【導(dǎo)讀】民樂縣扁堵口渠首引水樞紐水閘除險加固工程初步設(shè)計

　　

【正文】 地址以上流域面積 km2 334 2 利用水文系列年限 年 52 3 多年平均年徑流量 萬 m3 6559 4 代表性流量 多年平均流量 m3/s 設(shè)計洪水流量（ P=2%） m3/s 148 校核洪水流量（ P=5%） m3/s 228 施工導(dǎo)流流量（ P=20%） m3/s 5 泥沙 多年平均輸沙量 萬 t 多年平均輸沙率 kg/s 實(shí)測 最 大含沙量 kg/m3 二 樞紐水位 1 校核洪水位 m 2 設(shè)計洪水位 m 3 正常擋水位 m 三 下泄流量及相應(yīng)下游水位 1 設(shè)計洪水時最大泄量 m3/s 148 2 設(shè)計洪水量下游水位 m 3 校核洪水時最大泄量 m3/s 228 4 校核洪水時下游水位 m 四 灌溉效益 1 有效灌溉總面積 萬畝 2 設(shè)計引用流量 m3/s 25 4 樞紐可供引水總量（ P＝ 50％） 萬 m3 6231 五 主要建筑物及設(shè)備 1 工程等別 等 Ⅲ 2 樞紐布置方 式 閘壩結(jié)合方式 3 地震基本烈度 度 7 4 泄沖閘 型式 開敞式 地基特征 砂卵礫石層 閘孔尺寸（寬179。高） m 179。 閘頂高程 m 閘底板高程 m 工作閘門 扇 3 露頂弧 門 檢修閘門 扇 1 平 板 滑 門 民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 18 工程特性表 序號 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 量 備 注 設(shè)計泄洪流量 m3/s 118 校核泄洪流量 m3/s 143 消能方式 底流式 消能 5 溢流壩 型式 梯形 堰 地基特征 砂卵礫石層 堰寬 m 50 堰頂高程 m 設(shè)計泄洪流量 m3/s 30 校核泄洪流量 m3/s 85 消能方式 底流式 消能 6 進(jìn)水閘 閘孔尺寸（寬179。高） m 179。 共 3 孔 設(shè)計引水流量 m3/s 25 閘底板高程 m 閘頂高程 m 閘門型式及數(shù)量 扇 3 平 板 滑 門 六 施工 1 主體工程數(shù)量 土石方開挖 萬 m3 土石方填筑 萬 m3 砌石 萬 m3 砼及鋼筋砼 萬 m3 3 勞動工日 萬個 2 主要材料 水泥 T 2353 砂子 萬 m3 石子 萬 m3 塊石 萬 m3 鋼筋鋼材 T （不包含金結(jié)） 4 施工導(dǎo)流方式 分期導(dǎo) 流 5 施工總工期 月 24 七 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1 概算總投資 萬元 ? 工程部分投資 萬元 ? 環(huán)境部分費(fèi)用 萬元 2 綜合利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ? 經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比 Is=8% ? 經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率 ％ ? 經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值 萬元 Is=8% 民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 19 2 水文氣象 流域概況 童子壩河發(fā)源于祁連山俄博嶺北麓，屬黑河水系，在民樂縣城東南33km 的 扁堵口 出山 口 。河流自南向北流經(jīng)南豐、永 固、民聯(lián)三個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），至北部灘穿越戈壁砂礫地帶，在山丹縣的東樂鄉(xiāng)附近匯入山丹河。童子壩河全長約 113km，分四個自然地帶： 扁堵口 以上深山區(qū)，河道長 ，流域坡降 1/30～ 1/40，海拔高程 3000～ 5027m； 扁堵口 ～翟寨子前山區(qū)，河道長 ，流域坡降 1/40～ 1/50，海拔高程 2350～ 3000m；翟寨子以下～北部灘灌區(qū)，河道長 35km，流域坡降 1/50～ 1/60，海拔高程1725～ 2350m；其下游北部灘至東樂匯入山丹河，河道長約 26km，海拔高程 1500～ 1725m，河床不穩(wěn)定，呈多流 并流狀。 童子壩河源地海拔 5027m，源地終年積雪，山勢陡峻巍峨，分布有少量冰川，植被良好，降水頗豐。流域南高北低，主要支流有大東溝、羊胸子、小石壁、大石壁、大羊尕、二道溝、牧戶溝等支流，河流總長113km， 扁堵口 以上 ，集水面積 334km178。，為童子壩河的主要產(chǎn)流區(qū) 。 氣象 工程地處寒冷地區(qū)， 氣象隨地形高程變化顯著。 扁堵口 以上祁連山區(qū)氣溫低，年降雨量大，蒸發(fā)量小，植被 覆蓋率高 ，自南向北隨地形高程變化降雨量逐漸減小。據(jù)民樂氣象站（ 1971～ 2020 年）氣象要素統(tǒng)計，累年最冷月平均氣溫 ℃， 多年平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫℃ ，極端最低氣溫 ℃ ，平均降水量 ，年蒸發(fā)量 1623mm，年日照時數(shù) ，最多風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速17m/s，最大積雪深度 22cm，最大凍土深度 162cm，民樂縣氣象站氣象要素統(tǒng)計見表 2－ 1。 項(xiàng)目區(qū)氣象參照民樂縣氣象要素成果 。 民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 20 民樂縣氣象站氣象要素統(tǒng)計表 表 2－ 1 項(xiàng) 目 單位 月 份 全年 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 歷 年 平 均降水量 mm 歷 年 平 均蒸發(fā)量 mm 47 1623 歷 年 平 均 氣 溫 ℃ 7 累年最冷 月 平均氣溫 ℃ 歷年極端 最高氣溫 ℃ 歷年極端 最低氣溫 ℃ 2 3 歷年平均 相對濕度 ％ 49 47 47 47 46 56 65 65 61 57 53 50 53 歷年最大 凍土深度 cm 145 162 160 142 126 0 0 0 0 16 65 134 162 歷年各月 平均風(fēng)速 m/s 歷年各月最大風(fēng)速 m/s 13 17 17 14 12 10 16 17 相應(yīng)風(fēng)向 S SSE 2G 2G NNW WNW W 2G SSE SSE 5G SE 2G 徑流 徑流特性 童子壩徑流主要由祁連山區(qū)降水和融冰化雪水以及地下水所補(bǔ)給 ，徑流年內(nèi)分配同 降水年內(nèi)的分配相 適應(yīng)。 根據(jù)翟寨子水庫觀測徑流資料分析：童子壩河徑流在年內(nèi)分配極不均勻，絕大部分集中在主汛期 7～ 9月份，其量占年水量的 ％， 5～ 6 月氣溫升高，上游山區(qū)冰雪融化補(bǔ)給河流，為汛前過渡期，其量占年水量的 ％； 10 月份為退水期，徑流減少，其量占年水量的 ％； 11 月～翌年 4 月為枯水期，徑流主要為地下水補(bǔ)給，其水量占年水量的 ％，全年的最小流量多發(fā)生在這一時期的 12～ 2 月間，這個時期的部分徑流結(jié)成冰凌 儲存在河槽，從而減少了河流的徑流 。 徑流計算 童子壩河無水文站， 翟寨子 水庫 僅有 （ 1995～ 2020 年） 15 年出庫流量 資料 ，資料系列較短，入庫流量采用水量平衡還原計算。 本次設(shè)計采用下墊面相似的鄰近流域洪水河雙樹寺水文站（ 1958～ 2020 年） 徑流系列建立相關(guān) ， 從相關(guān)圖上可以看出點(diǎn)距趨于穩(wěn)定，呈一直線，相關(guān)關(guān)民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 21 系很好， 相關(guān)系數(shù)達(dá)到 。 因此，將翟寨子水庫徑流系列延長至 1958～2020 年共 52 年徑流系列， 用矩法初估參數(shù)，采用 P－ Ⅲ 型曲線適線，得 翟寨子水庫壩址徑流。 扁堵口渠首 引水樞紐水閘位于翟寨子水 庫上游25km 處，區(qū)間有石灰窯徑流匯入，石灰窯流域面積 54km178。，多年平均徑流 179。/s，因此 扁堵口渠首 引水樞紐水閘 設(shè)計年徑流成果 采用翟寨子水庫徑流扣除石灰窯溝徑流 。 經(jīng)計算， 扁堵口渠首 引水樞紐水閘年徑流計算成果見表 22，見圖 21。 翟寨子水庫～雙樹寺站年平均流量相關(guān)關(guān)系01234 雙樹寺站(m3/s)翟寨子(m3/s) 表 22 扁堵口渠首 引水樞紐水閘年徑流計算成果表 站 名 F（ km2） 均值（ m3/s） Cv Cs/Cv 不同保證率設(shè)計值 （ m3/s） 25% 50% 75% 扁堵口 水閘 334 2 徑流成果分析 據(jù)《翟寨子水庫 2020 年控制運(yùn)行計劃》：該水庫多年平均流量；另據(jù)《甘肅省地表水資源》徑流深 等值線 圖查得，翟寨子水庫流域重心多年平均徑流深為 160mm，計算得壩址處多年平均流量。本次計算成果與之接近，認(rèn)為本次計算成果合理 。 徑流年內(nèi)分配 扁堵口渠首 水閘典型年的選擇原則，選擇年水量相近的原則，供水民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 22 期 (4— 6 月 )來水量對工程不利的原則，各保證率的年徑流量按選取的典型年各月流量過程進(jìn)行同倍比分配得各水平年的年內(nèi)分配過程見表 2－3。 表 2－ 3 扁堵口渠首 引水樞紐水閘徑流年內(nèi)分配成果表 單位：m179。/s 保證率 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 年均 流量 P=25% P=50% P=75% 洪水 水文測站基本資料 童子壩河無實(shí)測洪水資料， 鄰近的洪水河流域與童子壩河流域的降水條件及下墊面條件具有相似性，本次洪水計算采用洪水河雙樹寺 水文站歷年洪峰流量資料進(jìn)行頻率計算后，用水文比擬法推求 扁堵口渠首 引水樞紐水閘 不同頻率的設(shè)計洪水 。 洪水河雙樹寺水文站于 1957 年 4 月建立，集水面積 578km178。，為國家級水文站，觀測精度高，連續(xù)觀測至今，具有 52 年實(shí)測洪水資料（ 1958～ 2020 年）， 19752020 年入庫洪水資料采用水量平衡還原計算推求 。 洪水特性 扁堵口渠首 引水樞紐水閘洪水 主要靠 童子壩河上游山區(qū)暴雨形成 ，洪水一般出現(xiàn)在 6 月下旬至 9 月中旬，多為單峰型，一場洪水可持續(xù) 13天 。 扁堵口渠首 引水樞紐水閘設(shè)計洪水 由于童子壩河無水文站， 扁堵口渠首 引水樞紐水閘洪水分析計算依據(jù)雙樹寺水文站洪水計算成果，采用水文比擬法推算得出。 ?歷史洪水及重現(xiàn)期 民樂縣扁堵口 渠首 引水樞紐水閘除險加固工程 初步設(shè)計 23 根據(jù)《甘肅省洪水調(diào)查資料》洪水河雙樹寺站歷史洪水分別為 1901年和 1952 年，洪峰流量分別為 477m3/s 和 222m3/s；在 52 年實(shí)測系列中1980 年出現(xiàn)了一次較大洪水，洪峰流量為 382m3/s，比 1952 年調(diào)查值還大，故該次洪水從實(shí)測系列中提出作為特大值處理。 1901 年是黑河水系面上一次特大歷史洪水，根據(jù)實(shí)測系列，并參照黑河情況，其重現(xiàn)期擬定為 150～ 200 年， 1980 年洪水為第二位， 1952年的歷史洪水加入到實(shí)測系列中計算 。 ?雙樹寺洪水計算成果 根據(jù)洪水河雙樹寺水文站 1958～ 2020年 52年資料，連同 190 1952年洪水調(diào)查資料一并加入，組成不連續(xù)系列進(jìn)行頻率分析計算， 計算成果見表 24， 頻率曲線見圖 22。 表 2－ 4 雙樹寺水文站洪水計算成果表 水文站 均值 F Cv Cs/Cv 洪峰流量（ m3/s） （ km2） % % 1% 2% 5% 10% 雙樹寺 578 764 658 421 328 213 137 ? 扁堵口渠首 引水樞紐水閘洪水計算 雙樹寺水文站位于洪水河上游，為國家級基本水文站，觀測精度高，與童子壩河相鄰，兩河道地理、氣候、降雨、河道下墊面等因素都非常接近，河流各種要素基本近