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1、 临安市西墅村明珠山塘工程实施方案 1 综合说明1.1 绪言1.1.1 工程地理位置明珠山塘位于临安市锦北街道西墅村北1.5km处，属南苕溪流域的支流上，距临安市政府所在地5km。流域内植被覆盖优良，水土流失较少，水源涵养较好。南苕溪及其支流属典型的山溪性河流，河流自西向东经绕村而过。明珠山塘坝址以上集雨面积0.07km2，主源长0.36km，河道平均坡度23.4%。明珠山塘总库容1.2万m3，正常库容0.9万m3，是一座以蓄水景观为主，兼有生态供水功能的山塘。1.1.2 兴建缘由西墅村坐北朝南，日照充足，群山作背，全村总面积2.77km2。村内名胜古迹遗址有占地78亩的钱武肃王父母墓葬-水邱
2、氏夫妇墓、村东有皇帝御点石、吴越王建的朗山塔及多座牌坊和花园。自2008年5月起，结合西墅村悠久的历史文化和自然生态绿色环境，打造绿色生态公园和西墅村城中村改造暨钱王文化活动中心建设。三年中成立了西墅房地产开发有限公司，回购林地18.93亩、新增三产用地161.3亩，整体规划设计了海会寺和大朗山生态公园。为此前期开发了山林道路、修建山塘水库等工程，其中包括修建明珠山塘。深圳市鑫中建建筑设计顾问有限公司设计于2010年3月12日提交临安市大朗山森林公园、锦北街道城市设计，对西墅村绿色生态公园和钱王文化活动中心建设进行了总体规划，规划在毛竹坪建设水景观，受西墅村村民委员会委托，在该规划的基础上，杭
3、州市水利水电勘测设计院（下称“我院”）着手明珠山塘工程设计。1.1.4 勘测设计工作过程2010年10月，我院受业主西墅村村民委员会委托，对明珠山塘进行了详细的勘察测量、收集资料，并于2011年7月完成了临安市西墅村明珠山塘工程实施方案（送审稿）的编写工作。2011年10月28日临安市水利水电局对临安市西墅村明珠山塘工程实施方案（送审稿）进行审查并召开审查会议，与会的专家提出了许多宝贵意见。根据会议有关精神，我院又着重对文本内容进一步深化论述，并于2011年11月完成了临安市西墅村明珠山塘工程实施方案（报批稿）的编制工作。1.1.5 编制依据本报告的主要编制依据有：水利水电工程初步设计报告编制
4、规程（DL5021-93）；防洪标准（GB50201-94）；水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）；水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）；小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL189-96）；碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）；溢洪道设计规范（SL253-2000）。1.2 水 文1.2.1 流域概况明珠山塘位于临安市南苕溪流域小支流上的锦北街道西墅村，坝址位于西墅村北1.5km处，坝址以上控制集雨面积0.07km2，河道主源长0.36km。流域范围植被覆盖优良，水土流失较少，人类活动对流域水文情势影响不大。1.2.2 气象项目区属亚热带温湿型季风气候
5、，气温适中，日照充足，雨量充沛，四季分明。1.2.3 径流设计流域多年平均降水量1574.8mm，多年平均径流深801mm，坝址处多年平均流量0.002m3/s，多年平均径流总量为6.3万m3。1.2.4 洪水洪水计算根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）推荐的小流域推理公式进行计算。20年一遇洪水流量为3.4m3/s，100年一遇洪水流量为4.6m3/s。1.3 工程地质流域地势总体趋势为北高、南低，地势微向南倾斜。坝址区地貌单元为侵蚀剥蚀低山、丘陵地貌单元的峡谷地形，河谷剖面型态为“U”型，测区内未发现较大断层分布。测区分布岩性主要为侏罗系下统劳村组凝灰岩、凝灰质砂岩系列，物理
6、地质现象以小型土质滑坡为主，未发现其它不良现象出现。根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度为0.05g（相应地震基本烈度为度），地震反应特征周期为0.35S（类中硬场地）,工程区区域构造稳定。山塘库周群山环抱，库盆封闭条件较好。山塘库岸稳定且山塘不存在库水向邻谷永久渗漏问题。库周植被良好，故山塘淤积不突出。库内无重要文物及矿产资源，无重要的工矿企业和大块农田，不存在山塘浸没问题。山塘蓄水后不存在因库水渗透和水体荷载作用诱发地震的可能性。溢洪道沿线各结构面未形成危及边坡稳定的不利组合，边坡岩体自然稳定性好。本区土层较厚，能满足山塘大坝建设需要。砂石料缺乏，粘土料从
7、附近右侧粘土料场挖取，块石料、砂石料采用商品料代替。1.4 工程任务和规模1.4.1 地区社会经济概况锦北街道区域面积81.5km2，辖3个居委会12个行政村，2010年街道总人口5.21万人，耕地面积0.64万亩。2010年，街道实现工业销售产值30.0亿元，农民人均纯收入11835元。西墅行政村总户数635户，人口1406人，有山林1800亩、茶山200亩、毛竹杉林500亩、三产用地222.3亩。行政村农民人均收入15765元，总体经济状况良好。1.4.2 工程任务本项目的建设任务是：为配合西墅村绿色生态公园和钱王文化活动中心建设需要，同时满足改善西墅村生态公园水环境的需要，调节天然径流，
8、促进当地经济发展，充分利用水资源，兴建明珠山塘。山塘建成后，形成2500m2的水域面积，并具有一定的水景观效果。1.4.3 工程建设的必要性西墅村位于临安市中心北缘，村内名胜古迹众多，悠久的历史文化和自然生态绿色环境。为打造绿色生态公园和西墅村城中村改造暨钱王文化活动中心建设，成立了西墅房地产开发有限公司，决定兴建海会寺和大朗山生态公园。西墅行政村总人口1406人，农民人均收入15765元，总体经济状况良好。结合有利的经济、地理条件，改善周边环境，兴建生态公园是一件意义重大的实事，是非常必要的。根据深圳市鑫中建建筑设计顾问有限公司提交的临安市大朗山森林公园、锦北街道城市设计，森林公园拟建明珠山
9、塘。1.4.4 工程规模经初步分析，确定明珠山塘的正常库容为0.9万m3，总库容1.2万m3，是一座以蓄水为主，兼有滞洪功能的山（2）山塘。1.5 工程布置及主要建筑物1.5.1 设计依据明珠山塘总库容1.2万m3，根据浙江省山塘综合整治技术导则（试行）的规定，本工程属于等。确定本设计的主要建筑物按20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。1.5.2 工程布置山塘由挡水坝、溢洪道、放水系统等组成。坝址选在两侧山体相对较为狭窄的山谷处，挡水坝坝型采用粘土心墙坝，最大坝高18m。上坝道路布置于大坝右岸，山塘溢洪道布置在大坝左岸，于原河道位置处布置坝底涵管以便于导流、放水。1.5.3 主要建筑物经比
10、较，坝型选用粘土心墙坝，坝顶宽10.0m，坝顶长42m，坝顶高程224.50m，防浪墙顶高程225.00m。上游坝坡坡度为1:2.0；下游坝坡坡度选为1:2.0。下游设C15小骨料砌块石挡墙，挡墙顶高程为218.50m，挡墙下游边坡1：0.3，墙顶变坡处设1.0m宽马道。粘土心墙顶部厚3.0m，底部厚6.5m，心墙高16.3m（包括深入基岩2.5m）。迎水坡采用干砌块石护坡；背水坡采用草皮护坡。溢洪道布置于大坝左侧，为宽浅式正槽溢洪道，堰顶高程为222.90m，溢洪道宽2.5m，总长35.3m。放水系统采用坝底埋管的方式放水至下游，埋管采用200镀锌钢管，总长47m，放水管进口设置拦污栅，出口
11、设200闸阀控制放水流量。新建长150m，净宽4.0m的上坝道路。1.6 金属结构本工程的金属结构主要为：放水设施采用200闸阀，进口设拦污栅。埋管采用200镀锌钢管，钢管壁厚为6mm，总长47m。 1.7 施工组织设计1.7.1 施工条件自然条件：明珠山塘位于临安市锦北街道西墅村北1.5km处，西墅村属临安市区，明珠山塘有新开道路与村相连，现有村级公路可抵达坝顶，对外交通较为便利。场地条件：大坝右岸开阔平整，可以用来布置施工现场。气候条件：项目区属亚热带温湿型季风气候，日照充足，雨量充沛，冬冷夏热，四季分明。建筑材料及水电供应条件：水泥、钢材、木材等均到附近市场购买，工程所在流域水质良好，完
12、全能满足施工用水需要，可用水泵直接抽取，施工用电从西墅村10kv电网搭接。1.7.2 天然建筑材料本工程坝体填筑部分需要大量土料，库区内土料丰富，可根据业主指定地点就近由库区范围内挖取，运距500m以内。库区内粘土料较缺乏，根据业主指定料场在锦北街道东山村老鼠弄挖取。流域内砂砾料缺乏，工程所需块石料、砂石料、砂直接就近从市场购买。1.7.3 主体工程施工挡水坝为粘土心墙坝。坝体填筑时必须保证上下游坝坡均衡上升，用料时原则上应低料低用，高料高用，以减少机械运距，节约投资。土坝填筑采用干填碾压式，填筑时压实机械选用振动碾或振动压路机。在坝面作业中，应对铺土厚度、土块大小、含水量、压实后的干密度等进
13、行检查，以保证坝体施工质量。溢洪道与坝体部位接触段为重要隐蔽工程，施工时要合理安排，严格把关。放水系统土建工程包括土石方开挖及钢管外包砼、砼进水池等，砼由0.4m3拌和机拌制，双胶轮车运送至浇筑现场，人工立模浇筑，振捣器振捣密实。金属结构安装主要为放水钢管、进水口拦污栅及闸阀的安装，必须严格控制钢管焊接质量。1.7.4 施工交通、导流及施工总布置现有村级公路抵达坝顶，对外交通较为便利。施工导流采用一条200镀锌钢管外包砼做埋管导流，长47m。本工程200放水钢管进口高程较低，埋设完成后可用200镀锌钢管同时作为施工导流涵管。本工程建筑物分布较为集中，施工场地集中布置，由于工程较小，确定为一个施
14、工区。施工占地共为1.0亩，均占用山塘范围内用地。工程竣工后，恢复原貌。1.7.5 施工进度本工程设计工期为6个月。1.8 山塘淹没处理及工程永久占地山塘坝址选在两侧山体相对较为狭窄的河床出口处，库区范围小，无居民，因此本工程建设仅需考虑占用河滩地和林地。本山塘淹没征用范围为校核洪水位222.90m高程以下4.8亩，其中淹没林地3.7亩，河滩地1.1亩。工程永久占地2.5亩，分别为大坝占地2.3亩，溢洪道占地0.2亩；其中占用林地2.0亩，河滩地0.5亩。施工临时用地利用山塘淹没范围内土地，不另占用。库区无移民。淹没及工程占地补偿投资共计27.87万元，纳入工程总投资。1.9 环境保护设计1.
15、9.1 设计依据临安市人民政府锦北街道办事处西墅村村民委员会开发的明珠山塘项目，符合6项审批原则，是一座以蓄水为主，兼有滞洪功能的山（2）水利工程。只要建设单位认真实施环评提出的各项污染防治对策，实行生态保护措施，就能确保工程施工期及运营期产生的各污染物达到国家与地方环保有关规定要求，污染物排放对周围敏感点的不利影响基本可以消除，生态环境得以保护，符合达标排放与所在区域环境功能区划环境质量要求。因此，从环保的角度来看，本工程的实施是可行的。1.9.2 环境保护措施设计（1）施工期环境保护措施禁止新建排污口，生产废水经沉淀池处理后排入河道，生活废水经化粪池集中处理后用作农田增肥。加强施工期噪声管
16、理，对高噪声的机械设备采取降噪措施，避免高噪声源的夜间作业。减少粉尘产生，限制扩散；加强施工期疫病防治和工区环境卫生管理。（2）生态环境保护措施施工过程中尽量减少植被破坏，结束后应及时进行绿化补偿，美化环境，使工程建设所造成的生态破坏影响减少至最低程度。采取积极有效的水土流失防治措施，减少水土流失，保护生态环境。控制施工期噪声，尽量减少或避免对库区周边野生动物的惊吓和干扰。（3）水土流失防治措施工程区水土流失防治区共分3个区：主体工程防治区、耕植土临时堆场防治区、临时施工场地防治区。主体工程完成后仍有地表裸露面，应做好防护措施。在项目实施过程中，建设单位、施工单位及监理单位应加强对项目水土流失
17、危害的认识，树立防治水土流失的意识，加强现场管理，严格控制项目的水土流失量，同时水行政主管部门加强对水土流失防治的监督管理。在施工过程中，必须加强对项目直接影响区植被的保护，严格控制对植被的破坏。严禁将建筑垃圾、土石方乱倒乱放。1.9.3 环境监管计划为了解在施工期及运行期的污染物排放强度和对流域水质的影响程度，在工程施工及运行期间应对上下游水质进行监测。1.9.4 环境保护投资概算水土保持及环保设施一次性所需投资约5万元。1.10 工程管理设计明珠山塘是一座山（2）山塘工程，管理人员宜定1人。工程管理和保护范围按浙江省实施中华人民共和国水法办法规定划定，要求能满足工程管理的需要。管理工作必须
18、根据规划、设计、施工等有关资料，做好安全监测和维护工作，确保大坝安全运行。1.11 设计概算本工程总投资209.41万元，静态总投资209.41万元。工程部分静态投资173.91万元。其中：建筑工程137.23万元，临时工程5.65万元，独立费用22.74万元。征地和环境部份静态总投资35.50万元，其中：工程建设区征地补偿和移民安置投资27.87万元，水土保持工程及补偿费3万元，环境保护补偿费2万元，基本预备费合计10.91万元（详见后附表）。明珠山塘工程特性表表1-1序号名 称单 位数 量备 注一水文1坝址以上集雨面积km20.072利用水文系列年限年453坝址多年平均降雨量mm1574.
19、84坝址多年平均流量m3/s0.0025坝址多年平均径流深mm9016坝址多年平均年径流总量万m36.37坝址设计洪水洪峰流量m3/s3.4P=5%8坝址校核洪水洪峰流量m3/s4.6P=1%二山塘1水位设计洪水位（P=5%）m223.821985国家高程校核洪水位(P=1%)m224.03正常蓄水位m222.90死水位m217.002库容总库容万m31.2正常库容万m30.9兴利库容万m30.87死库容万m30.03四主要建筑物及设备1挡水坝坝型粘土心墙坝地基特性凝灰岩坝顶高程m224.50防浪墙顶225.00m最大坝高m17坝顶长度m42上游坡度1：2.0下游坡度1：2.0挡墙外坡1：0.
20、2明珠山塘工程特性表续表1-1序号名 称单 位数 量备 注2溢洪道型式正槽宽浅式地基特性凝灰岩堰顶高程m222.90进口宽m2.5最大泄流量m3/s4.6P=1%单宽流量m3/sm1.843放水建筑物放水型式坝底埋管闸阀机控制岩石特性凝灰岩埋管尺寸mm200镀锌钢管埋管长度m47五施工1主要工程量土方开挖m 31847石方开挖m 31522土方填筑m310292粘土填筑m34407干砌块石护坡m3195砼工程m3146浆砌块石m318462主要建筑材料水泥t321钢材t2.7块石m31169碎石m3350砂m33103总工期月6六总投资1工程总投资万元209.412 水 文2.1 流域概况明珠
21、山塘位于南苕溪流域小支流上的锦北街道西墅村，坝址位于西墅村以北1.5km处的小溪坑。流域内山多林茂，植被覆盖优良，水土流失较少。坝址附近上游无人居住，人类活动对流域水文情势影响很小。南苕溪及其支流均属山溪性河流，坡陡流急，洪水时洪峰数值高。明珠山塘主源发源于海拔322.9m（1985年国家高程，下同）的毛竹坪岗，坝址以上集雨面积0.07km2，主源长0.36km，河道平均坡度23.43%。2.2 气 象本流域未设气象站，附近有临安气象站。根据临安气象站的资料，流域境内多年平均气温15.8，年极端最高气温41.2，年极端最低气温-13.4，多年平均日照数1644.8小时，多年平均蒸发量733.7
22、mm，年相对湿度82%左右，平均风速1.8m/s，实测最大风速20m/s，相应风向N、W。冬春季该地区在冷高压控制下天气晴朗少雨，夏秋季易受梅暴雨和台风雨的频繁袭击，流域性暴雨多为梅雨和台风暴雨。本流域属亚热带温湿型季风气候，雨量充沛，夏热冬冷，四季分明。设计流域多年平均降水量1574.8mm，但在时间、空间上分配不均，各年之间及年内各月之间降水量差异较大。最丰年降水量2204.5mm（1954年），最枯年降水量980.8mm（1979年），最大年与最小年比值为2.25:1。2.3 水文基本资料设计流域内无水文站，但距该山塘附近处有桥东水文站。该站于1951年8月建立，位于临安市锦城街道青柯村
23、，控制集雨面积233km2，1999年1月迁至锦城街道临西桥上游100m处，更名为临安水文站。桥东站是距离设计流域最近的水文站，该站有56年（19522007年）的实测降雨资料和45年（19541998年）的实测径流资料，另有水位、泥沙等实测资料，是本工程设计中较好的参证站。设计流域与桥东站自然地理条件、水文气象特征相似，且距离最近（约15km），又同属于南苕溪流域，因此可直接利用桥东水文站的雨量资料。上述资料均经浙江省水文勘测局（原浙江省水文总站）整编，精度较高，可作为分析计算之依据。桥东站流域内面雨量1574.8mm，多年平均径流量为6.31 m3/s。2.4 径 流2.4.1 流域面雨量
24、计算桥东水文站有自1952年2007年共计56年实测雨量资料。本工程控制流域面积很小，仅0.07km2，因而可直接以桥东站的点雨量作为本工程流域的面雨量。本次设计采用桥东站相应的19541998年共45年的雨量资料，计算得桥东站流域的多年平均面雨量为1574.8mm。本流域缺乏径流资料，本次径流计算采用水文比拟法，即面积雨量比的方法，推求坝址处的多年平均流量为：Q平均=（0.071574.8/2331462.5）6.31=0.002m3/s，年径流总量为6.3万m3。多年平均径流深为：6.310000/(0.071000)=901mm。2.5 洪 水项目区属亚热带温湿型季风气候，气温适中，日照
25、充足，雨量充沛，四季分明。工程区域多为梅暴雨和台风暴雨，47月上旬为梅暴雨，历时长、范围大、强度较小；7月中旬9月为台风暴雨，历时短、范围较小、强度大。2.5.1 设计洪水根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93），流域面积50km2，设计洪水采用推理公式进行计算。基本公式： 式中：Qm洪水流量，m3/s；h最大净雨，mm；F流域面积，km2；流域汇流历时，h；m汇流参数，参考=L/j1/3值，查规范提供得附表得到；L沿主河从出口断面至分水岭的最长距离，km；j沿流程L的平均比降（以小数计）。采用浙江省水电院根据上述公式制作的洪水流量计算表（电子表格程序）进行计算，采用参数如下:集雨面
26、积：F=0.07km2主源长度：L=0.36km多年平均24小时暴雨量：H24=110mm河道平均坡度：j=23.43%暴雨衰减指数：np设=0.65，np校=0.63变差系数：Cv=0.55，Cs/Cv=3.5离均系数：设=1.97，校=3.44下垫面分类选用型。根据以上参数，计算成果如下：20年一遇洪水流量为3.4m3/s，100年一遇洪水流量为4.6m3/s。2.5.2 施工洪水本工程施工主要在非汛期（10月15日次年4月15日）进行，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），本工程临时性水工建筑物级别为5级，初拟施工期导流标准：重现期为5年。因本工程流域面积小于50k
27、m2，施工洪水用下式计算：Q=0.0116CIF式中：Q洪峰流量，m3/s； C径流系数，取 0.6； I施工期日雨量，施工期定于枯水期（10月15日次年4月15日），据桥东站雨量资料，枯水期5年一遇的日雨量为60mm； F集雨面积，0.07km2。计算得，枯水期5年一遇洪峰流量为0.03m3/s。2.6 泥 沙河流泥沙的主要来源为流域地表的侵蚀河河床的冲刷等，工程区植被覆盖较好，水土流失较少。工程区缺乏泥沙资料，查浙江省水资源图集，本工程区悬移质多年平均年侵蚀模数为150t/（km2年）。坝址集雨面积0.07km2，多年平均泥沙量10.5T，多年平均推移质输沙量按多年平均悬移质输沙量的25%
28、考虑为2.6T。3工程地质3.1 山塘区工程地质条件3.1.1地形地貌流域地势总体趋势为西北高、东南低，地势微向东南倾斜。地貌形态火山岩断块低山地貌。3.1.2地层岩性测区分布岩性主要为侏罗系下统劳村组凝灰岩、凝灰质砂岩。厚约250-3379m。第四系全新统风化坡积物（el-dlQ4），由粉质粘土夹碎块岩组成，厚度一般小于1m。3.1.3地质构造及地震本区位于万市桥复向斜东南侧，断裂构造受北东向的临安-柳塘断裂带的控制，区内的NE向断裂构造较为醒目。物理地质现象以小型土质滑坡为主，无其它不良现象出现。测区内未发现较大断层分布。岩石风化强烈，节理发育。根据国家地震局编制的中国地震动峰加速度区划图
29、（2001年版），本区地震动峰加速度为0.05g，相应地震基本烈度小于VI度。3.1.4水文地质条件本区地下水，主要有孔隙水和基岩裂隙水两种。孔隙水赋存于第四系松散堆积层孔隙中，基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中，受大气降水补给，并排泄于溪流中。3.1.5库区工程地质条件及评价3.1.5.1山塘渗漏与浸没山塘周边山体雄厚，两侧分水岭高程在200-300米以上，均为相对隔水岩体，未见和邻谷贯穿的渗漏地层分布，不存在渗漏通道。山塘回水线附近没有城镇、工矿企业和大片农田，不存在浸没问题。3.1.5.2库岸稳定山塘区基本为岩质库岸，稳定性良好，局部崩积-坡积层较厚地段在长期库水浸泡及山塘水位的变动影响下，局部
30、可能发生小规模的滑坡与坍岸，不会影响大坝运行安全。3.2 挡水坝工程地质条件及评价河谷成“U”，两岸山体不对称，右岸地形坡度约40，左岸约30，左岸第四系覆盖层厚度约1米，岸坡稳定。右岸第四系覆盖层厚度0.2-1.0米，岸坡稳定。坝址地基为奥陶系砂岩，基本呈强化状，强风化层厚约3米，节理发育，呈中等透水状，形成渗漏。坝址工程地质条件一般。3.3天然建筑材料本工程所需的粘土可就近取料，土质以中粘壤土为主。由于砂岩易风化，不可作坝体护坡块石料。砂砾料采用商品料代替。4 工程建设的任务和规模4.1 工程任务本工程的主要任务是：保护当地生态资源，调节天然径流，充分利用水资源，可以大大改善当地人居的环境
31、，带动第三产业发展，从而加快整个地区的经济发展。4.2 地区社会经济概况锦北街道区域面积81.5km2，辖3个居委会12个行政村，2010年街道总人口5.21万人，耕地面积0.64万亩。2010年，街道实现工业销售产值30.0亿元，农民人均纯收入11835元。2010年统计，西墅行政村总户数635户，人口1406人，有山林1800亩、茶山200亩、毛竹杉林500亩、三产用地222.3亩。行政村农民人均收入15765元，总体经济状况良好。4.3 工程建设的必要性和迫切性西墅村位于临安市中心北缘，村内名胜古迹众多，悠久的历史文化和自然生态绿色环境。为打造绿色生态公园和西墅村城中村改造暨钱王文化活动
32、中心建设，成立了西墅房地产开发有限公司，决定兴建海会寺和大朗山生态公园。西墅行政村总人口1406人，农民人均收入15765元，总体经济状况良好。结合有利的经济、地理条件，改善周边环境，兴建生态公园是一件意义重大的实事，是非常必要的。一个生态公园没有水，就没有了生命和活力，所以水是不可或缺的。考虑以后发展及环境因素的需要，迫切要求在此地建一山塘，以提供一宽阔的水面，创造一个良好的环境。明珠山塘流域内山多林茂，植被较好，雨量充沛，水资源丰富，多年平均径流深901mm，多年平均径流总量6.3万m3，应进行充分利用。因而，为保护生态环境，促进社会稳定，调节好天然径流，促进当地的经济发展，充分利用水资源
33、，更好发挥工程效益，应尽快建设明珠山塘。4.4 工程规模4.4.1山塘库容曲线根据业主实测的库区地形图，计算得明珠山塘的水位库容、水位水面关系曲线图，如下表4-1所示。 明 珠 山 塘 特 征 曲 线 表表4-1序号水位（m）水面面积（m2）库容（m3）12253249 15170 22242868 12114 32232500 9433 42222150 7110 52211838 5118 62201501 3451 72191060 2177 8218735 1285 9217483 680 10216271 309 11215136 109 1221453 18 132130 04.4
34、.2山塘特征水位及库容1.淤积水位确定死水位可根据泥沙淤积要求而定。淤积库容计算如下：V淤=mmSFT/rV淤预留淤沙总库容 库中泥沙沉积率0.6mS 侵蚀模数，150T/（km2年） F 集雨面积0.07 km2 T 由于库容较小，枯水季节易放干，河水含沙量小，因而本设计考虑15年一次清淤。 淤积泥沙干容重1.5T/m3V淤=0.61500.0715/1.5=63m3由库容曲线上查得淤积水位为214.9m2、死水位放水口布置高程216.00m，高于淤积水位1.0m，满足设计规范要求，由死水位217.00m，查库容曲线得死库容为0.03万方。3.正常蓄水位明珠山塘坝址处集雨面积为0.07km2
35、，多年平均来水量为6.3万m3。此山塘主要为满足生态用水要求，山塘所需的正常库容以1.0万m3为宜。根据选定坝址的地形地质条件及路面高度，最后确定正常水位222.90m，相应正常库容0.9万m3。5 工程布置及主要建筑物5.1 设计依据5.1.1 工程等别及主要建筑物级别明珠山塘总库容1.2万m3，为山（2）型山塘，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），参照浙江省山塘综合整治技术导则（试行）的规定，本工程属于等。主要建筑物挡水坝、溢洪道均为5级建筑物，次要建筑物级别为5级建筑物， 临时性水工建筑物级别为5级。明珠山塘集雨面积0.07km2，坝高17m30m，下游无重要集镇
36、，村庄人口分布较少，无重要的厂矿企业。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的要求，规定各建筑物洪水标准取下限，详见表5-1。临时建筑物（施工导流）的洪水标准取5年一遇。 建 筑 物 等 级 及 防 洪 标 准表5-1永久建筑物建筑物级别防洪标准设计校核挡水坝520100溢洪道5201005.1.2 设计基本资料（1）山塘风区长度取100m，多年平均最大风速为20m/s。（2）调洪计算成果20年一遇设计洪峰流量为3.4m3/s；100年一遇校核洪峰流量为4.6m3/s。（3）主要计算系数和安全加高根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则的规定，采用瑞典圆弧法时，5级建筑物坝
37、坡抗滑稳定最小安全系数：正常运用条件为1.15，非常运用条件为1.05。5级建筑物的安全加高设计时取0.5m，校核时取0.3m。（4）地震设防烈度根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，工程区地震动峰值加速度小于0.05g，相应地震基本烈度小于度。按照水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）的规定，本工程不进行抗震设计。5.2 坝型、坝轴线的选择及工程总体布置5.2.1 坝型、坝轴线的选择1.坝型的选择根据本工程的规模、当地建筑材料及选定的坝址，进行不同坝型的技术经济比较。坝址处工程地质条件一般，河谷呈“U”形，宽高比L/H在2.9左右，可采用浆砌块石重力坝坝型或者粘土心墙土石坝坝
38、型。重力坝对地基的承载力与岩基的渗透系数要求较土坝高。根据地质情况，坝址处右岸相对不透水层的埋深较深，地质条件不是很好，需花费较大的地质处理费用；且砌石施工中存在干扰大、进度慢、施工质量不易保证等缺点。考虑到工程实施的迫切性，以及施工难度等因素，不宜采用砌石重力坝，本次设计采用粘土心墙土石坝坝型。粘土心墙坝坝顶宽10.0m，坝顶长42.0m，坝顶高程224.50m。迎水坡坡度选为1：2，背水坡上部坡度选为1：2。由于坝下游地势较陡，下游采用挡墙，挡墙坡度1：0.3。粘土心墙顶部厚3m，底部厚6.5m，心墙高16.3m（包括深入基岩2.5m）。迎水坡采用干砌块石护坡；背水坡采用草皮护坡。2.坝轴
39、线的选择根据测量的千分之一地形图以及现场实地踏勘，选定在毛竹坪山坳最狭窄处。该处左岸山体陡峭，右岸山体较平缓，河床宽度约20m。大坝下游两岸有村道可通至坝顶，有利于机械设备的通行。大坝坝址两岸山体地质情况好，左岸覆盖层较薄，约0.5-1.5m以下为基岩。且左岸下游有小溪沟，洪水排泄较为通畅，且相对投资较省。因而，山塘溢洪道选择布置在大坝的左岸。为便于放水管的操作，以及便于以后放水管与下游溪流的连接，将放水系统布置于左岸。山塘放水设施采用坝内埋管放水，再用管道引水至下游供水，以满足下游生态用水需要。5.2.2 工程总体布置挡水坝布置在毛竹坪水出口处。考虑到山塘泄洪时洪水不冲原有道路、左岸山体地质
40、情况好于右岸山体等情况，将溢洪道布置于大坝左岸。由于明珠山塘为新建工程，为便于导流、放水，于原河道位置处布置坝底涵管。5.3 主要建筑物5.3.1大坝一、结构布置及建筑材料1、坝顶根据本工程的规模、当地建筑材料及选定的坝址，确定大坝为粘土心墙土坝。根据西墅村绿色生态公园和钱王文化活动中心建设的总体规划，坝顶宽确定为10.0m，坝顶长42.0m，坝顶高程224.50m，坝顶采用20cm厚泥结石路面；坝顶上游设C20钢筋砼防浪墙，墙顶高程225.00m、墙宽0.25m。坝顶下游侧采预制侧石。2、坝坡大坝迎水坡坡度为1：2，采用30cm厚干砌块石护坡；背水坡上部坡度选为1：2，采用草皮护坡。大坝上游
41、坝脚采用C15埋石砼齿墙，齿墙底宽0.8m，高1.0m，顶高程214.50m。由于坝下游地势较陡，下游采用C15小骨料砼砌块石挡墙，挡墙顶宽5米，顶高程218.50m。挡墙顶留1.0m宽人行道，下游侧设不锈钢护栏。草皮护坡与挡墙顶交界处设0.50.5mC20砼。3、下游挡墙由于坝下游地势较陡，下游采用C15小骨料砼砌块石挡墙，挡墙顶宽5米（顶高程218.50m），底宽8.3m（顶高程208.50m），高10m。挡墙内侧坡度1：0.13，外侧坡度1：0.2。挡墙设4排100PVC排水管，排水管水平、竖直间距2.0m，呈梅花型布置。排水管伸出挡墙内侧0.15m，采用一层土工布包裹。挡墙内侧设50c
42、m厚反滤层。 挡墙基层采用2.0m厚C15埋石砼大方脚。大方脚基础开挖至岩基弱风化层。4、粘土心墙粘土心墙布置在大坝正中间，心墙中心线与大坝中心线重合。心墙顶部厚3m，边坡1：0.125，底部厚6.5m，心墙高13.8m；心墙深入岩基2.5m，齿槽底宽4.0m，齿槽边坡1：0.5。防渗心墙粘土要求：渗透系数不大于110-5cm/s，水溶盐含量不大于3%，有机质含量不大于2%，有较好的塑性和渗透稳定性，浸水和失水时体积变化小。以下土料不能做防渗粘土心墙材料：1、塑性指数大于20和液限大于40%的冲积粘土；2、膨胀土；3、开挖压实困难的干硬粘土；4、分散性粘土。粘土填筑采用压路机分层碾压，每层厚度
43、30cm，粘土压实度大于0.95。5、砂壤土坝体填筑料宜采用砂壤土、壤土等；不宜采用淤泥、腐植质土、粉细纱、水稳定性差的膨胀土、分散性土等。砂壤土填筑采用压路机分层碾压，每层厚度30cm，压实密度大于0.75。二、设计计算1、洪水位的确定根据计算得出：20年一遇洪峰流量为3.4m3/s。100年一遇洪峰流量为4.6m3/s。溢洪道采用敞开式，溢洪道堰顶高程为222.90m，堰顶宽2.5m。按照相应规范，本设计采用宽顶堰流计算公式，推求山塘的相应水位。计算结果如下：设计P=20% Qmp=3.4m3/s hmp=0.92m Hmp=223.82m校核P=1% Qmp=4.6m3/s hmp=1.
44、13m Hmp=224.03m2、坝顶超高：Y=R+E+A风浪爬高、风雍高计算根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 （SL189-96）与碾压式土石坝设计规范（SL274-2001），采用官厅公式计算设计、校核时的波浪爬高及风雍高度。风浪爬高计算：采用以下公式：Rm=KKw（hm Lm）1/2/(1+m2)1/2-(m=1.55.0时)式中：Rm：平均波浪爬高；K：斜坡糙率系数，取K=0.8Kw：经验系数，取Kw设计=1.08，取Kw校核=1.01；m：坡度系数。取m=2.0。 hm：平均波高。通过公式gh/W2=0.0076W-1/12（gD/W2）1/3求得h（即频率波高）。式中：D为吹程，取100m。W为风速(m/s)
