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闲和庄娱乐_bbin真人视讯-【VIP通道】:印发甘肃省闲和庄娱乐:黑河城区段西河生态治理规划的通知

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索引号
620700004/2019-00070
文号
张政办发〔2019〕12号
关键词
发布机构
市政府办
公开形式
责任部门
生成日期
2019-03-14 16:49:00
是否有效

张政办发〔201912


闲和庄娱乐:人民政府办公室

关于印发甘肃省闲和庄娱乐:黑河

城区段西河生态治理规划的通知


甘州区人民政府,市政府有关部门,市直及省属驻张有关单位:

《甘肃省闲和庄娱乐:黑河城区段西河生态治理规划》已经市政府第45次常务会议研究同意,现印发你们,请认真贯彻执行。


                                                                                                     闲和庄娱乐:人民政府办公室

                                                                                                            2019214


甘肃省闲和庄娱乐:

黑河城区段西河生态治理规划


1 基本资料

1.1 社会经济

甘州区位于千里河西走廊腹地、古“丝绸之路”南北两线和“居延古道”交汇点上,南枕bbin真人视讯:,北依合黎、龙首二山,全国第二大内陆河——黑河横穿全境,形成了闻名遐迩的张掖绿洲,素有“塞上江南”之美誉。全区东西长65公里,南北宽98公里,总面积达3661平方公里,2016年年末全区常住人口51.58万人,城镇化人口25.19万人,有耕地面积95.35万亩,是典型的绿洲农业和大型灌溉农业区,具有丰富的矿产、土地、水利、光热和劳动力资源,有30多种矿藏,其中煤、铁、石灰石、芒销等储量过亿吨。已探明的金属非金属资源有煤、石膏、粘土、砖石、铜、铁、锌、钨等,累计储量居全省之首。

甘州区由黑河水灌溉,地势平坦,土壤肥沃,物产丰饶,全区立足绿洲现代农业示范园和国家农业改革示范区建设,围绕制种玉米、高原夏菜、中药材、肉牛、奶牛等特色优势产业,建成农业产业化基地面积86万亩,2016年全年粮食作物面积78.37万亩,制种玉米64.35万亩;油料种植面积1.17万亩;蔬菜种植面积12.76万亩,全年粮食总产量45.18万吨,是全国重点商品粮基地县(区)和全国“西菜东运”五大基地之一,是全国最大的县级玉米种子生产基地,被国内外专家称之为“天然玉米种子生产王国”。土特产品有圆葱、苹果梨、乌江米、红枣、发菜等。

2017年全年实现生产总值173.94亿元,比上年增长4.7%。其中,第一产业增加值34.04亿元,增长4.7%;第二产业增加值38.47亿元,下降1.2%;第三产业增加值101.43亿元,增长7.4%。按常住人口计算,2017年全区人均生产总值33671元,比上年增长2.7%。三次产业结构由上年的22.2:23.1:54.7调整为19.6:22.1:58.3,与上年相比,第一、二产业所占比重分别下降2.61个百分点,第三产业所占比重上升3.6个百分点。全年完成大口径财政收入27.9亿元,比上年增长13.36%。其中:税收收入15.9亿元,增长1.83%;非税收入4.78亿元,增长25.62%;政府性基金收入7.22亿元,增长39.03%。公共财政预算收入8.84亿元,比上年增长13.4%。财政预算总支出52.05亿元,比上年增长15.67%;公共财政预算支出43.02亿元,比上年增长9.3%。多年来农业生产条件的不断改善和科学技术的应用推广,使bbin真人视讯:农业发展不断跨上新的台阶,立足新经济发展,着力培育新产业新动能,经济运行稳中有进,社会保持安定和谐,民生福祉进一步改善,全面建成小康社会基础进一步夯实。


1.2 水文、气象

1.2.1 流域概况

黑河是我国西北地区第二大内陆河,发源于青藏高原北部的bbin真人视讯:中段,流经青海、甘肃、内蒙古三省(区)。流域南以bbin真人视讯:为界,北与蒙古人民共和国接壤,东西分别与石羊河、疏勒河流域相邻,范围介于东径96°40′102°04′,北纬37°45′42°40′之间。涉及青海、甘肃、内蒙古三省(自治区),流经青海省的祁连县,甘肃省的肃南、山丹、民乐、甘州、临泽、高台、金塔县(区)和内蒙古自治区的额济纳旗。东起山丹县境内的大黄山与石羊河流域接壤,西部以嘉峪关境内的黑山为界与疏勒河流域相邻,南起青海祁连县境内的bbin真人视讯:南北分水岭,北至中蒙边境,流域总面积14.3km2

黑河流域有大小河流35条,按照地表水力联系及尾闾归宿可分为东、中、西三个相对独立的子水系。其中西部子水系包括讨赖河、洪水河等,归宿于金塔盆地,流域面积2.1km2;中部子水系包括马营河、丰乐河等,归宿于高台盐池-明花盆地,流域面积0.6km2;东部子水系即黑河干流水系,包括黑河干流、梨园河及20多条沿山小支流,流域面积11.6km2

黑河流域垂直地带地貌景观十分鲜明,南部为bbin真人视讯:地,中部为走廊平原,北部为北山山地和阿拉善高原。包函了高山冰雪带、草原森林带、平原绿洲带及戈壁荒漠带等不同的水文地貌单元。地势西高东低,南高北低。bbin真人视讯:山体海拔高程大致在25004000m之间,4000m以上发育着现代冰川,最高峰团结峰海拔5826.6m。走廊平原海拔10001500m;北部阿拉善高原海拔15002000m

黑河干流发源于青海省祁连县,从bbin真人视讯:发源地到尾闾居延海,全长约928km,其中莺落峡以上为上游,河道长313km,流域面积1km2,河床平均比降1%,天然落差约3000m,是黑河流域的产流区。黑河上游地势高峻,气候严寒湿润,现代冰川发育,河道为峡谷型河道,山高谷深、水流湍急。

上游又分东西两岔,西岔野牛沟发源于海拔4145m的铁里干山主峰南坡,自北西向南东流经约190km至祁连县黄藏寺村;东岔八宝河发源于祁连县俄博滩东的景阳岭,海拔4200m,自东向西北流经100km至黄藏寺村。东西两岔在黄藏寺村汇合后,折向北流经90km至莺落峡称甘州河,出山后进入张掖盆地称黑河。

莺落峡至正义峡为中游,河道长204km,流域面积2.56km2,河床比降1/5001/1000。黑河流至闲和庄娱乐:西北10Km处,纳山丹河,折向西北流,在鸭暖野沟湾汇入梨园河流于正义峡。中游地区绿洲、荒漠、戈壁、沙漠断续分布,地势平坦,是河西走廊的重要组成部分,这里光热资源充足,昼夜温差大,是甘肃省重要的农业灌溉区。中游为黑河径流的利用区,该河段河道的突出特点表现为地表水、地下水的多次转换和重复利用,在地表水、地下水多次转换重复次利用的同时,也增加了水资源的无效损失。

正义峡以下为下游,河道长411km,流域面积8.04km2。穿越北山,流经金塔鼎新盆地,改称额济纳河(古弱水),向北流注入内蒙古额济纳旗境内的居延海。下游为阿拉善高平原,属于马鬃山至阿拉善台块的戈壁沙漠地带,地势开阔平坦,气候非常干燥,植被稀疏,是戈壁沙漠围绕天然绿洲的边境地区。

本次规划段为黑河甘州区城区段西河(西河分洪溢流堰至省道213、连霍高速至国道312线段),位于莺落峡水文站至高崖水文站之间,距莺落峡水文站21.0km,距离高崖水文站35.0km起始位置为分洪堰(黑西0+000),末端为国道312线(黑西12+500)(省道213至连霍高速段除外),全长10.5km规划段首端断面以上流域面积为16270 km2工程区地势西南高而东北低,向东北方向倾斜,海拔高程15501452m,黑河河床宽浅,宽1501000m不等,河道平均纵坡8.16‰规划段河道为河漫滩,主河呈发散状。


1.2.2 气象

根据闲和庄娱乐:气象站1971年~2009年气象要素统计,年平均气温为7.8℃1月平均气温最低,为-9.1℃7月平均气温最高,为22.3℃,全年极端最低气温为-28.2℃,极端最高气温为39.8℃,多年平均降水量为132.6mm,降水量年际变化大,年内分配不均,降水量年内主要集中在6月~9月,占全年降水量的74%,多年平均蒸发量为1796.7mm,多年平均风速为1.9m/s,历年汛期最大风速平均值为14.9m/s,最大冻土深120cm。闲和庄娱乐:气象站气象要素统计表见表1-1

1-1


闲和庄娱乐:气象站气象要素特性统计表

月 份

项 目

单位

月                                份

平均

(全年)

一月

二月

三月

四月

五月

六月

七月

八月

九月

十月

十一月

十二月


历年平均降雨量

mm

2.1

1.4

4.1

5.3

14.1

20.8

28.7

27.2

19.6

5.8

1.8

1.7

132.6

历年平均蒸发量

mm

34.6

59.8

128.4

223.9

236.2

253.1

255.8

226.5

156.7

127.1

59.7

34.9

1796.7

历年平均气温

-9.1

-4.4

2.6

10.4

16.2

20.3

22.3

20.7

15.0

7.3

-0.6

-7.3

7.8

历年极端最高气温

18.4

24.2

26.2

33.1

34.7

36.7

39.8

37.5

34.5

30.3

22.3

19.6

39.8

历年极端最低气温

-28.1

-27.5

-18.8

-8.0

-4.5

4.1

6.7

4.5

-1.1

-12.7

-19.3

-28.2

-28.2

历年平均相对湿度

%

54.3

45.2

43.0

37.8

42.6

49.3

54.5

56.8

61.1

58.7

57.9

58.2

51.6

历年最大冻土深

cm

108.0

120.0

96.0

65.0







23.0

107.0

120.0

历年各月平均风速

m/s

1.5

1.8

2.2

2.5

2.2

1.9

1.9

1.8

1.6

1.5

1.7

1.6

1.9

历年各月最大风速

m/s

12.7

12.3

16.0

15.3

17.3

17.0

16.0

13.3

13.3

12.3

16.0

13.0

17.3

相应风向


NNW

NNW

NW

WNW

NNW

WNW

WNW

WNW

NNW

NNW

NW

NNW

NNW

1.2.3 径流

1.2.3.1 基本测站情况

黑河干流中游段莺落峡至正义峡204km河道,先后设有水文站3处,是本工程水文分析的主要依据资料,所用资料至2009年。其中,莺落峡站1954年以后的月、年资料较完整;正义峡站1957年以后的月、年资料较完整。高崖站建站晚,但测验条件较好,资料较完整,历年资料均经过上、下游站对照及整编。基本资料情况详见表1-2

鉴于《黑河正义峡水利枢纽项目建议书》已由天津院完成,本次不再对其基本资料进行复核。本次重点对资料系列较长的莺落峡水文站的实测资料,委托甘肃省水文水资源勘测局对其进行了复核。


1-1 黑河莺落峡站与高崖站年平均流量相关图


1-2        黑河水系水文测站一览表

  • 河  名

    站  名

    集水面积

    (km2)

    设站时间

    测验项目

    黑  河

    莺落峡

    10009

    1943.10至今

    水位、流量、输沙率、泥沙级配、降水

    黑  河

    高 崖

    25096

    1977.1至今

    水位、流量、输沙率、泥沙级配、降水

    黑  河

    正义峡

    35634

    1943.9至今

    水位、流量、输沙率、泥沙级配、降水、蒸发


  • 1.2.3.2径流特性

    黑河干流径流主要由降雨及南部bbin真人视讯:区冰雪融水形成,主要来源于莺落峡出山口以上山区,具有年内分配不均、年际变化相对平缓的特点。一般规律是:从4月开始,随着气温的升高,流域积雪融化和河网储冰解冻,流量逐渐增大,至5月份形成春汛,4月~5月径流量约占年总量的11.7﹪,这一时节正值农田苗水春灌时期。69月期间,是流域降水较多而且集中的时期,也是河流发生洪水的时期,径流主要由降水补给,其量占年总量的67.6%,其中78月份径流量占年总量的40.5%,全年最大洪水即发生在此时期内;1011月为洪水退水期,径流量呈下降趋势,其量约占年径流量的11.0%12月至翌年3月为枯水期,径流主要靠地下水补给,全年最小流量即出现在12月下旬至翌年2月上旬,其量约占年总量的9.7%

    1.2.3.3设计径流

    一、高崖站缺测资料插补延长

    高崖站1945年~1976年无实测流量资料,本次采用与莺落峡同期径流相关关系进行插补。

    两站点群关系密集,相关性较好,相关关系r=0.95

    二、年径流频率计算

    本次主要对高崖站径流系列进行相关插补延长,经插补延长得各站实测及延长的径流系列为19452009年。通过对黑河莺落峡、高崖站1945200965年径流系列进行频率分析计算,求得各站设计年径流及参数,成果见表1-3


    1-3  黑河干流莺落峡、高崖站设计年径流成果表

    站名

    m3/s

    W

    (亿m3

    Cv

    Cs/Cv

    不同保证率(%)设计值(m3/s

    50

    75

    莺落峡

    51.6

    16.3

    0.16

    2.0

    51.1

    45.9

    高 崖

    33.0

    10.4

    0.25

    2.0

    32.1

    27.1


    1-4        黑河各测站年径流统计参数表

    名称

    流域面积(km2)

    均值

    Cv

    Cs/Cv

    资料年限

    祁 连

    2452

    14.1

    0.16

    2

    1944-2002

    扎马什克

    4589

    22.7

    0.16

    2

    1944-2002

    祁连+扎马什克

    7041

    36.6

    0.16

    2

    1944-2002

    莺落峡

    10009

    51.6

    0.16

    2

    1945-2009

    莺落峡

    10009

    《黑河流域近期治理规划》和黄河勘测规划设计有限公司“黄藏寺枢纽”项目建议书阶段年径流成果:莺落峡站多年平均径流量15.8亿m3,年平均流量50.1m3/s

    高 崖

    25096

    10.4

    0.25

    2

    1945-2009

    正义峡

    35634

    10.2

    0.26

    2

    1945-2009

    三、设计年径流成果合理性分析

    为了进行设计年径流成果的合理性分析,对黑河上游河段水文站各测站的年径流分析计算的频率统计参数进行复核,成果见表1-4

    由表1-4可以看出,黑河各水文站年平均流量与集水面积之间有较好的线性关系,均值随着流域面积的增加而加大,年径流变差系数Cv至沿程无变化,是符合参数的地区分布规律的,径流分析成果与《黑河流域近期治理规划》和黄河勘测规划设计有限公司“黄藏寺枢纽”项目建议书阶段年径流成果:莺落峡站多年平均径流量15.8亿m3相比略偏大。偏大的原因主要是近十年径流处于丰水期,年径流大于18亿m3的年份就有6年,2009年达到最大21.3亿m3。因此,说明径流分析成果是合理的。为了与《黑河流域近期治理规划》及“黄藏寺枢纽”项目建议书阶段年径流成果相一致,黑河莺落峡站年径流取为15.8亿m3


    1.2.3.4 治理河段年径流

    治理河段位于莺落峡站与高崖站之间,两站相距约56km,治理段距莺落峡站21km,区间无径流加入。由于黑河的特殊性,地表水和地下水转换频繁,上游灌区引水造成治理段年径流锐减。由于河床比降变缓,上游灌区灌溉回归水和河道渗漏水大量补给河道,地下水在乌江乡一代以泉水形式溢出,河道地表水开始逐渐增加。因此,治理河段年径流量按莺落峡站年径流扣除区间灌溉期引水量求得。

    1)灌溉期

    综合分析近几年黑河中游灌区灌溉进度,确定多年平均情况下黑河中游灌区灌溉历时为:321日~1110日间。

    治理段至莺落峡出山口之间引水干渠有西洞干渠、龙洞干渠、马子干渠、东总干渠、西总干渠,各引水干渠控制灌溉面积及引水流量见表15


    15     各干渠控制灌溉面积及引水流量表

    渠系

    灌溉面积

    (万亩)

    设计流量

    m3/s

    加大流量

    m3/s

    西洞干渠

    2.5

    2.0

    2.5

    龙洞干渠

    6.0

    4.8

    6.1

    大满干渠

    30.2

    18.0

    21.0

    盈科干渠

    22.5

    13.8

    18.0

    马子干渠

    4.1


    4.5

    西总干

    68.3

    36.0

    40.0

    合计

    130.6


    92.1

    2)调水期

    受黑河来水年际变化显著的影响,黑河历年调水历时或前或后、或长或短有所不同。综合分析20032008年的黑河来水及调水和均水情况,最终确定多年平均情况下黑河调水历时为:710日~720日(11天)、89日~824日(16天)、98日~926日(49天),大均水历时为:527日~529日(3天),小均水历时为:421日~424日(4天),总计调水及均水历时83天。调水期,黑河干流全线闭口,莺落峡来水全部下泄至下游河道;大均水期黑河下泄来水的80%;小均水期黑河下泄来水的50%。

    3)非灌溉期

    非灌溉期为1111日至翌年320日,莺落峡来水全部下泄至下游河道,期间无水量消耗。

    4)分洪堰断面年径流计算

    根据莺落峡站实测资料分析,选择P=50%的典型年1980年进行逐日计算,灌溉期间来水大于灌溉引水量的,扣除灌溉引水量后,剩余水量泄入下游;来水小于灌溉引水量的,全部引入灌溉。调水期间、大、小均水和非灌溉期河道来水全部泄入下游。经计算,分洪堰断面P=50%的年径流8.67亿m3


    1.2.4 泥沙

    根据莺落峡站1957年~2009年实测泥沙资料统计分析:输沙量年际变化大,年内分配不均,汛期水量(6月~9月)占年水量的68.1%,汛期沙量占年沙量的94.9%,说明黑河的沙量主要集中在汛期,特别是汛期的几场大洪水。据统计,莺落峡站多年平均悬移质输沙量233.7t,年平均含沙量1.46kg/m3;高崖站多年平均输沙量为167t,多年平均含沙量为1.57kg/m3,最大断面含沙量为69.1kg/m3,为多年平均含沙量的45倍,而3-11月输沙量为161.6t,占全年沙量的96.8%,平均含沙量为2.09kg/m36-9月平均含沙量2.81kg/m3。中值粒径d500.039mm。正义峡站多年平均悬移质输沙量178.8t,年平均含沙量1.81kg/m3。莺落峡水文站无实测推移质泥沙资料,推移质输沙量根据比例法估算,山区河流推移质按悬移质输沙量的15%考虑,则莺落峡站多年平均推移质沙量为35.1t。据实地调研,为了开发利用黑河上游的水能资源,莺落峡以上已建有龙首、西流水、小孤山、大孤山、二龙山、三道湾等电站,电站建成生效后,莺落峡以上的推移质将被拦截,推移质量也将减少。高崖站和正义峡站处于平原河流上,因此,推移质输沙量按悬移质输沙量的10%考虑。

    黑河出山口以下,从上到下河床比降由陡变缓,泥沙趋势是由粗变细,由砾卵块石变为细砂、粉砂。正义峡水文站断面位于峡谷地带,河床质突然变粗,为卵砾石、粗砂组成。各水文站泥沙统计成果见表1-6

    1-6 各水文站泥沙统计成果表

    水文站

    控制面积

    km2

    悬移质输沙量(万t

    年平均含沙量kg/m3

    推移质沙量(万t

    输沙总量(万t

    莺落峡

    10009

    233.7

    1.46

    35.1

    268.8

    治理段

    16270

    206.0

    1.51

    27.5

    233.5

    高崖站

    25096

    167

    1.57

    16.7

    183.7

    治理段距莺落峡站21km,两者之间无沟道加入,治理段泥沙采用莺落峡站和高崖站泥沙按流域面积内插求得。经计算,治理段年输沙总量为233.5t,其中悬移质输沙量为206t,推移质输沙量为27.5t

    1.2.5 冰情

    根据莺落峡水文站1954年~200956年系列资料统计,黑河莺落峡站最早结冰开始日期最早为1011日,最晚为1121日;开始封冻日期最早为1228日,最晚为21日;最后解冻日期最早为222日,最晚为37日;全部融冰日期最早为310日。最晚45日。岸边最大冰厚度为1.14m,河心最大冰厚度为0.88m。封冻天数最长65天,最短32天。

    根据高崖水文站冰情观测资料,岸冰开始日期最早为1021日,最晚为1129日;结束日期最早为228日,最晚为45日。流冰时间最早为1122日,结束日期最晚为330日。岸边最大冰厚度为1.0m,河心最大冰厚度为0.8m。由于冬季进入径流量多为中游河段泉水出露,水温相对较高,一般年份河水不封冻。在27年冰情观测资料中(1977年~2000年),只有1977年封冻。其中1977年从16日封冻至38日。

    治理段距离莺落峡站21km,距高崖站35km,位于闲和庄娱乐:区西郊,气候条件与市区一致,属平原区,与高崖站气候条件相似。因此,治理段冰情根据调查和参照高崖站冰情资料确定。

    即治理段冰情:岸冰开始时间最早为1021日,最晚为1121日;开始封冻日期最早为1228日,最晚为210日;最后解冻日期最早为222日,最晚为37日;全部融冰日期最早为36日。最晚41日。岸边最大冰厚度为1.1m,河心最大冰厚度为0.85m。封冻天数最长62天,最短32天。


    1.3 工程地质

    1.3.1 区域地质概况

    1.3.1.1 地形地貌

    工程区地处河西走廊中部张掖盆地中南部,地貌单元属黑河出山口外冲洪积倾斜平原中部,地形南高北低,海拔高程15541452m。该段河床宽浅,为游荡型及分汊河段,河床多滩,河床以侧向侵蚀和冲刷破坏为主,河床既有淤积也有冲刷,平均河床宽1501000m,河床平均纵坡7.27.6‰;河道两岸阶地不发育,局部残存Ⅰ级阶地,高出河床约23m,阶地具二元结构,上部为粉砂土或砂壤土,下部为冲洪积砂砾卵石层,河床主流线主要偏向右岸,侵蚀较严重,侵蚀纵深达510m

    工程区属季节性冻土区,最大冻土深度120cm


    1.3.1.2 地层岩性

    工程区内主要分布第四系(Q)冲洪积、洪积堆积地层。叙述如下:

    1)第四系全新统冲洪积粉砂土(或砂壤土)、砂卵砾石层(Q4apl):分布于河床及黑河山庄一带,左岸Ⅰ级阶地上部也有零星分布,厚度变化较大,分洪堰至国道312线黑河大桥、黑河西河段厚0.51.0m。第四系全新统(Q4apl)冲洪积粉砂土或砂壤土,呈土黄色、灰黄色,干燥~饱和,硬塑~软塑态,结构稍密,含植物根系;分洪堰至国道312线黑河大桥、黑河西河段该土层下部及现代河床均为第四系全新统(Q4apl)冲洪积砂卵砾石层,厚度810m,现代河床该层厚810m,呈青灰色,干燥~潮湿,粒径在230cm者居多,最大60cm,分选性和磨圆度均较好,结构稍密~中密。

    2)第四系上更新统冲洪积砂卵砾石层(Q2-3apl):分布于河床及右岸Ⅰ级阶地全新统冲洪积层(Q4apl)下部,呈青灰色,结构中密~密实。据草滩庄枢纽竣工地质报告,河床部位厚度20m左右。

    3)第四系中更新统冲洪积砂卵砾石层(Q2apl):分布于第四系上更新统冲洪积砂卵砾石、砾砂下部,埋深约20m左右,厚度>100m。呈青灰色,岩性为冲洪积石砂砾卵石及砂砾石层,青灰色,结构中密~密实,不均匀半胶结,深部砂砾石为砂质及泥质稍胶结。


    1.3.1.3 地质构造及地震

    工程区位于河西走廊张掖盆地南部,地处东西向复杂构造带、祁吕贺山字型构造前弧西翼褶皱带和河西构造体系。构造格架为临泽、甘州槽地及一系列断裂的组合。槽地位于bbin真人视讯:与龙首山之间,展布方向为北西向,槽地内大面积覆盖着巨厚的第四纪沉积物。断裂分布于槽地两侧均为逆冲断层,走向与槽地展布方向相同,断裂将甘州区分割为张掖盆地、潮水西盆地断陷沉降带和bbin真人视讯:、龙首山体断块隆升区,但各断裂均距工程区较远,对工程影响不大。工程区内无断裂构造及褶皱,亦未发现第四系以来的褶曲断裂和继承性活动断裂且远离南部bbin真人视讯:前大断裂,但輓近期新构造运动形迹较为明显,其形式为间歇性垂直升降运动,主要表现为南部bbin真人视讯:隆起上升,张掖盆地相对凹陷。因此,区域地质构造稳定性相对较差。工程区没有发生过大的地震,但区域地震活动较为频繁。

    经查《中国地震动参数区划图》(GB18306—2015),工程区地震动反应谱特征周期为0.40s,地震动峰值加速度为0.15g。对应原地震基本烈度均为Ⅶ度。


    1.3.1.4 水文地质条件

    工程区地下水为第四系松散岩类孔隙潜水。黑河西河段地下水位埋深501m,地下水位年变幅12m,含水层岩性为砂卵砾石,厚度>200m,黑河地表水渗入补给地下水,其形式为带状垂直入渗补给,地下水自南东向北西径流,以侧向流出和泉水溢出的方式排泄,砂卵砾石渗透系数50100m/d,地下水位变幅0.5m左右,含水层岩性为圆砾、砾砂及中、粗砂等,含水层厚度>200m,富水性较强,地下水与地表河水水力联系十分密切,存在着相互转换的关系,即丰水季节由河水入渗补给地下水,枯水季节再由地下水补给河水,黑河河床为孔隙潜水排泄区。


    1.3.2 堤防工程地质条件

    本治理段河道位于黑河西岸Ⅰ级阶地上,距黑河现代河床12.75km,为黑河汛期泄洪河道,平时断流。规划段自黑河西河分洪溢流堰~国道312线段,本次治理河道长10.5km,新建生态堤防21.655km,根据治理河段沿线工程地质条件差异,分为两段论述。

    上段(治理段河段桩号黑西0+000~黑西8+932):该段河道地层岩性为第四系全新统(Q4apl)冲洪积砂砾卵石层,经探坑勘探揭露,最大勘探深度3.5m,类比据石庙子电站钻孔资料,该层厚度810m,呈青灰色,结构松散~稍密,一般粒径20400mm,最大为600mm。母岩成份为变质砂岩、硅质岩、石英岩、砂岩,磨圆度较好,呈次圆状,堤基允许承载力值300350Kpa,变形模量25Mpa

    下段(治理段河段桩号黑西8+93212+500):该段河道地层岩性为第四系全新统(Q4apl)冲洪积砂卵砾石层,经探坑(TK24TK25TK26)勘探揭露,最大勘探深度3.0m,据滨河新区钻孔资料,该层厚度79m。该层呈青灰色,结构松散~稍密,一般粒径20200mm,最大为300mm。母岩成份为变质砂岩、硅质岩、石英岩、砂岩,磨圆度较好,呈次圆状,近末端地下水位埋深1.52.0m。堤基土允许承载力值250300Kpa,变形模量20Mpa。存在水下开挖问题,须做好防水排水工作。


    1.3.3 堤基地震液化问题分析与评价

    分洪堰至312线段工程区的地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.40s,对应地震基本烈度Ⅶ度。西河上段(黑西0+000~黑西8+932)地下水位埋深大,地基土在平时处于非饱和状态,仅在汛期有大量地表水入渗时处于极潮湿~饱和状态,根据堤基工程地质条件,沿线均为巨厚层且结构稍密的砂砾卵石层,属粗颗粒地层,因此不存在地震液化问题;西河下段(黑西8+932~黑西12+500)地下水埋深小,地基土处于饱和状态,根据堤基工程地质条件,沿线均为巨厚层且结构稍密的砂砾石层,亦属粗颗粒地层,可不考虑地震液化问题。


    1.3.4 堤基渗透变形问题分析与评价

    本工程堤基岩性为冲洪积卵石混合土或级配良好砾及冲洪积砂砾石,均属粗粒土,不均匀系数>5,级配不连续。土的细粒含量从颗粒曲线上查得:西河上段(黑西0+000~黑西8+932)平均值为15.3%、西河下段(黑西8+932~黑西12+500)平均值为21.3%,Pc值均<25%。按《堤防工程地质勘察规程》(SL1882005)附录D.0.22条之规定判定其渗透变形为管涌型。经取样室内试验(平均值):黑河西河上段(黑西0+000~黑西8+932)渗透系数1.1×10-2cm/s,具强透水性,临界水力坡降0.4,取安全系数2,则允许渗透比降为0.2;西河下段(黑西8+932~黑西12+500)渗透系数8.5×10-2cm/s,具中等透水性,临界水力坡降0.32,取安全系数2,则允许渗透比降为0.16;因此,建议根据堤防运行情况进行堤基地层的渗透变形防渗处理措施。


    1.3.5 土的冻胀性评价

    西河上段(黑西0+000~黑西8+932)堤基为冲洪积卵石混合土、配良好砾、砂砾石,含泥量为1.02.3%,小于10%,属非冻胀性土;因此,本次设计应不予考虑土的冻胀性问题;西河下段(黑西8+932~黑西12+500)Ⅰ级阶地上部局部有1.0m厚的冲洪积低液限粉土或砂壤土,粉粘粒含量达82.5%,大于10%,因此属冻胀性土,且该段局部堤身的中上部可能坐落于该土层之上,建议堤防设计中应采取相应处理措施。


    1.3.6 环境水腐蚀性评价

    经对黑河地表水及黑河山庄附近地下水取样做水质化学分析试验:西河上段(黑西0+000~黑西8+932)地表水水化学类型为HCO3-—SO42-—Ca2Mg2型,矿化度0.43g/LSO42-含量80.65mg/L;西河下段(黑西8+93212+500)地下水水化学类型为CI-­—SO42-—HCO3-—Na型,矿化度0.83g/LSO42含量293.9mg/L,水质良好属淡水;依据《水利水电工程地质勘察规范》(GB504872008)附录L“环境水腐蚀性评价”判别标准:SO42-250 mg/L为无硫酸盐腐蚀性,250≤SO42-400 mg/L为硫酸盐弱腐蚀性,因此,判定西河上段(黑西0+000~黑西8+932)黑河地表水水质对普通硅酸盐水泥无硫酸盐腐蚀性,西河下段(黑西8+93212+500)地下水对普通砼具硫酸盐弱腐蚀性。因此,建议堤防基础设计中应考虑采取防止地下水弱腐蚀的处理措施。


    1.3.7 天然建筑材料

    本工程所用天然建筑材料为混凝土粗、细骨料、块石料、堤坝填筑料、堤防生态用土及施工用水。根据因地制宜就近取材的原则,进行各种天然建筑材料的详查精度勘察。


    1.3.7.1 混凝土粗、细骨料

    分洪堰至312线段混凝土粗、细骨料场就近选择在省道213线上游左岸Ⅰ阶地,料场现已有经国土资源部门批准设立的砂、砾料场,可按需要进行现场购买。经调查料场购买价(含装车价):砂子35/m3,砾石30/m3,料场砂、砾料储量与供应能力满足要求。料场至黑河西河平均运距8.0km。粗骨料:表观密度2.75g/cm3,堆积密度1.76 g/cm3,孔隙率36.0%,含泥量0.2%,针片状含量0.4%,冻融损失率5.8,粒度模数7.42;细骨料:表观密度2.75g/cm3,堆积密度1.71 g/cm3,孔隙率37.9%,含泥量7.5%,细度模数2.5,平均粒径0.38mm。试验结果表明,混凝土粗、细骨料除细骨料含泥量超标须冲洗外,其它各项指标均满足天然建筑材料混凝土粗、细骨料质量技术要求,可以作混凝土粗、细骨料使用。


    1.3.7.2块石料

    工程所需浆砌石块()石可在工程区上游黑河河床拣集粒径>30cm的卵石,其岩性为变质砂岩、砂砾岩、花岗岩,质地坚硬、抗风化能力强,质量满足天然建筑材料《规程》块()石质量技术要求,储量可满足工程需求,平均运距15km

    1.3.7.3 堤坝填筑料

    堤坝填筑砂砾石为西河河道疏浚开挖料,可就近开采利用。岩性为级配不良砾,青灰色,松散~中密,母岩成分为变质砂岩、石英岩、砂岩、砂砾岩等,磨圆度较差,呈次棱角~次圆状。经取样试验,黑河西河段(4组平均值):紧密干密度2.24g/cm3,松散干密度1.92g/cm3,紧密孔隙率18.1%,松散孔隙率29.6%,紧密孔隙比0.222,松散孔隙比0.420,比重2.73,含泥量1.7%,相对密度0.65时的干密度2.11g/cm3,渗透系数1.09×10-2,临界水力坡降0.40,安全系数取2,允许水力坡降0.20,非饱和摩擦角33.4°,饱和摩擦角31.8°,建议粘聚力为0;试验结果表明,各项试验指标均满足堤坝填筑料质量指标要求,适宜做防洪堤坝填筑料。该料场分布稳定,储量可满足工程建设需求,平均运距500m


    1.3.7.4 堤防生态用土

    堤防生态用土料场选在明永乡沿河村,该料场现状均为良好耕地,土质优良,是良好的生态用土,需征地25亩,至西河堤防工程区平均运距20km


    1.3.7.5 施工用水

    施工用水可直接在工程区段内黑河河床拉运,其水质良好,对普通硅酸盐水泥无硫酸盐腐蚀性。

    1.3.8 结论与意见

    1)工程区位于河西走廊张掖盆地甘州区黑河干流冲洪积扇中、下部,通过地貌为黑河河床及漫滩、I级阶地前缘,河床呈宽浅型。地层岩性主要为第四系堆积砂壤土及砂卵砾石,第四系堆积物厚度较大,从上游至下游颗粒粒径逐渐由粗变细工程区地处东西向复杂构造带、祁吕贺山字型构造前弧西翼褶皱带和河西构造体系,工程区远离南、北断裂构造带,第四系地层厚度巨大,未发现第四系以来的褶曲断裂和继承性活动断裂,区域构造稳定性相对较差。根据《中国地震动参数区划图》(GB183062015),工程区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.40s,对应地震基本烈度Ⅶ度。工程区为季节性冻土,最大冻土深度120cm

    2)黑河西河段为厚层冲洪积卵石混合土或级配良好砾,均属粗粒土,堤基地质结构分类根据《堤防工程地质勘察规程》(SL1882005)附录C相关规定,本工程堤基地质结构为(Ⅰ)类粗粒土单一结构。因此,本工程基础地质结构为(Ⅰ)类粗粒土单一结构型。

    3)新建堤防均布置于黑河西河两岸,基础均为厚层冲洪积卵石混合土或级配不良砾,结构松散~稍密,地层承载性能较好,是理想的堤基础持力层;堤防地下水位埋深大,地基土处于非饱和状态,根据堤基工程地质条件,沿线均为巨厚层且结构稍密的砂砾卵石层,属粗颗粒地层,因此不存在地震液化问题;基础埋深应经河床最大冲刷深度计算后确定并应大于当地最大冻土层深度1.20m;堤防堤身填筑料采用河道疏浚开挖料,碾压后相对密度应>0.65,干密度应>2.11g/cm3

    4)黑河西河堤基冲刷深度计算时,西河上段(黑西0+000~黑西8+932)局部冲刷时的平均粒径d5025.0mm,堤基天然密度2.04g/cm3,回填密度1.94g/cm3;西河下段(黑西8+932~黑西12+500)局部冲刷时的平均粒径d5014.00mm,堤基天然密度2.03g/cm3,回填密度1.92g/cm3

    5)西河下段(黑西8+932~黑西12+500段)Ⅰ级阶地局部表层有1.0m厚的冲洪积低液限粉土或砂壤土,粉粘粒含量达82.5%,大于10%,属冻胀性土,该段局部堤身的中上部可能坐落于该土层之上,建议堤防设计中应采取相应处理措施。

    6)工程区地下水为第四系松散岩类孔隙潜水,地下水位埋深501m左右,地下水位年变幅0.51m,区内地下水由于埋深大,对该段工程不产生影响,但黑河西河下段(黑西8+93212+500)地下水埋深较小,对本工程将产生影响;地表水与本工程有着直接关系。水质化学分析表明:工程区段黑河西河上段地表水水质良好,对普通硅酸盐水泥无硫酸盐腐蚀性;黑河西河下段(黑西8+93212+500)地下水对普通砼具硫酸盐弱腐蚀性。

    7)天然建筑材料:混凝土粗、细骨料场就近选择在省道213线黑河大桥上游左岸Ⅰ阶地,现状就有经国土资源部门批准设立的砂、砾料场,可按需要进行现场购买,储量与质量满足本工程要求,料场至至黑河西河平均运距8.0km

    ()石可就近在工程区上游黑河河床拣集粒径>30cm的卵石,储量与质量可满足本工程需求。料场至黑河西河平均运距16km

    堤坝填筑砂砾石料采用河道疏浚开挖料,可就近开采利用,储量与质量可满足本工程需求,平均运距500m

    西河堤防生态用土料场选在明永乡沿河村,该料场现状均为良好耕地,土质优良,是良好的生态用土,平均运距20km

    施工用水可直接在黑河河床拉用,黑河水水质良好,对普通硅酸盐水泥无硫酸盐腐蚀性,可直接使用。


    2 防洪区划与防洪标准

    2.1 防洪区划

    2.1.1 防洪区的含义

    按照《防洪法》中的定义,防洪区是指洪水泛滥可能淹及的地区。它分为洪泛区、蓄滞洪区和防洪保护区。划分防洪区的主要意义在于通过对防洪区的划分,明确防洪区的地位、作用和承担的责任,使防洪区的管理走向法制化、规范化和科学化的轨道。

    1)洪泛区

    按照《防洪法》定义,洪泛区是指尚无工程设施保护的洪水泛滥所及的地区。洪泛区分为两类,第一类指一些应该受到保护而尚未保护的地区,这一类地区应当通过防洪规划加以明确;第二类指用以行洪的通道, 这些地区常居住着居民及 维持其生活的耕地,给防洪调度决策工作带来很大的压力。

    2)蓄滞洪区

    蓄滞洪区是指包括分洪口在内的河堤背水面以外临时滞蓄洪水的低洼地区及湖泊等,是我国江河防洪体系的重要组成部分。历史上沿江河两岸的洼地湖泊有许多是与江河相通的,汛期自然蓄滞洪水,降低河道水位。只是随着人口增加、经济发展,出现了人水争地的现象,部分洼地、湖泊与江河的联系被人为分割,用以发展生产。洪水因此失去原有的滞蓄场所,洪水位被雍高,下游河道成强迫行洪的状况,大大加重了防洪压力。解决这一矛盾的措施之一,就是将部分洼地和湖泊设置为蓄滞洪区,一般性洪水时不再分蓄洪水,可以进行生产活动 ;大洪水时有控制地使用蓄滞洪区滞洪,以牺牲局部利益,换取更大的整体利益。在有条件的地区,开辟适当的蓄滞洪区,对降低整个防洪工程体系的建设投资、提高防洪工程体系标准、 增加防洪体系调度灵活性具有重要作用。

    蓄滞洪区需在充分论证的基础上,通过防洪规划予以确定。对划定的蓄滞洪区应进行相应的安全建设,制定合理的扶持、补偿、救助、管理政策、法规等。

    3)防洪保护区

    防洪保护区是指在防洪标准内受到防洪工程设施保护的地区。防洪保护区一般都是经济上较为发达的地区,不仅有工业经济发达的城市,也包括农业经济相对发达的乡村以及大量的交通设施、能源基地和工矿企业。防洪保护区在防洪区中处于受保护的地位,同时也承担着为防洪工程建设提供经济保障和为受淹的蓄滞洪区提供补偿的义务。


    2.1.2 本规划区的防洪区划分和防护对象

    根据以上防洪区的含义和划分原则,本生态治理工程规划范围为黑河甘州区城区段西河分洪堰至省道213线、连霍高速至国道312线段(省道213线至连霍高速段为滨河水源地保护区),规划范围全部为防洪保护区,防洪保护对象为黑河生态新城,承担着为防洪工程建设提供经济保障和为规划区内受洪灾区域提供救灾和补偿的义务。


    2.2 防洪标准

    根据本规划范围,西河主要防护对象为黑河生态新城。根据《2016年甘州区统计年鉴》统计,2016年甘州区城镇总人口为25.19万人,远期(2021年)老城区和滨河新区城镇人口为48.8万人,根据《防洪标准》(GB50201-2014)第4.2.1条规定,防洪标准为100年~50年一遇洪水,再依据《闲和庄娱乐:城市总体规划(2012-2020)》中闲和庄娱乐:城市设防标准为100年一遇,综合以上,确定本规划设防标准取上限,为100年一遇洪水标准,相应黑河洪峰流量为2280m3/s根据《闲和庄娱乐:新加坡生态城总体规划》,黑河生态新城2021年总人口为8万人,根据《防洪标准》(GB50201-2014)第4.2.1条规定,防洪标准为50年~20年一遇洪水,因此黑河生态新城防洪标准确定为50年一遇洪水,相应黑河洪峰流量为1880m3/s,经分洪堰分洪后,西河相应洪峰流量为630m3/s,综上所述,黑河西河设计防洪标准确定为50年一遇。

    根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),工程区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反映谱特征周期为0.40s,相应的基本地震烈度为Ⅶ度,建筑物设防烈度为7度。


    3 设计洪水计算

    3.1 洪水特性

    黑河流域洪水由较强的降水形成,主要来源于莺落峡以上山区。经统计,年最大洪水一般出现在6月~9月,较大洪水过程为3天~7天,呈单峰型或多峰型。莺落峡站实测最大洪水出现在1996年,洪峰流量为1280m3/s,最大7日洪量出现在1952年,为3.7亿m3实测最小洪峰流量为199m3/s1945年)。


    3.2 历史洪水

    一、调查洪水

    黑河上中游各站经多次历史洪水调查和复核,并刊印在甘肃省水利厅1983年出版的《甘肃省洪水调查资料第一册》中,正义峡1940年、1942年洪水采用1919年(1927年)正义峡与莺落峡比值推算,1952年洪峰流量为洪水调查成果。其主要成果见表3-1

    3-1     黑河历史洪水调查成果表       单位:m3/s

    站名

    祁连

    扎马什克

    莺落峡

    正义峡

    集水面积(km2

    2452

    4589

    10009

    35634

    洪水年份

    19191927



    2300

    1790

    1940



    1330

    1040

    1942



    894

    695

    1952

    591

    726


    900

    其中莺落峡河段1919年洪水最大,刊印时认为较可靠。但在存在主要问题时提到:“由于第一次调查的访问原始资料丢失,无法整理,后两次又仅作了访问落实年代工作。因此,对原计算成果的评价可能不恰当”。本次参考整编的洪水访问情况等,综合分析认为,其调查的该次洪水发生年份可信,指认的洪水位也有一定的可靠性。

    根据正义峡河段洪水调查整编情况说明表介绍:“因老乡住处离河边较远,大水时不涉及人们的生命财产安全,所以大洪水的实际情况都是洪水过后所见加上年代已久,很难对当时洪水发生的实际情况讲述得很清楚,洪水发生的年代也是记得不太清楚的”。可见,调查的历史洪水发生年份可能不够准确,其调查的该次洪水可靠性较差。其它年份的各站历史洪水其发生年代较近,调查成果较可靠。

    《黑河正义峡水利枢纽项目建议书》中正义峡1927年洪水,按19091996年共88年的第一位或第二位考虑,重现期为4488年;1909年洪水难以定量,作空位处理,排为1909年以来的第三位;1940年洪水量级不突出,不作特大处理。

    二、重现期确定

    莺落峡河段调查出1919年历史最大洪水,经考证为20世纪以来的最大洪水。如从历史文献看,1909年(清宣统元年)在张掖县志四卷民政志有发生较大洪水记载,但无调查洪峰资料;1919年至1942年有多次较大洪水出现情况。经分析,黑河莺落峡河段调查出历史最大洪水为20世纪以来的最大洪水,其重现期大于100年,若从1909年至2009年,其重现期至少为100年。1909年洪水难以定量,也作空位处理,其它年份调查洪水,量级不是很大,按实测洪水处理。

    经复核,本次只将正义峡1927年洪水,也按从1909年~2009年以来的最大洪水考虑,其重现期为100年。1909年洪水难以定量,作空位处理,其它年份调查洪水,量级不是很大,按实测洪水处理。


    3.3 设计洪水

    (一)洪水系列

    1)莺落峡站

    本次采用实测及插补延长的(1909年)1940年、1942年、1944年~2009年共68年年最大洪水系列加1919年历史大洪水组成的不连序系列。根据对莺落峡站1944年~2008年实测洪水系列分析,一次洪水过程为37d,从60多年实测洪水系列看,莺落峡站实测最大洪峰流量为1280m3/s1996年),最大7日洪量为3.72亿m31952年),实测最小洪峰流量为199m3/s1945年),该60多年来的洪水系列出现过较大和较小的年最大洪峰流量,洪水系列具有一定的代表性。

    2)正义峡站

    黑河中游地区农田灌溉历史悠久,特别是洪灌,对天然洪水的峰、量有不同程度的影响,但考虑到一般影响到汛初的中小洪水,对大洪水一般影响不大,另外也缺乏定量的估算资料,因此,本次根据正义峡站实测资料直接统计年最大洪峰流量洪水系列及调查的历史洪水资料。

    津设计院作的《黑河正义峡水利枢纽项目建议书》中正义峡1927年为调查的大洪水,19471948年洪峰流量用实测成果,3-1   黑河高崖站与莺落峡站年最大洪峰流量相关关系图      

    1952年洪峰流量用洪水调查成果,1944年~1953年洪峰流量系列由莺落峡~正义峡洪峰流量相关插补。正义峡站采用实测及插补的洪水系列为1927年、(1909年)1940年、1942年和1944

    年~1996年。

    3)高崖站

    根据洪水特性,高崖站的洪水基本上为莺落峡来水,区间加水很少,但因河道渗漏及引水,使洪水有所减小。通过建立黑河高崖站与上游莺落峡站年最大洪峰流量关系(图3-1),其相关系数为0.97,两站洪水相关关系较好。根据两站的洪水相关关系,将高崖站历史特大洪水及(1909年)1940年、1942年、1944年~1976年洪水系列采用莺落峡站与高崖站洪峰流量相关插补,连同1977年~2009年实测洪水组成不连序的洪水系列。其中,历史大洪水是按其相关关系的上线关系点据定线插补的,中小洪水按平均线插补。19191927)年洪峰流量为2050m3/s1940洪峰流量为1152m3/s

    (二)洪水频率计算

    根据黑河上中游各站(1909年)1940年、1942年、1944年~2009年共68年系列洪水加历史最大洪水组成的不连序系,采用P-Ⅲ型频率适线法进行的频率分析计算,经上、下游站综合协调得莺落峡等站设计洪水。黑河干流各站设计洪水分析成果详见表3-2,各站频率曲线图见图3-2


    3-2          黑河干流各站设计洪水计算成果表

    站 名

    面 积

    km2

    资料系列

    统计参数

    不同频率(%)洪峰流量(m3/s

    N

    n

    a

    均 值

    Cv

    Cs/Cv

    2

    3.33

    5

    10

    20

    50

    莺落峡

    10009

    100

    68

    1

    545

    0.81

    4

    1950

    1722

    1420

    1050

    710

    365

    高 崖

    25096

    100

    68

    1

    500

    0.80

    4

    1770

    1565

    1300

    959

    652

    340

    正义峡(1)

    35634

    88

    53

    3

    440

    0.82

    4

    1590

    1404

    1160

    849

    572

    295

    正义峡(2)

    35634

    100

    68

    1

    435

    0.78

    4

    1510

    1335

    1110

    829

    570

    300

    (三)成果合理性分析

    本次采用黑河莺落峡站、高崖站和正义峡站的68年洪水资料加一场百年的历史大洪水系列进行洪水频率计算,其采用的洪水系列具有一定的代表性。考虑到正义峡站1927年历史洪水采用不同的重现期其50年一遇以下洪水只相差很小,为安全计,采用正义峡站的偏大设计洪水值。黑河莺落峡至正义峡区间为径流利用区,区间产流小、仅有梨园河一小部分洪水加入,受河道渗漏、灌溉引水等因素的影响,洪水逐渐衰减。莺落峡与正义峡68年洪水系列中有80%为同期洪水,洪峰、洪量衰减系数达25%。一般情况下,洪峰及洪量的均值及设计值由上游向下游递增,Cv值随面积的增加而减小。根据莺落峡、高崖、正义峡站洪水成果分析,出山口莺落峡站以下,进入径流消耗区,洪峰及洪量的均值及设计值由上游向下游递减是符合实际且合理的,Cv符合由上游向下游递减的规律。经与其下游正义峡站的设计洪水成果对比看,莺落峡站出山口的设计洪水比下游经河道削减后正义峡站的设计洪水大是合理的。该成果与20106月黄委会审查批复的《黑河干流引水口门合并改造及河道治理可行性研究引水口门总体布局》水文分析专题报告的成果完全一致。


    3.4 治理河段设计洪水

    3.4.1 分洪溢流堰断面处洪峰流量

    黑河中游治理段处设计洪水采用莺落峡和高崖站设计洪峰流量按流域面积插补计算,建立设计洪峰流量与流域面积QmpF关系线,各治理段以上流域面积根据1100000地形图量算出,用QmpF关系线计算出各各治理段处设计洪峰流量。洪峰流量与流域面积QmpF关系线见图3-2。治理段设计洪水采用洪峰流量与流域面积QmpF关系线推求。分洪溢流堰断面距莺落峡水文站21km,分洪溢流堰断面以上流域面积16270km2,经插补计算,该断面100年一遇设计洪峰流量为2280m3/s50年一遇设计洪峰流量为1880m3/s30年一遇设计洪峰流量为1660m3/s20年一遇设计洪峰流量为1370m3/s5年一遇洪峰流量686m3/s2年一遇流量为355m3/s。详见表3-3


    3-3 黑河干流分洪堰断面处不同频率洪峰流量

                                                                  单位:m3/s

    P %

    1

    2

    3.3

    5

    10

    20

    50

    溢流堰断面

    处洪峰流量

    2280

    1880

    1660

    1370

    1012

    686

    355

    3-2 不同频率洪峰流量~流域面积(QmpF)关系曲线


    3.4.2 黑河东河、西河洪峰流量

    1986年,黑河干流在距离莺落峡21km的石庙子建设完成了人工分洪溢流堰,分别由溢流堰和分洪堰组成,目的主要为了减轻黑河闲和庄娱乐:甘州区黑河新城区城市防洪段右岸的防洪压力。从此黑河干流在石庙子分洪溢流堰处分为黑河东河和黑河西河。黑河东河:水流通过路线为溢流堰→省道213线黑河桥→G30黑河桥主桥→国道312跨黑河2座桥(黑河大桥和三门桥)。黑河西河:水流通过路线为分洪堰、分洪闸→省道213线过水路面→G30黑河桥副桥→国道312跨黑河5座桥(马湖子桥、柳河桥、夹河桥1、夹河桥2及崖子桥)。

    分洪溢流堰过洪流量是根据工程措施来控制的,50年一遇洪水分洪堰溢流堰分洪比例为1:2,当黑河发生50年一遇洪水时(Qm=1880m3/s),溢流堰(东河)过洪1250m3/s,分洪堰过洪630 m3/s。其他频率分洪堰溢流堰分摊流量采用相同水位下各工程措施过流量推算求得,计算成果见表3-4


    3-4     分洪堰溢流堰断面不同频率洪峰流量

    单位:m3/s

    P %

    1

    2

    3.33

    5

    10

    20

    50

    东河(溢流堰)

    1470

    1250

    1201

    1016

    782

    679

    350

    西河(分洪堰、分洪闸)

    810

    630

    459

    354

    230

    8

    5

    3.4.3 治理段洪峰流量成果

    本次规划治理段为黑河西河分洪堰至省道213线、连霍高速至国道312线段(省道213线至连霍高速段为滨河水源地二级保护区),西河不同频率洪峰流量见表3-4

    3.5施工期洪水

    依据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)规定,施工期防洪标准按5年一遇洪水考虑。

    根据莺落峡站1944200966年实测洪水资料,年最大洪水大多出现在78月,因此将78月划分为主汛期;45月常发生春汛,因此将45月划分为汛前过渡期;将6月划分为汛前期;9月划分为汛后期,10月划分为汛后过渡期;其余时段水量基本平稳,划分为枯水期。

    施工分期

    45

    6

    78

    9

    10

    枯水期

    莺落峡站

    137

    280

    710

    271

    125

    28.4

    溢流堰断面

    99.6

    263

    686

    271

    92.4

    33.2

    高崖站

    46.8

    240

    652

    272

    46.5

    39.9

    西河治理段



    18.0




    78月主汛期采用控制河段的年最大洪峰流量成果,其他月份设计洪水采用莺落峡站和高崖站设计值按流域面积内插求得。莺落峡站、高崖站分期洪水设计值根据两站1945200965年分期洪水实测资料采用P-Ⅲ型曲线进行频率计算求得。治理河段78月施工期洪水为全年最大洪水,其余各月施工期设计洪水成果见表3-5

    3-5黑河西河分洪堰至国道312线段施工分期设计洪水成果表


    4 工程任务和规模

    4.1 黑河西河河道现状

    现状河道未经开发,处于原始状态,由于河床长期大量开采砂石,对现状河滩地貌破坏极其严重。河道护岸形式为硬质挡墙或自然河滩。河道两侧土壤贫瘠,几乎无现状植物,河道生态基底脆弱。河床水系干枯,无滨水景观风貌。


    4.2 黑河西河堤防现状

    黑河西河从分洪堰分洪后,经省道213线过水路面、穿过G30连霍高速和兰新高铁,漫流过拟建黑河生态新城区,至国道312线段。西河分洪堰至省道213线段右岸,在2012年项目中修建了防洪堤,设防标准为50年一遇;西河省道213线至连霍高速段,东西方向西河右岸至东河左岸,该片区域于2016年修建了弱水花海,该段西河右岸(黑西右1+407~黑西右4+335)长2.828km,为土堤挡水,未防护;连霍高速、兰新高铁和国道312线大桥处在左右桥墩上下游各修建了几米至几十米的挡水导墙,临近国道312线上游约600m处,西河逐渐分为5个洪水沟叉,分别流经国道312线的5座桥(马湖子桥、柳河桥、夹河桥1、夹河桥2及崖子桥),进入下游河道,西河大部分河岸未修建堤防,防洪体系不完善。


    4.3 桥涵过洪能力复核

    黑河西河分洪堰至国道312线段跨河桥涵有:省道213线过水路面、连霍高速、兰新高铁和国道312跨西河的5座桥,由于本项目的首先原则是防洪安全,故首先对跨西河的桥涵进行过洪能力复核。

    按照桥孔出流的计算公式计算洪水位,与现状桥底面高程比较,是否能满足安全过洪能力。

    1. 省道213线过水路面

    省道213线过水路面宽600m50年一遇洪水630m3/s时,下泄洪水不存在问题,但是遭遇洪水时,省道213线交通受到影响,故建议将该过水路面改建为桥涵。

    1. 连霍高速跨西河大桥

    4-1  G30黑河大桥过洪能力复核成果表

    名 称

    是否满足泄洪要求

    包括行进流速全水头HO

    泄洪量

    流量系数

    桥孔孔数

    淹没系数

    桥孔净宽度

    m

    m3/s

    /

    /

    /

    m

    G30黑河大桥

    满足

    5.5

    7610

    0.37

    1

    1

    400

    连霍高速跨西河大桥现状宽400m。经复核计算,最大过洪能力为7610m3/s,本次设计桥下西河宽度255m,当50年一遇洪峰流量630m3/s通过时,设计水深0.9m桥梁底部高程高出设计洪水位5.47m高出桥下护岸顶3.47m,修建堤防对该桥过流无影响。

    3)兰新高铁

    兰新高铁自东向西横穿黑河,高铁为高架桥结构,高出地面约8m桥梁底高出防洪堤5m。因此,50年一遇洪峰流量630m3/s通过时,不影响过流

    4)国道312线跨黑河西河的5座桥

    国道312线跨黑河西河的桥共有5座,自东向西依次为马湖子桥、柳河桥、夹河桥2、夹河桥1及崖子桥,根据实测桥涵断面尺寸,计算各桥最大过流能力。

    马湖子桥根据现场勘测的桥下断面资料及桥底高程,马湖子桥共2孔,总净宽10m,桥梁底部高程1459.80m,桥底河床高程1457.80m

    4-2          马湖子桥过洪能力复核成果表

    • 名 称

      包括行进流速全水头HO

      泄洪量

      流量系数

      桥孔孔数

      淹没系数

      桥孔净宽度

      m

      m3/s

      /

      /

      /

      m

      马湖子桥

      1.5

      27

      0.37

      2

      0.9

      5

    • 经复核计算,最大过洪能力为27m3/s

      柳河桥:根据现场勘测的桥下断面资料及桥底高程,柳河桥共1孔,总净宽12m,桥梁底部高程1458.896m,桥底河床高程1456.596m

      4-3      柳河桥过洪能力复核成果表

      名 称

      包括行进流速全水头HO

      泄洪量

      流量系数

      桥孔孔数

      淹没系数

      桥孔净宽度

      m

      m3/s

      /

      /

      /

      m

      柳河桥

      1.8

      43

      0.37

      1

      0.9

      12


      经复核计算,最大过洪能力为43m3/s

      夹河桥2:根据现场勘测的桥下断面资料及桥底高程,夹河2桥共1孔,总净宽7m,桥梁底部高程1458.666m,桥底河床高程1456.366m

      4-4    夹河2桥过洪能力复核成果表

      名 称

      包括行进流速全水头HO

      泄洪量

      流量系数

      桥孔孔数

      淹没系数

      桥孔净宽度

      m

      m3/s

      /

      /

      /

      m

      夹河2

      1.8

      25

      0.37

      1

      0.9

      7

      经复核计算,最大过洪能力为25m3/s

      夹河桥1:根据现场勘测的桥下断面资料及桥底高程,夹河1桥共1孔,总净宽8m,桥梁底部高程1458.40m,桥底河床高程1456.85m

      4-5  夹河1桥过洪能力复核成果表

      名 称

      包括行进流速全水头HO

      泄洪量

      流量系数

      桥孔孔数

      淹没系数

      桥孔净宽度

      m

      m3/s

      /

      /

      /

      m

      夹河1

      1.05

      13

      0.37

      1

      0.9

      8

      经复核计算,最大过洪能力为13m3/s

      夹河1

      子桥:根据现场勘测的桥下断面资料及桥底高程,崖子桥共4孔,总净宽44m,桥梁底部高程1458.046m,桥底河床高程1455.546m

      夹河1

      复核计算,国道312线跨黑河西河的桥:马湖子桥、柳河桥、夹河2桥、夹河1桥及崖子桥5座桥合计最大过流302m3/s,不能满足50年一遇630m3/s的洪水,建议对该5座桥进行改扩建。

      4-6 崖子桥过洪能力复核成果表

      名 称

      包括行进流速全水头HO

      泄洪量

      流量系数

      桥孔孔数

      淹没系数

      桥孔净宽度

      m

      m3/s

      /

      /

      /

      m

      崖子桥

      子桥

      2

      184

      0.35

      4

      0.9

      11


      4.4 存在的问题

      经以上分析,西河现状存在的问题如下:

      1)防洪存在的问题:防洪体系不完整。黑河50年一遇洪水为1880m3/s,按照防洪总体要求,东河过洪1250m3/s,西河分洪630m3/s,目前东河防洪体系已基本完善,而西河现状基本无任何堤防,河道滩流广阔,开放性的横向流危及两岸的安全,现有防洪体系不完善。

      2)新城建设存在的问题:西河也横穿整个黑河生态新城,新城的建设,首先必须保证防洪安全。

      3)生态环境存在的问题:生态环境仍相当脆弱。西河沿河植被覆盖率低,河道水域面积小,水生态环境差,和国家提倡的新型生态城市建设格格不入。

      4)水源地存在的问题:由于西河横穿水源地一级保护区,如果该段河道不治理,将威胁水源地的防洪安全。


      4.5 工程规划必要性

      2000年和2001年,国家先后启动了黑河水量统一调度和黑河流域近期治理工程,目前国务院批准的《黑河流域近期治理规划》确定的建设任务已经完成,初步遏制了流域生态环境恶化趋势,产生了显著的生态效益、社会效益和经济效益。

      2011年国务院批准的《黑河流域近期治理规划》和2004年水利部批复的《黑河流域东风场区近期治理规划》,以及2007年水利部审查通过的《黑河水资源挖利用保护规划》为基础,由黄河水利委员会编制完成了《黑河流域综合规划》,该规划针对黑河流域面临的新形势和新问题,以科学发展观为指导,按照中央关于水利工作方针,以及水利部关于可持续发展的治水思路,统筹协调流域经济社会发展和生态环境保护的关系,使流域规划成为部署和纲领性文件,成为政府履行流域社会管理和公共服务职责、指导水利工程建设和涉水涉河项目管理的基本依据。

      根据《黑河流域综合规划》,2011年由闲和庄娱乐:甘兰水利水电建筑设计院编制完成了《甘肃省黑河治理工程可行性研究报告》,该报告已经水利厅审查通过,目前,根据该《报告》中的建设任务,黑河甘州区城区段东河片防洪工程大部分建设任务已完成,2016年已实施的分洪溢流堰工程和分洪溢流堰至国道312线段河道治理工程,充分发挥了分洪溢流堰的分洪功能,减轻了黑河东岸的防洪压力,保障了甘州区老城区和滨河新区的防洪安全,产生了显著的生态效益、社会效益和经济效益,黑河甘州区城区段包括西河和东河2017年之前一直没有统一的规划,没有形成完整的防护体系,防洪治导线、河道管理范围和河道保护范围不明确,开发治理保护无依据,土地利用率不高,两岸滩流广阔,开放性的横向流危及堤防安全,鉴于以上问题,2017年,由甘肃省闲和庄娱乐:甘兰水利水电建筑设计院编制完成了《黑河甘州区城区段防洪规划》,经闲和庄娱乐:甘州区人民政府以(区政发〔2017302号)文件下发了该规划批复,同年由甘州区水务局和闲和庄娱乐:甘州水利水电勘测设计院编制了《闲和庄娱乐:甘州区黑河河道岸线利用管理规划报告》,并经甘州区政府批复,闲和庄娱乐:政府备案,根据现场踏勘和存在问题分析,对黑河城区段西河进行生态治理就显的十分必要和迫切。


      4.6 工程任务和建设规模

      4.6.1 指导思想

      全面贯彻落实科学发展观,按照国家的要求,认真总结多年来防洪建设经验,针对近年来黑河发生洪涝灾害暴露出来的防洪突出问题,以保障人民生命财产安全为根本,集中力量加快推进内陆河重点薄弱环节的防洪建设,以新建堤防、加高加固现有堤防、河道整治等为主要内容,尽快完成内陆河重点河段的治理任务,加强防洪工程管理,有效减少洪水灾害伤亡人口和财产损失,保障区域经济社会的可持续发展。


      4.6.2 政策指引

      党的十九大指出,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,像对待生命一样对待生态环境,建设美丽中国,为人民创造良好生产生活环境,为全球生态安全作出贡献。

      201555日,《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》发布。201510月,随着十八届五中全会的召开,增强生态文明建设首度被写入国家五年规划。坚持保护优先、自然恢复为主,实施山水林田湖生态保护和修复工程,构建生态廊道和生物多样性保护网络,全面提升森林、河湖、湿地、草原、海洋等自然生态系统稳定性和生态服务功能。

      20152月,国务院发布《水污染防治行动计划》(简称“水十条”),提出以改善水环境质量为核心,贯彻“安全、清洁、健康”的方针,系统推进水污染防治,水生态保护和水资源管理。

      20137月,水利部将闲和庄娱乐:确定为全国第一批水生态文明城市建设试点市,闲和庄娱乐:上下立足区域亮点和优势,尊重自然、顺应自然、保护自然,举特色旗、打湿地牌、作水文章,坚持以“水”为先的发展理念,走上了一条生态文明的转型发展之路。


      4.6.3 本项目的建设任务、治理原则、治理范围和治理目标

      建设任务:通过对工程项目的建设条件和建设现状进行全面的调查,从经济、技术、社会、环境等方面进行全面的分析论证,提出适宜的生态治理措施,提高黑河西河河道防洪能力,保护黑河新城在设计洪水标准情况下不受洪水侵害,促进当地经济社会的可持续发展。

      治理原则:根据项目治理规划区的规模,结合现场实际情况,确定治理防护建设任务的原则。在充分认识河段水流特点,水量变化规律的前提下,依照《防洪法》及《防洪标准》,采取生态堤防与河道治理相结合,防洪与排洪相结合,形成防洪体系,确保工程规划区在设计洪水时不受洪水侵害。

      治理范围:生态治理规划范围为:南北方向:黑河城区段西河分洪堰至省道213线、连霍高速至国道312线段(由于省道213线至连霍高速段已被划为滨河水源地二级保护区,占用了原有的行洪河道,东西方向:河道两岸保护线范围内,根据《黑河甘州区城区段防洪规划》和《闲和庄娱乐:甘州区黑河河道岸线利用管理规划报告》,河道左右岸河道保护线为河道堤线外侧130m

      治理目标:通过对该河段进行治理,使洪水威胁严重、洪涝灾害频繁、损失较大、严重影响区域社会经济发展的黑河城区段西河的防洪能力得到显著增强,使保护区域内人民生命财产和经济社会发展的防洪安全保障问题得到有效解决。


      4.6.4 建设任务

      1)堤防工程,新建两岸生态堤防及绿岛堤防23.124km,河道两侧生态绿化建设,其中堤坡缓冲区绿化886;堤外绿化5759亩,并辅之以灌溉系统,保证植被的生长调节。

      2疏浚西河河道长度9.5km,修建固床潜坝17座,修建连霍高速和兰新高铁桥梁防护工程2处,修建引水渠3km

      3)新建1座气动盾形闸和4座水景坝,以及湖底防渗;

      4)堤外修建交通道路19km


      5 总体规划

      5.1 规划依据

      5.1.1 律法规

      《中华人民共和国水法》

      《中华人民共和国防洪法》

      《中华人民共和国土地管理法》

      《中华人民共和国基本农田保护条例》

      《中华人民共和国水土保持法》

      《中华人民共和国环境保护法》


      5.1.2 技术标准、规范

      1. 《防洪规划编制规程》(SL669-2014

      2. 《城市防洪规划编制大纲》;

      3. 《城市防洪规划规范》(GB51079-2016

      4)《水利建设项目经济评价规范》(SL72—2013)

      5)《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288—99)

      6)《水闸设计规范》(SL265-2001

      7)《堤防工程设计规范》(GB50286-2013

      8)《灌溉与排水工程设计规范》(GB 50288-99);

      9)《水利水电工程水文计算规范》(SL 2782002);

      10)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000);

      11)《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97);

      12)《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-2008);

      13)《防洪标准》(GB50201-2014);

      14)《水利水电工程设计工程量计算规定》(SL328-2005);

      15)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);


      5.1.3与本规划有关的其他规划资料

      1)《黑河流域综合规划》

      2)《甘肃省黑河治理工程可行性研究报告》

      3)《闲和庄娱乐:城市总体规划(2012-2020)》以及《批复》(甘政函〔201450号)

      4)《黑河新加坡城生态规划》

      5)《黑河闲和庄娱乐:城区段生态规划》

      6)《闲和庄娱乐:黑河生态城防洪分析复核报告》(河海大学)

      7)《黑河甘州区城区段防洪规划》

      8)《闲和庄娱乐:甘州区黑河河道岸线利用管理规划报告》


      5.2 设计理念

      5.2.1 设计思路

      新城黑河两岸是城市重要的组成,沟通城市与自然生态环境的生物流、能量流、物流、信息流。在该段黑河生态治理中,首先保证黑河的行洪功能的完善,其次以生态理论为指导,充分发挥水优势及植物的生态调节功能;与东河生态景观、弱水花海、西河东岸大林带工程、凤凰花海以及黑河新城城市景观先融合,蓄水成湖,湖光十色,并加大绿化量,发挥黑河的生态环境效益。


      5.2.2 设计原则

      在《黑河甘州区城区段防洪规划》和《闲和庄娱乐:甘州区黑河河道岸线利用管理规划报告》的基础上,对西河进行生态治理,首要原则为以保障闲和庄娱乐:黑河新城的防洪安全为前提。

      其次:发挥生态功能,与东河生态景观、弱水花海、西河东岸大林带工程、凤凰花海以及黑河新城城市景观先融合,蓄水成湖,湖光十色,并加大绿化量,发挥黑河的生态环境效益。

      第三:兼顾保护城市水源地。


      5.3 总体布局

      5.3.1工程布置

      本生态工程主要功能是闲和庄娱乐:黑河新城黑河防洪,因此,前提为保障闲和庄娱乐:黑河新城的防洪安全。

      根据《黑河甘州区城区段防洪规划》《闲和庄娱乐:甘州区黑河河道岸线利用管理规划报告》和《黑河新城总体规划》,西河经黑河新城穿城而过,黑河西河水流通过路线为分洪堰、分洪闸——省道213线过水路面——G30黑河桥副桥——兰新高铁——国道312跨黑河5座桥(马湖子桥、柳河桥、夹河桥2、夹河桥1及崖子桥)。

      本次规划首要任务既是对西河河道进行开挖疏通,确保行洪通道畅通无阻;其次通过修建生态护岸对河堤进行防护,保证河道两岸不受洪水冲刷破坏;第三,通过修建气动盾形闸和水景坝等人工造湖措施,在不影响汛期泄洪的情况下,立坝拦河蓄水,形成人工湖蓄水区,配合黑河新城城市景观和河岸绿化工程,来改善周边生态环境。最后就是建议相关政府部门对过洪能力不满足要求的国道312跨西河额5座桥(马湖子桥、柳河桥、夹河桥2、夹河桥1及崖子桥)进行改扩桥,且对该5座桥所对应的下游泄洪沟道,进行疏通,恢复河道的行洪功能。

      由于省道213线至连霍高速段已被划为滨河水源地二级保护区,水源保护区占用了原有的行洪河道,鉴于国家对人饮水源地保护的有关法律的强制性规定,按照闲和庄娱乐:人民政府第25次市长办公会议和闲和庄娱乐:人民政府第45次政府常务会议纪要要求,将涉及滨河水源地二级保护区省道213线至连霍高速3km的西河河道防洪治理任务建议由甘州区供水总公司自主实施,并确保其供水工程的防洪安全。由此,西河生态治理规划布局为西河分洪堰至国道312线段,全河段12.5km,其中滨河水源地二级保护区西河范围内(长3km,由甘州区供水总公司自主实施,防洪确保其供水工程的防洪安全,其余9.5km河段采用河道疏浚、两岸生态措施、人工蓄水区等措施进行生态治理

      5.3.2河道泄洪

      本项目首要原则是保证西河能够安全下泄50年一遇设计洪水。因此,工程的总体布局,首先考虑河道泄洪通道的畅通。

      根据以上原则,西河生态治理的第一任务就是对本规划治理段河道按照设计宽度等设计参数进行开挖疏浚,疏通河道,确保甘州区城区和黑河新城的防洪安全,在现场踏勘过程中,发现省道213线上下游附近西河被占用,建议相关政府部门清退占用的河道。

      其次,就是对该段河道跨河建筑物进行过洪能力分析,看哪些是阻(碍)洪建筑物,需要改扩建。经过3.2章节,对治理段跨西河桥涵进行过洪能力复核成果分析,省道213过水路面不影响西河河道泄洪,但是下泄洪水时,省道213线交通受到影响,故建议将该过水路面改建为桥涵;连霍高速和兰新高铁桥经复核,可以安全下泄50年一遇的洪水;国道312线跨西河的5座桥涵(马湖子桥、柳河桥、夹河桥1、夹河桥2及崖子桥),经复核计算,5座桥合计最大过流302m3/s,不能满足50年一遇630m3/s的洪水,建议对该5座桥进行改扩建,经现场踏勘,夹河桥1多年未过洪,桥上下游沟道均为开垦为耕地,崖子桥和夹河桥2穿过国道312线后交汇到一起,通过西侧兰新铁路桥1流向下游,柳河桥和马湖子桥穿过国道312线后交汇到一起,通过东侧兰新铁路桥2流向下游,根据2个铁路桥洞的现状过洪能力,建议崖子桥和马湖子桥不动,将夹河桥1取消,对夹河1柳河桥进行改扩建,经试算,初步拟定夹河桥2宽度由原来的8m扩为60m,高度不变,仍为2.3m,最大过洪210m3/s,柳河桥宽度由原来的12m扩为60m,高度不变,仍为2.3m,最大过洪210m3/s

      该段河道生态治理后,从西河分洪堰开始,除西河省道213线至连霍高速段(该段为滨河水源地二级保护区)外,经省道213-连霍高速-兰新高铁-国道312线段将形成一套完整的防洪体系,河道畅通、堤防连续,跨河建筑物满足50年一遇泄洪要求。

      经现场踏勘,国道312线跨西河的崖子桥、夹河桥2、柳河桥和马湖子桥下游对应的沟道(国道312线至兰新铁路桥段),大部分被非法侵占,行洪沟道不畅通,建议甘州区对该段行洪沟道进行疏通,恢复沟道的泄洪功能。

      5.3.3水源

      初步规划蓄水区水源、采用黑河西河分洪闸引取黑河石庙子水电站的尾水及黑河径流;现状分洪闸为7孔闸,单宽6m,闸底高程比溢流堰堰顶低0.3m,比分洪堰堰顶高程低0.7m,当西河堰前水位和溢流堰堰顶齐平时,分洪闸全闸提起,最大可以引水16.5m3/s,并且可以通过闸门开启度控制分洪闸的引水流量;西河穿过水源地二级保护区时,在西河二级保护区范围内规划修建3km的梯形引水明渠(渠道全断面防渗),其余河段直接在规划河道内引水,满足西河蓄水区的引水量。


      6 工程措施设计

      6.1 河道疏浚工程设计

      6.1.1河道纵断面设计

      西河疏浚河道长度10.5km,分洪堰至省道213线段河道设计纵坡1/145,现状河道天然纵坡1/133,平均开挖深度0.72m;连霍高速至兰新高铁段河道设计纵坡1/130,现状河道天然纵坡1/122,平均开挖深度0.22m;兰新高铁至1#气盾闸闸前跌水(桩号9+252.38)段河道河道设计纵坡1/129,现状河道天然纵坡1/125,平均开挖深度0.32m;桩号9+252.38~桩号9+272.38段为三级跌水,每级高度1.2m1#气盾闸蓄水区长度727.62m,蓄水区设计纵坡1/300,平均开挖深度2.43m1#气盾闸至2#水景坝库尾跌水段河道河道设计纵坡1/146,现状河道天然纵坡1/135,平均开挖深度0.68m;四象湖蓄水区设计纵坡1/300,现状河道天然纵坡1/124,平均开挖深度1.47m2#水景至国道312线桥段河道河道设计纵坡1/487,现状河道天然纵坡1/170,平均开挖深度0.55m

      6.1.2河道宽度拟定

      确定合理的整治宽度,对保证行洪和两岸安全尤为重要。河道疏浚整治宽度不宜太窄,要有尽够的行洪宽度,给洪水以出路,避免人为束窄水流加大流速,冲刷两岸堤防,人为造成防洪压力。本治理段选取堤距主要考虑河道地形变化、河道两岸建筑布置等因素综合选取,尽量给泄洪足够的通道,防止过窄堤距加重防洪负担。

      参照已建东河的治理河宽,东河和西河河道纵坡基本相同,在同标准下,东河的设计流量约为西河的2倍,现已建的东河设计最小河宽为300m,采用比拟法确定西河的最小设计河宽为150m

      根据西河断面设计,西河河道疏浚宽度不小于150m,其中分洪堰至省道213线段设计河宽由540m渐变到220m;连霍高速至兰新高铁段设计河宽由255m渐变到150m再渐变到200m;兰新高铁至1#气盾闸段设计河宽由255m~渐变到150m,其中蓄水区最大宽度402m1#气盾闸至四象湖湖尾段设计河宽为150m


      6.2 堤防工程设计

      6.2.1 规划原则

      (一)设计原则:首先保证黑河西河的行洪安全,保证西河安全下泄50年一遇630m3/s的洪水;其次:根据西河两岸实际情况,尽量采用生态护岸形式。

      (二)河势顺畅:本次堤线布置尽量维持原河势不变,并力求河道水流具有良好流态,以利于规划后的河床稳定,水流顺畅。

      (三)尽量减小水面壅高造成的防洪影响。

      (四)美化环境:使新堤防能与河道两岸自然环境、市政建设和城市景观协调一致,达到美化环境的作用。

      (五)促进开发:在保证防洪安全的前提下,尽量少占地,并尽可能扩大防护范围,以便筹集资金,促进河道整治和开发建设。

      (六)施工技术简单,工程管理方便。

      )工程费用经济合理,效益好。


      6.2.2 堤防材料的选择原则

      堤防应按照因地制宜、就地取材的原则,妥善处理防洪与周边生态保护的关系,既要满足防洪减灾的需求,也要满足维护生态健康的要求,尽量保持周边生态自然形态,综合考虑治理段所在的地理位置、重要程度、地质条件、筑堤材料、土地占用、工程造价等因素后选定。根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)之有关规定,堤防工程的结构、材料应符合下列规定:

      (一)坚固耐久,抗冲刷、抗耐磨性能强;

      (二)适应沟道变形能力强;

      (三)便于施工、易于修复和加固;

      (四)就地取材、经济合理;

      (五)与周围景观、地貌、生态环境相协调;

      (六)与当地生态经济的健康发展相适应。


      6.2.3 堤防工程典型设计

      (一)分洪溢流堰至省道213线段

      该段原理黑河新城,故本段河道主要以防洪为主,兼顾生态绿化,故本段河道设计断面如下:

      护坡采用梯形断面,首先对现状河床进行开挖疏浚,开挖平均深度0.63m,纵向坡比1/133,设计河宽480m220m630m3/s50年一遇)下设计水深0.6m1m,护坡为格宾石笼,坡比1:3,斜坡厚度0.5cm,封顶宽0.5m,基础埋深设计河底以下3m,基础底部格宾笼规格为1.0m*1.0m*1.0m(**),基础临时开挖坡比11,基础采用砂砾石回填;堤顶为12m宽的道路,堤身采用开挖厚的土方进行夯填,后坝坡坡比11.5,左岸堤外至河道保护线之间为葡萄沟种植区,右岸堤外至东河左岸堤防之间为林间漫步区

      (二)连霍高速至国道312线段

      护坡采用复式断面,首先对现状河床进行开挖疏浚,开挖平均深度1.2m,纵向坡比1/951/300,设计河宽255m150m630m3/s50年一遇)下设计水深0.9m1.3m,内堤护坡为格宾石笼,坡比1:3,斜坡厚度0.5cm,封顶宽0.5m,基础埋深设计河底以下3m,基础底部格宾笼规格为1.0m*1.0m*1.0m(**),基础临时开挖坡比11,基础采用砂砾石回填;内堤顶为设计洪水位以上1m,内堤堤顶为3.5m宽的彩色步行道,步行道外侧为坡比110的植被缓冲带,斜坡铺设0.5m厚的壤土,然后种植花草植被,外堤顶为12m宽的道路,堤身采用开挖厚的土方进行夯填,后坝坡坡比11.5


      6.3 固床潜坝

      沿西河河道水流方向(除西河省道213线至连霍高速段外),结合建筑物共设置17道固床潜坝,除蓄水区以外,每500m布置1道固床潜坝,可调整水面比降及限制河底冲刷,促淤赶沙,减小过水面积、消除不良流态。


      6.4 桥梁防护设计

      本次治理河段在桩号黑西4+670处和桩号黑西6+963处穿过连霍高速公路桥梁和兰新高铁桥梁,本次通过对2处桥梁采取一定的防护措施,保护桥墩免受缩窄后的洪水冲刷。


      6.4.1 桥梁防护范围

      连霍高速为一级公路,是中国大陆东、中、西部的交通大动脉,是中国高速公路网的横向骨干,连霍高速黑河段桥梁采用双墩结构,桥墩截面尺寸为1.5m×2.5m的矩形圆角墩,两墩外边距16.0m。连霍高速下游防护距离取墩身长度的4倍,即下游防护距离距下游桥墩10m,上游防护范围距离上游桥墩15m

      兰新高铁桥为高架桥,本次设计跨西河共有桥墩11座(桥墩编号143#153#)其中,位于西河河道内的有7座(桥墩编号145#151#),宽度210m,桥墩截面尺寸为1.0m×5m的矩形圆角墩,下游防护距离取墩身长度的4倍,即下游防护距离距下游桥墩20m,上游防护范围距离上游桥墩30m


      6.4.2 桥梁防护结构设计

      参考黑河东河已建桥梁防护工程设计,本次桥梁防护结构采用30cmC25现浇混凝土板铺砌防护,底层铺20cm厚砂砾石垫层(粒径20mm40mm)。现浇混凝土板纵横线每5m设伸缩缝一道,缝宽2cm,缝内填充高密度聚乙烯闭孔泡沫板。


      6.5 蓄水区工程

      6.5.1 1#蓄水区

      1#蓄水区为黑河新城区,桩号9+750处。当在非汛期,立坝蓄水,形成蓄水面,左岸为芦苇池,右岸为荷花池观光区,改善区域气候环境,增强涵养水源能力。

      参考黑河东河已建拦河构筑物工程设计,本项目1号蓄水区拦河构筑物采用气动盾形闸,气动盾形闸是橡胶坝与闸结合的产物,挡水部位由坝袋转变为板,升坝装置由坝袋与气动杆共同完成。一套钢板和气囊为一单元,闸门可由多个单元叠加组合而成,闸板设置以5m6m较为常见,可设置闸墩,可根据河道宽度进行多单位组合。落坝与升坝速度较橡胶坝快。冬季运行需破冰,闸板防冲刷性能好。气盾闸,采用分层行洪的复合断面。底层断面为50年一遇洪水主流(含波浪爬高及风雍水高度)行洪断面,断面河宽150m当河道遭遇50年一遇设计洪水时,塌坝,进行泄洪,当在非洪期,立坝蓄水,形成蓄水面,底层断面与河堤之间形成景观带,左岸为芦苇池,右岸为荷花池观光区,改善区域气候环境,增强涵养水源能力,综合提高黑河防洪能力,兼顾河流生态修复,蓄水区底部参考已建黑河城区段东河蓄水区河底底部防渗措施。

      气动盾形闸设计总宽150m,设置1个中墩,单个中墩宽度2m,每孔净宽=75m,闸孔数为=2,计算求得1#坝满足最大过流量为57m3/s;按照计算结果确定当上游来水流量Q≥57m3/s时,气动盾形闸坝即塌坝运行。


      6.5.2 2#蓄水区

      2#蓄水区为四象湖,位于西河国道312线桥上游。将拦河坝与水景系统的实用功能巧妙地结合在一起,使其既具有拦河坝的蓄水防洪、泄洪调节水位的功能,又是一道美丽的水利风景线。

      四象湖1#4#拦河构筑物采用液压水景坝,水景坝是一种新型可翻转挡水装置,包括翻转闸门、导水管、水泵、动力装置。是将导水管布置在闸门的门叶上,当遇到不同水流情况时(如挡水、泄洪),通过控制导水管内的水量来改变门叶的质量,从而调整门叶的固有频率,使得避开外部水流的频率区域,将振动造成的不利影响控制在小范围内,确保闸门结构的安全。当导水管的出水口位于门叶的顶部时,我们在出水口的高级设置喷水装置,通过控制水泵和阀门从而形成喷泉的景观效果。进一步产生没好的艺术效果,喷水装置中还可以集成照明音乐装置,或者将激光与喷嘴相结合形成激光式的水景喷泉。水景坝结构简单,易于控制,实施成本低,性能可靠,可以避免振动对坝体产生的巨大破坏,并适应各种水流环境。将拦河坝与水景系统的实用功能巧妙地结合在一起,使其既具有拦河坝的蓄水防洪、泄洪调节水位的功能,又是一道美丽的水利风景线。1#2#3#