河道治理可研报告

吴城水库大坝安全鉴定材料

北川河（西山—桑家会段）河道治理工程可行性研究报告

设计证书号：建设部乙级A114000426

山西省吕梁市水利勘测设计研究院

二0一0年十月

目录

1、综合说明 (1)

1.1项目区概况 (1)

1.2水文 (2)

1.3工程建设内容 (3)

1.4工程规划 (4)

1.5工程管理设计 (4)

1.6施工组织设计 (5)

1.7环境影响分析 (6)

1.8工程投资估算 (6)

1.9经济评价 (7)

1.10结论 (8)

2．水文 (8)

2.1流域概况 (8)

2.2气象 (9)

2.3设计洪峰流量的计算 (10)

2.4 成果合理性分析 (16)

3、工程地质 (17)

3.1地形地貌 (17)

3.2地层岩性 (17)

3.3水文地质 (18)

3.4区域地质构造 (18)

4、工程任务和规模 (19)

4.1社会经济概况和工程建设的必要性 (19)

4.2河道整治指导思想和规划原则 (20)

4.3河道治理的目标 (20)

5工程设计 (21)

5.1设计依据 (21)

5.2工程规划 (22)

5.3河道整治规划设计 (22)

5.4河堤工程设计 (24)

5.8清淤疏浚工程设计 (32)

5.9堤顶防洪道路设计 (33)

5.10安全防护栏设计 (33)

6.工程管理 (37)

6.3交通与通讯设施 (38)

6.4防汛抢险设施 (38)

7．施工组织设计 (38)

7.1施工条件 (38)

7.2建筑材料 (38)

7.3施工导流 (39)

7.4主体工程施工 (39)

7.5施工交通运输 (41)

7.7施工进度计划 (42)

8、环境影响评价 (42)

8.1环境影响评价的目的与依据 (42)

8.2环境影响分析 (43)

8.3环境保护措施 (44)

8.4结论 (46)

9、投资估算及资金筹措 (46)

9.1 编制说明 (46)

9.2 投资估算结果 (49)

9.3 资金筹措 (49)

10．工程经济评价 (50)

10.1概述 (50)

10.2评价依据 (50)

10.3国民经济评价 (50)

10.4国民经济评价指标 (52)

11、结论与建议 (56)

11.1综合评价 (56)

11.2结论 (57)

11.3建议 (58)

附： 1、**县北川河（西山段）河道治理工程平面布置图

2、**县北川河（西山段）河道治理工程横断面图

3、**县北川河（西山段）河道治理工程纵断图

4、**县北川河（西山段）河道治理工程防洪堤标准断面图。

1、综合说明

1.1项目区概况

**县位于山西省西部，吕梁山中段西翼，地理位置介于东经111o2'50″-111o34'30″,北纬37o36'58″—38o10'27″之间。

**县南北长62公里，东西宽46公里，总土地面积为1440平方公里，地势东北高，西南低，位于县城东部与交城县横尖镇交界处的关帝山主峰南阳山（孝文山）最高，海拔2831米，大武镇武回庄村河谷最低，海拔987米，相对高差1844米。

地貌东北部属土石山区，西南部为黄土丘陵沟壑区。土石山区面积1170.3平方公里，占总面积的81.6%，该区山势雄伟，岩石裸露，峡谷陡峻，森林茂密，地势险要，沟壑密度为1.7—3.3km/km2。天然草灌丛生，植被覆盖完好，共有天然林68.47万亩，其中乔木林41.28万亩,灌木林27.46万亩，天然草地4.22万亩，林草覆盖率为51.8 %。黄土丘陵沟壑区面积263.8平方公里，占总面积的18.4%。该区梁峁众多，谷深坡陡，沟坡植被很少，土壤贫瘠，沟壑密度为3.8km/km2，林草覆盖率为30%。

**县共辖5镇2乡，169个行政村。截至2009年底全县有3.28万户，14.45万人，其中农业人口11.2万人，农村劳动力4.92万个，其中男劳力2.586万个。人口密度为每平方公里98人，人均土地面积14.8亩，人均耕地面积2.93亩。

**县国民生产总值2009年达到120350万元，农业总产值8058万元。2009年粮食总产量2520万公斤，油料产量为221.2万公斤。农民人均纯收入1485元。农村经济走上了协调发展的轨道，农村产业结构初步趋向合理，农业基础地位得到明显巩固。

1.2水文

1.2.1河道概况

北川河是三川河的一级支流，位于吕梁山脉中段西侧，地理位置介于东经111°2′50″-111°34′30″，北纬37°36′58″—37°10′27″之间。发源于**县最北部的麻地渠村，由北向南纵贯**县。

北川河流域地形东部、西部为山地和丘陵，中部切割下陷为河川。地势东北高，西南低，以关帝山为最高，海拨2831米，流域中部为北川河河谷，平均坡降5.65‰,滩谷宽在1—2公里之间，滩面平坦，人口相对密集，是本流域主要的工农业生产区域。

本次治理的河段为**县圪洞镇的西山村至桑家会村河段，全长2400m，西山村断面处控制流域面积639.7km2，桑家会村断面处控制流域面积767.8km2。

1.2.2设计洪水成果

设计洪峰流量计算河段为圪洞镇的西山村至桑家会村。由于中间有圪洞沟的汇入，将设计河段从圪洞沟的汇入口分为上下两段，上段为西山村段、下段为桑家会村段。

根据《防洪标准》，确定设计河段乡村防护区的防洪标准为20

年一遇。

本次分析采用了三种计算方法，水文比拟法、《山西省暴雨洪水计算实用手册》（以下简称《手册》）中的经验公式法和推理公式法。同一断面三种结果互相对照检验，上下游断面纵向比较，同时采用资料系列的延长更能反映流域的真实状况，使分析成果较之以前更为合理。

各断面不同方法设计洪峰流量计算结果表

单位：m3/s

序号断面名称频率(P)

设计洪峰流量

不同计算方法结果

采用值经验公式法水文比拟法推理公式法

1 西山5%726 460 1180 460

2 桑家会5%519.5 519.5

在推理公式法、经验公式法、水文比拟法三种计算方法所得结果中，推理公式法与其他方法所得成果相差较大，而经验公式法在面积较小的流域应用效果较好，故本次分析各断面设计洪峰流量采用水文比拟法计算结果。

1.3工程建设内容

1.3.1河道治理任务

工程建设范围为**县圪洞镇的西山村至桑家会村，全长2400m，主要建设内容包括:河道清淤2400 m、浆砌石河堤4800m(其中西山村段1000m，桑家会村段3800 m),堤顶防洪道路4800m，安全防护栏4800m。

1.3.2防洪标准和工程等级

根据《防洪标准》（GB50201—94）及《堤防工程师设计规范》（GB50286—98）中的规定，按20年洪水标准。

1.4工程规划

1.4.1工程规划

设计中,按照因地制宜,就地取材,结合工程地质条件、水流条件、施工条件、投资、管理运行因素，确定规划方案。

北川河河道治理工程主要包括河槽疏浚工程、堤防工程、堤顶防洪道路工程、安全防护栏工程。

1.4.2河道纵坡和过水断面设计

河道纵坡:根据实测本段河道上段纵坡为0.0095、下段纵坡为0.0069。

过水断面：河道设计底宽采用山西省水利水电勘测设计研究院1999年5月提出的60米的宽度，采用明渠均匀流公式计算各段设计水深。

1.5工程管理设计

为加强河道工程管理，保证河道行洪顺畅和工程安全运行。由**县水利局和镇政府共同组建管理机构，由专人负责对工程进行维护、保养。

结合工程所在地的实际情况，交通工具考虑配置工具车一辆，生

产管理通讯采用无线通讯方式。

为了工程维修及防汛抢险的需要，在堤防工程的重要堤段及险工段的背水侧设堆料平台，并储备一定量的砂卵石料及堆石料，河槽整治的砂卵石开挖料直接运至堆料平台，用于防汛抢险备用。

1.6施工组织设计

1.6.1施工条件

建筑材料：砂石骨料、块石、卵石混凝土料可就近购买，施工用水可抽取河水，施工用电采用自备电源。工程沿线有209国道，进入施工各地段，可利用现有乡村道路通行。施工点范围内可沿河道修临时便道满足施工材料及弃料的运输要求。

1.6.2施工导流

本工程河槽段的施工安排在非汛期施工，以减小导流费用。堤防工程布置在河道两岸，临近主河槽施工时需进行导流。

1.6.3主体工程施工

本工程采用机械化或半机械化施工。选择有相应施工经验的专业施工队伍承担，严格按施工技术要求进行。

1.6.4施工交通运输

工程区沿线有209国道，对外交通比较方便，沿河两岸有乡村道路相通，沿堤线地段需修筑临时施工道路，用于工程建筑材料的进出施工现场。

1.6.5施工进度计划

本工程总工期二年，第一年的10月至第二年3月为施工准备期，完成施工道路、临建、水电及施工围堰等项目，第二年3月至10月为上段主体工程施工期，完成该主体工程的施工任务；第二年10月至第三年的7月为下段主体工程施工期，第三年的7月至10月为完建期，完成工程验收和其它扫尾工程。

1.7环境影响分析

河道整治工程是一项社会公益性质的项目,其对环境的不利影响主要表现在施工期，这些不利影响不仅是短暂的，而且通过采用相应的环境保护措施，这些不利影响可最大限度地减小或避免。河道整治工程完成后，河道防洪能力将大大提高，周边环境将会有大的改观，对社会和谐和安定起到保障作用，因此，从环境影响方面来看，本区河道整治工程是必要和可行的。

1.8工程投资估算

本工程主要包括河道疏浚工程、堤防工程、堤顶防洪道路和安全防护栏。

主要工程量为：河卵石开挖40.5万m3，河卵石回填4.78万m3，浆砌石5.049万m3，伸缩缝0.101万m2。

主要材料量为：柴油254.6T，块石5.453万m3，砂2.35万m3，水泥0.73万 T。

工程建设工期2年，总用工59.59万工时，折合工日7.45万工

日。

工程估算总投资2940.59万元，其中：建筑工程2443.05万元，独立费用230.21万元，基本预备费267.33万元。

2010年总投资1305万元,争取省补650万元,市配套325万元,县配套330万元；2011年总投资1635.59万元。

1.9经济评价

本次经济评价的基本依据为：

1、国家计划委员会和建设部联合下发的计投资[1993]的530号《建设项目经济评价方法与参数》（以下简称《方法与参数》

2、水利部1994年3月发布的《水利建设项目经济评价规范》SL72—94进行项目经济评价。

该项目经济分析期取30年, 由于本工程属于社会公益性质的水利建设项目，按照规范社会折现率采用7%，基准点为开工第一年年初。

经计算该工程运行期的年运行费为52.93万元，年效益为345万元。

计算结果为：

经济净现值：653万元

经济内部收益率：9.14%

投资回收期：19.78年

1.10结论

该项目的实施，不仅可以提高河道的防洪标准，而且还可以改善当地生态环境，促进各行业的全面发展，因此，该项目的实施是非常必要的。

项目实施期为二年，总投资2940.59万元；当社会折现率为7％时，经济内部收益率为9.14％，经济净现值为653万元，投资回收期19.78年。

根据以上分析，该项目的建设是十分必要的，在技术、社会、环境上是可行的，经济上是合理的，各级政府和人民群众对此非常重视，建议尽快立项实施。

2．水文

2.1流域概况

北川河是三川河的一级支流，位于吕梁山脉中段西侧，地理位置介于东经111°2′50″-111°34′30″，北纬37°36′58″—37°10′27″之间。发源于**县最北边的麻地渠村，由北向南纵贯**全县，在**县境内流长80公里，流域面积1315.4平方公里，出大武流进离石区，在柳林县汇入黄河。多年径流总量为6951万m3。

北川河流域地形东部、西部为山地和丘陵，中部切割下陷为河川。

地势东北高，西南低，以关帝山为最高，海拨2831米，山上多为花岗岩和古老变质岩分布，森林茂密，天然草灌丛生，1800米以下为不同厚度的黄土覆盖，植被稀疏，支离破碎，水土流失严重。流域中部为北川河河谷，平均坡降5.65‰,滩谷宽在1—2公里之间，滩面平坦，人口相对密集，是本流域主要的工农业生产区域。

2.2气象

**县属于暖温带大陆性季风气候区，四季分明。由于夏季多受副热带海洋气团影响，冬季受极地大陆性气团控制，四季气候差异悬殊，形成春季干旱、多风少雨；夏季炎热，多暴雨；秋季凉爽，阴雨连绵；冬季寒冷，雨量稀少的气候特点。

1、温度

多年平均气温介于4—9℃之间，无霜期90—150天，冰冻期4—5个月。全年≧0℃的活动积温2800—3700℃，≧10℃积温2200—3100℃。年均日照时数为2738小时，春季日照时数最多，在作物生长期的平均日照时数为6—10小时，属短日照地区。

2、降水

多年均降雨量为440—650毫米，均值524.9毫米，雨量分布受地形地貌的影响十分明显，其分布规律是东北部最多，西南部最少。雨量年际变化悬殊，最多年和最少年相差473毫米。雨量季节变化较大，降雨主要集中在七、八、九三个月，占年降雨量的63%，形成了年际、季节旱涝交错的气候状态。

3、风向、风速

最大风力6—7级，多年平均大风日数6—7天，最多13天，最少2天。多年平均风速为2.9米/秒，最大风速为28.7米/秒，其特点为：深秋至初春多为西北风，春夏多为东南风。

4、蒸发量

年平均蒸发量1907mm，为年降水量的3倍多。最大年蒸发量为2039.9 mm，最小年蒸发量为1770.5 mm，年平均蒸发量为1852.3mm。

2.3设计洪峰流量的计算

设计河段下游约1km处设有1处圪洞水文站，控制面积749km2。结合设计河段两岸实际情况，根据《防洪标准》，确定设计防洪标准为20年一遇。

2.3.1 计算方法

《北川河**段设计洪峰流量分析计算报告》中指出，推理公式法与其他方法所得成果相差较大，而经验公式法在面积较小的流域应用效果较好，故本次分析各断面设计洪峰流量采用水文比拟法计算。

治理段

2.3.2计算公式

计算公式： 3

2

）（

参

设参设F F Q Q P P ?=

式中：Q 设参—设计断面频率为P 时的洪峰流量（m 3/s ）；

Q 设P —参证站频率为P 时的洪峰流量（m 3/s ）； F 设—设计断面控制流域面积（km 2）； F 参—参证站控制流域面积（km 2）。 2.3.3参证站不同频率洪峰流量的推求

由于设计断面距离圪洞水文站较近，各断面的流域特征（流域面积、下垫面等因素）与圪洞水文站相近，所以可以将圪洞水文站做为各设计断面的参证站进行设计洪峰流量计算。

2.3.3.1 水文站基本情况

圪洞站设立于三川河的一级支流北川河中游，属黄河流域黄河水系。位于山西省吕梁市**县圪洞镇圪洞村，地理坐标为东经111°14′，北纬37°53′。1957年1月由黄河水利委员会设立峪口水文站，测验断面位于**县峪口镇南村（F=1133km 2），1960年4月，上迁20km 至圪洞镇，改名为圪洞水文站，1965年4月移交山西省水文总站。

2.3.3.2历史和实测洪水资料

收集到1957年～2007年实测系列洪水资料51年，其中1957年～1959年系峪口水文站实测，1960年～2007年系圪洞水文站实测。历史调查洪峰流量为1196m 3/s （1875年）、 852m 3/s （1917年）。圪洞水文站与峪口水文站两站观测断面流域面积相差384km 2，但形成洪水的下垫面自然环境条件基本一致。峪口站1957年～1959年实测洪

峰流量按面积的三分之二次方修正；经修正与圪洞水文站实测洪峰流量系列合并为一个样本系列进行频率计算。

2.3.3.3 水文资料的合理性检查分析

1、可靠性分析

实测洪水资料来源于《中华人民共和国水文年鉴》及刊印成果，圪洞水文站历史洪水资料来源于《山西省洪水调查资料》。

2、一致性分析

资料系列的一致性，就是要求所使用的资料系列必须在同一类型或在同一条件下产生的。该流域气象成因不存在差异，一般情况下洪水是在暴雨的情况下形成的。

人类活动对水文的影响是十分复杂的，要搞清楚其影响规律及影响程度，是比较困难的，也是水文研究的重要内容。我们曾对圪洞水文站年降水量与年径流深点绘双累积曲线分析，其关系基本成直线，一定程度上说明人类活动影响是存在的，但不重要。

3、代表性分析

水文资料系列的代表性是样本相对于总体而言，一般资料系列越长，丰平枯齐全，其代表性也愈高。圪洞水文站实测洪水资料系列长达48年，具有一定的代表性。

4、独立性分析

上述资料系列（洪峰流量）都是按照年最大值法取样所得，所以该资料系列具备独立性。

2.3.3.4 推求方法

1、经验频率计算

将特大洪水与一般洪水构成的不连续系列，作为一个（不完全）样本，有下列计算公式：

特大洪水: 1001

?+=

N m

P

M

式中：

P M —历史特大洪水流量或实测系列中的特大洪水流量经验频率（%）；

M —历史特大洪水流量或实测系列中的特大洪水流量在调查期内的序位；

N —调查期年数。 一般洪水: 1001)11(1????????

?+--+-++=l n l N a N a m P i

m 式中：

P m —实测洪水流量经验频率（%）； a —特大洪水的项数；

l —实测洪水流量系列中按特大洪水流量处理的项数。 2、统计参数的计算 统计参数按矩法计算

计算公式：Q N Q N a n L Q N i a i n L

=+--∑∑-111

() C N K N a n L K v i a

i n L =

--+---∑∑-11112

11

2

[()()] 2.3.3.5 设计洪峰流量推求结果

按皮尔逊P —Ⅲ型曲线，离差平方和最小准则进行适线，使其点

线拟合最佳（见图2-1），以此推求各种频率的设计洪峰流量值，推求结果为：

圪洞水文站：Q p,5%=511m3/s。Q p,10%=348m3/s。

图2-1 圪洞水文站洪峰流量频率曲线图

2.3.4 各设计断面洪峰流量计算

在设计河段下游设有圪洞水文站，流域内各计算断面的流域特征与圪洞水文站基本相同，因此，各断面设计洪峰流量计算，以圪洞水文站为参证站，选取圪洞水站相应频率的洪峰流量计算，比拟法计算结果见表2-1。

水文比拟法计算各断面设计洪峰结果表