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1、吴忠市水利工程勘测设计院 中宁县倪丁、康滩抗旱应急水源工程建设方案中宁县位于宁夏回族自治区中部西侧，腾格里沙漠以南。东临青铜峡市，西依中卫城区，南接同心县，北靠内蒙古阿拉善左旗。中心地理坐标约为东经105 3952,北纬372909。地势南高北低，平均海拔1184m。县境东西宽约50km，南北长约60km，总面积约3345km2。中宁县位于宁夏中部干旱带上，是宁夏回族自治区最干旱的缺水的几个县（区）之一。中宁县降水稀少，蒸发强烈，十年九旱，严重困扰着回汉各族群众的生产和生活。2 基本情况2.2 地形地貌项目区为黄河冲积平原，地势平坦开阔，西高东低，海拔高程1189.301161.00m，平均地
2、面坡降1/1767；南高北低，平均海拔高程1178.301173.20m，平均地面坡降1/785，地层为第四系，表面覆有0.57m，粘土和砂壤土层。黄河冲积平原为地质断裂地堑，由于黄河不断下切和周围山地受构造运动的影响，平原在垂直方向上形成了大体对称的两岸阶地，包括河滩地一、二、三级阶地和洪积扇等地貌类型。一级阶地比河滩地高1m左右，地势地平，小面积洼地和积水湖泊较多，二级阶地比一级阶地高13m，三级阶地比二级阶地高23m，阶地内部坡降和起伏较大。洪积扇呈“U”字形，分布在七星渠和高干渠之间，切深0.5m5m，表面由洪积物组成，上部为沙土和砂壤土。2.3 气象水文中宁县属温带大陆性干旱、半干旱
3、气候区，主要特点是日照充足、昼夜温差大，干旱少雨、多风，蒸发强烈，并伴有寒潮、霜冻、暴雨及冰雹等灾害性天气。多年平均气温9.5，一月份气温最低，月平均气温-6.8，多年最低气温可达-26.9。8月份气温最高，月平均气温23.4，多年最高气温37.7。无霜期平均166天，初霜期一般为10月上旬，终霜期在次年4月下旬。多年平均降雨量不足200mm，平均水面蒸发量（E601）1200mm，蒸发强烈，降雨稀少。本区为暴雨多发区，暴雨主要发生在7、8月份，暴雨强度大，历时短，洪水为典型的超渗产流，特征是峰高量小，易造成灾害。常见的自然灾害有干旱、暴雨、低温冻害、大风、干热风、沙尘暴、霜冻和冰雹等。黄河冲
4、积平原水文地质区分三个含水层组。黄河以南的一、二、三级阶地含水层，上部为黄土状砂粘土，下部为砂卵质砾石，厚度3.848m，以宁安乡一带最厚，向东渐次减薄，富水性也自西向东由强变弱，地下水埋深0.411.92m。第一承压含水组：分布于黄河南岸东南侧，东起贾家梁以南约2.5km，西至舟塔一带，属早更新世沉寂。含水层顶板埋深2060m，其富水性自西南向北东方向由强变弱。因四周均系含盐量很高的第三级岩层，含水层接受高矿化度水补给，水质普遍较差。第二承压含水组：据钻探，含水层岩性为泥质砂岩、砂质泥岩、含砾粗砂岩、含砾泥岩，多呈松散状或胶结、半胶结状态，在平面上分布不稳定。蓄水构造为第三纪岩层的平缓向斜褶
5、皱，集中分布于黄河南岸东华乡以东，南河沟以北及北岸渠口二级阶地以东的广大范围内，承压自流水头高出地面0.64m。由于含水层含盐量高，地下水循环滞缓，水质普遍较差。2.4 干旱特征根据1980-2010年降水资料可知，中宁县多年平均降水量仅为218.9毫米，属干旱和半干旱地区。全年（1-12月）干旱灾情发生的频率是50%，春季（3-5月）干旱灾情发生频率是79.1%，夏季（6-7月）干旱灾情发生的频率是66.7%，春夏秋（3-9月）干旱灾情发生的频率是54.1%。因此，中宁县是一个干旱灾情频繁发生的地区。县内影响农业最为严重的是春旱、春夏旱、夏秋旱和春夏秋连旱四种，其特点：一是干旱发生的持续时间
6、越长，其负效应强度越大，对全年成灾的“权重”就越大；二是任意时段的干旱不仅和当时的气象、土壤环境条件有关，而且和前期的环境条件有关，即干旱时有后效的，前期的干旱能使后期干旱“升级”，反之则能缓和下一时段的旱情；三是地域性特征明显，据降雨量等值线及蒸发量、气温、水资源利用等因素，中宁县北部旱情较轻，南部旱情较重，东南部喊叫水地区旱情最重。中宁县土壤以轻壤土为主，据县气象局对农田水文常数的测定，0-50厘米土层平均容重为1.2，田间持水量23.82%（0-100厘米土层田间持水量24.49%），土壤含水量以16-19%（约占田间持水量的60-80%）为最好，11%(低于田间持水量的1/2)则会发生
7、干旱，8%则会产生严重干旱，此时土壤处于十分干燥的状态，作物出苗困难或出现凋萎现象。2.5 历史灾害特征中宁县干旱多发生在春夏两季，且以春夏连旱危害最大。90年代以来，全县受干旱影响较为严重，年年干旱，15年间因干旱造成直接经济损失1.5亿元，农作物受旱面积293.6万亩，成灾面积173.4亩。典型的干旱年份有1995年、2000年、2003年、2004年、2005年，且重旱片带为南部和东南部，尤其是中宁县东南部的喊叫水地区，靠天吃饭，地下水资源严重短缺，受干旱影响非常大。2.6 交通及电力状况该项目区距中宁县城约10.0km，项目区内有乡村路以及干渠主干道纵横交错，交通十分便利。项目区域就近
8、居民点，村村通电，电力充足，可满足工程建设所需。2.7 建筑材料1、砂料场砂料场选择在中宁县鹰窝沟砂场，储存量达1500万m3，开采量20万m3，可以满足工程需要。运距20km。2、石子料场石子料长选自在中宁县黄河岸边莫嘴石子场，年开采量8万m3。运距15km。3、块石料场块石料场为泉眼山料场，储藏量3000万m3,年开采量10万m3，可以满足工程需要。运距35km。4、水泥水泥在项目区附近有瀛海水泥厂和赛马水泥厂，可就近采购使用。3 工程地质3.1 地层岩性工作区地层以第四系全新统冲洪积物为主，现按区内地层时代的先后，自新至老逐层分述如下：填土(Q4ml)，棕红色黄褐色杂色，稍湿，不均匀，主
9、要成份以粉细沙、角砾、砾砂组成。层厚1.201.00m，平均厚度1.08m，层底深度1.201.00m(标高1186.001185.60m)。该层为透水层，K经验=2.810-2cm/s。指 标平均值m区间值max-min标准差f变异系数样本数n含水量 w(%)27.41质量密度(g/cm33)1.951天然孔隙比e00.7641液性指数 IL0.691压缩系数a1-2(MPa-1)0.1301压缩摸量 Es(MPa)13.701粘聚力C （KPa）28.01内摩擦角（0）20.01本层取原状土样1件，其各项指标见下表：砂壤土(Q4pL)，主要为第四系全新统洪积沉积，多是黄褐色，稍密中密，层厚
10、1.801.60m，平均厚度1.67m，层底深度2.092.60m(标高1184.401183.90m)。该层夹有粒砂、角砾和粉质粘土薄层，允许承载力(R)=100KPa。该层为弱透水层，K经验=4.810-3cm/s。标贯、圆锥动力触探试验击数校正值统计见下表：标准值k平均值m修正系数s区间值Max-min标准差f变异系数样本数nN4.15.30.7867.0-2.91.3740.2596本层取原状土样1件，其各项指标见下表：指标平均值m区间值Max-min标准差f变异系数样本数N含水量 w(%)26.41质量密度(g/cm33) (g/cm33)1.951天然孔隙比e00.7371液性指数
11、 IL1.851压缩系数a1-2(Mpa-1)0.2401压缩摸量 Es(MPa)7.121粘聚力C （kPa）37.01内摩擦角（0）30.01细砂(Q4pL)，主要为第四系全新统洪积沉积，黄褐色，成分以石英、长石为主，含云母片及暗色矿物，层厚1.601.40m，平均厚度1.50m，层底深度4.504.00m(标高1183.001182.30m)。允许承载力R=180KPa，渗透系数4.34-8.6610-3cm/s，属中等透水层。标贯、圆锥动力触探试验击数校正值统计见下表：标准值k平均值m修正系数s区间值Max-min标准差f变异系数样本数nN19.426.2-15.45圆砾(Q4pL)，
12、主要为第四系全新统洪积沉积，杂色，岩性以碎石类土为主，含少量块石，漂石及砾砂，碎石成分以砂岩为主，次为灰岩、石英岩。结构疏松，分选性较差，充填物以粉细砂为主。层厚11.305.80m，平均厚度8.55m，层底深处15.3010.30m(标高1176.601171.50m)。允许承载力R=280KPa。该层为透水层，K经验=6.810-1cm/s。标贯、圆锥动力触探试验击数校正值统计见下表：标准值k平均值m修正系数s区间值Max-min标准差f变异系数样本数nN63.518.020.50.97433.3-13.23.1460.097423.2 水文地质场区地下水为潜水类型，勘察期间实测地下水静止
13、水位平均标高为1183.40，水位深度为3.50m之间。勘察期间场区为丰水期，地下水位在受季节降水与农田灌溉的影响下，水位升降幅度在1.01.5m左右。本次取易溶盐样1件，易溶盐分析结果见下表：孔号PHSO42-(mg/kg)C1-1(mg/kg)Mg2+(mg/kg)C1-1+1/4SO4-2-(mg/kg)4-19.00596.7628.3029.22177.49本工程基础将处于含水量W10%的强透水土层中，干燥度指数K值大于1.5，场地环境类别为类，场地按冰冻区(段)考虑时，场地土对混凝土中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构无腐蚀性。(详见易溶盐分析报告)对建筑材料的防
14、腐措施，应按现行国家标准的规定执行。4.2 工程规模根据1980-2010年降水资料可知，中宁县多年平均降水量仅为218.9毫米，属干旱和半干旱地区。全年（1-12月）干旱灾情发生的频率是50%，春季（3-5月）干旱灾情发生频率是79.1%，夏季（6-7月）干旱灾情发生的频率是66.7%，春夏秋（3-9月）干旱灾情发生的频率是54.1%。因此，中宁县是一个干旱灾情频繁发生的地区。县内影响农业最为严重的是春旱、春夏旱、夏秋旱和春夏秋连旱四种，其特点：一是干旱发生的持续时间越长，其负效应强度越大，对全年成灾的“权重”就越大；二是任意时段的干旱不仅和当时的气象、土壤环境条件有关，而且和前期的环境条件
15、有关，即干旱时有后效的，前期的干旱能使后期干旱“升级”，反之则能缓和下一时段的旱情；三是地域性特征明显，据降雨量等值线及蒸发量、气温、水资源利用等因素，中宁县北部旱情较轻，南部旱情较重，东南部喊叫水地区旱情最重。 中宁县土壤以轻壤土为主，据县气象局对农田水文常数的测定，0-50厘米土层平均容重为1.2，田间持水量23.82%（0-100厘米土层田间持水量24.49%），土壤含水量以16-19%（约占田间持水量的60-80%）为最好，11%(低于田间持水量的1/2)则会发生干旱，8%则会产生严重干旱，此时土壤处于十分干燥的状态，作物出苗困难或出现凋萎现象。1.3.2气象特征工程区深居西北内陆，属
16、于干旱气候的过渡地带，具有明显的大陆性气候特征，其主要特点是光热充足，温差大，干旱少雨，蒸发强烈。灌区气候干燥，年平均相对湿度51%56%，灌区无霜期145183天，土壤冻结120天以上，冻土深度平均为57cm，最大冻土深度109cm。全年多风，年日照2881小时左右，气候条件对作物生长极为有利，适于发展灌溉农业。项目区主要灾害有干旱、霜冻、冰雹、大风、风沙、热干风及水稻冷害等。据中宁气象资料（19532007年）记载：年均降水量为210mm，年最小降水量为101mm（1980年），年最大降水量为390mm(1964年)，年较差288.9mm。降水主要集中于7月、8月、9月，占全年的65%70%。年降雪量稀少，仅为年降水量的1%。项目区年蒸发量1210mm（E601），蒸发量以1月、12月最小，5月最大。8
