專業好文檔11概況11基本情況東窯溝1#骨干壩位于右玉縣北部李達窯鄉境內東窯溝的主溝內，大壩控制流域面積6.34km2,屬黃土丘陵溝壑區中的土石山區，主要地貌類型為梁、坡、峁、溝，地形支離破碎、溝壑縱橫，水土流失嚴重，年平均侵蝕模數為8000t/km2.a。壩址兩岸坡土層較厚，為粉狀壤土，含有少量礫石；溝底基巖裸露，多為玄武巖。取土場分布在大壩右岸，土壤相對濕度適中，顆粒級配均勻，符合筑壩土料標準。12區域社會經濟情況東窯溝1#骨干壩壩控范圍全部在東窯溝范圍內，該區域內共有村莊6個，人口780人，耕地4858畝，人均耕地6.2畝，糧食產量388640kg，平均畝產80kg，人均糧食498kg，人均收入697元，經濟相對落后。尤其是近幾年連續遭災，當地群眾的生產、生活十分困難，廣種薄收，靠天吃飯的局面一直沒有大的改變。13區域綜合治理現狀及規劃情況東窯溝是東窯溝小流域的一部分，流域面積11.21km2,其中耕地面積324hm2,占總面積的28.9%；林地面積272hm2,占總面積的24.3%；人工種草40hm2,占總面積的3.6%；非生產用地40hm2,占總面積的3.6%；荒地444hm2,占總面積的39.6%。小流域內耕地已全部承包到戶，并發放土地承包使用證書。從流域的治理現狀來看，農林牧各業用地比例極不協調，人均耕地達10畝左右，基本農田僅占1/10，農業生產仍是廣種薄收、靠天吃飯。從人口密度看，地廣人稀，人均土地達2.04hm2,土地利用率低下，荒地占到總面積的39.6%，專業好文檔2亟待開發利用。為改變目前狀況，提高土地利用率，增產增收，擬在東窯溝片修建骨干壩2座，中型壩3座及一些小壩。工程建成后，可有效地遏制水土流失，改善基礎的生存條件，達到保水保土，改變生態環境，提高人民生活質量的目的。14興建該工程的目的和作用東窯溝1#骨干壩的興建可有效攔截區域內的洪水泥沙、消減洪峰、穩定河床、防止溝壑侵蝕、抬高侵蝕基點，提高東窯溝小流域壩系的防洪能力，減少下游水毀災害。淤成的壩地可促進坡耕地退耕還林還草，同時結合流域坡面治理工程，可有效改善區域生存環境。該壩的建成蓄水可解決人畜飲水困難，發展灌溉，對推動當地農業的發展具有重要作用。15地形資料及建筑材料本工程設計前對壩址地形進行了實測，從實測的1：500壩址地形圖可以判知：右岸高差大，為26.84m，坡勢較緩；左岸高差小，為19.22m，坡勢較陡。取土場可設于壩址的右岸，最大運土距離為200m。東窯溝1#骨干壩的主要材料為：上壩土方、石料、沙子、水泥、鋼材、木材。土料分布在壩址的右岸，岸坡土層厚，為壤土，儲量充足，可以滿足筑壩要求，平均運土距離為80m。塊石在距壩35km的料場購買，料源充足，石質良好，用汽車運輸，購買價60元/方。沙子可從距壩址35km的砂場購買，質量和料源均可滿足工程所需，運輸工具為汽車，購買價為35元/方。水泥選用32.5#普通硅酸鹽水泥，鋼筋選用級鋼，木材選用松木板材，均可從距壩址約32km的縣城購買，運輸工具為汽車，購買價分別為水泥280元/噸，鋼筋3600元/噸，木材1150元/方。專業好文檔316水文及氣象資料該流域內沒有水文、氣象測報站，其水文氣象資料來源于右玉縣氣象局提供的有關數據。多年平均氣溫3.6，年平均無霜期104天。溝道內無泉水出露，無徑流形成。該流域屬大陸性半干旱季風型氣候，冬長夏短，其特點為干旱。據右玉縣氣象站觀測記載，多年平均降水量414mm，最大年降水量662mm，最小年降水量115.5mm，降水在年內變化較大，汛期69月份降雨量占到年降雨量的77.2%，易形成短歷時洪水，并含有大量泥砂。最大24小時暴雨值55mm，年平均侵蝕模數8000t/km2.a。專業好文檔42水文計算21設計依據及設計標準2.1.1設計依據:水土保持綜合治理技術規范溝壑治理技術（GB/T16453.31996），（以下簡稱為國標）。水土保持治溝骨干工程技術規范（SL2892003），（以下簡稱為部頒規范）。山西省企業標準淤地壩工程技術規范（晉Q83485），（以下簡稱為省規范）。水工混凝土結構設計規范（SL/T191-96）。黃土高原地區水土保持淤地壩工程初步設計要求水利水電工程制圖標準水土保持圖（SL73.6-2001）。實測1：500壩址地形圖和1：10000地形圖及流域現狀調查資料。2.1.2設計標準：該壩庫容大約在100萬方以上，洪水設計標準選用30年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核，淤積年限20年。22水文計算221設計暴雨量計算采用省規范公式H24p=KpH24式中：H24p頻率為p的24小時暴雨量（mm）；Kp頻率為P的皮型曲線模比系數；專業好文檔5H24最大24小時暴雨均值（mm）。查省規范表D-4得：H24=55mmCV=0.55CS=3.5CV根據以上數據查省規范表D3得K3%=2.43K0.33%=3.55將數據代入公式計算得：H243%=2.4355mm=133.65mmH240.33%=3.5555mm=195.25mm222設計洪峰流量計算采用省規范公式：Qp=C1H24pF2/3式中：Qp頻率為P的洪峰流量（m3/s）；C1洪峰地理參數，查省規范表3-1取C1=0.18；F骨干壩控制流域面積，F=6.34km2其它符號同前。將數據代入公式計算得：Q3%=0.18133.656.342/3=82.41m3/sQ0.33%=0.18195.256.342/3=120.39m3/s223設計洪水總量計算采用省規范公式：Wp=KRpF式中：Wp頻率為P的設計洪水總量（萬m3）；K小面積洪水折減系數，查省規范表3-2取K=0.8；Rp設計暴雨的一次洪水模數（萬m3/km2）；由設計暴雨查省專業好文檔6規范表D-5得：R3%=4.36萬m3/km2R0.33%=9.37萬m3/km2其它符號意義同前。將數據代入公式計算得：W3%=22.11萬m3W0.33%=47.52萬m3224年來沙量計算采用省規范公式：VS=（1-KS）SF式中：VS年來沙量（萬m3）；S年均侵蝕模數S=8000t/km2.aKS坡面措施年均攔沙率，根據上游治理情況取KS=0；VS=1.08000/1.356.34=3.76萬m3V攔=3.7620=75.20萬m3水文計算成果匯總如下表：控制面積暴雨mm洪峰(m3/s)洪量(萬m3)淤積量(萬m3)Km2H3%H0.33%Q3%Q0.33%W3%W0.33%年限總量6.34133.65195.2582.41120.3922.1147.522075.20專業好文檔73工程設計31樞紐組成通過實地勘測、調查壩址處地形、地質情況，經多方案比較，確定東窯溝1#骨干壩的樞紐組成為：大壩和放水建筑物（臥管、涵洞）兩大件，不設溢洪道，放水建筑物布設在大壩右岸。壩址附近有適宜的壤土，其儲量足以滿足填筑壩體的需要，溝內無常流水，壩型選擇均質碾壓土壩。32土壩設計3.2.1筑壩土料設計筑壩土料的平均運距為80m，土質為壤土，其有機質含量小于2%，水溶鹽含量小于5%，理化性質均能滿足碾壓土壩對土質的要求。施工時土料的最優含水量應控制在1220%之間，壩體干容重達到1.55t/m3。3.2.2壩高庫容面積曲線繪制根據1：10000庫區地形圖，首先量出各層等高線包圍面積，然后計算各層間庫容及累計庫容，得到下表數據，最后繪出壩高庫容面積曲線。曲線的繪制要結合實測壩址地形圖確定，溝底相對高程為991m，詳見附圖。壩高-庫容-面積庫容曲線計算表高程（m）高差面積（萬m2）平均面積(萬m2)體積（萬m2）累積體積（萬m2）991041.25559952.54416219995.546.7527481003828.617.265.210059.229.619.284.4100710210.420.8105.2100910.8211.222.4127.6101111.6211.9523.9151.5101312.3專業好文檔83.2.3壩高計算采用公式H=h攔+h滯+h安式中：H總壩高（m）；h攔攔泥壩高（m）；h滯滯洪壩高（m）；h安安全超高（m）。由V攔=75.20萬m3,查曲線圖得h攔=15.06m，相應攔泥高程為1006.06m，淤地面積7.52hm2。設計情況下：V滯3%=22.11萬m3，V攔+V滯=75.2+22.11=97.31萬m3，查曲線得h攔+h滯=17.24m，相應設計洪水位高程為1008.24m，h滯3%=2.18m。校核情況下：V滯0.33%=47.52萬m3，V攔+V滯=75.2+47.52=122.72萬m3，查曲線h攔+h滯=19.58m，相應校核洪水位高程為1010.58m,h滯0.33%=4.52m。查水土保持治溝骨干工程技術規范（SL2892003）表4.1.4-1,取安全超高h=1.5m，則：H設=17.24+1.5=18.74mH校=19.58+1.5=21.08m取壩高為21.1m，相應壩頂高程1012.1m。3.2.4施工渡汛期攔洪壩高計算為保證大壩施工期安全渡汛，需計算汛期攔洪壩高。壩體在汛期前必須達到二十年一遇洪水重現期防洪渡汛高程。經計算，該骨干壩二十年一遇設計標準下洪水總量為W5%=0.86.343.13=15.88萬m3，臥管第一臺階放水孔高程以下死庫容為1.30萬m3，則總庫容17.18萬m3，查H-V-F曲線知，相應專業好文檔9壩頂高程為998.30m，取安全超高1.5m，則相應壩頂高程為999.8m。3.2.5壩體斷面尺寸確定壩頂寬度壩頂有交通要求,壩高在10m以上，考慮交通要求，取壩頂寬B=4m。壩坡根據壩高、筑壩土料土質，并參考已成工程經驗數據確定：上游壩坡1：2.5、1：2.0；下游壩坡1:2、1：1.5，并在上、下游壩坡設置馬道,馬道寬2.0m。壩坡排水為防止暴雨沖刷壩面，在下游馬道內側設橫向排水溝，在壩體與岸坡結合處設縱向排水溝，縱橫排水溝相互連通，將水流送出壩腳以外。為防止壩肩兩岸排水匯流壩頂形成洞穴，慮及壩體安全，必須設置壩肩排水溝，與縱問排水溝相連。排水溝為矩形斷面，馬道排水溝斷面20cm20cm（寬深），壩肩及岸坡排水溝尺寸為20cm20cm（寬深），邊墻、底板厚均為20cm，用M7.5水泥砂漿漿砌塊石砌筑，