南大港农场泵站项目可研报告.doc

1 前前 言言 2009 年 1 月 19 日，水利部在北京召开了“全国大型灌排泵站 更新改造项目前期工作会议” ，其主要议题是加快全国大型灌排泵站 更新改造项目的前期工作，提出资金重点用于泵站机电设备、金属 结构的更新改造。会议强调要将大型灌排泵站更新改造与水管体制 改革紧密结合，做好大型灌排泵站更新改造工作。 河北省大型灌溉排水泵站更新改造项目涉及唐山、保定、廊坊 和沧州四地市，其中南大港农场泵站已列入河北省大型灌排泵站更 新改造项目计划。南大港农场拟将区内联合泵站的各组成泵站所在 河渠进行必要的更新改造和疏浚，以提高各区域排水能力及灌溉效 果，使联合泵站长期发挥效益。 南大港农场泵站本期计划更新改造的泵站共 4 座，分别为第一 泵站、第二泵站、第三泵站、第四泵站，总设计流量为 40m3/s，总 装机功率为 3200kw。南大港农场的各灌排泵站大多建于上世纪六 七十年代，这些灌排泵站在防汛抗旱和排涝中发挥了重要作用。受 当时经济条件和施工技术及建筑材料的局限，这些泵站普遍存在设 计标准低、施工质量相对较差、机电及金属结构设备严重老化或属 淘汰产品、建筑物失修、损毁严重、泵站装置效率低等问题。部分 泵站已达到设计使用年限，出现了不同程度的损坏，原有设计功能 已大大减弱，已不能正常运行，对当地农业生产和群众生活造成严 重影响。因此近年来当地干部群众强烈要求对部分损坏的泵站进行 更新改造，恢复和提高工程的防汛排涝及灌溉能力，使当地群众的 生产、生活水平得到提高。 根据中华人民共和国水利部组织的河北省沧州市南大港农场 2 泵站安全鉴定报告 （以下简称安全鉴定报告 ）的专家鉴定结论： 第一泵站、第二泵站和第三泵站建筑物安全类别评定为四类，机电 设备安全类别评定为四类，金属结构安全类别评定为四类，泵站安 全类别评定为四类，建议拆除重建。第四泵站建筑物安全类别评定 为三类，机电设备安全类别评定为四类，金属结构安全类别评定为 四类，泵站安全类别评定为四类，对该泵站进行维修加固。为保证 以上各泵站安全运行且充分发挥其工程效益，实施南大港农场泵站 更新改造工程是非常必要的。 受南大港管理区水务局的委托，我院于 2010 年 12 月完成了 河北省沧州市南大港农场泵站更新改造项目可行性研究报告编 制工作。 3 1 综合说明综合说明 1.1 水文、气象水文、气象 1.1.1 自然地理、水文、气象 南大港农场泵站本期计划更新改造的泵站有第一泵站、第二泵站、第 三泵站和第四泵站共 4 座泵站。 该工程位于渤海之滨南大港管理区境内。区域属华北暖温带半湿润大 陆性季风气候。受海陆位置和季风环流影响，四季分明，夏暑冬寒，温差 较大。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干燥少雪。年 平均降水量 642.5mm，汛期降水占全年降水量的 80%左右，且大部分集中 于 68 月份。年最大降雨量 1343.5mm（1964 年） ，年最小降雨量 247.1mm（1968 年） 。年平均气温为 12.1，极端最高气温 40.8，极端 最低气温-19，冻土深度在 60cm 左右。年平均水面蒸发量为 2100.5mm，是多年平均降雨量的 3.5 倍。 1.1.2 排涝流量分析 根据泵站的功能、排水区域内的自然情况和涝灾的影响程度，确定第 一、第二和第三泵站的排涝设计标准均为 5 年一遇。 第一、第二和第三泵站设计排涝流量依据河北省水利水电勘测设计研 究院河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告 （2002 年 10 月）即 “02 年手册”进行分析，推求更新改造泵站的设计流量。经复核三座泵站的 原设计流量与“02 年手册”计算流量基本一致，故本次拆除重建的三座泵站 设计排涝流量仍维持原设计指标。 第四泵站设计灌溉流量计算主要依据该区农作物组成和灌水定额综合 分析确定。各泵站排水流量和灌溉流量推求成果见表 1-1。 4 表 1-1 泵站设计流量推求表 序 号 名称 排涝面积 (km2) 最大排水 流量 (m3/s) 机排 流量(m3/s) 原设计流量 (m3/s) 流量 采用值 (m3/s) 备注 1第一泵站26.711.58.0588重建 2第二泵站43.418.714.031414重建 3第三泵站26.711.58.0588重建 4第四泵站54（灌溉）1010维修加固 1.2 工程地质工程地质 该工程场地位于南大港管理区境内，属滨海平原地貌，基底构造单元 属黄骅凹陷。第四纪以来，本区无构造运动发生，场地稳定性较好。在勘 探深度范围内揭露地层除第一层填土外，其余均为第四系全新统松散沉积 物，土质为粉质粘土和粉土。 勘察区地下场地环境类型为类，场地水对混凝土结构具强腐蚀性， 对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。 本区抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g（第二组） 。 场地土类型为中软场地土，属可进行建设的一般场地。 1.3 工程任务和规模工程任务和规模 1.3.1 工程任务 南大港农场泵站本期更新改造的泵站为第一泵站、第二泵站、第三泵 站和第四泵站共 4 座泵站，其中第一、二、三泵站为排涝工程，其主要任 务是通过机排将该区域沥涝水排入廖家洼排水渠等排沥河道。第四泵站为 灌溉工程，其主要任务是通过机扬将区域内沥涝水引入南大港水库，以蓄 代排，对周围农田进行灌溉。 工程内容包括：1、对第一泵站、第二泵站和第三泵站拆除重建。2、 对第四泵站进行维修加固，维修内容包括机电设备、金属结构的更新改造 5 和泵室以上主厂房进行拆除重建，并对泵室和前后连接建筑物损坏部位进 行维修加固。 1.3.2 工程规模 1、重建工程 第一泵站设计排涝流量 8m3/s，工程规模为小 1 型。 第二泵站设计排涝流量 14m3/s，工程规模为中型。 第三泵站设计排涝流量 8m3/s，工程规模为小 1 型。 2、更新改造工程 第四泵站设计流量 10m3/s，工程规模为中型。 各泵站更新改造技术指标详见表 1-3。 表 1-3 南大港农场泵站更新改造技术指标表 设计流量装机容量 项目站名 排涝面积 （km2）（m3/s）台kw水泵型号 第一泵站26.784640900zw-4.5 第二泵站43.41471120900zw-4.5 重建 第三泵站26.784640900zw-4.5 第四泵站54（灌溉） 105800900wz-82 更新改造 合计150.840203200 1.4 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 根据水利水电工程等级划分及洪水标准sl252-2000 及泵站设计 规范gb/t50265-97，确定各泵站工程的等别，各主要建筑物级别如表 1- 4。 6 表 1-4 南大港农场泵站等级划分表 泵站名称 设计流量 (m3/s) 装机功率(kw)泵站规模泵站等别 泵房、进出水池设 计等级 第一泵站8620小 1 型 4 第二泵站141095中型 3 第三泵站8620小 1 型 4 第四泵站10775中型 3 合计403110 1.4.1 重建工程设计 第一泵站 （1）建筑物现状 厂房顶破损漏雨、门窗老化；主泵房基础不均匀沉降，墙体存在多处 贯穿性裂缝；出水池和进水池侧墙砌石勾缝疏松脱落，底板冲刷破损、漏 水严重；工作便桥混凝土碳化、钢筋锈蚀严重等。依据安全鉴定报告 ， 第一泵站建筑物评定为四类，拟拆除重建。 （2）重建工程布置 该泵站重建工程建筑物段总长 60.1m，主要由前池、进水池、泵房、 压力池及上下游连接段组成。 该泵站的主要功能是汛期通过机排将城区及农田的沥涝水排入廖家洼 排水渠。 2、第二泵站 （1）建筑物现状 厂房顶破损漏雨、门窗老化；主泵房基础不均匀沉降，墙体存在多处 贯穿性裂缝；出水池和进水池砌石勾缝疏松脱落，底板冲刷破损、漏水严 重；工作便桥混凝土碳化，钢筋锈蚀严重等。依据安全鉴定报告 ，第 7 二泵站建筑物评定为四类，拟拆除重建。 （2）重建工程布置 该泵站重建工程建筑物段总长 53m，主要由前池、进水池、泵房、压 力池及上下游连接段组成。 该泵站的主要功能是汛期通过机排将洼淀的沥涝水排入廖家洼排水渠。 3、第三泵站 （1）建筑物现状 厂房顶破损漏雨、门窗老化；主泵房基础不均匀沉降，墙体存在多处 贯穿性裂缝；出水池和进水池砌石勾缝疏松脱落，底板冲刷破损、漏水严 重；工作便桥混凝土碳化，钢筋锈蚀严重等。依据安全鉴定报告 ，第 三泵站建筑物评定为四类，拟拆除重建。 （2）重建工程布置 该泵站重建工程建筑物段总长 49.2m，主要由前池、进水池、泵房、 压力池及上下游连接段组成。 该泵站的主要功能是汛期通过机排将洼淀的沥涝水排入廖家洼排水渠。 1.4.2 更新改造工程设计 第四泵站 （1）建筑物现状 厂房顶破损漏雨、门窗老化，墙体存在多处贯穿性裂缝；前池和进水 池砌石勾缝疏松脱落；工作便桥混凝土碳化，钢筋锈蚀严重等。依据安 全鉴定报告 ，第四泵站建筑物为三类，泵室以上主厂房部分拆除重建， 其他部分进行维修加固。 8 （2）更新改造设计内容 泵室上部主厂房重建；泵房水泵梁、电机梁、设备基座及泵室墩墙个 别部位存在混凝土局部碳化、损毁等问题，凿除碳化、损毁部分，进行加 固修复处理；前池浆砌石护坡勾缝砂浆脱落，局部块石松动、塌陷。拟将 已损坏部分清除后采用坐浆法重新砌筑，新旧结构相接处采用水泥砂浆勾 缝补强。 1.5 机电及金属结构机电及金属结构 1.5.1 重建工程设计 第一泵站 （1）机电、金属设备现状 第一泵站4 台机组均性能下降，电机绕组绝缘材料老化，绕组绝缘电 阻吸收比不符合50150-91 标准要求；水泵叶片汽蚀严重，运行振动、 噪音超标，水泵出水流量小，装置效率低；电气设备锈蚀严重，能耗高。 依据安全鉴定报告 ，第一泵站机电设备为四类，拟重新购置。 拦污栅、拍门、压力管道等锈蚀严重，起重设备陈旧、不灵活。依据 安全鉴定报告评定为四类，拟重新购置。 （2）机组选型 根据泵站的设计流量和扬程，初步选用 4 台 900zw-4.5 型卧式轴流泵， 配备 4 台 y2-355l3-12 型电机，电机功率为 160kw，总功率为 640kw。 （3）电气设计 本站为季节性排涝泵站，按三类负荷设计。电源引自附近 10kv 线路， 线路长 120 米。根据负荷容量要求，选用一台主变带 4 台电机及辅机设备 用电。主变为 s11-m-800/10/0.4，800kva1 台。设 1 台站用变供泵站照明 及检修用电。站变为 s11-m-30/10/0.4，30kva 1 台。 10kv 侧采用固定式 hxgn-12 开关柜，内装真空负荷开关型号为 9 fzrn16a-12d/t125-31.5，在开关柜内配置过电压保护器。10kv 高压配 电柜共 3 面，其中 1 面进线计量柜，2 面变压器出线柜。 低压配电装置为 ggd2 成套配电柜，断路器选用 ahb 万能式空气断 路器及 bmm1 系列断路器，其中：1 面 0.4kv 低压进线柜、2 面电机控制 柜、2 面无功功率自动补偿柜、1 面站用电柜，共 6 面低压配电柜。启动 柜采用 jj1b-200/380-1 自耦降压启动柜，共 4 面。 （4）金属结构设计 本工程金属结构包括拦污栅、拍门和压力管道。 第二泵站 （1）机电、金属设备状况 该站 9 台机组均性能下降，电机绕组绝缘材料老化，绕组绝缘电阻吸 收比不符合50150-91 标准要求；水泵叶片汽蚀严重，运行振动、噪音 超标，水泵出水流量小，装置效率低；电气设备锈蚀严重，能耗高。依据 安全鉴定报告 ，第二泵站机电设备为四类，拟重新购置。 拦污栅、拍门、压力管道等锈蚀严重，起重设备陈旧、不灵活。依据 安全鉴定报告评定为四类，拟重新购置。 （2）机组选型 根据泵站的设计流量和扬程，初步选用 7 台 900zw-4.5 型卧式轴流泵， 配备 7 台 y2-355l3-12 型电机，电机功率为 160kw，总功率为 1120kw。 （3）电气设计 本站为季节性排涝泵站，按三类负荷设计。电源引自原有 10kv 线路。 泵站接入电力系统方式未作改变。根据负荷容量及运行灵活、可靠性要求， 选用两台主变，一台主变为 s11-m-630/10/0.4，630kva，带 3 台电机，另 一台主变为 s11-m-800/10/0.4，800kva 带 4 台电机，辅机设备其中一台 主变供电。泵站照明及检修由站用变供电。站变为 s11-m- 10 30/10/0.4，30kva 1 台。 10kv 高压侧采用固定式 hxgn-12 开关柜，内装真空负荷开关，型 号为 fzrn16a-12d/t125-31.5，在开关柜内配置过电压保护器。10kv 高 压配电柜共 4 面，其中 1 面进线计量柜，3 面变压器出线柜。 低压配电装置为 ggd 成套配电柜，断路器选用 ahb 万能式空气断路 器及 bmm1 系列断路器，其中：2 面 0.4kv 低压进线柜、4 面电机控制柜 和 4 面无功功率自动补偿柜、1 面母联柜、1 面站用电柜，共 12 面低压柜。 启动柜采用 jj1b-200/380-1 自耦降压启动柜，共 7 面。 （4）金属结构设计 本工程金属结构包括拦污栅、拍门和压力管道。 第三泵站 （1）机电、金属设备状况 该站4 台机组均老化严重，运行振动、噪音超标，流量下降严重，装 置效率低，电机绕组绝缘电阻吸收比不符合 50150-91 标准要求。电气 设备老化锈蚀。依据安全鉴定报告 ，第三泵站机电设备为四类，拟重 新购置。 拦污栅、拍门、压力管道等锈蚀严重，起重设备陈旧、不灵活。依据 安全鉴定报告评定为四类，拟重新购置。 （2）机组选型 根据泵站的流量和扬程，初步选用 4 台 900zw-4.5 型卧式轴流泵，配 备 4 台 y2-355l3-12 型电机，电机功率为 160kw，总功率为 640kw。 （3）电气设计 本站为季节性排涝泵站，按三类负荷设计。电源引自原有 10kv 线路。 根据负荷容量要求，选用一台主变带 4 台电机及辅机设备用电。主变为 s11-m-800/10/0.4，800kva1 台。泵站照明及检修由原有站用变供电，对 11 站用变压器进行更换。站变为 s11-m-30/10/0.4，30kva。 10kv 侧采用固定式 hxgn-12 开关柜，内装真空负荷开关型号为 fzrn16a-12d/t125-31.5，在开关柜内配置过电压保护器。10kv 高压配 电柜共 3 面，其中 1 面进线计量柜，1 面变压器出线柜。 低压配电装置为 ggd2 成套配电柜，断路器选用 ahb 万能式空气断 路器及 bmm1 系列断路器，其中：1 面 0.4kv 低压进线柜、2 面电机控制 柜、2 面无功功率自动补偿柜、1 面站用电柜，共 6 面低压配电柜。启动 柜采用 jj1b-200/380-1 自耦降压启动柜，共 4 面。 （4）金属结构设计 本工程金属结构包括拦污栅、拍门和压力管道。 1.5.2 维修工程设计 第四泵站 （1）机电、金属设备现状况 该站5 台机组均性能严重下降，运行振动、噪音均超标，出水流量下 降，装置效率低，柴油动力机锈蚀严重，传动效率低，能耗高。依据安 全鉴定报告 ，第四泵站机电设备为四类，拟重新购置。 拦污栅、拍门、压力管道等锈蚀严重，起重设备陈旧、不灵活。依据 安全鉴定报告评定为四类，拟重新购置。 （2）维修设计 机电更新设计 原水泵更换为 5 台 900wz-82 型卧式轴流泵，电机更换为 5 台新型节 能型 y2-355l3-12 型电机，电机额定电压为 380v，功率为 160kw，总装 机容量为 800kw。 本站为季节性排涝泵站，按三类负荷设计。电源引自附近 10kv 线路。 线路长 2km。根据负荷容量及现场位置情况，选用一台主变，主变为 s11- 12 m-1000/10/0.4，1000kva，带 5 台电机，辅机设备用电由主变提供。泵站 照明及检修电源引自附近民用 220v 线路。 10kv 高压侧采用固定式 hxgn-12 开关柜，内装真空负荷开关型号 为 fzrn16a-12d/t125-31.5，在开关柜内配置过电压保护器。10kv 高压 配电柜共 2 面，其中 1 面进线计量柜，1 面主变出线柜。 低压配电装置为 ggd3 成套配电柜，断路器选用 ahb 万能式空气断 路器及 bmm1 系列断路器，其中：1 面 0.4kv 低压进线柜、3 面电机控制 柜和 2 面无功功率自动补偿柜、1 面站用电柜，共 7 面低压柜。启动柜采 用 jj1b-200/380-1 自耦降压启动柜，共 5 面。 金属结构更新设计 本工程金属结构包括拦污栅、拍门和压力管道。 1.5.3 防腐设计 为延长金属结构、机电设备的使用寿命，结合本工程的特点，拦污栅 及埋件等进行金属热喷涂，并用涂料封闭保护其表面；固结螺栓、螺母均 采用镀锌纯化防腐；埋件的埋入表面（与混凝土结合面）涂刷改性特种水 泥砂浆。 1.5.4 消防设计 本工程消防范围主要包括泵房、高低压配电室及管理用房等。 上述消防范围内的建筑物按消防设计规范要求，结合本工程特点，泵 房内配手提式干粉灭火器，高压配电室、低压配电柜旁配手提式二氧化碳 灭火器。 管理房留有足够的消防通道。 电缆穿越楼板、隔墙的孔洞，进出开关柜、配电盘等的孔洞，均采用 sfd 型防火堵料封堵；动力电缆和控制电缆分层敷设，采用耐火隔板分层。 13 1.6 施工组织设计施工组织设计 1.6.1 施工条件 1、对外交通 各泵站距主要交通要道较远，施工车辆无法在乡间道路畅行，故对临 时施工道路进行修整，以便于工程建设所需三材及设备等的运输。 2、电力状况 可与当地电力部门协商，各泵站附近均有高压电源，可引接线路后设 置变压器即可通电施工。 3、施工用水 工程施工时，可结合工程运行管理设施打井取水，或在附近村庄买水、 由附近农用机井处取水等。 4、施工季节选择 建筑物工程所在区域属华北暖温带半湿润大陆性季风气候，每年平均 降雨量 642.5mm，降水量年内分配不均，降水主要集中在汛期的七、八月 份，因此应避开汛期施工，以利于干场作业和控制回填土质量。 5、施工场地条件 施工临时生活区及综合加工厂、料厂等，均在施工场地的附近选择平 坦开阔的场地进行布置。 6、施工围堰 本工程各泵站施工挡水围堰为均质土坝围堰，其断面为梯形，平均高 度为 3.5m。围堰完成后，进行基坑初期排水，施工时经常性采用潜水泵抽 排，保证干场施工。 1.6.2 施工技术要求 1、严格控制施工用料质量，对不合格的产品或材料不准在工程中使 用。 14 2、施工单位应作好施工组织设计，做好施工网络计划，合理安排施 工顺序，提高质量和效率。 3、回填土质量要严格控制，回填土压实系数应满足规范及设计要求。 4、混凝土与砌石工程施工要满足相关规范的要求。 5、搞好施工排水，保证干场作业，确保施工质量。 6、重视基础工程，如发现有软弱地层或其他情况再进行详细勘探， 同时应组织建设单位、设计单位、施工单位及监理单位联合验收，方能进 行下一步工序。 7、原建筑物拆除 原建筑物拆除包括浆砌石拆除、房屋拆除、混凝土拆除等。对拆除的 弃料，结合实际地形，选择凹地、汇水面积较小的沟头或荒地就近弃置， 并结合水土保持、环境保护的原则进行堆放。 8、机电设备、金属结构更新改造 更新改造工程中水泵、电机、开关柜等要根据设计选型，结合现场实 际情况进行更换，要求做到精心设计、精心施工，确保安装精度，保证泵 站安全稳定运行。 1.6.3 施工进度 第一泵站重建工程拟定 2011 年 3 月中旬选定施工队伍进场，完成三 通一平及临时设施建设；3 月下旬开始施工，2011 年 7 月下旬竣工，工期 120 天。 第四座泵站的建筑物和机电设备、金属结构更新改造工程拟定 2011 年 8 月中旬选定施工队伍进场，完成施工准备工作，2011 年 9 月上旬开工， 至 2011 年 12 月上旬工程全部竣工，工期 100 天。 第二、三泵站重建工程分别拟定 2012 年 5 月上旬选定施工队伍进场， 15 完成三通一平及临时设施建设；5 月中旬开始施工，2012 年 11 月中旬竣 工，工期各 180 天。 1.6.4 施工占地 南大港农场泵站的第二、第三泵站均在原址基础上重建，无需永久占 地，第一泵站由于站址改变，涉及永久占地 2 亩。临时占地主要是重建工 程的弃渣场占地和第四泵站更新改造工程施工所用临时占地，工程完工后 对其进行复耕。 1.7 环境环境影响评价影响评价 南大港农场泵站中 4 座灌排泵站施工期间，由于机械施工会形成噪声 污染、车辆运输的扬尘污染和电焊的光污染。因此在施工期，施工队伍应 加强管理，合理安排施工工序和作息时间，减少对附近居民的干扰。 本工程的弃土、弃渣和施工区布置等将临时占用部分耕地，第一次复 耕时会引起耕地肥力下降，因此应切实做好工程的施工组织设计，采取表 层土单独堆放及还原措施，以减少耕地土质影响。 泵房内安装的水泵机组运行时噪声较大，会产生噪音污染。在泵房设 计时，副厂房与泵房之间设隔音墙，门窗均采用双层，以减少噪声的影响。 因为泵房距居民区较远，对环境不会造成不良影响。 本期 4 座灌排泵站联合体兴建后，可提高南大港农场区域内的灌溉、 排涝能力，对提高土地的利用价值、保障粮食生产、促进农民增收，改善 农业生产条件和周边村庄的生态环境将产生积极的影响，其社会效益和经 济效益是长期的、显著的。 工程建成后各泵站联合运用配合后期的渠道整治工程，可使渠水循环、 流动起来，将改善周边环境，提高空气质量，其产生的环境效益是长期、 重要和有利的。 参照水利水电工程环境保护概估算编制规定sl359-2006，本次设 16 计暂估列环保投资 15 万元。 1.8 水土保持方案水土保持方案 1.8.1 水土流失的防治原则 按照“谁开发谁保护”、“谁造成水土流失谁治理”的原则，科学、合理 地划定水土流失防治项目。重点针对施工期可能引起的水土流失问题提出 相应的水土保持对策及措施，从而使工程建设所引起的人为新增水土流失 得到有效控制，并使原有水土流失得到有效治理，工程施工和运行得到安 全防护，区域经济与环境的协调得到保障。该工程的水土流失防治主要有 施工期的弃渣处理、施工迹地的恢复等。 1.8.2 水土流失防治责任范围 根据开发建设项目水土保护方案技术规范，建设项目水土流失防 治责任范围包括项目建设区和直接影响区两个部分。根据工程的布置和对 周围环境影响，该项目水土流失防治责任范围如下： 1、项目建设区 主要指主体工程建设和生产占地，土方开挖、弃土弃渣堆放和附属设 施等征用、租用的土地。本工程项目建设区主要包括主体工程区、临时堆 放场区、临时交通道路区、生产生活区等占地范围。 2、直接影响区 指工程建设用地范围以外，由于工程建设造成的水土流失对周围的耕 地及沿河道两侧生态环境可能直接产生危害的区域。主要为主体、施工道 路两侧及开挖土料临时堆放造成的直接影响。 1.8.3 水土保持投资估算 依据水利部水总200367 号文开发建设项目水土保持工程概估算编 制规定和水土保持工程概算编制定额 ，本次设计水土保持投资 20 万 元。 17 1.9 节能篇节能篇 1.9.1 能源概况和节能的必要性 节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为 紧迫的任务。目前，我国已成为世界第二大能源生产国和第二能源消费国。 特别是近两年来，在国民经济快速增长的拉动下，我国能源需求增长较快， 能源紧张业已成为制约经济持续、稳定发展的控制因素，因此在工程设计 中应进一步开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会，以此来 促进经济社会可持续发展，实现全面建设小康社会的宏伟目标。 1.9.2 电气节能措施 1、在泵站机电设备选型中，采用了高效节能的新型电机。 2、低压开关柜内采用节能高效、分断能力高的断路器，保证电力的 正常运行，减少停电事故。 3、泵站中的变压器选用新型节能的 s11 油浸式变压器。 4、选用无功功率自动补偿装置，节约电能，降低损耗，提高变电设 备的供电能力。 1.9.3 建筑节能 1、泵房、管理用房屋等所用的建筑材料均采用相应的节能材料，以 取得节能效果。窗户采用中空玻璃保温窗，降低取暖能耗。 2、在灯具选择中，采用节能型光源。 1.9.4 其他节能 工程管理站所有用水器具都选用节水型产品，严格控制各用水点的水 压和水量，安装计量仪表，以免管网跑、冒、滴、漏和流速过大或静压过 高而造成水资源浪费。 经过分析，针对本项目的具体情况，制定合理利用能源及节能的技术 措施，可以有效地降低各类能源的消耗。 18 1.10 工程管理和运用工程管理和运用 南大港农场泵站均由南大港管理区水利工程管理站管理，单位定性为 股级全额拨款事业单位，隶属于管理区水务局领导。核定编制 21 名，其 中股级领导 3 名，技术人员 4 名，技术工人 10 名，其他人员 4 名。 南大港水务局是辖区内水利工程行业主管部门，对工程管理站负有监 督资金使用、资产管理、干部任免等方面的责任。管理人员采取竞争上岗、 双向选择、择优聘用的办法确定，并建立严格的目标管理制。按照省市水 管体制改革精神，对联合排水泵站实行管养分离，维养经费纳入同级财政 预算。 联合泵站的管理范围为各泵站管理范围内的永久占地区域，局部有建 筑物的地段为建筑物的永久占地范围。 为便于管理，在重要建筑物或有交通要求部位应设立标示牌，管理区、 泵站等永久占地范围加设大门及护栏。 在管理范围内，管理人员要搞好绿化，加强工程维护，对局部破损处 及时修补。 1.11 工程投资估算工程投资估算 工程总投资：2728.76 万元，其中工程部分投资 2693.76 万元，水土保 持工程投资 20 万元，环境保护工程投资 15 万元。 基本预备费：244.89 万元。 施工总工时：192245.15 工时。 主要工程量：土方开挖：16190m3；土方回填 12853m3；混凝土： 4595.88m3；浆砌石：1838.25m3；模板：8569.63m2。 1.12 经济评价经济评价 本工程经济评价总投资为 2728.76 万元，工程实施后，将承担 96.8km2面积的排沥任务，受益灌溉面积 54km2。 19 治涝效益采用多年平均效益法，灌溉效益采用分摊系数法。 通过计算，经济内部收益率 10.56%，经济净现 580.05 万元，经济效 益费用比 1.20。经济内部收益率大于社会折现率；经济净现值大于零；经 济效益费用比大于 1.0，通过三项评价结果表明该工程在经济上是可行的。 1.13 工程招标与监理工程招标与监理 本工程计划实行项目法人制，南大港水务局为项目法人单位。工程施 工计划严格按国家有关规定程序执行，遵循公开、公平、公正的原则采取 公开招投标方式选择施工队伍。根据中华人民共和国招标投标法 ，公 开发布招标公告，选择有相应施工资质和同类工程施工经历的队伍，对参 与投标的单位要求具备较强的技术力量、有雄厚的经济实力和先进的施工 设备、讲求信誉、服务到位。 招标人在招标监督机构的监督下举行开标会议，并聘请有关技术、经 济等方面的专家组成评标委员会进行评议，推荐中标候选人。 同时工程实行监理制，建设单位委托具有相应资质的监理单位对本工 程实施全过程监督，由监理单位编制监理大纲和监理细则，在建设单位授 权范围内对工程质量、施工进度、工程投资控制进行有效控制，对建设合 同及安全施工进行监督管理。 20 21 2 水文水文 2.1 自然地理自然地理 南大港管理区位于河北省中部平原，沧州市东北部；东临渤海湾，南 界黄骅港城，西、北与黄骅市接壤。地理位置为东经 11718151173817，北纬 382335383344。 面积 294km2。南大港农场属于河流淤积的冲积平原与湖淀淤积的湖积平原 交错地带，地势自西南向东北倾斜，坡降 1/1000012000。土质为砂壤土、 轻砂壤土，砂层具有细颗粒，层数少，单层厚度厚、含水量少的特点。 南大港农场位于渤海之滨，历史上频发水灾。每逢汛期，因河道水位 往往高于两岸洼地水位，沥水不能及时排除，大面积农田沥涝。1964- 1977 年发生特大洪涝灾害 4 次，给工农业生产和人民生命财产安全造成了 严重损失。 2.2 水文、气象水文、气象 该区域属华北暖温带半湿润大陆性季风气候。受海陆位置和季风环流 影响，四季分明，夏暑冬寒，温差较大。春季干旱多风，夏季炎热多雨， 秋季天高气爽，冬季干燥少雪。年平均降水量 642.5mm，汛期降水占全年 降水量的 80%左右，且大部分集中于 68 月份。年最大降雨量 1343.5mm（1964 年） ，年最小降雨量 247.1mm（1968 年） 。年平均气温 12.1，极端最高气温 40.8，极端最低气温-19。冻土深度 60cm 左右。 年平均水面蒸发量为 2100.5mm，是年平均降雨量的 3.5 倍。 2.3 排涝流量分析排涝流量分析 2.3.1 排涝标准确定 2.3.1.1 排涝范围 本次更新改造的泵站共 4 座，其中第一泵站、第二泵站和第三泵站主 要功能是排除控制区域内的沥涝水。第四泵站主要功能是通过机扬将区域 22 内沥涝水引入南大港水库，以蓄代排，对周围农田进行灌溉。 1、第一泵站排水范围 第一泵站座落于王徐庄村西，廖家洼排干南约 0.1km 处的三用干首端， 是一座排涝泵站，主要是解决廖家洼排干以南王徐庄、邓庄子、小辛庄、 扣村一带农田排涝问题。第一泵站排涝面积由原来的 63.4km2减少为 26.7km2，其余排涝面积由扣村泵站和二排干泵站承担。 2、第二泵站排水范围 第二泵站位于马营村北，十三排干尾端，主要解决港内农田排涝，以 及确保石油工业正常生产，由于近期南大港农场泵站控制流域面积的调整， 第二泵站排涝区域内由于十二排干和十一排干连接渠的汇入，使其排涝面 积由原来的 23.34km2增加为 43.4km2。 3、第三泵站排水范围 第三泵站位于廖家洼排干以北，九排干尾端，主要解决港区西部排涝 问题，除涝面积 26.7km2。 2.3.1.2 排涝标准 根据排水区域内的自然情况和涝灾的影响程度，确定本期更新改造的 3 座泵站的排涝设计标准为 5 年一遇。 2.3.2 排涝流量分析 依据河北省水利水电勘测设计研究院 2002 年 10 月编制的河北省平 原地区中小面积除涝水文修订报告 （即“02 年手册”）进行分析。采用排 水模数计算最大排涝流量。 公式： m=krmfn （2-1） q=mf=krmfn+1 （2-2） 式中： m设计排水模数（m3/s/km2） ； q设计排水流量（m3/s） ； 23 f排水河道设计断面控制的排水面积（km2） ； r设计径流深（mm） ； k综合系数（反映河网配套程度，排水河道坡度和流域形状 等因素） ； m峰量指数（反映洪峰与洪量关系） ； n递减系数（反映模数与排水面积关系） 。 依据 “02 年手册”进行分析，确定 m 值采用 0.92，n 值为-0.2，k 值为 0.022，采用一般平原区设计最大排水流量计算公式： q=0.022r0.92f0.80 （2-3） 按 5 年一遇防涝标准，取机排系数 0.70.8，推求重建泵站的设计流量， 详见表 2-1。 表 2-1 泵站排涝设计流量推求表 序 号 名称 排沥面 积(km2) 最大排水 流量 (m3/s) 机排 流量(m3/s) 原设计流量 (m3/s) 流量 采用值 (m3/s) 备注 1第一泵站26.711.58.0588重建 2第二泵站43.418.714.031414重建 3第三泵站26.711.58.0588重建 通过计算成果对比可以看出，本次计算成果与原设计指标基本一致， 故本次重建的 3 座泵站设计排涝流量仍维持原设计指标。 2.3.3 灌溉流量分析 第四泵站位于阎家房村东北角，承担 54km2农田的灌溉任务。泵站灌 区主要作物中，冬小麦收割后的夏玉米播种前后灌溉用水最为集中，因夏 玉米生长期较短，仅为 100 天左右，抢茬直播越早越好，否则将会因不能 正常成熟而减产，或因晚熟而影响小麦适期早播。播种前后浇水是确保适 时播种、苗全苗壮、避开后期低温危害争取玉米高产的关键。 24 正常年份最佳播种期为 6 月中旬，相应夏玉米播种前后灌水持续时间 为 57 天，灌溉设计保证率取 75%，考虑灌区播种期内每天播种面积呈现 中间高前后低的特性，灌区灌溉用水高峰主要集中在中间 3 天左右，其灌 溉用水量占总用水量的 60%，本次计算渠系利用系数取 0.75，渠道加大流 量的加大百分数为 30%，计算泵站的设计灌溉流量。计算成果见表 2-2。 表 2-2 泵站灌溉设计流量推求表 名称 灌溉面积 (km2) 设计 流量(m3/s) 原设计流量 (m3/s) 流量 采用值(m3/s) 备注 第四泵站5410.21010更新改造 通过计算成果对比可以看出，本次计算成果与原设计指标基本相同， 本次更新改造工程第四泵站灌溉流量仍维持原设计指标。 2.4 泵站特征水位及扬程分析泵站特征水位及扬程分析 2.4.1 进水池水位 1、设计水位 根据泵站设计规范 ，在调蓄容积不大的排涝区，一般以较低耕作 区（约占片面积 90%95%）的涝水能被排除为原则，考虑水面比降、建 筑物水位落差等，确定泵站进水池设计水位。 2、最低运行水位 最低运行水位是排水泵站正常运行的下限排涝水位，是确定水泵安装 高程的依据。按满足农作物对降低地下水位、减轻渍害的要求来确定。根 据有关试验资料，农作物耐渍深度为 1.0m。 依据上述原则，确定第一泵站、第二泵站、第三泵站、第四泵站 4 个 泵站的进水池水位，详见表 2-3。 2.4.2 出水池水位 1、最低运行水位 25 出水池最低运行水位取承泄区历年排水期最低水位平均值。 2、最高运行水位 最高运行水位取外河重现期 10 年一遇洪水的 3d 平均水位。 各泵站出水池水位详见表 2-3。 2.4.3 特征扬程 最大净扬程采用出水池最高水位与进水池最低水位之差。计算结果见 表 2-3。 表 2-3 南大港农场泵站设计指标表 进水池水位（m）出水池水位（m） 站名 排涝设计流 量（m3/s） 设计最低最高最低 最大净扬程（m） 第一泵站80.760.262.2-0.051.94 第二泵站140.0-0.42.70.53.1 第三泵站80.9-0.13.20.53.3 第四泵站10（灌溉）1.60.63.72.23.1 26 3 工程地质工程地质 本次对拟重建的第一泵站、第二泵站和第三泵站进行工程地质勘察， 以查明该处建筑场地地层结构、岩土特性、埋藏分布情况及物理力学性质， 不良地质现象，地下水埋藏条件及水的腐蚀性评价。 本次勘察使用 g-2 型工程钻机，回转钻进，钻孔直径 130mm。根据不 同岩性，采用薄壁或厚壁取土器，静力连续压入法取原状土样，样长 300mm，100mm。静力触探采用 zy15c 型静探机压入，lmcd310 型静探微机进行记录。 3.1 第一泵站地质概况第一泵站地质概况 3.1.1 地层结构及物理力学性质 勘察揭露地层除第一层填土外，其余均为第四系全新统松散沉积物， 按其成因类型、岩性特征、分布埋藏条件和物理力学性质将勘探深度内土 层自上而下划分为 9 个工程地质层，现简述如下： 第 1 层 素填土 褐色，以粉质粘土为主，夹少量粉土，可塑硬塑，表层为杂填土， 含砖块。属中压缩性土。厚度：1.502.00m，平均 1.68m；层底标高： 1.501.70m，平均 1.60m；层底埋深：1.502.00m，平均 1.68m。 第 2 层 粉土 黄褐色，稍湿湿，中密，摇震反应迅速，干强度及韧性低，具锈斑。 属中压缩性土。厚度：0.600.80m，平均 0.65m；层底标高：0.81.10m， 平均 0.95m；层底埋深：2.102.60m，平均 2.33m。 第 3 层 粉质粘土 棕褐色，软塑可塑，有光泽，干强度及韧性中等，局部粘粒含量较 高，为粘土。属中高压缩性土。厚度：1.802.10m，平均 1.88m；层底标 高：-1.100.70m，平均-0.93m；层底埋深：3.904.70m，平均 4.20m。 27 第 4 层 粉土 灰色，湿，中密，摇震反应迅速，干强度及韧性低，具锈斑，局部砂 质高，为粉砂，含云母，含贝壳碎片。属中低压缩性土。厚度： 1.902.30m，平均 2.05m；层底标高：-3.30-2.60m，平均-2.98m；层底埋 深：6.006.60m，平均 6.25m。 第 5 层 粉质粘土 褐灰色，软塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，具层理，含贝壳碎片。 属中压缩性土。厚度：0.700.90m，平均 0.80m；层底标高：-4.00- 3.50m，平均-3.78m；层底埋深：6.807.40m，平均 7.05m。 第 6 层 粉土 灰色，湿，中密密实，摇震反应迅速，干强度及韧性低，局部粘粒 含量较高。属中压缩性土。厚度：2.502.60m，平均 2.58m；层底标高：- 6.60-6.10m，平均-6.35m；层底埋深：9.3010.00m，平均 9.63m。 第 7 层 粉质粘土 褐灰色，流塑，局部软塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，夹淤泥质， 具层理，含贝壳碎片。属中高压缩性土。厚度：5.606.60m，平均 5.93m；层底标高：-12.90-11.90m，平均-12.28m；层底埋深： 15.3015.90m，平均 15.55m。 第 8 层 粉土 灰色，湿，中密密实，摇震反应迅速，干强度及韧性低，砂质高， 夹粉质粘土小薄层。属中压缩性土。其中 1#、2#、4#孔该层 25.00m 未穿 透，最大揭露厚度 9.40m。3#孔厚度：3.70m；层底标高-15.60m；层底埋 深：19.00m。 第 9 层 粉质粘土 灰色，软塑可塑，稍有光泽，干强度及韧性中等。属中压缩性土。 28 仅在 3#孔中揭露，该层 25.00m 未穿透，最大揭露厚度 6.00m。 3.1.2 水文地质条件 1、地下水 勘察期间地下水水位高程 0.6m，属第四系孔隙潜水，主要受排水沟水 位变化影响。 场地水样取于 1#孔和排水沟中，地下水和地表水水化学类型均为 cl- na+k+型，ph 值为 7.60 和 7.68，按水利水电工程地质勘察规范 gb50487-2008，对混凝土结构具强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具 中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。 2、渗透性 通过对原状土样的水平、垂直渗透试验结合地区经验，得出各土层渗 透性简述如下： 第 1 层 素填土，平均厚度 1.68m，渗透系数：垂直 2.1810-7 cm/s， 水平 8.8910-7 cm/s，属极微透水层。 第 2 层 粉土，平均厚度 0.65m，属弱中等透水层。 第 3 层 粉质粘土，平均厚度 1.88m，渗透系数：垂 4.7110-6cm/s，水 平 1.1610-7 cm/s，属极微微透水层。 第 4 层 粉土，平均厚度 2.05m，渗透系数：垂直 5.2810-51.6410- 4cm/s，属弱中等透水层。 第 5 层 粉质粘土，平均厚度 0.80m，渗透系数：水 9.3110-6cm/s，属 微透水层。 第 6 层 粉土，平均厚度 2.58m，渗透系数：垂直 5.1910-59.2210- 5cm/s，属弱透水层。 3.1.3 地基承载力与压缩模量及剪切建议值 据土工试验结果、静力触探试验和现场鉴别综合分析后各土层承载力 29 特征值及压缩模量、凝聚力、内摩擦角建议值，见表 3-1，其它物理力学 指标以平均值结合标准差使用。 表 3-1 各土层力学指标特征值表 3.1.4 结论与建议 勘察揭露地层除第一层填土外其余均为第四系全新统松散沉积物。 地基土承载力及压缩模量建议采用表 3-1 中的数值。 综合判定：场地水对混凝土结构具强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中 的钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。 本区抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g（第二 组） ，属可进行建设的一般场地。 泵房底板高程为-3.74m，主要持力层为第 4 层粉土和第 5 层粉质粘 土，可采用天然地基。 层 号 岩土名称 层底埋深 (m) 层底标高(m)层厚(m) 承载力特 值 fak(kpa) 压缩模 量建议 es(mpa) 凝聚力 建议值 c(kpa) 内摩擦 角建议 值 (o) 1素填土1.502.001.51.71.52.001004.030.015.0 2粉 土2.102.600.81.10.600.801056.012.020.0 3粉质粘土3.904.70-1.10.701.802.10904.035.06.0 4粉 土6.006.60-3.30-2.601.902.301106.512.020.0 5粉质粘土6.807.40-4.00-3.500.700.90954.025.015.0 6粉 土9.3010.00-6.60-6.102.502.601157.510.025.0 7粉质粘土15.3015.90 -12.90- 11.9 5.606.60903.518.05.0 8粉 土 3#孔层底埋深 19.0m，其余各孔孔深 25.0m 未揭穿 1358.010.025.0 9粉质粘土仅 3#孔揭露，孔深 25.00m 未揭穿1005.025.06.0 30 基坑开挖前应做好降水排水及做好边坡支护工作，建议采用拦坝明 排。 基坑开挖后，应做好钎探验槽工作，发现不良地基及时处理。 3.2 第二泵站地质概况第二泵站地质概况 3.2.1 地层结构及物理力学性质 勘察揭露地层除第一层填土外，其余均为第四系全新统和上更新统松 散沉积物，按其成因类型、岩性特征、分布埋藏条件和物理力学性质将勘 察揭露深度内土层自上而下划分为 9 个工程地质层，各层土的岩性特征及 分布规律见工程地质剖面图和钻孔柱状图。现简述如下： 第 1 层 素填土 以粉质粘土为主，夹粉土，1.0m 以上杂填土，含碎石、砖头等。属中 压缩性土。此层只在 1#、2#钻孔中揭露。厚度：2.002.00m，平均 2.00m；层底标高：0.91.0m，平均 0.95m；层底埋深：2.002.00m，平均 2.00m。 第 2 层 粉土 褐黄色，湿很湿，中密密实，摇震反应迅速，低干强度，低韧性， 具锈斑。属中压缩性土。此层只在 3#、4#钻孔中揭露。厚度： 2.002.50m，平均 2.25m；层底标高：0.9