xx河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究xx河上游右岸片拐沟中型拦沙坝典型工程设计报告

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1、XX粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究XX河上游右岸片拐沟中型拦沙坝典型工程设计报告XX上中游管理局西安规划设计研究院XX会XX水土保持科学试验站二一二年二月拐沟中型拦沙坝工程特性表水系XX河明渠段型式矩形建设地点XX县总长度（m）5.0地理坐标X37206.87断面尺寸（m）宽高0.80.8Y1095840.06溢洪道型式溢流堰建设性质新建总长度（m）132.62工程规模控制面积（km2）2.46断面尺寸（m）宽高4.12.8总库容（万m3）116.88主要工程量土方（万m3）8.05拦泥库容（万m3）91.29石方（m3）2195.58设计/校核洪水重现期300混凝土（m3）10.

2、5淤积年限（年）30合计（万m3）8.27拦沙坝型式投工（万工时）5.61施工方式碾压投资总投资（万元）213.06坝高（m）25.0中央投资（万元）213.06坝顶长（m）99.2地方匹配（万元）坝顶宽（m）4.0效益防洪保护（hm2）坝坡比上游2.5淤地面积（hm2）10.53下游2.01.5灌溉（hm2）坝体方量（万m3）8.05养鱼（尾）投资（万元）213.06单位库容投资（元/m3）1.83反滤体型式棱式单位拦泥投资（元/m3）2.33尺寸（高）5.0单位工程量投资（元/m3）25.75放水设施型式卧管单位淤地投资（元/hm2）20.23总高度（m）17.2单位工程量换库容（m3/m

3、3）14.06每台高度（m）0.4单位淤地面积拦泥（m3/hm2）8.67断面尺寸（m）宽高0.60.6主要材料用量水泥（t）223.92直径钢材（t）0.75进水口尺寸（m）宽高木材（m3）2.81直径0.30沙子（m3）909.76输水洞（管）型式窑洞型柴油（t）33.91洞（管）身长度（m）90计划施工开工时间2012.9断面尺寸（m）宽高0.81.2竣工时间2013.6直径总工期9个月66目 录前 言11 综合说明11.1 工程概况11.2 水文计算方法11.3 工程主要参数11.4 主要工程量22 基本情况32.1 自然概况32.2 社经情况72.3坝址及其上下游沟道工程情况82.4

4、 气象与水文泥沙82.5建筑材料103 水文计算133.1 水文计算内容133.2 计算依据133.3 设计洪水计算134 工程设计204.1设计依据及枢纽组成204.2 坝体设计214.3 放水建筑物设计284.4 溢洪道设计365 施工组织设计285.1 施工条件285.2 施工进度计划295.3 施工导流方案295.4 工程渡汛295.5 施工方法、技术与质量要求315.6 主要材料与设备管理396 工程量计算406.1 土坝工程量计算406.2 放水建筑物工程量计算426.3溢洪道工程量计算457 工程概算477.1 编制原则和依据477.2 基础单价487.3 费用标准497.4 工

5、程总投资527.5 资金筹措528 工程建设与运行管理538.1 建设期管理538.2 运行期管理549 效益分析569.1 基础效益569.2 经济效益569.3 社会效益569.4 生态效益579.5 效益评价5710 附表59附表1 拐沟中型拦沙坝总概算表 附表2 分部分项工程投资概算表 附表3 拐沟中型拦沙坝独立费用概算表 附表4 拐沟中型拦沙坝勘测设计费概算表 附表5 拐沟中型拦沙坝监理费概算表 附表6 拐沟中型拦沙坝工程单价汇总表 附表7 主要材料预算价格汇总表 附表8 施工机械台班费汇总表 附表9 主要工程量投工主要材料用量汇总表附表10 工程单价分析表11 附图78附图1 小流

6、域坝系总体布局图（所在沟道的布局图）附图2 枢纽平面布置图附图3 坝高库容、淤地面积曲线附图4 土坝设计图（包括坝体横断面图、坝轴线沟道横断面图以及反滤体、坝面及岸坡排水沟等细部构造详图）附图5 放水工程设计图（平面、纵横剖面图、配筋图及详图等）附图6 溢洪道设计图（平面、纵横剖面图、配筋图及详图等）前 言2002年7月国务院正式批复了XX近期重点治理开发规划【国函（2002）61号】，该规划要求到2010年，多沙粗沙区建设中型拦沙坝1.35万座，同时指出应尽快开展重点支流等重点工程的项目建议书和可行性研究。XX流域黄土高原地区水土流失面积45.4万km2，治理难度非常大，需要长期不懈的努力。

7、为了使有限投资尽最大可能发挥减淤作用，必须加强控制对XX下游淤积影响最大的粗泥沙。经过长期的努力，在前人研究的基础上，XX会在20世纪90年代末提出了7.86万km2的多沙粗沙区， 2005年又提出了其中1.88万km2的粗泥沙集中来源区，明确了控制粗泥沙的重点区域。本次选择粗泥沙集中来源区作为XX拦沙工程建设项目区。2007年4月、2007年10月和 2008年2月，水利部水利水电规划设计总院对项目建议书进行了3次审查。经审查，基本同意建议书，并上报水利部。后于2008年6月通过部长办公会，并报国家发展改革委员会。2009年3月，国家发改委委托中国国际工程咨询公司对建议书进行了评估，出具了评

8、估意见。受XX县水务局的委托，XX水土保持XX规划设计研究院在地方有关单位的大力配合下，依据水土保持治沟骨干工程技术规范（SL289-2003）和水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术/ GB16453.32008规范，（以下简称技术规范）、榆林地区治沟骨干工程及淤地坝扩大初步设计编制依据等有关技术规范、规定；利用XX粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究水文成果报告中的计算成果，利用了XX勘测规划设计有限公司提供的XX粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究拐沟中型拦沙坝工程地质勘察报告（以下简称地勘报告）成果，采纳了地勘报告对工程设计提出的建议，通过设计人员实地踏勘和测量，针对地勘报告

9、中坝址区主要工程地质问题，提出了工程设计对策，完成了拐沟中型拦沙坝的初步设计工作。拐沟中型拦沙坝地处经纬度1095840，372007，行政隶属XX县XX乡，位于XX一级支流XX河一级支流XX河流域上游右岸内的二级支沟中。设计工程枢纽由坝体、放水工程和溢洪道“三大件”组成，坝高25.00m，控制流域面积2.46km2，总库容116.88万m3，拦泥库容91.29万m3，淤积年限30年。工程概算总投资330.45万元，工程建成后可淤地10.53hm2。 1 综合说明1.1 工程概况拐沟中型拦沙坝位于XX河一级支流XX河流域上游右岸内的二级支沟中，工程区地处陕西XX县境内的XX镇，距XX县城约55

10、km，坝址区距210国道29km，307国道46km，简易土路3km，交通条件相对较好。坝址区土地大部分为梁峁坡地，水土流失极为严重，种植效益较低。建设该拦沙坝的主要作用是全拦全蓄拐沟的洪水和泥沙。拐沟中型拦沙坝拟定坝高25.0m，建筑物由坝体、溢洪道和放水工程三大件组成，控制流域面积2.46km2，总库容116.88万m3，拦泥库容91.29万m3，淤积年限30年。1.2 水文计算方法拐沟拦沙坝工程设计中的水文泥沙资料，是直接利用XX河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究水文成果报告中的计算成果值。根据现场勘查确定的坝址位置和工程建设规模，该工程等级为四级建筑物，设计洪水标准为30年一

11、遇，校核洪水标准为300年一遇，设计淤积年限取30年。1.3 工程主要参数通过在万分之一地形图上量算坝控面积、沟道长度和比降，分析计算设计洪水总量、洪峰流量和淤积库容，经调洪演算之后确定总库容。拐沟中型拦沙坝控制面积2.46km2，总库容116.88万m3，淤积库容91.29万m3，滞洪库容25.0万m3，坝高25.0m，坝顶长99.2m，坝顶宽4.0m，上游坝坡坡比为1：2.5，下游坝坡坡比为1：2.0；马道以上下游坝坡坡比为1：1.5。在距沟底15m处设一马道，马道宽1.5m。铺底宽108.0m。设计淤泥面高程1023.52m，校核洪水位1026.52m，坝顶高程1027.50m。拐沟中型

12、拦沙坝放水建筑物由卧管、消力池、涵洞、明渠及明渠陡坡段组成。卧管工程采用分级涵卧管，卧管断面为0.6m0.6m，纵坡为1/2，台阶高为0.4m，最低放水孔高程1009.8m，最高放水孔高程为1027.00m，卧管垂直高度为17.2m，断面尺寸为0.600.60m。每台阶设一孔，放水孔孔径为0.30m，设计同时开启三孔。消力池底部高程为1007.5m，消力池深0.5m，宽1.0m，长4m；涵洞进水口高程1008.0m，出水口高程1007.1m，涵洞断面尺寸为0.8m1.2m（矢高0.4m），长度90.0m，比降i=1/100；明渠断面0.8m0.8m，长度5.0m，比降1/100，明渠陡坡段断面

13、0.8m0.8m，长18.2m，比降1/4。溢洪道由引水渠、溢流堰、陡坡段及出口消能段组成，全长132.62m。渠道纵坡比为1:100，陡坡段坡比为1:4，引水渠渠底进口高程为1023.52m，引水渠断面形式采用矩形，为浆砌石护砌，溢流堰、陡坡段、消力池断面形式采用矩形，底板为现浇钢筋砼，侧墙为浆砌石护砌。1.4 主要工程量总工程量：用土方8.05万m3；石方2195.58m3；钢筋混凝土(混凝土)10.05m3。材料用量为：水泥223.92t；钢筋0.75t；木材2.81m3；柴油33.91t；草籽56.7kg。2 基本情况2.1 工程地质勘察2.1.1 地形地貌拐沟库区位于陕西省XX县XX

14、支流XX河一级支流XX河流域上游右岸内的二级支沟上，经纬度1095840,372007，。库尾回水长度约1.2km，该支沟水在坝址下游汇入关王岔沟。整个库区属侵蚀剥蚀型低中山区，区内地势总体呈北高南低。该支沟为季节性流水沟，库区内流向近由西向东，河床纵比降约为20。坝址区为“V”形河谷，河床底宽40m左右，较平缓。库区左岸边坡下缓上陡，坡度为2050，右岸边坡较陡，坡度3050，坝址区高程10001210m。2.1.2 坝址区工程地质条件1）地层岩性库区出露的地层为侏罗系中统直罗组及第四系上更新统和全新统。（1）第四系全新统（Q4）：残坡积碎石及壤土（Q4dl+el），分布于两岸山顶及山坡，厚

15、度不一；冲洪积砂及砾石（Q4al+pl），分布于谷底，厚度一般小于57m。（2）第四系上更新统黄土状土（Q3eol）：灰白色、灰黄色砂壤土、壤土，质地疏松，具有大孔隙，柱状节理发育，含少量钙质结核，覆盖于第三系上新统（N2）之上，厚100150m不等。（3）第三系上新统（N2）：棕红色泥岩夹钙质结核层。2）地质构造库区为单斜岩层，倾向北西，倾角小于3，整个库区未发现断层。泥岩中节理不甚发育。工程区50年超越概率10%一般场地条件下地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为VI度，地震动反应谱特征周期为0.35s。历史上亦无重大破坏性地震发生。3）水文地质条件坝址区未见泉水出露，地下水主

16、要为松散岩类孔隙水，赋存于洪积沙及砂砾石中。主要接收大气降水补给的补给，直接排泄于沟谷。4）覆盖层与风化带厚度据竖井、坑槽及物探资料，坝址河床覆盖层厚度为6.08.0m，岩性为沙和砂砾石；右岸坡积物厚度25m，主要为棕黄色碎石土或黄土。在山顶和局部坡面有少量残坡积土，厚度一般小于1.0m。5）岩土体物理力学性质坝址区岩土体物理力学性质见表2-1、2-2。黄土的湿陷特征在200kPa压力下湿陷系数s为0.0210.046，平均为0.035，属中等湿陷性，湿陷起始压力为48 120kPa，见表2-3。坝址区岩土体物理力学指标建议值见表2-4、2-5。表2-1 坝址区黄土颗分试验成果表编号岩性颗粒组

17、成（粒径mm）砂粒粉粒粘粒20.50.50.250.250.0750.0750.0050.005%GG-TKB1重粉质砂壤土937GG-TKB2轻粉质壤土8911GG-TKB3轻粉质壤土8812表2-2 坝址区黄土物理试验成果统计表编号天然状态基本物理指标土粒比重Gs液限Wl塑限Wp塑性指数Ip含水率湿密度干密度d孔隙比e饱和度Sr液性指数IL%g/cm3g/cm3%GG-TKB15.41.401.331.03314.1-1.622.7018.513.55.0GG-TKB24.01.541.480.82313.1-0.922.7025.914.511.4GG-TKB38.51.491.370.

18、96623.8-0.512.7027.514.912.6最大值8.5 1.54 1.48 1.033 23.8 -0.51 2.70 27.5 14.9 12.6 最小值41.40 1.33 0.823 13.1-1.62 2.70 18.513.5 5.0 平均值6.0 1.48 1.39 0.941 17.0 -1.02 2.70 24.0 14.3 9.7 表2-3 坝址区黄土力学试验成果统计表编号压缩试验湿陷试验渗透试验直剪试验压缩系数Av1-2压缩模量Es1-2湿陷变形系数200s湿陷起始压力sh自重湿陷系数zs垂直渗透系数k20自然快剪凝聚力Cq摩擦角qMPa-1MPakPacm/

19、skPaBLC-TKB10.10818.7640.037600.0044.5E-41123.5BLC-TKB30.10317.7050.046480.0091325.0BLC-TKB40.4664.2190.0211200.0033.7E-4最大值0.46618.7640.046 1200.0094.50E-041325.0最小值0.1034.2190.021 480.0033.70E-041123.5平均值0.226 13.563 0.035 760.005 4.10E-0412. 24.3 表2-4 坝址区黄土物理指标建议值表岩性天然状态基本物理指标土粒比重Gs液限Wl塑限Wp塑性指数Ip

20、含水率湿密度干密度d孔隙比e饱和度Sr液性指数IL%g/cm3g/cm3%轻粉质壤土重粉质砂壤土8.01.501.400.800.941 17.0 -1.02 2.70 24.0 14.3 表2-5 坝址区岩土力学指标建议值表岩性压缩系数Av1-2压缩模量Es1-2抗剪强度渗透系数Kv承载力凝聚力Cu摩擦角uMPa-1MPakPaE-03cm/skPa轻粉质壤土重粉质砂壤土0.226 13.563 12.5 21.0 612100300沙及砂砾石0333050200300泥岩2004006）坝基承载力根据试验资料及工程经验类比，黄土承载力为100300，泥岩承载力取200400kPa。坝基覆盖

21、层较厚，主要岩性为沙及砂砾石，凝聚力c值取0，内摩擦角值取33，承载力取200300kPa。2.1.3 天然建筑材料拐沟拦沙坝采用均质土坝方案，工程需用大量筑坝土料，初估土料需求量约为8.05万m3，溢洪道衬砌需用少量块石，需用少量块石、反滤料和混凝土骨料。1）土料初选土料场位于坝轴线上游约500m两岔沟之间的山坡上，高程为10501150m，经计算，可开采方量60104m3，能满足筑坝需求；经试验，粘粒含量和含水量偏低，使用时需洒水，使其含水量接近最优含水量。料场土料颗分、物理性质试验成果统计见表2-6、2-7，土料击实与击实后物理力学试验成果统计见表2-8，土料击实与击实后物理力学指标建议

22、值表2-9，土料质量评价见表2-10。表2-6 土料颗分试验成果表编号岩性颗粒组成（粒径mm）砂粒粉粒粘粒20.50.50.250.250.0750.0750.0050.005%GGB-LYC1重粉质砂壤土937GGB-LYC2重粉质砂壤土937GGB-LYC3轻粉质砂壤土946GGB-LYC4轻粉质壤土8911GGB-LYC5重粉质砂壤土9010GGB-LYC6重粉质砂壤土928GGB-TKL1轻粉质壤土8713GGB-TKL2轻粉质壤土8614最大值9414最小值866平均值90.5 9.5 表2-7 土料物理性质试验成果统计表编号天然含水率w天然密度天然干密度d土粒比重Gs液限WL塑限W

23、P塑性指数IP%g/cm3g/cm3%GGB-LYC18.91.441.3119.513.46.1GGB-LYC29.31.501.3621.813.78.1GGB-LYC318.313.44.9GGB-LYC425.814.811.0GGB-LYC524.114.59.6GGB-LYC622.314.47.9GGB-TKL18.31.461.342.7028.216.311.9GGB-TKL27.21.521.412.7029.516.712.8最大值9.30 1.52 1.41 2.70 29.5 16.7 12.8 最小值7.20 1.44 1.31 2.70 18.3 13.4 4.9

24、 平均值8.43 1.48 1.36 2.70 23.7 14.7 9.0 表2-8 土料击实与击实后物理力学试验成果统计表编号击实击实后最大干密度d最优含水率wop制样干密度制样含水率制样压实度压缩系数av1-2压缩模量Es1-2凝聚力Cu内摩擦角u渗透系数kg/cm3%g/cm3%MPa-1MPakPaE-4cm/sGGB-TKL11.6814.10.1908.5111819.51.2GGB-TKL21.7113.20.1629.8092118.52.3最大值1.7114.10.199.8092119.52.3最小值1.6813.2 0.1628.5111818.5 1.2平均值1.70

25、13.7 0.176 9.160 16 221.75表2-9 土料击实与击实后物理力学指标建议值表编号击实击实后最大干密度d最优含水率wop制样干密度制样含水率制样压实度压缩系数av1-2压缩模量Es1-2凝聚力Cu内摩擦角u渗透系数kg/cm3%g/cm3%MPa-1MPakPaE-4cm/s建议值1.70 13.7 /0.176 9.160 20 19.0 1.75表2-10 土料质量评价表项目土料试验结果均质坝土料指标SL289-2003质量评价最小值最大值平均值粘粒含量（%）6.014.09.51030偏低塑性指数4.912.89.0717合格渗透系数（104cm/s）1.22.31.

26、751偏大有机质含量（%）52合格水溶盐含量（%）35合格天然含水率（%）7.28.98.43与最优含水率接近偏低PH值7合格SiO2/R2O32合格坝体干容重1.681.711.701.55合格2）块石料坝址区附近地层岩性为第三系上新统棕红色泥岩和第四系上更新统黄土，缺乏块石料，建议施工时根据需求外购。3）反滤料经调查，河床砂砾石含砾量低，附近没有用于制造人工骨料的石料，由于用量少，建议施工时根据需求外购。4）混凝土骨料经调查，河床砂砾石含砾量低，附近没有用于制造人工骨料的石料，由于用量少，建议施工时根据需求外购。2.1.4 坝址区主要工程地质问题1）库区库区物理地质现象不发育，两岸自然边坡

27、稳定，库首段黄土岸坡，当高水位运行时，有可能发生崩塌，但不会对拦沙坝的正常运行造成影响。库区两岸山体较薄，两侧相邻支沟规模与该支沟相当，谷底高程相当，蓄水以后，库水可能沿着砂岩中的节理裂隙向下游和邻谷发生暂时性渗漏。库区内没有大的构造，最高水位以下无明显的集中渗漏通道，不会产生严重的渗漏问题。2）坝址区坝基和坝肩基岩为泥岩和黄土，地层水平，岩体较完整，泥岩为相对隔水层，黄土为相对透水层。蓄水后，有产生绕坝渗漏的可能。河床表层的砂砾石和两坝肩表层坡积碎石土为中等透水强透水，建议采取相应工程处理措施。3）溢洪道及放水建筑物左岸岸坡坡度为3070。溢洪道布置在左岸，所在处上部为第四系上更新统黄土（Q

28、3eol）黄土，厚2030m，下部为第三系上新统（N2）棕红色泥岩，地层近水平。进口段上部Q3eol黄土厚23m左右，下部为三系上新统N2棕红色泥岩。出口段上部为坡积物，厚约1m，下部地层为三系上新统N2棕红色泥岩。溢洪道黄土段边坡建议开挖坡比1：0.751：1.25。放水建筑由卧管和排水管组成。右岸岸坡坡度4070，卧管建议布置在坝轴线上游约50m的坡面上，该处上部为第四系上更新统黄土（Q3eol）黄土，下部为三系上新统（N2）棕红色泥岩，岩层近水平。坝基河床主要为沙及砂砾石，排水管基础地质条件较好。2.2 社经情况2.2.1 社经状况该工程属XX河一级支流XX河支流上南沟流域内。涉及XX镇

29、官王岔一个行政村。该村总户数137户，总人口570人，总劳力2483个，总耕地面积为199.6hm2，人均耕地0.35hm2，人均基本农田0.1 hm2，农业生产以粮食为主，主要农作物有玉米、谷子、土豆等，粮食总产量22万kg，人均粮食386kg，人均收入4500元。其次兼营林、牧、副业，经济发展主要依靠农业和牧业和外出打工，但由于自然条件差，耕作方式落后，种植结构单一，故产出效益低下。村、社教育相对落后，群众对新文化、新技术了解程度滞后。现有主要植被乔木林有柳树、杨树，灌木林主要是柠条、紫穗槐，经济林为苹果、红枣等，人工草地为苜蓿、沙打旺，植被覆盖率为34.5%。牧业：主要以养羊、养猪为主。

30、2.2.2 收益和淹没情况 1）收益情况工程建成后，前期工程蓄水可作为生态用水，后期可淤地10.53hm2，将成为收益村最好的基本农田，年可增产粮食6.31万kg，而且可以大大改善区域生态环境。2）淹没情况占压影响耕地面积8.4亩，占压影响林地面积1.2亩，占压影响其它土地面积1.5亩。2.2.3 综合治理状况 现有梯田76.8hm2，经济林19.5hm2，乔木林15.2hm2，灌木林98.5hm2，人工草地82.3 hm2，治理面积2.92km2，植被覆盖率为36.2%。2.3坝址及其上下游沟道工程情况拐沟中型拦沙坝上游目前没有工程，本项目规划一期新建1座小型拦沙坝，即：红花山圪槽小型拦沙坝

31、。中型拦沙坝是30年设计，300年校核；小型拦沙坝是20年设计，50年校核，所以中型拦沙坝控制坝址以上的洪水泥沙，拦蓄上游各项水土保持措施不能承受的超标准洪水和泥沙，保护下游水利水保工程不受洪水泥沙危险；小型拦沙坝可以延长中型拦沙坝的淤积年限。2.4 气象与水文泥沙2.4.1 气象工程所在区属典型大陆性季风性气候，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热，秋季凉爽，冬季寒冷。据当地气象站建站以来资料统计，多年平均气温10.2，极端最高气温38.9，极端最低气温-20.3，多年平均无霜期192天，平均风速1.5m/s，最大风速15m/s。流域内多年平均降水量454.8mm，多集中在汛期7-9月份，占全年

32、降雨量的60%，年最大降雨量648mm，其特点是年际变化大，年内分布不均匀，降雨多以暴雨形式出现，历时短，强度高，造成灾害性大。多年平均蒸发量1785mm。最大冻土深度95cm，一般每年11月低冻结，到第二年3月份中旬解冻。自然灾害主要为旱灾和沙尘暴。2.4.2 水文1）地下水类型根据含水介质特征、地下水的赋存条件和水力性质等，可将库区地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙孔隙水。松散岩类孔隙水：含水层为砾卵石及淤泥质粉细砂层，厚度一般2-3m，地下水位埋深0-1.2m。由于含水层厚度薄，泥质含量高富水性差。水化学类型为HCO3 -NaMg型水，矿化度小于1g/L。基岩裂隙孔隙水：含水层为侏罗系下

33、统砂岩、泥岩互层，以砂岩为主，风化带厚20-30m，地下水埋深5-8m, 富水性强。水化学类型为HCO3 -NaMg型水，矿化度小于1g/L。2）地下水补排条件第四系松散岩类孔隙水以大气降水补给为主，也接受阶地后缘山区基岩裂隙孔隙水的侧向径流补给，河谷上游地表水的补给，大气降水大部分以径流的形式流出，只有少部分渗透到地下，补给地下水；排泄以蒸发、径流为主。基岩裂隙孔隙水主要接受大气降水及邻区侧向径流补给，大气降水通过节理裂隙渗入，也接受上游含水层的侧向补给。排泄主要以径流形式排泄，径流方向受地貌条件的控制。坝址区未见泉水出露，地下水主要为松散岩类孔隙水，赋存于冲洪积砂砾石及粉细砂中。主要接收大

34、气讲述补给和来自基岩裂隙-孔隙水的补给，直接排泄于沟谷。坝址区河床覆盖层为砾卵石及淤泥质粉细砂，根据工程经验，渗透系数分别为1.210-3cm/s。2.4.3 泥沙泥沙主要来源于各级沟道两岸黄土丘陵大面积裸露区及沟谷坡。流域侵蚀产沙过程主要集中在汛期，而汛期的输沙又往往集中于几场大暴雨，由于强度大，超渗产流洪量大，加之流域呈相对均匀的羽毛状分布，创造了较好的产汇流条件，形成的洪峰一般为尖瘦型，即峰高、历时短、洪量大、含沙量高的特点。据统计分析，小流域汛期输沙量占全年输沙量的96.50%。最大年输沙量与最小年输沙量之比达6.7倍，年际变化大。该流域多年平均侵蚀模数为1.67万t/km2a。详见表

35、2-6流域水文气象特征表。表2-6 流域水文气象特征表气温()10积温()年日照时数(h)无霜期(d)大风日数(d)年降水量(mm)多年平均暴雨次数(次/年)年最高年最低多年平均最大最小多年平均38.9-20.310.23442.126371926648280454.81.62.5建筑材料拐沟拦沙坝采用均制土坝方案，工程需要大量建坝土料，初估土料需求量约为8.05万m3, 初选土料场位于坝轴线上游约120m两岔沟之间的山坡上，高程为10501150m，经计算，可开采方量60104m3，能满足筑坝需求；根据地质勘探报告：粘粒含量和含水量偏低，见表2-9试验测定表和表2-10料场土土料质量评价表。

36、土料除含水量偏低外，其他各项指标均满足水利水电天然建筑材料勘查规程（SL251-2000）和水土保持治沟骨干工程技术规范（SL289-2003）要求。因此，土料在使用时需洒水，使其含水量接近最优含水量。工程需要少量块石、反滤料和混凝土骨料，石料场选在距坝址32 km处的老君殿镇，石料场为砂岩。砂子、水泥、钢材、木材等材料需在XX县城采购，运距57km；购价采用榆林地区2011年第三季度价格水平。3 水文计算3.1 水文计算内容按照水土保持治沟骨干工程技术规范（SL289-2003）的要求，水文计算主要包括设计暴雨、设计洪峰流量、设计洪水总量、设计洪水过程线和多年平均输沙量。3.2 计算依据工程

37、水文计算的主要依据有下列几个：1)水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-2006）2)水土保持治沟骨干工程技术规范（SL289-2003）3)水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术（GB/T16453.32008）4 )榆林地区实用水文手册（1987年）5)陕西省中小流域设计暴雨洪水图集（1985年）6)内蒙古自治区水文手册（1977年）7)内蒙古XX流域水土保持治沟骨干工程细则（试行）（1987年）8)内蒙古自治区水土保持治沟骨干工程技术手册（1993年）9)中国暴雨统计参数图集（2001）3.3 设计洪水计算由暴雨资料推求设计洪水。3.3.1 设计暴雨计算1）暴雨参数确定采用代表站法，确定

38、暴雨参数。确定本区代表雨量站，对（19602007）实测暴雨系列，进行频率分析计算，确定代表站最大24h、12h、6h、3h、1h、1/3h暴雨量雨量均值和变差系数Cv值。2) 不同时段设计暴雨量计算由实测代表站暴雨资料确定的暴雨参数，不同时段年最大1/3h、1h、3h、6h、12h、24h点雨量均值及相应时段点雨量变差系数Cv值,查皮尔逊型频率曲线表，得不同时段不同频率对应的模比系数kp值，代入不同时段设计暴雨量计算式（1），计算出各时段不同频率设计暴雨量。Hp=kpH （1）式中：Hp不同频率不同时段设计暴雨量，mm； kp不同频率对应的模比系数； H年最大不同时段暴雨量均值，mm。3.3

39、.2 设计洪峰流量计算采用水利行业标准水土保持治沟骨干工程技术规范（SL 2892003）中的推理公式：Qp=0.278h/F （2） =0.278L/(mJ1/3 Qp1/3) （3）式中：Qp设计频率为P的最大洪峰流量，m3/s； h 净雨深，mm，在全面汇流时代表相应于时段的最大净雨，在部分汇流时代表单一洪峰对应的面平均净雨； F流域面积，km2； 流域汇流历时，h； L沿主沟道从出口断面至分水岭的最长距离，km； m汇流参数； J沿程L的平均比降（以小数计）。 0.278单位换算系数。考虑到项目区暴雨历时短，强度大，时空分布不均，属于典型的“超渗产流”方式，小流域洪水陡涨陡落，形成的洪

40、峰尖瘦，汇流速度快，汇流时间短等特性，因此在采用推理公式时运用“暴雨推求设计洪水”水文推流的方法。现将对净雨h、汇流参数m、汇流历时的推求方法介绍如下：1）设计暴雨雨型根据榆林地区实用水文手册、陕西省中小流域设计暴雨洪水图集提供的可能最大及设计暴雨雨型（偏前型）6小时、24小时暴雨雨型中在以1小时为时段的基础上，设计出以20分钟（1/3小时）为基本时段的24h暴雨雨型。见下表3-2表3-2 小时段24小时设计暴雨雨型历时（小时）雨型（）H1/3H1-H1/3H3-H1H6-H3H12-H6H24-H121/33.52/33.513.54/34.05/34.024.07/36.08/36.036

41、.010/37.311/37.347.313/317.414/317.4517.416/35017/310065019/315.920/315.9715.922/311.823/311.8811.825/39.6726/39.6799.6728/311.8329/311.831011.8331/35.132/35.1115.134/37.535/37.5127.537/33.138/33.1133.140/34.841/34.8144.843/32.544/32.5152.546/31.747/31.7161.749/32.550/32.5172.552/31.053/31.0181.055/

42、31.556/31.5191.558/34.659/34.6204.661/32.562/32.5212.564/32.565/32.5222.567/33.168/33.1233.170/33.471/33.4243.4100.0100.0100.0100.0100.0100.0采用上述雨型根据不同频率设计雨量进行分配、造型。2) 净雨推求：采用“入渗曲线法”扣损推流 A、前期影响雨量Pa：根据榆林地区实用水文手册、陕西省中小流域设计暴雨洪水图集，本区流域最大蓄水量Im取100mm，前期影响雨量PaIm/333mm。B、入渗率及土壤含水量关系曲线fS: 陕西省中小流域设计暴雨洪水图集根据岔巴

43、沟实测资料建立了陕北地区fS关系：f9.68/s（mm/min） （4）C、产流过程及净雨过程计算：查入渗率及土壤含水量关系曲线fS，先由横坐标截取一点S0等于Pa，其与曲线交点的纵坐标f1即为第一时段的平均入渗率，若第一时段的降雨强度i1大于入渗率f1，则第一时段的入渗量S1f1t1，其产流量R1（i1f1）t1。若i190时采用90B、汇流历时及洪峰流量Qp推求：查算出汇流参数m后，按=0.278L/(mJ1/3 Qp1/3)式假定Qp计算并绘制Q曲线，同时根据净雨过程绘制Qt曲线，两条曲线的交点所对应的纵坐标即为所求的洪峰流量Qp，横坐标即为汇流历时。见图1-2图3-2 Q曲线和Qt曲线

44、4）设计洪峰流量取值拐沟拦沙坝设计频率洪峰流量模数资料，是直接利用XX会水文局XX河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究单坝水文计算成果。拐沟拦沙坝不同设计频率洪峰流量。见表31。表31 拐沟拦沙坝不同设计频率洪峰流量表 1、基础数据表片区流域名称 小流域名称 坝名侵蚀模数坝控面积汇流沟道长汇流沟道比降万t/km2.akm2km小数表示黄土丘陵区4片XX河XX河上游右岸片拐沟2.462.56 0.077 2、设计洪峰流量频率1053.3210.50.33重现期10203050100200300洪峰流量模数(m3/skm2)28.46 33.74 36.59 40.65 46.75 54.

45、88 58.94 洪峰流量(m3/s)7083901001151351453.3.3 设计洪水总量计算1）设计洪水总量的推求采用水利行业标准水土保持治沟骨干工程暂行技术规范（SL 2892003），根据降雨径流关系，不同频率洪水总量按下式计算：Wp0.1hpF （6）式中：WP不同频率对应的洪水总量，万m3； 0.1单位换算系数； hp频率为p的不同时段暴雨径流深（净雨深），mm； F坝址以上集水面积，km2。2）设计洪峰流量取值拐沟拦沙坝设计频率洪水总量模数资料，是直接利用XX会水文局XX河粗泥沙集中来源区拦沙工程一期项目可行性研究单坝水文计算值。拐沟拦沙坝不同设计频率洪水总量模数。见表32

46、。 表32 拐沟拦沙坝不同设计频率洪水总量表1、基础数据表片区流域名称 小流域名称 坝名侵蚀模数坝控面积汇流沟道长汇流沟道比降万t/km2.akm2km小数表示黄土丘陵区4片XX河XX河上游右岸片拐沟2.462.56 0.077 2、设计洪水总量频率1053.3210.50.33重现期10203050100200300洪水模数（万m3km2）3.96 5.24 5.92 7.44 9.32 11.20 12.36 洪水总量（万m3）9.74 12.90 14.56 18.29 22.92 27.54 30.40 3.3.4 设计洪水过程线推算1）设计洪水过程线的推求水利行业标准水土保持治沟骨干

47、工程暂行技术规范（SL 2892003），采用概化三角形法推算设计洪水过程线，洪水总历时公式如下：T=5.56Wp/Qp （7）式中：T洪水总历时，h； Wp设计洪水总量，万m3； Qp设计洪峰流量，m3/s； 5.56单位换算系数。三角形顶点位置由汇流历时和设计洪峰流量Qp控制。拐沟拦沙坝不同设计频率洪水过程线推算见表33。2）设计洪水过程线的取值表33 拐沟拦沙坝不同设计频率洪水过程表频率1053.3210.50.33重现期(年)10203050100200300起涨点(h)0.00 0.000.000.00 0.000.000.00涨水历时(h)0.28 0.29 0.29 0.31 0

48、.32 0.31 0.30 洪峰流量(m3/s)708390100115135145洪水总历时(h)0.770.860.901.021.111.131.173.3.5 输沙量计算1）输沙量计算根据水利行业标准水土保持治沟骨干工程暂行技术规范（SL 2892003）、水土保持综合治理技术规范 沟壑治理技术（GB/T16453.32008），按下式计算：S=FMs （8）式中：S年均输沙量，t；F坝址以上集水面积，km2；Ms坝址所在区域多年平均侵蚀模数，t/km2.a。Ms值根据项目区1954-2007年系列输沙模数分区图、试验小流域水土流失测验成果分析、已建淤地坝淤积调查成果等多种途径综合分析

49、论证，推移质一般按悬移质的0.050.15计算。2）输沙量取值经分析论证确定，该坝址所在区域多年平均输沙模数采用1.67万t/km2.a，通过计算，拐沟控制范围内年均输沙量为4.11万t。见表34。表34 拐沟拦沙坝设计输沙量表河名支流（区间）、站名年输沙量W (万t/a)拐沟坝控范围内年输沙量(万t/a)XX河下游丁家沟、XX白家川区间1.674.11 4 工程设计4.1设计依据及枢纽组成4.1.1 设计依据1)、中华人民共和国水土保持法（全国人民代表大会常务委员会 2011年）2)、水土保持治沟骨干工程技术规范（SL289-2003）（设计中简称技术规范）3)、陕西省水土保持治沟骨干工程技

50、术手册4)、土壤侵蚀分类分级标准（SL 19096）5)、水利水电工程制图标准水土保持图（SL 73.62001）6)、水土保持工程概（估）算编制规定（水利部 水总200367号）7)、水土保持工程概算定额（水利部 水总200367号）8)、榆林地区实用水文手册9)、榆林地区治沟骨干工程及淤地坝扩大初步设计编制依据10)、1:10000库区地形图11)、1:500坝址实测地形图12)、1:500坝址实测横断面图4.1.2 坝型及筑坝材料选择根据当的水源与土料分布情况，坝型选为均质碾压式土坝，筑坝材料选择按照就地取材的原则，石料场选在距坝址30 km处的老君殿镇，为砂岩，土料场选在坝轴线上游约120m两岔沟之间的