仇集镇凤山涧徐郢滚水坝设计书

仇集镇凤山涧徐郢滚水坝设计书

一、兴建缘由

仇集镇凤山村徐郢组地处盱眙县山丘区的腹地，蓄水工程稀少，目前只有一座能蓄水0.4万方的塘坝，而此处的灌溉农田达2000亩，年需水量要50万方，远远不能满足该片的农业生产、人畜用水，从而影响了农业发展。特别是遇到干旱年，人们需要到2公里外的山边泉眼取水，需要对该地区寻找水源，增加水源工程建设。凤山涧从徐郢组村下通过，正常年份常年有水，规划新建滚水坝一座，以增加蓄水，提供可供水量，满足农业生产及人畜用水的需要。

二、工程概况

凤山涧徐郢坝位于凤山桥上100米处，汇水面积17.41平方公里，滚水坝建成后，可以解决徐郢组凤山涧两侧2000多亩农地的灌溉用水，同时解决650多口人以及2000多头牲畜的用水问题。

三、工程设计

(一)基本资料

根据该片的七万五千分之一图纸测算，凤山涧徐郢滚水坝集水面积F=17.41平方公里，干流长度L=4.80公里，干流比降J=266。

（二）设计暴雨

(1)设计点暴雨的推求：采用最大一小时、六小时、二十四小时设计暴雨，设计频率P=10％，查图十——十五，（年最大六十分钟﹑六小时﹑二十四小时点雨量等值线图和年最大六十分钟﹑六小时﹑

二十四小时点雨量Cv等值线图）得该流域中心的1、6、24小时的暴雨参数如下：

t H Cv 24 110 0.58 6 79 0.55 1 51 0.48 根据各历时暴雨参数查频率计算表二十一（皮尔逊Ⅲ型曲线的模比系数Kp值表）得模比系数Kp,求得二十年一遇暴雨H24= 192.5mm ,H6=135.8mm,H1=83.64mm

(2)面雨量的推求：查图十八（短历时暴雨时面深关系曲线）查得各历时点面折算系数K，根据点面折算系数得面雨量如下表：

推求设计面雨量表

t 点雨量 点面折算系数 面雨量 24 192.5 0.999 192.5 6 135.8 0.999 135.8 1 83.64 0.999 83.64 (3)面暴雨过程与净雨过程的推求：雨型分配查表九（最大24小时设计暴雨雨型分配表），净雨过程按每个时段减1mm，计算如下表：

推求设计净雨过程表

T=1小时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 毛雨过程 3.96 3.96 4.53 4.53 4.53 4.53 5.1 5.1 5.1 8.36 8.36 净雨过程 2.96 2.96 3.53 3.53 3.53 3.53 4.1 4.1 4.1 7.36 7.36 12 13 14 15 16 17 18 8.36 16.72 83.64 10.45 5.1 5.1 5.1 7.36 15.72 82.64 9.45 4.1 4.1 4.1 （三）用瞬时单位线法计算设计洪水

（1）求m1苏北山丘平原m1 =3.2（F/J）0.28=3.2（17.41/266）

0.28

=1.49，m2=1/3

（2）计算各时段总径流Ii：Ii为各时段面净雨量乘以流量系数

Fc=F/3.6t 即Ii=Ri×Fc计算如下：

推求时段径流过程表

时段 t=1小时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 净雨 2.96 2.96 3.53 3.53 3.53 3.53 4.1 4.1 4.1 Ii 4.77152 4.77152 5.69036 5.69036 5.69036 5.69036 6.6092 6.6092 6.6092 时段 T=1小时 10 11 12 13 14 15 16 17 18 净雨 7.36 7.36 7.36 15.72 82.64 9.45 4.1 4.1 4.1 Ii 11.86432 11.86432 11.86432 25.34064 133.21568 15.2334 6.6092 6.6092 6.6092 （3）根据m1=1.49查m1 与t=1小时单位线关系表十四（山丘区瞬时单位线参数m1与一小时单位线关系表）线形插值得该流域一小时单位线，乘以时段总径流量，并错开相加，得设计洪水过程线。

（四）滚水坝工程设计 （1）基本资料

溢洪流量按十年一遇洪水设计，建筑物为Ⅳ级水工建筑物。根据上述水文计算结果，设计流量Q设为76.365m3/s。

（2）滚水坝尺寸确定

滚水坝型采用折线型实用堰，设计坝底高程32.0m，设计坝顶高程34.0m，初拟堰顶宽度为0.6m，坡度为1：1.5，查得流量系数m=0.377。

坝高设计思路如下：根据公式q?mb2gH01.5,先假设坝高

P=2.00m，则由河道设计断面可知坝顶长b=18.36m, 代入公式

q?mb2gH01.5得堰前水头H0=1.80m。考虑安全超高，当流量达到洪

峰时水位H=（34.0+1.80）=35.8m＜36.00m，低于岸边高程36.00m，满足要求，所以拟定的滚水坝尺寸合理。

（3）下游水深ht计算

根据仇集镇凤山涧横断面图3+720，底宽b=12m，坡度m=1.0， 底坡i=(160－35)/4800=0.026，渠道的粗糙系数n=0.030,采用试算法求得下游水深ht。

可假设一系列h值，代入公式Q?(b?mh)h?1??经过试算得下游水深ht=2.0m。

（4）消力池尺寸设计

以下游河床为基准的上游总能量为：E0=34.0－32.0+1.80=3.8m已

76.3653知单宽流量q==4.15m/s-m则临界水深为

18.36q234.152E03.803hk===1.21, ==3.14 g1.21hk9.8???i ，2n?b?2h1?m?(b?mh)h23查表(梯形断面渠道收缩水深及其共轭水深求解图)得：

hc/hk=0.69,则hc=1.21×0.604=0.731m

hc〞/hk=1.3则hc〞=1.21×1.50=1.815m 消力池长度Lk计算：

由于hc〞=1.815m＜ht=2.0m，所以水跃发生在滚水坝收缩断面处，为淹没式水跃衔接。所以不需要挖深消力池。

根据水跃长度计算公式得：

Lj=6.9(hc〞－hc)=6.9×(1.815－0.731)=7.47m 所以消力池长度Lk=0.75×7.47=5.6m （5）拦水坝蓄水量计算

由仇集镇凤山涧纵横断面图，得滚水坝3+720至河口段面长度600米，根据设计流量Q

Q?(b?mh)h?23设

为76.365m3/s，明渠均匀流计算公式 ，试算得水位高H1=1.3m,所以

1?(b?mh)h????i 2n?b?2h1?m?断面面积A=（b+mh）h=(12+1*1.3)*1.3=17.29m2 滚水坝蓄水量V=SL=17.29*600=10374m3

滚水坝复蓄次数为一年2次，全年来水总量为V=10374*2=20748m3

按照水源补助规定，每增加一方来水量补助0.5元计算，可申请补助10374元。

四、工程概算

仇集镇凤山徐郢坝工程概算总投资33443.0元，工程直接费30766.3元（其中包括浆石基础15874.5元，浆石直墙10986.8元，粉面1789.9元，沟缝465.1元，挖土540.0元，围堰土方120元，施工

排水1000.0元），工程间接费2676.7元（建设管理费615.3元，勘察设计费1384.5元，工程监理费元615.3元，工程质量监督费61.5元）。

五、资金筹集

工程总投资33443.0元，按照山区水源工程补助办法，增加灌溉水量每方补助0.5元计算，该工程增加蓄水量20748方，一共补助10374元，其余由受益村自筹。

六、组织实施

凤山涧徐郢滚水坝工程项目由仇集水务站负责，按照施工设计图纸组织施工，要采取招标或议标的形式组织施工队伍进行施工。要在2005年12月10日动工，12月30日前竣工。

七、工程管理

工程建成后，建议受益村按照“谁投资、谁受益、谁管理”的原则迅速落实管理机制，由承包者或租赁者负责日常管理，确保工程发挥效益。

八、工程效益

工程建成后，可以增加农业用水供水量，降低农业用户的灌溉成本，解决凤山涧徐郢处两侧2000多亩农地的灌溉问题，同时解决2个组650多口人以及1200多头牲畜的用水问题。