清淤工程实施方案

1 综合说明

1.1 绪言

东干渠是宁夏青铜峡河东灌区四条干渠之一，承担着宁夏吴忠利通区、青铜峡市和银川灵武市13个乡镇、7个大中型国营农林场的农业灌溉，同时担负着盐环定扬水、扁担沟扬水等大中型扬水的供水任务。

在牛首山山麓有14条较大山洪沟，每当汛期，沟道洪水严重威胁东干渠的安全。为了减轻和消除洪水危害，保护东干渠的安全，自1971年—1979年期间，先后在扁担沟、黄羊沟、涝池子、小洪沟和双吉沟上建成了5座拦洪库，其防洪标准均按照平原海滨区标准确定，校核洪水标准为30年一遇。

近些年来，随着经济社会的快速发展，库区下游修建了多条公路，进驻了许多企业，拦洪库保护对象增加，拦洪库的重要性更加突出。但拦洪库防洪标准较低，一旦发生超标准洪水，将会对下游防护对象造成很大损失。因此，为了下游防护对象的安全，对拦洪库进行清淤，增大库容，抵御超标准洪水，是非常必要的。

2013年8月受秦汉渠管理处的委托，我院开始编制扁担沟、涝池子和小洪沟3座拦洪库清淤工程实施方案，参照相关规范、规程，于2013年9月完成实施方案编制任务。2013年10月29日，水利厅组织相关专家对该实施方案进行了审查，并提出了修改意见，根据修改意见，我院对实施方案进行了修改，最后形成了本次上报的实施方案。

1.2水文

河东灌区深居内陆，属干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候特征明显，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。年均降水量205mm，多集中在7、8、9三个月（约占全年降水量的65%）。年均蒸发量1283mm，相当于降水量的六倍，以5、6、7三个月蒸发量最大。干旱指数4.8～

8.5，是典型的没有灌溉就没有农业生产的地区。

年均气温8.9℃，一月份平均气温-8.3℃，七月份平均气温23.8℃，最高气温41.4℃（1953年7月8日），最低气温-28（1954年12月28日）。灌区气候干燥，多年平均相对湿度51～56%，年内以四月份最小，八月份最大，并呈现冬春干燥，夏秋稍湿的趋势。土壤冻结期在120天以上，冻土深度50～90cm，最深112cm（1968年），无霜期150～170天，日照年3000小时左右。

1.3地质

该地区属牛首山东麓山前洪积～冲积地貌区。在干旱、半干旱的气候条件下，暂时水流在牛首山前堆积了大量的洪积物，这些洪积物和山坡上面流所携带下来的坡积物汇合起来，形成了宽广平坦的山前倾斜平原。由于山前倾斜平原是由无数个大小不一的洪积扇所组成，因而形成高低起伏的波状地形。地形南高北低、东高西低，地势由东南向西北倾斜，地面高程1120m-1259m。场地范围主要为耕地及丘陵残丘。

该地区地层以第四系上更新统及全新统为主，岩性如下：

(1)第三系（E3q）砂岩，砂质泥岩。

主要出露在黄河东侧残积丘陵上。强风化，棕褐色，中密－密实，

水平层理发育，坚硬。

(2)第四系上更新统 （Q3apl）

主要出露在110国道附近至贺兰山东麓之间。岩性以壤土、粗砂、角砾、碎石等为主。属冲洪积物。

(3)第四系全新统（Q41al）

主要出露在黄河阶地中。岩性以壤土、粉质粘土、粉细砂等为主。属河湖相沉积。

1.4工程任务和规模

本工程位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇上扁担沟水库、小洪沟水库、涝池子水库。主要任务为三座水库清淤，确保水库安全运行，保护该工程范围内的耕地及公路。本工程从各水库上游延伸至库区，结合水库两岸地形现状，进行清淤。清淤土方暂时堆放在水库下游台地处作为河道整治等工程的备用土方。

1.6工程布置

本次清淤的各中心线基本沿原有库区中心线进行布置，局部进行调整，工程终点均为水库大坝坡脚外200m处，桩号为0+200，扁担沟水库、涝池子水库、小洪沟水库起始点桩号分别为0+725、0+540、0+600。清淤比降及边坡坡比的确定主要考虑两个因素：一是尽量贴近原库区比降，不改变水库天然特性，同时使施工开挖回填工程量最小；二是根据实际地形现状设计清淤比降。具体布置见清淤工程平面布置图。

1.7工程管理

工程建成后，由秦汉渠管理处管理与维护，维护人员由秦汉渠管理处内部调剂解决。

工程管理范围包括工程和设施的建筑场地和管理用地。

1.8施工组织设计

本工程位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇上，三座水库均有乡级道路通过，主要材料设备可由公路运输，交通便利，施工用水、用电可由附近解决。

1.9环境影响评价

施工期主要环境影响因素有：废气、噪声、固体废物、废水。从总体来看，工程建成后对环境无不利影响。本工程的环境影响结论是利大弊小，有利影响将长期发挥作用，不利影响主要是施工期的暂时问题，通过施工控制，采取必要的措施，完全可以减免。

1.10水土保持

项目建设过程中将损坏地表植被，扰动表土结构，产生部分临时弃土，可能造成一定的水土流失。编制本水土保持设计的目的，针对建设期产生水土流失的主要部位和时段，因害设防，采取各种预防和治理措施，预防、控制和减少水土流失，保护项目区生态环境，保障项目建设的安全。

施工期产生的弃渣和粉尘、噪音对附近居民产生不利影响。因此采用设备尽量减少噪音，对施工场地洒水减少粉尘，做到文明施工，并将废土及弃渣运送至指定区域，杜绝随意堆放。

1.11投资概算

扁担沟清淤工程总投资235.56万元。其中：建筑工程193.81万元；临时工程2.91万元；独立费用29.72万元。

涝池子清淤工程总投资102.69万元。其中：建筑工程84.49万元；临时工程 1.27万元；独立费用12.96万元。

小洪沟清淤工程总投资163.33万元。其中：建筑工程134.38万元；临时工程2.02万元；独立费用20.61万元。

2 水文

2.1区域概况

2.1.1地理位置

扁担沟、涝池子和小洪沟三座水库位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇上，属牛首山麓山前洪积～冲积地貌区。扁担沟拦洪库地理坐标北纬37°46′05.32″东经106°09′10.86″，位于101省道东侧，距离101省道2.5km，地面高程为1230.00m，距离东干渠直线距离5.9km。涝池子拦洪库地理坐标北纬37°48′04.29″东经106°05′45.75″，坝址距离东干渠5.85km，地面高程1120.00m～1259.00m。小洪沟拦洪库地理坐标北纬37°48′26.70″东经106°05′11.03″，坝址距离东干渠5.85km，地面高程1120.00m～1259.00m。

2.1.2气象、水文

项目区深居内陆，属干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候特征

明显，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。年均降水量205mm，多集中在7、8、9三个月（约占全年降水量的65%）。年均蒸发量1283mm，相当于降水量的六倍，以5、6、7三个月蒸发量最大。年均气温8.9℃，一月份平均气温-8.3℃，七月份平均气温23.8℃，最高气温41.4℃（1953年7月8日），最低气温-28（1954年12月28日）土壤冻结期在120天以上，冻土深度50～90cm，最深105cm（1968年），无霜期150～170天。

2.2工程水文

2.2.1 洪水特征

⑴ 产流

洪水特性与暴雨特性相应，即年际变化大，有明显的季节性、地区性。产流方式以超渗产流为主。由于地处干旱区，土壤经常处于干旱状态，一次降水使流域达到饱和的机率极少，当雨强超过损失率，超过部分即可变为地面径流汇成洪水。工程所在地区的山洪沟道，属中低土石山，年平均雨量仅有200mm，降水除去径流，不够树林蒸腾，降雨入渗损失率大，产流形式同黄土丘陵区。

⑵ 汇流

产流区属于牛头山东麓缓坡丘陵区和鄂尔多斯台地缓坡丘陵区，土质疏散，下渗量较大，地面坡度1/30~1/1000，水土侵蚀严重，产流方式以超渗产流为主。产流后即泻，汇流快，造峰历时短，洪水陡涨陡落，过程较短。

⑶ 洪峰

一般洪峰为单峰，复式峰较少。与产流面积小、暴雨集中、历时短有关，峰型尖瘦，陡张陡落，一般从开始起涨到峰落约6小时左右。流域面积较大的沟道洪水历时可达10小时左右。洪峰流量随流域面

积增大而缓慢增加，反映出干旱地区暴雨洪水不均匀的特性。

据《秦汉渠管理处志》记载，东干渠自1975年建成以来，全线范围内因牛首山山洪而使东干渠发生决口的事件共有16起，其中主要分别是：

1976年8月12日，扁担沟的山洪与双吉沟的山洪一起冲毁东干渠南堤，造成干渠决口8处。

1978年7月27日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将东干渠材机厂桥（桩号43+123）附近的渠堤冲毁，造成决口2处，淤平渠道4.4km。

1978年8月7日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将东干渠42号口（桩号42+500）附近的渠堤冲毁，造成决口2处，42号口被冲走，淤平渠道300m。

1989年7月16日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将桩号45+500附近的渠堤冲毁，造成决口4处，淤平渠道3.9km。

2002年6月8日，牛首山的山洪将126涵洞（桩号24+530）附近的渠堤冲毁，造成决口2处，冲毁126涵洞。

2006年7月14日，长流水沟(青)洪水将长流水沟溢流堰（桩号5+450）处冲毁，造成渠道漫堤3处，淤积5km。

2.2.2 暴雨特点

项目区属缓坡丘陵地貌，具有干旱区降雨的一般特性，降雨一般集中在每年的6～9月。降雨一般为短历时暴雨，而且笼罩面积不大，点面折减快。

项目区的山洪主要集中在东干渠右岸的牛首山和鄂尔多斯台地的山洪沟上，具有干旱、半干旱暴雨洪水的一般特点：

⑴ 年际变化：各年发生暴雨次数不等，最多一年4次，最少0次，多年平均≥50mm暴雨每年发生1次，≥100暴雨每年0.4次。

⑵ 季节特点：暴雨一般集中在每年的6～9月，但主要集中在7、8两月，H24≥50mm暴雨7、8两月发生次数占全年的80.5%，H24≥100mm暴雨7、8两月发生次数占全年的82.3%。

⑶ 暴雨分布：暴雨中心分布情况，牛首山各山洪沟道出山口处（海拔1200～1500m），占60％，距山脊线不远，高程在2000m以上可占40％。

⑷ 次暴雨时空特征

① 暴雨历时不长，大强度暴雨持续时间短。

② 笼罩面积不大，点面折减快。

2.2.3 设计洪水

2.2.3.1计算方法

拦洪库所在区域的洪水特性与暴雨特性相应，即年际变化大，有明显的季节性、地区性。产流方式以超渗产流为主。由于地处干旱区，土壤经常处于干旱状态，一次降水使流域达到饱和的机率极少，当雨强超过损失率，超过部分即可变为地面径流汇成洪水。暴雨多为短历时暴雨，暴雨笼罩面积不大，点面折减较快。

由于项目区属无实测资料地区，本次设计洪水计算依据《宁夏暴雨洪水图集》和重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图，采用设计暴雨资料推求设计洪水。

集水面积小于50km2的沟道，根据《宁夏干旱半干旱区小流域暴雨洪水泥沙研究》（宁夏水文局编）计算设计洪水，产流汇流历时采用1小时。

（1）产流计算

工程区所在流域洪水多为超渗产流，历时短，洪峰高。根据该区暴雨特性及下垫面条件采用扣损法计算产流过程。

产流公式： Ri=Hi-fi

式中：Ri －产流期某时段净雨 (mm)；

Hi－产流期某时段面雨量 (mm)；

； fi－产流期某时段损失水量（mm）

根据《宁夏暴雨洪水图集》产流分区，工程区以上流域属于黄土丘陵Ⅱ1区，平均损失率fi公式如下：

fi=41t-0.32

c(1-e-0.79-0.022tcHtc)

本次计算考虑到工程区所属流域属风沙干旱区，损失率更大一点，适当将扣损增大一部分。

（2）汇流计算

汇流计算是根据推求的设计净雨过程 Ri推求流域出口断面的洪

水流量过程，该计算区内暴雨强度大、洪水历时短，故采用纳希瞬时单位线法推求。按瞬时单位线原理，就是净雨历时趋于零的极小时段内产生的一个单位净雨（1mm净雨深）在出口处所形成的流量过程线，其公式为： u(t)=

式中：t——时段变量；

u(t)——为t时的瞬时单位线的纵坐标；

n，k——为瞬时单位线形状参数；

Γ(n)——伽玛函数。

根据上式可导出时段单位线方程式为：

n-1⎤t1⨯F⎡t1tn-1-t/K1t-∆t-(t-∆t/K)()edt-()edt q(Δt·t)=⎢⎰0⎥ ⎰03.6∆t⎣KΓ(n)KKΓ(n)K⎦1t()n-1e-t/K KΓ(n)K

式中：q(Δt·t) ——面积为F的流域上，t时段内净雨量为1mm的单

位线在t时段的纵坐标，以m3/s计；

Δt——计算时段长（h）；

1t()n-1e-t/Kdt—纳希瞬时单位的累积曲线，又称S(t)曲线； KΓ(n)K

⎰t0

1t-∆t-(t-∆t/K)唯在时间坐标上错后Δt()edt—形同S(t)曲线，⎰0KΓ(n)Ktn-1

时，用S(t-Δt)表示。

[S(t)- S(t-Δt)]简写为ΔS(t)，称为Δt小时无因次时段t时的纵高。一般以μ(Δt·t)表示。

经过详细计算，采用地区均衡法进行分析比较得到不同设计保证率的洪水过程线。

（3）计算参数

在计算瞬时单位线，进行洪水演进时，须求得参数n，k，滞时M，计算公式如下：

黄土丘陵区：n=1.22 L0.231，K=M1i/n，M1i=0.148L0.9i－0.093

式中：i——产流区平均净雨强度（mm/h）；

L——概化长度（km）。

滞时M表示从暴雨中心发生时间到洪水中心发生时间的时间间隔，与流域概化长度L、降雨强度i有关；汇流参数n表示线性水库调节的次数，与流域概化长度L有关；汇流参数k表示线性水库调节的能力，与滞时M、n有关。概化长度L由地形图量算求得，即计算断面到流域起始端最远点的直线距离。汇流参数n、K按黄土丘陵区计算公式求得。

2.2.3.2主要参数

采用《宁夏暴雨洪水图集》及重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图进行计算。根据宁夏水文水资源勘测局最新修订的多年平均点雨量等值线图查得，涝池子流域1小时、6小时各保证率设计点雨量见表2-2.2，依点面折减系数计算得各保证率设计面雨量见表2-2.3。

表2-2.2 各保证率设计点雨量

单位：mm

表2-2.3 各保证率设计面雨量

单位：mm

扁担沟拦洪库坝址以上流域计算面积48.4km2，概化长度14.0km，清浑比取0.83。根据以上参数计算得扁担沟不同保证率洪峰流量、洪水总量、设计洪水过程线分别见表2.2-4、2.2-5。

表2.2-4 扁担沟拦洪库各保证率设计洪峰流量、洪水总量表

表2.2-5 扁担沟拦洪库各保证率设计洪水过程线表

涝池子沟水库以上流域计算面积16.18km2，概化河长6.8km，清浑比取0.83。根据以上参数计算得两沟不同保证率洪峰流量、洪水总量、设计洪水过程线分别见表2-2.6、2-2.7。

表2-2.6 涝池子拦洪库设计洪峰流量、洪水总量表

表2-2.7 涝池子拦洪库设计洪水过程线表

小洪沟水库以上流域计算面积8.12km

2，概化河长4.9km，清浑比取0.83。根据以上参数计算得不同频率洪峰流量、洪水总量、设计洪水过程线分别见表2-2.8、2-2.9。

表2-2.8 小洪沟水库各保证率设计洪峰流量、洪水总量表

3 工程地质

3.1地形地貌

三座拦洪库库区属牛首山麓山前洪积～冲积地貌区。在干旱、半干旱的气候条件下，暂时水流在牛首山前堆积了大量的洪积物，这些洪积物和山坡上面水流所携带下来的坡积物汇合起来，形成了宽广平坦的山前倾斜平原。由于山前倾斜平原是由无数个大小不一的洪积扇所组成，因而形成高低起伏的波状地形。地形南高北低、东高西低，

地势由东南向西北倾斜。 3.2地层岩性 3.2.1扁担沟拦洪库

库区从上至下地层岩性依次为第四系淤积土（Q42al）、壤土（Q42al）和角砾及第三系泥质砂岩，分述如下。左右岸表层为第四系上更新统洪积上更新统洪积壤土（Q3pl），厚度0.3-1.0m。

（1）第四系全新统（Q4）：淤积土、壤土、角砾。

①淤积土（Q42al）：为库区淤积层，层厚1.2-5.8m，浅黄色，干-稍湿，硬塑状态，局部含有少量砾石颗粒。

②壤土（Q42al）：层厚0.3~1.0m，浅黄色，稍湿，硬塑状，夹粉质粘土透镜体，局部含有少量砾石颗粒。其物理力学指标为：

表3.2-1 淤积土物理力学指标统计表

③角砾（Q42al）：层厚2.6~4.3m,杂色，次棱角状，中密-密实状态，成分主要为泥岩、灰岩，壤土填充，最大粒径60mm，一般粒径5-20mm，大于2mm颗粒含量约占约占76.3-83.5%。

（2）第三系中新统红柳沟组泥质砂岩（N1h）：浅黄色-紫红色，泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。强分化层厚度2～3.5m。 3.2.2涝池子拦洪库

库区左右坝肩表层为第四系上更新统洪积上更新统洪积碎石（Q3pl），厚度1.0~3.0m。下部为第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（N1h），揭示深度2.0~15.0m。河谷地段表层为壤土及粉质粘土（Q42al），层厚1.20~5.4m；以下为角砾、碎石（Q42al），层厚1.8~2.6m；

下部第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（N1h），揭示深度2.0~15.0m。现分述如下：

（1）第四系全新统（Q4）：淤积土、角砾。

①淤积土（Q42al）：壤土，为库区淤积层，层厚1.20~5.4m ，浅黄色，稍湿，硬塑状，夹粉质粘土透镜体。其物理力学指标为：

淤积壤土物理力学指标统计表

②角砾（Q42al）：层厚1.0~3.0m,，杂色，稍密状，壤土填充，次棱角状，成分主要为石英砂岩；最大粒径80mm，一般粒径10-40mm，约占60%，局部为细砂及角砾透镜体。K＝3.0×10-2/cm/s，允许承载力 [R]=300kPa， 边坡比1：1.00。

（2）泥岩及砂质泥岩（N1h）：揭示深度2.0~15.0m。泥岩：紫红色，泥质胶结，层状构造，岩芯完整，裂隙不发育，失水收缩后易产生龟裂。δef=73.5~80.0,具中膨胀潜势。砂质泥岩：浅黄色-紫红色，

泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。q=2.0~8.0Lu.允许承载力 [R]=300kPa， 边坡比1：0.50。强分化层厚度2～3m。 3.2.3小洪沟拦洪库

库区属牛首山麓山前洪积～冲积地貌区，库区左右坝肩表层为第四系上更新统洪积上更新统洪积碎石（Q3pl），厚度1.0~3.0m。下部为第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（N1h），揭示深度2.0~15.0m。河谷地段表层为壤土（Q42al），层厚1.20~5.4m；以下为角砾（Q42al），层厚3.8~7.0m；下部第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（N1h），揭示深度2.0~15.0m。

现分述如下：

（1）第四系全新统（Q4）：淤积土、角砾。

①淤积土（Q42al）：壤土、为库区淤积层，层厚1.20~5.8m ，浅黄色，稍湿，硬塑状，局部含有少量砾石颗粒。其物理力学指标为：

壤土物理力学指标统计表

②角砾（Q42al）：层厚3.8~7.0m，杂色,次棱角状,稍湿,中密状态,成分主要为石英砂岩,壤土填充,最大粒径60mm,一般粒径2-40mm，约占65%。K＝3.0×10-2cm/s，允许承载力 [R]=300kPa， 边坡比1：1.00。

（2）泥岩及砂质泥岩（N1h）：揭示深度3.6~15.0m。泥岩：紫红色，泥质胶结，层状构造，岩芯完整，裂隙不发育，失水收缩后易产生龟裂。δef=73.5~80.0,具中膨胀潜势。砂质泥岩：浅黄色-紫红色，泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。q=2.0~8.0Lu.允许承载力 [R]=300kPa， 边坡比1：0.50。强分化层厚度2～3.2m。 3.3地质构造

工作区大地构造属牛首山—罗山断裂以东，北为中朝准地台的鄂尔多斯台缘褶带和鄂尔多斯台坳的复合盆地。由于燕山运动的影响使该区不断上升，遭受剥蚀，沉积形成了第四系覆盖层，逐渐使盆地范围缩小。主要影响该地区的地质构造。

（1）牛罗断裂

该断裂自南向北从甘肃境内延伸我区，经六盘山、罗山，总长580km。总的来看在区内，本断裂东盘地层产状较缓，为下降盘；西盘较陡为上升盘，断面西倾，倾角较陡。由于属长期活动断裂，形成古隆起区，东侧不断下陷，使断裂两侧的地层沉积特征有明显的差异，成为中朝准地台与祁连褶皱系分界线。

（2）老古窑断裂

主体位于贺兰山东麓与山体走向平行展布，向南延伸至本区老古窑以西1km处，惠安堡两侧在甜水堡一带。与东道—阿色浪大断裂（幅内称马柳断裂）相交，总长230km。横跨本区中部，长约90km。在老古窑西可见出露长约16km，走向转为325—330度，倾向东，倾角55度，断裂带宽10—20m，带内裂隙发育，断面粗糙，最大断距可达2000m，以逆断层为主，局部表现为断层，倾角可达80度。据有关资料证实，该断裂在燕山期至今仍然在活动。该断裂是贺兰山台陷与银川地堑的分界线。

工作区内新构造运动发育，新构造运动受间歇性垂直升降活动的影响，同一断块内部存在着局部上升或沉降的差异，形成阶梯状地貌景观。如牛首山东侧可见有Ⅲ级阶地，其中Ⅲ级阶地高出Ⅱ级阶地50m左右，Ⅱ级阶地高出Ⅰ级阶地75m左右，Ⅰ级阶地高出前缘洪积平原130m左右，而洪积平原又高出黄河河床10—15m左右，以上反映出牛首山一带晚期以来的构造痕迹。第四系断陷盆地继承了第三系断陷盆地继续下沉，构成含盐、芒硝的沉积现代湖盆或积水洼地。由于在北西向或近南北向断裂的活动，切割第三系的部分及第四系地层，并有泉水出露。

新构造与地震活动关系十分密切，地震多发生在深大断裂，构造盆地边缘及深凹陷地区。在吴忠地区地震多集中在河岸及东南至黄河大断裂以西，震级在4.9—5.5级之间的地震有7次。仅在1970年至1978年发生的4.5级以下地震达174次。说明该区弱震活动比较显著，吴忠一带密集地震群显示本区地震频度大，震级小的特点。

3.4地震

地震与新构造活动关系十分密切。地震多发生在大断层，构造盆地边缘及深陷区。据历史记载，中卫、中宁、广武附近，地震次数频繁，破坏性也较大，发生过强震九起，1956～1970年间弱震三起，大部分震中分布与贺兰褶带及陇西系构造活动有较密切联系，至今尚在活动。在吴忠地震小区内，地震多集中黄河沿岸及吴忠东南至黄河大断裂以西，显示出地震频度大，震级小的特点。银川断陷盆地是一个晚近期仍在强烈活动的构造带，其活动断裂集中分布于盆地东西部的银川、平罗一带以及西缘的贺兰山东麓断裂带，东缘灵武一带，走向大多为北东向或近南北向，均为张性断层。由于上述活动断裂的存在和作用，致使银川、灵武成为我国历史上多震的地区之一，近年中小地震仍时有发生，不论从强度还是频度上看，都是地震活动极为活跃的地带。

根据《中国地震动参数区划图》（1：400万），地震动峰值加速度值0.20g，地震动反应谱特征周期0.40S，地震基本烈度值Ⅷ度。 3.5水文地质

勘探范围内未见地下水。

4 工程规模

4.1拦洪库工程现状

扁担沟、涝池子和小洪沟拦洪库均兴建于上世纪70年代，拦洪库主要功能是防洪，保护东干渠安全。2011年对3座水库进行了除险

加固，使其防洪标准达到30年一遇。三座拦洪库在汛期根据东干渠防洪总体调度要求运行，拦洪库汛期为关闸运行，发生洪水时全部拦蓄在库中，然后按照东干渠防洪调度要求以5m3/s的泄量向东干渠泄水。

4.1.1扁担沟拦洪库

扁担沟拦洪库总库容为177.35万m3，工程由土坝和泄洪建筑物两大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽7m，坝长350m，坝高12.6m。泄水建筑物布置于坝中靠近左坝肩位置，由水塔、涵洞及消力池组成，涵洞为矩形，孔口尺寸为1.5x1.5m。

4.1.2涝池子拦洪库

涝池子拦洪库总库容为58.8万m3，工程由土坝和泄洪建筑物两大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽5m，坝长856，坝高12m。泄水建筑物布置于坝中靠近右岸位置，由水塔、涵洞及消力池组成，涵洞为矩形，孔口尺寸为2.0x2.0m。

4.1.3小洪沟拦洪库

小洪沟拦洪库总库容为29.3万m3，工程由土坝和泄洪建筑物两大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽5m，坝长400，坝高11.5m。泄水建筑物布置于坝体右侧，由水塔、涵洞及消力池组成，涵洞为矩形，孔口尺寸为2.0x2.0m。

4.2库区清淤的必要性

（1）是保证下游防护对象安全的需要

三座拦洪库起初主要是为了保护东干渠而建，近些年来，随着经济社会的快速发展，库区下游修建了多条公路，进驻了许多企业，拦洪库保护对象增加，拦洪库的重要性更加突出。但拦洪库防洪标准较低，一旦发生超标准洪水，将会对下游防护对象造成很大损失。通过库区清淤，增大库容，抵御超标准洪水，可保护或减轻超标准洪水对下游防护对象的危害。

（2）是实现洪水资源化的需要

拦洪库区域降水稀少，水资源珍贵，每年的降水大多集中在汛期，而拦洪库由于库容有限，为了防洪安全，汛期洪水大多都白白排掉。通过库区清淤，增大库容，在保证防洪安全的情况下可蓄积洪水，从而实现洪水资源化。

4.3工程规模

本工程对三座水库进行清淤，清淤深度平均为4m，清淤总土方68.28万m3。扁担沟清淤长度为525m，最大宽度为266m，清淤容积 33.64万m3；涝池子清淤长度为340m，最大宽度180m，清淤容积 14.12万m3；小洪沟清淤长度为400m，最大宽度为235m，清淤容积 20.52万m3。清淤后扁担沟、涝池子和小洪沟总库容分别增加至 210.32万m3、71.86万m3和、47.96万m3。

5清淤设计

5.1设计依据

5.1.1采用的主要技术规范

(1)《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）

(2)《防洪标准》（GB 50201—94）

(3)《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021—93）

(4)《水利工程水利计算规范》SL104—95

(5)《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）

(6)《水利水电工程地质勘察规范》GB50287—99

(7)《水利水电工程水库库底清理设计规范》

5.1.2其他设计依据

(1)《扁担沟水库除险加固工程水文分析计算报告》

(2)《涝池子水库除险加固工程水文分析计算报告》

(3)《小洪沟水库除险加固工程水文分析计算报告》

5.2清淤范围确定

库区淤泥下面为角砾，属强透水层，如开挖位置距坝坡较近，坝基有发生渗透破坏的可能性。因此为了保证坝基渗透稳定，坝前200m范围内淤泥不清除，作为天然防渗铺盖保留，淤泥开挖范围为坝前200m至库尾。按照上述要求，扁担沟、涝池子和小洪沟清淤长度分别为525m、340m和400m。

5.3开挖纵、横断面

5.3.1开挖纵向比降

初步拟定开挖深度为4m，开挖纵向比降与原库底相同，只在库尾局部变陡。扁担沟、涝池子、小洪沟库底比降分别采用0.4%、0.4%、

1.37%。

5.3.2横断面

底坡线也基本维持原横断面底坡形状，只在靠近两岸位置局部调整坡比，与两岸衔接。根据该工程的实际地形、现状宽度及周边建筑物的影响，拟定扁担沟、涝池子和小洪沟的清淤边坡坡比分别为1：10、1：5和 1：5。

5.4防渗设计

根据地质资料，3座拦洪库库区淤积物下面为角砾和泥质砂岩，角砾层和泥质砂岩强分化层均为强透水层。库区清淤后，角砾出露，一方面坝基渗漏量会大大增加，拦洪库蓄不住水；另一方面会增加坝基渗透破坏的可能性，因此，为了保证坝基渗透稳定和减少坝基渗漏，清淤后需进行防渗处理。

5.4.1 防渗材料

扁担沟和涝池子拦洪库库区淤积壤土渗透系数都小于1×10-5cm/s,小洪沟淤积壤土在压实度0.96时渗透系数接近1×10-5cm/s,故3座拦洪库均可采用库区淤积土进行防渗。

5.4.2防渗方式

扁担沟、涝池子和小洪沟的坝前200处角砾层厚度分别为3.0m、

2.5m和5m，其下泥质砂岩强分化层厚度分别为2.5m、2.2m和2.0，由于总透水层厚度小于10m，故采取开挖截水槽然后回填库区淤积土的方法进行防渗。

5.4.3截水槽设计

截水槽为梯形断面，底宽为5m，上下游边坡均为1:2.0，开挖深度以挖透砂岩强分化层为限，扁担沟、涝池子和小洪沟最大开挖深度分别为5.5m、4.7m和7m。截水槽要与两岸不透水层连接，根据3座拦洪库地质情况，扁担沟、涝池子和小洪沟截水槽开挖长度分别为300m、210m和270m。截水槽开挖完成后，用淤积壤土分层回填，填筑压实度在0.95以上，土壤含水率保持在最优含水率的±2%范围内。土体回填至槽顶高程后，自截水槽下游槽顶按照1:5的坡比向上游继续填筑至库区淤淤泥面高程，和库区淤积物相衔接。

5.4坝基渗透稳定计算

库区开挖断面的拟定在保证大坝安全稳定的前提下，应尽量减少动迁占地。根据地质报告，为透水地基，①根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）渗流计算应包括以下水位组合情况：

① 上游正常蓄水位与下游相应最低水位；

② 上游设计洪水位与下游相应水位；

③ 上游校核洪水位与下游相应水位；

由于3座拦洪库在汛期均采用一次性蓄积全部洪水，然后按照调度运行计划逐个放空，因此，设计洪水及校核洪水均可形成稳定渗流。考虑到水库下游水深很小，校核洪水位为最不利工况，只需计算工况③即可。

渗流计算

计算条件：

a、均质土坝，坝基不透水；

b、计算水位为校核洪水位；

c、下游无水；

采用北京理正计算软件计算。

经计算，扁担沟浸润线逸出点高度为0.636m，土坝渗漏量为0.032 m3/m.d; 涝池子浸润线逸出点高度为0.942m，土坝渗漏量为0.056m3/m.d; 小洪沟浸润线逸出点高度为0.65m，土坝渗漏量为0.039 m3/m.d。

渗流稳定分析

拦洪库坝体为黄土均质坝，根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287—99）及《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2000）得知，该土坝的渗流变形类型为流土型。坝体允许渗透坡降用下式确定：

jcr=(G-1)/(1+e)

式中： G—土粒比重；G=γd (1+e)/γw；

e——土体的孔隙比，e=1.116（地质建议值）；

γd——土体的干容重，γd =1.287 g/cm3（地质建议值）；

γw——水的容重取1.0 g/cm3；

G=1.287×（1+1.116）/1.0=2.72

jcr=（2.72-1）/（ 1+1.116）=1.00

jcr/K=0.51

K—安全系数（1.5～2.0），这里取1.6。

依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB 50487-2008）对人工填土的渗透变形类型判断为：流土型，土的临界水力比降jcr =1.0～1.1。允许水力比降0.50。

前述计算得出的临界水力坡降0.51大于允许水力坡降0.50，故可判断坝体不存在渗透破坏。

5.5工程量

扁担沟、涝池子、小洪沟三座水库的清淤土方分别为33.64万m³、14.12万m³、20.52万m³；壤土回填土方分别为0.67万m³、0.56万m³、1.86万m³。

6 施工组织设计

6.1清淤方案

由于扁担沟、涝池子、小洪沟三座水库库内没有水，采用陆地清淤方法进行清淤。为提高工程效率缩减施工时间，清淤设备采用大型土方施工机械。由挖掘机将淤泥料集在一起，然后采用装载机装料，汽车运至堆土场。表层土由推土机运至库区空地，清淤完成后由表层土回填。施工期间库内淤泥开挖由库尾开始行进直至坝前200m处为止。两岸开挖边坡坡度根据实际地形尽量贴近原有岸坡坡度。在清淤工程中若个别部位挖至砂质泥岩处时，必须停止开挖以防破坏岩层。另外，截水槽开挖完成后，用淤积壤土分层回填，填筑压实度在0.95以上，土壤含水率保持在最优含水率的±2%范围内。土体回填至槽顶高程后，自截水槽下游槽顶按照1:5的坡比向上游继续填筑至库区淤淤泥面高程，和库区淤积物相衔接。此方案工作性质可靠，工作复杂程度低。

6.2施工条件

6.2.1工程条件

三座拦洪库位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇边缘地带，属于山区水库，库区质地为黄土、中粗砂。三座水库均有乡级道路通

过较为便利。

6.3施工交通运输

6.3.1对外交通运输

本工程所在地对外交通运输十分便利。

6.3.2场内交通运输

因为本工程主要在水库内作业，地势平坦无需铺垫施工运输通道。

6.4施工总布置

因地制宜，因时制宜，有利生产，方便生活，易管理，安全可靠，经济合理。

6.5施工总进度

6.5.1施工总进度安排原则

（1）严格执行基本建设程序，遵守国家政策、法令和有关规范。

（2）为缩短工程建设周期，对控制工程总工期关键项目应定期开会研究，采取有效的技术措施及合理安排施工时间。

（3）各项目施工程序前后兼顾，衔接合理，干扰少，注意施工平衡。

（4）用平衡先进指标，对复杂地基或受潮水制约的工程，适当留有余地。

（5）在保证工程质量和施工总工期的前提下，充分发挥投资效益。

6.5.2施工进度

库内淤泥开挖由库尾开始行进直至坝前200m处为止。拟定在2014年4月份内完成扁担沟、涝池子和小洪沟三座水库清淤工程的备、清淤以及工程验收工作。

11节能设计 7 环境保护设计

7.1综合评价

该工程为水库清淤工程，工程施工过程中存在对环境的不利影响，主要有施工场地粉尘、噪音、生活垃圾、弃渣等短期对周围环境影响。

7.2 施工期环境影响分析

⑴ 对交通的影响

工程建设时，由于车辆运输、占用道路等原因，会使交通车辆增加，造成交通问题，这种影响随着工程的结束而消失。

⑵ 施工产生的粉尘、扬尘和机械与车辆燃油产生的污染物对环境空气的影响

工程施工期间，往来车辆、及施工现场堆放的泥土产生的粉尘、扬尘，使大气中悬浮颗粒物含量骤增，影响周边环境空气质量。机械与车辆燃油产生的CO、SO2、NOx等污染物对周围环境空气的影响。

⑶ 噪声的影响

施工期间的噪声主要来自施工机械运行、运输材料的机动车辆等施工活动。本工程采用分段施工方式，相对每段施工时间短，投入的施工机械、运输车辆不多，根据以往监测成果及工程设计资料分析，本工程施工过程中产生的噪声大多数时段能够满足《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）的要求。根据对施工机械噪声叠加计算，隧洞施工噪声将对距离施工区200m范围内的居民产生影响。而施工区周围200m范围内无村庄居民。因此，施工噪声对周围环境产生的影响很小。

⑷ 固废的影响

工程施工时，施工区内劳动人员的生活垃圾若没有做出妥善的安排，则会严重影响施工区的卫生环境。施工期间将产生许多固体废物（如碎石、弃土、淤泥、铁片等），这些废物在运输、处理过程中都可能对环境产生影响。废物处置地不明确或无规划乱丢乱放，将影响土地利用，破坏自然、生态环境。

⑸ 生活垃圾的影响

工程施工时，临时食宿地的水、电以及生活废弃物若没有做出妥善的安排，则会严重影响施工区的卫生环境，导致工作人员的体力下降，施工区的废弃物乱扔，轻则导致蚊蝇孳生，重则致使施工区工人暴发流行疾病，严重影响工程施工进度，使附近的居民遭受蚊蝇、臭气、疾病的影响。 7.3 环境保护措施

为在本工程建设的同时，尽可能减少对环境的影响，工程拟采用如下保护防治措施。 7.3.1 生态保护对策

⑴ 加强施工管理，确保施工期间的环境管理，并接受沿线环保和水土保持主管部门的监督；

⑵ 土场开挖时对土壤应实行集中堆放的方法，并保证施工完成后恢复沿线的植被和地貌，对作业区外缘被砍伐的植被进行复种，其覆盖率不得低于原有水平；

⑶ 尽量利用已有的公路运输物资，施工车辆、机械和人员走固定路线；

⑷ 合理处置建设施工过程中产生的弃土，按照水土保持专章提

出的措施合理处置（具体措施见水土保持专章）。 7.3.2 施工期环境影响的缓解措施

⑴ 交通影响的缓解措施

工程建设将不可避免地影响该地区的交通。项目开发者在制订实施方案时充分考虑到这个因素，对于交通特别繁忙的道路要求避让高峰时间(如采用夜间运输，以保证白天畅通)。

⑵ 减少扬尘

为了减少工程施工中季风扬尘和机械扬尘对周围环境影响，施工单位制定措施，对道路、堆土表面洒水，防止扬尘。

⑶ 施工噪声的控制

为了减少施工运输车辆、电动机、混凝土搅拌机等施工机械噪声对周围居民的影响，工程可考虑通过施工项目的调整，在夜间尽量安排噪声相对较小的施工。同时，应尽量采用低噪声机械。对夜间一定要施工，且噪声较大的工地，应对施工机械采取降噪措施。

⑷ 施工现场废弃物处理

坝面砌护施工区的施工人员数量多，且较为集中劳力，工程承建单位需提供临时膳宿。工程承包单位应及时清理施工现场的生活废弃物。同时,工程承包单位应对施工人员加强教育,不随意乱丢废弃物,保证工人工作生活环境、卫生质量。

⑸ 倡导文明施工

要求施工单位尽可能地减少在施工过程中对周围农民影响，提倡文明施工，做到“爱民工程”，组织施工单位及业主联络会议，及时协商调

解决施工中对环境影响问题。

8 工程管理

8.1工程建设管理

（一）水利厅秦汉渠管理处为本项目的建设主管部门，负责审批招投标方案及开工申请，监督、检查工程建设，主持竣工验收。

（二）工程参建各方严格执行《水利工程建设安全生产管理规定》，认真落实各项安全责任，健全各项制度，确保施工安全。施工度汛方案报吴忠市防汛抗旱指挥部办公室审批。水土保持方案报吴忠市水务局审查批准后实施。

（三）严格按照审批的工程建设内容使用资金，严格资金管理，确保资金安全。 8.2管理制度

工程完工后，为确保水库安全运行，充分发挥水库的灌溉、防洪效益，还需制定以下一些规章制度。

①所长责任制 ②工程技术人员责任制 ③考勤制度

④仪器设备的保管和使用管理制度 ⑤工作人员值班工作制度 ⑥资料收集、整理、保存制度

⑦水库日常巡查制度

9工程概算

编制依据

水利建筑工程按宁水计发【2009】13号文《宁夏水利建筑工程预算定额（试行）》进行编制。

机械台时定额按宁水计发【2009】13号文《宁夏水利建筑工程预算定额（试行）》进行编制。

定额不足部分参考水利部水总【2002】116号文《水利建筑工程概算定额》及《水利工程施工机械台时费定额》进行编制。

编制办法及费用标准

编制办法及费用构成执行宁水计发【2009】13号文〖宁夏水利工程设计概（估）算编制规定（试行）〗。

基础单价 人工预算单价

根据宁水计发【2011】23号文的规定，计算得技工工资为6.73元/工时，普工工资为3.63元/工时。

电、风、水基础单价

施工用电主要以电网供电为主，自发电为辅，按电网供电90%、自发电10%综合计算，施工电价为0.65元/千瓦小时。

施工用风按油动空压机供风计算，风价为0.14元/立方米。 施工用水按购水拉运计算，水价为5.1元/立方米。

材料预算价格

钢材、木材、水泥、汽油、柴油以2013年宁夏建材价格指南（第三册）公

布的建筑市场综合价为材料原价，另加运杂费、装卸费、采保费进行计算。砂子、石子、块石料就近购买，以宁夏水利工程造价信息公布的2013年第2期建筑市场综合价为材料原价，另加运杂费、装卸费、采保费进行计算。材料预算价格高于限价时，按规定价进入工程单价，差额部分作为价差计取税金后列入其综合单价中。

次要材料以水利工程造价信息公布的2013年第2期建筑市场综合价为依据计取，不足部分按市场价格计算。

运杂费

依据宁夏水利水电建设经济定额站宁水定额发【2008】1号文关于转发《宁夏公路工程造价管理站关于发布宁夏公路汽车普通货物运输价格及装卸费的通知》综合计算。

设备费

以宁夏水利工程造价信息公布的2013年第2期价格及厂家和主要经销部门的询价为依据，另计运杂费、采保费进行计算。运杂费按设备价的7%计算，采保费为0.7%，不计设备成套服务费。

工程单价

（1）其他直接费按费率进行计算，费率为4.0%。

（2）现场经费根据不同工程类别按不同费率分别计算，详见下表。

现场经费费率表

（3）间接费根据不同工程类别按不同费率分别计算，详见下表。

间接费费率表

（4） 企业利润：按直接工程费和间接费之和的不同费率分别计算，详见下表。

企业利润费率表

（5） 税金：税率为3.22%。

独立费用

建设管理费：

① 项目建设管理费：以宁夏水利厅关于发布〖宁夏水利工程设计概（估）算编制规定（试行）〗的通知（宁水计发【2009】13号文）为依据计算。

② 工程建设监理费：以国家发展改革委、建设部关于印发《建设工程监理与相关服务收费管理规定》的通知（发改价格［2007］670号）为依据进行计算。

科研勘测设计费：

① 资源勘察规划统筹费：按勘测设计费10%计取。

② 勘察设计费：根据国家计委、建设部关于发布《工程勘测设计收费管理规定》的通知（计价格［2002］10号）文件规定计取。

其他

① 技术咨询费：

以宁夏水利厅关于发布〖宁夏水利工程设计概（估）算编制规定（试行）〗的通知（宁水计发【2009】13号文）为依据，按工程第一至第四部分建安工作费的0.56%计取。

② 质量检测费：

根据宁水计发【2011】23号文的规定，按工程第一至第四部分建筑安装工程费总额的0.5%计取。

③ 安全文明生产费：

根据宁水计发【2011】23号文的规定，按工程第一至第四部分建

筑安装工程费总额的1.5%计取。

④ 招标业务费：

根据宁水计发【2011】23号文的规定，按工程第一至第四部分建筑安装工程费总额的0.6%计取。

预备费

（1）基本预备费费率3%计算。

（2）价差预备费：本工程不列价差预备费。

水保及环保投资

水保及环保投资：以工程第一至第五部分投资总额的1.0%计取。

编制成果 扁担沟：

主要工程量及劳动力

工程总开挖土方33.64万立方米，回填土方0.67万立方米，劳力52.46万工时。

工程投资

工程概算总投资为235.56万元。工程部分投资193.81万元，临时工程2.91万元，独立费用29.72万元；预备费6.79万元；水保及环保费2.33万元。

涝池子：

主要工程量及劳动力

工程总开挖土方14.12万立方米，回填土方0.56万立方米。 劳力22.87万工时。

工程投资

工程概算总投资为102.69万元。工程部分投资84.49万元，临时工程1.27万元，独立费用12.96万元；预备费2.96万元；水保及环保费1.02万元。

小洪沟：

主要工程量及劳动力

工程总开挖土方20.52万立方米，回填土方1.86万立方米。 劳力36.37万工时。

工程投资

工程概算总投资为163.33万元。工程部分投资134.38万元，临时工程2.02万元，独立费用20.61万元；预备费4.71万元；水保及环保费1.62万元。

工程设计概算表

工程设计概算表见下表。