省市子洲县马岔乡渠村窑则尚大型淤地坝初步设计报告（报批稿）建设单位：子洲县水务局设计单位：众诚水利工程技术咨询2014年10月10日1综合说明窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县马岔乡渠村，属无定河水系，河二级支流。

该流域为典型的黄土丘陵沟壑区，地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，以沟为主，梁窄坡陡、沟壑纵横、梁峁起伏、地形破碎。

主沟道长2.57km，沟壑密度3.53km/km2，主沟道覆盖土层瘠薄，沟道断面多呈∪形。

窑则尚大型淤地坝控制流域面积1.81km2，由土坝一大件组成，坝高18m，坝顶长62m，现坝顶与淤泥面齐平，可淤积库容28.6万m3，已淤积库容28.6万m3。

该坝加高后最大坝高30m，总库容84.76万m3。

设计洪水标准取30年，校核洪水标准取100年，设计淤积年限为20年。

设计采用两大件，即土坝和涵管。

工程建成后，拦泥库容45.59万m3，可淤地6.84hm2；对防治水土流失、抬高沟道侵蚀基准点、减少入黄泥沙、改变当地农业生产条件、增加农民收入、促进退耕还林还草和生态自我修复、调整产业结构、改善生态环境有着重要意义。

因此，加固本坝是十分必要的。

1.1水文计算及成果1、洪峰流量采用《地区实用水文手册》中的洪峰流量汇水面积相关法计算，计算公式为：Q N=C N·F n汇水面积相关法计算的不同频率洪峰流量表2、设计洪水量计算采用《水土保持治沟骨干工程技术规》推荐的公式计算：W P=0.1·α·H24P·F不同频率24小时暴雨量、洪水总量表3、年输沙量计算采用公式W s=S·F/γ计算：经计算，坝控流域年输沙量为2.28万m3。

1.2工程主要技术参数1.2.1坝体参数1）、最大坝高30m，坝顶长102m，顶宽4.0m。

上游坡比为1：2，下游坡比均为1：1.5，下游坡在最大坝高18m处设一道戗台，宽2m。

2）、水位及库容：设计淤积高程▽1027.01m，新增拦泥库容45.59万m3；校核洪水位▽1028.48m，滞洪库容10.57万m3；总库容84.76万m3（含已淤库容28.6万m3），坝顶高程▽1030.00m。

1.2.2放水工程参数放水工程主要有卧管、涵洞、明渠、陡坡、出口消力池、尾水渠组成，其主要参数为:1)、卧管最低一级进水孔孔底高程▽1018.00m，最高一级进水孔孔底高程▽1028.20m；卧管高12m，共18孔，台高0.60m，坡比1:2，矩形陡槽断面尺寸宽×高为0.6×0.6m，消力池为矩形结构，长×宽×高=3×1×0.5m。

2)、输水涵洞为管涵，进水口底高程▽1016.10m，出水口高程▽1015.50m，涵洞长度为60m，比降1/100，涵洞断面型式为圆型钢筋砼结构。

3)、明渠长5m，进口高程▽1015.50，出口高程▽1015.45m，矩形断面尺寸宽×高为0.8×0.8m。

4）、陡坡长48.86m，进口高程▽1015.45，出口高程▽1000.00m，矩形断面尺寸宽×高为0.8×0.8m，比降1/3。

5）、出口消力池长3m，宽0.8m，深0.5m。

6）、尾水渠矩形断面尺寸宽×高为0.8×0.8m，长4m。

1.2.3主要工程量及建筑材料1)、主要工程量计有：开挖土方3.2万m3，碾压土方3.5万m3，现浇C20砼42m3，浆砌块石369.5m3，浆砌料石8.90m3。

2)、主要材料用量：需用水泥53.98t，砂子185.62m3，块石399.06m3，料石7.72m3，石子31.65m3，柴油24.11t。

1.2.4工程总投资及总工时工程总投资80.09万元，总工时量61761工时。

1.2.5工程效益工程建成后可新增拦泥45.59万m3，淤地6.84hm2，增加了当地农民的经济收入，改善了上、下游群众的生产交通条件和周边的生态环境，为当地群众营造了良好的生活、生产环境。

2基本情况2.1自然概况2.1.1地理位置窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县西约45km，地处东经109°39′32″，北纬37°34′54″。

属加固工程，控制流域面积1.81km2。

窑则尚大型淤地坝工程是一座以拦蓄洪水径流和泥沙为主、全拦全蓄的工程，上游无淹没损失。

该坝涉及马岔乡的渠村，当地群众对建坝具有非常高的认识和积极性。

2.1.2地质地貌窑则尚大型淤地坝工程位于子洲县马岔乡渠村，属无定河水系，该流域为典型的黄土丘陵沟壑区，地貌由梁峁、沟坡、沟床三个单元组成，以沟为主，梁窄坡陡、沟壑纵横、梁峁起伏、地形破碎，沟壑密度 3.53km/km2，主沟道覆盖土层瘠薄，沟道断面多呈∪形。

窑则尚大型淤地坝坝址两岸有丰厚的黄土覆盖，主要为黄绵土，土料为Ⅰ～Ⅱ级，坝基坝肩结构完整，无软弱带和裂隙发育，无倾向下游的滑动面，取土场位于坝体左岸，储量能够满足工程的施工需要。

根据以上地形地质条件，该坝址处适宜修建均质土坝。

2.1.3工程现状窑则尚大型淤地坝原坝高18m，为坝体一大件工程，总库容28.6万m3，已淤积库容28.6万m3，淤地面积为3.67hm2，原坝体左岸土排洪渠道冲毁，现为开口宽为17米，深11米一缺口，土排洪渠冲毁使得洪水冲刷坝脚，坝体外坡坍塌，长约40m，现外坡基本垂直，坝址所在沟道长2.57km，平均比降8.95%。

2.1.4工程加固方案该坝上游为坝地，无任何淹没损失，下游为空沟，无生产生活设施。

该坝现有坝地55亩，加高坝体后，可使坝地增至102亩，经济效益良好。

则该工程加固方案为对坝体进行加高；在坝体右岸新建放水工程设施。

2.1.5地震情况工程所在流域地质构造鄂尔多斯向斜的南部，流域地势由北向南倾斜，区地质构造简单，无区域性大断裂分布，岩层产状平缓，裂隙发育不明显，属相对稳定的地区。

故设计可不考虑地震影响。

2.2社会经济情况一、人口劳力：窑则尚大型淤地坝所在渠村现有总人口705人，其中男女全半劳力350个，人口平均密度为192人/km2，2013年年底人均产粮519公斤，人均纯收入5600元。

二、农业：工程所在村总土地面积5500亩，有坝地550亩，梯田500亩，坡耕地2450亩，主要农作物有玉米、谷子、土豆等，其中粮食总产量36.59万kg，平均亩产105kg。

三、林业：工程所在村现有草地430亩，林地320亩，流域治理度为32.73%。

四、牧业：主要以养羊、养猪为主。

2.3坝址上下游沟道工程情况该大型淤地坝为加固坝，上下游无坝。

2.4气象水文泥沙2.4.1气象特征该流域属北温带干旱半干旱大陆性季风气候，具有冬季漫长寒冷少雨雪，春季干燥，多风沙；夏季酷署，雨量集中；秋季较短，气候凉爽。

据子洲县气象站建站以来资料统计，多年平均气温9.1℃，极端最高气温38℃，极端最低气温－24.8℃；年日照时数为2613h，无霜期145天，≥10℃积温3342.1℃。

平均风速1.6m/s，最大风速18m/s，最大冻土深度115cm。

2.4.2水文根据子洲县气象站建站以来资料统计，及《地区实用水文手册》资料，流域多年平均降水量428.1mm，多集中在汛期7-9月份，占全年降雨量的67.7%，年最大降雨量655mm，其特点是年际变化大，年分布不均匀，降雨多以暴雨形式出现，历时短，强度高，灾害性大。

2.4.3泥沙流域具有典型的黄土丘陵沟壑区第Ⅰ副区径流、泥沙特点。

即径流、泥沙年季变化大，年分配集中，径流泥沙主要来源于汛期暴雨洪水。

本次设计根据《省地区实用水文手册》中确定的该流域多年侵蚀模数为1.7万t/ km2·a。

2.5建筑材料根据实地勘测，选择左岸坝肩以上的土料为碾压筑坝土料，土质为黄土，储量丰富，其粘粒含量为10%～15%，塑性指数＜10，有机质含量＜3%，水溶盐含量＜5%，天然干容量为 1.43t/m3，从以上数据可以看出，坝址左岸的土料储量和土料性质均满足筑坝要求，按照因地制宜，就地取材的原则，将坝型确定为均质土坝，取土运距为60米之间。

水泥、石子、砂子、柴油、汽油、钢材等材料可在县城购买。

石料附近村庄开采，运距在20km以。

3水文计算3.1工程等级及建筑物级别依据《水土保持综合治理技术规》（GB/T16453.3—2008），设计洪水标准取30年，校核洪水标准取100年，设计淤积年限取20年。

3.2水文计算3.2.1设计洪峰流量计算窑则尚大型坝控制流域面积1.81km2，设计洪峰流量采用《地区实用水文手册》中的洪峰流量汇水面积相关法计算，计算公式为：Q N=C N·F n式中：Q N——重现期为N的洪峰流量，m3/s；C N——重现期为N的地理参数；n——经验指数，n=0.69；F——流域面积，F=1.81km2。

计算结果见表3—1。

汇水面积相关法计算的不同频率洪峰流量表3.2.2设计洪水总量计算采用《水土保持治沟骨干工程技术规》（SL 289—2003）推荐推理公式计算：W P=0.1·α·H24P·F式中：W P—频率为P的设计洪水总量(万m3)；α—24小时暴雨径流系数；F—流域面积，F=1.81km2。

H24P—频率为P的24小时暴雨量(mm)，H24P=K P. H24，其中K P为频率为P的皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数；H24为多年最大24小时暴雨均值(mm)。

由《省地区水文手册》查得，该坝控流域中心多年最大24小时暴雨均值为56mm，不同频率24小时暴雨径流系数分别为α10=0.22，α20=0.26，α50=0.28，α100=0.30，α200=0.31，α300=0.32，α500=0.34。

变差系数C V为0.67，偏差系数C V与C S的比值为C V/C S=3.5。

经计算不同重现期的暴雨量计算成果见表3—3不同频率24小时暴雨量、洪水总量表3.2.3年输沙量计算根据《省地区实用水文手册》中确定的该流域多年侵蚀模数为1.7万t/ km2·a。

则工程控制流域年输沙量采用公式计算：W s=S·F/γ式中：W s—多年平均输沙量(万m3/ α)；S—多年平均侵蚀模数，取1.7万t/ km2·α；F—流域面积(km2)；γ—泥沙容重，取1.35t/m3。

经计算，坝控流域年输沙量为2.28万m3。

4工程设计4.1设计依据及枢纽组成4.1.1设计依据1、《水土保持综合治理技术规》（GB/T16453.3—2008）2、《水土保持治沟骨干工程技术规》（SL 289—2003）3、《水土保持治沟骨干工程技术手册》4、《省地区实用水文手册》5、《小型水利手册》（省水利学校）6、《水工钢筋混凝土结构学》（15143·5242）7、水利部2003《水土保持工程概（估）算编制规定》（水总2003【67】）8、水利部2003《水土保持工程概算定额》（水总2003【67】）9、《碾压坝设计及施工暂行规定》10、1:10000地形图、1:1000坝址实测地形图、坝址实测横断面图11、《省地方标准》（陕DB3442～3448—86）4.1.2坝型及建筑材料选择由于窑则尚大型淤地坝筑坝土料丰富，地质条件良好，因此该坝坝型确定为均质土坝。