以下分東支渠（干一斗）、西支渠。東沉沙池末端為東干渠，東干渠長7.3Km，設(shè)計引水流量5.6m3/s，東干渠自上而下分一、二、三支渠。西沉沙池末端為西干渠和新西干渠。西干渠在東堂下游與新西干渠匯合。西干渠長9.9K設(shè)計引水流量3.65m3/s；新西干渠長15.1Km，設(shè)計引水流量10.5m3/s。西干渠自上而下有6條支渠。1.5.2本次工程設(shè)計內(nèi)容自2003年以來，××引黃灌區(qū)已襯砌完成總干渠、東干渠、西干渠上結(jié)合工程實際情況，本次設(shè)計主要內(nèi)容：1.襯砌工程：西干渠末端5.0km（13+000～18+000東干渠四條支渠，長24.6Km；西干渠六條支渠，長32.2Km。襯砌采用厚8cm，邊長為29cm的正六邊形預(yù)制砼板襯砌。2.配套建筑物工程：沿襯砌渠道重（新）建生產(chǎn)橋40座，重（新）建引（分）水閘113座。干渠橋梁為1孔，跨徑13m，凈寬4.5m，上部結(jié)構(gòu)板寬1.25m、厚0.55m的預(yù)制砼空心板，下部為砼灌注樁。支渠橋梁為1孔跨徑6m，凈寬4.5m。其他建筑物型式見表1.2。3.管理道路：管理道路為泥結(jié)碎石路面，路基寬5.0m。西干渠利用右堤頂新鋪筑道路5.0km；其它10條支渠鋪設(shè)支渠道路56.7km4.測水、量水設(shè)施：在干（支）渠各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分界處設(shè)10處測水、量水站。5.為了水文資料的需要，對××閘原水文觀測設(shè)施改建。本次設(shè)計襯砌渠道及配套建筑物見表1－1。1.6征地折遷和移民占地本工程不涉及房屋拆遷及移民安置，影響的地面附著物青苗及樹木按有關(guān)標準予以補償。取土場、臨時道路、加工廠、生活設(shè)施和生活福利區(qū)等臨時占地，施工完成后，清除表面雜物并進行地表疏松后及時復耕。本工程移民占地補償費用為203.69萬元。渠系名稱起始樁號設(shè)計流量進水閘分水閘（座）橋梁西干渠下游13+000～18+00054.18573東干渠干一斗0+000～4+8004.81.16363東干渠一支渠0+000～5+1005.12.26313東干渠二支渠0+000～8+2008.22.416東干渠三支渠0+000～6+5006.51.255193西干渠一支渠0+000～4+5004.5191西干渠二支渠0+000～6+5006.51.34215西干渠三支渠0+000～4+2004.21.05372西干渠四支渠0+000～4+5004.51.02772西干渠五支渠0+000～5+00051.08214西干渠六支渠0+000～7+5007.52.8118合計61.87401.7水土保持和環(huán)境影響評價通過水土流失預(yù)測，在工程施工及運行過程中共擾動占壓原地表面積98.85hm2，破壞水土保持設(shè)施面積12.86hm2，水土流失總量為2466.7t，其中新增流失量為1923.1t。在新增水土流失中，施工棄土及土方的臨時堆存產(chǎn)生的新增水土流失量占新增流失量的37.4%，施工棄土及土方的臨時堆存區(qū)應(yīng)重點防治。水土保持防治措施1）渠道堤頂線路綠化，采取喬草結(jié)合方式防護，堤肩栽植速生柳，堤坡撒播狗牙根草籽防護，防護面積35hm2。（2）臨時防護措施：為保證臨時堆土場邊坡穩(wěn)定，堆存高度控制在3.0m以內(nèi)，邊坡1:2.5，在堆土場周邊采用編制袋裝土防護。水土保持工程估算投資63.43萬元。1.7.2環(huán)境影響評價本工程的實施具有顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，對緩解項目區(qū)水資源矛盾，促進社會經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的作用。經(jīng)分析論證，該項目建設(shè)對當?shù)氐纳鐣h(huán)境產(chǎn)生的短期不利影響，可通過適當?shù)沫h(huán)境保護措施加以減免。所以，本工程不存在制約工程建設(shè)的環(huán)境因子，該項目從環(huán)境保護角度分析是可行的。環(huán)境保護為施工期和工程運行期，其投資包括：環(huán)境保護措施投資、環(huán)境保護監(jiān)測投資、環(huán)境保護臨時措施投資和獨立費用。本工程環(huán)境保護估算投資23.73萬元。1.8主要工程量及投資本工程主要工程量為：土方開挖77.47萬m3；土方填筑65.07萬m3；漿砌石3.11萬m3；混凝土44382m3。主要材料用量：鋼筋208t；木材41m3；水泥21623t；汽油34t；柴油339t；中砂10.51萬m3；碎石10.19萬m3；塊石3主要工時數(shù)量：244.56萬工時，折合30.57萬工日。工程靜態(tài)總投資7116.71萬元，其中工程部分靜態(tài)投資6798.47萬元，移民和環(huán)境部分靜態(tài)投資290.85萬元，水文設(shè)施投資27.39萬元。工程總工期5年。資金籌措方式按國家補助工程投資的40%，其余資金由地方配套。本工程需申請國家補助資金2900萬元。從國民經(jīng)濟角度分析，經(jīng)濟內(nèi)部收益率為11.55%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為2001萬元，經(jīng)濟效益費用比為1.34。由計算的各項指標看出，經(jīng)濟內(nèi)部收益率大于社會折現(xiàn)率8%，經(jīng)濟凈現(xiàn)值大于零，經(jīng)濟效益費用比大于1.0。因此，從國民經(jīng)濟盈利能力分析來看，工程在經(jīng)濟上是可行的。經(jīng)財務(wù)分析××灌區(qū)工程單方水供水成本為0.110元/m3。按有關(guān)文件規(guī)定在供水成本分析測算的基礎(chǔ)上，按投資利潤率10%測算供水水價為0.317元/m3。××灌區(qū)通過續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè)，每年減少渠道滲漏損失約800萬m3，節(jié)約了水量，提高了管理水平，為科學開發(fā)利用灌區(qū)水資源提供了條件，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，為灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展起到推動作用。建議盡快批復、實施，使工程早日發(fā)揮效益。工程綜合特性詳見表1－2。序號及名稱單位數(shù)量備注1.××灌區(qū)設(shè)計灌溉面積設(shè)計引水流量萬畝m3/s37.225.52.支渠引水閘（2.0×1.5m）設(shè)計流量涵洞斷面尺寸閘門型式閘門尺寸啟閉機型式啟閉機容量座m3/sm×mm×mKN32.0×1.5平面鑄鐵閘門2.0×1.5手電兩用螺桿啟閉機30閘室及涵洞洞身為現(xiàn)澆鋼筋砼3.支渠引水閘（1.5×1.5m）設(shè)計流量涵洞斷面尺寸閘門型式閘門尺寸啟閉機型式啟閉機容量座m3/sm×mm×mKN51.38平面鑄鐵閘門手電兩用螺桿啟閉機30閘室及涵洞洞身為現(xiàn)澆鋼筋砼4、支（斗）渠分水閘設(shè)計流量涵洞斷面尺寸閘門型式閘門尺寸啟閉機型式啟閉機容量座m3/sm×mm×mKN1060.380.5×1.0平面鑄鐵閘門0.5×1.0直柄手推式螺桿啟閉機為預(yù)制砼及側(cè)墻為漿砌石5.西干渠橋梁型式橋面總寬座1孔跨度13.0m凈寬4.5mm5下部：鋼筋砼灌注樁(D=1m)550mm）5.16.支渠橋梁型式橋面總寬座1孔跨度6.0m凈寬4.5mm63下部：漿砌石U型橋臺上部：預(yù)制砼空心板5.17.工程估算投資及施工工期總投資工程部分投資移民與環(huán)境工程投資水文設(shè)施施工工期萬元萬元萬元年7116.716798.47290.527.395第二章.水文2.1灌區(qū)概況××灌區(qū)位于××市××縣東部，西至××縣城的官路溝，南臨黃河，北界趙牛河，東與德州市齊河縣相鄰。灌區(qū)總面積354.33km2，共涉及8個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）260個自然村，耕地面積37.2萬畝。到2007年末灌區(qū)總?cè)丝?0.5萬人，其中農(nóng)業(yè)人口18.09萬人。灌區(qū)屬黃泛沖積平原，地勢西南高，東北低，地面高程在28m～36.0m（黃海）之間，地面自然坡降為1/7000左右。灌區(qū)地貌類型以淺平洼地為主，主要分布在趙牛河與中心河上游兩岸，河灘高地和緩平坡地在灌區(qū)內(nèi)相間分布。灌區(qū)內(nèi)交通便利，西、南105國道包繞，省041線西南、東北貫通，聊（城牛（店）公路貫穿灌區(qū)東西，與灌區(qū)內(nèi)89.5km長的鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路形成了完整的交通網(wǎng)絡(luò)。2.1.2水文氣象××灌區(qū)屬暖溫帶半干旱季風氣候區(qū)，溫度適宜，光照充足，四季分明，具有春旱多風，夏熱多雨，秋旱少雨，冬寒少雪的自然特點。灌區(qū)內(nèi)分布有銅城、牛角店等降雨觀測站，其中牛角店雨量觀測站有1960-2007年長系列降雨觀測資料。根據(jù)降雨觀測資料，灌區(qū)大氣降水呈明顯季節(jié)性，年際變化大，年內(nèi)分布不均。灌區(qū)多年平均降雨量559.74mm，最大降雨量1009.9mm（1961年最小年降雨量為50.71mm（1970年最大降雨量為最小降雨量的19.91倍。年內(nèi)降雨分配不均，6-9月份降水量占全年的78.9%，而暴雨又多集中在7、8兩月；3-5月春灌期的降水量僅占全年的15.9%。灌區(qū)多年平均氣溫13.4oC，最高氣溫40.9oC，最低氣溫-20.3oC；主導風向為東南和東北，年平均風速為3.4-3.9m/s，最大瞬時風速35m/s。該區(qū)地表土層的凍結(jié)厚度一般為0.50m左右。全年無霜期178～268天，平均212天；多年平均蒸發(fā)量為1183mm，是降水量的2.11倍。自然地理與氣候條件是造成該地區(qū)旱澇堿災(zāi)害頻繁發(fā)生的主要原因。灌區(qū)多年平均降雨量559.7mm，相應(yīng)頻率50%、75%時年降水量分別為547.5mm和419.4mm。徑流主要由當?shù)亟涤晷纬?，呈明顯季節(jié)性，多年平均徑流深33.5mm。由于氣候影響，降雨年內(nèi)分配極不均勻，汛期6～9月份降水442mm，占全年的72.6%。汛期洪水暴漲暴落，對地表水的攔蓄利用造成極大困難。灌區(qū)的入境徑流量主要有趙牛河、官路溝、巴公河的境外來水部分，但入境水量不僅少，且年際變化大，其水量的年內(nèi)變化同灌區(qū)內(nèi)降水一樣以汛期為主，枯季常出現(xiàn)斷流干涸現(xiàn)象，難以利用。灌區(qū)內(nèi)降水徑流和入境水資源在灌區(qū)內(nèi)融為一體，且利用方式一致，故合稱為灌區(qū)地表徑流，且集中在汛期，絕大部分難以利用。2.1.4工程水文地質(zhì)灌區(qū)地表均由第四系松散堆積物組成，巖性主要由輕亞粘土、粉砂、粘土等組成，層厚均勻，層位穩(wěn)定。地層內(nèi)透鏡體發(fā)育，局部地層起伏顯著，穩(wěn)定性差。灌區(qū)土壤是在黃河沖積母質(zhì)上發(fā)育而成，土壤層間分布不均。灌區(qū)水文地質(zhì)條件較好，含水砂層累計厚度在20m左右，地下水礦化度一般小于2g/l，絕大部分地區(qū)水質(zhì)宜于農(nóng)業(yè)灌溉，僅楊柳、高集的局部區(qū)域（占總面積的8%）地下水礦化度大于2g/l，含水砂層較薄，開采條件差。灌區(qū)地下水埋深，枯水期一般在2.0～4.0m，豐水期一般在1.0～2.0m。2.1.5灌區(qū)河流水系灌區(qū)內(nèi)主要骨干排水河道有趙牛新河、中心河、巴公河等較大支流，河道均按“64年雨型”排澇、“61年雨型”防洪標準進行了系統(tǒng)的治理，經(jīng)過多年運行，都存在河道淤積、堤防殘缺、建筑物老化不配套等問題。1.趙牛新河趙牛新河流域位于徒駭河流域中游右岸，南臨黃河，西靠葦河流域，東與老趙牛河流域接壤。趙牛新河為流域內(nèi)主要排水河道，其起源于××縣南部大姜村附近，流經(jīng)××、茌平、齊河、禹城四縣（市于禹城南營閘上入徒駭河，河道全長94.4km，流域面積1202.9km2，人口約61.0萬人，耕地面積7.73萬hm2。趙牛新河曾于70年代按“64年雨型”排澇、“61年雨型”防洪標準進行了系統(tǒng)的治理，使河道防洪除澇能力有了顯著提高，排澇能力達到184m3/s，防洪能力達到286m3/s，工程效益十分顯著，對改善區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)生活條件，促進經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。趙牛新河是××、茌平的界河，××縣境內(nèi)長34.2km，流域面積529.0km2。趙牛新河在灌區(qū)內(nèi)長度22.6km，灌區(qū)內(nèi)主要支流有官路溝、二干渠、十六米溝、高（集）楊（柳）鄉(xiāng)邊界溝、齊（河）東（阿）邊界溝。2.中心河中心河是趙牛新河流域的一條跨地區(qū)主要排水支流，是××縣北部的主要排澇河道，起源于××縣陳集鄉(xiāng)朱旺山村南，流經(jīng)××縣陳集、姚寨、牛角店、高集四個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)于高集鎮(zhèn)旦鎮(zhèn)村東（中心河中泓里程25+300）流入德州市。中心河全長39.45km，流域面積285.9km2。該河道××境內(nèi)河道長25.3km，控制流域面積211.2km2，設(shè)計流量為88.7m3/s，流域涉及××縣四個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)174個自然村，人口10.73萬人，總耕地面積22.45萬畝。3.巴公河巴公河屬趙牛新河支流，為徒駭河的二級支流，建國后開挖。巴公河源于××縣班滑公路，至于市界，設(shè)計流量為50m3/s，設(shè)計底寬2-5m，總河道長度23.7km，控制面積139.4km2,近年來，河道基本未予治理。擔負著灌區(qū)除澇及防止土壤次生鹽堿化的雙重功能，灌區(qū)內(nèi)形成了一個比較完整的排水工程體系?！痢凉鄥^(qū)土壤類型主要有粘土、粘壤土、砂土、砂壤土、堿鹽潮土、五個主要類型，其中以粘土為主，土壤面積分布情況見表2-1。土壤的養(yǎng)分狀況具有低磷少氮的特點，其有機質(zhì)含量低，氮素缺乏，磷嚴重不足，而鉀素相對豐富。土壤類別粘土粘壤土砂土砂壤土堿鹽潮土合計面積（km2）161.2283.2728.3546.0635.43354.33占總面積(%)45.523.58.02.1.7洪澇災(zāi)害情況灌區(qū)境內(nèi)自然災(zāi)害的一般變化規(guī)律和特點是：旱年多于澇年，旱年周期較短，澇年周期較長，旱年之中有澇災(zāi)，澇年之中有旱災(zāi)；有全年旱、無全年澇；春旱，夏（末）、秋（初）澇，晚秋又旱。旱災(zāi)：自建國后到2008年，出現(xiàn)干旱十四次，可謂三年一小旱，五年一大旱，每次大旱常連續(xù)兩三年。1965～1969年連續(xù)干旱，灌區(qū)受災(zāi)嚴重。灌區(qū)建成后在政府的領(lǐng)導下，擴大河道治理、新開溝渠、建揚水站等，抗旱能力得到提高，使干旱未對灌區(qū)形成較大的災(zāi)害。澇災(zāi)：由于灌區(qū)地處季風區(qū)與內(nèi)陸干旱區(qū)的交接地帶，夏秋季節(jié)受太平洋面上吹來的東南季風控制，大量水氣送到內(nèi)陸，形成降雨和暴雨季節(jié)集中。建國前有歷史記載的澇災(zāi)有三十八次，且有1961～1964年連續(xù)受澇的年份，洪澇災(zāi)害不僅造成人民群眾生活困難，且由于澇水排泄出處，引發(fā)群眾鬧事。堿災(zāi)：灌區(qū)中易旱、易澇的自然條件，造成了土壤次生鹽堿，土壤鹽堿的成因，主要是地下水位高、潛水蒸發(fā)量大、土壤和地下水中有鹽。近年來，灌區(qū)人民經(jīng)過深溝排堿、井灌改堿、生物排堿、引黃於改、淡水壓堿等措施，基本解除了堿災(zāi)的威脅。2.2設(shè)計年降雨計算××縣牛角店水文站位于××灌區(qū)內(nèi)，水文站有記錄的降雨資料系列較長，牛角店鎮(zhèn)土地面積及耕地面積均約占整個灌區(qū)的三分之一，并且灌區(qū)原設(shè)計的水文計算也采用該站的資料，所以這次設(shè)計仍然采用牛角店站水文資料。根據(jù)牛角店站1960-2007年歷年降雨系列資料，進行降雨頻率分析計算，選取灌溉設(shè)計保證率為50%的典型年。據(jù)1960-2007年歷年逐月降雨資料，按代表作物生長期（當年10月~次年9月）的年均降雨進行降雨頻率計算，計算結(jié)果見表2-2，據(jù)此繪制經(jīng)驗頻率曲線。依據(jù)××省水文圖集，查得××縣適線的變差系數(shù)CV為0.33，以CS=2CV對P-Ⅲ型理論曲線適配得到理論頻率曲線，詳見圖2-1徑流頻率曲線。從該曲線上查出灌溉設(shè)計保證率為50%的設(shè)計年降雨量，其值約為539.6mm，據(jù)此選擇接近于設(shè)計年降雨量的年份有1975～1976年542mm和2004～2005年530.9mm。經(jīng)過分析對比，以其灌水分配過程較為不利的2004～2005年作為50%保證率的設(shè)計典型年。以該典型年作為50%保證率的設(shè)計代表年，經(jīng)過同倍比放大后，分析降水對作物的滿足程度詳見表2-3和表2-4。年2004年2005年月份123456789降雨量(mm)4.610.72.116.1007.255.8106.397.591.3139.3合計530.9mm年2004年2005年月份123456789降雨量(mm)4.810.92.216.4007.356.799.192.8141.5合計539.6mm年份降雨量（mm）經(jīng)驗頻率序號降雨量由大到小排列P=m/(n+1)(%)1960～19611009.911009.92.11961～1962827.42888.24.21962～196378838466.31963～1964788.34827.48.31964～1965460.1580210.41965～1966373.16788.312.51966～1967469778814.61967～1968399.78771.316.71968～19697369769.218.81969～197050.71769.220.81970～1971768.5768.522.91971～1972500.3760.425.01972～1973760.473627.11973～1974609.772129.21974～1975619.9678.631.31975～1976542665.733.31976～1977565.3638.535.41977～1978769.2637.937.51978～1979498.863139.61979～1980769.22062641.71980～1981347.421619.943.81981～1982637.922609.745.81982～1983360.623590.547.91983～198445824565.350.01984～1985494.52554252.11985～1986179.426530.954.21986～1987472.827500.356.3年份降雨量（mm）經(jīng)驗頻率序號降雨量由大到小排列P=m/(n+1)(%)1987～1988230.328498.858.31988～1989240.629494.560.41989～1990771.330472.862.51990～1991665.73146964.61991～1992311.632462.166.71992～199380233460.168.81993～1994888.23445870.81994～19956263544372.91995～1996638.536417.575.01996～1997462.137399.777.11997～199872138375.579.21998～1999375.539373.181.31999～2000678.640360.683.32000～200144341347.485.42001～200229542311.687.52002～20036314329589.62003～200484644240.691.72004～2005530.945230.393.82005～2006417.546179.495.82006～2007590.54750.7197.9圖2-1典型年降雨頻率分析曲線2.3灌區(qū)主要排水河道排澇、防洪流量計算2.3.1田間排水工程排澇模數(shù)擬定1.設(shè)計暴雨：查《××省水文圖集》，本地區(qū)多年平均年最大24小時降雨量100mm，降水量變差系數(shù)CV＝0.54，CS＝3.5CV，查皮遜Ⅲ型典型P=20%的模比系數(shù)KP＝1.34，則P＝20%，最大24小時降雨量為134mm。2.排澇模數(shù)1966年經(jīng)水電部批準，魯北地區(qū)排水模數(shù)采用公式M＝0.0172RF-0.25式中：R－設(shè)計凈雨深(mm)；F－排水面積（km2其中，設(shè)計凈雨深由設(shè)計降雨量P乘以徑流系數(shù)α求得，α與末級排水溝控制面積F有關(guān)，據(jù)《××省灌區(qū)設(shè)計與施工》F<5km2，α=0.2。灌區(qū)田間農(nóng)溝、斗溝控制面積一般小于5km2。經(jīng)計算：M＝0.30833m3/s/km2。2.3.2骨干河道排水模數(shù)××省海河流域目前防洪、排澇系統(tǒng)基本形成，其標準為六五年水電面雨量600mm）防洪。2000年完成的《××省海河流域防洪規(guī)劃報告》仍采用原防洪、排澇標準，《××省海河流域防洪規(guī)劃報告》于2008年分別由水利部和國務(wù)院批復。本次設(shè)計仍采用原排澇、防洪標準?！痢凉鄥^(qū)屬于徒駭河流域，灌區(qū)內(nèi)骨干排水河道排澇模數(shù)按徒駭河流域排水模數(shù)，見表2－5。流域面積(km2）雨型20304050607050064年0.6110.5230.4650.4240.3950.3710.3530.3220.200.16161年0.9070.8270.7240.6280.390.308注：流域面積小于20km2的用20km2模數(shù)灌區(qū)內(nèi)排水河道排澇、防洪設(shè)計流量見表2－6。類別河道名稱長度(km)流域面積(km2)“64年雨量(m3/s)“61年雨型”防洪流量(m3/s)備注合計325.1>100km2小計47.6趙牛河22.6529.0流域面積為灌區(qū)以上總的面積中心河25.0211.055.088.7km2小計83.6巴公河25.563.024.9國候河4.5754.722.4十六米溝32.2西趙王溝31.8海棠溝9.659.2東趙王河9.739.2范公河8.57.9km2小計56.2排堿干溝6.827.1二干溝7.47.3北陳集溝7.0西干四支溝7.821.1八里溝3.58.3東西池截滲溝8.38.2楊柳二支溝7.5齊東邊界溝5.36.5高楊邊界溝5.09.03～10km246條根據(jù)××縣降雨實測雨量資料，用頻率法推求某一頻率的設(shè)計面雨量。灌區(qū)地勢平坦，河道匯流時間較長，確定各河干流設(shè)計雨期為7日。選用××縣東南部1956年－2007年雨量站資料，采用年最大1日、3日、7日同時也選用四十五日雨期，作為暴雨統(tǒng)計分析雨期。根據(jù)灌區(qū)骨干排水河道情況，選擇趙牛河、中心河為復核河道。驗算斷面選在流出灌區(qū)的斷面。趙牛河選擇斷面以上流域面積529.0km2，其上長度34.2km；中心河選擇斷面以上流域面積211.0km2，長度25.0km。1.面雨量的統(tǒng)計計算根據(jù)流域內(nèi)各雨量站實測雨量資料，采用年最大值法計算控制斷面以上的年最大一、三、七、四十五日流域平均降雨量。具體方法是用算術(shù)平均法先計算逐日流域平均降水量，然后滑動挑選各雨期年最大流域平均降雨量。根據(jù)統(tǒng)計的面雨量進行暴雨的頻率計算，采用CS＝3.5Cv進行適線，計算出各設(shè)計頻率面雨量。最大一、三、七、四十五日面雨量頻率曲線適線見圖2-2~圖2-5?？刂茢嗝婷嬗炅坑嬎愠晒姳?－7。系列年數(shù)面雨量均值（mm）Cv適Cs/Cv設(shè)計面雨量（mm）20%3.3%2%175.70.4463.592.0397.80.343.5202.070.313.5212.0226.0246.045300.00.313.5370.0475.0505.0540.0585.02.設(shè)計洪水計算⑴設(shè)計雨型日程分配采用統(tǒng)計法確定設(shè)計雨型的日程分配和時程分配。日程分配采取層層內(nèi)包，即七日包三日、三日包一日。首先確定降水日數(shù)，經(jīng)過統(tǒng)計分析確定七日雨型中降水日數(shù)為5日。再統(tǒng)計分析三日暴雨在七日暴雨中的位置，經(jīng)過統(tǒng)計分析確定三日暴雨位置在前三天；三日暴雨中，最大一日暴雨定在第三天，次大定在第二天，第三大定在第一天。三日暴雨之外最大的一日暴雨定在第四天，次大定在第六天。第一天、第二天的雨型系數(shù)經(jīng)過統(tǒng)計分析概化定為0.10、0.第四天、第六天的雨型系數(shù)定為0.70、0.30。七日設(shè)計雨型日程分配第一天：H1′=0.10(H3-H1)第二天：H2′=0.90(H3-H1)第三天：H3′=H1第四天：H4′=0.70(H7-H3)第六天：H6′=0.30(H7-H3)6′---分別為設(shè)計七日暴雨在各天的分配數(shù)；⑵設(shè)計雨型的時程分配根據(jù)日程分配各天的定位，分析確定相應(yīng)各天的時程分配，最大三日暴雨時程分配獨立統(tǒng)計，其余兩天根據(jù)三日暴雨之外的最大兩日暴雨的時程分配確定，經(jīng)過綜合分析最后確定各日時程分配。七日設(shè)計雨型見表2-8。降水量日程分配逐日凈雨各時段分配數(shù)（%）1234第一天0.10(H3-H1)第二天0.90(H3-H1)2476第三天H162668第四天0.70(H7-H3)90第五天第六天0.30(H7-H3)第七天⑶設(shè)計凈雨的計算由設(shè)計暴雨推求相應(yīng)凈雨用《××省水文圖集》降雨徑流關(guān)系，即P+Pa~R關(guān)系曲線，其中用徒駭河15號線。本次將實測降雨徑流關(guān)系外包線分別與水文圖集中的降雨徑流關(guān)系15線繪在同一張圖上進行比較，經(jīng)比較可以看出：水文圖集降雨徑流關(guān)系比預(yù)報方案降雨徑流關(guān)系外包線偏大較多，說明水文圖集降雨徑流關(guān)系已徑不適合本地區(qū)的產(chǎn)流規(guī)律。本次計算采用實測降雨徑流關(guān)系外包線作為其設(shè)計采用的降雨徑流關(guān)系。在設(shè)計Pa的選用上，第一天Pa值的選取仍采用水文圖集魯北地區(qū)設(shè)計值50mm，其他各日Pa值采用下述公式計算，并以Imax=100mm控制：Pa,t+1=K(P+Pa,t)式中：Pa,t+1-------t+1日前期影響雨量；Pa,t--------t日前期影響雨量；K--------折減系數(shù)，取0.90；根據(jù)各斷面設(shè)計面雨量和確定的日分配雨型、降雨徑流關(guān)系，求得各斷面逐日設(shè)計凈雨。各日凈雨求出之后，根據(jù)設(shè)計雨型時程分配，求出各日凈雨的各時段分配數(shù)值。灌區(qū)P＝10%，凈雨深R＝70.7mm；P＝5%，凈雨深R＝91.5mm；P＝3.3%，凈雨深R＝104.3mm；P＝2%，凈雨深R=120.2mm；⑷設(shè)計洪水過程的推求設(shè)計洪水過程的計算采用《××省水文圖集》綜合瞬時單位線法。魯北地區(qū)瞬時單位線參數(shù)公式M1=1.34F0.463，計算時，根據(jù)各斷面控制面積計算瞬時單位線參數(shù)M1值，然后計算各斷面瞬時單位線，并轉(zhuǎn)換為時段單位線，時段長取Δt=6小時。根據(jù)求得的各斷面時段單位線及設(shè)計凈雨過程，按單位線推流的方法求得其設(shè)計洪水過程線，由此即可推求出不同頻率設(shè)計洪峰流量，見表2-9。斷面名稱域積流面設(shè)計洪峰流量（m3/s）原設(shè)計流量（m3/s）20%5%3.3%2%64年雨型61年雨型趙牛河529.082.07206.6249.0中心河211.057.5146.8655.088.73.復核結(jié)論經(jīng)以上設(shè)計洪水計算與原設(shè)計相比其結(jié)果：趙牛河“61年雨型”防洪標準相當于20～30年一遇，中心河低于20年一遇。趙牛河“64年雨型”排澇標準高于5年一遇，但低于20年一遇。中心河“64年雨型”排澇標準略低于5年一遇。2.4地下水灌區(qū)地下水為第四系孔隙潛水，平均埋藏深約2.7—4.0m。水位標高約為28.5—30.0m，年地下水位變幅約1m左右。其水位動態(tài)主要受氣象、開采、河流補給條件的控制，地下水流向與地表傾斜方向基本一致。該區(qū)地下水以大氣降水、黃河側(cè)滲、引黃為補給源，以地表蒸發(fā)，人工開采及徑向出流為主要排泄方式。根據(jù)灌區(qū)地下水的垂直分布特點,灌區(qū)地下水分為三種類型，即淺層地深在180m以下）。農(nóng)業(yè)供水考慮淺層地下水，特別是淺層淡水。深層淡水由于循環(huán)周期長，開采后難以補給，不能大量開采，只考慮作為工業(yè)和城市供水的后備水源開發(fā)利用?！痢凉鄥^(qū)以開采淺層地下淡水為主，淺層淡水分布面積約占總面積的90%以上，且地下水開采條件較好，宜井區(qū)面積為325.98km2，占總面積的92%，非宜井區(qū)為淺層地下水開采條件貧乏區(qū)，主要分布在灌區(qū)的西北部，含水層較薄且地下水礦化度高，開采利用難度大。淺層地下水補給量主要有降水入滲、河道側(cè)滲、渠道滲漏等組成。根據(jù)“××縣水資源綜合規(guī)劃”的有關(guān)成果，××灌區(qū)淺層地下水補給量為7379.2萬m3，灌區(qū)現(xiàn)狀實際地下水開采量為5300萬m3，地下水實際開采量僅為地下水補給量的72%。2.5水源水質(zhì)分析2.5.1地表、地下水水質(zhì)根據(jù)《××××灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程地質(zhì)勘察報告(可行性研Mg2+、鐵離子及硬度等的分析，其簡分析結(jié)果，地下水水化學類型為重碳酸鹽鈣鎂型，pH值為7.50；地表水水化學類型為硫酸鹽鈣鈉鎂型，pH值為8.18。適合生活飲用和農(nóng)業(yè)灌溉用水。2.5.2黃河水水質(zhì)家地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002選用水利部水文局（1989）18號規(guī)定的評價參數(shù)，對××干流河段水質(zhì)進行綜合污染評價，評價結(jié)果見表2-10。表2-10黃河××干流河段水質(zhì)單項污染評價測定項目多年平均值水質(zhì)類別資料年限PH值8.111990～1994年總硬度（ODH）2氯化物71.61溶解氧8.01化學耗氧量4.11氨氮0.22亞硝酸鹽氮0.02991揮發(fā)酚0.00011氰化物0.000361汞0.000063六價鉻01砷化物0.0121鉛0.042鎘由表2-10可以看出，黃河××段各項水質(zhì)參數(shù)符合Ⅲ類水質(zhì)標準。根據(jù)黃河流域水資源保護局《水資源保護規(guī)劃》的分析結(jié)果，在加強中、上游治理和管理的前提下，預(yù)計到2010年，黃河下游來水基本能維持Ⅲ類水質(zhì)標準。2.6黃河水源分析2.6.1黃河來水量黃河水是××灌區(qū)的主要過境水資源，黃河水量較豐沛，水質(zhì)優(yōu)良，是灌區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源?！痢凉鄥^(qū)自1986年開始引水以來，對灌區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用，引水量逐年增加，年均引水量8465.32萬m3，大于灌區(qū)設(shè)計引黃水量7800萬m3。近年來隨著黃河中上游引黃事業(yè)的發(fā)展及小浪底水庫的建成運用，來水量呈逐年減少的趨勢。由于××引黃閘引水口處無水文測站，本次設(shè)計采用××上游7km處的艾山水文水資源局提供的艾山水文站實測資料對黃河水源及可供水量進行分析。根據(jù)艾山水文站1973～2005年年徑流量系列資料頻率分析，黃河艾山站多年平均來水量274.8億m3，保證率50%年來水量247.6億m3。由于受流域降雨豐枯變化和流域引黃用水量逐年增加的影響，艾山站各統(tǒng)計時段的來水量基本呈逐年減少的趨勢，特別是1980年以來，隨著中、上游大中型水利工程的興建，改善了中、上游河段的引水條件，加之工農(nóng)業(yè)用水量大幅增加，艾山站來水量明顯減少，來水量基本與多年平均持平。為考慮黃河水量減少對灌區(qū)的影響，選取1980～2005年艾山站年徑流量系列資料進行頻率分析，并與1973～2005年分析結(jié)果進行對比。艾山站來水量頻率分析見圖2-6、頻率分析成果見表2—11。表2—11黃河艾山站來水量頻率分析成果表單位：億m3系列起止年份系列年數(shù)平均值采用統(tǒng)計參數(shù)不同頻率年徑流量50%75%90%97%99%1973～2005274.80.55247.6163.8107.567.145.41980～200526250.30.55225.5149.297.961.141.3分析結(jié)果表明，1980～2005年多年平均來水量250.3億m3，較1973~2005年偏少8.9%。為使供水水源論證選用資料盡可能反映人類活動對黃河徑流量影響，資料的代表性更好，確定的供水方案更安全，本項目可引水量分析采用艾山站1980～2005年頻率分析成果。2.6.2來沙量分析××灌區(qū)的泥沙主要來自于引黃河水帶來的泥沙。引用黃河水的含沙量分析采用黃河艾山站的有關(guān)資料。艾山站的來沙量同來水量一樣，在時間分布上也很不均勻，來沙量主要集中在汛期。根據(jù)實測資料分析，多年平均輸沙量為8.17億t，7～10月、11～2月、3～6月分別為6.73億t、0.645億t和0.796億t，汛期來沙量占年來沙量的82.4%。艾山水文站不同年代各時段來沙量變化見表2-12。年代時段50年代60年代70年代80年代90年代2000~2005年多年平均年均9.346.394.100.6138.173～6月0.720.3660.510.1630.7967～10月10.438.567.705.593.320.3286.7311～2月0.8860.8680.9230.4340.2740.1220.6452.6.3含沙量分析含沙量分析也依據(jù)艾山站進行分析。根據(jù)歷年實測含沙量資料統(tǒng)計，和11.5kg/m3。各年代的含沙量見表2-13。年代時段50年代60年代70年代80年代90年代2000~2005年多年平均年均25.521.628.420.324.27.6023.73～6月7.416.667～10月34.629.139.627.835.69.8532.611～2月9.046.707.135.319.26由各年代的來水量和含沙量對比來看，50年代是豐水豐沙年，60年代是豐水平沙年，70年代是平水豐沙年，80年代是平水小沙年，90年代是小水平沙年，2000～2002年是小水小沙年。地處××上游的小浪底水庫1999年底開始運行，2000～2005年含沙量的急劇減小，主要是受小浪底水庫蓄水攔沙的影響。2.6.4.黃河斷流分析黃河頻繁的季節(jié)性斷流始于20世紀70年代初，特別是進入90年代之后，斷流現(xiàn)象更為嚴重。據(jù)黃河1919年以來水文觀測資料統(tǒng)計，黃河下游在1972年以前，除1938年在花園口扒口改道和1960年6月由于花園口樞紐大壩截流及1960年12月由于三門峽樞紐關(guān)閘蓄水造成黃河下游斷流外，沒有出現(xiàn)過斷流現(xiàn)象。黃河自然斷流始于1972年，斷流主要發(fā)生在黃河下游的××河段。在1972—1996年的25年間，有19年出現(xiàn)河干斷流，平均4年3斷流。尤其是80年代中期后(1987年后)，幾乎連年出現(xiàn)斷流，其斷流時間不斷提前，斷流范圍不斷擴大，斷流頻次、歷時不斷增加。1995年，地處河口段的利津水文站，斷流歷時長達122天，斷流河長上延至河南開封市以下的陳橋村附近，長度達683km，占黃河下游(花園口以下)河道長度的80%以上。1996年，濼口水文站于2月14日就開始斷流，比歷史上斷流最早的1995年又提前了85天；利津水文站該年先后斷流7次，歷時達132天，比歷史上斷流歷時最長的1995年又增加了10天，1996年是有史以來黃河斷流時間最早、歷時最長的年份。在小浪底水庫建成運用后的2000～2005年沒有發(fā)生斷流。由斷流天數(shù)年內(nèi)分配來看，斷流主要集中在5、6、7月份。斷流對黃河下游××段沿途工農(nóng)業(yè)用水影響很大，特別是5、6月份斷流，對農(nóng)業(yè)灌溉影響很大。小浪底水庫建成后，雖然黃河××段未發(fā)生斷流，但由于流量較小，各引黃閘又實行控制引水，因此，對××沿黃的工農(nóng)業(yè)用水也有一定影響。2.6.5小浪底水庫對下游來水來沙的影響小浪底水庫建成運行后，根據(jù)其調(diào)節(jié)運用方式，其對下游引水的影響主要表現(xiàn)在對下游來水量的影響、來水含沙量的影響和引水水位的影響。小浪底水庫在1999年底試運行，從2000～2005年洛口艾山站來水來沙情況來看，受流域枯水及小浪底水庫蓄水攔沙的影響，艾山站的徑流量、輸沙量、含沙量對比90年代均大幅減少，且來水來沙年內(nèi)分配趨于均勻，而不是主要集中在汛期，小浪底水庫調(diào)蓄作用明顯。含沙量的減小對下游引水工程是有利的，但來水量的減小對下游引水不利，除受小浪底水庫運用的影響，還受流域枯水的影響。引黃水帶來的泥沙，大部分落淤在沉沙條渠內(nèi)，小部分隨水進入渠道，但渠道水流設(shè)計滿足不沖不淤流速，下游渠道含沙量很少。為保證輸水線路輸水期的正常運用和河道的正常功能，應(yīng)保證及時清理落淤在河道、渠道內(nèi)的泥沙黃河××段冬季經(jīng)常受寒潮侵襲，受河道、氣象、水文等自然條件的作用，致使每年都有凌汛、且經(jīng)常發(fā)生插凌、封河，根據(jù)1951～1994年44個冰凌年份統(tǒng)計，有38年封河，6年未封凍，有些年份兩封兩開，冰凌變化十分復雜。從歷年冰凌變化情況看，一般12月份開始淌凌，封河時間主要集中在12月中旬至1月下旬，以12月中、下旬的比例最大。據(jù)統(tǒng)計，在38次封河年份中，12月中、下旬首封次數(shù)分別為10次和9次；元月上、中旬首封均為6次；元月下旬首封5次。最遲開河時間主要集中在2月中旬至3月上旬，該時段最遲開河年份占總開河年份的79%，有些年份最遲開河在2月上旬或推遲3月中旬。在封凍年度中，封凍最上首達河南榮陽汜水河口，短的僅封至墾利縣十八戶，其中有10次封凍最上首在濟南濼口以下，占26.3%。封凍長度最長703km，最短25km，平均311km。2.7××灌區(qū)歷年引水情況××引黃灌區(qū)是在原虹吸引黃灌區(qū)的基礎(chǔ)上，于1984年興建××引黃閘，利用位山舊城干渠的下段建成××引黃灌區(qū)。1986年開始引水灌溉，渠首設(shè)計引水能力25.5m3/s，年引黃水量7800萬m3，設(shè)計灌溉面積37.2萬畝，現(xiàn)狀實際引黃灌溉面積30.0萬畝?！痢凉鄥^(qū)自1986年開始引水以來，年均引水量8465.32萬m3,遠大于灌區(qū)設(shè)計引黃水量7800萬m3?！痢凉鄥^(qū)1986-2007年歷年引水情況詳見表2-14。表2-14××灌區(qū)1986-2007年歷年引水年份引水量（萬m3）灌溉面積（萬畝）備注8056.7825.5設(shè)計引黃河水量7800萬m3571825.56853.4625.57199.8525.512215.2425.5965525.59594.0625.58333.2329.637168.82910085.888245.368159.176748.78212.720007720.1720016366.9520026792.95200311764.52004780420055181.23200611503200712858年均引黃量：8465.32萬m3第三章工程地質(zhì)本可研階段地質(zhì)勘探外業(yè)工作主要完成了××灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中的11條干支渠及其附屬建筑物地質(zhì)勘察任務(wù)。沿每條渠道岸邊布設(shè)一條勘探剖面，共布置11條剖面；每一剖面設(shè)3～5個勘探孔，孔深8m，均為取土標貫孔，共43個孔。鉆探期間，在場區(qū)取地表水、地下水樣各一組，并對確定的砂、石料場進行了調(diào)查。野外完成的工作量：鉆孔43個，進尺347m，取土116組，標貫76次。室內(nèi)土工試驗完成的工作量見表3－1。項目含水率（組）密度液、塑限（組）壓縮自然快剪（組）固結(jié)快剪（組）顆分滲透擊實水質(zhì)分析合計73373323.2.1地形地貌工程區(qū)位于××縣城東北部，緩平坡地，地形較為平坦。地貌上處于魯中丘陵和華北平原區(qū)的相接地帶，總的地形趨勢東南高而西北低。從地貌類型上分析，工程區(qū)位于黃河沖積扇平原與沖積平原交接部位，陶城鋪以下屬黃河沖積平原，隔河相對右岸為泰山山地及山前沖洪積傾斜平原，故該段黃河沖積平原又屬山前沖積平原。區(qū)內(nèi)渠溝縱橫交錯，水系較為發(fā)達?？辈炱陂g，地下水埋深一般在地表以下2.5～4.0m之間。3.2.2地質(zhì)構(gòu)造黃河下游地區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬華北板塊，陽谷、××一帶處于該板塊的冀中板塊和冀魯板塊兩個次級板塊的交接部位附近，在次一級的構(gòu)造單元上，處于魯西斷塊隆起向華北斷塊坳陷過渡帶菏澤—濟寧緩傾斜坳郯沈陽錦州呼和浩特山廬斷 銀川大連斷滄煙臺裂石家莊太原2前濟南1.鄂爾多斯晉西板塊2.晉冀板塊3.晉中板塊4.晉魯板塊5.遼魯板塊板塊內(nèi)部界線小板塊內(nèi)部活動斷裂，同時也是小板塊內(nèi)部界線板塊邊界帶上的構(gòu)造帶和山系斷裂帶扭錯方向3陷青島4斷寶雞鄭州徐州帶南陽信陽合肥5華北地區(qū)板塊分布圖郯沈陽錦州呼和浩特山廬斷 銀川大連斷滄煙臺裂石家莊太原2前濟南1.鄂爾多斯晉西板塊2.晉冀板塊3.晉中板塊4.晉魯板塊5.遼魯板塊板塊內(nèi)部界線小板塊內(nèi)部活動斷裂，同時也是小板塊內(nèi)部界線板塊邊界帶上的構(gòu)造帶和山系斷裂帶扭錯方向3陷青島4斷寶雞鄭州徐州帶南陽信陽合肥5圖3.1華北地區(qū)板塊分布圖本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造主要受北東向的××—蘭考構(gòu)造帶和新華夏系的南北構(gòu)造控制。通過本區(qū)附近的主要斷裂有北北東向的聊考深大斷裂及北西向的茌平肥城斷裂、北東向的××斷裂、南北向的巨野斷裂、曹縣斷裂、近東梁山梁山齊斷河清北聊裂斷磁范縣斷裂范縣清豐考長斷長垣新斷裂開封杞縣裂裂滑縣滄肥城延津河裂裂斷曹縣斷西巨野泰安平陰蘭考夏津濮陽新鄉(xiāng)濟寧菏斷大名城平裂城裂裂裂肥裂裂汴茌長成聊武鄭湯定東斷斷斷斷陶圖3.2黃河下游斷裂分布圖以上斷裂多為新華夏系活動性斷裂。尤其是NNE向的聊考斷裂，該斷裂在三疊紀可能已經(jīng)存在，侏羅紀～早第三紀強烈活動，晚第三紀～第四紀有繼承性活動。有史以來沿××—蘭考斷裂多次發(fā)生地震：1502年到1948年發(fā)生5級以上地震多達5次，表明××—蘭考斷裂是在現(xiàn)代仍具有較強活動性的深大斷裂。聊考斷裂是魯西斷塊隆起和華北斷坳的分界斷裂，東濮坳陷緊臨斷裂的西側(cè)，坳陷中的沉積及構(gòu)造格局直接受此斷裂的控制。場區(qū)在地震分區(qū)上屬華北地震區(qū)邢臺～河間地震帶。華北地震區(qū)總的特征是地震活動強度大，但其頻率較低，屬地震活動中等的地震區(qū)。震源深度一般為5～30km，為淺源地震。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001工程區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，對應(yīng)地震烈度為Ⅶ度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s。3.3各渠道基本工程地質(zhì)條件3.3.1各渠道地層巖性在勘探深度內(nèi)，各渠道分布地層主要為人工填土（Q4s）、第四系全新統(tǒng)河流沖積層（Q4al按成因及巖性的不同自上而下共分為5層，分述如下:人工填土（Q4s）①層填土：綜合成分為重粉質(zhì)壤土，棕黃色，棕紅色，灰黃色，不均勻，大部分渠道為人工雜填土、路基土，夾磚瓦、碎石等，局部表現(xiàn)為人工素填土，堅～硬塑。第四系全新統(tǒng)沖層（Q4al）②層壤土綜合成分為中粉質(zhì)壤土，灰黃色，灰色，不均勻，夾砂壤土及粘土微薄層，主要呈軟塑狀，局部可塑。（2-1）層粘土：綜合成分為粉質(zhì)粘土，棕紅色，不甚均勻，層位不穩(wěn)定，夾壤土微薄層，軟塑。（2-2）層砂壤土：綜合成分為重粉質(zhì)砂壤土，棕灰色～灰黃色，不均勻，夾粘土及壤土微薄層，飽和，軟塑～流塑。③層砂壤土：綜合成分為重粉質(zhì)砂壤土，棕灰色，灰色，不均勻，含腐植物，飽和，振動后易析水，呈稍密狀，夾壤土及粘土微薄層。（3-1）層粘土：綜合成分為粉質(zhì)粘土，灰色，不均勻，夾壤土微薄層，軟塑。（3-2）層壤土：綜合成分為中粉質(zhì)壤土，棕灰色～灰黃色，不均勻，夾粘土及砂壤土微薄層，飽和，軟塑。（3-3）層粉砂：灰黃色，均勻，無雜質(zhì)，僅在個別鉆孔揭露，松散，飽和。④層粘土：綜合成分為重粘土，灰色，不均勻，夾砂壤土微薄層，軟塑～可塑。（4-1）層壤土：綜合成分為中～重粉質(zhì)壤土，棕灰色，不均勻，夾砂壤土微薄層，飽和，可塑。（4-2）層砂壤土：綜合成分為重粉質(zhì)砂壤土，棕灰色，不均勻，含腐植物，飽和，振動后易析水，呈稍密狀，夾壤土及粘土微薄層。⑤層壤土：綜合成分為重粉質(zhì)壤土，灰黃色，不均勻，夾粘土及砂壤土微薄層，飽和，可塑。（5-1）層砂壤土：綜合成分為重粉質(zhì)砂壤土，灰黃色，不均勻，含腐植物，飽和，振動后易析水，呈稍密狀，夾壤土及粘土微薄層。3.3.2土的物理力學性質(zhì)根據(jù)要求，原狀土樣進行了顆分、比重、密度、天然含水率、液塑限、剪切(自然快剪及固結(jié)快剪)、壓縮及滲透試驗，提出了每個土樣的物理力學性質(zhì)指標，詳見《××市××灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程地質(zhì)勘察報告》附表1～11——XX渠分層土工試驗成果報告表。對分層土的物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計計算后，根據(jù)各土層實際的巖性特征并考慮取樣試驗過程的影響，提出物理力學指標建議值，詳見《××市××灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程地質(zhì)勘察報告》表3.2-1～11——“XX渠土的物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計及建議值表”。3.3.3水文地質(zhì)條件1.地下水及其運動場區(qū)地下水類型按埋藏條件主要為潛水。場區(qū)主要含水層為③層砂壤土，地下水流向與地表傾斜方向基本一致。該區(qū)地下水以大氣降水及引黃為補給源，以地表蒸發(fā)、人工開采及徑向出流為主要排泄方式。據(jù)鉆孔終孔觀測，勘探期間地下水位一般在28.5～30.0m高程左右。2場區(qū)地層的滲透性根據(jù)試驗資料以及土層的實際情況,綜合確定土層的滲透系數(shù)建議值及透水性質(zhì)，見表3.2-1～11。層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值（2-1）粘土幾何平均值2.38×10-68.14×10-6微透水大值幾何平均值8.14×10-6小值幾何平均值6.96×10-7（2-2）砂壤土幾何平均值5.59×10-55.59×10-4中等透水③砂壤土幾何平均值2.26×10-56.87×10-4中等透水大值幾何平均值6.87×10-5小值幾何平均值1.29×10-5（3-2）壤土幾何平均值1.01×10-66.85×10-6微透水層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值3.62×10-61.16×10-5弱透水大值幾何平均值1.16×10-5小值幾何平均值1.67×10-6③砂壤土幾何平均值5.41×10-61.00×10-4中等透水大值幾何平均值9.15×10-6小值幾何平均值1.89×10-6層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值4.68×10-64.68×10-6微透水（2-1）粘土幾何平均值1.94×10-71.94×10-7極微透水（2-2）砂壤土幾何平均值1.73×10-51.73×10-4中等透水③砂壤土幾何平均值4.68×10-51.10×10-4中等透水大值幾何平均值1.10×10-4小值幾何平均值6.54×10-6層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值4.86×10-54.86×10-5弱透水③砂壤土幾何平均值7.68×10-61.00×10-4中等透水（3-2）壤土幾何平均值3.22×10-63.22×10-5弱透水層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值5.03×10-55.03×10-5弱透水③砂壤土幾何平均值1.01×10-51.96×10-4中等透水大值幾何平均值1.96×10-5小值幾何平均值2.71×10-6（3-1）粘土幾何平均值6.42×10-76.42×10-7極微透水（3-3）粉砂幾何平均值1.17×10-44.64×10-3中等透水④粘土幾何平均值1.00×10-81.00×10-7極微透水大值幾何平均值1.00×10-8小值幾何平均值1.00×10-8層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值（2-2）砂壤土幾何平均值1.84×10-41.84×10-4中等透水③砂壤土幾何平均值1.49×10-51.49×10-4中等透水大值幾何平均值2.58×10-5小值幾何平均值6.56×10-6層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值3.03×10-63.03×10-5弱透水大值幾何平均值3.11×10-6小值幾何平均值2.96×10-6③砂壤土幾何平均值6.82×10-61.39×10-4中等透水大值幾何平均值1.39×10-5小值幾何平均值4.77×10-6（3-2）壤土幾何平均值2.23×10-72.23×10-6微透水層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值8.86×10-78.86×10-6微透水（2-1）粘土幾何平均值1.68×10-61.68×10-6微透水③砂壤土幾何平均值3.26×10-53.26×10-4中等透水大值幾何平均值1.12×10-4小值幾何平均值6.30×10-6（3-3）粉砂幾何平均值3.00×10-43.00×10-3中等透水④粘土幾何平均值1.00×10-81.00×10-7極微透水層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值（2-1）粘土幾何平均值1.07×10-61.07×10-6微透水（2-2）砂壤土幾何平均值1.10×10-41.10×10-4中等透水③砂壤土幾何平均值2.02×10-51.21×10-4中等透水大值幾何平均值1.21×10-4小值幾何平均值1.12×10-5④粘土幾何平均值1.18×10-71.17×10-7極微透水大值幾何平均值3.79×10-7小值幾何平均值6.59×10-8層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值②壤土幾何平均值1.48×10-61.48×10-6微透水③砂壤土幾何平均值2.33×10-52.33×10-4中等透水大值幾何平均值8.62×10-5小值幾何平均值6.32×10-6（3-1）粘土幾何平均值1.00×10-81.00×10-7極微透水（3-2）壤土幾何平均值8.78×10-68.78×10-6微透水層號巖土名稱滲透系數(shù)(cm/s)透水性質(zhì)統(tǒng)計值建議值③砂壤土幾何平均值5.00×10-65.00×10-4中等透水大值幾何平均值8.35×10-6小值幾何平均值2.52×10-6（3-1）粘土幾何平均值5.60×10-81.00×10-7極微透水（3-2）壤土幾何平均值1.72×10-51.72×10-5弱透水(2-2)、③、（3－3）為中等透水地層，其他層為弱透水地層和微透水地層。3.水化學特征在××閘附近的灌溉渠道取水和西干二支0+800鉆孔取地下水，進行水質(zhì)分析，根據(jù)水質(zhì)簡分析結(jié)果，地下水水化學類型為重碳酸鹽鈣鎂型，pH值為7.5；地表水水化學類型為硫酸鹽鈣鈉鎂型，pH值為8.18。4.環(huán)境水對混凝土的腐蝕性評價依據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287-99按腐蝕分類分別進行評價。場區(qū)地下水對混凝土無腐蝕性，地表水對混凝土具有弱結(jié)晶類腐蝕性。3.3.4工程地質(zhì)評價1.場地地震液化判別地面下15.0m范圍內(nèi)地層，液化判別按照“水利勘規(guī)”(GB50287-99)進行。粘粒含量均小于16%，初步判定有液化可能。其中（4-2）層砂壤土及（3-3）層粉砂缺少標貫數(shù)據(jù)，不再進行復判。經(jīng)過復判地層的液化判別情況見表3-3。由上表3.3看出2-2）層、③層砂壤土為可能液化地層。根據(jù)黃河下游砂壤土地層的情況以及歷史地震時的表現(xiàn)，在Ⅶ度烈度下液化發(fā)生的可能較大。2.滲透變形⑴滲透變形類型的判別參考《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（SL188-2005）規(guī)定，粘土、壤土、砂壤土等細粒土與不均勻系數(shù)不大于5的粗粒土，其滲透變形類型為流土。（3-3）層粉砂的不均勻系數(shù)小于5，其滲透變形類型也為流土。⑵臨界水力比降的計算流土的臨界水力比降采用公式2-2計算、計算結(jié)果見表3-4。流土型Jcr=(Gs-1)(1-n)式中:Jcr─土的臨界水力比降；Gs—土的比重；n—土的孔隙率。渠道層號巖土名稱孔號標貫起始深度（米）dsdwN′NNN判定結(jié)果干斗③砂壤土0+900-14.556.55.003.9502.975.505.71液化0+900-27.756.57.157.1502.996.756.58不液化1+400-14.556.55.004.0502.753.975.71液化1+400-27.755.67.257.2502.775.367.14液化2+500-14.556.25.004.2502.686.265.84不液化2+500-27.756.57.457.4502.67.776.71不液化3+500-27.756.57.457.4502.38.776.71不液化東干一支③砂壤土1+330-14.559.15.004.2503.842.724.82液化1+900-14.5545.004.0503.896.287.27液化3+000-14.556.15.003.9503.596.585.89不液化4+500-14.153.55.003.3504.275.107.78液化東干二支③砂壤土1+000-17.755.37.257.2502.4575.487.34液化2+330-14.555.35.004.0502.186.876.32不液化2+330-27.755.37.257.2502.18.087.34不液化3+600-14.553.15.004.05010.138.26不液化3+600-27.755.37.257.25010.167.34不液化4+820-14.553.75.004.05098.177.56不液化4+820-27.754.87.257.25075.877.71液化東干三支③砂壤土1+450-14.555.95.004.2502.975.285.99液化1+450-27.557.17.257.2502.996.786.34不液化西干渠③砂壤土13+950-14.559.95.004.0502.3597.474.62不液化14+750-14.559.55.004.0502.2597.574.72不液化15+520-14.557.95.004.0502.275.935.18不液化16+720-14.554.45.004.05087.166.94不液化西干一支③砂壤土0+950-18.159.38.158.1504.253.505.84液化2+600-14.556.35.004.5503.642.695.80液化2+600-27.756.37.757.7503.696.516.94液化3+980-14.555.75.004.0503.842.796.09液化3+980-27.756.97.257.2503.86.996.43不液化西干二支③砂壤土0+800-14.57.95.00403.664.315.18液化0+800-27.759.97.257.2503.674.975.37液化2+200-17.753.57.257.2503.68.539.03液化3+600-27.758.37.357.3502.98.315.90不液化5+800-14.558.95.004.1502.986.114.88不液化渠道層號巖土名稱孔號標貫起始深度（米）dsdwN′NNN判定結(jié)果西干三支③砂壤土0+640-14.553.35.004.0503.375.178.01液化0+640-27.754.87.257.2503.38.017.71不液化1+400-14.556.35.004.0502.575.705.80液化2+300-14.5535.004.0502.165.158.40液化3+220-14.553.45.004.05087.947.89不液化西干③砂壤土0+910-14.554.75.003.7503.78.066.71不液化2+600-14.557.75.004.2503.253.645.24液化西干五支③砂壤土0+900-14.555.65.004.0502.176.016.15液化0+900-27.755.67.257.2502.186.467.14液化2+530-14.955.65.004.650396.376.15不液化2+530-28.009.27.707.7037.575.72不液化3+700-14.555.65.004.05087.266.15不液化3+700-27.755.67.257.2508.397.14不液化4+550-14.553.55.004.2502.28.237.78不液化4+550-27.756.87.457.4502.29.656.56不液化西干六支③砂壤土1+205-14.557.85.004.2502.575.545.21不液化1+205-27.757.87.457.4502.57.846.12不液化2+418-14.557.85.004.0502.575.705.21不液化2+418-27.759.37.257.2502.597.015.54不液化4+245-27.759.67.357.35086.605.48不液化5+950-14.558.15.004.05076.955.11不液化5+950-27.759.97.257.25098.005.37不液化東干二支砂壤土1+000-14.758.75.004.2502.4532.394.93液化渠道名稱層號巖土名稱G孔隙比e孔隙率n(%)臨界水力比降J允許水力比降(安全系數(shù)取2)干一斗（2-1）粘土2.751.01950.470.8670.433（2-2）砂壤土2.700.80044.440.9440.472③砂壤土2.690.84245.710.9170.459（3-2）壤土2.720.87646.700.9170.458東干一支②壤土2.710.89047.090.9050.452③砂壤土2.690.82045.050.9290.464東干二支②壤土2.720.94348.530.8850.443（2-1）粘土2.750.96449.080.8910.446（2-2）砂壤土2.690.80044.440.9390.469③砂壤土2.690.81844.990.9300.465東干三支②壤土2.740.97849.440.8800.440③砂壤土2.690.88446.920.8970.449（3-2）壤土2.720.86646.410.9220.461西干下游②壤土2.700.84945.920.9190.460③砂壤土2.690.84245.710.9170.459（3-1）粘土2.751.23755.300.7820.391（3-3）粉砂2.680.76243.250.9530.477④粘土2.761.14453.360.8210.410西干一支（2-2）砂壤土2.680.77543.660.9460.473③砂壤土2.680.90047.370.8840.442西干二支②壤土2.710.80344.540.9480.474（2-1）粘土2.750.99149.770.8790.439③砂壤土2.690.83645.530.9200.460（3-2）壤土2.730.91747.840.9020.451西干三支②壤土2.720.93748.370.8880.444（2-1）粘土2.751.04751.150.8550.427③砂壤土2.690.81844.990.9300.465（3-3）粉砂2.680.80144.480.9330.466④粘土2.761.31256.750.7610.381西干四支（2-1）粘土2.751.08752.080.8390.41