【文章內容簡介】 元 ， 經 濟 效 益 費 用 比 ，大 于 。本 項 目 實 施 后 ， 將 在 防 洪 、 綜 合 經 營 管 理 等 方 面 取 得較 大 的 經 濟 效 益 ， 而 且 對 改 善 當 地 生 態(tài) 環(huán) 境 具 有 良 好 的 社會 效 益 。 因 此 應 盡 快 興 建 ， 及 早 發(fā) 揮 效 益 。 工程特性工程特性見表 11。表 11 工程特性表序號 項 目 單位 指 標 備注一 工程概況 　 　 　1 工程名稱　╳╳╳牛谷河平襄鎮(zhèn)西河口堤防工程　2 建設地點 　 　 　　 牛谷河段 　 宋家莊至西河河口 　二 河流特性 　 　 　1 河流名稱 　 牛谷河 　2 流域面積 km2 　3 河流比降 ‰ 　4 多年平均洪峰流量 m3/s 242 　12 / 1125 設計洪峰流量(10%) m3/s 460 　三 工程效益 　 　 　1 保護居民 人/村 9050/8 　2 保護耕地 畝 782 　3 新增土地 畝 212 　工程特性表續(xù)表 11序號 項 目 單位 指 標 備注四 河堤 　 　 　1 護坡型式 　 M10漿砌石坡式護坡 　2 河堤長度 km 　　 左岸 km 　　 右岸 km 　五 主要工程量 　 　 　1 開挖土方 萬 m3 　2 開挖砂礫石 萬 m3 　3 回填砂礫石及土方 萬 m3 　4 漿砌塊石 萬 m3 　六 主要材料 　 　 　1 水泥 t 3459 　2 塊石 萬 m3 　3 砂子 m3 11379 　4 鋼筋砼管 m 114 　七 勞動力 　 　 　1 總勞力 萬工日 　　 普工 萬工日 　13 / 112八 工期 年 1 　九 總投資 萬元 960 　十 經濟指標 　 　 　1 益本比 　 　2 內部收益率 % 　3 凈效益現(xiàn)值(當=8%時) 萬元 　2 水文 水文氣象本設計從宋家莊開始，到西河口結束，治理河長 km，牛谷河在西河河口以上集水面積 ，河道平均坡降 ‰，河床寬 32m 至 56m，平均寬度 42m，多年平均洪峰流量 150m3/s。根據(jù)╳╳╳氣象站資料堤防工程區(qū)干旱少雨，多年平均降雨量 ㎜，平均蒸發(fā)量 884㎜，多年平均氣溫 ℃，穩(wěn)定通過 0℃活動積溫 2990℃，10℃積溫 2370℃，堤防保護區(qū)內具有發(fā)展農林生產的熱量條件。多年平均日照時數(shù) 2240h，無霜期 131 天，歷年最大凍土深101cm，最大風速 16m/s。 流域概況由于牛谷河流域上游建有錦屏水庫，受水庫調蓄作用的影響，改變了原河道的天然水文特征，將流域分為受水庫控制的水庫流域和不受水庫控制的區(qū)間流域，流域的特14 / 112征在發(fā)生變化的同時，洪水的特點也發(fā)生了變化。牛谷河為渭河一級支流散渡河通渭段，西河河口以上牛谷河集水面積為 km2， 上游各支流均發(fā)源并流經黃土丘陵溝壑區(qū)，由于干旱少雨氣候特征，人為破壞等因素水土流失比較嚴重，年平均侵蝕模數(shù)2022～10000t/km 2。流域特征值見表 2—1。表 2—1 流 域 特 征 參 數(shù) 表 流域面積 河長 坡降流域名稱 斷面名稱（km 2） （km） （‰）牛谷河 西河河口 牛谷河至 錦屏水庫 西河河口 設計洪水標準堤防工程主要保護對象為平襄鎮(zhèn)牛谷河兩岸村民及耕地，保護對象為Ⅳ等。參照《防洪標準》GB50201—94 及《堤防工程設計規(guī)范》GB50286—98 等有關規(guī)定，工程級別為 5 級，主（次）要建筑物均為 5 級，防洪標準采用 10 年一遇。 設計洪峰流量由于牛谷河上游設有何家坡水文站，控制集水面積103km2，現(xiàn)有 31 年實測資料。水文站下游建有錦屏水庫，15 / 112壩址集水面積 191 km2，規(guī)劃堤防位于錦屏水庫下游，堤防工程規(guī)劃斷面流域面積 。本設計采用兩種方法計算洪峰流量，即何家坡水文站實測資料推算法和《甘肅省中小河流暴雨洪水研究報告》介紹的暴雨公式法，在考慮錦屏水庫的調蓄作用后，進行了校核分析。 何家坡水文站實測資料推算法牛谷河上游設有何家坡水文站，與堤防工程斷面同屬牛谷河流域，水文氣象要素相同，可選用何家坡站作為參證站來計算堤防工程處的洪峰流量。何家坡水文站實測各年洪峰流量見表 22。表 2—2 何家坡水文站實測洪峰流量資料年份 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 　洪峰流量(m3/s) 419 　年份 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 　洪峰流量(m3/s) 135 107 135 119 　年份 1998 1999 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022洪峰流量(m3/s) 117 351 106 ①資料的審查 資料可靠性審查：現(xiàn)有何家坡水文站 19782022 年間31 年的實測洪峰流量，將特大值 419m3/s 與特小值，1980 年的特大16 / 112值 419m3/s 符合實際，參與計算統(tǒng)計，而 2022 年沒有洪水發(fā)生，所以特小值 。資料一致性審查：用單累計曲線法檢查資料的一致性。由圖一可知該直線誤差系數(shù) R2=,呈單一的直線關系。所以該資料系列的一致性很好。圖 一 ： 何 家 坡 水 文 站 單 累 計 曲 線 示 例 圖y = 145370R2 = 0100020221978 1988 1998年 份累計年降水量資料代表性分析：用累積平均值過程線法對資料的代表性進行分析，由圖二可知累積平均值接近系列均值，所以該系列的代表性較好。圖 二 ： 何 家 坡 水 文 站 累 計 平 均 值 過 程 線01002001978 1988 1998年 份累計平均值17 / 112②特大洪水的處理實測系列中 1980 年洪峰流量 419m3/s 與 2022 年洪峰流量 351m3/s 比一般洪水大得多，作為特大洪水予以處理。又此次計算沒有調查到其它更大洪水，所以將 419m3/s 與351m3/s 作為大一大二型洪水進行頻率計算，其它實測系列的經驗頻率仍按連續(xù)系列經驗頻率進行計算。特大洪水經驗頻率計算公式為：PM=M/(N+1)PM — 實測系列第 M 項的經驗頻率M — 特大洪水由大致小排列的序號N — 自最遠的調查考證年份至今的年數(shù)。據(jù)此公式計算得 P11980 年特大洪水頻率為%：P 22022 年特大洪水頻率為：%③頻率曲線推求洪峰流量總體分布曲線選用皮爾遜Ⅲ型曲線，適線結果見頻率曲線（圖三）與頻率計算成果表 23。圖三 何家坡 PⅢ 曲線18 / 112頻 率 曲 線 0100200300400500流量(m^3/s)表 2—3 何家坡頻率曲線成果表不同頻率洪峰流量（m 3/s）參數(shù) mQCv Cs/Cv1% 2% 5% 10%適線結果 用矩法初估 為 、Cv 值分別為 ，初次配線m選用 Cs/Cv 為 ，發(fā)現(xiàn)頻率曲線中段與經驗頻率點據(jù)配合尚好，但頭部和尾部與經驗頻率相距較遠，故減小 Cs/Cv值為 ，調整 Cv 值為 。再次配線繪出頻率曲線，該線與經驗點據(jù)配合較好，取為最后采用的頻率曲線。④設計斷面處洪峰流量的推求因何家坡、錦屏水庫、設計斷面同屬牛谷河流域，下19 / 112墊面情況基本相同，氣候條件一致所以用面積比擬法推求設計斷面洪峰流量，計算公式為： Q2 = （F 2247。F1） nQ1Q2 — 設計斷面洪峰流量 Q1 — 參證站峰流量 F2 — 設計斷面流域面積 F1 — 參證站流域面積n — 面積折算系數(shù)，取 2/3。計算結果見表 24。表 2—4 設計斷面各頻率洪峰流量計算成果不同頻率洪峰流量（m 3/s）流域名稱 斷面 F （Km 2） 　Q1% 2% 5% 10% 20% 50%牛谷河 何家坡 103 454 370 263 187 116 牛谷河 錦屏水 庫 191 117 685 559 397 283 175 牛谷河 西河口 279 150 882 719 512 364 226 牛谷河至錦屏水庫 西河口 409 333 237 169 105 暴雨洪水公式法甘肅省抗旱防汛指揮部辦公室、甘肅省水利工程建設監(jiān)理咨詢中心編制的《甘肅省中小河流暴雨洪水研究報告》中給出了中小河流暴雨洪水計算公式，用該公式所求結果20 / 112對代表站法計算成果進行校驗。該暴雨洪水公式篩選了流域面積（F）時段暴雨量（Hp）河道平均坡降（J）流域形狀系數(shù)（f）4 個因素作為影響洪峰流量的主要因素，建立起來的洪峰流量經驗公式為： Qmp = RF H J fnMPα β式中：Qmp — 某頻率最大洪峰流量（m 3/s） R — 直線斜率 F — 流域面積（Km 2） H — 某頻率流域平均時段暴雨量（mm）MP J — 河流坡度 f — 流域形狀系數(shù) b — 直線截距 n、m、α、β — 指數(shù)本堤防建于渭河流域北部通渭段牛谷河上，屬Ⅰ型黃土溝壑區(qū)，查《甘肅省中小河流暴雨洪水研究報告》中附表 15 得相應頻率的各參數(shù)值見表 25。表 25 小流域暴雨洪水公式選用參數(shù)不同頻率 R 取值n m α β均值 1% 2% 5% 10% 20% 區(qū)間流域面積為 Km2，所以選用年最大 1 小時點雨量均值進行計算，由《甘肅省暴雨洪水圖集》可知該地區(qū)年最大 1 小時點雨量為 18mm。計算結果見表 26。21 / 112表 26 小 流 域 暴 雨 洪 峰 流 量 計 算 成 果河流名稱斷面名稱流域面積（Km 2） 不同頻率洪峰流量（m3/s)牛谷河 西河口 Q1% 2% 5% 10% 20%Qm 65 408 315 192 152 111 洪峰流量分析計算由《甘肅省中小河流暴雨洪水研究》一書中的經驗公式法、何家坡水文站實測資料推算法求得的各頻率區(qū)間洪峰流量見表 27。表 27 區(qū)間流域計算成果比較表保證率 均值 1% 2% 5% 10% 20%參證站法 70 409 333 237 169 105 經驗公式法 67 424 327 200 158 115 兩種方法對比來看計算結果相差不大。經驗公式只是在無資料情況下用來求小流域設計洪水，在有資料時盡量選用第一手資料進行計算，在此次計算中只作為校驗參考；本地區(qū)上游有何家坡水文站，該站有較長的徑流資料，代表性較好，所以選用代表站法計算成果作為設計洪峰流量，即多年平均洪峰流量為 70 m3/s，10 年一遇洪峰流量為169m3/s。22 / 112由于河堤上游 處的錦屏水庫對河堤斷面處洪峰流量有調蓄作用，經分析計算，水庫大壩至河堤斷面上游牛谷河段區(qū)間流域集水面積 ，根據(jù)何家坡水文站實測資料推算法值，多年洪峰流量 70m3/s。根據(jù)省水電設計院完成的《╳╳╳錦屏水庫除險加固設計報告》 ，10 年一遇水庫汛限起調水位為 ，水庫入庫洪峰流量為283m3/s，相應最大下泄流量 228m3/s，考慮區(qū)間河段洪水波傳播過程中的展開和扭曲作用，再加上區(qū)間洪水與下泄洪水的錯峰作用，按照上游同頻區(qū)間相加原則，將水庫相應的 10 年一遇的最大下泄流量與區(qū)間多年洪峰流量疊加值作為治理段堤防斷面 10 年一遇的洪峰流量，即治理段堤防斷面設計洪峰流量為 70+228=298m3/s。河堤兩岸布置排污排洪涵洞的洪水流量，采用暴雨洪水公式計算，防洪標準為 10 年一遇，計算結果見表 28。28 排洪涵管洪水流量表流量 流量（平均） （p 10%）河流 名稱 左右岸 編號 位置 F（km 2）Qm(m3/s) Qm (m3/s)1 0+245 2 1+230 3 1+518 4 2+118 5 2+535 6 3+415 左岸7 3+735 1 0+490 牛 谷 河右岸2 1+296 23 / 1123 1+910 4 2+348 5 3+520 施工期洪水施工期盡可能將基礎開挖和砌筑施工安排在非汛期。施工導流的防洪標準按區(qū)間 5 年一遇洪水設防，即施工期5 年一遇洪峰流量為 105 m3/s。3 工程地質 概述本堤防工程的工程地質勘察工作以本工程區(qū)的地質測繪及踏勘為主導,在借鑒已建堤防工程及現(xiàn)行河道內天然建筑材料的開采情況下，闡明本堤防工程的基本工程地質條件。為了勘探防洪堤地基的巖性及其工程性質,