安家河村报告071.docx

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1、安家河村报告0711 综合说明 长武县安家河流域(片）位于陕西省咸阳市长武县城西南约17km，流域总面积25.44km2，系泾河水系三级支流，水土流失面积10.84 km2。安家河淤地坝工程位于安家河沟道上，修建安家河淤地坝工程是流域综合治理措施配套的需要，也是开发和利用水沙资源的需要。修坝后可实现其上游沟道的全面治理，有效的拦蓄泥沙，提高水资源利用率，削峰填谷，平抑洪峰；同时可早日实现坝系的相对稳定，促进该流域塬、坡、沟综合治理的形成。 安家河淤地坝设计洪峰流量，根据咸阳市实用水文手册和水土保持治沟骨干工程技术规范，利用推理公式法和经验公式法两种方法分别进行计算分析。推理公式法具有一定的精度

2、，主要用于推求小流域洪峰流量，其结果实用性较高，所以采用推理公式法求得的设计洪峰流量成果，计算结果见表3-11；经验公式法过程简单，计算结果不够精确。 按公式W=HpF计算出该设计洪水总量，计算结果见表3-13。 安家河淤地坝坝高16m，坝顶长74m，坝顶宽4m，上游坡比为1:2.25下游坡比为1:1.75；拦泥库容3.456万m3，滞洪库容12.744万m3，总库容16.2万m3；设计淤积面高程927.1m，校核洪水位939.1m，坝顶高程938m。 根据实际地形地质条件，放水建筑物采用涵卧管式放水形式。卧管沿左岸坡布设，比降为1:2，卧管最低一级放水孔高程为928.5m，最高放水孔高程为9

3、33m，断面尺寸选用0.60.6m浆砌石砌筑；涵管采用圆形钢筋混凝土预制管，管径0.8m，比降1/100，涵管进口底高程为926.6m，管长55m，出口底高程为925.5m；涵管出口接比降1/100明渠，- 1 - 长度12.14m，再接1:7的陡坡段，长18.9m，明渠与陡坡间的水平夹角为145，明渠与陡坡断面均采用0.60.6m的浆砌石砌筑,陡坡后接消力池将下泄水流引入下游沟道。 主要工程量：安家河淤地坝开挖及填筑土方4.8086万m3，其中碾压土方1.3812万m3，浆砌块石1026m3，C20混凝土76.58m3，排水体851m3，DN800预制钢筋混凝土管55m。 主要材料用量：水泥

4、42.13t,砂子162.8m3,碎石45m3,块石1030m3,钢筋2.13t。 安家河淤地坝总投资为95.31万元。该工程建成后，在设计淤积年限内可拦蓄泥沙3.456万m3，淤地1.06hm2，减少入黄泥沙，必将产生显著的经济、社会和生态效益。 - 2 - 2流域概况 2.1 自然概况 2.1.1地理位置 该流域位于长武县西南约18公里处，界于东经107 4845-1075230；北纬340236-350230之间，属渭北黄土高原沟壑区第一付区的西北部。 安家河淤地坝位于安家河流域主沟道上游，坝控面积1.08km2。该坝防洪位置优越，此淤地坝工程也是本流域坝系的重要组成部分，建成后可有效拦

5、蓄洪水和泥沙，减轻下游坝库防洪压力，改善沟道两岸村之间的农业生产及交通状况，同时也是当地群众改善生存条件、脱贫致富、实行山川秀美的一项重要水保措施。 2.1.2地质地貌 该流域属黄土丘陵沟壑区，地貌以梁峁、沟壑和沟台地组成，南北走向，地势南高北低，形状接近于扇形。全流域水土流失面积10.84km2，年平均侵蚀模数3200t/km2.a，沟道形状呈“U”字型。 该坝址区层岩性：谷两侧下部及河床下部为第三系红粘土层，其顶面高程922.0m，红粘土层上覆盖地层为第四系中更新统黄土状土地层。河床上部为第四系全新统冲积壤土夹结核冲积层，堆积厚度2.53.5m。 2.1.3 地震情况 - 3 - 根据1:

6、400万中国地震动参数区划图(GB183062001)工程区地震基本烈度度，地震动反应谱特征周期为0.45S，地震动峰值加速度为0.10g。 2.2社会经济情况 2.2.1人口劳力 该流域共辖1个乡镇，12个行政村，总人口9086人，其中农业人口8772人，农村劳动力4361人。人口密度145人/km2。 2.2.2 土地利用状况 农业人均土地0.65hm2,农业人均耕地0.30hm2,人口密度145人km2，土地利用率高达84.3%，垦殖指数为45.4%。 土地利用现状表 表-1 单位： 未利用地荒山其他荒坡553.9360.3其他用地城镇道路村庄其他2.92果园水域小计1115难利用地20

7、1小计902.618.93390.1325.461.72土地总面积7090农业用地合计面积基本农田3220.9坡耕地林地小计土地利用比例乔木林(%)经济林合计7090747.86农地2473.041442.481442.48林地果园水域未利用地15.7其他用地5.52.2.3 农业经45.420.4- 4 - 12.70.3济结构 1）流域农业生产水平 流域XX年国民生产总值3734.28万元,其中：第一产业总值3502.76万元，第二产业总值173.64万元，第三产业总值57.88万元，农、林、牧、副、渔业总产值3502.76万元，其中农业总产值1274.28万元，林业产值1892.78万元

8、，其它产值335.70万元。农民人均收入3425元，人均纯收入1370元。 2）农业经济结构 在农业总产值3502.76万元中，种植业1275.01万元，占36.4%，林业1891.49万元，占54.0%，畜牧业336.26万元，占9.6%，从历史上看，多年来，种植业产值占总产值的比例一直居高不下，而林牧副业的比例虽有增长，但增长幅度不大。林、牧、副业的投入和产值相对偏小，当地宜于发展林、牧的优势没有得到充分发挥，耕地亩均生产效益仅240元。流域社经情况见表2-7、表2-8 流域农业社会经济现状表 表2-2 总产值 流域名称 粮食 安家河 1200.24 经济作物 其它 74.77 小计 12

9、75.01 339.22 336.26 1552.27 3502.76 农 业 林业 牧业 副业 果园 合计 表2-8 - 5 - 各业产值占比例农业36.4林业54其它9.6小计1002.2.4综合治理现状情况 截止XX年底，累计治理水土流失面积6.32km2，其中：新修基本农田100.0hm2,营造乔木林200hm2,经济林332.0hm2。治理程度58.3%。无现状淤地坝工程。通过这些水土保持设施的建设对拦蓄径流泥沙，涵养水源，恢复和改善生态环境，防止水土流失，减轻泥沙灾害起到了一定的保障作用。 2.3坝址及其上下游沟道工程情况 安家河淤地坝位于安家河流域沟道上，该工程坝址上游无现状工程

10、。 2.4气象水文泥沙 2.4.1 气象 流域属暖温带半湿润大陆性季风气候，多年平均气温9.1，年均无霜期171天，多年平均降水量587mm，主要集中在7、8、9三个月，多年平均蒸发量1016.7mm，干燥指数1.17，最大冻土深度68cm,据XX年气象资料统计，共出现8极大风93次，一年中冬春季多西北风，夏秋季多东南风，在每季大风中以夏季雷雨大风破坏性最强，且出现次数较多。 2.4.2水文 - 6 - 该流域降水特点为年际变化大，年内分布不均，切以暴雨形式出现。据红土站观测，年最大降水量813.2mm，年最小降水量369.5mm，流域内多年平均降水量587mm。多年平均汛期降水量为621mm

11、； 安家河流域降水特征表 表2-3 2.4.3泥沙 该流域内泥沙侵蚀模数为3200t/km2a，经计算，该坝年平均输沙量为3.6万t/a。 2.5建筑材料 土料：应就近取土，其有机质含量不应超过2%，水溶盐含量不应超过1.5%，上坝前应将块状土敲碎。 砂料：可从砂石市场购买。要求砂子坚硬密实，洁净，耐风化，砂中的粘土、淤泥含量少，砂的细度模数一般以FM=2.23.0之间较好，砂的自然容重为1.41.6t/m3。 石料：石料可就地、就近开采，可满足工程所需，强度和抗风化能力符合施工要求。料石厚应在2030cm，外形方正，宽度为厚度的11.5倍，- 7 - 长为厚度的2.54倍，质地均匀，没有裂缝

12、，天然容重不低于2400kg/m3；块石厚度在2030cm，外形应大致方正。施工前，应将尖角打掉，泥土和污物要冲洗干净，为避免石料吸收胶结材料中的水分，砌筑前应保持石料湿润。 水泥：应采用一般的普通硅酸盐水泥，水泥标号选用同龄期砂浆标号的45倍，砼标号的22.5倍，并不得低于PO 32.5号。水泥在运输和存放保管中，应防雨防潮，以防止水泥变质，并尽量在出厂后23个月内用完。 工程所需的筑坝材料中，土料可从坝址右岸取土，土料储量和性质均能满足筑坝的要求，石料可从主沟道下游就地、就近开采，可满足工程所需，砂子和水泥可从长武县城区砂石市场购买。 3 水 文 3.1 设计洪水标准 - 8 - 根据水土

13、保持治沟骨干工程技术规范的规定，确定本淤地坝工程等级为五级，设计洪水为N=XX年一遇，校核洪水为N=XX年一遇。 3.2 洪峰流量计算 由于该流域没有实测资料，根据咸阳市实用水文手册和水土保持治沟骨干工程技术规范，利用“推理公式法”、“洪峰面积相关法”和“综合参数法”分别进行计算。 3.2.1 推理公式法 3.2.1.1 设计暴雨 由咸阳水文手册查得流域几何中心不同历时1、3、6、24 小时最大点暴雨量均值Ht及变差系数CV，取Cs=3.5CV，查皮-型曲线得模比系数Kp值。由公式Htp点=Kp. Ht，求各频率的设计点暴雨量，见表3-3。其中根据咸阳市实用水文手册中要求：当流域面积小于300

14、km2时，设计历时采用12小时，H12p=0.5。 各历时点暴雨参数表 表3-1 历时(h) 1 Ht CV 3 Ht CV (mm) 0.65 36 0.65 6 Ht CV (mm) 45 0.7 24 Ht CV (mm) 57 0.7 参 数 (mm) 27 各历时模比系数KP取值表 表3-2 历时(h) P=5% 1 2.3 3 2.3 - 9 - 6 2.41 24 2.41 P=2% 2.94 2.94 3.12 3.12 各历时点暴雨成果表 表3-3 单位：mm 历时(h) P=5% P=2% 1 62.1 79.38 3 82.8 105.84 6 108.45 140.4

15、12 122.0 158.0 24 137.37 177.84 公式:Htp面=t. Ht点 式中：t=1/bt Htp面设计历时为t的设计频率的面雨量，mm； Htp点设计历时为t的设计频率的点雨量，mm； t暴雨历时为t的点面折减系数； at、bt参指数，取值见表3-4。 at、bt取值表 表3-4 历时(h) at bt t 1 0.00475 0.3673 0.995 3 0.00497 0.3029 0.996 6 0.00527 0.2595 0.997 12 0.00393 0.2576 0.998 24 0.00255 0.2730 0.999 各历时面雨量计算， 各历时面暴雨

16、成果表 表3-5 单位：mm 历时(h) P=5% 1 61.8 3 82.5 6 108.1 - 10 - 12 121.8 24 137.2 P=2% 79.0 105.4 140.0 157.7 177.7 3.2.1.2 产流计算 产流过程是由设计面降雨过程中扣除了各对应时段的入渗量的雨量过程，本次产流过程按照超产流模型计算，根据入渗率f与土壤含水量s的关系推求，其关系式为：当s78.0mm时，f=11.43s-1.08；当s78.0mm时，f=0.103；依据咸阳实用水文手册推算时，我市流域最大蓄水量Im为100mm，取设计前期影响雨量Pa=Im/2=50mm。求出不同历时的土壤含水

17、量和入渗率，推求过程为： 当s=50mm，s1=f1t1=11.4350-1.0860=10.0mm s2=f2t2=11.43-1.0860=8.2mm s3=f3t3=11.43-1.0860=7.2mm s4=f4t4=11.43-1.0860=6.4mm s5=f5t5=0.10360=6.2mm 由各时段的面雨量和对应时段的入渗量推求产流过程，在产流过程中扣除时段平均潜流量,得净雨过程。其中R潜=R总. 15%。计算结果见下表。 净雨过程计算表 表3-6 历时(h) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 面降雨过程H3-H1 H6-H3 H12-H6 (mm) 49.7 50.

18、3 34.8 33.0 32.2 18.2 22.9 29.4 - 11 - 雨型(%) H1 100 产流过程 (mm) 0.3 53.6 3.2 2.5 2.2 2.0 0 0 0 净雨过程 (mm) 51.75 1.35 0.65 0.35 0.15 10.3 61.8 10.4 8.9 8.4 8.2 2.5 3.1 4.0 14 15 16 合计 100 100 100 12.4 8.8 8.3 100 1.7 1.2 1.1 121.8 0 0 0 63.8 54.25 净雨过程计算表 表3-7 历时(h) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 合计 面降雨

19、过程(mm) H3-H1 H6-H3 H12-H6 49.7 50.3 100 34.8 33.0 32.2 100 18.2 22.9 29.4 12.4 8.8 8.3 100 13.1 79.0 13.3 12.0 11.4 11.1 3.2 4.1 5.2 2.2 1.6 1.5 157.7 雨型(%) 产流过程 (mm) 3.1 70.8 6.1 5.6 5.2 4.9 0 0 0 0 0 0 95.7 净雨过程 (mm) 0.7 68.4 3.7 3.2 2.8 2.5 81.3 H1 100 100 3.2.1.3 洪峰流量计算 流域特征参数计算公式: =L/(JF)1/3 汇流

20、参数m计算公式: m=2.10.435hR-0.47 流域汇流时间计算公式: =0.278L/mJ1/3Q1/4 历时为的公式：Q=0.278Fht/ 式中：hR设计净雨深，mm F 流域面积， F=1.08Km2 ； L流域长度，L=1.9Km； J沿流程L的平均比降，J=6.3%。 参数计算成果表 表3-8 - 12 - P P=5 P=2 3.5 3.5 m 0.55 0.49 hR 54.25 70 由公式Q=0.278Fht/t和=0.278L/mJ1/3Q1/4采用图解法进行计算,安家河村不同频率设计洪峰流量见表3-9。 安家河不同频率设计洪峰流量计算表(推理公式法) 表3-9 P

21、 P=5% P=2% 洪峰流量 35.6 44.8 汇流历时 0.9 1.0 备注 3.2.2 加入流域形状因素的洪峰面积相关法 采用公式QP=C. fm. Fn 式中 L河长， Km； f流域形状系数，f=F/L2； C、m、n参指数。 计算结果见表3-10 安家河不同频率设计洪峰流量(计算表面积相关法) 表3-10 P P=5% P=2% C 18.38 31.35 m 0.1225 0.1210 n 0.6271 0.6136 QP 30.7 51.8 3.2.3 综合参数法 采用公式QP=C. Hpt. fm. Fn 式中 L河长，Km； - 13 - f流域形状系数，f=F/L2；

22、Hpt设计频率某时段净雨量，mm。 C、m、n、参指数 计算结果见表3-11 安家河不同频率设计洪峰流量计算表(综合参数法) 表3-11 P P=5% P=2% C 9.75 15.53 m 0.0135 0.0254 n 0.7028 0.6914 0.0252 0.0200 Hpt Qp 54.25 81.3 20.1 31.2 3.2.4 设计洪峰计算成果 本次设计洪峰流量成果计算表 表3-12 单位：m3/s P P=5% P=2% 推理公式法 35.6 44.8 洪峰面积相关法 30.7 51.8 综合参数法 20.1 31.2 从本次洪水计算的三种方法来看，推理公式法对小流域洪水计

23、算有一定精度，较多的采用了流域的特征值和经验参数，既代表了区域洪水的共性，又突出了计算流域洪水的特性，因此其结果的精度和实用性较高，所以采用推理公式法求得的设计洪水成果。即：P=3.3%时Q=58m3/s；P=0.33%时Q=98m3/s。 3.3 洪水总量 采用公式 W=1000htcF 式中：W设计洪水总量，m3； F 流域面积，F=1.08Km2 ； - 14 - htc产流时段净雨深，mm。 其中 ：htc=nss/m/n s雨力，mm，s=A+B. logN； A、B地区性暴雨参数；查咸阳市实用水文手册得 A=12，B=30 N重现期； n暴雨衰减指数，渭北高原沟壑区采用n=0.76

24、； m土壤下渗强度，m=7.2mm/h。 洪水总量计算表 表3-13 重现期 20 50 htc 45.9 60.7 洪水总量 11.2 14.9 3.4 洪水过程 该流域属于小流域，根据水土保持治沟骨干工程技术规范中的规定，洪水过程线采用概化三角形过程线进行计算。 洪水总历时采用公式 T=5.56Wp/Qp 式中 T洪水总历时， h； Wp设计洪水总量， 104m3； Qp设计洪峰流量， m3/s。 涨水历时采用公式 t1=t1T 式中 t1涨水历时，h； t1涨水历时系数取 0.25。 - 15 - 洪水过程线表 表3-14 P=5% 历时 流量 历时 流量 0 0 0 0 0.43 35

25、.6 0.45 44.8 1.7 0 1.8 0 P=2% 3.5 泥沙 该流域属无资料小流域,河流泥沙以悬移质为主,所以采用侵蚀模数法计算泥沙量。 3.5.1 侵蚀模数的确定 该流域属无资料小流域，采用两种方法对比，确定侵蚀模数。 1：采用枣元流域内已成工程淤积量调查结果推算侵蚀模数 长武县境内由黑河、南河切为长武原、张家原、枣园塬三部分，张家原和枣园塬隔南河相望，地理位置接近。枣园塬流域属南河水系，该流域与张家流域同属暖温带半湿润大陆性季风气候，在气温、降雨、汛期等气象水文特征具有相似性。 枣园流域地处强度侵蚀区，侵蚀类型主要以水力侵蚀和重力侵蚀为主，该流域地形支离破碎，沟壑密布，水土流失

26、严重。属祁、吕、贺山字型构造和其它扭动构造的联合复合区，塬、坡、沟、梁、峁、咀等地貌特征兼有，与张家流域黄土地貌特征相似。枣元流域内土壤共分5个土类，8个亚类，14个土属，土壤种类较多，其分布特点与张家流域相似，土壤特性与- 16 - 张家流域相似。流域内坡面水保生态林面积少，植被稀疏，仅存少量的人工林，树种配置不合理，以乔木林为主，拦蓄径流能力差。 综上所述，枣元流域与张家流域在气候气象、流域特征、土壤条件、侵蚀特征、植被状况、地理位置等特征具有相似形，采用枣元流域内已成工程淤积量调查结果推算张家流域侵蚀模数，条件具备，可以参考。 经过对枣园流域内现有工程的调查，用现有淤积量进行计算，由加权

27、平均法得平均侵蚀模数为3200t/km2a。 计算结果见表3-15。 淤积量推算侵蚀模数计算表 表3-15 单位：t/kma 控制面积坝名 安家河 枣 元 牛 王 平均值 1.8 1.08 2.3 22总库容 4.2 2.45 5.03 3已拦泥 4.2 2.45 5.03 3 修建 年份 1974 1976 1976 淤满淤积年限 年份 1980 1982 1981 6 6 5 侵蚀模数 3410 3180 3010 3200 22：参考咸阳市实用水文手册中的侵蚀模数分区图 长武县的侵蚀模数在2000-5000t/km2之间。本流域内沟大谷深，沟壑密布，以强度侵蚀区为主；根据实际调查，本流域

28、内水土流失面积为10.84km2，其中轻度侵蚀区1 km2，中度侵蚀区3.18 km2，强度侵蚀区4.26 km2，及强侵蚀区2.40km2，参照水土保持治沟骨干工程技术规范，极强侵蚀区侵蚀模数在8000t/km215000 t/km2之间，强度侵蚀区5000 t/km28000 t/km2之间，中度侵蚀区在2500 t/km25000 t/km2之间，轻度侵蚀区在1500 t/km22500 t/km2之间，结合本流域实- 17 - 际情况，极强侵蚀区侵蚀模数去值为10000t/km2，强度侵蚀区侵蚀模数取值为6000t/km2，中度侵蚀区取值为3000t/km2，轻度侵蚀区取值为1500t

29、/km2，由加权平均法计算本流域侵蚀模数为3200t/km2。 经过以上分析，本可研最终确定侵蚀模数为3200t/km2a。 3.5.2 输沙量计算 输沙量计算采用公式Ws=SF 式中： Ws年均输沙量，万t/a； S多年平均侵蚀模数，3200t/km2.a； F流域面积，F=1.08Km2 。 经计算，年平均输沙量为0.3456万t/a。 4 工程设计 4.1设计依据及枢纽组成 4.1.1设计依据 陕西省长武县安家河流域坝系建设可行性研究报告 水土保持治沟骨干工程技术规范SL289-2003 陕西省水土保持治沟工程技术手册 - 18 - 咸阳市实用水文手册 水土保持工程设计概算编制规定 水土

30、保持工程概算定额 1：10000库区地形图、1：1000实测坝址区地形图。 4.1.2坝型及筑坝材料选择 安家河淤地坝坝址两岸土料储量丰富，土层深厚，无岩石裸露。经过现场踏勘，非常适宜筑坝，且取土便利，根据坝址处的地形地质条件，照因地制宜、就地取材的原则，将坝型确定为均质土坝；根据流域沟道情况的现场调查，沟道两侧均可布设取土场。 4.1.3施工方式的选择 该沟道内有常流水，根据实测和当地实际情况，坝址两岸土坡稳定，结构密实，满足防渗要求，因此，坝体施工方法采用机械碾压法筑坝； 设坝后堆石排水体；放水工程卧管采用浆砌石砌筑，涵管采用预制的钢筋混凝土管，涵管的出口连接引水渠，引水渠采用浆砌石砌筑。

31、 4.1.4枢纽组成及布设 安家河淤地坝控制流域面积1.08km2，根据该坝的作用和运用条件以及对枢纽布设的要求，结合坝址地形条件，确定本工程枢纽设土坝和放水建筑物两大件。放水建筑物采用卧管式放水形式，卧管沿右岸坡布设，比降为1：2.0；涵管布设在沟边坚硬地基上，比降为1100。卧、涵管之间采用消力池连接，涵管出口接明渠，明渠后再接消力池将下泄水流引入下游沟道。 4.2坝体设计 4.2.1坝高库容面积曲线的绘制 - 19 - 利用库区1:10000地形图，用求积仪法量取汇水面积S，水位分级为5米，按下式计算各级水位下的库容。 Vi=/2Zi V=Vi 式中：V某一级水位下的库容，万m3； Si

32、第i级水位对应的淤地面积，万m3； Zi水位分级高差，m； Vi分级水位所增加库容，万m3。 经计算，该坝坝高库容淤地面积关系曲线数据见表4-1，相关曲线见附图。 水位库容、水位面积曲线 表4-1 水位 0 2 5 8 11 15 19 22 高程 922 924 927 930 933 937 941 944 淤地面积 0 0.3 0.7 1.2 1.7 2.6 3.5 4.4 库容 0 1.82 3.15 4.24 7.84 14.28 24.61 32.55 4.2.2库容计算 依据水土保持治沟骨干工程技术规范SL289-2003，淤地坝总库容由拦泥库容和滞洪库容两部分组成。拦泥库容为设

33、计淤积年限内的淤积总量，滞洪库容在不设溢洪道时为一次校核洪水总量。 拦泥库容按照公式VL=NWS计算： - 20 - 式中：VL拦泥库容； WS多年平均输沙量，0.3456万t/a； N设计淤积年限，XX年。 淤积泥沙干容重，1.347t/m3。 滞洪库容按一次校核洪水总量确定，即VZ=12.744万m3。 工程设计总库容为：V总=VL+VZ=3.456+12.744=16.2万m3。 4.2.3坝高确定 坝高采用公式 H=h拦+h滞+h安计算 式中：H 坝高； h拦 拦泥坝高，查坝高库容曲线确定拦泥坝高，拦泥库容VL=3.456万m3 时，对应坝高HL=2m； h滞 滞洪坝高，查坝高库容曲线

34、确定滞洪坝高；滞洪库容VL=12.744万m3 时，对应坝高HL=12.5m； h安 安全超高，根据水土保持治沟骨干工程技术规范，h安=1.5m。 设计总坝高：H=h拦+h滞+h安=2+12.5+1.5=16m，相应坝顶高程为938m。 根据水土保持治沟骨干工程技术规范，淤地坝预留沉陷值为其坝高的13%，取为3%，该坝高为16m，则预留沉陷值为0.65m，因此，该坝的施工坝高为16.65m，相应施工坝顶高程为938.65m。 4.2.4坝体断面尺寸确定 4.2.4.1坝顶宽度 按照水土保持治沟骨干工程技术规范，安家河淤地坝坝高16m，坝顶宽取4m。 - 21 - 4.2.4.2坝坡 淤地坝上下

35、游坡比根据水土保持治沟骨干工程技术规范推荐值，并通过以下坝体渗流稳定计算分析成果综合确定。上游坡比为1：2.25；下游坡比为1：1.75。 4.2.4.3坝坡排水及坝体排水 为防止坝面遭受来自坡面及坝面的暴雨径流冲刷，在马道内侧分别设置横向矩形排水沟，且沿坝体下游坡面设置岸坡排水沟，纵、横向排水沟相互连通，使雨水顺畅排向坝脚外。排水沟断面尺寸取0.30.3m，侧墙厚0.2m，基础厚0.25，采用M7.5浆砌石砌护，内侧迎水面采用M10水泥砂浆勾缝，具体设计详见排水沟横断面图。 为了降低坝体浸润线，防止坝坡土的渗透破坏和冻胀，增加下游坝坡稳定性，拟在下游坝脚处设一棱式排水体。排水体高3.5m，顶

36、宽2.0m，内坡比1：1.25，外坡比1：1.5。与坝体及坝基的接触面设排反滤体，反滤体从内层至表面外层分别由卵石、砾石及砂层组成，最内层卵石厚0.2m，其上的砾石厚0.15m，最外层的砂厚0.15m，干砌石块层厚0.3m。具体详见棱式排水体设计详图。 4.2.4.坝基与岸坡结合 清基 在土坝填筑前，应清除坝基范围内的草皮、树根、腐植土、淤泥及乱石，清除厚度不小于0.5m；河床部位的冲刷乱石、淤泥质软土必须完全清除，同时应清除坝基泥岩表面松动的石块和突出的岩石。基础开挖后要求轮廓平顺，避免地形突变，如开挖后发现松软地基，应按标准进行处理。 结合槽 - 22 - 为防止坝体与坝基及两岸坡结合处形

37、成集中渗流，保证坝体与基础紧密结合，增强稳定性。因此，沿沟道方向设一道结合槽，结合槽采用梯形断面，以坝轴线处为主，结合槽底宽2m，深2m，边坡1:1，此结合槽亦起截水槽的作用。 坝与岸坡结合 坝体与两岸结合处，岸坡要开挖成平顺的正坡，坝顶高程以下左岸的土质边坡为1：1.21：7.58，右岸为1：1.51：5。 4.2.5稳定分析 4.2.5.1渗透计算 计算方法及计算工况 本工程渗流计算方法采用黄河勘测规划设计有限公司与河海大学工程力学研究所共同研制的“土石坝稳定分析系统HHSLOPE”进行电算，该程序已经本院总工办验证许可。 依据水土保持治沟骨干工程技术规范的要求，计算正常水位情况下的坝体稳

38、定渗流，对于其它组合考虑到在设计洪水位和校核洪水位情况下，水位历时较短，难以形成稳定渗流，故不进行计算。 计算断面及参数指标 计算断面选取河床最大断面，下游排水按排水体正常工作运用情况计算，坝体填筑土渗透系数采用土工试验推荐值，水平渗透系10-5cm/s，垂直渗透系数为3.410-5cm/s。 数为1.63计算结果及分析 计算工况：上游淤泥高程为923.8m，下游水位920.3m，排水体正常工作情况下的渗流。计算结果见附图2、表4-1。 - 23 - 表4-1 坝体土渗透坡降计算成果 实际渗透坡降 最大值 0.251 最小值 0.011 平均值 0.131 允许渗透坡降 i 2.3 从表4-1

39、可以看出，坝体土渗透坡降小于允许渗透坡降，证明坝体渗透正常，不会发生渗透破坏。通过渗流计算所得坝体的单宽渗透流量为0.0677m3/dm，坝体的总渗透流量为1.87m3/d。 另据计算得知正常水位情况下的坝体稳定渗流浸润线逸出点高度为1.0m，依据规范，为了保证坝体安全，本次确定坝脚设3.5m高的棱式排水体。 4.2.5.2稳定计算 稳定分析计算方法 本工程稳定计算方法采用河海大学工程力学研究所研制的“水工结构分析系统AutoBANK v5.3”进行电算，该程序已经本院总工办验证许可。 坝的稳定分析计算按水土保持治沟骨干工程技术规范要求，采用简化毕肖普法，计算公式如下： K=1/tg +cbs

40、ec/W sin 式中： K-抗滑稳定安全系数； b-条块宽度； W-土条重量； -作用于土条底面的空隙压力； - 24 - -条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角； c、-有效应力抗剪强度指标； 计算断面及参数指标确定 a.稳定分析断面的确定 取河床坝体最大横断面进行坝体边坡稳定分析。 b.物理力学参数指标的确定 本次稳定分析采用有效抗剪强度试验指标。土的有关计算指标采用土工试验推荐值，详见附表2。 计算结果及分析 a.计算工况 依据水土保持治沟骨干工程技术规范，本次稳定分析主要复核以下工况： 正常运用情况下的下游坝坡：上游淤积高程923.8m，形成稳定渗流情况下的下游坝坡的稳定计

41、算。 b.计算结果及分析 由附表3可知:在稳定渗流期下游坝坡的安全系数为1.25，依据规范下游坝坡是安全的，滑坡位置见附图3。 4.3放水建筑物设计 4.3.1放水建筑物结构形式 安家河淤地坝放水建筑物采取卧管式形式，由卧管、消力池、涵管、及陡坡消力池四部分组成。 根据现场踏勘情况，坝址左岸土质坚硬，岸坡相对顺直；因此，根据实际地形条件，将放水建筑物布置在左岸土基上。根据地形，该涵管进水- 25 - 口高程确定为926.60m，卧管基础开挖坡度为：2 ,卧管末端消力池及陡坡消力池均采用7.5浆砌石砌筑，涵管采用800mm钢筋混凝土预制管。 4.3.2卧管设计 1、放水流量的确定 根据水土保持治

42、沟骨干工程技术规范中的规定， 放水流量按47天排完一次设计洪水总量计算，本工程设计按4天泄 完XX年一遇一次洪水总量计算。 Q设= W5%/ =11.2104/ =0.324m3/s 2、放水孔尺寸的确定 卧管进水形式采用平台双孔进水，进水孔形式为圆形，按同时开启上下两层四孔放水设计。依据规范，采用下式计算： 土地总面积合计70903220.9农业用地林地基本农田坡耕地小计乔木林经济林747.862473.041442.481442.48式中：Q设卧管放水流量，Q设=0.324m3/s； H1、H2、孔上水深，H1=0.4m，H2=0.8m； 经计算，d=0.22m，故放水孔直径为0.22m。 3、卧管断面与结构尺寸的确定 根据水土保持治沟骨干工程技术规范的要求，本工程卧管及消力池按正常运用时的流量加大25计算。 Q加=Q设=0.39m3/s 卧管水力计算采用公式：Q加 =C1/2 式中：Q加加大流量，Q加=0.39m3/s； - 26 - 过水断面面积,=bh； i卧