淤地坝工程扩大初步设计书

淤地坝工程扩大初步设计书1 基本情况1.1概述：说明建坝的目的及作用。

简述工程修建、运用意义。

工程主要技经指标。

1.2 坝址位置1.2.1水系:说明坝址所在黄河支流及小流域沟道名称。

1.2.2行政区划:说明坝址所在省区、地市、旗区、乡村及小地名。

1.2.3类型区：按水土保持分区，属何种类型区，地貌特征。

1.2.4地理位置：说明坝址距县城或重要市镇的方向、距离及地理经纬度。

1.3小流域社经情况应说明该流域包括几个乡镇、村或自然村，总户数、总人口、总劳力、人口密度、土地利用现状、粮食总产单产，坝地单产、人均耕地和收入等。

分别说明受益区乡村、土地、人口、劳力、收益情况及淹没区的村镇人口、土地、工矿及社经情况，以及工程下游保护的村镇、农田、交通、工矿、淤地坝、小水库情况。

1.4小流域治理现状（略）说明工程所在小流域坡面治理和沟道治理情况及治理度。

现有各类沟道工程座数，可淤地和已淤地面积、利用面积等。

1.5小流域综合治理规划和坝系规划情况（略）说明该工程所在小流域综合治理规划及坝系规划情况。

包括林草措施、农田措施、水地面积及占总面积的百分数，平均治理进度。

坝系规划的坝库座数，按1－10万m3、10－50万m3、50－100万m3、100万m3以上分级说明其布坝密度，总的防洪库容、拦泥库容，总库容及小流域每平方公里的库容模数，总淤地面积及占小流域面积的比例，并说明骨干坝的位置，骨干坝以上控制的区间面积。

旧坝加固配套工程应说明新增或修复的主要技经指标。

1.6坝址地形、地质情况（详）应说明坝址所在沟道主沟长、支沟长、支毛沟数、沟壑密度及占总面积的比例、沟道比降、平均沟深和沟宽、岸坡坡度及沟道土质、岩性、基岩埋藏深度、沉积物厚度，取土场分布、储量及其颗粒组成比例，流、塑限，崩解速度等物理力学性质。

骨干坝还要附坝址地质构造剖面简图。

1.7水文、气象说明当地气温、蒸发、结冰期、无霜期。

年均降水量、枯水年、平水年、丰水年、年际变化。

暴雨资料、一日最大降水量、暴雨强度等。

说明年径流及年输沙量情况，包括常流水径流量的大小及年分配、年际变化等。

2 水文计算搜集当地水文站或气象站的降雨资料，实测及调查洪水泥沙资料。

与现有的水文手册进行分析对比，论证其合理性。

通过水文计算，得出设计及校核条件下的洪峰模数、洪量模数及输沙模数等有关设计资料和图表。

水文计算时，梯田林草对设计洪水的影响按当地试验值确定。

工程上游的小型坝、谷坊对设计洪水的影响暂不考虑。

设计计算参考文献：《水保治沟骨干工程暂行技术规》（SD175－86）；《黄河上中游水保治沟骨干工程建设和管理细则》；《自治区水保治沟骨干工程技术手册》；《自治区水文手册》；《黄河流域水保工程水文频率模型研究》。

2.1设计洪峰流量计算应用《规》中推荐的推理公式法、调查洪水法、经验公式法等，充分利用水文手册进行设计洪峰流量的计算，经论证采用合理者。

计算设计洪水量时不同频率下的24小时暴雨量，所采用的变差系数（Cv）、离差系数（Cs ）、模比系数（Kp）可参考最大24小时降雨量特征表、洪峰流量变差系数Cv 表、模比系数Kp表。

2.2设计洪量计算洪水总量是决定坝高的重要因素，根据《规》应按24小时设计雨量计算。

其洪量径流系数可参照水文手册经验值选定。

有实测洪水资料的流域，也可进行频率分析计算，最后选定合理值。

设计洪量也可按保收率标准计算确定。

沟道工程防洪保收能力分析：应按防洪保收标准，计算坝系工程控制流域围的坝地平均水淹深度、泥面平均年淤积厚度和坝系相对稳定系数（坝地面积与坝控流域面积的比值），以此评价坝系的防洪保收能力。

当坝地水淹深度小于0.8m、坝地年淤积厚度小于等于0.3m时，可以认为实现了防洪保收，否则不满足。

2.3洪水过程线推算按《规》规定，小流域设计洪水过程线应采用概化三角形进行计算。

2.4调洪演算按《规》规定进行计算。

应该考虑一种对坝系运行最不利因素下的洪水组合。

一般只针对坝系工程中具有溢洪道的骨干工程进行。

分单坝调洪和坝系调洪两种情况（即上游有一座或以上能对设计坝产生影响的骨干坝）。

单坝调洪可按照《水土保持治沟骨干工程暂行技术规》所规定的方法计算。

坝系调洪演算，应采用设计坝区间设计洪水过程线与上坝（一座或多座）经溢洪道调洪后下泄洪水过程线进行叠加，然后采用水量平衡公式进行调洪演算。

建议采用电算方法进行计算。

2.5输沙量计算按《规》规定，应计算悬移质和推移质两部分。

其中悬移质输沙量采用输沙模数图查算法或输沙模数理论公式法对比选用。

推移质可采用比例系数或已成坝库淤积调查法对比选用。

侵蚀模数选取的依据：按照水利厅批准的由水利科学研究院出版的《鄂尔多斯市土壤侵蚀强度图》选定，或者从《水文手册》查得。

骨干工程单坝控制流域面积在：剧烈侵蚀区（侵蚀模数大于15000t/km2·a），一般为3km2。

极强度侵蚀区（侵蚀模数8000－15000t/km2·a），为3－5km2。

强度侵蚀区（侵蚀模数5000－8000t/km2·a），为3－8km2。

淤积泥沙干容重一般取1.3-1.35t/m3。

3工程设计3.1工程总体布设确定工程形式、枢纽布设（土坝、卧管放水洞、溢洪道的位置），或拟定加固配套工程的修建方案。

3.2.1库容计算工程的总库容由拦泥库容和滞洪库容组成。

3.2.1.1拦泥库容的确定：可用《规》中推荐的公式求得，淤积年限应根据规模按《规》确定。

可参考淤地坝设计洪水标准与淤积年限表。

3.2.1.2滞洪库容的确定：工程形式为“两大件”时，按一次校核标准的洪水总量作为滞洪库容。

工程形式为“三大件”时，按校核标准洪水进行调洪演算后，确定滞洪库容。

溢洪道进口底高程与淤积面齐平，按设计洪水流量确定溢洪道断面尺寸，并用校核洪水流量进行校核。

3.2.2坝高的确定坝高由拦泥坝高、滞洪坝高与安全超高三部分组成。

坝高与库容面积关系曲线，可依据1/5000-1/2000库区地形图,采用等高线法或断面法量算,绘制坝高与面积、坝高与库容关系曲线。

确定最高水位，拦泥库容加滞洪库容，即为总库容，与总库容水面对应的高程即为最高洪水位。

淤积坝高由淤积库容确定，滞洪坝高由滞洪库容确定。

安全超高的确定：坝高10－20米，采用1.0-1.5米;坝高20米以上采用1.5-2.0米。

为防止坝体自然沉陷，也可考虑增加一个适当的沉陷值。

一般取坝高的1％－3％，最后确定施工坝高。

3.2.3确定坝体断面尺寸在坝高确定之后，应按《规》要求拟定坝体断面尺寸。

A、坝顶宽：对有交通要求的按交通路面要求确定。

无交通要求的，对于水坠坝：坝高30米以下顶宽4米；坝高30米以上顶宽5米；碾压坝：坝高10－20米，顶宽2－3米；坝高20－30米，顶宽3－4米，坝高30－40米，顶宽4－5米。

B、坝坡：坝坡必须保证在设计及校核情况下，都有足够的稳定性。

坝坡根据坝高和筑坝土料选取，可根据《规》中表4.1-3采用。

或者按《技术手册》确定：对于水坠坝：坝高10－20米时，取2.00－2.50;坝高20－30米时,取2.25－2.75;坝高30－40米时,取2.5－3.00。

对于碾压坝: 坝高10－20米时,上游1.50,下游1.25;坝高20－30米时, 上游2.00,下游1.50;坝高30－40米时, 上游2.50,下游2.00。

坝高超过15米时，应在下游坡每隔10米增设一条马道，马道宽度一般为1－1.5米。

对于长期蓄水的骨干工程，坝坡比率可放大一级，同时要满足稳定计算的要求。

C、坝底宽确定：最大铺底宽度应为顶宽＋（上游坡率＋下游坡率）x设计坝高＋马道数x马道宽度D、水坠坝的边埂宽度，应按《规》表4.1-4规定确定或根据当地施工经验确定。

E、坝体排水：坝体可结合工程具体条件，确定是否设置永久性排水设施。

排水反滤体型式应根据需要确定，反滤体高度应由浸润线位置确定，高出下游最高水位0.5-1.0米。

厚度根据冰冻深度的要求确定。

一般低于10米的坝，可不设反滤体。

淤地坝前期蓄水量大的，应设计反滤体。

常见的排水形式有贴坡排水、堆石棱体排水、褥垫式排水三种。

其尺寸可参考《技术手册》第79页。

F、清基及结合槽以及坝坡山坡的排水等均应按《规》要求设计，在设计书中予以说明。

3.2.4坝体稳定计算按要求需要对骨干坝进行稳定计算时，在无实测资料的情况下，可以使用《技术手册》第92页提供的“土坝稳定计算”的方法和参数。

3.3放水工程设计3.3.1放水涵管的布设及结构型式应说明放水建筑物修建地的地形、地质情况。

放水建筑物的结构型式，一般由引水设备、坝底涵管、出口段三部分组成。

放水工程基础必须设计齿墙。

应叙述放水涵管（洞）长度，管轴线与坝轴线的关系，涵管布设高程、基础情况和进出口位置、高程。

涵洞一般应采用的结构形式，进口和出口的衔接方式，进口部分采用卧管或竖井型式。

涵洞一般采用钢筋混凝土圆管、方涵或拱涵。

3.3.2放水涵管的设计流量计算按《技术手册》，斜卧管尺寸要求在3日排空10年一遇的一次洪水总量，且加大20—30％流量进行放水孔流量计算。

按三日排完十年一遇的一次洪水总量计算公式：Q=W/3x86400p—设计洪量（104M3）式中：Q—放水流量（m3/s），Wp3.3.3放水涵管的水力计算及断面尺寸确定，对骨干坝需满足检修要求，涵管径不应小于0.8米。

按《技术手册》，输水洞应按无压流设计，圆管直径按明渠均匀流公式计算。

前池尺寸可参考《技术手册》选取，后池尺寸应计算确定。

确定卧管高度时，应考虑放水孔水流跌落卧管时的水柱跃起，对方形卧管，其高度应取卧管正常水深的3－4倍。

对圆形卧管，其直径应取卧管正常水深的2.5倍。

坝下输水涵洞水深应小于涵洞净高的75%。

3.3.4截流环设计要求沿输水涵管长度每隔10－15米设置一道截水环。

截水环厚度0.3－0.4米,伸出管壁外层0.4－0.5米。

30厘米，伸出管壁外50厘米，用混凝土现浇。

未设截流环的应用水泥砂浆包层处理或者说明涵管的接缝处理办法。

涵管基础未座落在基岩之上的，截流环应与垫层浇注在一起。

3.4溢洪道设计溢洪道是库坝工程的重要建筑物之一，因造价高，只在部分旧坝加固配套工程或地形地质条件适宜的新建工程中采用。

3.4.1溢洪道布设及结构型式论述溢洪道位置、型式、进出口的衔接型式等。

3.4.2水力计算陡坡式溢洪道进口段、陡坡段、消力池的计算方法以及明渠式溢洪道的计算方法均按《规》执行。

4工程量计算及效益分析4.1工程量计算按工程设计图，详细计算土坝、放水涵洞及溢洪道等单项工程的工程量，并分别计算出土方、石方、干砌石方、浆砌石方、混凝土方等工程量。

4.2效益计算应遵照《水利经济计算规》（SD－139－85）及《水土保持治沟骨干工程技术规》（SD－175－86）有关规定计算。