农业水利工程专业毕业论文21948.doc

陶清河六家段河道治理 可行性研究报告 1 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目： 陶清河六家段河道治理可行性研究 毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）： 1要求： 通过完成河道治理堤防设计，对学生进行较设计方面的培养和训练，巩固和提高学生的基础理 论知识和专业知识，培养同学运用所学专业知识解决实际问题的能力、查阅文献与规范的能力、动 手能力和独立工作能力，将所学知识系统化。具体要求如下： （1）设计内容要求全面、完整，思路清晰，图文并茂，表达正确，报告语言流畅。所编写 报告与相关图纸达到可行性研究阶段的要求； （2）掌握河道治理可行性研究的相关工作内容及报告的编写方法； （3）熟悉相关规范内容，并掌握如何按照规范要求进行设计； （4）掌握一般河道治理所需进行的水力计算内容及方法，熟悉河道治理与水文计算、地质 勘探之间的关系； （5）了解工程管理及环境影响评价的内容； （6）熟悉工程估算的编制方法； （7）查阅堤防形式、材料、施工方法等资料以及河道治理方面的文献资料，并整理。翻译 1 篇外文文献（要求：1 万印刷符号的外文文献或资料） ； （8）毕业设计态度端正，保证出勤，按质按量按时完成任务。 2 2原始资料 （1）河道治理段地形图； （2）陶清河水库设计报告； （3）相关规范。 3 毕业设计（论文）主要内容：毕业设计（论文）主要内容： 设计按可行性研究阶段要求进行，报告编写主要内容如下： 1.项目概况 按可行性研究规范编制，要求包括项目治理目的、治理范围、水文、地质、工程治理原则及主 要建筑物布置、工程管理、施工组织设计、工程量等内容。 2.水文 2.1 流域及河道概况 2.2 水文基本资料 2.3 气象 2.4 径流及泥沙 2.5 洪水 2.5.1 洪水计算方法 2.5.2 设计洪水 2.5.3 陶清河水库下泄流量的确定 2.5.4 治理段末端设计流量的确定 其中要说明本次可行性研究采用成果。 3.工程地质 3.1 区域地质 3.1.1 地形地貌 3.1.2 地形构造 3.1.3 地质构造 3.2 地震 3.3 工程地质 3.3.1 地基土构成及岩性描述 3.3.2 地下水 3.4 天然建筑材料 4.工程建设的必要性及其规模与任务 4.1 自然及社会经济概况 4.2 河道存在的主要问题 4.3 河道治理的必要性 4.4 防洪标准 4.5 河道治理原则及任务 4.6 河道堤线设计 4.6.1 设计原则 4.6.2 堤距的确定 4.7 河道纵横断面设计 4 包括断面设计原则、河道纵坡确定及横断面设计。 4.8 堤防型式确定 根据所设计断面给出所采用的堤防型式。包括：1）常用的堤防型式种类，各 自的优缺点及适用条件等；2）本工程采用的堤防型式及理由。 4.9 设计水深计算 设计水深计算包括河道行洪水深计算与橡胶坝塌坝形成堰流后的坝前水深计算 （如果蓄水的话） 。 要求编制程序或用 Excel 列表自动计算。 （程序或列表用附件形式附于报告最 后） 4.10 蓄水工程 包括：橡胶坝数量与蓄水回水长度、内堤高度确定、蓄水水源及方案、橡胶坝充 排系统、库区水量损失及库区内清淤等。 5.主要建筑物布置 5.1 设计依据 5.2 工程等级及建筑物级别 5.3 工程总体布置 描述工程采用的断面型式及参数，工程建筑内容，并给出平面布置图。 5.4 工程设计 给出工程设计内容，并分别说明其设计过程及结果。 1）确定堤防高程； 2）计算冲刷深度，确定堤防埋设深度； 3）给出堤防断面图，并进行稳定计算，说明计算的方法及结果； 4）进行橡胶坝设计，包括布置、消力池设计、充排水管道设计等。给出橡胶 坝平面布置图； 5）箱涵设计简述。 6.工程管理及占地 7.环境影响评价 8.工程量估算 进行主要工程的工程量估算。 9.结论与建议 给出结论与建议（需要的话） 。 学生应交出的设计文件（论文）：学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计报告一份，相关图纸（包括治理段河道平面布置图，横断图，纵断图，堤防断面图等） 。 2.设计报告及图纸的电子版。 5 主要参考文献（资料）：主要参考文献（资料）： （1） 陶清河河道整治工程可行性研究报告 。 （2） 李纬主编， 水力计算手册 （第二版） ，中国水利水电出版社，2006.6； （3） 其它查阅文献。 要求设计（论文）工作起止时间 2012 年 3 月 26 日至 2012 年 6 月 22 日（6-18 周） 指 导 教 师 签 字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 I 工程特性表工程特性表 名 称单 位指 标备 注 5%洪峰流量m3/s188.6 现状河道平均纵坡 2.9 河道设计纵坡 2 主槽宽度m40 河道宽度 滩槽宽度m48 左岸m4 净高 右岸m4 左岸m2354.85 外 堤 长度 右岸m2498.61 左岸m3.2 净高 右岸m3.2 左岸m2378.11 内 堤 长度 右岸m2761.86 土方开挖量万 m333.47 土方回填量万 m334.42 混凝土m3982 钢筋t51 浆砌石万 m34.93 复合土工膜m3129122 200g×0.3mm×200g II 目目 录录 1. 项目概况项目概况 1 1.1. 项目治理范围和目的1 1.2. 水文1 1.3. 工程地质2 1.4. 工程任务和规模3 1.5. 工程总布置及主要建筑物5 1.6. 施工组织设计6 1.7. 环境影响分析6 1.8. 水土保持6 1.9. 节能设计6 1.10.工程管理设计7 1.11.工程量7 1.12.效益分析7 1.13.招标计划7 1.14.结论与建议8 2. 水文水文.9 2.1. 流域及河道概况9 2.2. 水文基本资料9 2.3. 气象10 2.4. 径流及泥沙11 2.5. 洪水11 3. 工程地质工程地质 32 3.1. 区域地质32 3.2. 地震33 3.3. 工程地质33 III 3.4. 天然建筑材料33 4. 工程建设的必要性及其规模与任务工程建设的必要性及其规模与任务 33 4.1. 自然及社会经济概况33 4.2. 河道存在主要问题33 4.3. 河道治理的必要性33 4.4. 防洪标准33 4.5. 河道治理原则及任务33 4.6. 河道堤线设计33 4.7. 河道纵横断面设计33 4.8. 堤防形式确定33 4.9. 设计水深计算33 4.10.蓄水工程33 5. 主要建筑物布置主要建筑物布置 33 5.1. 设计依据33 5.2. 工程等级及建筑物级别33 5.3. 工程总体布置33 5.4. 工程设计33 6. 工程管理及占地工程管理及占地 33 6.1. 管理机构33 6.2. 管理范围33 6.3. 保护范围33 6.4. 堤防管理33 6.5. 橡胶坝管理33 6.6. 资料整理与整编33 7. 环境影响评价环境影响评价 33 7.1. 评价目的及依据33 7.2. 工程兴建对环境的主要影响33 7.3. 工程兴建时对环境的主要不利影响33 IV 7.4. 环境保护投资33 8. 工程量估算工程量估算 33 9. 结论与建议结论与建议 33 外文原文外文原文33 中文翻译中文翻译33 1 1.项目概况 1.1. 项目治理范围和目的 陶清河是浊漳河南源的一级支流，源于壶关、陵川县交界处附近壶关县常行乡西 马安村北，主要流经壶关、长治、长子三县，全长 78.7km，是一条季节性洪水河道。 流域中陶清河水库上游为黄土丘陵区，区内沟壑纵横，诸山峰高程均在 11001400m 之间，旱垣高程在 10001100m 范围内；下游为河谷阶地与平川区。该河道为河水河 道，平时为干河槽。上游河流两岸为 510m 高的黄土崖，河槽宽 70100m；下游河 谷宽阔，河槽宽 50100m。西堡上游河道平均纵坡 8.53，西堡-陶清河水库河段平 均纵坡 4.57，陶清河水库下游平均纵坡为 2。长治县境内长度 26.12km，流域面积 206km2。全段长度为 11.9km。本次河道治理段为六家段，治理总长度 2.4km（桩号 6+5008+900） ，桩号 0+000 位于陶清河水库大坝下游坝坡坡脚处。 为加快长治县产业结构转型步伐，促进生态环境建设，完善区域景观，提升陶清 河的防洪减灾功能和生态旅游功能，避免遭遇大洪水发生严重灾害，保障国民经济稳 定、持续的发展，受长治县发改局委托，结合天津大学城市规划设计院对陶清河河道 综合治理的有关规划和设计，编制了长治县陶清河河道治理工程可行研究报告 。 1.2. 水文 1.2.1.自然条件 长治县境气候属温带性大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，春长秋短。气候 温和，雨热同季，春干多风，夏热多雨，秋凉早霜，冬季干燥。境内气候垂直气温变 化不太明显。 长治县境内大部分地区多年平均日照时数在 23502680h 之间，多年平均日照百 分率 55%左右。 多年平均气温 9.7，年总积温为 3875.0。气温的年际变化一年内最冷是 1 月份， 平均气温为平川-5.06.5、山区-6.98.2；最热是 7 月份，平均气温为平川 23.123.7、山区 20.122.8。长治县气温由西北向东南递减，年平均最低气 2 温是长治县最高点老雄山，为 7.4，与平川地带相差 2左右。 多年平均降雨量 580mm，多年平均蒸发量 1761.9mm（20cm 蒸发皿） 。 长治县无霜期平均初日为 10 月 12 日，平均终日为 5 月 3 日，最早出现在 9 月 18 日，最晚出现在 10 月 29 日。全年历年平均无霜期为 180.1 天。平川区无霜期终日一 般在 4 月 2 日左右，无霜期一般为 207 天左右。无霜期时间，由西北向东南、由低到 高逐渐缩短，东南部山区一般为 170 天左右。 长治县境内年盛行风向一般以东南风为主，平均频率为 13%；其次为南风、北风、 西北风。年平均风速为 2.4m/s，春季较大一般为 3.3m/s。出现 8 级以上大风日数，年 平均 8 天左右，最多的达 13 天。 1.2.2.设计洪水 依据长治县中小河流治理规划 ，本次陶清河水库下游的设计防洪标准采用 20 年一遇洪水标准。 按山西省水文计算手册对陶清河水库控制的流域面积计算出不同频率的洪水 并将经水库调节后下泄的洪水与治理河段产生的区间洪水进行叠加，得出治理末端的 洪峰流量为 188.6m3/s(20 年一遇)及 308.9m3/s（50 年一遇） 。 1.3. 工程地质 1.3.1.地形地貌 长治县地貌形态多种多样。地形地势总体是东南高、西北低。东南部地势高昂， 属太行山脉和太岳东麓支脉相交的山区，素有“太行屋脊”之称。最高点雄山主峰海 拔 1419.5m。西南部山丘交错，为间断起伏的丘陵区。中部、北部为山前冲积平原形 成开阔的平川区，地势平坦，土壤肥沃，最低点是上秦漳河滩，海拔 908m，全县平均 海拔 1166m。地貌可分为山地、丘陵、平川，面积分别占全县总面积的为 23.8%、54.9%、21.3%。 1.3.2.地震 根据中国地震动参数区划图 （GB183062001） ，长治县范围内地震动峰加速 度为 0.15g（相当于地震基本烈度度） 。根据水工建筑物抗震设计规范 （SL203 3 97） ，堤防工程不进行抗震设计，其他建筑物按地震烈度度设防。 1.3.3.工程地质 本区地表多被第四系黄土及粉质粘土所覆盖，仅局部地段有奥陶系中统马家沟组 灰岩及石炭系砂页岩出露，现由老至新分述如下： 1.奥陶系中统马家沟组：上部以灰岩为主夹泥灰岩，中部为角砾状泥灰岩，下部 以泥灰岩为主夹灰岩。出露厚度约 60m，主要分布于坝肩及库区桃园、北王庆以北、 石后坡，狗弯以西等地。坝址区岩层产状为倾向南东 54º70º，倾角 10º30º。 2.石炭系：岩性为砂页岩互层，出露厚度约为 120m，主要分布与库区左岸迥水高 程以上及八义何以西。 3.新第三系：岩性为深红色粘土，出露厚度一般为 3m，分布于坝址区右岸的西黄 沟及官道一带。 4.第四系松散岩层：Q2-粉质粘土出露厚度一般为 520m，地面分布不广，Q3主 要为黄及浅黄色粉土出露厚度随地形而异，一般为 58m，该层广泛覆盖于基岩及红 色粉质粘土之上，成不整合接触；Q4主要为现代河流冲积层，分布于河道的河漫滩及 河床上。 1.3.4.天然建筑材料 经调查，工程所用天然建筑材料主要为砂、碎石、块石及砂料，当地沙子可满足 砌筑砂浆用，但混凝土用砂需从外地购买。 碎石、块石料场库区附近均有，可直接购买。 1.4. 工程任务和规模 1.4.1.河道存在的主要问题 1.陶清河水库下游段由于久未治理，河流形态部分被破坏，其行洪能力不满足流 域规划确定的防洪标准。 2.河道内倾倒垃圾严重，农田、道路、建筑大面积侵占河道。 3.城市污水和工业废水的排入，使得局部河道形成水坑。 4.煤矿开采引起的地下水渗漏，导致陶清河某些河段已经断流。其所在流域的水 4 环境、生态环境等皆遭受不同程度的破坏。 1.4.2.河道治理的必要性 陶清河水库下游段由于久未治理，年久失修，现状的防洪标准已不足 5 年一遇， 其设防标准既不适应城市和两岸村庄的安全要求，也不满足流域规划确定的防洪标准。 如遇超标准洪水，周边城镇受到直接威胁，较大洪水势必造成城区发生严重水灾。因 此，为保证长治县社会经济的可持续发展，确保城区安全，必须尽快建立城区的防洪 工程体系，同时利于实现陶清河风景区规划对水系的要求，把陶清河治理工程早日付 诸实施，是非常紧迫和必要的。 1.4.3.防洪标准 依据防洪标准GB50201-94 及长治县中小河流治理规划 ，本次陶清河段的 设计防洪标准采用 20 年一遇洪水标准。 1.4.4.河道治理原则及任务 河道治理设计以现状河道为基础，河道治理轴线仍遵循河道主河势。河道纵坡的 设计原则以尽可能维持原河道平均纵坡并考虑减少工程量、占地和投资为出发点。 河道两岸堤间距、堤高、河道行洪断面底宽均按长治县中小河流治理规划的 要求即堤间距 100m、堤高 4.0m，底宽 40m 控制，同时考虑与沿河城区道路的高程衔 接，此外还应兼顾绿化和景观设计需要。 依据上述治理原则，本次治理的工程任务为： 本工程以实现人水和谐为核心理念，以确保长治县城区安全为出发点，以完善防 洪保安体系为主要目标，对陶清河水库下游段实施全面整治，使河道的防洪标准达到 20 年一遇。 本次陶清河水库下游段河道治理工程包括开挖清理河槽，修筑堤防，配合陶清河 风景区规划，研究河道蓄水及水系连通工程。陶清河河道治理完成后能具有安全行洪、 排水、雨水收集、调蓄、输水、连通、景观娱乐等功能。 本次河道治理总长度 2.4km（桩号 6+5008+900） ，桩号 0+000 位于陶清河水库大 坝下游坝坡坡脚处，工程内容包括内、外堤防、橡胶坝、河道防渗等。 5 1.5. 工程总布置及主要建筑物 1.5.1.工程总布置原则 陶清河水库下游段六家段河道综合治理遵循全面规划、综合治理、景观与生态相 结合的原则。 1）河道治理以防洪为中心，根据陶清河风景区的规划，以防洪、蓄水、生态、景 观、休闲等多个方面进行综合整治； 2）堤线布置原则上维持原有河道形态，根据行洪流量和景观规划，对堤岸走向做 适当的调整； 3）河道的基本功能是防洪，在满足河道防洪标准要求的前提下考虑蓄水和绿化美 化，以改善两岸的小气候和生态环境。 1.5.2.工程总布置 治理段为陶清河六家段，桩号 6+5008+900。 该治理段要进行蓄水，按复式断面治理，段内修建 2 座橡胶坝，坝高 3.0m。修建 内堤，按 100m 的堤间距修建土质外堤。 1.5.3.主要建筑物 1）堤防 治理河段主槽内堤为浆砌石重力式，顶宽 0.8m、底宽 2.15m、净高 3.2m、埋深 2.0m。两岸内堤外侧设 6.0m 宽的临水路。 外堤为土堤，堤顶宽 6.0m、堤顶高程与设计河底高程相差 4.0m。 2）河道主槽防冲及防渗 蓄水段河道河底采用复合土工膜作为水平防渗措施，上部设 0.2m 厚的砂性土保护 层，再上设宽 0.6m、厚 0.5m 的浆砌石压梁，压梁的纵横间距均为 20m，兼起减少河 道冲刷的作用。在主槽浆砌石内堤迎水面蓄水位以下加设 2cm 厚的水泥砂浆护面保护 层。 3）橡胶坝 两座橡胶坝均为彩色枕式充水橡胶坝，每座橡胶坝各设泵站控制立坝和塌坝，充 6 水水源为井水，立坝采用水泵机充，塌坝采用机排加自排，排水塌坝时间不超过 2 小 时。 1.6. 施工组织设计 工程所在地附近有 207 国道和多条乡间公路可直通施工现场，施工料物可由汽车 运输到施工现场。施工期间只需修筑部分简易道路，即可连接各个施工作业点，由于 地形比较平坦，所以施工场地条件良好。 本工程施工用水可就近解决。 本工程用电负荷不大，可通过临时拉线以供施工用电，电源电压等级 380/220V。 1.7. 环境影响分析 工程实施后可提供 496 亩的蓄水水面和 216 亩的植草绿地，河道防洪标准提高到 20 年一遇。 工程施工将在施工期产生短暂的不利环境影响，如施工废水、废渣、扬尘、噪声 等。 1.8. 水土保持 主体工程为河道治理工程，严格来说主体工程中所有的措施都是具有水土保持功 能的，工程实施后可以调整理顺紊乱的河道、减少河岸坍塌，还可以固土保水、涵养 水源，减轻当地的水浊。 该工程弃渣为清基土方，即表层土，有利于植物生长，所以将该部分弃渣作为指 定园林规划覆土，并将其覆土部分整平。 根据水土保持工程内容，按照开发建设项目水土保持工程概（估）算编制规定 ， 主体工程所有的投资全部算作水土保持工程中主体工程具有水土保持功能的投资，本 水土保持工程新增土地平整也列入主体工程中，水保不新增投资。 主体工程是改善生态环境、提高防洪标准的河道治理工程，工程措施和生物措施 实施后将是原有和施工期新增的水土流失都得到有效的治理。 1.9. 节能设计 1.工程设计中的节能措施 7 本工程属河道治理工程、主要的节能措施在工程总布置及河道总、横断面设计中， 充分考虑土方的开挖平衡，尽力减少弃土和取土。在建筑物方面，坚持优化设计，选 择合理经济的方案，防止结构尺寸和设备容裕度大。机电设备采用节能产品。 在施工组织设计中的施工总布置应本着有利于生产、方便生活、快速安全、易于 管理的原则进行。选择技术先进、合理可行的施工方案，选用能耗低、符合国家节能 要求的施工机械。施工总进度安排应合理安排工期，力求做到均衡施工，降低施工临 时设施的规模，降低能耗。 2.工程运行管理 制定切实可行的节能管理制度，确定能耗指标，建立节能目标责任制和评价考核 体系。 加强节能宣传，提高人员节能意识。 加强机电设备的养护与维修，提高机动设备效率。 1.10.工程管理设计 护堤地范围自外堤的外坡脚向外延伸 30m，保护范围为自护堤地界限外延 100m。 堤防及橡胶坝应按制定的管理制度进行经常性检查、定期检查和特殊检查。 1.11.工程量 主要工程量为：土方开挖 33.47 万 m3，土方回填 34.42 万 m3，混凝土 982m3，浆 砌石 4.93 万 m3，钢筋制安 51t。 1.12.效益分析 本河道综合治理工程为陶清河风景区建设的一部分，工程实施后将产生多项社会 效益，包括防洪效益、生态效益和旅游效益。 1.13.招标计划 根据工程建设项目可行性研究报告增加投标内容和校准招标事项暂行规定及 陕西省发改委关于转发建设项目可行性研究报告增加招标内容以及核准招标事项暂 行规定的通知，按照工程建设项目审批管理规定，本项目施工采用公开招标。 8 1.14.结论与建议 1.14.1.结论 陶清河水库下游段河道治理工程的实施，使河道的防洪标准达到国家规范的要求， 对两岸人民的生命财产安全提供了保证，工程对改善当地生态环境、提升沿河城镇的 整体品位，丰富陶清河风景区的内涵，促进旅游事业和长治县经济的发展都有不可替 代的作用。 1.14.2.建议 1.尽快按堤防工程地质勘探规程SL/T18896 的要求进行治理河段的地质勘察 工作，以便按建筑基地的实际条件补充和完善各类建筑物的地基处理、加固及蓄水河 段的作用。 2.河段治理工程署陶清河风景区建设的重要组成部分，且应当先行，故应在风景 区规划中进一步明确工程项目的归属。 9 2.水文 2.1. 流域及河道概况 陶清河是浊漳河南源的一级支流，源于壶关、陵川两县交界附近，位于壶关县常 行乡西马安村北。其主流流经壶关、长治、长子三县，全长 78.7km，是一条季节性洪 水河道。在壶关境内，河流先是自南向北流经东井岭乡西马安，百尺镇韩庄、流泽、 镇上店、固村，而后向西北经龙泉镇西堡（西堡水库） 、紫岩掌、宋堡，在宋堡村南转 向西南，经过黄山乡新庄村入长治县西池乡河头村、西池村入陶清河水库，再次转向 西偏北方向，过东和乡、北呈乡北领头、六家后，沿长治、长子两县交界蜿蜒北流， 最后在长子县宋村乡南李末村注入浊漳南源。 陶清河流域面积 735.18km2，其中壶关县 321.88km2，长治县 351.5km2，长子县 61.8km2，较大支流有荫城河、师庄河（色头河） 。 陶清河水库上流流域内为黄土丘陵区和土石山区，区内沟壑纵横，诸山峰高程均 在 11001400m 之间，旱垣高程在 10001100m 范围内，上游河流两岸为 510m 高 的黄土崖，河槽宽 70100m，陶清河水库下游为河谷阶地与平川区，下游河谷宽阔， 河槽宽 50100m。 陶清河水库大坝高 977.40m，总库容 3432 万 m3，控制总流域面积为 615.3km2， 其中砂页岩灌丛山地 246.12km2，砂页岩土石山地 92.295km2，灰岩森林山地 215.355km2；灰岩灌丛山地 61.53km2。流域总长度 51.12km，平均纵坡 6.51，平均 流域宽度 12.04km。陶清河水库下游平均纵坡为 2。 陶清河水库渗漏严重，难以发挥应有效益。流域内的灾害以暴雨引发的洪灾和全 流域性的旱灾为主。 2.2. 水文基本资料 长治县水资源总量为 1.191×108 m3，其中地表水多年径流量为 1.869×108 m3，地下 水总补给量为 0.322×108 m3。每人年拥有有效河水量 28.6 m3，年拥有地下水 103m3， 水资源相对匮乏，境内无经常性河流，主要河流陶清河属季节性暴雨型河流，清水量 10 很小，利用价值甚微，县地表蓄水量仅 577.9×104m3，远不能满足工农业生产的需要。 地表水多年径流量为 8693.4×104m3，其中入境资源为 7805×104m3，境内资源为 888.4×104m3，境内主要河流陶清河流域长度为 26.12km，流域宽度平均为 15.04km， 平均比降为 4.57%。利用地表水的主要水利工程总控制水量能力达 6466×104m3，其中 陶清河水库容量 5600×104m3，兴利库容 136×104m3。 地下水资源比较丰富，总补给量为 3221.5×104m3，地下水开采储量每年为 5950×104m3。地下水资源分布极不平衡，东部山区贾掌、西池等乡（镇）以及东南山 区地下水资源较少。中、北部平川地下水资源较丰富。地下水开采储量每年为 4900×104m3，占本县的 82.35%，由于长期不合理开采，地下水普遍下降 67m，个别 区域下降十几米。近年来，随着东部、东南山区煤炭开采量的急剧增加水位下降趋势 更加明显。 2.3. 气象 长治县境气候属温带性大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，春长秋短。气候 温和，雨热同季，春干多风，夏热多雨，秋凉早霜，冬季干燥。境内气候垂直气温变 化不太明显。 长治县境内大部分地区多年平均日照时数在 23502680h 之间，多年平均日照百 分率 55%左右。 多年平均气温 9.7，年总积温为 3875.0。气温的年际变化一年内最冷是 1 月份， 平均气温为平川-5.06.5、山区-6.98.2；最热是 7 月份，平均气温为平川 23.123.7、山区 20.122.8。长治县气温由西北向东南递减，年平均最低气 温是长治县最高点老雄山，为 7.4，与平川地带相差 2左右。 多年平均降雨量 580mm，多年平均蒸发量 1761.9mm（20cm 蒸发皿） 。 长治县无霜期平均初日为 10 月 12 日，平均终日为 5 月 3 日，最早出现在 9 月 18 日，最晚出现在 10 月 29 日。全年历年平均无霜期为 180.1 天。平川区无霜期终日一 般在 4 月 2 日左右，无霜期一般为 207 天左右。无霜期时间，由西北向东南、由低到 高逐渐缩短，东南部山区一般为 170 天左右。 长治县境内年盛行风向一般以东南风为主，平均频率为 13%；其次为南风、北风、 11 西北风。年平均风速为 2.4m/s，春季较大一般为 3.3m/s。出现 8 级以上大风日数，年 平均 8 天左右，最多的达 13 天。 12 2.4. 径流及泥沙 陶清河径流年际变化较大，据西堡水库 21 年实测资料分析，变差系数 1.02。年径 流量最大值为 1970×104m3，最小年径流量为 0。根据长治县陶清河水库除险加固工 程修正初步设计资料，陶清河水库 1962 年入库年径流 3563 万 m3，19601980 年 平均径流 764.243 万 m3，19812001 年平均年径流 253.16 万 m3。属季节性暴雨型山 区河流，洪水暴涨暴落，河川径流量的季节性变化极为显著，洪枯流量相差悬殊。河 川径流量以洪水流量为主，清水流量甚微。 河道上游泥沙级配较好，粒径大小不一，下游粒径大小变化不大，级配较为均匀。 多年平均输沙量 63×104m3。根据长治县陶清河水库除险加固工程修正初步设计资 料，19602001 年陶清河水库平均年淤积量为 37.22 万 m3，考虑 1988 年后流域绿化 等对下垫面的改变和影响，库区泥沙淤积呈现减少的趋势，预测近期年平均淤积量为 18 万 m3。 2.5. 洪水 2.5.1.洪水计算方法 2.5.1.1.历史洪水 浊漳南源干流具有记载的较大洪灾 8 次，以 1482 年灾情最重，调查洪峰流量为 5400m3/s，陶清河水库自 1960 年竣工以来，经受过的最大洪水为 1962 年 7 月 16 日， 进库洪峰流量为 1609.5m3/s。 2.5.1.2.计算方法 治理河道位于陶清河水库下游，本水文分计算为陶清河水库上游入库流量、水库 下泄流量及整治段末端的水文计算。 山西省水文计算手册 （以下简称手册 ）是我省设计洪水计算的主要依据， 在本次水文分析计算中，根据具体情况分别采用手册中流域模型法、推理公式和 水文比拟法。 2.5.1.3.流域模型法 1.设计暴雨 13 1）设计点雨量 根据手册暴雨等值线图的等值分布梯度确定各定点（本流域按五个定点进行 计算） ，分别查得各定点各标准历时暴雨均值和 Cv，详见表 2-1。 表 2-1 陶清河水库流域定点雨量查图成果（单位：km2、mm） 不同历时定点暴雨参数 10min60min6h24h3d序号面积 均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv 149.214.00.4534.00.5038.00.5073.00.5595.00.47 2166.115.00.5034.00.5040.00.5070.00.5390.00.46 3110.816.00.5534.00.5045.00.5068.00.5085.00.45 4216.416.00.5334.50.4545.00.4565.00.5083.00.44 573.816.00.4635.00.4247.00.4863.00.4580.00.42 根据式（2-1）及式（2-2）计算设计点雨量。 （2-1） PP HK H 式中，模比系数 kp在手册附表 I-2 查用。 （2-2） 0 , 1 ( )( ) n p Abip ib i Htc Ht 式中： Ci各自控制的部分面积占流域面积 A 的权重； Hp,i(tb)为每个定点各标准历时 tb的设计雨量，mm； HoP,A (tb)是同频率、等历时各定点设计雨量在流域面积 A 上的平均值。 2）设计面雨量 根据式（2-3） 、式（2-4）计算设计面雨量 （2-3） 0 , ( )( , )( ) P AbpbP Ab HtA tHt 式中： HP,A (tb)为标准历时为 tb、设计标准为 p、流域面积为 A 的设计面雨量，mm； HoP,A (tb)为设计点雨量的流域平均值，mm； p(A,tb)为设计暴雨点面折减系数。 14 （2-4） 1 ( , ) 1 pb N A t CA 式中： A 为流域面积，km2； C、N 为经验参数，由手册从表 6.3.1 中查得。 设计面雨量计算成果见表 2-2。 表 2-2 陶清河水库流域设计暴雨计算成果（单位：mm） 设计频率 （%） 项 目10min60min6h4h3d 点雨量60.5122.7157.125 8.9290.7 0.10 设计面雨量 36.269.7127.9197.9245.7 点雨量43.489.7114.6186.3215.4 1 设计面雨量26.351.494.8145.8186.1 点雨量38.279.7101.6164.2192.3 2 设计面雨量23.245.884.6129.6167.0 点雨量34.472.292.0147.9175.0 3.3 设计面雨量20.941.677.1117.7153.3 点雨量31.366.284.2134.8161.1 5 设计面雨量19.138.371.0108.3142.3 点雨量26.155.870.8112.3137.0 10 设计面雨量16.032.560.591.6122.7 点雨量20.745.157.189.3112.0 20 设计面雨量12.826.649.674.4102.0 3）由式（2-5） 、式（2-6）计算不同历时的设计雨量，按设计雨型求得设计暴雨 过程。 00.12 (2-5) 1 1 ,0 ( ) ,0 s n P P n P St Ht St A A (2-6) 1 ln s nn t t 式中： 15 n、ns 分别为双对数坐标系中设计暴雨时强关系曲线的坡度及 t=1h 时的斜率； Sp为设计雨力，即 1h 设计雨量，mm/h； t 为暴雨历时，h； 为经验参数。 2%的设计暴雨过程详见表 2-3。 表 2-3 陶清河水库控制流域 P=2%设计暴雨过程计算成果表 （单位：mm） 时程123456789101112 第一日0.270.40.40.540.270.270.1300.1300.130.27 主雨日1.851.721.662.022.112.622.332.473.513.864.312.8 第三日1.20.720.720.720.961.20.961.442.164.312.871.68 时程131415161718192021222324 第一日0.270.40.270.271.083.231.350.940.810.40.670.94 主雨日45.88.736.815.654.873.232.222.792.991.931.781.6 第三日0.720.960.720.720.240.720.480.240000.24 4）按瞬时雨强大于等于 2.5mm/h 的降水作为标准，非主雨日根据它的面雨量时 程分配，按此标准统计计算主雨历时和主雨雨量；主雨日按暴雨公式求解主雨历时 tz: =2.5 (2-7) 1 P s z n z S n t t 1 ln s z z nn t t 主雨历时及主雨雨量计算结果见表 2-4。 表 2-4 陶清河水库流域 P=2%主雨历时及主雨雨量计算成果 单位：mm 设计雨日主雨历时主雨雨量净雨深 第一日1.03.20.02 主雨日13.3108.635.93 第三日2.07.21.63 2.流域产流计算 16 1）设计净雨深计算 设计净雨深计算采用双曲正切模型。 (2-8) , , ( ) ( )( ) ( ) P Az PP AzAz Az Ht RHtF tth F t A 式中： th 为双曲正切运算符； tz为设计暴雨的主雨历时，h； Hp,A(tz)为设计暴雨量的主雨面雨量，mm； Rp为设计洪水净雨深，mm； FA(tz)为主雨历时内的流域可能损失，mm。 流域可能损失用式（2-9）计算。 （2-9) 0.5 ,0, ( )(1)2 Azr APzS A z F tSBtKt 式中： Sr,A为流域包气带充分风干时的吸收率，反应流域的综合吸水能力，mm/h1/2, KS,A为流域包气带饱和时的导水率，mm/h； Bo,p为设计频率的流域前期土湿标志（流域持水度） ，由手册表 7.3-1 可知 P=0.1% 设计标准的 Bo,p为 0.63。 根据表 2-2 产流地类面积计算所占权重，由式（2-10） 、 （2-11）求得设计流域的 KS,A i=1,2, (2-10) ,r Air i Sc SA i=1,2, （2-11） ,S Ais i Kc KA 经计算，Sr,A=20.3、KS,A =1.78。 则流域 P=0.1%设计净雨深即可由前述公式求得，其中第一日设计净雨深 0.05mm、第二日 78.85mm、第三日 3.13mm。 17 2）设计净雨过程计算 1.求解产流历时 tc ， （2-12） 1 , 1 , ,0 ,0 s n sP A P n sP A n St R n St 1 ln s z z nn t t 2.计算损失率 ， (2-13) , (1) n s cP Ac n tSt A 1 ln c s c nn t t 3.设计时段净雨及净雨过程 ， t0=0 (2-14) ,1 ( )() p jpjpj hh th t A ， ttc (2-15) , ( )( ) pP A h tHtt 式中： hp,j为设计时段净雨深，mm； j 为时雨型“模板”中的序位编号； tj-1为 j 时段的开始时刻； 其他符号意义同前。 把计算出的时段净雨按序位编号安排在设计时雨型“模板”中相应序位位置，即 得主雨日的净雨过程。 非主雨日的净雨过程，根据已知的非主雨日设计时雨型和净雨深采用“平割法” 推求，即从设计时雨型柱状图中画一条水平线“平割”柱状图，上下移动，使平割出 的时段净雨之和等于该日总净雨深，这时的时段净雨即为非主雨日净雨过程。 3.流域汇流计算 流域降水所产生的净雨在重力与地表阻力综合作用下沿坡面及河网向流域出口断 面汇集的过程称为流域汇流。流域汇流计算任务是根据设计暴雨计算出的净雨过程， 用某种演算方法或模型，将其转换成流域出口断面的设计洪水过程线。 1）纳什瞬时单位线 纳什瞬时单位线将流域汇流过程假设为由 n 个等效线性水库串联体对水流的调蓄 过程。把瞬时作用于流域上的单位净雨深水体在流域出口断面形成的时间概率密度分 布曲线称为瞬时