排涝沟及控制闸工程初步设计报告.doc
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1、 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 1 - 1 综合说明综合说明 1.1 概述 铜陵承接产业转移示范园总体布局为“一园两片”,即包括江南和江北 各一个片区,其中起步区设在江南片区。规划选址范围为北至长江,西 到城市规划的经一路延伸段、南以钟仓乡和东联乡主干渠为界,东至黄 浒河,主要在顺安河与长江口两侧,总面积73.37km2,其中顺安河以西面 积34.9km2,以东面积38.47km2。起步区位于东联圩内,面积为15km2。 2010年9月,某院编制完成某园江南片防洪排涝规划 ,铜陵市水 务局对此进行了批复。规划对现有的张村站和坝埂头站进行改建,对园 区主要的排涝大沟进行整治;在胜利河、十里
2、长河与起步区交汇处新建3 座控制闸,阻隔起步区外侧的涝水进入起步区。 受铜陵承接产业转移示范园管委会委托,我院于2011年7月编制完成 铜陵承接产业转移示范园(江南片)起步区排涝沟及控制闸工程初步 设计 。 1.2 水文 铜陵市地处长江中下游,汛期为69月份,最高水位一般出现在 78月,枯水位多出现在12月份。随着气候条件的改变,境内江河水 位、流量呈现出丰枯交替的周期性变化。 大通水文站(19542009年)历年最高洪水位为16.64m(本节及第 二章为吴淞高程系,其余章节均为85国家高程基准) ,相应最大洪峰流量 为92600m3/s(1954年8月1日) ;多年平均枯水位为3.89m,多
3、年平均流量 为28800m3/s;历年最低水位为3.14m,最小流量为4260m3/s(1979年1月 31日) 。年内最小流量一般出现在1月份,年内最大流量最早发生在5月, 最迟发生在9月,多年平均径流量8938亿m3,其中汛期510月份流量占 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 2 - 全年总量的71.14%。 此外,在长江铜陵河段设有坝埂头水位站(1949年设立) ,坝埂头水 位站(19512009年)历年实测最高洪水位为15.12m(1954年8月1日) 。 1.3 工程地质 勘察区地层属长江沿岸区,贵池地层小区。该区地层岩性上部地层 主要为近代沉积的粘性土、淤泥质土和砂性土(Q4al
4、) ,下部为更新世沉 积的粘性土(Q3al)等。根据中国地震动参数区划图GB18306-2001(50年 超越概率10%) ,本勘探场地地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈 度度区。 1.4 工程任务与规模 本次初步设计的主要任务是对现有的十里长河和胜利河排涝沟(张 村排涝站的主排涝沟)进行整治,新开挖坝埂头主排涝沟以及新建3座控 制闸工程。 根据园区地形及水系分布情况,将胜利河和十里长河分为南胜利河 段、十里长河段、三江口河上游段、三江口河十里长河汇入段、三江口 河胜利河汇入段等5段分别进行设计。各段设计流量分别为 6.4m3/s、11.4m3/s、7.2m3/s、18.6m3/s和
5、25.0m3/s;新开挖坝埂头排涝 沟长1560m,设计流量15.0m3/s;在胜利河、十里长河与起步区交汇处新 建三江口河控制闸、十里长河控制闸、南胜利河控制闸等3座控制闸,设 计流量分别为7.2m3/s、11.4m3/s和6.4m3/s。 1.5 工程设计 根据灌溉与排水工程设计规范 (GB50288-99)的规定,确定排涝 沟工程等别为等。控制闸工程等别为等,主要建筑物涵洞等级为3级。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 3 - 排涝沟工程:三江口河、胜利河、十里长河断面型式采用设计常水 位以下迎水侧边坡为1:5,设计常水位0.5m以上设宽2.5m亲水平台,亲水 平台至地面之间以1:3斜
6、坡连接,并在斜坡上设置景观绿化。坝埂头站前 排涝沟断面按矩形断面设计。河道按照过流能力确定底宽为1.516m, 按照水面率要求确定底宽3040m。水力坡度取0.00010.00015,糙率采 用0.0225,计算河道过流能力约2355m3/s。此外,对现状不满足沟底高 程要求的断面进行疏浚,疏浚总长12231m,疏浚土方86.07万m3。 三江口闸工程:工程位于东联圩红杨树村附近。设计流量7.2 m3/s, 闸底高程3.5m,闸上水位5.5m,过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间, 与规划道路正交,采用路下涵结构方式,进口设置控制段,安装挡水闸 门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 十里长河
7、闸工程:工程位于东联圩联胜村附近。设计流量11.4 m3/s, 闸底高程3.6m,闸上水位5.6m,过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间, 与规划道路正交,采用路下涵结构方式,进口设置控制段,安装挡水闸 门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 南胜利河闸工程:工程位于东联圩水浒村附近。设计流量6.4 m3/s, 闸底高程3.3m,闸上水位5.3m,过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间, 与规划道路斜交,夹角67o,采用路下涵结构方式,进口设置控制段,安 装挡水闸门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 1.6 金属结构设计 3座控制闸孔口尺寸不大,设计水头低,故门体全部采用平面定轮钢 闸门,配手
8、电两用螺杆式启闭机。 本次设计金属结构设备共包括:平面定轮钢闸门6扇、手电两用螺杆 式启闭机6台、埋件6孔及其它。闸门及埋件总重23.2t,不包含启吊设备。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 4 - 1.7 电气工程设计 3座控制闸供电电源均引自附近0.4kV低压电源,各经一只XL-3-2(改) 型动力配电箱向电机供电。启闭机房照明采用双管荧光灯,照明电源直 接引自动力配电箱。 1.8 节能设计 本工程在机电设计中均遵循高效、节能的原则,现将本工程节能观 点坚持的原则简述如下:以提高效率,降低能耗,以有限的资源和最小 的能源消费来取得最大的经济和社会效益,满足日益增长的需求为目标。 同时尽量
9、减少或消除机电设备的固有能耗。且不限制发展,不降低服务 标准和使用功能。 节能途径包括:电源节能、动力节能、照明节能。 1.9 施工组织设计 铜陵承接产业转移示范园江南片排涝沟及控制闸工程由三江口河、 十里长河、南胜利河等三条河道疏浚和以上三条河道在起步区边界处新 建的三座控制闸组成,工程主要工程量为:土方开挖1130112m3,土方填 筑135234m3,水泥土填筑8925 m3,砼浇筑4823m3,堆砌石6933m3,钢筋 162t,闸门制安23t,水泥粉喷搅拌桩36601m。 工程所需水泥、钢筋、木材、油料等可从铜陵市物资市场购买,石 料自顺安镇石料场采购,黄砂从长江边码头收购。工程施工
10、生产用水可 直接从附近河道中抽取,生活用水可利用生活区附近村庄已有的供水系 统,施工用电利用附近已有的系统电网。 控制闸施工导流时段为11月次年4月,导流期间通过附近东大圩内 现有泵站控制河道内水位在6.0m左右,基坑上下游填筑围堰挡水。冲填 区冲填前沿水塘周边填筑围堰挡水,每个冲填区布置2个退水口退水。坝 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 5 - 埂头站前排涝沟穿过水塘处利用附近渠道开挖的土方顺渠道方向填筑一 围堰挡水施工,排涝沟施工时揭穿了下部砂层,施工采取降水措施控制 砂层中地下水位低于建基面0.5m。 河道疏浚土方采用两栖式清淤机开挖,泥驳运输至岸边,冲塘机吹 填至冲填区。坝埂头站前
11、排涝沟、控制闸均为常规施工,以机械作业为 主,人工施工为辅。 工程计划安排总工期11个月,即从2011年9月到2013年6月。 工程主要建筑材料需用量为:水泥3700t,钢筋174t,汽油8t,柴油 567t,块石2662m3,碎石7939m3,黄砂4915m3。 1.10 工程管理设计 本次排涝沟及控制闸工程不考虑新增管理人员和管理设施,在张村 排涝站和坝埂头排涝站的改建工程中一并考虑。 1.11 工程占地与拆迁 本工程永久占地为坝埂头排涝沟新增占地,临时占地主要为施工临 时占地区。共需占地101.07 hm2,其中永久占地2.04 hm2,临时占地99.03 hm2。工程占地范围内的拆迁由
12、园区管委会负责实施,不在本报告范围内。 1.12 环境保护设计 工程建设对环境的影响主要是施工期影响,主要包括水污染、噪声 污染、大气环境污染、固体废弃物污染、生态破坏、水土流失、人群健 康危害等方面的影响。通过采取相应的防治措施,可将影响降至最低限 度,随着施工的结束,影响也随之消失。本工程环境保护专项投资31.66 万元。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 6 - 1.13 水土保持设计 本工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。工程 建设区面积101.07hm2;直接影响区面积10.52hm2。根据本工程总体布置、 施工特点和区域的水土流失状况,将水土流失防治分区分为河道工
13、程区、 临建工程区、取土区、弃土区等4个防治分区。本工程新增水土保持工程 总投资为72.77万元。 1.14 设计概算 按2011年第二季度价格水平计算,本工程设计概算静态总投资 6141.22万元,其中:工程部分投资6036.79万元,水土保持工程投资72.77 万元,环境保护工程投资31.66万元。根据国家计委投资19991340号文规 定,本概算未计列价差预备费。 1.15 效益分析 本工程实施后,可提高区域排涝标准,保障起步区的排涝安全,确 保区域满足承接产业转移的基本要求,不仅具有较好的经济效益,而且 具有较大的环境效益和社会效益,建议尽快付诸实施。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告
14、- 7 - 2 水文水文 2.1 暴雨洪水特性 本地区形成大暴雨的主要天气系统是涡切变和台风。暴雨出现时间 一般在59月,从4月份开始就有可能出现暴雨,如1989年4月,最大1d 暴雨达103.3mm,最迟可能到9月份。每年主汛期67月,多为涡切变型 暴雨(俗称梅雨) ,89月出现的暴雨,多为台风型暴雨。本区暴雨历时 一般45d,最长可达7d以上,最短的仅1d,一般锋面雨过程较长,台风 雨过程较短。 铜陵地区洪水既有长江洪水,也有内河洪水,均来自暴雨,洪水的 季节特点和时空分布与暴雨一致。长江铜陵河段洪水主要有两种类型, 一是长江干流为一般大水年份,而区内入江支流山洪暴发,受江水位顶 托影响,
15、出路不畅,形成区域性洪水,造成内涝,1949、1995、1996和 1999年洪水即属此类;二是长江某些支流雨季提前或推迟,上、中、下 游,干、支流雨季相互重叠,全流域普降暴雨,形成干支流洪水遭遇十 分恶劣的全流域性洪水,这类洪水峰高量大,持续时间长,造成的洪涝 灾害也最为严重,1849、1931和1954年均属此类洪水。长江铜陵河段 (大通站)控制长江流域面积的95%,径流量占长江入海总径流量的95.3%, 几乎承泄了整个长江流域的洪水。洪水特征表现为峰高量大,组成复杂, 高水位持续时间长等。本地区内河洪水都是主要发生在67月,45月 和89月亦有洪水发生,但峰量较小,其它月份出现洪水的机率
16、极小。 汛期降雨强度大,加上内河均是源短流急,河道坡度大以及排水不畅等 原因,极易造成城市积水。 铜陵市地处长江下游,汛期为69月份。随着气候条件的变化,区 内江河水位、流量、水量的变化均明显呈现出丰、枯交替的周期性变化。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 8 - 长江最低水位一般在12月份,34月份水位逐渐回升,69月份为长 江流域多雨季节,水位暴涨,最高洪水位一般发生在78月份。年内最 小流量一般出现在1月份,最大流量最早发生在5月,最迟发生在9月。 2.2 水文测验情况 1)水文(位)站 铜陵市水文测站较少,内河无水文测站。长江铜陵段设有大通(二) 水文站、横港汛期水位站和坝埂头水位站
17、。 大通水文站是长江下游的径流控制站,该站设立于1922年10月,基 本水尺和测流断面设于大通和悦洲下游的横港附近,1925年6月停测, 1929年10月恢复,此后历经数次停测、恢复,水尺和测流断面也多次变 迁,直至1972年在梅埂镇上游310m处设立基本水尺,改称大通(二)站 观测至今。 1949年在横港下游44km处设立了坝埂头水位站。横港汛期水位站设 立于1975年,位于大通(二)站下游19km处。 2)雨量站 本区仅设铜陵气象站观测降雨等气象资料,顺安河及荻港河流域上 先后设有雨量站。本地区及邻近流域水文(位)站及雨量站基本情况见 表2.2-1。 表表 2.2-1 水文(位)站、雨量站
18、基本情况一览表水文(位)站、雨量站基本情况一览表 序号河名站名站别设站年月测站位置资料系列 1长江大通(二)水文站1922.10贵池市梅埂镇1947至今 2长江横港汛期水位1975铜陵市横港码头1975至今 3长江坝埂头水位站1949铜陵县坝埂头1949至今 4长江铜陵雨量站1962.10铜陵县城关镇1962至今 5顺安河董店雨量站1983铜陵县董店1983至今 6顺安河顺安雨量站1959铜陵县顺安镇1959至今 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 9 - 7荻港河黄浒雨量站1976繁昌县黄浒乡1976至今 8荻港河荻港雨量站1936繁昌县荻港镇1936至今 2.3 径流及实测水位 根据长江干
19、流大通水文站统计资料,多年平均流量59339m3/s,其中 最大洪峰流量92600m3/s(1954年8月1日),最小4620m3/s(1979年1月31日) , 1998年实测流量为82100m3/s,年内最小流量一般出现在1月份,最大流量 最早发生在5月,最迟在9月;年均径流量9004亿m3,汛期(510月)径 流量占全年径流量的71.16%左右。长江大通站历年水位及流量见表2.3- 1。 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 195112.218月9日455008月9日 195213.849月24日59
20、0009月24日 195312.106月12日452006月12日 195416.648月1日926008月1日 195514.157月1日596006月30日 195613.506月29日532006月29日 195713.078月13日515008月12日 195813.115月21日579005月22日 195913.047月9日533007月8日 196011.758月17日448007月5日 196112.086月20日468006月19日 196214.617月12日683007月11日 196311.509月1日435009月1日 196414.097月7日644007月7日 1
21、96512.557月31日501007月28日 196612.937月17日555007月17日 196713.557月8日578007月8日 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 10 - 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 196814.547月22日688007月18日 196914.947月20日677007月19日 197014.217月24日616007月24日 197112.876月11日540006月10日 197210.846月8日394006月8日 197315.027月1日700007月
22、1日 197414.297月21日650007月20日 197513.865月25日611006月24日 197614.237月19日604007月18日 197714.876月30日674006月30日 197811.877月2日469007月2日 197912.729月30日525009月30日 198014.729月4日640009月4日 198112.607月24日500007月24日 198213.926月27日639006月26日 198315.707月13日726007月19日 198413.148月2日527007月15日 198512.007月20日465007月20日 19
23、8612.667月13日516007月13日 198713.337月31日564007月30日 198814.249月18日637009月17日 198914.377月9日597007月18日 199014.027月9日624007月9日 199114.617月17日636007月18日 199214.647月13日672007月14日 199314.407月11日643007月11日 199414.086月28日612006月28日 199515.737月9日755007月9日 199615.527月22日743007月22日 199713.817月21日657007月17日 排涝沟及控制闸
24、工程初步设计报告 - 11 - 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 199816.318月2日821008月2日 199915.877月22日839007月23日 200012.877月12日537007月12日 200214.558月29日669008月27日 200314.167月17日620007月16日 200412.277月29日473007月29日 200515.669月8日594009月7日 200611.406月23日439006月23日 200713.178月8日553008月8日 200
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