【正文】 。 參考文獻 ....................................................................................................................................................... 46緒論 青海大學水電系 1 緒論 巴音河（德令哈市中心段）流域夏秋多暴雨，加之山區(qū)地面坡降陡，匯流時間短，來勢兇猛，以致造成洪水災害，沖毀農(nóng)田、林木、房屋、橋梁、道路 ，管路及輸電線路等，使國家及人民生命財產(chǎn)受到嚴重損失。 巴音河（德令哈 市中心段）河道治理工程地處德令哈市中心，現(xiàn)狀河岸坍塌嚴重，危及河道兩岸的居民，廠礦及國家重要設施，耕地等安全，同時嚴重影響了德令哈市的市容市貌，單靠黑石山水庫的調(diào)洪，還不能從根本上改觀洪水對德令哈市及兩岸的危害，因此，加快巴音河的河道治理具有十分重要的意義。并 可消除過去市民因河水污染造成的消極情緒，代之以積極向上、發(fā)展生產(chǎn)、安居樂業(yè)的欣欣向榮的精神風貌，促進了當?shù)氐陌捕▓F結。不但如此，而且還可減少進入河道的泥沙流量，這對防止水土流失、增加綠化面積和水面面積，涵養(yǎng)水份，可起到相當大的作用。工程的建設不但可樹立起民族地區(qū)州府的形象，而且可改善各放大人民的娛樂生活條件，陶冶情操，減少酗滋事，保護好各族群眾生命財 產(chǎn)及青新公路、青藏鐵路、澀北～西寧～蘭州輸氣管道、蘭州～西寧～拉薩的光纜及 110kv 線路等重要設施的安全，這對促進民族地區(qū)的社會穩(wěn)定將起到積極作用。 氣象 工程區(qū)地處歐亞大陸，西南暖濕氣流由于受喜馬拉雅山阻隔，區(qū)內(nèi)干旱少雨，頗具高原大陸性氣候特點，其氣候特點主要是：空氣稀薄 ，光能豐富，冬長暑短，雨熱同季，日較差大，年較差小，冬季長而寒冷，夏季短而涼爽，還有大風冰雹、沙塵暴等災害性天氣。多年平均氣溫 ，最大凍土深 ，平均風速 。工程區(qū)段巴音河的區(qū)間來水為白水河，白水河在黑石山水庫下 100m處匯入巴音河，其多年 平均流量為 ，年徑流量 3154 104m3。德令哈市段河道洪水經(jīng)蓄積峽后的天然地下水庫和黑石山水庫調(diào)洪，洪水過程略顯平緩，市段河道的洪水流量是由巴音河調(diào)節(jié)后流量加白水河流量而得。 德令哈市區(qū)河道治理設計洪峰流量成果見表 1— 1。 泥沙 巴音河多年平均輸沙量為 ，主要輸沙量集中在 7～ 8月份，僅這兩個月的輸沙量就達，占全年輸沙量的 %， 9三個月輸沙量為 ， 占全年輸沙量的 %，1 概述 青海大學水電系 3 其余七個月的輸沙量僅占全年輸沙量的 %。 工程地質(zhì) 地形地貌特征 巴音河位于柴達木盆地北部，發(fā)源于祁連山南麓的古爾班安格爾，上游地區(qū)河流在群山中曲折穿行，河谷狹窄，呈“ V”型谷，水流湍急，平均比降 1/75。 工程區(qū)地層主要有震旦亞界達肯大板群片巖、花崗巖及混合巖。根據(jù) 1983年水質(zhì)分析，河水對混凝土無侵蝕。根據(jù) 1990年版 1/400萬《中國地震基本烈度區(qū)劃圖》，該區(qū)地震基本烈度為 7度。河堤基礎應深入水位 ～ ， Q4a1和 Q3a1p1層。 天然建筑材料 混凝土粗細骨料可在沿河一帶的砂石料廠中選取。 結論 根據(jù) 1990年版 1/400萬《中國地震基本烈度區(qū)劃圖》，工程區(qū)地震基本烈度為７度。 建筑物地基為 Q3或 Q4的砂卵礫石層；其允許承載力［ R］＝ ～ ，內(nèi)摩擦角ψ＝ 33～ 35 度，允許水力坡降取 ～ 。 工程 所用天然建筑材料可在沿河漫灘及 I、 II級階地上選取。 根據(jù)《中國季節(jié)性凍土標準凍深線圖》，該區(qū)標準凍深為 青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 4 工程任務及建設規(guī)模 地區(qū)社會經(jīng)濟情況 德令哈市位于柴達木盆地北緣，市區(qū)東西長約 4km,南北寬約 6km,市屬面積為 32401km2,為青海省海西州州府所在地 ,是海西州政治、經(jīng)濟、文化中心。市區(qū)面積為25km2，人口約 6萬余人，是一個以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)畜半成品加工為主的新興城市， 1998 年實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總產(chǎn)值為 17929萬元，農(nóng)牧民人均純收入 2073元，城鄉(xiāng)居民儲蓄存款 25434萬元，各類畜牧存欄數(shù) （只），適齡母畜達 48%，半細毛羊改良基地改良山羊 ，年產(chǎn)山羊絨 30余噸，且有青藏鐵路通過。國家重點項目澀北 — 西寧 — 蘭州輸氣管道，蘭州 — 西寧 — 拉薩的光纜，以及烏蘭 — 德令哈 110kv 線路等重要建筑物由此經(jīng)過。 工程建設的必要性 德令哈是海西州蒙古族藏族自治州的首府，是全州政治、經(jīng)濟、科技、文化中心，是在改革開放中崛起的一座高原新城 ,是瀚海戈壁中一顆翠綠的璀璨明珠。由于河道的沖刷變形，除對德令哈市的城市規(guī)劃造成一定的影響外，對下游青新公路、青藏 鐵路、輸氣管道、光纜以及輸電線路等重要建筑物威脅極大，巴音河德令哈市中心段河道治理工程，正是鑒于以上情況修建兩岸防洪堤，使洪水納入河槽，避免亂沖刷，除保護區(qū)內(nèi)建筑物和居民生命財產(chǎn)安全外，還可利用兩岸修建綠化帶和河槽中的溢流壩增加綠地和水面面積，美化周邊環(huán)境，提高和改善居民的生活質(zhì)量，拓寬生活空間。 歷史洪水及災情 巴音河流域夏秋季節(jié)多暴雨， 白水河流域地面坡降陡峻，洪水匯流時間短，來勢兇猛，給人民生命財產(chǎn)威脅極大。 防洪標準 按照防洪標準，結合德令哈市總體規(guī)劃。對河道狹窄行洪不暢的地段在不影響當?shù)貥嬛锏那闆r下，進行整治疏浚，按設計洪水標準泄洪。 工程布置及建筑物 設計依據(jù) 根據(jù)水利廳項目建議書審查意見進行設計。德令哈市屬一般城市，非農(nóng)業(yè)人口少于 20萬人，城市等級定為Ⅳ等，防洪標準為50～ 20 年一遇，取 30 年一遇洪水設計。 依據(jù)《城市防洪工程設計規(guī)范》（ CJJ5092），防洪建筑物級別根據(jù)城市等別及其在工程中的作用和重要性劃分為四級。 工程總體布置及建筑物設計 巴音河德令哈市市區(qū)段河道治理工程位于市內(nèi)，上游段起自于黑石山水庫下游尾水處，下游終止于平原村附近，河道總治理長度 ，由于受洪水常年沖刷河谷極不規(guī)則，寬窄不一，河道寬度 80～ 300m，天然比降為 1/190～ 1/300。另外 ，在平原村附近沖掏很嚴重急需防洪治理的 1000m河岸。為全市各族人民提供良好的居住環(huán)境，在市中心段河道設置兩座擋水建筑物，梯級擋水建筑物將使巴音河道市區(qū)段長年形成水面，夏季水面綠波蕩漾，配以水上游樂項目，將成為市民休閑娛樂的好去處。為行人安全和便于運行管理，在防洪堤堤頂設置大理石防護欄。 （ 2）對自然環(huán)境的不利影響 工程實施過程中的棄土、三廢的排放、臨時占地等在短期內(nèi)對環(huán)境產(chǎn) 生不利的影響，但只要加強統(tǒng)一管理、統(tǒng)一計劃，這些不利影響可以防止和減免。為全面促進德令哈市經(jīng)濟發(fā)展作出貢獻，促進當?shù)氐陌捕▓F結。 堤線布置原則 （ 1）防洪堤要保證河道有足夠的行洪斷面，以利于宣泄洪水，同時保護河床穩(wěn)定。 （ 3）堤線應力求平順，合理考慮與已建防洪堤平順 連接，不采用大折角或急彎。 河道寬度確定 通過對巴音河各段的穩(wěn)定河床、自然淘刷現(xiàn)象的廣泛調(diào)查和現(xiàn)場踏勘，結合河床實際寬度及管理要求，確定河床的行洪寬度為：柴達木橋上游段自然河床寬度 100～ 130m，設計行洪寬度平均為80m；柴達木橋至農(nóng)場引水樞紐段自然河床寬度 100～ 150m，設計行洪寬度由 80m漸變?yōu)?100m；德令哈市城市道路規(guī)劃外環(huán)南路至其下游 1350m段（平原村位于該段），自然河床寬度 250～ 300m，設計行洪寬度 平均為 200m。 堤線布置 巴音河（德令哈市中段）河道綜合整治工程從柴達木橋上游約 730m始，經(jīng)柴達木橋、格爾木橋至農(nóng)場引水樞紐為止，南北長約 。河堤處有公路橋等重要建筑物，未發(fā)現(xiàn)文物遺址，做好防洪堤與大橋的銜接工 作。按照因地制宜，就地取材的原則，根據(jù)工程所處的位置、建筑材料、施工條件、工程造價等因素綜合比較確定，推薦采用仰斜式漿砌石擋土墻，該堤型具有開挖量小，便于施工和質(zhì)量控制、土壓力小、不涉及大量工程占地和房屋拆遷，造價相對較小等優(yōu)點，主要 適用于堤前無灘地，水域較狹窄，沖刷較嚴重等地段，與本地段的自然情況相符合，在已建的防洪堤工程中廣泛采用，是較為理想的堤型。 為防止壩前淤積，本階段擋水建筑物采用可打開全部閘門泄洪沖沙的閘壩型式和可坍壩泄洪沖沙的橡膠壩型式，通過技術經(jīng)濟比較二者各有千秋。缺點在于汛期運行管理比較不便。 據(jù)了解閘壩方案工程總投資為 萬元；橡膠壩方案工程總投資為 萬元。 通過以上技術經(jīng)濟分析比較和征求建設單位的意見，本階段設計推薦閘壩方案為宜。按設計洪峰流量 。 沖刷計算 根據(jù)河床床質(zhì)顆分資料河道泥砂粒經(jīng)在 ～ 60mm 之間 ,泥 砂粒經(jīng)按河床床質(zhì)的平均粒徑計算 ,即 。 柴達木橋上游段： 平均流速 Vcp=AQ =hmhb Q ?? )(=)( ???=⑴ 由規(guī)范查得 V 允 河床面上允許不沖流速（ m/s）為： 。 B水面寬度（ m） ； d河床質(zhì)平均粒經(jīng)（ m） ； γ s、 γ 分別為河床砂 、 水的重率（ T/m3） 。 ⑶ H0直段平均水深（ m）； e自然對數(shù)的底取 。 h 沖 =hp+[Vcpn/V 允 1]=+[]= λ = （ ? 103/） = B=b+2mh=76+2? ? = 代入得： H 沖 =[ ?? ? ]6/7 = 表 21沖刷深度計算表 項目 依據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》 （平順段） 《水力計算手冊》（彎道） 計算公式 h=hp+[Vcpn/V 允 1] H 沖 =[λ Q/(Bd1/3√ g((Vsγ )/γ ) ]6/7 柴達木橋上游段 柴達木橋至 格爾木橋段 2 河道斷面計算 青海大學水電系 9 表 22 巴音河河道斷面計算 堤名 底寬 加大水深 比降 加 大 流量 超高 堤高 邊坡系數(shù) 流速 屬性 b(m) h(m) 1 Q(m3/s) ⊿h(m) H(m) m V(m/s) 柴 達 木橋處 76 1/300 格 爾 木橋處 97 1/300 行洪斷面水力計算 試算 圖解法求水深： 對柴達木橋上游段取設計寬度為 76米，假設一系列 h值，代入公式計算相應的值 Q，并繪成 h Q曲線，然后根據(jù)已知流量，在曲線上即可查出要求的 h值。 取 h=： A=（ b+mh） h ⑷ 式中： A過水斷面積； b河道底寬； m邊坡系數(shù)； h水深； 則 A=（ 76+? ） ? = 濕周 X=b+2h 21 m? =76+2? ? = 水力半徑 R=XA = = 青海大學本科畢業(yè)設計：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程 青海大學水電系 10 按曼寧公式 計算謝齊系數(shù)： C= 6/11Rn = 6/ 1 = 2/1 /s 由流量公式 Q=AC Ri 得： Q=? ? ?=同理： 當 h= A=（ b+mh） h=（ 76+ ） = X=b+2h 21 m? =76+2 ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 76+? ） ? = X=b+2h 21 m? =76+2? ? ? = R=XA = = C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 當 h=： A=（ b+mh） h=（ 76+? ） ? = X=b+2h 21 m? =76+2? ? ? = R=XA = = 2 河道斷面計算 青海大學水電系 11 C= 6/11Rn = ? Q=AC Ri =? ?= m3/s 表 23 水深 流量表 h/m A/ m2 X/m R/m C/（ m2/1 /s） Q/（ m3/s） 由上表繪出 hQ曲線如圖 圖 水深 流量圖 從曲線查得：當 Q= m3/s時， h=。 防洪堤結構設計 兩岸防洪堤為 75 漿砌石重力擋墻式。為了防止墻后地下水對堤體的危害，在河槽設計洪水位和多年平均正常水位以上 15cm，每隔 各設排水管一道，墻后回填碎石（或 300g/m2 無紡反濾布）用為排水過濾料。為防沖刷，在河道彎曲段擋墻腳處拋大塊石防沖。 經(jīng)計算抗沖粒徑為 30cm，采用粒徑為 30cm 塊石。經(jīng)分析，治理河道的穩(wěn)定比降取 1/300。防洪堤采用混凝土和漿砌石兩種方案進行計算，參考《水利計算手冊》中天然河道糙率 n 值表，無抹灰的混凝土護面n=，漿砌石護面 n=。 因本工程堤防工程的級別為 3級，則不允許越浪安全加高值取 。其計算公式為： Y=R+e+A 式中： Y堤頂超高； R— 設計波浪爬高； e— 設計風壅增加高度； A安全加高，取 。 （ 2）基礎埋深（沖刷深度）確定 通過對巴音河自然淘刷現(xiàn)狀的廣泛調(diào)查和現(xiàn)場踏勘，取該河道最大沖刷深為 。