XXXX小流域坝系工程建设工程可行性研究报告.doc
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1、1XXXX 小流域小流域坝坝系系工工程程建建设设可可行行性性研研究究报报告告2前前 言言多年的实践证明,淤地坝对控制小流域洪水泥沙、发展当地生产和减轻黄河下游泥沙淤积具有十分重要的作用。目前黄土高原已建成大、中、小型淤地坝 10 万余座,拦蓄泥沙达 100 亿,淤成坝地 33 万多 hm2,提高了当地粮食产量、增加了群众收入、改善了生态环境、促进了水土资源的可持续利用。因此,在黄土高原地区建设以骨干坝为主的坝系工程,不仅能有效控制该区水土流失,减轻黄河下游河道泥沙淤积,而且能将水沙就地拦蓄并有效利用。开展该区域坝系工程建设,是当前治理黄土高原水土流失急需抓紧抓好的工作。按照黄土高原地区淤地坝规
2、划 ,将在该地区新建 3 万座骨干坝和 13 万座中小型淤地坝。为了确保规划目标顺利实现,需在不同类型区以小流域为单元进行坝系建设。文王山小流域位于陕西省铜川市耀州区沮河上游,是渭河河流域的一级支沟,在关中地区选择文王山小流域进行坝系工程建设,其目的在于:一是该小流域仍属黄土丘陵沟壑区,流域内山大沟深,沟谷侵蚀发育,水力侵蚀严重,年侵蚀模数 5200t/km2。通过坝系建设,稳定沟坡和沟床,抬高侵蚀基准点,减轻沟道侵蚀,治理水土流失。二是该流域具有水资源比较丰富的优势条件,有平均 0.050.1m3/s 的常水流量,通过淤3地坝建设,合理有效的利用丰富的水资源,发展水浇地,增加高标准基本农田,
3、改善小流域农业生产条件,促进坡耕地退耕和土地利用结构调整,提高植被覆盖度,改善区域生态环境。三是利用坝系工程拦截泥沙,既减少下游河道泥沙淤积,又可以提高流域内乡镇的防洪标准。由于小流域内水力侵蚀严重,常流水流量大,一遇强降雨山洪倾泻而下,使小流域下游出口居民经常遭受洪水和泥沙的危胁。该坝系的建设有利于拦蓄沟道下泻泥沙和常流水,既减轻下游河道的泥沙淤积,又减缓居民地的防洪压力。根据黄委会关于开展黄土高原淤地坝坝系建设的有关要求,受耀州区水务局委托,按照水利部水土保持工程可行性研究报告编制暂行规定和黄委会小流域坝系工程建设可行性研究报告暂行规定 (黄水保【2004】2 号)等有关规定,黄河上中游管
4、理局规划设计研究院于 2006 年 3 月中旬组织技术人员深入实地,调查收集了小流域与坝系建设相关的基本资料,对文王山小流域沟道工程建设现状、沟道筑坝土料分布情况、交通、水电等进行了现场调查,对拟建工程坝址进行了实地踏勘,对中型以上淤地坝坝址断面进行了测量,并绘制了坝高库容、坝高淤地面积等曲线。针对文王山小流域的自然和社会经济情况及小流域沟道特征、建坝资源条件及沟道工程现状存在的主要问题,结合小流域土地利用现状与经济发4展方向,项目组通过认真分析、反复论证,对坝系工程布局进行了方案设计,在充分征求各级政府、水行政主管部门和当地群众的意见的基础上,提出了文王山小流域坝系建设任务和建设规模,并通过
5、建设条件分析、建设时序分析、水沙利用分析、防洪保收能力分析及投资估算与效益分析等进行了方案比选,最终确定了较优的坝系工程布局方案和建设规模,编制完成了黄河水土保持生态工程陕西省铜川市耀州区文王山小流域坝系工程可行性研究报告 (初稿)及附件。本次可行性研究工作,得到了耀州区水务局以及石柱乡人民政府等单位的大力支持,在此特表示衷心感谢。 二 00 六年四月1 文王山小流域坝系工程特性表小流域名称文王山小流域项 目单 位数 量 建设地点陕西省铜川市耀州区骨干坝座13建 设 期三年中型坝座项目单 位数 量淤地坝小型坝座小流域面积km280.6骨干坝控制面积km271.11小流域人口人13817坝系总库
6、容万 m31165.41劳动力个7286坝系拦泥库容万 m3463.74林草覆盖率%39.77工程规划设计淤地面积hm260.86水土流失面积km270.4土 方万 m3土壤侵蚀模数t/km2.a5200石 方万 m3治理面积hm22959.4混凝土方m3治理程度%36.7合 计万 m3多年平均降水量mm554.5工程量沟道常流水流量m3/s0.050.1水 泥t多年平均径流量万 m3610.14钢 材t小流域概况多年平均输沙量万 t41.91沙 子m3骨 干 坝座石 子m3中 型 坝座3块 石万 m3数量小 型 坝座木 材m3坝控制面积km214.55主要材料用量柴 油t总 库 容万 m39
7、9.91用工万工日 拦泥库容万 m324.38总 投 资万元剩余库容万 m375.53中央万元可淤地面积hm2投资其 中地方万元工程现状指标已淤地面积hm22.69年拦泥能力 万 t四级年20可灌溉面积hm2骨干坝五级年15年可增产粮食万 kg中 型 坝年单位库容投资元/m3淤积年限小 型 坝年效益单位拦泥投资元/m3四级设计/校核30/300经济净现值万元骨干坝五级设计/校核20/200效益费用比中 型 坝设计/校核内部收益率%设计指标洪水重现小 型 坝设计/校核经济指标投资回收年限年1目 录1 综合说明综合说明.12 基本情况基本情况.42.1 自然概况.42.2 社会经济状况.242.3
8、 水土流失状况.273 淤地坝工程现状与分析淤地坝工程现状与分析.303.1 水土保持生态建设现状.303.2 淤地坝建设现状分析.323.3 淤地坝现状评价.344 坝系建设目标坝系建设目标.384.1 指导思想.384.2 编制依据.384.3 建设原则.394.4 建设目标.405 总体布局与规模总体布局与规模.445.1 坝系单元划分.445.2 坝系单元内中型淤地坝的配置.4725.3 坝系单元以外工程数量确定.475.4 坝系总体布局与规模确定.495.5 方案对比分析.555.6 方案推荐.635.7 水土保持坡面治理措施规划.636 坝系工程设计坝系工程设计.716.1 设计标
9、准.716.2 骨干坝设计.726.4 坡面治理措施设计.847 监测设施建设监测设施建设.897.1 监测内容.897.2 监测方法.907.3 监测资料分析与评价.958 施工组织设计施工组织设计.1008.1 建设时序分析.1008.2 工程建设进度.1008.3 施工条件.1018.4 施工方法.10239 工程建设与运行管理工程建设与运行管理.1069.1 建设管理.1069.2 运行管理.10910 投资估算投资估算.11010.1 工程概况.11010.2 编制依据.11110.3 编制方法.11110.4 工程总投资.11410.5 资金筹措.11410.6 分年度投资.114
10、11 效益分析及经济评价效益分析及经济评价.11711.1 效益分析.11711.2 经济评价.12211.3 工程建设对环境的影响评价.12512 结论结论.12612.1 综合评价.12612.2 结论.127附表附表4附图一附图一:文王山小流域骨干坝坝高库容、淤地面积特性曲线、坝址纵横断面图。附图二附图二:1 文王山小流域沟道组成结构图2 文王山小流域社会经济现状图3 文王山小流域水土流失现状图4 文王山小流域水土保持坡面治理措施现状图5 文王山小流域水土保持坡面治理措施规划图6 文王山小流域坝系工程总体布局图(方案一)7 文王山小流域坝系工程总体布局图(方案二)附件附件1 文王山小流域
11、坝系典型工程设计2 文王山小流域坝系工程投资估算分析报告11 综合说明综合说明文王山小流域位于陕西省铜川市耀州区西北约 40 公里,属渭河的三级支沟,地理坐标东经 10851521085820,北纬 340149340822(见文王山小流域地理位置示意图) ,属黄土丘陵沟壑区第副区。小流域总面积 80.6km2,其中水土流失面积 70.4km2,平均沟壑密度1.78km/km2,相对高差 400m,文王山主沟道长 12.59km,沟道平均比降4.55,小流域内级沟道断面形状多呈“V”型,其余沟道多呈“U”型。地表土壤以黄土为主。多年平均降雨量 554.5mm,年平均径流模数 7.57 万m3/
12、km2,多年平均侵蚀模数 5200t/km2.a,年均输沙量 41.91 万 t。小流域涉及耀州区柳林和石柱 2 个乡镇的 15 个行政村,总人口 13817人,人口密度为 171.44 人/km2,农业人口 13817 人,农业劳力 7286 个,人均土地 0.58hm2,人均耕地 0.22hm2,人均基本农田 0.17hm2,人均纯收入 1064.8 元。小流域内农业生产以种植业为主,基础条件较差,生产力水平较低。截止 2005 年底,已初步治理水土流失面积 2959.4hm2,占水土流失面积的 42.0%。建成中型淤地坝 3 座,控制面积 14.55km2。已拦泥 15.33 万m3,3
13、 座坝库区仍蓄有水。现状淤地坝布局分散,设计防御标准低,没有形成完整的坝系防御体系,使小流域的洪水泥沙得不到有效控制,严重制2约着小流域农业经济的发展。因此,建设以骨干坝为主,中型淤地坝相结合的沟道防御体系是十分必要的,充分发挥坝系工程控制洪水泥沙、蓄水灌溉、拦泥淤地和发展生产的综合效益,同时,对促进小流域农业生产条件的改善和经济的发展具有十分重要的作用。本次坝系可行性研究,依据水利部颁发的水土保持建设项目前期工作暂行规定 、 水土保持治沟骨干工程技术规范 (SL2892003) 、黄委会编制的小流域坝系工程建设可行性研究报告暂行规定及渭南地区暨铜川市水利水土保持局编制的渭南地区暨铜川市实用水
14、文手册 、 陕西省淤地坝工程技术规范等有关的技术规范、标准和科研成果。根据文王山小流域沟道地形条件、人口居住情况,针对目前小流域坝系工程建设存在的突出问题是沟道工程数量不足,蓄水拦泥淤地成效不明显,当地居民的生活水平比较低,结合小流域综合治理规划提出“以基本农田为中心,以林草为重点,以经济林为突破口” 的农业经济发展方向,在保证防洪安全的条件下,提出了文王山小流域坝系建设思路是:以主沟道上游和各大支沟骨干坝建设为重点,最大限度控制洪水泥沙的指导思想,充分发挥坝系工程的防洪、拦泥淤地和水资源利用等综合效益,通过坝系建设使小流域水土流失基本上得到控制。通过现场察勘和坝系布局设计,经方案比选,确定小
15、流域坝系建设方案和工程规模如下:3文王山小流域共布设骨干坝 13 座,其中新建 10 座、配套加固 3 座,控制小流域面积 71.11km2,占小流域总面积的 88.23。工程总库容1165.39 万 m3,其中滞洪库容为 686.33 万 m3,拦泥库容 463.73 万 m3,可淤地 61.78hm2,新增工程总库容 1150.06 万 m3,其中滞洪库容为 686.33万 m3,拦泥库容 463.73 万 m3,新增可淤地 61.78hm2。坝系工程建设期为 3 年,分年度安排见表 11。表 11 文王山小流域坝系工程分年度实施安排表建坝时间(年)第一年第二年第三年合计骨干坝(座)445
16、13工程建设总工程量为 253.22 万 m3,其中土方 251.70 万 m3,石方 1.49万 m3,砼方 236.84m3,主要材料用量及所需工时如表 12。表 12 工程建设所需建筑材料量及工时表建筑材料项目工时(万工时)水泥(t)钢材(t)柴油 (t)块石(m3)砂子(m3)数量坝系工程总投资 2996.94 万元,其中工程措施 2822.06 万元,占总投资的 94.16,坡面治理措施 174.88 万元,占 5.84。新建骨干坝单坝平均投资 220.16 万元,加固骨干坝单坝投资 73.08 万元;资金筹措比例为:骨干坝中央:地方为 0.65 :0.35;林草措施为 0.4 :0
17、.6,封育治理措施为 0.35 :0.65。总投资中中央投资 1854.51 万元,地方匹配 1142.43 万元。4经济计算期内,净现值为 530.77 万元,内部收益率 10.09%,效益费用比为 1.21。文王山小流域坝系工程建成后,在运行期内可拦截泥沙 626.05 万 t,全小流域坝地面积达到 60.86hm2,人均坝地 0.07 亩。通过坝系建设,不仅能显著改善文王山小流域坝系综合运用水平,提高坝系防洪保收能力,消除现状坝潜在威胁,有效防治水土流失,而且可以增加水浇地,可促使小流域 752.2hm2坡耕地全部退耕还林还草,小流域植被覆盖度可提高到 60%以上,为农村产业结构调整,带
18、动当地农业经济可持续发展,提高群众生活水平,加快生态环境建设创造良好条件。52 基本情况基本情况2.1 自然概况自然概况2.1.1 地理位置地理位置文王山小流域位于陕西省铜川市耀州区西北部 40km 处,是渭河流域三级支沟沮河的上游片,地理坐标东经 10851521085820,北纬340149340822,小流域总面积 80.6km2。2.1.2 地貌地质地貌地质1 地形地貌地形地貌文王山小流域属黄土丘陵沟壑区第三副区,小流域地势东北高,西南低,海拔高程在 8001200 之间,相对高差 400m。地貌属黄土高原丘陵沟壑区,下伏基岩古地形,是一个波状起伏的壮年期地形,由中奥陶纪马家沟灰岩与二
19、迭纪砂岩组成,在地貌上表现为地垒式剥蚀高原,上伏 80100m 的黄土及黄土状岩石。黄土疏松多孔,垂直节理发达,易冲刷和侵蚀,因此,在地形上表现支离破碎,沟壑纵横,称之为残塬,塬、梁、峁相间,而塬又多于梁。塬的边缘地带有明显的倾斜,沟谷部分坡面陡而狭窄,大多呈“V”型;主沟道稍宽呈 “U”型,地表为黄土覆盖,主沟道及大部分沟岸有基岩出露,高度在 1040m 之间,沟道面积占总土地面积的5.35%,沟壑密度为 1.78km/km2。小流域地面坡度组成见表 21。6表 21 文王山小流域土地坡度组成表土 地 坡 度 组 成 小流域面积(km2)55151525253535面积比例面积比例面积比例面
20、积比例面积比例hm2%hm2%hm2%hm2%hm2%80.624.98 30.9914.51 18.0020.97 26.0213.7417.056.47 8.032 地质地质文王山小流域在地质构造上,属金锁关背斜与铁龙头背斜组成,背斜南北两侧,有 NESW 向两条断层。出露地层由下向上依次为黄土状岩石层黄土层。表层黄土覆盖厚度为 1050 m,主沟道一般为黄土及砂砾石堆积层河床,沟道水力侵蚀强烈,主沟下游两岸及部分一、二级沟道狭窄,有基岩层出露,在主沟及支沟沟岸塬面上有零星崩塌滑坡现象,但没有影响坝系工程建设的地质灾害。2.1.3 土壤植被土壤植被1 土壤土壤小流域土壤以黄绵土、娄土和淤土
21、为主,黄绵土主要分布在沟道两岸塬面上及沟谷坡;娄土和淤土匀分布在沟道内的沟台地上;其次还有少量黄土状岩石和砂砾土质黄土多分布在侵蚀严重的主沟道及支沟底部、沟谷陡坡和沟道两岸,厚度为 1030m。流域内的土壤大部分为中壤土,占流域土壤总面积的 60 以上,该类土其质地良好,粘砂粒含量比较适宜,通气、透水性和保水保肥性能较好 ,为该流域发展农业生产提供良好的土7壤地质条件。 2 植被植被小流域属典型的暖温带落叶阔叶林植被类型。流域内植被有天然林、人工林和荒草地。由于长期受人类活动影响,流域内塬面上的天然植被早已荡然无存,完全被农业植被所代替,只要有冬小麦、玉米、油菜等。天然植被仅分布在沟谷斜坡上,
22、呈狭窄的条带状分布,主要以灌草丛为主,偶有少量的灌丛零星分布,灌草主要以酸枣、蒿类为主。流域经过 20 多年治理,小流域内植被覆盖率较原来有了一定程度的提高。到目前为止,天然林面积 525.8hm2,分布在文王山小流域上游沟头 一带。人工林面积674.7hm2,包括乔木林、灌木林和经济林,乔木 224.7hm2,主要分布在主沟两岸村庄周围以及沟道内的阳坡面上,均为 80 年代栽植,成片栽植的多为侧柏、刺槐,四旁栽植多为杨、桐树;灌木面积 190.2hm2,分布于流域沟谷坡,主要有柠条、花椒等;经济林面积 259.8hm2,主要分布塬面上,主要有苹果、核桃、红枣等。另外,在沟谷陡坡上分布有酸枣、
23、蒿类等野生植被,小流域植被覆盖度为 39.77%。 2.1.4 气象水文气象水文小流域内没有水文、气象观测站点,气象资料参照耀州区气象站的观测资料、水文泥沙资料依据渭南地区暨铜川市实用水文手册中的成果资料。81 气象特征气象特征文王山小流域地处半干旱大陆性季风气候区,主要特点是四季冷暖干湿分明,夏季炎热雨水集中,秋季湿润天气凉爽,冬春两季寒冷干燥少雨雪,昼夜温差大。据耀州区气象站观测,多年平均气温 8.4,极端最高气温 37.4,极端最低气温为-15.5,年平均日照时数 1356.6 小时,10活动积温 4468,无霜期 206 天,年蒸发量 1481.3mm。冬春季多为西北风,夏秋季多为偏南
24、风,全年大风日数为 116 日,年平均风速为2.8m/s。小流域每年 11 月初封冻,次年 3 月中旬解冻。最大冻土深度为010cm,主要自然灾害有旱灾、冰雹、风灾等。文王山小流域气象特征见表 22。表 22 文王山小流域气象特征值表气温(C)10观测积温蒸发量年总辐射量无霜期(d)封冻期解冻期年限气象站名年最高 年最低年平均(C) (mm)(千卡/cm2)(天)(月.日) (月.日)(年)耀州37.4-15.58.444681481127.620611.103.18282 水文特征水文特征文王山小流域内无降雨观测站,参考距小流域 20km 的耀州区气象站资料,多年平均降水量 554.5mm,
25、实侧年最大降雨量 942mm(1973 年) ,年最小降雨量 344.1mm(1977 年) ,年内降雨分布情况为:13 月份在大陆气团的控制之下,空气干燥,降水很少,仅占全年降雨量的95.8%;46 月份,受南方热带暖温空气北上影响,降水量占全年降水量的17.5%;79 月份,受季风影响,降水历时短且强度大,占全年降水量的63.2%;1012 月份,受北方干冷空气影响,降水最少,降水量占全年降水量的 13.6%。文王山小流域降水特征详见表 23。表 23 文王山小流域降水特征表年降雨量(mm)最大最小雨量站名降雨量年份降雨量年份多年平均最大 24 小时降雨量(mm)多年平均汛期降雨(mm)多
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