水土保持生態(tài)工程楊河小流域壩系工程工程設計方案

水土保持生態(tài)工程楊河小流域壩系工程工程設計方案1.1壩系工程設計1.1.1設計標準按照《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289-2003）和《水土保持綜合治理技術規(guī)范、溝壑治理技術》（GB/T16453）等國家有關規(guī)范的要求，結合本流域溝道地形條件，確定骨干壩、中小型淤地壩的設計洪水標準及設計淤積年限見表6-1及表6-2。表6-1楊河流域淤地壩設計標準壩型骨干壩淤地壩總庫容（104m3）50-100100-500<1010-50工程等級五四小型中型洪水重現期(a)設計20302020校核2003003050設計淤積年限(a)20205101.1.2骨干壩設計依據工程建設就地取材的原則,壩址處土料儲量豐富,質地良好,完全滿足填筑所需，但現狀溝道無常流水，無水墜條件，故宜修建碾壓式黃土均質壩。根據流域來水、來沙情況以及淤地壩利用方向，骨干壩由壩體、涵臥管放水建筑物組成的“兩大件”工程，對于處于流域下游的方家溝、堿灘溝、黑馬圈溝、蒲家川四座骨干壩，雖然面積較大，但其校核標準達到300年一遇。因此，骨干壩仍采用壩體、涵臥管放水建筑物組成的“兩大件”工程，不設三大件。1.1.2.1土壩設計1、庫容（1）、滯洪庫容根據流域來水、來沙情況以及淤地壩利用方向，骨干壩由壩體、涵臥管放水建筑物組成的“兩大件”工程，滯洪庫容只計算工程上游集水范圍內的一次校核洪水總量，按下式確定。WZ=WP×F式中：WZ—工程滯洪庫容，萬m3；WP—洪量模數，9.88萬m3/km2?a；F—工程控制面積，4.43km2。經計算滯洪庫容為43.77萬m3。（2）、攔泥庫容按照選定的設計淤積年限和流域輸沙模數計算骨干壩攔泥庫容：WL=7×10-5Msb×F×N式中：WL—攔泥庫容，萬m3；F—工程控制面積4.43km2；MS不—年均輸沙模數，5500t/km2·a；N—設計淤積年限，15a；（3）、總庫容總庫容按下式計算：W=WZ+WL式中：W—總庫容，萬m3；其它符號意義同前。根椐上式計算得各壩庫容見表6-2。表6-2各壩總庫容計算表序號編號壩名壩控面積(km2)攔泥庫容（104m3）滯洪庫容（104m3）總庫容（104m3）1GG1財溝灣4.6735.9641.1482.102GG2大壩溝3.4121.2633.6959.953GG3方家溝8.1662.8380.62143.454GG4堿灘溝7.4257.1373.31130.445GG5下李堡1.0569.8865.70135.586GG6王套3.0023.1029.6452.747GG7喬花臺4.4734.4244.1678.588GG8黑馬圈溝7.0954.5970.05124.649GG9楊河4.6635.8841.0481.9210GG10王家溝4.9838.3549.2087.5511GG11長兒灣5.3040.8152.3693.1712GG12下石頭溝4.0331.0339.8270.8513GG13蒲家川8.6061.2293.40159.6214GG14黨家溝3.0023.1029.6452.7415GG15大李灣5.3040.8152.3693.17合計80.14640.37801.141441.512、壩高～面積～庫容曲線采用現場實測壩址及庫區(qū)地形圖，量算不同高程等高線與壩軸線閉合曲線水平投影面面積，繪制壩高H—面積S曲線；據此采用臺體體積累計法計算并繪制壩高H~庫容W曲線。3、壩高壩高由攔泥壩高、滯洪壩高和安全超高三部分組成，采用下式計算：H=HL+HZ+ΔH式中：H—壩高，m；HL—攔泥壩高，m；HZ—滯洪壩高，m；ΔH—安全超高，m。（1）、攔泥壩高攔泥壩高HL由攔泥庫容，查壩高~庫容曲線得攔泥壩高。（2）、滯洪壩高對于只有壩體和涵臥管放水建筑物組成的“二大件”工程，滯洪壩高是工程設計淤泥面上一次校核洪水深度，由洪量模數乘以相應的壩控面積可得校核洪水總量，由洪水總量查得滯洪壩高。由滯洪庫容，查壩高庫容曲線得滯洪壩高。（3）、安全超高。根據《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289—2003），安全超高按下表確定。表6—3土壩安全超高單位：m壩高10~20＞20安全超高1.0~1.51.5~2.0根椐以上方法計算得各壩壩高、攔泥壩高、滯洪壩高和安全超高見表6-4。表6—4土壩壩高計算表單位：m序號編號壩名壩控面積(km2)淤積面高程（hm2）淤地面積（萬m2）校核洪水位（m）安全超高（m）壩高（m）1GG1財溝灣4.671721.501749.001757.401.6032.502GG2大壩溝3.411700.001711.901722.601.9024.53GG3方家溝8.161658.001679.251687.002.0031.004GG4堿灘溝7.421613.001631.301639.002.0028.005GG5下李堡1.051703.001711.201728.061.1.9427.006GG6王套3.001707.601721.601734.101.5028.007GG7喬花臺4.47170217231731.601.9031.508GG8黑馬圈溝7.091660.001687.151695.821.6837.509GG9楊河4.6616201687.151695.821.6837.5010GG10王家溝4.981625.001651.901660.502.037.5011GG11長兒灣5.301725.001745.001753.101.9030.0012GG12南灣4.031725.001744.201752.101.9029.0013GG13蒲家川8.601775.001799.631808.951.5535.5014GG14黨家溝3.001795.001811.721823.801.7030.515GG15大李灣5.301771.001797.201800.901.6031.50合計80.144、壩體（1）、壩頂寬根據《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289—2003），碾壓壩壩頂寬度按表3—3確定，壩頂有交通要求時，應按交通要求確定。表6—5碾壓壩壩頂寬度單位：m壩高10~2020~3030~40壩頂寬度33~44~5根椐以上要求,壩頂寬均取4.0m。（2）壩坡根據《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289—2003），壩坡應根據壩型、壩高、壩基地質條件、筑壩土料性質、施工方法、運用條件等，并參考類似已建工程的經驗數值初步確定，按表3—4選取。當壩高超過15m時，應設置1.0~1.5m寬馬道一條。表6—6土壩壩坡參數值表壩型土料或部位壩高（m）10~2020~3030~40碾壓壩上游壩坡1.50~2.002.00~2.502.50~3.00下游壩坡1.25~1.501.50~2.002.00~2.50（3）最大鋪底寬壩體溝床鋪底寬可用下式計算：式中：Bm—土壩最大鋪底寬，m；b—壩頂寬，m；m上、m下—上下游壩坡系數；h—設計壩高，m；n—上下游馬道總數；—馬道寬。根據以上要求,確定各壩前、后坡比及馬道設置情況見表6-7。表6-7楊河小流域壩體參數表編號壩名壩高頂寬項長鋪底寬上游坡比下游坡比第一馬道高第二馬道高馬道寬GG1財溝灣32.54120151.132.5/2.752.0/2.2517.51.5GG2大壩溝24.5494118.132.502.0/2.259.51.5GG3方家溝33485158.52.5/2.752.02.25181.5GG4堿灘溝304105144.252.5/2.752.0/2.25151.5GG5下李堡274811302.502.0/2.25121.5GG6王套28492134.752.502.02.25131.5GG7喬花臺31.5496151.382.5/2.752.0/2.2511.51.5GG8黑馬圈溝404114194.252.5/2.75/3.02.0/2.25/2.510251.5GG9楊河21.5497127.632.502.0/2.2511.51.5GG10王家溝37.54128179.882.5/2.75/3.02.0/2.25/2.57.522.51.5GG11長兒灣30496144.252.5/2.752.25151.5GG12南灣29491139.52.5/2.752.25141.5GG13蒲家川35.542.5/2.75/3.02.0/2.25/2.58.51.5GG14黨家溝30.54135141.632.5/2.752.0/2.2515.51.5GG15大李灣31.54135151.382.5/2.752.0/2.2511.51.55、壩體排水根據寧夏回族自治區(qū)地方標準《水土保持治溝骨干骨干工程技術標準》（DB/6400P65001—006—89），當壩基排水不良或溝道有常流水，均應設置壩址反濾排水體，排水采用貼坡式反濾體，反濾層由三層材料組成，最里層緊貼土質壩體，為粗砂，中間為礫石，最外層干砌塊石。楊河小流域壩系工程骨干壩反濾體尺寸見表6—8。表6—8楊河小流域壩系工程骨干壩斜臥式反濾層尺寸表編號工程名稱壩高(m)斜臥式反濾層每米用料反濾層高砂層厚度碎石層厚塊石層厚頂寬塊石碎石粗砂（m）（m）（m）（m）（m）GG1財溝灣32.540.30.30.42.253.93.03.0GG2大壩溝24.53.40.20.20.42.253.31.71.7GG3方家溝3140.30.30.42.253.93.03.0GG4堿灘溝2840.30.30.42.253.93.03.0GG5下李堡273.80.30.30.42.253.72.82.8GG6王套283.80.30.30.42.253.72.82.8GG7喬花臺31.540.30.30.42.253.93.03.0GG8黑馬圈溝37.540.30.30.42.54.33.23.2GG9楊河21.53.60.30.30.42.253.52.72.7GG10王家溝37.540.30.30.42.54.33.23.2GG11長兒灣3040.30.30.42.253.93.03.0GG12南灣2940.30.30.42.253.93.03.0GG13蒲家川35.540.30.30.42.54.33.23.2GG14黨家溝30.540.30.30.42.253.93.03.0GG15大李灣31.530.30.30.42.253.02.22.26、結合槽設計為了增加壩體的穩(wěn)定性，使壩體與溝底及溝岸結合良好，在壩軸處溝底及岸坡增設結合槽。為了便于機械施工，溝底結合槽采用底寬3m，深2m，邊坡1:1的梯形斷面。岸坡體結合槽為人工施工，采用底寬2m，深1m，邊坡1:1的梯形斷面。7、壩面排水設計壩后設縱、橫排水溝，排水溝采用C15砼梯形結構，橫向排水溝底寬b=0.２m，頂寬B=0.4m，溝深H=0.2m，邊坡m=1:0.5。縱向排水溝底寬b=0.5m，頂寬B=1.5m，溝深H=0.5m，邊坡m=1:1。砼板厚5cm，排水溝沿馬道內側及壩體岸間布置。8、壩基和岸坡處理壩體施工前，壩基和岸坡的處理應一次性完成；壩體填筑前應拆除各種建筑物，清除草皮、樹根、腐殖土等，清理并回填夯實水井、洞穴、墳墓等；采用截滲或排滲措施處理透水壩基，使之滿足滲透穩(wěn)定和允許滲流要求；碾壓壩不應陡于1：1.5；壩基岸坡應開挖一道結合槽，底寬應不小于1.0m，深度應不小于1.0m，邊坡可取1：1.0；對濕陷性較強、厚度較大的黃土地基或臺地，應采取預浸水法處理；對淤土地基應先截斷上游上來水，使淤土自然固結，再開挖導滲溝，促使淤土排水固結，淤土強度較低時，可采用填干土（或拋石）擠淤修筑防滑體或修筑人工鋪蓋；壩基泉眼和裂隙滲水，應采用堵塞法和水玻璃（硅酸納）摻水泥等方法處理，當泉水和裂隙水較大時，應布設排水管，將水排出壩外。9、筑壩要求上壩土料含水量控制在15%左右，鋪土厚度25cm左右，土壩碾壓實度大于0.95以上。1.1.2.2放水建筑物設計骨干壩放水工程采用涵臥管形式，其由臥管、涵洞、消力井和明渠陡坡段組成。臥管下接消力井，臥管采用矩形、涵洞采用圓形混凝土預制管。1、臥管設計根據《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL289—2003）、寧夏回族自治區(qū)地方標準《水土保持治溝骨干骨干工程技術標準》（DB/6400P65001—006—89），結合當地情況，在達到淤積年限后，為了保證壩地生產，設計流量按7日泄完設計頻率次洪水總量設計。計算臥管、消力池流量時，應考慮由于水位變化而導致的放水孔調節(jié)，比正常運用時的流量加大20%。（1）放水設計流量確定放水流量按下式計算：式中：q—放水流量，m3/s；Q設—設計洪水總量，m3。（2）臥管水力計算臥管放水孔直徑按孔口出流公式計算。開啟一個臺階同時開啟兩個臺階式中：—放水孔直徑，；—放水流量，；—孔上水深，。（2）臥管斷面尺寸臥管斷面尺寸與通過的流量，應考慮水位變化而導致的放水孔調節(jié)，比正常運用時加大20%。臥管斷面尺寸首先按檢修要求擬定，然后用通過的流量和臥管的坡度進行計算，若計算尺寸小于擬定尺寸，采用擬定尺寸；若計算尺寸大于擬定尺寸，采用計算尺寸，設計時一般以加大流量來計算。臥管的斷面尺寸按明渠均勻流公式計算：式中：Q—臥管流量（采用加大流量），m3/s；ω—臥管斷面過水面積，對于矩形ω=h×b，b為底寬，m2；C—謝才系數，；R—臥管橫斷面的水力半徑，m，為臥管過水斷面面積與濕周的比值，R=ω/χ；χ—濕周，即過水斷面內水流與臥管接觸線的長度，對于矩形斷面，χ=b+2h，m；i—臥管比降，取1/3；n—糙率，取0.017。確定臥管高度時，應考慮放水孔水流跌落臥管時水柱跌起，為保持跌下的水柱高不致淹沒進水孔底緣，使臥管內不形成壓力流，其高度應取臥管水深的3~4倍。（4）臥管結構設計臥管主要承受水壓力和淤泥壓力，其結構尺寸，主要取決于：在壩內的高程位置、跨度以及建筑材料等。臥管選用鋼筋砼現澆，頂部加蓋鋼筋砼蓋板，側墻基礎各部分尺寸按照擋土墻進行強度、穩(wěn)定性計算。經計算臥管側墻寬20cm，基礎厚40cm，其中砼基礎厚20cm，鋼筋砼底板厚20cm，蓋板厚20cm，搭接長10cm。根據以上計算，確定各壩臥管結構尺寸見表6-9。2、臥管末端消力井設計臥管與涵管連接處設消力井，以便水流平順的進入涵管，其結構為鋼筋砼，采用等寬的矩形斷面，頂部加鋼筋砼蓋板。消力井尺寸參照寧夏《技術標準》DB/6400P65001～006—89中有關規(guī)定確定。2）消力井結構設計消力井主要承受水壓力和淤泥壓力，其結構尺寸，主要取決于：在壩內的高程位置、跨度以及建筑材料等。消力井選用鋼筋砼現澆，頂部加蓋鋼筋砼蓋板，側墻基礎各部分尺寸按照擋土墻進行強度、穩(wěn)定性計算。經計算消力井頂板厚20cm，側墻、底板厚30cm?；A采用30cm漿砌石處理。根據以上計算，確定各壩消力井結構尺寸見表6-10。表6—9楊河小流域壩系工程骨干壩臥管結構尺寸表編號工程名稱設計洪水總量(萬m3)放水流量(m3/s)加大流量(m3/s)設置位置建筑類型類型臥管斷面尺寸側墻基礎尺寸(cm)坡度頂部高程（m）底部高程(m)長度(m)臺高(cm)放水孔數臺階數(臺)孔徑(cm)寬×高(cm)側墻寬基礎厚蓋板厚搭接長GG1財溝灣20.640.340.41左鋼筋砼1/31758.01737.362.040三臺單孔523560×6020302010GG2大壩溝15.070.250.30右鋼筋砼1/31723.21708.245.140三臺單孔383560×6020302010GG3方家溝43.410.720.86左鋼筋砼1/21687.61668.338.540三臺單孔483580×8020302010GG4堿灘溝39.470.650.78左鋼筋砼1/21639.61622.334.540三臺單孔433580×8020302010GG5下李堡32.190.530.64左鋼筋砼1/31728.71712.050.040三臺單孔423560×6020302010GG6王套13.260.220.26右鋼筋砼1/31734.71711.953.340三臺單孔443560×6020302010GG7喬花臺19.760.330.39右鋼筋砼1/31732.21712.559.140三臺單孔493560×6020302010GG8黑馬圈溝37.720.620.75右鋼筋砼1/21691.41672.547.840三臺單孔603580×8020302010GG9楊河20.600.340.41右鋼筋砼1/21645.31628.832.940三臺單孔413560×6020302010GG10王家溝22.010.360.44右鋼筋砼1/21661.11637.547.240三臺單孔593560×6020302010GG11長兒灣23.430.390.46右鋼筋砼1/31753.71735.051.140三臺單孔473560×6020302010GG12南灣17.810.290.35左鋼筋砼1/31752.71734.754.140三臺單孔453560×6020302010GG13蒲家川45.750.760.91左鋼筋砼1/21809.61781.845.440三臺單孔573580×8020302010GG14黨家溝13.260.220.26左鋼筋砼1/31824.41805.257.740三臺單孔483560×6020302010GG15大李灣23.430.390.46右鋼筋砼1/31801.51781.560.040三臺單孔503560×6020302010表6—10楊河小流域壩系工程骨干壩消力井結構尺寸表編號工程名稱放水流量(m3/s)加大流量(m3/s)設置位置建筑消力井側墻基礎尺寸(cm)類型高程(m)長度(cm)寬度(cm)井深(cm)側墻寬基礎厚蓋板厚搭接長GG1財溝灣0.340.41左鋼筋砼1737.32.51.02.830302030GG2大壩溝0.250.30右鋼筋砼1708.22.51.02.830302030GG3方家溝0.720.86左鋼筋砼1668.32.51.02.830302030GG4堿灘溝0.650.78左鋼筋砼1622.32.51.02.830302030GG5下李堡0.530.64左鋼筋砼1712.02.51.02.830302030GG6王套0.220.26右鋼筋砼1711.92.51.02.830302030GG7喬花臺0.330.39右鋼筋砼1712.52.51.02.830302030GG8黑馬圈溝0.620.75右鋼筋砼1672.52.51.02.830302030GG9楊河0.340.41右鋼筋砼1628.82.51.02.830302030GG10王家溝0.360.44右鋼筋砼1637.52.51.02.830302030GG11長兒灣0.390.46右鋼筋砼1735.02.51.02.830302030GG12南灣0.290.35左鋼筋砼1734.72.51.02.830302030GG13蒲家川0.760.91左鋼筋砼1781.82.51.02.830302030GG14黨家溝0.220.26左鋼筋砼1805.22.51.02.830302030GG15大李灣0.390.46右鋼筋砼1781.52.51.02.8303020303、涵洞設計1）涵洞水力計算涵洞選取用鋼筋砼管，底坡1：100，壩下涵洞為無壓流，涵洞的流量按明渠均勻流公式計算：式中：Q—涵管流量，m3/s；ω—涵洞橫斷面過水面積，m2，對于圓形；d—管徑，m；θ—水面線與圓心的夾角（當水面線大于半徑時大于180°，水面線小于半徑時小于180°），θ以弧度計；C—謝才系數，；R—涵洞橫斷面的水力半徑，m，圓管，θ以弧度計；i—涵管比降，取1/100；n—糙率，取0.017。為檢修方便，涵管管徑應不小于0.80m，為了保證洞內水流呈明流狀態(tài)，涵洞內水深應不大于涵洞總高度的75%。2）涵洞結構設計涵管為鋼筋混凝土圓形結構，砼管座，為預制安裝構件，管接頭處采用鋼筋混凝土套管連接。涵管與套管間預留１cm寬縫隙，用瀝青油麻填塞。為防止涵管壁集中滲流情況，設計延涵洞長每10m設一道節(jié)水環(huán)，節(jié)水環(huán)厚60cm，伸出洞壁50cm，涵管基用砼澆筑。涵管管壁厚12cm，管墊厚30cm，管墊肩寬20cm，。根據以上計算，確定各壩涵管結構尺寸見表6-11。6—11楊河小流域壩系工程骨干壩涵管結構尺寸表編號工程名稱放水流量(m3/s)加大流量(m3/s)設置位置建筑類型涵洞斷面尺寸涵管管墊基礎尺寸(cm)坡度高程(m)長度(m)直徑(cm)管壁(cm)管墊厚座墊肩寬GG1財溝灣0.340.41左鋼筋砼管1/1001731.111180123030GG2大壩溝0.250.30右鋼筋砼管1/1001707.08480123030GG3方家溝0.720.86左鋼筋砼管1/1001667.1106100123030GG4堿灘溝0.650.78左鋼筋砼管1/1001621.196100123030GG5下李堡0.530.64左鋼筋砼管1/1001710.89380123030GG6王套0.220.26右鋼筋砼管1/1001715.79680123030GG7喬花臺0.330.39右鋼筋砼管1/1001711.310880123030GG8黑馬圈溝0.620.75右鋼筋砼管1/1001671.312880123030GG9楊河0.340.41右鋼筋砼管1/1001627.69180123030GG10王家溝0.360.44右鋼筋砼管1/1001631.312880123030GG11長兒灣0.390.46右鋼筋砼管1/1001733.810380123030GG12南灣0.290.35左鋼筋砼管1/1001733.59980123030GG13蒲家川0.760.91左鋼筋砼管1/1001785.6121100123030GG14黨家溝0.220.26左鋼筋砼管1/1001804.010480123030GG15大李灣0.390.46右鋼筋砼管1/1001780.3108801230304、明渠、陡坡、消力池及尾水水渠設計（1）、明渠設計涵洞出水口采用明渠連接，使水流比較平順的進手陡坡。明渠水力計算采用明渠均勻流公式，根據地形地質情況，明渠坡比為1/100，明渠寬采用明渠均勻流公式計算，明渠長根據實際地形確定。（2）陡坡設計明渠出口一般都高于河床，采用陡坡銜接消能，以保證槽內的水流比較平穩(wěn)。陡坡擬采用明渠式陡坡，陡坡在平面布置上宜采用直線、對稱布置，采用矩形斷面，用混凝土襯砌，坡度根據地形采用1：3.0—1：1.5。陡坡水力計算，主要是計算水面曲線，以便確定邊墻或襯砌厚度。1）陡坡水力計算a、臨界水深矩形斷面臨界水深按下式計算：式中：—臨界水深，m；α—流速分布不均勻系數，可取1.1；q—陡坡單寬流量，m3/（s.m）；g—重力加速度，可取9.81m/s2。b、正常水深正常水深按明渠均勻流公式計算：式中：Q—陡坡最大泄洪流量，m3/s；ω—斷面過水面積，m2，對于矩形形ω=bh0；b—陡坡底寬，m；h0—正常水深，m；C—謝才系數，；R—斷面的水力半徑，m，為過水斷面面積與濕周的比值，R=ω/χ；χ—濕周，即過水斷面內水流與臥管接觸線的長度，m，矩形斷面；i—比降，比降視其地形地質條件，一般為1/3—1/5；n—糙率，0.017。c、水面曲線計算陡坡降水曲線隨它本身長度和陡坡長度的不同，產生兩種情況：一種是降水曲線長度小于陡坡長度，即降水曲線在陡坡中途結束，水深在此以下逐漸接近等速流，陡坡末端水等于正常水深；另一種是降水曲線大于陡坡長度，陡坡末端水深按明渠慚變流公式計算。陡坡水面曲線采用逐段累計法計算，這種方法首先假定第一斷面（即陡坡起始斷面）水深為臨界水深，然后向下按遞減假定第二、第三¨¨¨直至末端段面水深，用下式求出相鄰兩段面間的斜距，最后把計算的斜距累加，與陡坡長比較。式中：h1—斷面1的水深，m；V1—斷面1的平均流速，m/s；α1—斷面1流速不均勻系數；g—重力加速度，可取9.81m/s2；h2—斷面2的水深，m；V2—斷面2的平均流速，m/s；α2—斷面2流速不均勻系數；△L—1、2兩斷面間距離，m；i—陡坡坡度；J—平均水面比降，任意斷面的水面坡降按下式計算：2)、陡坡砌護側墻高度確定應按計算的水深加一定的超高，砼護面超高采用0.3—0.5m。如陡坡流速超過10m/s時，應考慮摻氣后增加的水深，按下式計算：式中：h—不摻氣時的水深，m；V—斷面平均流速，m/s；△h摻氣—摻氣后增加的水深，m。陡坡上的流速由上而下逐漸加大，摻氣高度應分段計算。3)、陡坡結構設計a、陡坡底板襯砌土基上的襯砌，當流速大于5—8m/s時，應用砼襯砌，砼厚度0.3—0.5cm，并要求砼具有較高的抗磨蝕能力。順水流方向每隔5—8m應做一沉陷縫，遇地基變化時，應增設沉陷縫。泄槽基礎每隔10—15m應做一道齒墻，可取深0.8m、寬0.4m。b、陡坡底板的穩(wěn)定性陡坡中的水流速度較高，襯砌底板可能產生震動，故底板應有足夠的厚度，可按下式校核：式中：t—底板厚度，m；h—陡槽末端水深，m；V—陡坡末端流速，m/s；α—地基條件系數，粘土為0.8—1.0；砂土為1.5—2.0。(3)消力池設計1）消力池水力計算陡坡中的急流過渡到尾水渠的緩流，水流狀態(tài)急劇變化，將使下游河床遭受沖刷破壞，可設消力池，以促使在陡坡末端產生水躍，集中消能，達到保護河床的目的。消力池的水力計算，主要確定池深和池長，可按下式計算：d=1.1h2-h式中：d—消力池深，m；h2—第二共軛水深，m；h—下游水深，m；h2—陡坡末端水深，m；α—流速不均勻系數，可取，1.0~1.1；其它符號意義同前。消力池長度按下式計算：L2=（3~5）h2式中：L2—消力池長，m；其它符號意義同前。2）消力池結構設計a、消力池側墻結構設計消力池側墻按重力式擋土墻結構設計。b、消力池底板結構設計消力池底板的首端設置力排排水孔，使首端滲透壓力水頭顯著減小，以增加底板的抗浮穩(wěn)定性。消力池首端齒墻，應量修的深一些，一般不小于1.0—1.5m，以消滲壓水頭，且增加底板重量，有利于抗浮，鋼筋砼底板厚度0.3—0.5m。(4)尾水渠設計經過消力池消能后的水流在進入下游溝道仍有一定的能量，為了不致沖刷下游溝床，采用尾水渠將水流平順的過渡到下游溝床，尾水渠的水力計算采用明渠均勻流公式，寬度同消力池，長度根據地形條件布設。根據以上計算，確定各壩明渠、陡坡、消力池及尾水渠結構尺寸見表6-12。編號壩名明渠陡坡消力池出口連接段斷面建筑類型長度斷面建筑類型長度斷面建筑類型長度斷面建筑類型長度mmmmmmmmGG1財溝灣0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石140.8×0.8鋼筋砼/漿砌石40.90.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG2大壩溝0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石140.8×0.8鋼筋砼/漿砌石32.90.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG3方家溝1.0×1.0鋼筋砼/漿砌石201.0×1.0鋼筋砼/漿砌石39.41.0×2.0鋼筋砼/漿砌石7.51.0×1.0鋼筋砼/漿砌石6GG4堿灘溝1.0×1.0鋼筋砼/漿砌石201.0×1.0鋼筋砼/漿砌石31.41.0×2.0鋼筋砼/漿砌石7.51.0×1.0鋼筋砼/漿砌石6GG5下李堡0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石140.8×0.8鋼筋砼/漿砌石31.00.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG6王套0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石140.8×0.8鋼筋砼/漿砌石31.40.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG7喬花臺0.8×1.2鋼筋砼/漿砌石140.8×0.8鋼筋砼/漿砌石39.90.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG8黑馬圈溝1.0×1.0鋼筋砼/漿砌石201.0×1.0鋼筋砼/漿砌石45.91.0×2.0鋼筋砼/漿砌石7.51.0×1.0鋼筋砼/漿砌石6GG9楊河0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石160.8×0.8鋼筋砼/漿砌石34.90.8×1.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG10王家溝0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石160.8×0.8鋼筋砼/漿砌石45.90.8×0.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG11長兒灣0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石160.8×0.8鋼筋砼/漿砌石38.40.8×0.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG12南灣0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石160.8×0.8鋼筋砼/漿砌石37.40.8×0.6鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG13蒲家川1.0×1.0鋼筋砼/漿砌石201.0×1.0鋼筋砼/漿砌石43.91.0×2.0鋼筋砼/漿砌石7.51.0×1.0鋼筋砼/漿砌石6GG14黨家溝0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石100.8×0.8鋼筋砼/漿砌石38.90.8×0.8鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石4GG15大李灣0.8×0.8鋼筋砼/漿砌石100.8×0.8鋼筋砼/漿砌石39.90.6×1.2鋼筋砼/漿砌石1.50.8×0.8鋼筋砼/漿砌石46—12楊河小流域壩系工程骨干壩明渠、陡坡、消力池、尾水渠結構尺寸表PAGEPAGE831.1.2.3工程量計算1、壩體土方量計算壩體土方量包括基礎土方開挖、坡面土方開挖，結合槽、放水建筑物、泄洪建筑物土方開挖等。壩體土方量采用“橫斷面法”計算。2、砼方量及石方量計算砼方量主要是放水工程臥管、消力池、明渠、陡坡及消力池現澆和涵管預制所構成。砼方量及石方量分別按照建筑物的幾何輪廓尺寸，即建筑物標準斷面乘以長度進行計算。楊河小流域壩系骨干壩工程量計算結果見表6—13。表6—13楊河小流域骨干壩工程量計算結果表編號工程名稱工程量合計土方石方砼及鋼筋砼（萬m3)（萬m3)（m3)（m3)GG1財溝灣15.6715.64208.37164.21GG2大壩溝7.637.60191.75132.76GG3方家溝10.7310.70202.24149.32GG4堿灘溝13.1813.14232.64139.63GG5下李堡8.368.33214.38142.85GG6王套10.7410.71195.40147.25GG7喬花臺14.9714.92262.50159.57GG8黑馬圈溝21.8021.76243.61160.69GG9楊河12.5612.53247.78127.93GG10王家溝12.4512.41232.04163.10GG11長兒灣14.0013.97198.67155.89GG12南灣11.1111.08189.17152.06GG13蒲家川21.0220.98218.59164.66GG14黨家溝13.0313.00197.74152.16GG15大李灣13.8013.77231.72151.26小計201.07200.523271.582268.341.1.3中小型淤地壩設計1、中小型淤地壩設計方法按照骨干壩單壩技術指標確定的方法和步驟，分別確定中小型淤地壩的主要工程結構（壩體、放水工程）、設計指標、工程興利指標和建筑物尺寸，按照擴大初步設計的要求，進行必要的典型設計。2、中小型淤地壩典型設計（1）、典型壩的選擇根椐中小型淤地壩的控制范圍，結合流域洪水、泥沙特點，對其進行分級，分別選取李堡中型淤地壩和牛圈灣小型淤地壩為典型淤地壩進行設計。李堡中型淤地壩位于流域上游Ⅰ41支溝中，壩址溝道呈V型，能夠代表上游溝道的一般特征。小型淤地壩多布置在一級支溝的上游，所以選擇牛圈灣小型淤地壩能夠代表其特征。具體設計見附件《李堡中型淤地壩工程擴大初步設計》和《牛圈灣小型淤地壩工程擴大初步設計》。（2）、中型淤地壩典型設計1）、基本概況李堡中型淤地壩流域上游Ⅰ41溝道上游，官廳鄉(xiāng)劉店村境內，控制面積2.47平方公里，壩址上游溝道較寬，溝底坡度較緩，溝床比降4/100，壩址斷面呈“V”型，土壩布置在切溝中。2）、工程設計該工程由壩體和放水建筑物（臥管）兩大件組成，臥管布設在左岸，確定總壩高為19.5m，壩頂寬4m，內外坡比1:2.5/1:2.0，壩頂長71m，涵臥管斷面尺寸詳見李堡中型淤地壩典型設計。3）、投資及技經指標工程總投資50.14萬元，總庫容25.42萬m3，攔泥庫容9.51萬m3，滯洪庫容15.91萬m3，淤地面積1.8hm2。詳見附件2—2：《楊河小流域壩系工程李堡中型壩典型工程設計報告》。（3）、小型淤地壩典型設計（1）基本概況小牛圈灣小型淤地壩位于流域上游Ⅱ22溝道中，壩控面積為0.76km2。壩址地形呈“V”型，土壩布置在壕掌地上，溝道平均比降3/100，兩岸為黃土覆蓋。（2）工程設計該工程為均質土壩，壩體采用碾壓方式填筑，根據《規(guī)范》及計算結果，確定壩高10.5m，壩頂長90m，壩頂寬3m，壩體內外坡比內外坡比1:2.0/1:1.5，放水涵管尺寸詳見牛圈灣小型淤地壩典型設計。（3）投資及技經指標工程總投資14.06萬元，總庫容5.51萬m3，滯洪庫容4.04萬m3，攔泥庫容1.46萬m3，淤地面積0.8hm2。詳見附件2—3：《楊河小流域壩系系工程李堡中型壩典型工程設計報告》。3、其它中小型淤地壩技術指標確定中型淤地壩主要技術經濟指標確定方法與骨干壩相同。小型淤地壩主要技術經濟指標由1/10000地形圖量算和典型壩推算相結合的辦法確定。流域中小型淤地壩設主要技術指標和尺寸指標見表6-14、6-15、6-16、6-17、6-18、6-19、6-20、6-21。附表6—14楊河小流域中小型淤地壩壩高計算表序號編號壩名溝底高程(m)淤泥面高程(m)校核洪水位(m)安全超高(m)壩頂高程(m)壩高(m)1ZX1清水溝1712.001719.501724.501.001725.5013.502ZX2李堡1725.001737.101743.101.401744.5019.503ZX3穆家臺1775.001784.301789.501.001790.5015.504ZX4牛圈灣1779.001881.601790.601.401792.0013.005ZX5上石頭溝1795.001803.201801.801.201808.0013.006ZX6下石頭溝1775.001782.401784.801.201781.0011.007XX1菜子溝1800.001801.001809.301.201810.5010.508XX2套子灣1#1805.001810.701814.201.301815.5010.509XX3套子灣2#1805.001809.101812.501.001813.508.5010XX4小牛圈灣1800.001801.101809.501.001810.5010.5011XX5學壕1790.001791.601800.401.101801.5011.5012XX6蔡川1＃1865.001869.201872.401.101873.508.5013XX7蔡川2＃1842.001848.801852.701.301854.0012.00表6-15楊河小流域中小型淤地壩壩體結構尺寸表編號壩名壩高頂寬項長鋪底寬上游坡比下游坡比第一馬道高第二馬道高馬道寬ZX1清水溝13.5466582.002.00ZX2李堡19.547193.252.502.0/2.09.50ZX3穆家臺15.5494662.002.00ZX4牛圈灣134147562.002.00ZX5上石頭溝134119562.002.00ZX6下石頭溝114106482.002.00XX1菜子溝10.538739.752.001.50XX2套子灣1#10.536839.752.001.50XX3套子灣2#8.538632.752.001.50XX4小牛圈灣10.539039.752.001.50XX5學壕11.534543.252.001.50XX6蔡川1＃8.535332.752.001.50XX7蔡川2＃12367452.001.50表6—16原州區(qū)楊河小流域中型淤地壩技術指標表序號編號壩名所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)所屬行政村壩型控制面積（km2)壩高(m)庫容(萬m3)淤地面積（hm2)設計標準工程結構工程量投工(萬工日)總投資(萬元)施工方法建壩時間總攔泥滯洪設計（％）校核（％）土方(萬m3)石方(m3)砼(m3)1ZX1財溝灣官廳劉店黃土均質1.0213.510.503.931.571.0352涵臥2.1837.8549.64碾壓20072ZX2李堡官廳劉店黃土均質2.4719.525.429.5115.911.852涵臥4.3550.4564.28碾壓20073ZX3穆家臺官廳官廳黃土均質1.4415.514.825.549.271.7152涵臥442.0554.52碾壓20084ZX4牛圈灣官廳官廳黃土均質1.221312.554.707.861.252涵臥4.5331.848.42碾壓20095ZX5上石頭溝官廳官廳黃土均質1.331313.695.128.571.7252涵臥3.0131.848.42碾壓20106ZX6下石頭溝官廳官廳黃土均質1.001110.293.851.44252涵臥2.1632.645.22碾壓2010合計8.4887.2632.6554.619.4620.23231.55310.5表6—17原州區(qū)楊河小流域小型淤地壩技術指標表序號編號壩名所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)所屬行政村壩型控制面積（km2)壩高(m)庫容(萬m3)淤地面積（hm2)工程量投工(萬工日)總投資(萬元)施工方法建壩時間總攔泥滯洪土方1XX1菜子溝官廳官廳均質土壩0.8010.55.801.544.2611.38碾壓20072XX2套子灣1#官廳官廳均質土壩0.3610.52.610.691.920.80.98碾壓20073XX3套子灣2#官廳官廳均質土壩0.438.53.120.832.290.50.97碾壓20084XX4小牛圈灣官廳官廳均質土壩0.7610.55.511.464.040.81.45碾壓20085XX5學壕官廳官廳均質土壩0.6511.54.711.253.460.60.85碾壓20096XX6蔡川1＃寨科蔡川均質土壩0.308.52.170.581.600.40.69碾壓20097XX7蔡川2＃寨科蔡川均質土壩0.55123.981.062.930.421.34碾壓2010合計3.8527.897.4120.484.527.66表6—18楊河小流域中型淤地壩工程臥管結構尺寸表編號工程名稱設計洪水總量(萬m3)放水加大設置建筑臥管流量流量位置類型斷面尺寸側墻基礎尺寸(cm)(m3/s)(m3/s)坡度頂部高程（m）底部高程長度臺高放水孔數臺階數孔徑寬×高側墻寬基礎厚蓋板厚搭接長(m)(m)(cm)(臺)(cm)(cm)ZX1清水溝4.510.070.09右鋼筋砼1/31725.11711.525.840二臺單孔213060×6020302010ZX2李堡10.920.180.22右鋼筋砼1/31743.71731.531.640二臺單孔303060×6020302010ZX3穆家臺1.360.110.13左鋼筋砼1/31790.11780.229.840二臺單孔253060×6020302010ZX4牛圈灣5.390.090.11右鋼筋砼1/31791.21783.323.640二臺單孔203060×6020302010ZX5上石頭溝5.880.100.12右鋼筋砼1/31807.41799.324.240二臺單孔203060×6020302010ZX6下石頭溝4.420.070.09右鋼筋砼1/31785.41778.720.240二臺單孔173060×6020302010表6—19楊河小流域中型淤地壩工程臥管末端消力井結構尺寸表編號工程名稱放水流量加大流量設置建筑消力井側墻基礎尺寸(cm)(m3/s)(m3/s)位置類型高程(m)長度(cm)寬度(cm)井深(cm)側墻寬基礎厚蓋板厚搭接長ZX1清水溝0.070.09右鋼筋砼1711.52.51.01.520302030ZX2李堡0.180.22右鋼筋砼1731.52.51.01.520302030ZX3穆家臺0.110.13左鋼筋砼1780.22.51.01.520302030ZX4牛圈灣0.090.11右鋼筋砼1783.32.51.01.520302030ZX5上石頭溝0.100.12右鋼筋砼1799.32.51.01.520302030ZX6下石頭溝0.070.09右鋼筋砼1778.72.51.01.520302030表6—20楊河小流域中型淤地壩工程涵洞結構尺寸表編號工程名稱放水流量(m3/s)加大流量(m3/s)設置位置建筑類型涵洞斷面尺寸涵管管墊基礎尺寸(cm)坡度高程(m)長度(m)直徑(cm)管壁(cm)管墊厚座墊肩寬ZX1清水溝0.070.09右鋼筋砼管1/1001715.34560103030ZX2李堡0.180.22右鋼筋砼管1/1001730.36160103030ZX3穆家臺0.110.13左鋼筋砼管1/1001779.05060103030ZX4牛圈灣0.090.11右鋼筋砼管1/1001782X5上石頭溝0.100.12右鋼筋砼管1/1001798X6下石頭溝0.070.09右鋼筋砼管1/1001777.53860103030表6—21楊河小流域中型淤地壩工程明渠、陡坡、消力池結構尺寸表ZX1清水溝0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.6×0.6鋼筋砼/漿砌石21.90.6×1.2鋼筋砼/漿砌石5.00.6×0.6鋼筋砼/漿砌石3ZX2李堡0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.6×0.6鋼筋砼/漿砌石27.90.6×1.2鋼筋砼/漿砌石5.00.6×0.6鋼筋砼/漿砌石3ZX3穆家臺0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.6×0.6鋼筋砼/漿砌石23.90.6×1.2鋼筋砼/漿砌石5.00.6×0.6鋼筋砼/漿砌石3ZX4牛圈灣0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.6×0.6鋼筋砼/漿砌石21.40.6×1.2鋼筋砼/漿砌石5.00.6×0.6鋼筋砼/漿砌石3ZX5上石頭溝0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.6×0.6鋼筋砼/漿砌石21.40.6×1.2鋼筋砼/漿砌石5.00.6×0.6鋼筋砼/漿砌石3ZX6下石頭溝0.6×0.6鋼筋砼/漿砌石100.